中国移动设计院陕西分公司 高 翔

中国移动通信集团公司总裁李跃曾在上海世博会闭幕高峰论坛之“信息产业与数字城市”中指出：建设无线城市已成为全球信息通信领域大趋势。所谓无线城市，首先是一张多层次、全覆盖的最佳信息网络，融合移动互联网和物联网的信息应用平台，为用户构建便捷、迅速、安全接入信息世界的通道，包括为市民出行、购物、学习、保健等方面，为企业开张、销售、管理、宣传等方面，以及政府的政务公开、监督、城市管理等方面提供有益帮助。为了真正实现无线城市的目标，中国移动率先提出四网融合的概念，致力于打造一个以TD－LTE技术引领，2G、3G、WLAN、4G“四网融合”的网络基础环境。

1.四网融合的核心技术分析

传统运营商的格局是由GSM即2G网络决定的，特别是在我国。进入2011年以来，中国移动明确了2G、3G、WLAN、LTE四个网络协调发展的网络发展总体思路。据悉，中国移动上海公司目前已在张江高科技园区等地率先打造了四网协同的无线城市示范区，我国上海有望率先成为科技迅达、无线互联的“智慧城市”。TD-LTE系统以其对广域网和移动性支持能力的较强优势，在四网中承担了各种移动场景下对语音和中、高速数据业务用户服务的支撑工作，因而可看作四网融合的核心技术。

TD-LTE的技术优势主要体现在速率、时延和频谱利用率等领域，其理论峰值速率在上、下行已分别达到50Mbps、100Mbps，相对于3G，4G有显见的优势。在TD-LTE中有三大关键技术：一是基于TDD的双工技术，在业界共同努力下，现已形成双工帧结构的LTE-TDD规范。二是OFDM（正交频分复用技术），包括OFDM技术和MIMO（多输入多输出）技术两个关键点。三是基于MIMO/SA的多天线技术，实现MIMO技术和智能天线技术在后续演进上的更佳结合。这里以图表形式着重介绍TD-LTE的帧结构和MIMO等关键技术。优化后的TD-LTE帧结构如图1所示：

图1 优化后的TD-LTE帧结构

为支持上行50Mbps和下行100Mbps的峰值速率，LTE需采用MIMO技术。下行MIMO可采用PARC的传输方式，接收端根据接收质量向发送端反馈可支持的调制编码方式来提高系统的传输效率。上行MIMO可利用两个用户同时发送数据构成上行虚拟的MIMO，结合功率控制提高上行的系统传输效率。

图2 上行虚拟MIMO示意图

新一代移动宽带技术TD-LTE是我国拥有核心自主知识产权的国际3G标准TDSCDMA的后续演进技术，是在TD-SCDMA基础上的进一步提升，可以承载高速数据业务，最大支持的数据吞吐率为下行100Mbps和上行50Mbps。它将成为4G国际主流标准之一，主要用于热点地区和对网络带宽要求较高区域。带宽高于3G数十倍的TD-LTE网络，理论传输速率可达3G网络速度的数十倍，它确立了我国在新一轮信息产业国际标准及产业竞争中的重要地位。

2.四网融合所面临的关键性问题

四网融合的无线城市生活，实际上已经离我们很近。根据中国移动上海公司的计划，到2011年底，4G信号将覆盖上海市中心区域。目前中国移动上海公司已对4G网络、WLAN进行了重点部署，网络热点已全面覆盖上海火车站、浦东机场等交通枢纽，和南京路、田子坊等热点区域写字楼、商场，以及全市所有星巴克门店、各大高校；而3G网络将于“十二五”中期在上海实现全面深度覆盖，全市提供的接入能力平均1M以上，市区达3M以上；传统2G网络也将进一步广覆盖、精品化，实现大型楼宇90%深度覆盖，地铁、高铁、高速公路、公路移动信号的全覆盖。另据了解，深圳、广州、杭州和南京等地的中国移动用户，也有望成为我国首批进入“后3G时代”的体验者。然而尽管如此，由于LTE是新型无线技术，其网络架构也不同于以往的系统，在测试中难免会遇到一些问题和挑战，尤其表现在欠缺测试仪器仪表方面。

中移设计院的赵旭凇和电信专家李进良一致认为，2.6GHz频段覆盖性能、同频组网等当前TD-LTE规模试验部署，目前面临的关键性问题在于：一是以OFDM、MIMO为基础技术的4G标准从批准、产业化、外场试验到规模试用，先要有一个技术攻关时期；二是它所依靠的芯片要满足4G要求，也得经过几个摩尔周期才行；三是三维化多媒体视频业务需要一段时间的市场培育期。乐观一些估计，4G技术要到2015年才能成熟到可以商用。

一个值得商榷的问题，是对于TD-LTE的定位选择。这个问题由来已久，LTE是需要提供高质量的语音业务还是单纯提供数据业务？不同的运营商仍会有不同选择。目前的TD-LTE试验，因其终端欠缺等，还只能提供数据业务测试，将来如何承载语音业务？另外还有一个老生常谈的问题：为了达到产业经济效益最大化，TD-LTE如何与LTEFDD尽快地融合？

在诸多问题中，尽快确定我国TD-LTE的商用频谱，这是最根本也最迫切的问题。

3.TD-LTE技术引领的四网融合方案

据有关数据显示，截至2011年2月底，我国已有6000万3G用户，其中2454万是中国移动用户，约占43%，中国联通和中国电信分别为1668万和1476万，占比分别为30%、27%。在后3G时代，为面对移动互联网数据爆炸的挑战，运营商需要不断升级网络，于是四张网络的协同发展势在必行。中国移动上海公司计划部总经理、副总工程师孙达以城市交通管理来比喻四网协同：2G主要用来打电话和小文本低速率传输，可将其比作普通公路；3G理论上的传输速率可达1.2兆，类似于高速公路；WLAN即WiFi，专门解决热点问题，可比作城市的高架路；而建设中的TD-LTE，可以极速传输超大数据流量，相当于城际高铁。GSM、TD-SCDMA和TD-LTE是基于广域网的移动通信技术，这三者建立在蜂窝架构上，更加出色地支持信号在不同蜂窝之间的切换功能，终端快速移动时仍然能够保持正常通信状态；WLAN可提供高带宽传输，主要解决局域网内的数据传输问题，其覆盖范围却是非常有限的，子网间的切换性能也比较弱。如何充分发挥四种技术各自的优势进行网络优化，这是需要重点解决的问题。包括对频率的合理规划，设备开发和工程建设等，以多种手段来避免系统间的干扰，从而将四网融合的力量发挥到更大。简言之，这是一个如何共建共享的问题，“四网融合”需要根据不同技术的不同特点，思考不同的应用策略。

目前较为可行的一个解决方案是：适宜的终端应为智能的、便携的终端，无论它是移动的还是固定的，关键在于一定要很便携，其接入手段可以有很多种，3G、WiFi等。譬如在有3G网络覆盖的区域，如果发现有WiFi信号，就可以通过终端与核心网来配合，优选WiFi，或同时选择3G和WiFi。如果发现没有WiFi信号，则使用3G网络，这时仍可保持原先的业务畅通，而无需在2G与3G之间切换。通俗一点说，就是通过多接入捆绑的方式，使用户同时在几种网络里面享受无缝的业务。

[1] 孟祥初.大唐李同坡:TD-SCDMA是四网融合关键技术[N].通信产业报,2011-01-13.

[2] 佚名.上海无线城市着手四网融合,2011年TD投资5.6亿[N].通信产业报,2011-05-19.