【正文】 21 年 10 月19 日，在國際電信聯(lián)盟在日內(nèi)瓦舉行的無線通信全體會議上，經(jīng)過多數(shù)國家投票通過， WiMax 正式被批準(zhǔn)成為繼 WCDMA、 CDMA2021 和 TDSCDMA 之后的第四個全球 3G 標(biāo)準(zhǔn)。 WiMax 構(gòu)建于高級無線技術(shù)，正交頻分多訪問 (OFDMA)和多個輸入 /多個輸出 (MIMO)智能天線技術(shù)這兩個關(guān)鍵高級無線技術(shù)加入 WiMax 標(biāo)準(zhǔn)后，有效地提高了吞吐量 和覆蓋范圍。尤其是 MIMO 技術(shù)在高干擾環(huán)境中的應(yīng)用，如中心城市等。 UWB UWB(UltraWideband)超寬帶，此技術(shù)可追溯至 19 世紀(jì)，一開始使用的是脈沖無線電技術(shù)。后來由 Intel 等大公司提出了應(yīng)用了 UWB 的 MBOFDM 技術(shù)方案， 由于兩種方案的截然不同，而且各自都有強(qiáng)大的陣營支持，制定 UWB 標(biāo)準(zhǔn)的 工作組沒能在兩者中決出最終的標(biāo)準(zhǔn)方案，于是將其交由市場解決。至今 UWB 還在爭論之中。 UWB 具有以下特點(diǎn)： 抗干擾性能強(qiáng)。 UWB 采用跳時擴(kuò)頻信號，系統(tǒng)具有較大的處理增益 ，在發(fā)射時將微弱的無線電脈沖信號分散在寬闊的頻帶中，輸出功率甚至低于普通設(shè)備產(chǎn)生的噪聲。接收時將信號能量還原出來，在解擴(kuò)過程中產(chǎn)生擴(kuò)頻增益。因此，在同等碼速條件下， UWB 具有更強(qiáng)的抗干擾性。 傳輸速率高。 UWB 的數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到幾十 Mbit／ s 到幾百 Mbit／ s，有望高于藍(lán)牙 100 倍，也可以高于 IEEE802． 11a 和 IEEE802． 11b。 帶寬極寬。 UWB 使用的帶寬在 1GHz 以上，高達(dá)幾個 GHz。超寬帶系統(tǒng)容量大，并且可以和目前的窄帶通信系統(tǒng)同時工作而互不干擾。這在頻率資源日益緊張的今天，開辟了一種新的 時域無線電資源。 消耗電能小。通常情況下，無線通信系統(tǒng)在通信時需要連續(xù)發(fā)射載波，因此要消耗一定電能。而 UWB 不使用載波，只是發(fā)出瞬間脈沖電波，也就是直接按 0 和1 發(fā)送出去，并且在需要時才發(fā)送脈沖電波，所以消耗電能小。 保密性好。 UWB 保密性表現(xiàn)在兩方面：一方面是采用跳時擴(kuò)頻，接收機(jī)只有已知發(fā)送端擴(kuò)頻碼時，才能解出發(fā)射數(shù)據(jù)；另一方面是系統(tǒng)的發(fā)射功率譜密度極低，用傳統(tǒng)的接收機(jī)無法接收。 RFID RFID(Radio Frequency Identification)，即射頻識別，俗稱電子標(biāo)簽。這是 一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。 RFID 技術(shù)可識別高速運(yùn)動物體并可同時識別多個標(biāo)簽，操作快捷方便。 最基本的 RFID 系統(tǒng)由三部分組成： （ 1）標(biāo)簽（ Tag，即射頻卡）：由耦合元件及芯片組成，標(biāo)簽含有內(nèi)置天線，用于和射頻天線間進(jìn)行通信。 （ 2）閱讀器：讀?。ㄔ谧x寫卡中還可以寫入）標(biāo)簽信息的設(shè)備。 （ 3）天線：在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號 [7]。 目前， RFID 在中國的很多領(lǐng)域都得到實際應(yīng)用，包括物流、煙草、醫(yī)藥、身份證、 奧運(yùn)門票、寵物管理等等，但就我們?nèi)粘Ｉ罡惺芏?，好?RFID 還是離我們很遠(yuǎn)。除了二代身份證，我們還很難經(jīng)常感受到 RFID 在我們生活中的存在。其實原因很簡單，盡管 RFID 正快速在各個領(lǐng)域得到實際應(yīng)用，但相對于我們國家的經(jīng)濟(jì)規(guī)模，其應(yīng)用范圍還遠(yuǎn)未達(dá)到廣泛的程度，即便在 RFID 應(yīng)用比較多的交通物流產(chǎn)業(yè)，也還處于點(diǎn)分布的狀態(tài)，而沒能達(dá)到面的狀態(tài)。 另外，很重要的一點(diǎn)是 RFID 還是物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，未來的發(fā)展應(yīng)用不可限量。物聯(lián)網(wǎng)（ Inter of Things），指的是將各種信息傳感設(shè)備，如射頻識別（ RFID）、二維碼、全球定位系統(tǒng)等與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)，方便識別和管理。 WiFi WiFi 是一種可以將個人電腦、手持設(shè)備（如手機(jī)、平板）等終端以無線方式互相連接的技術(shù)。 WiFi 是一個無線網(wǎng)路通信技術(shù)的品牌，由 WiFi 聯(lián)盟 (WiFi Alliance)所持有，目的是改善基于 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)路產(chǎn)品之間的互通性。WiFi 可以幫助用戶訪問電子郵件、 Web 和流式媒體，它為用戶提供了無線的寬帶互聯(lián)網(wǎng)訪問。同時，它也是在家里、辦公室或在旅途中上網(wǎng)的快速、便捷的途徑。能夠 訪問 WiFi 網(wǎng)絡(luò)的地方被稱為熱點(diǎn)， WiFi 或 在 頻段工作，所支持的速度最高達(dá) 54Mbps。另外還有兩種 空間的協(xié)議，包括 (a)和 (b)。它們也是公開使用的，但 在世界上最為常用。 WiFi 有如下突出優(yōu)勢：其一，無線電波的覆蓋范圍廣， WiFi 的半徑可達(dá) 300英尺左右，約合 100 米，辦公室自不用說，就是在整棟大樓中也可使用。最近，由Vivato 公司推出的一款新型交換機(jī)。據(jù)悉，該款產(chǎn)品能夠把目前 WiFi 無線網(wǎng)絡(luò) 300英尺 (接近 100 米 )的通信距離擴(kuò)大到 4 英里 (約 公里 )。其二，雖然由 WiFi 技術(shù)傳輸?shù)臒o線通信質(zhì)量不是很好，數(shù)據(jù)安全性能也要比藍(lán)牙差一些，傳輸質(zhì)量也還有待改進(jìn)，但是，它傳輸速度非?？欤梢赃_(dá)到 54Mbps，符合個人和社會信息化的 需求。其三，廠商進(jìn)入該領(lǐng)域的門檻比較低。廠商只要在機(jī)場、車站、咖啡店、圖書館等人員較密集的地方設(shè)置“熱點(diǎn)”，并通過高速線路將因特網(wǎng)接入上述場所。這樣，由于“熱點(diǎn)”所發(fā)射出的電波可以達(dá)到距接入點(diǎn)半徑幾十米至 100 米的地方，用戶只要將支持無線 LAN 的筆記本電腦或 PDA 等其他手持終端拿到該區(qū)域內(nèi)，即可高速接入因特網(wǎng)。也就是說 ，廠商不用耗費(fèi)資金來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)布線接入，從而節(jié)省了大量的成本。 TDLTEAdvanced TDLTEAdvanced 技術(shù)是我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國際 4G 標(biāo)準(zhǔn)之一，由TDSCDMA 技術(shù)經(jīng)過長期演進(jìn)而來，采用了 OFDM 和 MIMO 作為基本技術(shù)，還大量采用了目前移動通信領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)計理念。相比于 3G 技術(shù)，TDLTEAdvanced 通信速率有了更大的提高，同時 提高 的還有 頻譜效率 ，加上 QoS的保證，還有 TDLTEAdvanced 嚴(yán)格合理的系統(tǒng)設(shè)計，來保證實時業(yè)務(wù) (如 VoIP)的 服務(wù)質(zhì)量的，降低了無線網(wǎng)絡(luò)時延，并且能向下兼容，支持已有的 3G 系統(tǒng)和非3GPP 規(guī)范系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)作。下一章我們將會有關(guān)于 TDLTEAdvanced 的更加詳細(xì)的介紹。 第三章 TDLTEAdvanced 的產(chǎn)生歷程及特點(diǎn) 下面主要針對我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的 TDLTEAdvanced 技術(shù)的產(chǎn)生及其特點(diǎn)進(jìn)行簡要的分析。 TDLTEAdvanced 的概念 TDLTEAdvanced 技術(shù)就是 4G 標(biāo)準(zhǔn) LTEAdvanced 中的一種，TDLTEAdvanced 也被稱作 LTEAdvanced 的 TDD（即時分雙工 Time Division Duplexing，區(qū)別于 FDD 頻分雙工 Frequency Division Duplexing）制式。它吸納了3G 標(biāo)準(zhǔn) TDSCDMA 的主要技術(shù)元素，體現(xiàn)了我國通信產(chǎn)業(yè)界在寬帶無線移動通信領(lǐng)域的最新自主創(chuàng)新成果。 相比于之前的 3G 技術(shù)， TDLTEAdvanced （ 1）容量提升 峰值速率：在 20MHz 頻率上，下行 100 Mbps，上行 50 Mbps 頻譜效率：下行是 HSDPA 的 34 倍，上行是 HSUPA 的 23 倍 （ 2）覆蓋增強(qiáng) 提高“小區(qū)邊緣比特 率”， 5km滿足最優(yōu)容量， 30km 輕微下降，并支持 100km的覆蓋半徑 （ 3）移動性提高 0~15km/h 性能最優(yōu)， 15~120 km/h 高性能，支持 120~350 km/h，甚至在某些頻段支持 500km/h （ 4）質(zhì)量優(yōu)化 時延：用戶面小于 5ms，控制面小于 100 ms （ 5）服務(wù)內(nèi)容綜合多樣化 高性能的廣播業(yè)務(wù)，提高實時業(yè)務(wù)支持能力 （ 6）運(yùn)維成本降低 扁平、簡化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，降低運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營維護(hù)成本 TDLTEAdvanced 的產(chǎn)生過程 說到 TDLTEAdvanced 的產(chǎn)生，還得從我 國的 3G 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) TDSCDMA 還在日趨完善且未商用的時候說起。 2021 年，中國在標(biāo)準(zhǔn)化組織 3GPP 的會議上提議要開始研究第三代移動通信TDSCDMA 的后續(xù)演進(jìn)技術(shù) TDLTE 項目，提出以 OFDM/SCFDMA（ Singlecarrier FrequencyDivision Multiple Access，單載波分頻多工） 和 MIMO 技術(shù)為核心、靈活支持 ~20 MHz 系統(tǒng)帶寬的、采用扁平網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的 3G 長期演進(jìn)系統(tǒng)，并命名為 LTE（長期演進(jìn)）。之后世界各主要的運(yùn)營商和設(shè)備廠家通過多次會議、郵 件討論等方式，開始逐漸形成對 LTE 系統(tǒng)的初步需求。 2021 年 6 月在法國召開的 3GPP 會議上，我國以大唐移動為龍頭，聯(lián)合國內(nèi)廠家，提出了基于 OFDM 的 TDD 演進(jìn)模式的方案。在同年 11 月，在漢城舉行的 3GPP工作組會議上通過了大唐移動主導(dǎo)的針對 TDSCDMA 后續(xù)演進(jìn)的 LTETDD 技術(shù)提案 [8]。 2021 年 6 月， LTE 的可行性研究階段基本結(jié)束，規(guī)范制定階段開始啟動。 2021 年，按照“新一代寬帶無線移動通信網(wǎng)”重大專項的要求，中國政府面向國內(nèi)組織開展了 4G 技術(shù)方案征集遴選。國內(nèi)積極響應(yīng)，累計提交相關(guān)技術(shù)提 案近 600 篇。 10 月，中國企業(yè)聯(lián)合主流的國內(nèi)外設(shè)備商、運(yùn)營商以及研究機(jī)構(gòu)，在3GPP RAN1 第 51 次小組會上，提議并通過了統(tǒng)一的 TDD 制式的幀結(jié)構(gòu)，并將 LTE TDD 正式命名為 TDLTE，為 TDSCDMA 等 TDD 技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展演進(jìn)奠定了基礎(chǔ)。又經(jīng)過 2 年多的攻關(guān)研究，國內(nèi)對多種技術(shù)方案進(jìn)行分析評估和試驗驗證，最終中國產(chǎn)業(yè)界達(dá)成共識，在 TDLTE基礎(chǔ)上形成了 TDLTEAdvanced技術(shù)方案 [9]。 2021 年 6 月，完成核心規(guī)范第一個完整版本的我國自主知識產(chǎn)權(quán)的 TDLTE入圍 4G 國際標(biāo)準(zhǔn)候選。 2021 年 11 月 2 日，工信部產(chǎn)業(yè)政策司在官網(wǎng)上宣布，國際電信聯(lián)盟已確定了新一代移動通信（ 4G）的國際標(biāo)準(zhǔn)，我國提交的 TDLTEAdvanced 標(biāo)準(zhǔn)成為了 4G國際標(biāo)準(zhǔn)之一。國際電信聯(lián)盟將于 2021 年底前完成 4G 國際標(biāo)準(zhǔn)建議書編制工作， 2021 年初正式批準(zhǔn)發(fā)布，相信今后有關(guān) 4G 的商用也會逐步展開。 TDLTEAdvanced 的技術(shù)特點(diǎn) 多址方式 TDLTE 采用 OFDM（正交頻分復(fù)用）技術(shù)為基礎(chǔ)，該技術(shù)的主要思想就是在頻域內(nèi)將給定信道分成許多窄的正交子信道，在每個子信道上使用一個子 載波進(jìn)行調(diào)制，并且各子載波并行傳輸，因此可以大大消除信號波形間的干擾 [10]。根據(jù)上、下行鏈路各自的特點(diǎn)，分別采用單載波 DFTSOFDM（離散傅立葉變換擴(kuò)展正交頻分復(fù)用）和 OFDMA（ Orthogonal Frequency Division Multiple Access 正交頻分多址）作為兩個方向上多址方式的（如下圖 31 所示）。 圖 31 TDLTE 上行多址方式（ DFTSCDM） 具體實現(xiàn)根據(jù) OFDM 技術(shù)采用子載波分配的特點(diǎn)，系統(tǒng)采用 15KHz 的子載波帶寬，按照不同的子載波數(shù)目，可以支持 、 15 和 20MHz 各種不同的系統(tǒng)帶寬。在 LTEAdvanced 中，還可通過載波聚合的方式，聚合 5 個 20MHz的單元載波，實現(xiàn) 100MHz 的全系統(tǒng)帶寬（如下圖 32 所示）。 圖 32 載波聚合方式 幀結(jié)構(gòu) LTE 分兩種不同的雙工方式，這個不同最直接的就是對于空中接口無線幀結(jié)構(gòu)的影響，因為 FDD 采用頻率來區(qū)分上、下行，其單方向的資源在時間上是連續(xù)的；而 TDD 則采用時間來區(qū)分上、下行，其單方向的資源在時間上是不連續(xù)的，而且需要保護(hù)時間間隔，來避免兩個方向之間的收發(fā)干擾，所以 LTE分別為 FDD和 TDD設(shè)計了各自的幀結(jié)構(gòu)。 （ 1） TDLTE 針對 TDD 模式中上、下行時間轉(zhuǎn)換的需要，設(shè)計了如下專門的幀結(jié)構(gòu)。它采用無線幀結(jié)構(gòu)，無線幀長度是 10ms，由兩個長度為 5ms