一、TDD技術(shù)制式隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步、市場(chǎng)需求的增長(cháng),將得到更加廣泛的應用
眾所周知,1897年馬可尼發(fā)明無(wú)線(xiàn)通信后,早期的無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信模式主要是時(shí)分技術(shù)體制的(即在同一個(gè)頻段上、以時(shí)間分割來(lái)實(shí)現收與發(fā),學(xué)術(shù)上稱(chēng)時(shí)分雙工,簡(jiǎn)稱(chēng)TDD)。最早在戰爭中使用,第二次世界大戰時(shí)普遍使用的步話(huà)機,就是那一時(shí)期的典型代表。但由于當時(shí)的技術(shù)條件所限,收和發(fā)的時(shí)間間隔較大,接收時(shí)不能發(fā)送,發(fā)送時(shí)不能接收,不能滿(mǎn)足公眾市場(chǎng)普通用戶(hù)同時(shí)說(shuō)與聽(tīng)的要求。因此,從第一代移動(dòng)通信開(kāi)始,收發(fā)可同時(shí)工作的頻分體制(即,用上下對稱(chēng)的兩個(gè)頻段分別同時(shí)實(shí)現收與發(fā),學(xué)術(shù)上稱(chēng)頻分雙工,簡(jiǎn)稱(chēng)FDD)成為移動(dòng)通信的主流技術(shù)制式。
隨著(zhù)經(jīng)濟社會(huì )的發(fā)展、環(huán)境條件的變化,移動(dòng)通信用戶(hù)規模的快速增長(cháng),人們對無(wú)線(xiàn)通信的需求越來(lái)越大,要求越來(lái)越高,可用于支撐無(wú)線(xiàn)通信的、不可再生的頻譜資源日趨緊張。尤其是從第二代移動(dòng)通信后期開(kāi)始,用戶(hù)的需求已開(kāi)始從單純的話(huà)音通信,逐步向數據通信擴展,這進(jìn)一步加劇了頻譜資源緊張的態(tài)勢。因此,全球業(yè)界均開(kāi)始在進(jìn)一步研究移動(dòng)通信技術(shù)的同時(shí),重點(diǎn)研究尋找提升頻譜效率的技術(shù)與方法。當信息技術(shù)進(jìn)入到第三代移動(dòng)通信標準時(shí)代時(shí),由于集成電路與軟件技術(shù)的進(jìn)步,時(shí)分體制TDD的收發(fā)間隔已可以縮短到人無(wú)法感知的毫秒級,這就使得其在公眾移動(dòng)通信中使用成為可能。故那時(shí)歐洲與中國均適時(shí)地提出了使用單一頻段時(shí)分體制的第三代移動(dòng)通信TDD標準:TD-CDMA與TD-SCDMA,由于歐洲提出的TD-CDMA標準方案僅可用于慢速移動(dòng)狀態(tài)下的熱點(diǎn)地區數據覆蓋,不能滿(mǎn)足移動(dòng)通信獨立組網(wǎng)規模化應用的要求,故而未得到產(chǎn)業(yè)界的普遍支持,未能形成成熟的、可支持商業(yè)使用的產(chǎn)業(yè)鏈,在3G的市場(chǎng)競爭中逐步被邊緣化。而中國提出的TD-SCDMA標準方案在技術(shù)上保證了獨立組網(wǎng)的能力,在國際標準化組織3GPP發(fā)布的標準版本中,每一個(gè)版本時(shí)分雙工的TD-SCDMA與頻分雙工的WCDMA的技術(shù)性能與功能均相當,可滿(mǎn)足大規模使用的要求,并逐步形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈并在中國實(shí)現了規模商用。
TD-SCDMA在中國的商業(yè)運營(yíng),一方面使全球產(chǎn)業(yè)界看到了TDD制式在移動(dòng)通信市場(chǎng)應用的可行性;另一方面,由于市場(chǎng)對數據業(yè)務(wù)的需求快速增長(cháng),頻譜資源緊張的趨勢加劇,這使得業(yè)界進(jìn)一步看好使用單一頻譜,頻譜效率高、可很好滿(mǎn)足上下行不對稱(chēng)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求的TDD技術(shù)制式。故而在第四代移動(dòng)通信標準研究時(shí),歐洲、日本及中國,均提出了基于OFDM及MIMO技術(shù)的TDD制式的LTE標準技術(shù)提案,經(jīng)過(guò)3GPP多年的研究討論,最終形成了統一的基于OFDM與MIMO技術(shù)的FDD與TDD制式完整LTE技術(shù)標準體系,LTE-A標準并最終被國際電信聯(lián)盟確定為國際第四代移動(dòng)通信技術(shù)標準。
目前TD-LTE技術(shù)已得到國際廣泛支持,全球已建設TD-LTE網(wǎng)絡(luò )88個(gè),其中39個(gè)已投入商業(yè)運營(yíng)。今年上半年TD-LTE用戶(hù)增長(cháng)1517萬(wàn),用戶(hù)總數已達2617萬(wàn),年底可望突破1億用戶(hù)大關(guān)。
伴隨著(zhù)用戶(hù)需求及移動(dòng)數據業(yè)務(wù)需求的快速增長(cháng),對移動(dòng)通信容量、數率及頻譜效率的提升要求更加迫切。業(yè)界專(zhuān)家預測到2020年后,第四代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )將不能保障快速增長(cháng)的用戶(hù)需求。為此,各國專(zhuān)家均開(kāi)始了第五代移動(dòng)通信技術(shù)的研究。由于FDD、TDD制式均有著(zhù)各自獨特的優(yōu)勢,因此,專(zhuān)家們期望在5G技術(shù)研究中,將兩者技術(shù)優(yōu)勢融合,并加以新的高效技術(shù)形成一種全新的融合技術(shù)標準,以滿(mǎn)足2020年后市場(chǎng)對移動(dòng)通信的技術(shù)要求。比如:在同一頻段上實(shí)現同時(shí)收發(fā)技術(shù)、大規模天線(xiàn)陣列技術(shù)、高頻段通信技術(shù)、靈活雙工等技術(shù),從初步分析的情況來(lái)看,TDD的優(yōu)勢將在5G技術(shù)中得到進(jìn)一步的發(fā)揮,其應用前景將更加廣闊。
二、TD-LTE是中國主導的4G技術(shù)標準,中國必須大力支持
根據無(wú)線(xiàn)通信向寬帶化方向發(fā)展的趨勢,2005年開(kāi)始,國際標準化組織3GPP啟動(dòng)LTE(LongTermEvolution)項目,研究3G之后長(cháng)期演進(jìn)的新一代移動(dòng)通信技術(shù)。在研究的過(guò)程中,各主要提案國均提出了基于OFDM與MIMO技術(shù)的TDD制式方案,但技術(shù)方案不盡相同,主要分為T(mén)ype1和Type 2兩種LTE-TDD技術(shù)方案。其中一個(gè)是歐洲提出的TDD方案,它是基于LTE FDD做廣域覆蓋,TDD做熱點(diǎn)地區補充考慮提出的,故不能滿(mǎn)足TDD方案獨立組網(wǎng)規模化使用的要求。另一個(gè)方案是中國提出的,這個(gè)方案考慮了TDD方案單獨組網(wǎng)規模化使用的要求,采用了與TD-SCDMA相同的幀結構、初搜的方法、波束賦形傳輸、終端定位等技術(shù)。2007年11月,3GPP決定將兩種方案進(jìn)行融合,形成統一的TD-LTE技術(shù)方案,融合后的方案保留了部分TD-SCDMA的核心技術(shù),同時(shí)增加與FDD共性的技術(shù),保證了TDD方案的獨立組網(wǎng)與規模化使用的能力,為打造具有國際競爭力的TD-LTE技術(shù)標準和產(chǎn)業(yè)鏈奠定了基礎。此后,歐洲、中國、日本均向ITU(國際電信聯(lián)盟)提交了融合后的4G TDD技術(shù)標準方案,美國、韓國均表示支持該標準提案。最終該方案被ITU確定為國際4G移動(dòng)通信標準之一。
由此可見(jiàn),正是由于中國業(yè)界的大力推動(dòng),TD-LTE才成為4G標準家族中重要一員,融合后的方案使得TD-LTE擺脫了作為L(cháng)TEFDD標準補充的地位,成為一個(gè)與LTEFDD標準平行的、適合大規模獨立組網(wǎng)的標準。同時(shí),為了更好地滿(mǎn)足市場(chǎng)應用需求,中國業(yè)界又在3GPP中大力推動(dòng)TDD/FDD融合發(fā)展,率先在標準上提出解決方案,在系統設備的研發(fā)中開(kāi)發(fā)可同時(shí)支持TDD/FDD的基站設備,在終端與芯片中開(kāi)發(fā)可同時(shí)支持TDD/FDD的多模多頻產(chǎn)品。
眾所周知,在全球制定4G/LTE標準之初,全球仍然處于3G時(shí)代的TDD、FDD分立格局。FDD有CDMA2000、WCDMA,TDD有TD-SCDMA、TD-CDMA、WiMAX。當時(shí),中國國內僅有通過(guò)TD-SCDMA創(chuàng )新發(fā)展起來(lái)的這一薄弱的、但基本完整的TDD技術(shù)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)鏈,從承前啟后的國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰略出發(fā),中國自然而然地選擇了率先支持有TD產(chǎn)業(yè)基礎的TD-LTE。并在此基礎上進(jìn)一步夯實(shí)了包括TD-SCDMA和TD-LTE在內的移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng )新鏈。
而從全球LTE發(fā)展看,由于歐洲的3G產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)與市場(chǎng)應用遠遠領(lǐng)先于中國,因此,其主導的LTEFDD的技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)亦早于我國開(kāi)始。為了加速TD-LTE的技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā),趕上LTEFDD的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,實(shí)現FDD/TDD同步融合發(fā)展,中國就必須加大支持TD-LTE的力度,推動(dòng)其趕上FDD的產(chǎn)業(yè)化與市場(chǎng)應用進(jìn)程。因此,率先推動(dòng)TD-LTE的產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為中國的必然選擇。
同時(shí),正像歐洲提出并主導LTEFDD標準一樣,歐洲負責任地積極推動(dòng)、完成了LTEFDD的產(chǎn)業(yè)化與市場(chǎng)應用示范,為全球規模化應用LTEFDD奠定了產(chǎn)業(yè)與市場(chǎng)應用的基礎。同樣,作為國際移動(dòng)通信標準——TD-LTE的主導國,中國亦有責任積極推動(dòng)、完成TD-LTE研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化,構建、增強可滿(mǎn)足全球化市場(chǎng)應用的國際化產(chǎn)業(yè)鏈,并率先實(shí)現在本國的商用,為該技術(shù)標準的全球化應用提供堅實(shí)的產(chǎn)業(yè)支撐及市場(chǎng)應用示范。因此,中國率先支持TD-LTE發(fā)展是歷史的選擇,是一個(gè)負責任的國家及產(chǎn)業(yè)界的選擇。
需要指出的是,TD-LTE并非固步自封于TDD領(lǐng)域,而是一直堅持兼收并蓄的開(kāi)放態(tài)度,兼容并包TDD和FDD的長(cháng)處。中國提出TDD/FDD融合與聯(lián)合運營(yíng)提案,也被3GPP接納。正是在中國的大力推動(dòng)下,全球TDD、FDD產(chǎn)業(yè)才從3G時(shí)代的分離,到4G時(shí)代逐步走向深度融合(中歐在TDD/FDD上的合作將美國所主導的TDD標準——WiMAX徹底邊緣化),并使得TDD/FDD徹底融合成為了未來(lái)5G創(chuàng )新的主要研究方向。