《電子技術(shù)應(yīng)用》
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李進(jìn)良:以TD-LTE-A的優(yōu)勢(shì)一統(tǒng)華夏4G標(biāo)準(zhǔn)

2011-03-18
來(lái)源:C114中國(guó)通信網(wǎng)

  現(xiàn)在看來(lái)中國(guó)獨(dú)立提出的4G方案——TD-LTEAdvanced,成為三大4G標(biāo)準(zhǔn)之一已經(jīng)沒有什么疑義了。但其未來(lái)命運(yùn)則仍難預(yù)卜,有可能被人忽悠成為FDD-LTE的附庸,也有可能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)一統(tǒng)華夏。因此,為了掌控其命運(yùn),有必要深入分析其優(yōu)勢(shì)對(duì)中國(guó)信息通信發(fā)展以及對(duì)國(guó)家安全和民族振興對(duì)的重要性,讓業(yè)界同仁及決策者有正確的理解,以便確定其走向,掌控其命運(yùn)!

  凡是全國(guó)性的大系統(tǒng)都必須有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)才合理。一個(gè)國(guó)家的移動(dòng)通信系統(tǒng)不管是1G、2G、3G還是4G最理想的是要須有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)才利國(guó)利民。那么中國(guó)的4G究竟選擇哪種標(biāo)準(zhǔn)來(lái)統(tǒng)一才最好呢?

  4G在中國(guó)必須有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn):如果我們一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都沒有,就像上個(gè)世紀(jì)50年代彩色電視那樣,國(guó)際三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)放在那兒,我們當(dāng)然可以從中選擇一個(gè)最好的。現(xiàn)在難得有這么一個(gè)契機(jī),4G的三種標(biāo)準(zhǔn)中有中國(guó)提出的一種——TD-LTE-A,如果這三種標(biāo)準(zhǔn)都差不多,當(dāng)然會(huì)選自己的;何況我們還確實(shí)有許多優(yōu)點(diǎn),而且已經(jīng)花了很多工夫驗(yàn)證,確實(shí)好,選自己的標(biāo)準(zhǔn)那還用說(shuō)嘛。沒有一個(gè)東西剛出來(lái)就是成熟的,各有各的優(yōu)點(diǎn),各有各的缺點(diǎn)。但是我們稍晚一步,手機(jī)芯片進(jìn)度就比FDD-LTE差個(gè)一年半載。由于3G標(biāo)準(zhǔn)中我國(guó)提出的TD-SCDMA在公眾移動(dòng)通信領(lǐng)域開辟了一條新航線。中國(guó)3G沿著這條自主創(chuàng)新的航線勝利前進(jìn),技術(shù)上有很多創(chuàng)新,才提出了后續(xù)演進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)TD-LTE,近三年通過新一代寬帶無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)國(guó)家重大專項(xiàng)的推動(dòng),使TD-LTE追上了國(guó)際上FDD-LTE的步劃。

  分析三種4G主流標(biāo)準(zhǔn),我們的TD-LTE-A系統(tǒng)符合移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向,設(shè)備能提高我國(guó)產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,技術(shù)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),特別是能確保國(guó)家信息安全而優(yōu)勢(shì)突出,先天基因就好,只要我們繼續(xù)加大力度去研發(fā),加速推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化,后天會(huì)更好,是有領(lǐng)先的可能。具體優(yōu)勢(shì)分析如下:

  1.TD-LTE-A系統(tǒng)符合移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向

  互聯(lián)網(wǎng)是20世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一,它將影響人類社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域,移動(dòng)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的融合,實(shí)現(xiàn)了兩大技術(shù)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),使移動(dòng)終端能在互聯(lián)網(wǎng)上得到延伸,使互聯(lián)網(wǎng)能擺脫“物理性束縛”,它不僅有通信功能,而且使用戶可以隨時(shí)隨地更自由地網(wǎng)上沖浪。這無(wú)疑是一場(chǎng)偉大的變革,它必將促進(jìn)移動(dòng)辦公和移動(dòng)電子商務(wù)等等的廣泛應(yīng)用,對(duì)全民信息化起到催化作用,將開創(chuàng)21世紀(jì)信息通信業(yè)發(fā)展的新紀(jì)元。

  我們知道,國(guó)際上1G、2G和3G中的兩種都是頻分雙工的,就像高速公路一樣,有上行的路也有下行路。只有中國(guó)提出的3G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)——TD-SCDMA是時(shí)分雙工的,它利用了語(yǔ)言的和互聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn),只有一條路按需分配上行或下行的時(shí)間。語(yǔ)言的特點(diǎn), 當(dāng)一個(gè)人說(shuō)話的時(shí)候?qū)Ψ蕉际窃诼牭?,因此只有一個(gè)下行的路在用,上行的路是空閑的;還有互聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn),我們從網(wǎng)上下載的遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于我們發(fā)給網(wǎng)上的,因此也是下行路忙,上行路閑;所以TD有它節(jié)約頻譜的天然優(yōu)勢(shì)。遺憾的是這個(gè)天然優(yōu)勢(shì)在過去十年不被人家認(rèn)可。通過十年艱辛的長(zhǎng)征,才逐步被人認(rèn)識(shí)。

  中國(guó)TD深刻認(rèn)識(shí)到TDD在頻譜效率方面的優(yōu)越性,大膽采用了智能天線、聯(lián)合檢測(cè)、接力切換和上行同步等大量具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)技術(shù),使TDD和CDMA、TDMA技術(shù)完美結(jié)合,符合移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展方向,不但能夠高速數(shù)據(jù),適于獨(dú)立組網(wǎng),而且具有頻譜效率高、適合下行大于上行的非對(duì)稱互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、建網(wǎng)和終端的性價(jià)比高、適于2G網(wǎng)絡(luò)過渡和技術(shù)升級(jí)換代等突出優(yōu)勢(shì)。同時(shí),TD采取了一系列技術(shù)措施,在青島海域組建了覆蓋半徑60公里的大區(qū)網(wǎng),在上海磁懸浮鐵路滿足了400公里/小時(shí)高速列車上的通話要求;克服了TDD運(yùn)動(dòng)速度限于120公里/小時(shí)、小區(qū)半徑最大10公里的局限性。從而在公眾移動(dòng)通信領(lǐng)域開辟了一條新航線。

  中國(guó)3G沿著這條自主創(chuàng)新的航線勝利前進(jìn),攻克了一個(gè)又一個(gè)難關(guān),智能天線為發(fā)展空分多址(SDMA)技術(shù)奠定了基礎(chǔ);使用光纖拉遠(yuǎn)技術(shù)解決了9根天線陣與27條饋送電纜的工程困擾,為未來(lái)4G采用MIMO(Multi-In Multi-Out 多輸入-多輸出)天線技術(shù)創(chuàng)造了條件。

  我國(guó)以TD為基礎(chǔ)的TD-LTE正是沿著這條新航線發(fā)展的后續(xù)演進(jìn)標(biāo)準(zhǔn),先天上繼承了很多TD的優(yōu)良基因,后天上又恰逢國(guó)家高度重視自主創(chuàng)新的年代,受到了中國(guó)政府、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)和學(xué)校等多方關(guān)注,我們國(guó)家從2007年起開展了像大飛機(jī)等多個(gè)重大專項(xiàng),其中的新一代寬帶移動(dòng)無(wú)線網(wǎng),有200億元作科學(xué)研究,700億元準(zhǔn)備產(chǎn)業(yè)化。經(jīng)過三年的大力研究,取得了顯著進(jìn)展,申請(qǐng)了很多發(fā)明專利,TD-LTE趕上了時(shí)代的步伐,技術(shù)上與國(guó)際上的FDD-LTE并駕齊驅(qū),通過今年5月上海世博園和11月廣州亞運(yùn)會(huì)的成功演示了高清晰度視頻、即拍即傳等新業(yè)務(wù),取得了比較理想的測(cè)試結(jié)果,從而獲得了國(guó)際上廣大業(yè)界的贊賞,形勢(shì)就和以前大不一樣了。

  LTE按照雙工方式可分為基于WCDMA的FDD-LTE和基于TD-SCDMA的TDD-LTE兩種;TDD與FDD在高層和網(wǎng)絡(luò)側(cè)是基本一致的,其差別主要在底層上。在相同OFDM、MIMO等基礎(chǔ)技術(shù)的支持下需要針對(duì)不同的工作模式作各自的優(yōu)化。由于其差別使得TDD LTE具有下列優(yōu)勢(shì):

  (1) 在帶寬需求日益增加而頻譜供應(yīng)日益緊張的情況下,在頻譜利用上TDD方式的效率較高;

  (2) TDD LTE利用信道對(duì)稱性易于實(shí)現(xiàn)一些新技術(shù),比如:智能天線的應(yīng)用、MIMO的應(yīng)用、反饋機(jī)制的建立等方面來(lái)改進(jìn)系統(tǒng)性能;

  (3) TDD LTE可以靈活地支持非對(duì)稱業(yè)務(wù),更適應(yīng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的需求;

  (4) TDD LTE在物理層、在測(cè)量檢測(cè)等方面具有自身的特點(diǎn);

  (5) TDD LTE的同步機(jī)制對(duì)于多小區(qū)資源與干擾的協(xié)調(diào)具有自身的優(yōu)勢(shì)。

  因此, TD-LTE-A確實(shí)優(yōu)勢(shì)顯著。如果推行中國(guó)4G標(biāo)準(zhǔn),就可以充分發(fā)揮我國(guó)自主技術(shù)的優(yōu)勢(shì),順應(yīng)移動(dòng)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的技術(shù)發(fā)展潮流,建設(shè)全球最為先進(jìn)高效的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)。

  2.TD-LTE-A設(shè)備能提高我國(guó)產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力

  中國(guó)丟失了第一代,錯(cuò)過了第二代,為什么?在“以市場(chǎng)換技術(shù)”方針的誤導(dǎo)下,中國(guó)丟失了市場(chǎng),卻沒有換來(lái)技術(shù),沉痛的教訓(xùn)使人警醒:必須自主創(chuàng)新。經(jīng)過近10年國(guó)內(nèi)制造業(yè)的艱苦奮斗,2009年前基礎(chǔ)設(shè)施的市場(chǎng)占有率不過20%,移動(dòng)終端實(shí)際不過40%。聯(lián)通第一期CDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中,我國(guó)企業(yè)只拿到10%以下的可憐份額!聯(lián)通第二期CDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中,還是跨國(guó)大公司拿到絕大份額。2008年中國(guó)移動(dòng)1000億元GSM的巨額投資,華為中興的設(shè)備已經(jīng)大量出口,質(zhì)量上乘,價(jià)格低廉,深受國(guó)際市場(chǎng)歡迎,可是這次采購(gòu)這2家設(shè)備所占份額合計(jì)不到14%,也就是說(shuō)86%買了比國(guó)產(chǎn)昂貴的舶來(lái)品。在經(jīng)濟(jì)全球化和國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)國(guó)際化的新格局下,信息通信領(lǐng)域關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)的競(jìng)爭(zhēng)過程變得異常復(fù)雜,特別尖銳。系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的制定、選擇和實(shí)施將會(huì)對(duì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生重大影響,所以各國(guó)政府和企業(yè)都積極參與,而當(dāng)仁不讓。 

  在3G時(shí)代,如果統(tǒng)一推行中國(guó)TD標(biāo)準(zhǔn),那么,上述問題都迎刃而解,就可促成從“系統(tǒng)技術(shù)突破”到“產(chǎn)業(yè)群體突破”,基本上實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的覆蓋,由自主標(biāo)準(zhǔn)可促進(jìn)形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈,從而可以大大提高我國(guó)信息通信產(chǎn)業(yè)的水平。因此,可以說(shuō)TD開懇了電子信息產(chǎn)業(yè)豐收的處女地。很遺憾被人忽悠中國(guó)3G成了三國(guó)紛爭(zhēng),逐漸顯露3G建設(shè)重復(fù)浪費(fèi)、TD市場(chǎng)被分流擠占、用戶通信麻煩以及存在安全隱患等等弊端,中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)TD實(shí)際潛伏嚴(yán)重危機(jī)。 

  在4G時(shí)代,如果中國(guó)3個(gè)運(yùn)營(yíng)商都上TD-LTE-A,就可以營(yíng)造一個(gè)良好的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)環(huán)境。眾所周知,市場(chǎng)需要有多家供應(yīng)商,才能防止獨(dú)家壟斷,避免奇貨可居;但同時(shí)也需要有多家運(yùn)營(yíng)商,也才能防止獨(dú)家壟斷,開展正當(dāng)競(jìng)爭(zhēng);只有供需雙方都是多家,市場(chǎng)才能健康發(fā)展,促進(jìn)較快從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、芯片、終端、到儀器儀表等一系列企業(yè)組成一個(gè)完整的強(qiáng)健的產(chǎn)業(yè)鏈,就可反過來(lái)使國(guó)產(chǎn)設(shè)備市場(chǎng)占有率達(dá)到80%,幾年累計(jì)即可上萬(wàn)億元,IT產(chǎn)品成為第一大高技術(shù)出口產(chǎn)品。如果中國(guó)TD-LTE-A作為4G標(biāo)準(zhǔn)能夠在市場(chǎng)上站住腳,就意味著中國(guó)的技術(shù)軌道能夠獲得生命力而擺脫外國(guó)技術(shù)軌道的主宰,也就意味著中國(guó)可以進(jìn)入技術(shù)的高端領(lǐng)域。中國(guó)就會(huì)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步、國(guó)家安全等方面獲得不可戰(zhàn)勝的力量源泉,就有可能大大提高我國(guó)產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,使全國(guó)1億以上人民到進(jìn)入小康社會(huì)那一天都擁有一部?jī)r(jià)廉物美的TD-LTE-A多媒體移動(dòng)信息終端,不僅方便了人民的生活與工作,而且有利于中國(guó)先進(jìn)文化的交流,終身學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn),全民素質(zhì)的提高,全社會(huì)信息化進(jìn)程的加速,必將有助于統(tǒng)一和諧的小康社會(huì)的早日實(shí)現(xiàn)。 

  3.TD-LTE-A技術(shù)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)

  系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是由專利技術(shù)群體所支撐的,每一項(xiàng)專利技術(shù)都代表滾滾財(cái)源。韓國(guó)移動(dòng)通信的發(fā)展表明,沒有自主技術(shù)終將受制于人,芯片加上提成,一半的錢都被美國(guó)高通公司拿走了!我國(guó)DVD產(chǎn)業(yè)也經(jīng)受了同樣的壓制,中國(guó)剛開始搞DVD時(shí)沒有人提出知識(shí)產(chǎn)權(quán)的問題,等到形成規(guī)模了,便要我們交專利費(fèi)了。起初有一個(gè)6C聯(lián)盟要給他們交13.8美元的專利費(fèi),后來(lái)有一個(gè)3C集團(tuán)還要給他們交5美元的專利費(fèi),還有一家價(jià)碼更高,把這些加在一起每一個(gè)DVD產(chǎn)品要交將近20美元的專利費(fèi),一部賣500元的DVD要交160元錢,那還能生存嗎?DVD專利爭(zhēng)端給我們敲響了警鐘。只有解決好IPR問題,才能保證我國(guó)3G/4G產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。全世界不管是生產(chǎn)CDMA系統(tǒng)設(shè)備還是手機(jī)的公司,都要交納大約1億元的“入門費(fèi)”,才能進(jìn)入這一行業(yè)。大頭還在生產(chǎn)廠家必須購(gòu)買高通公司的芯片,并且按銷售額的5%至8%給高通提成。無(wú)論使用歐美哪一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),國(guó)內(nèi)企業(yè)都要交納高額的專利使用費(fèi);即使按5%計(jì)算,幾年累計(jì)即可高達(dá)500億元,如果再加上入門費(fèi)、芯片費(fèi),金額之大,更是驚人!

  由于WiMAX從2002年提出比LTE早二年,因此,截止到2009年中WiMAX的總體中國(guó)專利申請(qǐng)數(shù)量多于LTE,為480比364; WiMAX有中外90余家機(jī)構(gòu)申請(qǐng)相關(guān)專利,LTE有中外70余家機(jī)構(gòu)申請(qǐng)了相關(guān)專利。但是由于LTE的優(yōu)勢(shì)是從傳統(tǒng)電信發(fā)展出來(lái)的標(biāo)準(zhǔn),從理念到習(xí)慣電信運(yùn)營(yíng)商接受起來(lái)比較容易,如法國(guó)電信、德國(guó)電信、美國(guó)AT&T、日本NTT、韓國(guó)KT等都關(guān)注并投入TD-LTE的標(biāo)準(zhǔn)化和研究中,因此從發(fā)展勢(shì)頭看兩者的申請(qǐng)機(jī)構(gòu)和專利數(shù)量間的差距正在縮小。 

  特別是TD-LTE被確定為TD-SCDMA的后續(xù)演進(jìn)標(biāo)準(zhǔn),受到了中國(guó)政府的高度重視,得益于國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)和學(xué)校等多方面的貢獻(xiàn)與合作。中國(guó)電信研究院做了大量的組織、協(xié)調(diào)和溝通工作;大唐憑借多年的投入、積累和經(jīng)驗(yàn),做了很多實(shí)質(zhì)性的工作;中國(guó)移動(dòng)發(fā)揮了運(yùn)營(yíng)商在標(biāo)準(zhǔn)組織中的引導(dǎo)作用;中興和華為等企業(yè)都積極地貢獻(xiàn)了自己的力量。隨著標(biāo)準(zhǔn)化工作的進(jìn)展,也有更多的國(guó)際公司如愛立信、諾基亞、高通加盟。因此,TD-LTE-A專利中,增速超越國(guó)外來(lái)華申請(qǐng),標(biāo)準(zhǔn)框架核心專利在中國(guó),TD產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成員申請(qǐng)了更多專利,占有相當(dāng)份額。 

  創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂,是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力。作為一個(gè)完備的通信系統(tǒng),堅(jiān)固的安全防范設(shè)計(jì)非常重要,只要國(guó)家堅(jiān)持科技創(chuàng)新,組織推進(jìn)中國(guó)具有安全防范能力的先進(jìn)TD-LTE-A標(biāo)準(zhǔn),就有可能集各家之所長(zhǎng),在4G領(lǐng)域掌握核心技術(shù)和擁有較為全面的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),從而開創(chuàng)中國(guó)信息化的新局面。上4G是關(guān)系我國(guó)今后到2020年的大事,決不能把TD-LTE-A被人忽悠成為FDD-LTE的附庸,否則將在20年內(nèi)受制于人

 綜上所述, 4G在中國(guó)必須有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),三大4G標(biāo)準(zhǔn)中選擇TD-LTE-A來(lái)統(tǒng)一才最好。那么“中國(guó)3個(gè)運(yùn)營(yíng)商都應(yīng)上TD-LTE-A”就順理成章了。對(duì)現(xiàn)有國(guó)外4G技術(shù)體制不能盲從,完全有必要及時(shí)大力推進(jìn)我國(guó)TD-LTE-A標(biāo)準(zhǔn),以適應(yīng)未來(lái)信息時(shí)代的潮流。只有發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的4G系統(tǒng)才可縮短我們與國(guó)外廠家的差距,才會(huì)提高國(guó)產(chǎn)設(shè)備的市場(chǎng)占有量,才會(huì)確保國(guó)家的信息安全。我們衷心希望今日的決策者透徹理解TD-LTE-A對(duì)民族振興對(duì)國(guó)家安全的重要意義,從而科學(xué)地作出正確決策,那么TD-LTE-A的命運(yùn)將燦爛輝煌,不僅在國(guó)內(nèi)一統(tǒng)華夏、而且在國(guó)外三分天下的期盻有望在4G實(shí)現(xiàn)。

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