1G和2G时代,移动通信系统的双工方式均以FDD为主,我国处于技术跟随状态。3G时代,中国提出的基于TDD的TD-SCDMA被确立为3G国际标准,实现了我国百年电信史上国际标准零的突破!基于TD-SCDMA技术,我国初步构建了TDD制式移动通信端到端完备产业链。同时,面对TD-SCDMA商用难题,中国移动联合产业开展了大量商用关键技术攻关和创新,降低了工程建设难度,解决了2G(GSM)和3G(TD-SCDMA)互操作等难题,使我国拥有自主知识产权的TDD技术首次在移动通信系统中规模商用,在国内实现三分天下有其一。
4G时代,在最初的4G技术路线上,基于TDD的技术路线处于最弱地位;国内对4G路线选择走FDD还是TDD,也有激烈争论。经过充分研究和论证,我国坚定地选择TDD的技术路线,并确立了TDD和FDD融合发展的技术战略,使TD-LTE在全球多个TDD技术提案的竞争中胜出,成为全球两大主流4G标准之一。我们通过NGMN(下一代移动通信网)、GSMA(全球移动通信系统协会)、GTI(TD-LTE全球发展倡议)等国际平台,推动形成全球对TD-LTE共识及产业对TD-LTE支持。在TD-LTE走向商用的过程中,仍面临一系列问题,例如,大规模组网中大气波导等原因导致TDD基站间自干扰超视距传播,严重时造成大面积基站瘫痪,且干扰随机性强,干扰的发现、识别和根除均非常困难。中国移动牵头提出了针对TDD特有的基站间自干扰的溯源及抑制方法,实现首个TDD移动通信系统的大规模组网。
5G时代,对于中高频段,大的载波带宽是该制式的特色配置,采用TDD更容易获得连续的大带宽频率资源。因此,TDD成为5G时代2GHz以上新频率的优选划分方式,并成为5G的主导双工方式。中国移动在TDD技术领域持续创新:在TDD大规模组网方面,中国移动基于TD-LTE大气波导干扰管理方案,在3GPP牵头了远端干扰管理(RIM)的关键技术研究和标准制定,首次形成了解决TDD特有的基站间自干扰的国际标准;在TDD无线网架构方面,中国移动主导提出的集中化、协作化、云化、绿色化的CRAN(基于集中化处理协作式无线电和实时云计算构架的绿色无线电接入网)架构,在5G时代获得了广泛的应用;在TDD最具特色的多天线技术方面,中国移动主导提出的3D-MIMO技术成为5G标准性技术,基于TDD上下行信道互易性实现的大规模MIMO,使5G实现单用户1Gbit/s以上的性能,使频谱效率实现4倍提升。最终实现TDD技术首次成为一代移动通信系统的主流方向和核心基础。
本书围绕TDD超大规模组网的核心症结——“干扰”问题进行了系统阐述,首先提出了TDD超大规模组网干扰体系,包括系统内网络全局自干扰、基站终端间干扰及系统间干扰理论及技术。针对TDD特有系统内全局自干扰,系统性地构建TDD超大规模组网干扰模型,揭示基站自干扰由域内、域外两类干扰组成,详细阐述了干扰的成因、干扰规律和干扰对系统性能的影响。按照3G、4G、5G的顺序,循序渐进地阐述基站间自干扰的创新解决方案实践。针对基站终端间干扰,给出了同频组网可行性的评估方法,然后分别阐述了基站终端间同频干扰问题及解决方案在3G、4G、5G中的实践。针对系统间干扰,本书基于系统间干扰模型,归纳了此类干扰的关键指标,根据TDD系统与其他系统的频谱关系,利用确定性计算和仿真模拟两种分析方法,提出了对干扰进行定量分析的基本思路,提出了可行的干扰规避准则,并给出针对系统间干扰的常用排查方法。本书提出的相关干扰控制理论、模型、方法及相关实践经验,具有普适性,可以为国际TDD推广及组网提供经验参考。同时,本书面向未来,阐述了TDD超大规模组网后续可能面临的问题及相关的干扰控制的技术方向。
本书作者团队深耕TDD超大规模组网领域,有丰富的理论积累及实践经验,对TDD干扰问题有深入的理解。本书凝聚了TDD干扰理论及实践相关的重要成果,包括TDD超大规模组网干扰体系、TDD特有系统内网络全局自干扰及控制理论、TDD特有系统内网络全局自干扰问题及解决方案实践、TDD系统内基站终端间干扰控制原理与实践、TDD系统与其他系统间干扰原理及解决方案实践、干扰控制的技术演进方向等内容。在内容编写上,本书尽量做到内容翔实、深入浅出,具有很强的可读性和可用性。本书的内容对深入研究TDD超大规模组网中出现的干扰问题及解决方法具有重要参考意义。
全书由中国移动王晓云、丁海煜、邓伟、李新、王大鹏主持编写。参加本书编写工作的同志还有李晗、贾民丽、孟令同、景旭、杨拓、柯颋、张广晋、李博然、张龙、武燕燕、金婧、苏鑫、郭春霞、唐玉蓉、韩双峰、韩柳燕、张弘骉、陆荣舵、张晓然、陈子威等。感谢黄宇红、何继伟、曹蕾、吴松、徐晓东对本书专业细致的审稿工作,感谢周娇、郝悦为本书提供了大量翔实的资料和数据,感谢江天明、马键、王飞为本书相关章节的选题方向提出宝贵建议。最后,还要感谢人民邮电出版社的梁海滨、吴娜达、李彩珊、秦萃青,他们为本书的编写和出版做出了重要贡献。希望本书内容能让有需要的广大读者朋友受益。
作者
2022年11月