TDSCDMA技术及后续发展初步探讨(下) .ppt
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1、HSPA+数据承载能力,HSPA+标准范畴,利用高阶调制提高每符号比特率64QAM采用多输入多数出的天线收发技术MIMO(标准最快09年中完成)数据业务优化(提升HSPA在线用户数4倍;标准已完成,基本与HSUPA同步,基站设备、终端只需要软件升级,可考虑与HSUPA共同改造),64QAM每符号信息量为6bit 与现有HSPA使用16QAM每符号4bit相比,提高了1.5倍,仿真结果室外场景:干扰较严重,Ior/Ioc较低,,基本没有性能增益,室内场景:由于无线环境相对较好,用户移动性较低,小区平均吞吐量10%增益,理论增益:已确定采用自适应单双流MIMO方案,根据信道条件选择单流或双流传输,
2、以单用户双流MIMO理论极限分析,提升单用户速率2倍,仿真结果:,采用自适应单双流MIMO,吞吐量能提升不到10%(由于信道杂散条件不理想和干扰,使得用户多数时候采用单流传输),TD-SCDMA发展历程,TD-SCDMA技术原理多种3G技术比较,演进路线比较,TD-HSPA+,DL:25.2MbpsUL:19.2Mbps,TD-HSDPA2.88.4Mbps,TD-HSUPA2.26.6Mbps,HSPA+DL40MBps;UL10Mbps,WCDMA384Kbps,HSDPA1.8/3.6Mbps,HSDPA7.2MbpsHSUPA1.45.8Mbps,GREAN600kbps,GPRS/E
3、DGE200kbps,ITUIMT-Advanced(4G),EV-DO Rel.0DL:2.4MbpsUL:153.6kbps,cdma20001x153.6kbps,D0 Rel.ADL:3.1MbpsUL:1.8Mbps,Do Rev B(多载波 DO)DL:46.5MbpsUL:27Mbps,UMBDL:100MbpsUL:50Mbps,UMB100Mbps-1Gbps,LTE+100Mbps1Gbps,LTETDD+,DL:100Mbps,UL:50Mbps,LTE-FDD/TDD,3GPP阵营,(GSM),3GPP2阵营(CDMA),TD-SCDMA384Kbps,TD-SCDMA
4、发展历程,TD-SCDMA技术原理多种3G技术比较,1935-1980MHz,关键技术比较-频率,CDMA2000,WCDMA,频率规划:初期A频段优先用于室内场景系统:目前大部分厂家已具有支持A频段的单频段TD-SCDMA RRU产品,将推进厂家支持多频段的RRU产品终端:2009年初可具有支持A、B两个频段的TD/GSM双模终端产品天线:TD一期天线支持B频段;TD二期集采天线已均支持AB频段,国际3G FDD频谱划分,1920-1980MHz,2110-2170MHz,国际3G TDD频谱划分TD-SCDMA,21252170MHz,2300-2400MHz2300-2400MHz,20
5、10-2025MHz2010-2025 MHzB,1920-1935MHz,2110-2125MHz,1940-1955MHz,2130-2145MHz,1880-1920MHz1880-1900MHzA,TD-SCDMA发展历程,TD-SCDMA技术原理多种3G技术比较,目前TD系统的实际速率只能达到下行1.6M,上行1.1M,明显弱于其它两种制式,TD本身属于窄带通信系统,带宽较低,只有1.6MHz;终端芯片对多载波捆绑支持较为困难,后续增强技术增益有限,关键技术比较-规格及指标,注:红色标注为目前可达到的理论速率,TD-SCDMA发展历程,TD-SCDMA技术原理多种3G技术比较,关键技
6、术比较-实际外场数据速率,TD-SCDMA发展历程,TD-SCDMA技术原理,多种3G技术比较由于中国联通WCDMA还没有真正开始放号,目前没有我公司实际对中国联通WCDMA、中国电信CDMA2000的实际测试数据,以上外场测试数据由华为根据其实际外场测试结果提供。,关键技术比较-覆盖能力3G,WCDMA可采取的特殊配差异,是造成现阶段差异的主要原因,TD-SCDMA发展历程,TD-SCDMA技术原理多种3G技术比较GSM,关键技术比较-语音频谱效率,TD-SCDMA发展历程,TD-SCDMA技术原理,多种3G技术比较 考虑到为Upshifting预留时隙、为切换预留码资源,以及呼吸效应,TD
7、的码道负荷取为75%TD频谱利用率约为W的1.78倍,约为CDMA2000的1.18倍 Wimax采用OFDMA技术,语音频谱效率高于TD,但是其语音用户为VoIP,和TD电路域语音不能直接相比,关键技术比较-数据频谱效率,从数据频谱利用率来看,TD-SCDMA下行低于其它三种3G标准(资源主要给下行时)上行频谱利用率高于WCDMA,但略低于CDMA2000和Wimax(资源主要给上行时),TD-SCDMA发展历程,TD-SCDMA技术原理多种3G技术比较,产业成熟度比较TD/CDMA2000/WCDMA/wimax用户数量(百万)TD/CDMA2000/WCDMA/wimax终端芯片数量,T
8、D-SCDMA发展历程,TD-SCDMA技术原理多种3G技术比较TD/CDMA2000/WCDMA/wimax运营商数量注:Wimax数据包括固定和移动网络、商用网和试用网TD/CDMA2000/WCDMA/wimax主设备厂家数量,3G载频价格比较,在相同投资水平下,三者的差距体现在如下方面:下行数据能力:WCDMA每载频可提供5倍于TD的数据速率,CDMA2000可提供1.38倍于TD的数据速率 上行数据能力:WCDMA和2000上行带宽还可使用HSUPA/EVDO,而TD已基本无上行资源可用,TD-SCDMA发展历程,TD-SCDMA技术原理多种3G技术比较,TD与其它3G标准的比较总结
9、,优 势 在中国TD频率资源相对丰富 可根据网络需求,可配置上下行资源 TD语音频谱效率略高于WCDMA和CDMA2000+,劣 势 窄带通信系统,单用户下行速率较低,且TD终端芯片不能实现多载波捆绑技术 MIMO、高阶调制等技术引入增益有限 从终端芯片平台到无线主设备厂家数量,TD产业规模远远落后于其它3G标准 无任何建网,网规,网优经验可以借鉴,TD-SCDMA发展历程,TD-SCDMA技术原理多种3G技术比较,提纲,概述,重点问题探讨,后续发展策略探讨,TD-SCDMA发展历程TD-SCDMA技术原理多种3G技术比较,TD-SCDMA已经/正在解决的问题当前TD-SCDMA存在的其它问题
10、TD-SCDMA问题根源探讨,总体思路及发展策略探讨提请关注的几个问题大力推进LTE,TD-SCDMA已经/正在解决的问题,GSM和TD两网相对独立 用户必须双卡双号才能同时享受GSM和TD服务“三不”2/3G互操作难题 A+B方案“三新”2/3G无线网融合,特殊工程建设要求“面子”问题 小型化“辫子”问题 解决馈线数量多、重量大“瘤子”问题 安装不便,对抱杆要求高 GPS同步 替代方案,设备集成度低 BBU容量低,单板只支持三载波 目前单板最大可支持9载波 设备平台落后 RNC采用W成熟的IP平台 BBU硬件兼容未来TD-LTE演进能力,标准规范相对落后 大部分行标论技术而技术,很多方面考虑
11、不太完善 中国移动企标 产品检测,验证方法缺乏,产品质量良莠不齐 产品测试评估体系,已经/正在解决的问题,当前存在的问题,问题根源探讨初期存在问题,创新解决方案,产业实力薄弱 天线与系统厂家严格绑定,效率低下 打开绑定关系 不同厂家基站与基站控制器无法互通 接口开放 基站设备4家厂家供应(不含OEM)目前增至6家,全面的技术要求来源,出出的基本通用要求,移移植要求:从节约建设和运维成本,提高网,先先进要求:从定位于建设高品质全球先进的,网网络建设工程实施能力的提高,网网络互联互通及兼容性问题的解决,网网络可运营和可维护性保障,网网络性能的改善与网络资源利用率提高,日趋完善的企业标准体系,全面的
12、技术要求来源通用要求:从TD 技术特点出发,对设备提的基本通用要求植要求:从节约建设和运维成本,提高网络性能出发,从GSM 移植的要求进要求:从定位于建设高品质全球先进的3G 网络出发,提出的先进要求,/,络建设工程实施能力的提高络互联互通及兼容性问题的解决络可运营和可维护性保障基于运营需求的TD-SCDMA 网络量身定制3G 特有业务络性能的改善与网络资源利用率提高,无线子系统系列,6分册,1215项技术要点核心网子系统系列6分册,658项技术要点终端规范系列9个分册,879项技术要点3G新业务系列27个分册,244项技术要点,企业标准制定依据最新,发布行标,并通过信产部评审经过逐一对比对行
13、业标准提出大量增补其中高于行标要求或相对于行标的新增内容超,过50%提出各类技术解决方案20 余项,申请国家/国际专 利31个,E2E性能,大话务冲击,RF性能等,霉菌等,业界最大规模TD-SCDMA外场新技术测试,业界最大规模的智能天线电气指标测试,完成上百面多厂商天线测试,业界首创及最大规模的室外单元稳定性综合测试,完成对4个系统厂商的9个设备类型完成两个阶段的6,类环境测试,业界最全面的TD-SCDMA Iu接口IOT测试,业界最大规模的TD-SCDMA同GSM互操作测试,业界最大规模TD-SCDMA终端摸底测试,考虑了TD-SCDMA特色的测试体系TD-SCDMA大规模系统化产品测试,
14、充分利用中国移动丰富运营经验,直面实际网络运营问题,中国移动,系统及终端厂商,天线厂商,测试仪表厂商,有效依托外场测试环境,及早进行网络建设运营相关测试借助中国移动在NGMN、LSTI的国际,影响力,全面提升国内通信产业的国,际竞争力充分发挥中国移动技术积累,承前启后,推动TDD产业快速发展,全面集中优势资源,通过机制创新、打造综合化商用测试平台,1,中国移动牵头打造一流测试评估平台,23,4,5,中国移动开展TD-SCDMA实验室测试工作-完成13阶段测试,已完成167类18000余项用例-涵盖设备、终端、业务全系列测试-提出上千项测试改进意见,指导产品研发-完成测试报告20份,成果以汇编形
15、式下发省公司功能评估 设备功能 接口功能 IOT性能评估 HSDPA等 环境评估 能耗 高低温循环系统设备 淋雨、盐雾 天线 直放站,中国移动开展TD-SCDMA外场测试工作-完成13阶段测试,已完成2100项测试用例-提交30余份测试分析报告,成果以汇编形式下发省公司业界最大规模TD-SCDMA外场新技术测试业界最大规模的智能天线电气指标测试完成上百面多厂商天线测试业界首创及最大规模的室外单元稳定性综合测试完成对4个系统厂商的9个设备类型完成两个阶段的6类环境测试业界最全面的TD-SCDMA Iu接口IOT测试业界最大规模的TD-SCDMA同GSM互操作测试业界最大规模TD-SCDMA终端摸
16、底测试实现“多维度、综合化”创新测试评估体系,对对核心网的要求,对对无线网的要求,对对终端和卡的要求,2G/3G网络融合,实现不换号,不换卡,不登记,2G网络超过4.2亿用户,中国移动已经发放了数量巨大的SIM卡,TD网络一期仅几十万USIM卡用户,且使用率不高,2G用户不换号、不换卡、不登记,即可迁移为TD用户高效、便捷、成本低,有利于TD-SCDMA用户规模的发展,用户迁移,“三不”方案应解决以下关键技术问题:为转网用户提供网络登陆为转网用户提供归属服务为转网用户提供业务签约为转网用户提供空口安全,核心网的要求HLR:需要升级支持新的数据业务能力MSC Server、SGSN/GGSN:端
17、局应支持MHPLMN功功能,MHPLMN应应包含IMSI为为00/02的的网号无线网的要求RNC:支持与TD终终端间需启用完整性保护的功能终端和卡的要求UE/SIM卡卡:识别SIM卡卡后,启动TD协协议栈;启动TD时时,应支持3/5转转换;发现SIM卡卡,优选TD网网络,现象 部分2G手机(2500万)接收到GSM广播的TD邻小区后发生死机、重启问题定位,部分终端不能正确处理单独出现的TDD信息 部分终端不能正确识别TDD小区扰码信息解决思路:AB方案 2G网络须升级,现有GSM终端无须升级,突破原有标准思路创新提出解决方案,奥运前夕解决2/3G功能开启问题“A+B”方案,中国移动携手产业界各
18、方,全力以赴进行技术攻关,推出、论证、升级实施 A+B方案,在奥运前夕正式开启了互操作功能,新标准,新测量,机制问题终端问题,决机制改进,系统间重选判决门限由相对值改为绝对值。2G-3G重选时,新机制保障了最后的选网效果与策略相匹配,提高重选效率,简化网络参数设置修正了原终端软件对测量结果的不当处理,完成终端射频指标技术要求规范,提出多项测试方法和手段。测试结果表明:不当处理的结果导致差异下降10db以上。同时各平台测量精度均有不同程度提升(1.7至6dB),不同平台间的测量精度差异由原来的6dB缩小至3dB左右,重选一致性得到一定提升。,“三新”解决方案进一步提升2/3G互操作性能新机制提出
19、了新机制改进方案,起测条件改进,修订系统间重选启动测量门限的定义,判,新测量,兼容性问题新标准,共定位58个重点问题,针对每个问题提出了相应的解决方案和措施。如:针对系统增加了3A测量报告跨小区更新后的处理,增加切换失败回退处理,针对终端修改了2G到3G重选机制字段的理解,“”,“三新”方案的实施:对于切换,主要由于终端测量能力的提高,将可能提升3G-2G的切换成功率对于重选,从流程和执行两个环节,力争选网结果达到选网策略的预期,提高重选效率,融合目标,研究重点,及占地,络信令负荷,器器内切换成功率要高于控制器间),重点优,化化切换准备阶段,TD/GSM无线网融合方案,/,融合目标,硬件融合:
20、节省/保护投资,降低能耗及占地 软件融合:提升切换成功率、降低网络信令负荷,进一步评估中,进一步评估中,方案进展中兴、华为已实验室测试中兴、华为已实验室测试制定企业规范要求,切换成功率,缩短400500ms,缩短200270ms,切换准备时间缩短0ms缩短100200ms缩短100200ms,设备深度融合,核心网接口由 A/Gb统一至Iu,BSC和RNC协议栈完全融合,屏蔽2/3G无线接入差异,同厂家统一接口方案,同厂家创新 设备中度融合,在方案二基础上,BSC和RNC型Iur-g方案 通过内部高速连线和自定义接口直接交互,思路主要传递负荷信息,不对切换流程进行优化基于标准Iur-g方案,在控
21、制平面增加消息定义,使BSC和RNC直接交互,在终端空口同步过程中完成资源预留在传递系统间信息基础上,进一步优化切换准备过程时延,同时能够实现核心网不参与切换过程,方案标准Iur-g方案标准Iur-g方案增补异厂家创新型Iur-g方案,研究重点,硬件融合:BSC/RNC 中度融合、深度融合软件融合:借鉴GSM900/1800 经验(控制内切换成功率要高于控制器间),重点优切换准备阶段,“面子”问题基本解决,TD传统天馈,TD新型天馈,天线双极化:尺寸减小50%,支持LTE频段宽带化:尺寸接近2G,支持2300M塔放小型化:天馈减负,降低施工难度远端电调化:易优化、易美化、无需闭站,二期双极化天
22、线,一期普通8path天线,一体化天线,“辫子”问题基本解决,集中式TD基站,第一代分布式TD,基站(中频电缆),第二代分布式TD基站(基带光纤),NodeB,27 射频电缆10-100米,6根5芯中频电缆10-300米,BBU,第一阶段TMB,第二阶段RRU,基于基带光纤的分布式基站解决了TD工程遇到的“辫子”问题与GSM相比,TD在楼顶天面中需要新增RRU(射频拉远单元)设备,增加了工建难度,第三阶段RRU1对光纤,最远几十公里BBU,“瘤子”问题得到较大改善,4通道RRU,+,8通道RRU,提高基站室外单元集成度 进一步降低天面安装难度8通道RRU使得天面所需RRU数量减半;单个8通道R
23、RU体积更小、重量更轻,8通道RRU是TD二期建设的室外的主力站型三期投标产品进一步改进,可达到19Kg,23L的水平,现有TD-SCDMA GPS同步的问题,TD-SCDMA系统是全网同步系统,严格要求NodeB节点保持同步,基站频率稳定度达到+/-0.05PPM,节点偏差要求小于+/-1.5us目前,时间同步基于GPS系统实现,存在三方面问题:安全隐患 依赖于美国GPS卫星系统,非常情况下,一旦GPS系统不可用,将造成TD整网瘫痪 施工困难 长距离下GPS天线馈线较粗 室内安装较不方便 GPS天线对安装环境有特殊要求 实际使用不便 使用条件苛刻:必须安装在特定方位;灵敏度差:阴雨天气常出现
24、搜星困难;抗干扰性差:雷雨天气容易遭到雷击导致失效;,TD系统GPS同步替代解决方案,技术方案 基于SDH传输网的时间同步方案 改造现有时钟同步网的时钟设备,接收/输出时间信号通过SDH传输网传送至基站 基于IP传输网的时间同步方案 改造现有时钟同步网的时钟设备,接收/输出时间信号通过IP传输网传送至基站项目进展 通过IP包传送定时,可大幅降低每个基站的设备和安装成本 目前,华为、中兴等合作厂家均已完成原型产品开发,并进行了实验室测试,后续还将进行外场测试和现网试点,基站内部接口开放(Ir),降低产业制造门槛,MSC Server,Middle/Small,RRU,Large scale BB
25、U,RRU,MGWRNC,GGSNRNC,SGSN,NodeBRRU,scale BBURRU,RRU,RRU,TraditionalNetworks,new Networks,Ir,Ir,IrsBBU,降低技术门槛,减少RRU设备投资,辅助设备厂商成为RRU供货商;,打破区域组合模式,提高网络配置灵活性,A厂商RRU可与B厂商BBU互连;,提升产业整体实力,接口开放,将“6”厂家变为“35+6”,XX型号-鼎桥 商,XX型号-大唐,XX型号-中兴,XX型号-普天,厂商,XX型号天线产品,天线,厂,打开基站和智能天线接口“绑定关系”通过技术创新及标准推动,打开了智能天线同基站设备的绑定关系天线
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