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日志

 
 

TD-SCDMA 概念  

2007-05-06 23:32:15|  分类: 产业观察 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一、为什么要引入TD-SCDMA

  第三代移动通信最主要的挑战,来自能否同时提供诸如语音或视频传输的对称的电路交换业务以及日益增长的非对称包交换业务如移动互联网接入,而TDSCDMA具有高达2M的数据速率,非常适合宽带应用,同时其所采用的技术能使无线频率资源达到最优利用率。

  TD-SCDMA与欧洲支持的WCDMA和美国的CDMA2000有很大的不同。从技术上,它是一个TDD标准,起步相对比较晚,开始阶段并未受到世界移动通信界的足够重视,加之ITU在制订3G国际标准时,对TDD系统和FDD系统提出了不同的要求,主要是对高速移动的要求,TDD系统比FDD系统要低,这样,在一开始就有人怀疑TDD系统支持高速移动的能力。支持TD-SCDMA技术的厂商又比较少,因而TD-SCDMA并未取得与WCDMACDMA2000同样的地位。人们认为,TD-SCDMA将作为WCDMA的补充,有可能取得一定的市场份额。但是,随着TD-SCDMA开发工作的深入,以及人们对3G认识程度的加深,TDD方式优势逐步显露,人们看到了TDD方式在频谱利用率方面的优势,在支持被认为是未来3G服务支柱的移动互联网服务方面的优势,在制造成本方面的优势,在从GSM平滑演进到3G方面的优势等等。因而,越来越多的厂商开始重视和研究TD-SCDMA技术。

二、什么是TD-SCDMA技术

  TDSCDMA的中文含义为时分同步码分多址接入,该项通信技术也属于一种无线通信的技术标准,它是由中国第一次提出并在此无线传输技术(RTT)的基础上与国际合作,完成了TDSCDMA标准,成为CDMA TDD标准的一员的,这是中国移动通信界的一次创举,也是中国对第三代移动通信发展的贡献。在与欧洲、美国各自提出的3G标准的竞争中,中国提出的TD-SCDMA已正式成为全球3G标准之一,这标志着中国在移动通信领域已经进入世界领先之列。该方案的主要技术集中在大唐公司手中,它的设计参照了TDD(时分双工)在不成对的频带上的时域模式。

TDD模式是基于在无线信道时域里的周期地重复TDMA帧结构实现的。这个帧结构被再分为几个时隙。在TDD模式下,可以方便地实现上/下行链路间地灵活切换。这一模式的突出的优势是,在上/下行链路间的时隙分配可以被一个灵活的转换点改变,以满足不同的业务要求。这样,运用TD-SCDMA这一技术,通过灵活地改变上/下行链路的转换点就可以实现所有3G对称和非对称业务。合适的TD-SCDMA时域操作模式可自行解决所有对称和非对称业务以及任何混合业务的上/下行链路资源分配的问题。

  TDSCDMA的无线传输方案灵活地综合了FDMATDMACDMA等基本传输方法。通过与联合检测相结合,它在传输容量方面表现非凡。通过引进智能天线,容量还可以进一步提高。智能天线凭借其定向性降低了小区间频率复用所产生的干扰,并通过更高的频率复用率来提供更高的话务量。基于高度的业务灵活性,TDSCDMA无线网络可以通过无线网络控制器(RNC)连接到交换网络,如同三代移动通信中对电路和包交换业务所定义的那样。在最终的版本里,计划让TDSCDMA无线网络与INTERNET直接相连。

  TDSCDMA所呈现的先进的移动无线系统是针对所有无线环境下对称和非对称的3G业务所设计的,它运行在不成对的射频频谱上。TDSCDMA传输方向的时域自适应资源分配可取得独立于对称业务负载关系的频谱分配的最佳利用率。因此,TDSCDMA通过最佳自适应资源的分配和最佳频谱效率,可支持速率从8kbps2Mbps的语音、互联网等所有的3G业务。

  TDSCDMATDD模式,在应用范围内有其自身的特点:一是终端的移动速度受现有DSP运算速度的限制只能做到240km/h;二是基站覆盖半径在15km以内时频谱利用率和系统容量可达最佳,在用户容量不是很大的区域,基站最大覆盖可达304km。所以,TDSCDMA适合在城市和城郊使用,在城市和城郊这两个不足均不影响实际使用。因在城市和城郊,车速一般都小于200km/h,城市和城郊人口密度高,因容量的原因,小区半径一般都在15km以内。而在农村及大区全覆盖时,用WCDMA FDD方式也是合适的,因此TDDFDD模式是互为补充的。

三、TDSCDMA技术的特点

  在第三代移动通信标准TDSCDMA推出后,许多通信营运商和手机厂商开始重视和研究TD-SCDMA技术,他们中的大多数都表示了首先选用TDSCDMA标准的愿望。TDSCDMA技术是目前发展3G最具潜力的新技术之一,因为该项技术具有以下特点:

1、频谱利用率高。由于TD-SCDMA采用了CDMATDMA的多址技术,使TD-SCDMA在传输中很容易设置一个上行和下行链路的转换点,来针对不同类型的业务,类似于可根据交通的流量来控制“红绿灯”转换的时间间隔。对于像互联网这样的“不对称”传输业务,可使其转换“不对称”,而对于像语音这样的“对称”传输业务,可以使其转换“对称”,这样,就使总的频谱效率更高。

2、支持多种通信接口。由于TDSCDMA同时满足IubAGbIuIuR多种接口的要求,所以TDSCDMA的基站子系统既可作为2G2.5G GSM基站的扩容,又可作为3G网中的基站子系统,能同时兼顾现在的需求和长远未来的发展。

3、频谱灵活性强。由于TDSCDMA第三代移动通信系统频谱灵活性强,仅需单一1.6M的频带就可提供速率达2M3G业务需求,而且非常适合非对称业务的传输。

4、系统性能稳定。由于TDSCDMA收发在同一频段上,使上行链路和下行链路的无线环境一致性很好,更适合使用新兴的“智能天线”技术;由于利用了CDMATDMA结合的多址方式,更利于联合检测技术的采用,这些技术都能减少了干扰,提高了系统的性能稳定性。

5、能与传统系统进行兼容。TDSCDMA能够实现从现存的通信系统到下一代移动通信系统的平滑过渡。支持现存的覆盖结构,信令协议可以后向兼容,网络不再需要引入新的呼叫模式。

6、支持高速移动通信。在TD-SCDMA系统中,基带数字信号处理技术是基于智能天线和联合检测,其限制在设备基带数字信号处理能力和算法复杂性之间的矛盾。该技术可以确保TD-SCDMA系统在移动速度为250km/hUMTS(3GPP)移动环境下,可以正常工作。

7、系统设备成本低。由于TD-SCDMA上下行工作于同一频率,对称的电波传播特性使之便于利用智能天线等新技术,也可达到降低成本的目的。设备成本在无线基站方面,TDSCDMA的设备成本至少比UTRA TDD 30%。

8、支持与传统系统间的切换功能。TD-SCDMA技术支持多载波直接扩频系统,可以再利用现有的框架设备,小区规划,操作系统,帐单系统等。在所有环境下支持对称或不对称的数据速率。

四、TDSCDMA技术的发展

  TDSCDMA是由中国提出并被ITU所接受的第三代无线通讯标准,并已成为第三代无线通讯系统UMTSIMT2000国际电信标准大家庭中的重要成员。在开发方面,TD-SCDMA顺利向前推进,中国电信科学技术研究院和西门子公司进行了前所未有的紧密合作,这也是TD-SCDMA标准自提出以来稳步向前发展的一个重要原因。特别是西门子公司最近宣布,将所有TDD业务都集中到TD—SCDMA上来,实现了UMTS TDD标准的历史性融合,对于TD-SCDMA在全球推广具有重要的意义。这将吸引全球、特别是欧洲更多的制造商和运营商关注TD-SCDMA技术。

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