1.2 TD-LTE的发展

1.2.1 标准化组织

1.3GPP

3GPP（The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划）是一个3G技术规范的制定机构，由欧洲的ETSI、日本的ARIB和TTC、韩国的TTA以及美国的T1在1998年年底发起成立，中国无线通信标准组（CWTS）于1999年加入3GPP。除了300多家独立会员外，3GPP还有TD-SCDMA产业联盟（TDIA）、TD-SCDMA论坛、CDMA发展组织（CDG）等13个市场伙伴。

3GPP成立的宗旨在于研究制定并推广基于演进的GSM核心网络的3G标准，即WCDMA、TD-SCDMA、EDGE等。3GPP接受组织合作伙伴的委托，制定通用的技术规范。其组织机构主要包括项目合作和技术规范两大职能部门。项目合作组（PCG，Project Coordination Group）作为3GPP的最高管理机构，负责全面协调工作；技术规范组（TSG）受PCG的管理，负责技术规范的制定工作。3GPP最初建立了4个不同的技术规范组，分别负责UMTS无线接入网、核心网、业务和架构、终端这4个领域技术规范的制定。当GSM/EDGE的标准化工作移交给3GPP之后，2005年重新划分组成了4个TSG。

①无线接入网（TSG RAN）；

②核心网与终端（TSG CT）；

③业务与系统架构（TSG SA）；

④GSM/EDGE无线接入网（TSG GERAN）。

每个技术规范组下又分为多个工作组，如图1-1所示。

负责3G无线技术标准制定的是TSG RAN。

3GPP最初的工作职责是为第三代移动通信系统指定全球适用技术规范和技术报告，正式的工作始于1998年年底，技术工作则开始于1999年年初。1999年年底，3GPP发布了第一个包含全系列的WCDMA商用版本规范——Release 99（R99规范）。之后每一两年3GPP发布一个新版本规范，包括针对WCDMA/TD-SCDMA的R4规范（2001年年初）、R5规范（2002年）、R6规范（2004年）。从R7阶段开始，3GPP引入了对LTE技术与标准的研究。LTE的第一个系统规范体现在R8版本中，在R9阶段进行了完善与增强，目前已发展到R10，如图1-2所示。

2.中国通信标准化协会

中国通信标准化协会（CCSA，China Communications Standards Association）于2002年12月18日在北京正式成立。该协会是经业务主管部门批准，在国家社团登记管理机关登记，开展通信技术领域标准化活动的社会团体。

协会旨在更好地开展通信标准的研究工作。协会把通信运营企业、设备制造企业、研究单位以及大学等关心标准的企事业单位组织起来，以公平、公正、公开为原则，制定标准以及进行标准的协调、把关等工作，向政府推荐高技术、高水平、高质量的标准，并把我国具有自主知识产权的标准推向世界，以支撑我国通信产业，为世界通信作出贡献。

CCSA由会员大会、理事会、技术专家咨询委员会、技术工作委员会（TC）和秘书处组成。11个技术工作委员会主要开展技术标准化工作，主要负责无线通信的是TC5（无线通信技术工作委员会）。

TC5下设8个工作组，分别对应不同的研究方向，见表1-1。

1.2.2 TD-LTE标准进展

为了满足新型业务需求、保持在移动通信领域的技术及标准优势，3GPP规范不断增添新特性以增强自身能力。

2004年11月，3GPP在魁北克会议上启动了UTRAN系统的长期演进（LTE，Long Term Evolution）研究项目。来自全世界的主要运营商和设备厂家通过会议、邮件讨论等方式，形成了对LTE系统的初步需求，确定的工作目标如下：

●使用5MHz或者更宽频谱分配时，无线网络用户面的时延应低于5ms；而使用更小的频谱分配时，时延应低于10ms；

●减小控制面时延；

●灵活的带宽分配，最高可达20MHz。使用的带宽可以更小，包括1.25MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz和15MHz；

●下行链路的峰值数据速率可达到100Mbit/s；

●上行链路的峰值数据速率可达到50Mbit/s；

●频谱利用率是HSDPA/HSUPA的2～3倍；

●改善位于小区边缘用户的数据速率；

●可以只支持PS域。

LTE是定位于3G与第四代移动通信系统（4G）之间的一种技术标准，致力于填补这两代标准间存在的巨大技术差异，希望使用已分配给3G的频谱，保持无线频谱资源的优势，同时解决3G中存在的专利过分集中的问题。

LTE标准化工作分为两个阶段：始于2004年年底的研究阶段以及始于2006年年中的工作阶段。2008年年底，LTE的第一个版本R8发布。

与3GPP在3G时代的标准制订过程类似，LTE也同时定义了LTE FDD（Frequency Division Duplexing）和LTE TDD（Time Division Duplexing）两种方式。两种方式在标准上具有共同的基础，实现技术基本一致，两种技术信号的生成、编码技术以及调制解调技术完全相同。但是基于TDD方式的TD-LTE有它自己的特性和优点，保持了TDD技术独有的特点和关键技术。

作为LTE的需求，TDD系统的演进与FDD系统的演进是同步进行的。2005年6月，法国3GPP会议提出了基于OFDM的TDD演进模式的方案，2005年11月，当时的汉城工作组会议通过了针对TD-SCDMA后续演进的LTE TDD技术提案。到2006年6月，LTE的可行性研究阶段基本结束并进入规范制定阶段。2007年9月，几家国际运营商在3GPP RAN37次会议上联合提出了支持Type2的TDD帧结构，同年11月LTE TDD融合技术提案在济州工作组会议上获得通过，基于TD的帧结构延续了已有标准，并在两种TDD模式的基础上进行了统一。融合帧结构方案在RAN 38次全会上获得通过，并被正式写入3GPP标准中。

自LTE的版本R8、R9发布以后，2010—2012年，3GPP致力于LTE-Advanced（主要为R10、R11版本）的研究，主要关注以下方面的性能提升。

（1）性能提升

●载波聚合（R10）；

●MIMO增强/多用户MIMO&TM9（R10）。

（2）组网增强

●eICIC/FeICIC（R10/R11）;

●COMP&TM10（R11）.

（3）物理下行控制信道（PDCCH）增强

●ePDCCH（R11）.

LTE与LTE-Advanced的技术差异见表1-2。

3GPP关于R12标准制定的主要工作包括以下内容。

●增强LTE无线标准，继续提升LTE的容量和性能；

●增强系统标准使得LTE和EPC能够应用于新的商业领域；

●持续改善系统可靠性，特别是能够应对智能手机的爆炸式增长。

R12以后到5G，3GPP主要关注以下内容，如图1-3所示。

（1）密集区域的容量需求

LTE R12中已经有了小基站的概念。为进一步提升其容量，需要考虑使LTE工作于非授权频段。如再进一步提升，必定需要更多的授权频段，特别是在高频段，然而高频段需要新的信号波形和新的无线技术。

（2）全覆盖

LTE在当前可用频段上已经非常接近技术效率极限。3GPP认为在5G中LTE也将继续作为广域覆盖的基础技术。此外，LTE也会持续改善，不仅是无线性能，而且也会增强服务分发，以使LTE更加适合M2M通信。

（3）虚拟化

移动通信中用户面和控制面分离设计为虚拟化提供了天然的有利条件。3GPP关于虚拟化的研究工作从R12开始。初始目标集中于O&M方面，后续将扩展到核心网和无线架构方面。

1.2.3 TD-LTE业务与应用

2G取代1G是由明确的使用需要（安全、统一制式、漫游等）触发的技术革新。而3G、4G以及将来的移动系统，带宽会越来越宽、速率会越来越快，当然安全性、稳定性也会提升。业务应用的发展逐渐成为影响技术进步的重要因素，而技术自身的发展和业务的发展相比，反而成了一件相对容易的事情。

目前，3G逐步在全球规模商用，尤其是3G增强型技术HSPA/EV-DO的普及和推广，使移动多媒体业务和移动互联网得到快速发展。用户在享受新体验的同时，其对于数据业务需求的爆发性增长，也导致网络容量和业务承载的压力日益增大。而且，对于许多高带宽业务，如移动视频类、大容量文件传输和无线上网等业务，随着用户对带宽的占用快速增加，业务体验也开始逐步下降。

在3G的发展过程中，存在手持终端丰富程度不足、功能性不强、网络覆盖不到位的问题，LTE则在这些方面得到了很大程度的改善与发展。

随着移动数据业务的兴起，很多新的应用和市场出现了，其能够体现用户对于业务和带宽需求的变化和新的趋势。

1.个人应用

（1）移动互联网

在全球ICT（Information and Communication Technology）融合的大趋势下，移动网与互联网的融合日益加速，即时消息、博客、电子邮件等都已经在移动互联网上获得了良好的应用，移动办公、移动上网、移动收发邮件将逐渐成为日常工作与生活的一部分。移动网络数据流量以超过100%的速度激增，现有无线网络在承载这些爆发性增长的业务时难堪重负，数据业务急需分流，而TD-LTE无线网络将带给用户更好的体验。

（2）生活与娱乐

智能终端的普及带来移动业务的迅速增长。市场调研表明，智能手机用户的业务应用比普通手机多出50%，而这多出的50%就是各种移动应用业务。手机终端处理能力已经超过计算机，iPhone的运算能力比1969年美国宇航局的阿波罗登月计划中的所有计算机的运算能力加在一起都高。

2.行业应用

（1）移动视频会议

越来越多的企业都希望能够借助视频会议（特别是高清视频会议）产品优化沟通形式，提高会议和决策效率并降低运营成本。TD-LTE在系统带宽、网络时延、移动性方面都有了跨越式提高，可帮助移动视频会议使用者获得更佳的远程会议体验。

（2）移动商务

利用TD-LTE无线网实现移动互联网接入，在移动终端与互联网终端之间建立连接，帮用户实现移动办公、移动供应链等商务活动。

（3）视频监控

TD-LTE的高带宽、移动性适合于提供广域范围内的视频监控解决方案。与3G相比，移动摄像前端的视频采集可以达到标清质量，视频质量提升多达16倍，移动客户端可以观看720P/1080P高清质量的视频。

3.家庭应用

为用户提供无线宽带、基本语音业务和数据业务接入等多种基本通信服务，并基于TD-LTE平台提供多种增值信息服务。

TD-LTE的业务发展与网络发展都是一个逐步完善的进程。建设初期，网络终端类型较为受限，主要以USB数据卡和CPE等形态存在，主要满足无线上网需求。在网络发展阶段，终端类型逐渐多样化，由单一的上网卡逐步扩展到行业终端、平板电脑、智能手机等，并能够为用户提供多种应用，包括无线视频会议、远程教育、高清视频通话、即摄即传、移动视频监控和动态电子商务等。

1.2.4 TD-LTE产业

移动通信的产业链涵盖芯片、网络主设备、终端、测试仪表、配套设备、软件、业务提供商等，这个链条非常长，任何一家企业都不可能做到独立支撑起完整的产业。产业的发展需要一个大规模的技术和组织平台，让整个产业链在这样的平台上，完成“端到端”的试验，并使其逐步成熟。

为推动TD-SCDMA技术的产品化、商用化和国际化，2000年成立了TD-SCDMA技术论坛，2009年更名为TD技术论坛，同时承担起了TD-SCDMA的后续演进技术——TD-LTE的产业发展推广重任。十年来，TD技术论坛成为了国内外厂商以及全球金融、媒体机构了解跟踪中国TD发展状况的主要信息平台，产业界和政府之间的沟通平台，产业链内外企业和机构之间的技术交流与合作平台，向国内外媒体和金融机构宣传TD技术优势和市场前景的宣传平台。

在实验室验证与示范网展示后，需要通过一个相对较大规模的试验网，来全面验证TD-LTE“端到端”设备的成熟性，从而使得TD-LTE技术不断成熟完善，并将同步带动整个产业（包括在国际上）的进展和应用。

国内多家通信企业在TD-LTE系统设备上积极投入，包括国外厂商在内共11家企业的主设备通过入网测试验证。通过规模试验网，TD-LTE系统组网能力总体上得到了规模验证，进一步优化完善TD-LTE设备关键性能，促进技术和产品的成熟，促进产业链各环节的研发和产业化进展。另一方面，取得了TD-LTE规模组网能力、网络质量以及业务应用的基础数据，积累了网络规划和网络优化的经验。

终端芯片作为TD-LTE产业链中关键的一环，其发展进度一直备受业界关注。相比于系统设备，TD-LTE终端芯片发展滞后，在系统稳定性和产品成熟度方面仍然存在不足，是产业链发展的瓶颈。终端芯片的发展影响整个TD-LTE产业链的发展进程，TD-LTE的商用速度也与多模终端的成熟度息息相关。与TD-SCDMA产业发展有所不同，TD-LTE产业在发展初期就重视国外芯片厂商的参与，一些国际芯片巨头也出现在TD-LTE芯片研发测试的行列中。

随着各种具备TD-LTE功能的系统和终端的推出，一条中国主导、全球参与的TD-LTE产业链已初具雏形。在产业化逐步成熟的同时，在国际上进行推广将是TD-LTE的发展重点。只有整个产业链形成合力，让TD-LTE走向全世界，才能占得规模经济的优势，在国际上站稳脚跟。