4G提案征集：LTE成“带头大哥”

全球4G提案征集工作即将于10月结束，各国正全力冲刺4G关键技术的标准完善度，并向两大主流技术LTE-Advanced和802.16m汇聚，其中LTE-A已成最具竞争力的4G候选技术。4G并非新的起跑线，其将充分基于全球3G/B3G的产业实力和市场格局，合作共赢的理念被广泛认可。　　ITU全球4G(IMT-Advanced)提案征集工作计划于10月结束。“2009年是下一代移动通信技术发展的关键一年。”中国通信标准化协会理事长朱高峰的观点反映了业内对4G研发紧迫性的关注。目前，各国的4G研究工作均已进入系统设计、评估、实验的实质阶段，相关的研究机构和国际组织也都在全力加速研究；而从2008年开始，LTE的后续演进也开始得到全球的高度关注，越来越多的人才和资金正在流入到该领域，同时技术框架也逐渐清晰。　　事实上，4G技术更多地体现在对现有3G/B3G技术的传承和完善，在最大限度地保护既有投资的同时，提升网络性能和用户体验。“4G不可能是从零开始的全新一代技术，目前的格局是LTE和WiMAX技术的自然演进，即LTE-Advanced和802.16m。”中国通信标准化协会副理事长曹淑敏在新一代移动通信国际高峰论坛暨B3G国际会议(ICB3G-2009)上指出。来自日本、韩国、欧盟等的相关政府官员、标准组织及研究论坛在本届大会上一致认同，合作共赢是通往4G的坦途。　　LTE-A成最佳候选　　工业和信息化部电信管理局巡视员张新生在ICB3G-2009上指出，经过近几年的技术、产业和市场博弈，宽带无线移动通信已经成为主要趋势。从目前形势看，802.16e(移动WiMAX)在全球的发展远低于产业预期，各国对802.16m(WiMAX演进技术)的后续发展也有不同的预测。WiMAX欧洲之旅也屡遭碰壁，英国BT等运营商已将目光转向LTE，对于设备商所提供的以LTE架构设计的802.16m系统不为所动。除美国Sprint外，WiMAX更多地被边远、岛屿国家和新兴运营商所欢迎。　　目前3GPP正对4G技术进行评估，将在研究阶段和后续的工作阶段制定详细的标准化规范，在众多4G备选方案中，3GPP的LTE-Advanced系统脱颖而出，成为最主流的方案。据未来移动通信论坛研究工作组万蕾介绍，该系统是在LTE系统的基础上的进一步演进，为了达到ITU的高要求，引入了载波聚合、多点协作、接力传输和多天线增强等多种先进技术。　　重大专项助力技术创新　　张新生指出，我国“新一代宽带无线移动通信网”国家科技重大专项启动的主要的目的，就是从技术、标准、研发、实验到应用创新，形成我国芯片、终端、系统、网络到业务的产业链。重大专项计划研究多种创新技术以支持宽带无线移动网的融合，重点安排了增强型TD-SCDMA、LTE、4G及其后续技术以及相关无线宽带接入、短距离无线互联与传感器网络等七个方面的研究项目，对推动我国4G研发起到很大的促进作用。　　目前，我国TD等3G技术发展迅速。工业和信息化部总工程师苏金生列出几个数字，中国移动的TD用户已经超过103万户，计划今年年底覆盖238个城市，3年力争发展用户5000万左右。TD-LTE的研发和测试工作已经启动，产业布局初步形成。国家TD-LTE工作组的测试计划是，第一阶段室内测试，第二阶段外场测试，第三阶段大规模的外场测试(将会选取两到三个大城市测试，每个城市约建100个基站)。据悉，TD-LTE已开始室外测试，普天、大唐、中兴等六个对TD-LTE拥有自主研发能力的厂商参与测试。在今年上半年的室内测试中，TD-LTE的功率控制、AMC以及HARQ、MIMO等关键技术，均在不同环境下进行了测试。　　各类技术创新在“后3G时代”层出不穷。中国电信集团公司技术部副主任窦笠表示，中国电信在4G研究中重点关注的技术领域包括：更高阶MIMO的性能、实现复杂度和工程可实施性，同频段、异频段频谱聚合的技术及可行性，多点协作技术对小区边缘速率的改善及网络性能、结构的影响，Relay对网络覆盖效果的改进及对组网的影响，室内覆盖的性能增强。　　进入“后3G时代”　　4G将更强调世界范围内的高度通用性，多种无线接入系统的互通能力以及对灵活广泛的服务和应用的支持。因此全球范围内的广泛合作正在持续深入。记者从ICB3G-2009获悉，我国已与日本、韩国、芬兰、瑞士等国达成电信创新技术合作项目共识，并陆续进入实质性研发阶段。　　据悉，2009年全球移动用户数已达40亿户，宽带数据多媒体业务将在移动业务量的急剧增长中占主导地位。移动通信网络能力大规模提升，朝着宽带化，全IP化，低运营和布网成本方向发展。　　以走在3G商用和4G研发前列的日本为例，据日本总务省总合通信基盘局电波部移动通信企划官SAKANAKAYasushi介绍，截至今年5月，日本3G用户数已达1亿户，占移动总用户数的近94%。日本总务省在6月10日批准3.9G发展规划，计划于2010年12月推出接近4G的3.9G业务。　　各国B3G技术正呈现出迅猛发展势头。沃达丰中国有限公司研发部总经理DavidFittal指出，在HSDPA最为成功的英国，截至2008年年底已售出270万个3G数据卡(年增长率达100%)，沃达丰的3G网络已经100%启用HSDPA。沃达丰在今年5月表示，将在德国农村地区推出测试LTE网络的计划，以测试LTE是否可为农村地区提供宽带接入；在2010年或更早推出商业部署。该公司目前着眼于LTE数字红利频谱和农村覆盖范围。　　　破解4项关键技术 2015年4G将进入商用期　　■上海无线通信研究中心研发一部部长 胡宏林　　结合我国重大专项的实施方案，业界正广泛关注4G网络迫切需要研发的典型关键技术，包括关键技术测试验证、中继技术、分布式组网技术以及频谱共享技术等的研发。　　当前经济全球化的趋势进一步加强，全世界范围内的经济结构调整步伐加快。另外，国际投资活跃，产业分工进一步细分。以信息技术为标志的全球科技革命迅速发展，新技术新业务加快融合进程。　　移动通信技术已经渗透到日常生活的方方面面，以其移动性和个人化服务为特征，表现出了旺盛的生命力和巨大的市场潜力。而且，移动通信新业务的蓬勃发展，为新技术应用奠定了基础。目前，无线移动通信技术呈现多种技术并存，新兴技术不断涌现的局面，主要表现在3G市场稳步增长、3G演进型技术和标准进程加快、多种新技术角逐IMT-Advanced(4G)、以及短距离无线通信和传感器的迅速发展。　　2008年，我国开始实施“新一代宽带无线移动通信网”重大专项。由实施纲要可见，公共通信网在相当长的阶段仍然是无线移动通信的主导产业，仍将在未来无线公众信息服务中扮演基础作用。在可预见的未来，公众蜂窝移动通信系统的商用化进程将在2011年前后由现有的3G及其增强型HSPA，升级至3G演进型技术(LTE和UMB)，并在2015年前后发展至4G技术。由于E3G和4G的标准化时间间隔较短，因此应考虑E3G与4G的协调发展。　　可以预见，在“新一代宽带无线移动通信网”重大专项的实施过程中，将主要以新一代宽带蜂窝移动通信网为主，同时也辅以宽带无线接入系统、短距离互联系统以及自组织无线网络，共同组成融合的、泛在的新一代宽带无线移动通信网。　　针对4G网络，需要重点关注关键技术测试验证、中继技术、分布式组网技术以及频谱共享技术等的研发。　　1　关键技术测试验证　　需求：测试平台和外场环境是每一项无线通信技术研究开发过程中不可缺少的组成部分，国际上在3G/B3G/4G的研发过程中都通过建立测试现场/平台来加速技术标准化的进程、加快技术成熟化的速度、加强在市场话语权的力度。当前，无论是标准化技术评估的迫切需求，还是运营商拓展未来移动通信应用的技术升级需求，我国都需要迅速建立起一个开放式、直接服务于产-学-研-用技术创新的4G关键技术公共试验验证平台。[page]　　解决方案：4G公共试验验证平台需面向我国4G关键技术自主研发需要，由具备开放灵活性和可重配置能力的试验验证通用平台以及实验室与现场测试试验验证环境组成。它能够支持4G峰值传输速率、多频段、多带宽、大动态业务范围的无线通信试验，支撑研发中的4G各类技术与原型系统测试试验，提炼出代表我国自主知识产权技术的测试评估规范，增强这些技术方案的质量、重要性和竞争力，为使我国自主研发的关键技术能够成为国际移动通信标准的核心技术铺平道路，并对中国自主知识产权提供必要、充分和有效的支撑。　　2　中继技术　　需求：为获得更多的频谱资源并避免与其他无线系统的干扰，未来的移动通信系统将更多地工作于更高的频段，为对抗恶劣的无线传播环境，需要部署更多的基站或采用直放站等增强技术来保证有效的覆盖。前者的CAPEX和OPEX较高，后者则存在干扰信号被一并放大从而导致系统容量降低的潜在弊端。相比之下，无线多跳中继技术则能借助中继站(RS)的转发来改善信号传输质量，将覆盖拓展到常规小区以外的区域及其它覆盖盲区，并有效提高用户吞吐量，特别是小区边缘用户的吞吐量。　　解决方案：为了满足4G提出的技术指标，无线多跳中继(Multi-hopRelay)技术将成为有效改善覆盖和提高系统容量的重要技术手段。学术界和产业界就此技术已经展开了广泛的研究，标准化工作也已取得实质性的进展。目前，IEEE802.16m(WiMAX演进技术)已明确支持中继技术，众多厂商和运营商也在3GPPLTE-Ad-vanced的讨论中将其确定为性能提高的重要技术方案之一。鉴于多跳中继在未来网络中的重要地位和潜在的商业价值，需要重点研究4G中的多跳中继技术，使未来的无线网络能够满足日益增长的高数据速率、高频谱效率、广泛的覆盖能力和全业务支撑能力等诸多方面的要求。　　3　分布式组网技术　　需求：频谱的紧张状况将在很大程度上决定未来移动通信系统或多或少都需要采用分布式组网技术。在无线AdHoc网络以及Mesh网络中，主要都采用分布式组网技术。而在中继增强蜂窝(RelayEnhancedCellular，REC)系统中，至少必须采用部分的分布式组网技术。　　解决方案：我国在分布式天线的研究处于世界先进地位，然而在分布式组网关键技术上，还需要做进一步的努力。目前，国际上有关这一领域的研究还非常弱，能够真正实用化的技术还非常少。例如，在IEEE802.16(WiMAX)标准中，对于Mesh模式如何组网也只是笼统地定义了紧耦合和松耦合等等，却很难有具体的方案。我们必须尝试改变传统移动通信系统的集中控制模式，将愈来愈复杂的网络优化问题化解为分布式的基本互联单元间的信息交互与协同优化问题，从而为未来移动通信系统向高频段、海量化接入发展提供一个全新的途径。这种努力方向也符合将移动通信网络扁平化的目标。　　4　频谱共享技术　　需求：频谱资源的有限性引发了人们对其利用效率的越发关注。与此同时，无线传输技术本身正朝着高频谱利用率方向不断发展，而不同体制间异构无线通信系统频谱资源共享技术与机制，是大幅度提高频谱利用率的另外一个重要的努力方向，能从更高的层次上有效解决制约未来宽带无线通信发展的频谱需求瓶颈问题。目前国际上的相关研究十分活跃，而且以IEEE802.22为代表的有关频谱感知共享与认知无线电(CognitiveRadio)技术的标准化工作正在如火如荼地开展。因此，发展具有频谱感知与动态共享及能力的无线通信技术与系统，是无线通信系统未来主要发展努力方向之一。频谱共享技术也将成为4G系统的关键支撑技术之一。　　解决方案：频谱共享技术的研究涉及到Underlay和Overlay两种不同的模式，其中Underlay主要是使用超宽带(UWB)技术以同时利用频谱，而Overlay主要是见缝插针式的频谱利用。另外，需要研究在同一运营商下的异构网络频谱共享以及不同运营商之间的频谱共享问题，前者主要靠频谱资源的调度，而后者则涉及到频谱竞争和拍卖等机制，需要从博弈论(GameTheory)的角度加以研究。目前，最典型的切入点是利用广播电视的空隙频段来进行无线通信。　　－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－　　H3C率先通过CCCi安全认证　　日前，杭州华三通信技术有限公司(H3C)多款WLAN主力产品率先获得CCCi认证(符合WAPI标准的WLAN产品强制性认证证书)，成国内首家符合WAPI标准的电信级WLAN设备厂商。H3C是目前国内惟一能提供WLAN全系列自主知识产权产品的厂商，WLAN相关专利已逾百项，H3C还参与标准制定，是国内唯一一家参与IETF瘦AP架构管理协议标准制定的厂商。作为WAPI联盟主要成员，H3C全系列WLAN产品均支持WAPI，针对WAPI与现网认证设备融合提出了创新方案架构，并率先全面支持集中控制型WAPI产品。(周晓娟)　　六大厂商备战TD-LTE室外测试　　据业内人士透露，目前TD-LTE已开始室外测试，国内外共六家拥有TD-LTE自主研发能力的厂商参与，其中中国普天在今年前一段时间已顺利通过室内测试。业内人士同时透露，目前TD-LTE的测试瓶颈主要还在终端及测试设备，尤其是对TD-LTE终端的测试，还没有相应完善的测试设备。　　中国普天从2005年就成立了专门团队，专注TD-LTE系统研发，并参与起草和研究TD-LTE标准的相关工作。仅2009年一季度已提交26篇技术提案，通过17篇。普天在2008年10月就实现了TD-LTE功能样机的演示，普天表示，即将推出第二代性能样机，在2010年年底推出商用产品。目前普天TD-LTE系统产品基于软件无线电技术、DSP阵列以及高集成度FPGA技术，系统容量最大可扩展到6×2400Gps，可满足未来标准演进方向，能平滑升级到LTE-Advanced。　　据悉，参与TD-LTE室外测试的厂商除普天外还包括大唐、中兴、华为、诺西和爱立信。(孟祥初)　　LTE-A引领未来移动通信发展　　■未来移动通信论坛研究工作组华为技术有限公司 万蕾　　为了满足IMT-Ad-vanced(4G)的各种需求指标，3GPP针对LTE-Advanced(LTE-A)提出了几个关键技术，包括载波聚合、协作多点发送和接收、接力传输、多天线增强等。　　LTE-A系统的关键技术包括：　　载波聚合　　LTE-A支持连续载波聚合以及频带内和频带间的非连续载波聚合，最大能聚合带宽可达100MHz。为了在LTE-A商用初期能有效利用载波，即保证LTE终端能够接入LTE-A系统，每个载波应能够配置成与LTE后向兼容的载波，然而也不排除设计仅被LTE-A系统使用的载波。　　目前3GPP根据运营商的需求识别出了12种载波聚合的应用场景，其中4种作为近期重点分别涉及到FDD和TDD的连续和非连续载波聚合场景。在LTE-A的研究阶段，载波聚合的相关研究重点包括连续载波聚合的频谱利用率提升，上下行非对称的载波聚合场景的控制信道的设计等。　　多点协作　　多点协作分为多点协调调度和多点联合处理两大类，分别适用于不同的应用场景，互相之间不能完全取代。多点协调调度的研究主要是集中在和多天线波束赋形相结合的解决方案上。　　在3GPP最近针对ITU的初步评估中，多点协作技术是唯一能在基站四天线配置条件下满足所有场景的需求指标的技术，并同时明显改进上行和下行的系统性能，因此多点协调的标准化进度成为3GPP提交的4G候选方案和面向ITU评估的重中之重。　　接力传输　　未来移动通信系统在传统的蜂窝网的基础上需要对城市热点地区容量优化，并且在需要扩展盲区、地铁及农村的覆盖。　　目前在3GPP的标准化工作集中在低功率可以部署在电线杆或者外墙上的带内回程的接力传输上，其体积小重量轻，易于选址。一般来说，带内回程的接力传输相比传统的微波回程的接力传输性能要低，但带内回程不需要LTE频谱之外的回程频段而进一步节省费用，因此二者各自有其市场需求和应用场景。　　多天线增强　　鉴于日益珍贵的频率资源，多天线技术由于通过扩展空间的传输维度而成倍地提高信道容量而被多种标准广泛采纳。　　受限于发射天线高度对信道的影响，LTE-A系统上行和下行多天线增强的重点有所区别。在LTE系统的多种下行多天线模式基础上，LTE-A要求支持的下行最高多天线配置规格为8x8，同时多用户空分复用的增强被认为是标准化的重点。LTE-A相对于LTE系统的上行增强主要集中在如何利用终端的多个功率放大器，利用上行发射分集来增强覆盖，上行空间复用来提高上行峰值速率等。　　中瑞携手助推4G及超前通信技术　　■通信产业报记者 孟祥初　　为研究即将于2015年至2020年投入使用的4G/4G+相关的超前无线通信技术，中国和瑞典政府双方斥巨资在无线通信领域启动超前沿技术的国际研发重大战略合作项目。科学技术部副部长杜占元介绍，该项目已经通过了中瑞政府的项目审批流程，在2008年～2010年展开实施。未来移动通信论坛秘书长尤肖虎告诉记者，中瑞第四代及超前通信技术合作项目由未来移动通信论坛参与和推动，涉及中瑞双方共计20多所国内外知名大学及研究机构，共设立7个分项目。　　1　无线调制编码、频率与传播　　需求：未来大范围传输潜在可用频段及数据传输速率越来越高，与当前使用的频谱有关的传输路径损耗的多变也必须考虑。频谱效率需进一步提高。面对全新的无线网络配置，需要研发相应的信号处理方法与自适应传输技术，多天线系统和多跳协作通信系统中更加复杂。高频谱频率和高度环境自适应传输，在传输与接收都需足够适当和精准的信道信息。　　解决方案：基于环境学习的信道建模、参数估计与预测及自适应资源分配；基于容量及部分信道信息的基站/终端配置单/多天线及中继/多跳协作自适应传输；链路合作自适应编码调制技术研究。　　2　高吞吐量多小区多用户协作MIMO技术　　需求：以低成本提高多天线蜂窝系统频谱效率和覆盖能力，　　解决方案：集中和分布式协作基站资源分配、传输与基带处理方法，包括多基站间不同程度协作的集中式、分布式多天线预编码和资源分配方法；上下行系统干扰抑制方法；降低信令开销和复杂度方法；支持协作传输与处理的信道估计、预测等设计方法。　　3　多用户多天线广义频分多接入技术　　需求：目前无线系统采用的正交多接入技术需解决频谱利用率、多种无线接入技术的融合、自适应用户信道变化、全业务服务质量要求及系统成本等问题。　　解决方案：多节点协同通信的编码、跨层优化设计、无速率限制的分布式空时编码、自适应链路适配等方法；基于广义多载波频分多接入的分布式多天线多用户多接入方法。　　4　4G/B4G的移动管理、控制和路由技术　　需求：B3G/4G在扁平网络架构、多天线技术研究与开发、移动性管理、控制与路由技术等方面，要求更高。　　解决方案：面向4G及超前移动通信系统的移动性管理、控制和路由等技术，包括新型扁平无线网络结构、移动性管理协议研究、移动性控制技术研究和移动性路由优化技术研究。　　5　高效协作通信与认知无线电　　需求：中瑞双方在部分协作中继、速率匹配LDPC码的协作中继、基于混合调制的协作通信、认知无线电中的并行频谱感知、认知无线电的频谱共享等领域优势互补。　　解决方案：以4G为背景，针对无线Ad-Hoc、Mesh、传感器网络，研究高效、实用协作通信和认知无线电技术，重点研究高频谱利用率、高功效的先进协作通信、频谱感知与共享技术及原理验证。　　6　自组织无线接入网关键技术　　需求：随着无线网络规模的增大，系统设计与优化越来越复杂，维护升级和网络扩展越来越困难，引入新的设计方法，通过一些简单的接口和协议，引入自组织、自优化功能。　　解决方案：针对无线网基础设施自组织，展开新型无线接入网关键技术研究，以实现无线接入网的自组织、自管理和可扩展性，解决高频段下极高速无线通信的低成本高效覆盖，积累知识产权。　　7　具有QoS的无线互联网协议及资源优化技术　　需求：面向4G/4G+等超前无线技术，涉及宽带无线通信系统的新型网络架构和相关组网技术的关键技术，研究具有多种业务QoS保障和无线资源优化的无线网络协议及实现技术。　　解决方案：移动环境下无线资源优化的数学模型建立和分析；分布式呼叫接纳控制技术；移动环境下的无线网络实时监控技术。有望突破创新的是研究出具有服务质量保障的无线互联网协议。