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TD-LTE 4G项目特写侧记:宝剑锋从磨砺出 4G胜自苦寒来

通信技术,作为人与人之间的沟通工具,从千百年前的金鼓旗语和狼烟驿站,演变到近代电话电台大哥大到当下火热的移动互联网,在社会的进步发展中发挥着越发重要的作用。当前,我国主导的TD-LTE第四代移动通信技术战胜了美国主导的WiMAX等竞争技术,成为全球主流的4G标准。

作为世界最大的移动通信运营商,中国移动不仅在短短三年的时间里建成全球最大规模的4G网络,4G客户规模在全球占比超过30%,更是在TD-LTE整体项目的技术标准、产品研发、规模应用的筹备和运作等阶段攻坚创新,联合业界推动产业国际化,助力我国实现“1G空白,2G跟随,3G突破,4G引领”的网络强国战略。

牵引技术创新,打赢4G标准之争这场没有硝烟的战斗

将时钟拨回到十年前,中国3G建设刚如火如荼开展起来,一场决定中国4G命运的角逐正在暗流涌动。

2007年,随着国内3G牌照的发放,中国移动拿到了TD-SCDMA并担起了包括各奥运主办、协办城市在内的10城市TD-SCDMA扩大试验的各类重要任务,除此之外,摆在移动面前很大的一个问题就是未来TD-S如何发展和演进。而国际上2005年就启动了第四代移动通讯。

从标准的角度,TDD当时是有三种选择:

第一种是以美国主导由美国电气和电子工程师协会IEEE提出的WiMAX,

第二种是欧洲主导的以FDD为参考设计的TDD制式一,

第三个是中国主导以TD-SCDMA为参考设计的TDD制式二。

这三种选择在当时来看各有优缺点,WiMAX的产业支持力度大,但它的运营商支持都是小众运营商。在3GPP内,标准化主流力量多集中于FDD方面的优化,中国的标准影响力还偏弱,沿袭于TD-SCDMA血统的TDD制式二更是聚焦不足,因而TDD网络中一些固有技术缺陷没有得到有效解决,TDD网络可能的优势也没有得到充分发掘。。TDD LTE面临着盛衰抉择,“不做变革,必然沿袭TD-SCDMA封闭发展的老路,最终缺乏竞争力而自生自灭”“

在这种情况下,中国移动与信息产业部电信研究院、大唐、中兴、华为、普天等产业各界的技术专家一起开始认真思考有没有第四条路可趟?答案是“融合+创新”。

一是融合,融合的技术标准能够整合产业资源,扩大规模效应,以及为全球化规模发展奠定基础。

二是创新,基于TD-SCMDA网络运营的经验和教训,以及对移动互联网业务发展和网络运营的需求,充分挖掘TDD的技术潜力,通过创新不断提升技术竞争力。项目组锐意创新,攻克了TDD宽带、高速移动和大容量等难题,原创性地提出基于TDD、OFDM和智能多天线的技术系统方案,针对大规模组网下干扰难以控制的难题,提出国际领先的TD-LTE同频组网技术等。以多流智能天线技术为例,需要考虑边缘速率和系统吞吐量、导频设计、产业能力、成本、施工难度等五大类、10+小类复杂因素,通过理论计算、系统设计、仿真评估、外场试验评估多种手段攻坚技术难题,最终战胜国外十余项候选方案而奠定TDD天线相关技术基础。

中国移动TD国际标准化团队马不停蹄的沟通于十多个国际主要运营商,上下斡旋于产业链中数十个制造商,TDD标准融合最终成为国际标准化组织3GPP几乎所有成员的共同目标。

“我们考虑融合TDD两种制式不但可以整合产业资源,也可以给未来国际化发展带来更大的可能性。在信息产业部科技司的统一组织领导下,通过国内产业艰苦攻关,与国际主流运营商、设备商的竞争与合作,我们最终实现了LTE TDD制式一、二的融合,形成了我国主导的LTE TDD制式,这个制式一方面可以与FDD LTE共芯片、共平台,另一方面解决了TDD原设计的不足,而且充分发掘TDD LTE的优势,特别的是,充分体现中国移动TD-SCDMA运营经验教训的几项专利也写入了标准。这个LTE TDD就是今天的TD-LTE。TD-LTE为未来TDD技术的国际化发展奠定了坚实的基础,也为未来TDD、FDD的融合发展、协同发展,实现基站的共平台和终端的双模共芯片提供了前提。” 中国移动通信研究院刘光毅亲身参与和见证了TD-LTE国际标准从无到有的全过程,谈起那段充满变数与斗争的4G标准化岁月依然历历在目。

随后中国政府将LTE TDD更名为TD-LTE,明确其TD-SCDMA后续演进技术的地位。中国移动的明确支持,使诸多国外运营商逐步认识到,得到中国运营商支持、有技术优势的TD-LTE标准将使3GPP产业在非对称频谱上的竞争力更强,是全球非对称频谱的最佳技术选择,因此也逐渐转向支持TD-LTE,使TD-LTE阵营进一步壮大,逐步成为了TDD 4G主流标准。

2008年,以TD-SCDMA及其后续演进技术为主要内容的“新一代宽带无线移动通信网”列六大国家重大专项的第三项,与神舟飞船、探月工程等并列。如果说中国移动对TD-SCDMA的参与和奉献是出于对央企社会责任的担当,那么,对TD-LTE的积极参与,则是在TDD创新路上的国家、行业以及企业发展的共同选择。

在此后的国际标准化中,中国移动以胡臻平、徐晓东、李男等为代表的标准化团队,在3GPP不断攻城略地,先后拿下多个研究和标准化项目,针对TD-LTE帧结构、多流智能天线等解决方案,形成70余本各类规范,主导申请专利612项,夯实了TD-LTE规模商用的技术基础,并在TD-LTE标准相对FDD进程落后情况下,联合各方加速工作使其与FDD标准同步完成。此外,中国移动将3GPP的多项领导职务收入囊中,在标准化工作的协调和决策中为中国公司诉求的传递和利益的争取发挥重要作用。

联合产业攻关,推动产业具备了端到端商用能力

中国移动借助ITU、NGMN、GSMA等国际组织,利用世界移动通信大会、世博会、亚运会等国际性舞台,举办面向全球的各类大型国际TD-LTE宣传展示活动,以扩大全球认知,赢得广泛支持。

TD-LTE的首次国际亮相在2008年初,当时主管技术工作的集团副总裁沙跃家提出TD-LTE必须坚持国际化道路,不能关起门自己搞。如何国际化、如何在国际舞台上唱响TD-LTE,成为中国移动人的新挑战。时任所长的黄宇红是国际组织NGMN的执行委员会成员,还担任过3GPP SA的副主席建议借助在巴塞罗那 MWC会议期间,由中国移动联合Vodafone、Verizon召开TD-LTE/FDD LTE测试会议,携手开展TD-LTE测试,向业界发出TD-LTE未来发展可期的积极信号。一般办个国际会议要提前半年准备,但只有一个月的时间,几乎不可能。绝佳的时机不能错失,研究院团立即行动,从内容策划、到人员邀请、到会场准备,无数的沟通,无数的细节确认。终于,在巴塞罗那,来自中国移动的沙跃家携手VodafoneCTO宣布联合开展TD-LTE测试,呼吁全球产业界投入到TD-LTE发展事业中,得到来自国内外产业界20余家公司的积极响应。同样在巴塞罗那,中国移动向全球首次提出多模多频终端的发展策略,研究制定了多模多频的技术方案和标准规范。

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