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國產(chǎn)4G方案基本成型 國標(biāo)制定迫在眉睫

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作者: 時(shí)間:2007-08-02 來源:通信世界 收藏
    ITU-R將在2008年2月向各國發(fā)出通函,各國和各標(biāo)準(zhǔn)化組織征集IMT-Advanced(2006年,ITU-R將B3G技術(shù)命名為IMT-Advanced技術(shù))技術(shù)提案,這一時(shí)間點(diǎn)距今僅有7個(gè)月時(shí)間。

  2007年3月,信息產(chǎn)業(yè)部成立了IMT-Advanced推進(jìn)組,該推進(jìn)組的主要任務(wù)之一就是推進(jìn)在各國際標(biāo)準(zhǔn)化組織內(nèi)的順利演進(jìn)。目前推進(jìn)組正面向全國企業(yè)、高校和研究機(jī)構(gòu)征集IMT-Advanced候選技術(shù)。

  在國際標(biāo)準(zhǔn)化中的演進(jìn)路線

  根據(jù)目前的情況,在4G時(shí)代的演進(jìn)將主要在3GPP和ITU-R中推進(jìn)。

  3GPP最近已經(jīng)將其工作范圍擴(kuò)大為3G系統(tǒng)的增強(qiáng)和演進(jìn),從而從規(guī)則上具備了制定IMT-Advanced標(biāo)準(zhǔn)的職權(quán)。預(yù)計(jì)在2008年將開展LTE的演進(jìn)版本——LTE-Advanced(又稱LTE+)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。LTE TDD系統(tǒng)目前包括兩個(gè)模式——Type 1和Type 2,其中Type 2為TD-SCDMA演進(jìn)技術(shù)。在LTE TDD Type 2中TD-SCDMA現(xiàn)有的核心技術(shù)大部分得到了繼承,如智能天線、基

于幀結(jié)構(gòu)的物理過程設(shè)計(jì)等。但LTE在標(biāo)準(zhǔn)制定過程中,由于時(shí)間緊迫,作為TD-SCDMA的演進(jìn),也有幾點(diǎn)缺憾:

  (1) LTE TDD標(biāo)準(zhǔn)分裂成Type 1和Type 2,分散了產(chǎn)業(yè)力量。

 ?。?) LTE在標(biāo)準(zhǔn)化過程中3GPP過于強(qiáng)調(diào)FDD和TDD模式的相似性,一味要求TDD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)向FDD靠攏,沒有充分考慮針對(duì)TDD系統(tǒng)的特性優(yōu)化。

 ?。?) 多址技術(shù)采用OFDMA/DFT-S-OFDM,完全擯棄了CDMA元素,造成小區(qū)間干擾問題無法很好解決。

 ?。?) TD-SCDMA的智能天線技術(shù),由于國際融合的原因,被限制在非MIMO的單流發(fā)送范疇,無法充分發(fā)揮智能天線在多流MIMO傳輸和空分多址(SDMA)上的優(yōu)勢(shì)

  我國在參與LTE+過程中,將致力于彌補(bǔ)上述LTE設(shè)計(jì)中的不足,同時(shí)根據(jù)IMT-Advanced的新需求增添新的技術(shù)特性,構(gòu)成TD-SCDMA進(jìn)一步演進(jìn)的LTE+ TDD方案。

  在明年ITU征集IMT-Advanced技術(shù)時(shí),我國可選擇將TD-SCDMA演進(jìn)技術(shù)提交到ITU,并在ITU內(nèi)和其他國際提案融合。

  TD-SCDMA演進(jìn)IMT-Advanced方案

  在近兩年來的3GPP LTE、3GPP2 UMB、WiMAX研究和標(biāo)準(zhǔn)化工作中,以信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院、中國移動(dòng)研究院、華為、中興、大唐等為核心的企業(yè)和研究單位形成了良好的合作關(guān)系。為了準(zhǔn)備我國IMT-Advanced技術(shù)提案,從2006年10月開始共同開展了IMT-Advanced研究工作,已經(jīng)形成一個(gè)基本的IMT-Advanced技術(shù)方案。

  國際4G核心技術(shù)的發(fā)展趨于同化,各技術(shù)陣營基本均以O(shè)FDMA和MIMO技術(shù)為核心,我國4G技術(shù)儲(chǔ)備也基本圍繞此技術(shù)基礎(chǔ),在此基礎(chǔ)上融入我國的特色技術(shù),使MIMO OFDMA系統(tǒng)發(fā)揮更佳的性能。

  我國企業(yè)在IMT-Advanced方面的技術(shù)創(chuàng)新可大致集中在2個(gè)方向:

 ?。?)TD-SCDMA特色核心技術(shù)的擴(kuò)展和增強(qiáng),與MIMO OFDMA主流技術(shù)有機(jī)結(jié)合,顯著提高M(jìn)IMO OFDMA系統(tǒng)性能。包括:BR-OFDMA、基于智能天線的多流MIMO、基于BR-OFDMA的聯(lián)合檢測(cè)、基于TD-SCDMA演進(jìn)幀結(jié)構(gòu)的同步、小區(qū)搜索、隨即接入、尋呼等物理過程。

 ?。?)在OFDMA+MIMO共性技術(shù)和現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善和增強(qiáng),進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能。包括:多用戶聯(lián)合映射、分層調(diào)制、軟頻率復(fù)用、LDPC編碼、中繼(Relay)和分布式天線、用于MBMS的分層MIMO技術(shù)等。

  我國TD-SCDMA演進(jìn)IMT-Advanced方案的物理層核心技術(shù)主要集中在如下領(lǐng)域:

 ?。?)多址技術(shù)

  - 塊重復(fù)OFDMA(BR-OFDMA):

  此技術(shù)是基于OFDMA和CDMA結(jié)合的思想,在OFDM調(diào)制基礎(chǔ)上,利用“塊重復(fù)”替代傳統(tǒng)CDMA中的“碼片重復(fù)”,用BR(塊重復(fù))碼替代擴(kuò)頻碼,以獲得碼域擴(kuò)頻增益。通過在不同小區(qū)或用戶之間使用不同的或低相關(guān)性的BR碼,在接收端使用聯(lián)合檢測(cè)接收機(jī)消除小區(qū)間和用戶間的干擾,增強(qiáng)干擾受限情況下(如小區(qū)邊緣),提高系統(tǒng)性能。

  - 多用戶聯(lián)合映射(MJM):

  此技術(shù)主要基于“星座交疊”原理將一個(gè)“近端用戶”和一個(gè)“遠(yuǎn)端用戶”復(fù)用在相同的時(shí)/頻/碼域資源內(nèi),從而獲得系統(tǒng)容量提升。

    (2)幀結(jié)構(gòu)及公共信道設(shè)計(jì)

  - 基于現(xiàn)有TD-SCDMA和LTE TDD Type 2幀結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化的幀結(jié)構(gòu)?;诖藥Y(jié)構(gòu),可以設(shè)計(jì)用于TD-SCDMA演進(jìn)系統(tǒng)的同步、小區(qū)搜索、隨機(jī)接入、尋呼等物理過程。

 ?。?)多天線技術(shù)

  - 多流智能天線:

  此技術(shù)傳統(tǒng)智能天線和多流MIMO技術(shù)的結(jié)合,即由原來在一份時(shí)/頻/碼域資源內(nèi)給一個(gè)用戶賦形一個(gè)波束,擴(kuò)展到在在一份時(shí)/頻/碼域資源內(nèi)給一個(gè)用戶賦形多個(gè)波束(實(shí)現(xiàn)單用戶MIMO)或給多個(gè)用戶同時(shí)賦形(SDMA),從而大大提高小區(qū)容量和小區(qū)邊緣容量。

  - TDD非碼本預(yù)編碼技術(shù):

  和廣泛使用的碼本預(yù)編碼不同,利用TDD信道對(duì)稱性,直接從上行獲得下行信道先驗(yàn)信息,并采用波束賦形的專用導(dǎo)頻。

 ?。?)調(diào)制與編碼技術(shù)

  - 結(jié)構(gòu)化LDPC編碼:

  LDPC編碼在大數(shù)據(jù)塊(大帶寬)情況下某些方面性能高于Turbo碼,因此在IMT-Advanced某些場景下有應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

  - 分層調(diào)制:

  此技術(shù)是將一個(gè)用戶的數(shù)據(jù)分成多個(gè)層,每個(gè)層重復(fù)后用不同的交織器交織,在接收端利用迭代接收消除層間干擾。當(dāng)層數(shù)量大于重復(fù)系數(shù)時(shí),可獲得比同等調(diào)制方式更高的數(shù)據(jù)率。

  (5)小區(qū)間干擾抑制技術(shù)

  - 軟頻率復(fù)用:

  在小區(qū)中心采用頻率復(fù)用系數(shù)1,在小區(qū)邊緣采用頻率復(fù)用系數(shù)>

1,從而在盡可能保持系統(tǒng)高頻譜效率的基礎(chǔ)上,避免相鄰小區(qū)間干擾。

  - 基于BR-OFDMA的聯(lián)合檢測(cè)(大唐)

  利用BR-OFDMA系統(tǒng)在相鄰小區(qū)使用的正交和半正交BR碼,進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)操作,可以消除小區(qū)間干擾。

 ?。?)中繼(Relay)和分布式系統(tǒng)

  - 中繼幀結(jié)構(gòu)及公共信道、物理過程設(shè)計(jì):

  通過幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),有效調(diào)配基站



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