【正文】 度。 2022 年 10 月19 日，在國(guó)際電信聯(lián)盟在日內(nèi)瓦舉行的無(wú)線通信全體會(huì)議上，經(jīng)過(guò)多數(shù)國(guó)家投票通過(guò)， WiMax 正式被批準(zhǔn)成為繼 WCDMA、 CDMA2022 和 TDSCDMA 之后的第四個(gè)全球 3G 標(biāo)準(zhǔn)。 WiMax 構(gòu)建于高級(jí)無(wú)線技術(shù)，正交頻分多訪問(wèn) (OFDMA)和多個(gè)輸入 /多個(gè)輸出 (MIMO)智能天線技術(shù)這兩個(gè)關(guān)鍵高級(jí)無(wú)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(kāi)始使用的是脈沖無(wú)線電技術(shù)。后來(lái)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(yíng)支持，制定 UWB 標(biāo)準(zhǔn)的 工作組沒(méi)能在兩者中決出最終的標(biāo)準(zhǔn)方案，于是將其交由市場(chǎng)解決。至今 UWB 還在爭(zhēng)論之中。 UWB 具有以下特點(diǎn)： 抗干擾性能強(qiáng)。 UWB 采用跳時(shí)擴(kuò)頻信號(hào)，系統(tǒng)具有較大的處理增益 ，在發(fā)射時(shí)將微弱的無(wú)線電脈沖信號(hào)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(shí)將信號(hào)能量還原出來(lái)，在解擴(kuò)過(guò)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(gè) 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(shí)工作而互不干擾。這在頻率資源日益緊張的今天，開(kāi)辟了一種新的 時(shí)域無(wú)線電資源。 消耗電能小。通常情況下，無(wú)線通信系統(tǒng)在通信時(shí)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(shí)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(shí)擴(kuò)頻，接收機(jī)只有已知發(fā)送端擴(kuò)頻碼時(shí)，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(wú)法接收。 RFID RFID(Radio Frequency Identification)，即射頻識(shí)別，俗稱(chēng)電子標(biāo)簽。這是 一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。 RFID 技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)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(xiě)卡中還可以寫(xiě)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(hào) [7]。 目前， RFID 在中國(guó)的很多領(lǐng)域都得到實(shí)際應(yīng)用，包括物流、煙草、醫(yī)藥、身份證、 奧運(yùn)門(mén)票、寵物管理等等，但就我們?nèi)粘Ｉ罡惺芏裕孟?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(shí)原因很簡(jiǎn)單，盡管 RFID 正快速在各個(gè)領(lǐng)域得到實(shí)際應(yīng)用，但相對(duì)于我們國(guó)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(méi)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(lái)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(shí)別（ RFID）、二維碼、全球定位系統(tǒng)等與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)，方便識(shí)別和管理。 WiFi WiFi 是一種可以將個(gè)人電腦、手持設(shè)備（如手機(jī)、平板）等終端以無(wú)線方式互相連接的技術(shù)。 WiFi 是一個(gè)無(wú)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(wú)線網(wǎng)路產(chǎn)品之間的互通性。WiFi 可以幫助用戶(hù)訪問(wèn)電子郵件、 Web 和流式媒體，它為用戶(hù)提供了無(wú)線的寬帶互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)。同時(shí)，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(wèn) WiFi 網(wǎng)絡(luò)的地方被稱(chēng)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(kāi)使用的，但 在世界上最為常用。 WiFi 有如下突出優(yōu)勢(shì)：其一，無(wú)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(shuō)，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(wú)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(wú)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，它傳輸速度非常快，可以達(dá)到 54Mbps，符合個(gè)人和社會(huì)信息化的 需求。其三，廠商進(jìn)入該領(lǐng)域的門(mén)檻比較低。廠商只要在機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、咖啡店、圖書(shū)館等人員較密集的地方設(shè)置“熱點(diǎn)”，并通過(guò)高速線路將因特網(wǎng)接入上述場(chǎng)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(hù)只要將支持無(wú)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(shuō) ，廠商不用耗費(fèi)資金來(lái)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(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)際 4G 標(biāo)準(zhǔn)之一，由TDSCDMA 技術(shù)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期演進(jìn)而來(lái)，采用了 OFDM 和 MIMO 作為基本技術(shù)，還大量采用了目前移動(dòng)通信領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)計(jì)理念。相比于 3G 技術(shù)，TDLTEAdvanced 通信速率有了更大的提高，同時(shí) 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(jì)，來(lái)保證實(shí)時(shí)業(yè)務(wù) (如 VoIP)的 服務(wù)質(zhì)量的，降低了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)時(shí)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(huì)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(duì)我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 TDLTEAdvanced 技術(shù)的產(chǎn)生及其特點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)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(chēng)作 LTEAdvanced 的 TDD（即時(shí)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(guó)通信產(chǎn)業(yè)界在寬帶無(wú)線移動(dòng)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(mǎn)足最優(yōu)容量， 30km 輕微下降，并支持 100km的覆蓋半徑 （ 3）移動(dòng)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?jī)?yōu)化 時(shí)延：用戶(hù)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(shí)時(shí)業(yè)務(wù)支持能力 （ 6）運(yùn)維成本降低 扁平、簡(jiǎn)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，降低運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本 TDLTEAdvanced的產(chǎn)生過(guò)程 說(shuō)到 TDLTEAdvanced 的產(chǎn)生，還得從我 國(guó)的 3G 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) TDSCDMA 還在日趨完善且未商用的時(shí)候說(shuō)起。 2022 年，中國(guó)在標(biāo)準(zhǔn)化組織 3GPP 的會(huì)議上提議要開(kāi)始研究第三代移動(dòng)通信TDSCDMA 的后續(xù)演進(jìn)技術(shù) TDLTE 項(xiàng)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(zhǎng)期演進(jìn)系統(tǒng)，并命名為 LTE（長(zhǎng)期演進(jìn)）。之后世界各主要的運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備廠家通過(guò)多次會(huì)議、郵 件討論等方式，開(kāi)始逐漸形成對(duì) LTE 系統(tǒng)的初步需求。 2022 年 6 月在法國(guó)召開(kāi)的 3GPP 會(huì)議上，我國(guó)以大唐移動(dòng)為龍頭，聯(lián)合國(guó)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(huì)議上通過(guò)了大唐移動(dòng)主導(dǎo)的針對(duì) TDSCDMA 后續(xù)演進(jìn)的 LTETDD 技術(shù)提案 [8]。 2022 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(kāi)始啟動(dòng)。 2022 年，按照“新一代寬帶無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)”重大專(zhuān)項(xiàng)的要求，中國(guó)政府面向國(guó)內(nèi)組織開(kāi)展了 4G 技術(shù)方案征集遴選。國(guó)內(nèi)積極響應(yīng)，累計(jì)提交相關(guān)技術(shù)提 案近 600 篇。 10 月，中國(guó)企業(yè)聯(lián)合主流的國(guó)內(nèi)外設(shè)備商、運(yùn)營(yíng)商以及研究機(jī)構(gòu)，在3GPP RAN1 第 51 次小組會(huì)上，提議并通過(guò)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(guò) 2 年多的攻關(guān)研究，國(guó)內(nèi)對(duì)多種技術(shù)方案進(jìn)行分析評(píng)估和試驗(yàn)驗(yàn)證，最終中國(guó)產(chǎn)業(yè)界達(dá)成共識(shí)，在 TDLTE基礎(chǔ)上形成了 TDLTEAdvanced技術(shù)方案 [9]。 2022 年 6 月，完成核心規(guī)范第一個(gè)完整版本的我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 TDLTE入圍 4G 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)候選。 2022 年 11 月 2 日，工信部產(chǎn)業(yè)政策司在官網(wǎng)上宣布，國(guó)際電信聯(lián)盟已確定了新一代移動(dòng)通信（ 4G）的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)提交的 TDLTEAdvanced 標(biāo)準(zhǔn)成為了 4G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)之一。國(guó)際電信聯(lián)盟將于 2022 年底前完成 4G 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)建議書(shū)編制工作， 2022 年初正式批準(zhǔn)發(fā)布，相信今后有關(guān) 4G 的商用也會(huì)逐步展開(kāi)。 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(gè)子信道上使用一個(gè)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(hào)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(gè)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(shí)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(guò)載波聚合的方式，聚合 5 個(gè) 20MHz的單元載波，實(shí)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(gè)不同最直接的就是對(duì)于空中接口無(wú)線幀結(jié)構(gòu)的影響，因?yàn)?FDD 采用頻率來(lái)區(qū)分上、下行，其單方向的資源在時(shí)間上是連續(xù)的；而 TDD 則采用時(shí)間來(lái)區(qū)分上、下行，其單方向的資源在時(shí)間上是不連續(xù)的，而且需要保護(hù)時(shí)間間隔，來(lái)避免兩個(gè)方向之間的收發(fā)干擾，所以 LTE分別為 FDD和 TDD設(shè)計(jì)了各自的幀結(jié)構(gòu)。 （ 1） TDLTE 針對(duì) TDD 模式中上、下行時(shí)間轉(zhuǎn)換的需要，設(shè)計(jì)了如下專(zhuān)門(mén)的幀結(jié)構(gòu)。它采用無(wú)線幀結(jié)構(gòu)，無(wú)線幀長(zhǎng)度是 10ms，由兩個(gè)長(zhǎng)