TD-SCDMA是英文Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access(時分同步碼分多址) 的簡稱,是一種第三代無線通信的技術(shù)標準,也是ITU(國際電聯(lián))批準的三個3G標準中的一個,相對于另兩個主要3G標準(CDMA2000)或(WCDMA)它的起步較晚。TD-SCDMA作為中國提出的第三代移動通信標準(簡稱3G),自1998年正式向ITU提交以來,已經(jīng)歷十多年的時間,完成了標準的專家組評估、ITU認可并發(fā)布、與3GPP(第三代伙伴項目)體系的融合、新技術(shù)特性的引入等一系列的國際標準化工作。
TD-SCDMA標準成為第一個由中國提出的,以我國知識產(chǎn)權(quán)為主的、被國際上廣泛接受和認可的無線通信國際標準。它的出現(xiàn)極大地提高了我國在移動通信領(lǐng)域的技術(shù)水平,這是我國電信史上重要的里程碑。
1 TD-SCDMA中的關(guān)鍵技術(shù)
TD-SCDMA的中文含義為時分同步碼分多址接入,屬無線通信技術(shù)標準。TD-SCDMA集成了頻分(FDMA)、時分(TDMA)、碼分(CDMA)和空分(SDMA)四種多址接入技術(shù)的優(yōu)勢,全面滿足ITU提出的IMT-2000要求。TD-SCDMA的關(guān)鍵技術(shù),如時分雙工(TDD)、智能天線(SA)、聯(lián)合檢測(JD)、上行同步(ULSC)、動態(tài)信道分配(DCA)和接力切換(BHO),可使系統(tǒng)容量、性能有很大提升。此外,TD-SCDMA固有特點使其在支持3G應(yīng)用方面也具有獨特的優(yōu)勢。
2 TD-SCDMA的高頻帶利用率
TD-SCDMA系統(tǒng)是FDMA/TDMA/CDMA三種多址方式的結(jié)合,在頻域上,每載波僅需1.6MHz的帶寬,不需要對稱的頻段,可以利用零散頻段。TD-SCDMA系統(tǒng)具有較高的頻譜利用率,只需5MHz頻段就可組建一個基本的移動通信網(wǎng),可實現(xiàn)宏蜂窩、微蜂窩、微微蜂窩三層覆蓋。
2.1 上/下行鏈路策略靈活
TDD模式是基于在無線信道時域內(nèi)周期地重復(fù)TDMA幀結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的。每個5ms子幀由3個特殊時隙(DwPTS、UpPTS、GP)和7個常規(guī)時隙(TS0-TS6)組成。
DwPTS和UpPTS分別用作下行同步和上行同步,不承載用戶數(shù)據(jù)。GP用作上行同步建立過程中的傳播時延保護,TS0-TS6用于承載用戶數(shù)據(jù)或控制信息,TS0固定用作下行時隙來發(fā)送系統(tǒng)廣播信息,TS1固定用作上行時隙。
在TDD模式下,可以方便地實現(xiàn)上/下行鏈路間的靈活切換。這一模式的突出優(yōu)勢是,在上/下行鏈路間的時隙分配可以被一個靈活的轉(zhuǎn)換點改變,以滿足不同的業(yè)務(wù)要求。TD-SCDMA技術(shù),通過靈活地改變上/下行鏈路的轉(zhuǎn)換點可以實現(xiàn)3G時代的對稱和非對稱業(yè)務(wù)。合適的TD-SCDMA時域操作模式可自行解決所有對稱和非對稱業(yè)務(wù)以及任何混合業(yè)務(wù)的上/下行鏈路資源分配問題。每個子幀有兩個上下行轉(zhuǎn)換點SP,第一個轉(zhuǎn)換點固定在DwPTS結(jié)束處,第二個轉(zhuǎn)換點可以根據(jù)需要靈活配置,以實現(xiàn)不對稱業(yè)務(wù)的傳輸。
2.2 較高的頻譜利用率
TD-SCDMA的無線電頻率利用率高,可較好地滿足未來擴展需求。TD-SCDMA綜合采用FDMA、TDMA和CDMA混合復(fù)用技術(shù),同時結(jié)合智能天線和聯(lián)合檢測等抗干擾技術(shù),能夠非常有效地抵消干擾,使系統(tǒng)能夠在滿碼道的條件下工作。與其他兩種3G標準相比,TD-SCMDA系統(tǒng)在頻率利用率上具有無可爭議的優(yōu)勢,也就是說,在相同的頻譜寬度內(nèi),TD-SCDMA系統(tǒng)可以支持更多的用戶數(shù)和更高速數(shù)據(jù)傳輸。特別是對于不對稱數(shù)據(jù)用戶業(yè)務(wù),TD- SCDMA采用TDD方式,可以通過調(diào)整業(yè)務(wù)切換點來進一步提高容量,對無線電頻率利用較為靈活,使其無線電頻率利用率得到進一步提升。
2007年2月,信息產(chǎn)業(yè)部無線電管理局發(fā)布了《2GHz頻段TD-SCDMA數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)設(shè)備射頻技術(shù)要求(試行)》,規(guī)定TD-SCDMA的工作頻段為2010 MHz~2025 MHz。
TD-SCDMA獨享TDD頻段,擁有全球一致的頻率劃分,為其在全球的推廣和漫游創(chuàng)造了有利條件。擁有全球一致的頻率劃分是3G技術(shù)的一個基本初衷,而一個標準的影響范圍必然與頻率的劃定息息相關(guān)。
3 TD-SCDMA系統(tǒng)主要射頻指標
TD-SCDMA系統(tǒng)有下面?zhèn)€主要的射頻指標。
(1)最大輸出功率(Maximum output power)
定義:在指定參考條件下,在天線接口處一個激活時隙上(包括保護時間段),每個載波的平均功率電平。
目的:驗證基站內(nèi)所有發(fā)射單元最大輸出功率在其工作頻段內(nèi)的精確性。
(2)載波頻率誤差(Carrier frequency error)
定義:基站在指定載頻上工作時其發(fā)射信號的穩(wěn)定能力,有時也用頻率穩(wěn)定性(Frequency stability)表示。
目的:驗證工作頻段內(nèi)載波頻率的精確性。
(3)占用帶寬(Occupied bandwidth)
定義:以指定信道的中心頻點為中心,包含總發(fā)射功率的99%功率的頻帶寬度。
目的:驗證基站發(fā)射沒有占用過多的帶寬而干擾其他無線電業(yè)務(wù)。
4 TD-SCDMA的先進性與現(xiàn)狀
TD-SCDMA標準提出的時間比較晚,融合了所有先進的理念。比如WCDMA從1987年就開始提出標準了,其技術(shù)水平是基于80年代人們對技術(shù)的理解的;TD-SCDMA是1998年提出的標準,而此時移動通信已經(jīng)得到了很好的發(fā)展,正是需要在此基礎(chǔ)上發(fā)展的時候。TD-SCDMA的獨特之處,比如智能天線技術(shù)等,都已經(jīng)被國際電聯(lián)定義為未來移動通信發(fā)展的推薦性技術(shù)。許多國際廠商眼下都在致力于4G或者B3G的研究,其中一個技術(shù)叫MIMO時空處理技術(shù),即多進多出天線系統(tǒng),這種系統(tǒng)屬于自適應(yīng)智能天線的一種,它對于移動通信性能的改善是非常有好處的。TD采用的智能天線技術(shù)在主流FDD方式的WCDMA與cdma2000系統(tǒng)中,僅作為主要后備技術(shù)列入了規(guī)劃,可見,TD-CDMA在技術(shù)上是領(lǐng)先的。
令人欣喜的是,TD-SCDMA正在離商用化越來越近,包括中國移動在內(nèi)的三大運營商在十幾個城市建設(shè)TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)。據(jù)楊驊介紹,雖然歐洲現(xiàn)在號稱有100多個商用的WCDMA網(wǎng)絡(luò),但這100多個商用網(wǎng)的規(guī)模還沒有中國移動此次在8個城市部署的TD-SCDMA的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大。據(jù)了解,中國移動在8個城市建TD網(wǎng),基站總數(shù)達到1.8萬個,支持3000萬用戶,這對手機廠商在市場需求的引導(dǎo)上將是非常明顯的,將進一步提高TD終端廠商的積極性。
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