国产4G方案基本成型 国标制定迫在眉睫
扫描二维码
随时随地手机看文章
2007年3月,信息产业部成立了IMT-Advanced推进组,该推进组的主要任务之一就是推进TD-SCDMA在各国际标准化组织内的顺利演进。目前推进组正面向全国企业、高校和研究机构征集IMT-Advanced候选技术。
TD-SCDMA在国际标准化中的演进路线
根据目前的情况,TD-SCDMA在4G时代的演进将主要在3GPP和ITU-R中推进。
3GPP最近已经将其工作范围扩大为3G系统的增强和演进,从而从规则上具备了制定IMT-Advanced标准的职权。预计在2008年将开展LTE的演进版本——LTE-Advanced(又称LTE+)的标准化工作。LTE TDD系统目前包括两个模式——Type 1和Type 2,其中Type 2为TD-SCDMA演进技术。在LTE TDD Type 2中TD-SCDMA现有的核心技术大部分得到了继承,如智能天线、基
(1) LTE TDD标准分裂成Type 1和Type 2,分散了产业力量。
(2) LTE在标准化过程中3GPP过于强调FDD和TDD模式的相似性,一味要求TDD系统的设计向FDD靠拢,没有充分考虑针对TDD系统的特性优化。
(3) 多址技术采用OFDMA/DFT-S-OFDM,完全摈弃了CDMA元素,造成小区间干扰问题无法很好解决。
(4) TD-SCDMA的智能天线技术,由于国际融合的原因,被限制在非MIMO的单流发送范畴,无法充分发挥智能天线在多流MIMO传输和空分多址(SDMA)上的优势
我国在参与LTE+过程中,将致力于弥补上述LTE设计中的不足,同时根据IMT-Advanced的新需求增添新的技术特性,构成TD-SCDMA进一步演进的LTE+ TDD方案。
在明年ITU征集IMT-Advanced技术时,我国可选择将TD-SCDMA演进技术提交到ITU,并在ITU内和其他国际提案融合。
TD-SCDMA演进IMT-Advanced方案
在近两年来的3GPP LTE、3GPP2 UMB、WiMAX研究和标准化工作中,以信息产业部电信研究院、中国移动研究院、华为、中兴、大唐等为核心的企业和研究单位形成了良好的合作关系。为了准备我国IMT-Advanced技术提案,从2006年10月开始共同开展了IMT-Advanced研究工作,已经形成一个基本的IMT-Advanced技术方案。
国际4G核心技术的发展趋于同化,各技术阵营基本均以OFDMA和MIMO技术为核心,我国4G技术储备也基本围绕此技术基础,在此基础上融入我国的特色技术,使MIMO OFDMA系统发挥更佳的性能。
我国企业在IMT-Advanced方面的技术创新可大致集中在2个方向:
(1)TD-SCDMA特色核心技术的扩展和增强,与MIMO OFDMA主流技术有机结合,显著提高MIMO OFDMA系统性能。包括:BR-OFDMA、基于智能天线的多流MIMO、基于BR-OFDMA的联合检测、基于TD-SCDMA演进帧结构的同步、小区搜索、随即接入、寻呼等物理过程。
(2)在OFDMA+MIMO共性技术和现有标准基础上进一步完善和增强,进一步提高系统性能。包括:多用户联合映射、分层调制、软频率复用、LDPC编码、中继(Relay)和分布式天线、用于MBMS的分层MIMO技术等。
我国TD-SCDMA演进IMT-Advanced方案的物理层核心技术主要集中在如下领域:
(1)多址技术
- 块重复OFDMA(BR-OFDMA):
此技术是基于OFDMA和CDMA结合的思想,在OFDM调制基础上,利用“块重复”替代传统CDMA中的“码片重复”,用BR(块重复)码替代扩频码,以获得码域扩频增益。通过在不同小区或用户之间使用不同的或低相关性的BR码,在接收端使用联合检测接收机消除小区间和用户间的干扰,增强干扰受限情况下(如小区边缘),提高系统性能。
- 多用户联合映射(MJM):
此技术主要基于“星座交叠”原理将一个“近端用户”和一个“远端用户”复用在相同的时/频/码域资源内,从而获得系统容量提升。
(2)帧结构及公共信道设计
- 基于现有TD-SCDMA和LTE TDD Type 2帧结构进一步优化的帧结构。基于此帧结构,可以设计用于TD-SCDMA演进系统的同步、小区搜索、随机接入、寻呼等物理过程。
(3)多天线技术
- 多流智能天线:
此技术传统智能天线和多流MIMO技术的结合,即由原来在一份时/频/码域资源内给一个用户赋形一个波束,扩展到在在一份时/频/码域资源内给一个用户赋形多个波束(实现单用户MIMO)或给多个用户同时赋形(SDMA),从而大大提高小区容量和小区边缘容量。
- TDD非码本预编码技术:
和广泛使用的码本预编码不同,利用TDD信道对称性,直接从上行获得下行信道先验信息,并采用波束赋形的专用导频。
(4)调制与编码技术
- 结构化LDPC编码:
LDPC编码在大数据块(大带宽)情况下某些方面性能高于Turbo码,因此在IMT-Advanced某些场景下有应用优势。
- 分层调制:
此技术是将一个用户的数据分成多个层,每个层重复后用不同的交织器交织,在接收端利用迭代接收消除层间干扰。当层数量大于重复系数时,可获得比同等调制方式更高的数据率。
(5)小区间干扰抑制技术
- 软频率复用:
在小区中心采用频率复用系数1,在小区边缘采用频率复用系数>
- 基于BR-OFDMA的联合检测(大唐)
利用BR-OFDMA系统在相邻小区使用的正交和半正交BR码,进行联合检测操作,可以消除小区间干扰。
(6)中继(Relay)和分布式系统
- 中继帧结构及公共信道、物理过程设计:
通过帧结构设计,有效调配基站