该系统采用宽带TDDOFDMMIMO技术，兼容TD-SCDMA，峰值速率可达122Mbit/s，频谱利用率为7.1 bit/s/Hz，支持高清晰视频点播、FTP高速下载、Internet、语音等业务。重点介绍了B3G-TDD试验系统的结构性能、系统参数、关键技术以及业务演示等方面的内容。
目前，世界各国在3G商用化的同时，已把研究重点转入超3代（Beyond3G，后均简称B3G或4G）移动通信的先期研究，在概念和技术上寻求创新和突破，从而使无线通信的容量和速率有十倍甚至百倍的提高。与传统的通信技术相比，超3G通信技术的优势在于通话质量及数据通信速率的提高。为改变我国通信产业发展长期处于被动跟踪的局面，继我国3G研究开发取得巨大进展之后，国家十五“863”计划于2001年底制定并启动了未来移动与无线通信发展的Future计划[1，2]。
在Future计划一期课题的支持下，北京邮电大学等国内六所高校，分别与华为、三星等国内外企业开展合作，经过一年多的艰苦努力，完成了六种无线传输链路方案的设计，并初步研究了无线资源管理方案和上层协议；基本完成了基带电路核心硬件和软件的设计和测试，并完成了支持分布式多天线接入的射频系统的设计；取得了一系列创新性研究成果，申请了30余项国家发明专利，为进一步凝炼面向十五末期的超3代总体技术方案打下了良好的基础。在此基础之上，国家“863”Future计划于2003年11月启动了第二阶段研究开发计划。本课题研究开发的总体目标是：面向超3代移动通信在传输速率、业务支持、系统容量等方面的应用需求，在超3G移动通信系统网络结构、空中接口等各个方面，进一步开展深入系统的研究，重点突破，形成完善的超3代总体技术方案，构建具有超3代移动通信主要技术特征的试验系统，具备向ITU提交初步的新一代无线通信体制标准建议的技术基础。
国家“863”项目“超3代蜂窝移动通信无线网络实验系统研究与开发”子课题——“TDD系统OFDM上行链路设计与实现及TDD技术集成”由北京邮电大学无线新技术研究所承担，具体负责该课题的实施和集成。该子课题于2003年11月启动，2004年7月完成了链路方案验收，至2006年6月完成了上下行链路以及整个系统的联调工作，在2006年6月17日进行了正式验收。验收结果表明该系统已达到了国际领先水平，这标志着我国在下一代移动通信系统的研究中取得了突破性进展。
一、FutureB3G-TDD系统结构及参数
1.B3G系统的研究目标
为适应未来发展的需要，B3G移动通信系统应当具备以下基本特征：无论何时何地，都能够为终端用户提供高分辨率业务；能够使用“空间分集”技术对抗更高频段上的电波传输特性，提供更大范围的服务；使用多天线技术，在体积受限的情况下为用户提供高质量的无线通信服务系统。具体而言，研制目标为：①采用全IP高速分组数据传输：热点地区峰值数据速率能达到100Mbit/s；②具有高的终端移动性：移动台的移动速度最高能达到250km/h；③具有高的传输质量：数据业务的误码率低于10-6；④频谱利用率大大增加，高于5bit/s/Hz；⑤高功率：单天线发射功率较3G系统降低10 dB以上；⑥用户数据速率根据业务类型可在8 kbit/s～100 Mbit/s大动态范围内变化[1，2]。
2.系统构架
北京邮电大学领头研制的B3GTDD试验系统（见图1）采用多输入多输出（MIMO）与OFDM技术相结合的传输模式，并采用了OFDMA的多址方式。试验系统包括两个接入点（AP），其网络架构为扁平式无线接入网，应用了全新小区结构——群小区和群切换，使移动用户（MT）总处于小区中心，解决了“更小小区尺寸”问题，从而避免了“小区边缘”效应以及频繁切换等问题，并进一步扩展了覆盖范围。在提高系统容量方面，系统架构充分利用空间分集，如：分布式天线阵、虚拟MIMO、多跳、中继等技术。另外，系统利用软频率复用方案，同时采用“RadiooverFiber”系统结构扩充了设备的使用范围与传输距离。
图1 B3G-TDD系统构架
二、B3GTDD试验系统关键技术
1.先进的接入技术与多址方案
正交频分复用（OFDM）是一种无线环境下的高速传输技术，在频域内将给定信道分成多个正交子信道，并在每个子信道上使用一个子载波进行调制，各子载波并行传输。这样虽然总信道是非平坦的，即具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道相对带宽。这样便消除或减小了符号间干扰，避免了多径和多普勒频移的影响，提高了系统频谱利用率。
OFDM可与其他多种多用户接入方法结合，使多用户可同时利用OFDM技术进行信息的传递[3，4]。试验系统中采用了OFDMA的多址方式，将不同子载波分配给不同用户，使OFDM通过FDMA方式区分用户。OFDMA系统通过将正交相邻的子载波灵活地分配给不同用户，降低了小区内干扰，提高了系统容量。
2.多天线技术
MIMO技术为系统提供空间复用增益和空间分集增益，在大大提高信道容量的同时提高了信道可靠性并降低了误码率。
在系统实现中，采用了灵活配置的MIMO方案，如表2所示。
表2 B3G-TDD演示系统MIMO配置方案
对移动通信数据速率和质量要求的提高推动着MIMO与OFDM技术的结合。两者结合的显著优点在于[5]：OFDM技术可将款待频率选择性信道等效于多个并行的平坦性衰落信道，从而大大降低了MIMO技术空时处理的复杂度。MIMO-OFDM系统中的关键技术包括同步技术，信道估计等技术和算法研究在系统理论研究与实现中均有突破。
3.先进的编译码方案
4G移动通信系统采用Turbo码与基于低密度校验（LDPC）码相结合的信道编码技术，同时与自动重发请求（ARQ）技术和分集接收技术相结合，从而在低Eb/No条件下保证系统足够的性能。
4.软件无线电技术
4G移动通信系统中，系统速率将有很大提高，对硬件、尤其是软件的处理能力均有显著提升。软件无线电是将标准化、模块化的硬件功能单元经过一个通用硬件平台，利用软件加载方式来实现各种类型的无线电通信系统的一种具有开放式结构的技术，软件无线电将在4G系统中得到充分的应用[4，6]。系统采用更多的软件来定义和实现无线功能，系统的各种功能和信号处理都更多地采用软件来实现。软件系统包括无线信令规则与处理、信号流变换、信源编码、信道纠错编码、调制解调算法、同步算法、信道估计算法等一系列软件。软件无线电的缨使得系统具有更强的灵活性和适应性，从而能够适应不同网络与空中接口。
5.基于IP的核心网
B3G-TDD移动通信系统的核心网是一个基于全IP的网络，同已有的移动网络相比具有根本性的优点，即：可实现不同网络间的无缝互联。核心网独立于各种具体的无线接入方案，可以提供端到端的IP业务，能同已有核心网和公共交换电话网（PSTN）兼容。其具有开放的结构，允许多种空中接口接入核心网；同时能将业务、控制和传输分开。IP与多种无线接入协议相兼容，因此在核心网的设计上具有很大的灵活性。