TD-LTE网络创新技术“百花齐放”

发布时间:2013-09-01 作者:韩博凯(中兴通讯)

在中国政府的大力支持和产业界的共同努力下,TD-LTE的产业化和全球商用取得了突飞猛进的发展,在全球掀起了TD-LTE建设的热潮。TD-LTE的大发展离不开业界各方在技术创新方面的不懈努力。在TD-LTE创新技术的研究和应用中,中兴通讯在Cloud Radio、VoLTE、载波聚合、高铁覆盖等众多关键技术上大胆创新、积极探索,引领了一轮波澜壮阔的TD-LTE技术创新。


Cloud Radio提升4G网络用户体验

    运营商在TD-LTE大规模商用部署中遇到的最核心的挑战是:同频组网带来的干扰以及现有传输网络的限制,他们将极大地影响用户体验,尤其是在小区边缘,用户的体验会很差。

    为了应对挑战,中兴通讯携手中国移动联合推出了Cloud Radio解决方案。利用多项创新技术,Cloud Radio给运营商和终端用户带来了全新的4G网络性能及用户体验:一方面,Cloud Radio能够灵活适配运营商已有的传输及网络架构,提升无线网络性能;另一方面,通过独创的领先技术,Cloud Radio实现了无感知接入和无缝无边界协作,从而保障并大幅改善了终端用户的体验(尤其是小区边缘用户的体验)。中兴通讯的Cloud Radio方案突破了3GPP对于光纤传输等理想传输条件的限制,在运营商现有的PTN或IP RAN传输条件下,即可实现CoMP功能。

    中兴通讯的Cloud Radio方案已独家完成中国移动4G招标实验室测试的所有项目,并于2013年4月首家完成中国移动广州外场CoMP测试,具备8天线CoMP大规模商用部署能力,在负荷非均衡或负荷动态变化时,Cloud ICIC可实现小区边缘增益提升40%以上,现网小区吞吐率提升20%以上,相当于每比特成本下降大于20%。中兴通讯的Cloud Radio方案受到业界各方的普遍认可,荣获了GTB 2013年度无线网络系统创新大奖。


打造VoLTE终极语音方案

    运营商在进行TD-LTE商用部署时需要解决的第2个问题是:如何推出高质量的语音业务。经过大量的分析和测试,结合国外运营商的成功经验,中国移动明确表示要将VoLTE作为TD-LTE的主要语音解决方案,力争在2014年年底实现商用。TD-LTE可以通过VoLTE的广泛应用进一步增强竞争力。

    中兴通讯长期致力于TD-LTE语音解决方案的研究,对CSFB、单卡双待、VoLTE/SRVCC等多种方案进行了大量的测试和验证,尤其对VoLTE进行了重点研究和测试,取得了多项技术突破。

    2013年6月1日,中兴通讯在中国移动广州外场实现全球首个基于TD-LTE端到端系统的VoLTE语音通话,在中国移动副总裁李正茂陪同下,中国工程院院士邬贺铨、朱高峰,工信部科技司司长闻库,工信部电信研究院院长曹淑敏以及工信部通信科技委的10多名通信专家现场体验了VoLTE业务并给予了高度评价。


载波聚合带来极速宽带体验

    在解决了干扰问题和语音问题之后,TD-LTE必须为用户提供更高的速率,满足用户对带宽和速率的更高要求,从而进一步增强TD-LTE的竞争力。

    TD-LTE由于采用TDD双工方式,上行和下行都在1个20M带宽之内,通过上下行时隙交替来实现上下行业务,而FDD LTE的上下行是在不同的频段,上行和下行都独占20M带宽。因此,FDD LTE的峰值速率高于TD-LTE。

    载波聚合作为LTE-A非常重要的技术,可以提升TD-LTE的带宽和速率,增强TD-LTE的竞争力。而且TD-LTE实现载波聚合只需要一个20M资源,FDD LTE则需要1对20M资源,合计40M资源,可见TD-LTE实现载波聚合对运营商频段的要求更低。

    除了提升峰值速率和吞吐量之外,载波聚合还能够充分利用连续和非连续的频率,实现频率选择性增益和联合调度增益;同时,实现更高效的负荷均衡。因此对TD-LTE而言,载波聚合至关重要。中兴通讯通过不懈的努力,取得了一系列重大技术突破:

    2013年1月,在中国移动TD-LTE广州扩大规模试验网的环境下,中兴通讯实现了D频段载波聚合223Mbps的峰值速率,业界第一次在现网实现了载波聚合技术。

    2013年2月,中兴通讯在北京首度实现F+D跨频段载波聚合,现场测试速率分别达到430Mbps(4×4MIMO模式)和223Mbps(2×2MIMO模式)。中国移动多个省公司的领导及专家现场见证了这一历史性的时刻,分享了这一突破性的成果。

    2013年6月,中兴通讯再破技术难关,在上海举办的移动通信亚洲大会(MAE)期间,成功实现1Gbps(F+D CA,4×4MIMO),业界首次F+D跨频段4x4MIMO,业界首家实现D频段8通道超宽带80MHz。

    毫无疑问,载波聚合技术的应用是TD-LTE技术向前跨出的一大步,对于TD-LTE在中国乃至全球的规模商用具有重要意义。


助高铁进入宽带时代

    除了实现在普通场景的覆盖之外,运营商也十分关注TD-LTE在高铁场景的应用。

    近年来,我国的高铁建设实现了快速发展,随着京沪、京广等高铁线路的全线贯通,中国已经进入了高铁时代。城市之间的距离显得不再那么遥远,高铁日益成为商务出行和旅游探亲的首选,越来越深入地影响人们的生活。

    这带给业界各方新的课题——如何实现在高铁上提供LTE服务,让人们在享受高铁300公里时速带来快捷的同时,也能享受LTE带来的高带宽低时延的无线宽带服务。然而,在高铁上提供LTE服务谈何容易,300公里的时速带来的多普勒频偏高达700Hz。同时,高速带来频繁的小区切换。不解决这些问题,高铁实现LTE良好覆盖就无从谈起。

    放眼全球,至今还没有一个LTE商用网络成功服务高铁的案例,也就是说没有经验可以借鉴。在这样的情况下,TD-LTE敢为天下先,业界各方大力开展高铁TD-LTE覆盖研究和应用等相关工作。其中,中兴通讯建设了全球第一个TD-LTE高铁覆盖网络,通过拥有专利的频偏纠偏算法和超级小区等创新技术,解决了高铁场景下的技术难题,成功实现了TD-LTE在高铁上的应用。

    经过测试,该网络下行平均吞吐量达24Mbps,上行平均吞吐量达4.6Mbps。终端接入成功率为99.2%,切换成功率为98.5%。目前,中国移动正在大力推进TD-LTE在高铁的部署,在不久的将来,我们就可以在享受高铁便捷的同时,享受TD-LTE的卓越服务了。


    通过业界各方的不懈努力,不断地进行技术创新,TD-LTE在全球范围内实现了快速发展,在全球掀起了TD-LTE的建设热潮。TD-LTE时代离我们已经越来越近了,让我们拭目以待,期待TD-LTE给我们带来更多的惊喜!