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IMT-Advanced研究和标准化进展
国际B3G研究工作进展
B3G技术的研究从20世纪末3G技术完成标准化之时就开始了。2006年,ITU-R已经正式将B3G技术命名为IMT-Advanced技术(3G技术名为IMT-2000)。根据原定的工作计划,IMT-Advanced标准化已经"近在眼前"。ITU-R将在2008年2月向各国发出通函,向各国和各标准化组织征集IMT-Advanced技术提案,这一时间点距今仅有不到1年时间。IMT-Advanced技术需要实现更高的数据率和更大的系统容量,目标峰值速率为:低速移动、热点覆盖场景下1Gbit/s以上,高速移动、广域覆盖场景下100Mbit/s。
国际上针对IMT-Advanced的研究已经取得了一系列重要进展。日本NTT DoCoMo公司已经通过4×4和6×6天线MIMO技术在100MHz带宽下分别验证了1Gbit/s(室外试验)和2.5 Gbit/s的峰值传输速率,在硬件实现方面处于世界领先位置。欧盟第6框架研究项目WINNER自2004年启动以来,吸引了欧洲各主要通信设备商,第一阶段(Phase Ⅰ)已于2005年底完成,就各种B3G关键技术进行了广泛的调研,形成了系统化的研究结论。将于2007年底完成的第二阶段(Phase Ⅱ)将完成系统设计和性能评估过程,形成完善的技术方案。2008年开始的第三阶段(Phase Ⅲ)将进行演示系统的开发和实验。同时,欧盟大力支持的世界无线研究论坛(WWRF)已经成为国际B3G技术交流的主要平台之一。另外,日本和韩国也分别成立了mITF论坛和NGMC论坛,推广自己的B3G研究成果。
目前的各标准化组织正在正式或非正式的开展针对IMT-Advanced的预研。3GPP2在加紧进行空中接口演进(AIE)标准化的同时,设立了先进技术演进(ATE)项目,开始针对IMT-Advanced提案进行研究。IEEE在2006年12月终于批准了802.16m的立项申请(PAR),此项目将在IEEE 802.16e(WiMAX技术)的基础上开发满足IMT-Advanced需求的技术方案。相对而言,3GPP并没有明确展开针对IMT-Advanced的工作,但实际上正在标准化的长期演进(LTE)技术已经具有部分4G技术的特征,预计3GPP会基于LTE进一步演进,形成欧洲IMT-Advanced技术提案的一个重要来源。
2006年,数家国际移动通信运营商联合成立了下一代移动网络(NGMN)论坛,试图引领新一代宽带移动通信的走向。目前NGMN白皮书已经初步成型,正在对各国各标准化组织的研究和标准化工作产生重大影响。
ITU-R IMT-Advanced工作计划
ITU-R和IMT-Advanced相关的工作主要在ITU-R WP8F工作组中展开。目前WP8F在IMT-Advanced方面的工作主要集中在三个方面:
●IMT-Advanced频谱方面的工作;
●IMT-Advanced技术提案征集通函的起草工作;
●IMT-Advanced工作计划的制定工作。
IMT-Advanced频谱方面的工作包括频谱需求计算方法、频谱需求估算报告、候选频谱研究、2007年世界无线电通信大会(WRC 07)准备会(CPM)、频谱共存研究(包括和广播、雷达、固定卫星系统)等。
IMT-Advanced通函是IMT-Advanced提案征集、提交、评估和甄选工作很重要的指导性文件,整个IMT-Advanced提案工作都按照此通函的规定展开。目前,通函的起草工作正在紧张地进行。该通函包含一个相对简短的正文和9个附件:
●附件1:IMT-Advanced背景;
●附件2:提交、评估流程和一致性构建;
●附件3:业务能力需求;
●附件4:IMT-Advanced空中接口的技术性能需求;
●附件5:频谱相关事项及相应需求;
●附件6:提交方法、模版和提交细节;
●附件7:评估;
●附件8:相关ITU-R建议、报告和其他;
●附件9:IPR政策。
其中附件2、3、4、5、7尤为重要,将直接影响各国IMT-Advanced提案的起草、提交和融合工作。原计划2008年2月WP8F第23次会议完成并发出此通函,但目前工作计划略有修改,有关评估的附件7要到2008年6月的第24次会议才能正式完成。
ITU-R目前的IMT-Advanced工作计划如图1所示。通函的起草、业务建议和系统的技术性能需求在2008年2月第23次会就可以完成,但评估准则和方法要到2008年6月的第24次会才能完成。因此各国IMT-Advanced技术提案的提交开始时间将延后到2008年10月的第25次会议。在第24次会议及以前的各次会议,可能会组织非正式的研讨会(Workshop)供各国探讨IMT-Advanced技术问题,表达相关观点。IMT-Advanced的提交工作截止到2009年中第27次会议,也就是说,IMT-Advanced技术提案最晚不得晚于此次会议提交。提案的评估工作从第25次会议开始,到2009年的第28次会议结束。在提案开始提交后,从2009年初的26次会议到2010年的第29次会议,开展"一致性构建"工作,即推动不同提案之间的融合,以控制最终通过的标准制式的数量(但在标准制式的数量上没有严格的限制)。一致性构建的结果将包含在IMT.RADIO报告中。
图1 ITU-R IMT-Advanced工作计划
另外,在29次会议后,可能还会保留一段时间,用于继续评估其他可能出现的IMT-Advanced技术提案。2010年底的第31次会议上,将发布ITU-R通过的IMT-Advanced技术标准,包含在IMT全球核心规范(IMT.GCS)技术规范建议中。在此时间以后,IMT.GCS方面的相关工作将视为IMT.GCS的更新。
中国IMT-Advanced的研究工作
从当前的国际发展形式来看,各国的B3G研究工作均已进入系统设计、评估、实验的实质阶段,甚至已经开始变相的"预标准化"。相对而言,我国的研究和标准化仍有大量工作需要加紧推进。
我国在"十五"期间通过以高校为主的FuTURE计划,对B3G关键技术进行了广泛的研究,取得了令人瞩目的成果。2006年11月,FuTURE演示系统在上海成功进行了测试,验证了OFDM、GMC、MIMO等4G关键技术,演示系统通过多媒体视频流验证了的宽带无线传输能力,在高速移动环境下可实现100 Mbit/s峰值速率。系统同时支持小区之间切换。面向IMT-Advanced标准化,高校在自主创新技术成果向实用系统设计转化、向标准和设备开发转化方面尚需和企业加强合作。
除了上述FuTURE研发项目外,我国除积极组织国内标准工作外,还积极参与国外相关标准工作。中国通信标准化协会(CCSA)成立了TC5 WG6工作组,专门研究B3G技术,几项B3G研究项目取得快速进展,在无线接入技术、业务和市场、核心网技术、终端技术等方面已形成初步的研究报告。
信息产业部于2005年成立了宽带无线移动(BWM)专家组,下设知识产权工作组、E3G技术工作组(负责LTE和AIE方面工作)、BWA技术工作组(负责宽带无线接入方面工作)和B3G工作组。在E3G技术组的协调下,我国企业积极参与了LTE和AIE标准化工作。随着IMT-Advanced国际标准化工作日益迫近,2007年3月又将BWM专家组改组为IMT-Advanced推进工作组,以更有效的推动我国IMT-Advanced研究和在各标准化组织的标准化工作。该推进工作组正在组织国内各单位,参与ITU-R IMT-Advanced通函的起草工作。同时对中国IMT-Advanced技术方案的调研、遴选和融合工作也正在积极推进当中。
我国企业中国代表长期参加国际电联(ITU)会议,在国内相关对口组的组织下,将我国在B3G需求、技术、频谱方面的研究成果和观点输送到ITU。目前我国各公司和研究单位正在积极参与2007年世界无线电通信大会(WRC07)的准备工作。WRC07大会将确定IMT-Advanced频谱,对今后10年内无线通信产业的发展具有划时代的意义。而IMT-Advanced技术提案征集通函的起草工作,对未来IMT-Advanced提案征集工作至关重要。此通函包括IMT-Advanced需求、评估准则、评估流程等内容,对未来IMT-Advanced技术提案的起草具有关键的指导作用。
在国际交流方面,我国积极参与中日韩(CJK)标准合作项目,近期在CJK B3G工作组需求和技术白皮书的起草工作上取得了一定进展。我国某些单位参与了欧洲WINNER项目,成为该项目的成员,承担了部分WINNER研究工作。我国还积极参加了国际B3G技术论坛WWRF的研究和交流工作,2006年承办了WWRF大会。最近我国还成立了致力于B3G技术研究的FuTURE论坛,组织国内外企业、高校和研究机构的交流。中国移动通信集团作为NGMN论坛的创建者之一,正积极参与NGMN对新一代移动通信需求的制定工作。
2006年,为了加强我国下一代宽带无线通信技术的研发,提高我国自主知识产权在国际标准化中的比例,国家设立了"十一五""下一代宽带无线移动通信"重大专项。根据我国通信中长期规划,到2020年,应使我国在国际通信标准化和产业化中占据重要的地位。
2006年10月起,信息产业部电信研究院、中国移动、华为、中兴、大唐已开始IMT-Advanced候选技术提案的准备工作,经过技术讨论和交流,在IMT-Advanced技术框架方面形成了一些初步研究成果。在此框架基础上,有机的集成其他公司和高校的优秀研究成果,就可以形成完善的IMT-Advanced技术提案。
总之,ITU-R将于2008~2009年开展的IMT-Advanced提案征集工作,是我国将自主创新技术推向国际标准化的又一重要的契机。因此在今后的2~5年内,必须融合我国产、学、研力量,集成各方面的自主创新成果,有力地推进我国主导的新一代无线通信技术研发和标准化工作,以抓住这次技术变革中不可错失的时机,实现我国自主知识产权比例的大幅度提高,使我国在下一代无线移动通信发展中占据有利位置。
ITU-R IMT-Advanced技术将于2008年开展技术征集工作,B3G标准化的争夺即将开始。我国通信企业、高校和研究单位正在积极开展标准化前的研究准备工作。但是我国IMT-Advanced的研究步伐仍然落后于国际先进水平,仍需加紧努力。