近年來,第三代移動通信一直是人們關注的熱點。而我國提出的TD-SCDMA(時分同步碼分多址接入)無線傳輸技術現已作為中國提出的第三代移動通信標準,被國際電信聯盟接納為第三代移動通信標準之一,與歐洲支持的WCDMA和美國的CDMA2000,成為未來全球第三代移動通信標準的三個最主要的競爭者。為了能使各位用戶更加詳細地了解TD-SCDMA通信技術,筆者下面就TD-SCDMA技術的概念、特點以及發展等方面的內容進行一下介紹。
一、為什么要引入TD-SCDMA
第三代移動通信最主要的挑戰,來自能否同時提供諸如語音或視頻傳輸的對稱的電路交換業務以及日益增長的非對稱包交換業務如移動互聯網接入,而TD―SCDMA具有高達2M的數據速率,非常適合寬帶應用,同時其所采用的技術能使無線頻率資源達到最優利用率。
TD-SCDMA與歐洲支持的WCDMA和美國的CDMA2000有很大的不同。從技術上,它是一個TDD標準,起步相對比較晚,開始階段并未受到世界移動通信界的足夠重視,加之ITU在制訂3G國際標準時,對TDD系統和FDD系統提出了不同的要求,主要是對高速移動的要求,TDD系統比FDD系統要低,這樣,在一開始就有人懷疑TDD系統支持高速移動的能力。支持TD-SCDMA技術的廠商又比較少,因而TD-SCDMA并未取得與WCDMA和CDMA2000同樣的地位。人們認為,TD-SCDMA將作為WCDMA的補充,有可能取得一定的市場份額。但是,隨著TD-SCDMA開發工作的深入,以及人們對3G認識程度的加深,TDD方式優勢逐步顯露,人們看到了TDD方式在頻譜利用率方面的優勢,在支持被認為是未來3G服務支柱的移動互聯網服務方面的優勢,在制造成本方面的優勢,在從GSM平滑演進到3G方面的優勢等等。因而,越來越多的廠商開始重視和研究TD-SCDMA技術。
二、什么是TD-SCDMA技術
TD-SCDMA的中文含義為時分同步碼分多址接入,該項通信技術也屬于一種無線通信的技術標準,它是由中國第一次提出并在此無線傳輸技術(RTT)的基礎上與國際合作,完成了TD-SCDMA標準,成為CDMA TDD標準的一員的,這是中國移動通信界的一次創舉,也是中國對第三代移動通信發展的貢獻。在與歐洲、美國各自提出的3G標準的競爭中,中國提出的TD-SCDMA已正式成為全球3G標準之一,這標志著中國在移動通信領域已經進入世界領先之列。該方案的主要技術集中在大唐公司手中,它的設計參照了TDD(時分雙工)在不成對的頻帶上的時域模式。
TDD模式是基于在無線信道時域里的周期地重復TDMA幀結構實現的。這個幀結構被再分為幾個時隙。在TDD模式下,可以方便地實現上/下行鏈路間地靈活切換。這一模式的突出的優勢是,在上/下行鏈路間的時隙分配可以被一個靈活的轉換點改變,以滿足不同的業務要求。這樣,運用TD-SCDMA這一技術,通過靈活地改變上/下行鏈路的轉換點就可以實現所有3G對稱和非對稱業務。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務以及任何混合業務的上/下行鏈路資源分配的問題。
TD―SCDMA的無線傳輸方案靈活地綜合了FDMA,TDMA和CDMA等基本傳輸方法。通過與聯合檢測相結合,它在傳輸容量方面表現非凡。通過引進智能天線,容量還可以進一步提高。智能天線憑借其定向性降低了小區間頻率復用所產生的干擾,并通過更高的頻率復用率來提供更高的話務量。基于高度的業務靈活性,TD―SCDMA無線網絡可以通過無線網絡控制器(RNC)連接到交換網絡,如同三代移動通信中對電路和包交換業務所定義的那樣。在最終的版本里,計劃讓TD―SCDMA無線網絡與INTERNET直接相連。
TD-SCDMA所呈現的先進的移動無線系統是針對所有無線環境下對稱和非對稱的3G業務所設計的,它運行在不成對的射頻頻譜上。TD-SCDMA傳輸方向的時域自適應資源分配可取得獨立于對稱業務負載關系的頻譜分配的最佳利用率。因此,TD-SCDMA通過最佳自適應資源的分配和最佳頻譜效率,可支持速率從8kbps到2Mbps的語音、互聯網等所有的3G業務。
TD-SCDMA為TDD模式,在應用范圍內有其自身的特點:一是終端的移動速度受現有DSP運算速度的限制只能做到240km/h;二是基站覆蓋半徑在15km以內時頻譜利用率和系統容量可達最佳,在用戶容量不是很大的區域,基站最大覆蓋可達30-4km。所以,TD-SCDMA適合在城市和城郊使用,在城市和城郊這兩個不足均不影響實際使用。因在城市和城郊,車速一般都小于200km/h,城市和城郊人口密度高,因容量的原因,小區半徑一般都在15km以內。而在農村及大區全覆蓋時,用WCDMA FDD方式也是合適的,因此TDD和FDD模式是互為補充的。
三、TD-SCDMA技術的特點
在第三代移動通信標準TD-SCDMA推出后,許多通信營運商和手機廠商開始重視和研究TD-SCDMA技術,他們中的大多數都表示了首先選用TD-SCDMA標準的愿望。TD-SCDMA技術是目前發展3G最具潛力的新技術之一,因為該項技術具有以下特點:
1、頻譜利用率高。由于TD-SCDMA采用了CDMA和TDMA的多址技術,使TD-SCDMA在傳輸中很容易設置一個上行和下行鏈路的轉換點,來針對不同類型的業務,類似于可根據交通的流量來控制“紅綠燈”轉換的時間間隔。對于像互聯網這樣的“不對稱”傳輸業務,可使其轉換“不對稱”,而對于像語音這樣的“對稱”傳輸業務,可以使其轉換“對稱”,這樣,就使總的頻譜效率更高。
2、支持多種通信接口。由于TD-SCDMA同時滿足Iub、A、Gb、Iu、IuR多種接口的要求,所以TD-SCDMA的基站子系統既可作為2G和2.5G GSM基站的擴容,又可作為3G網中的基站子系統,能同時兼顧現在的需求和長遠未來的發展。
3、頻譜靈活性強。由于TD-SCDMA第三代移動通信系統頻譜靈活性強,僅需單一1.6M的頻帶就可提供速率達2M的3G業務需求,而且非常適合非對稱業務的傳輸。
4、系統性能穩定。由于TD-SCDMA收發在同一頻段上,使上行鏈路和下行鏈路的無線環境一致性很好,更適合使用新興的“智能天線”技術;由于利用了CDMA和TDMA結合的多址方式,更利于聯合檢測技術的采用,這些技術都能減少了干擾,提高了系統的性能穩定性。
5、能與傳統系統進行兼容。TD-SCDMA能夠實現從現存的通信系統到下一代移動通信系統的平滑過渡。支持現存的覆蓋結構,信令協議可以后向兼容,網絡不再需要引入新的呼叫模式。
6、支持高速移動通信。在TD-SCDMA系統中,基帶數字信號處理技術是基于智能天線和聯合檢測,其限制在設備基帶數字信號處理能力和算法復雜性之間的矛盾。該技術可以確保TD-SCDMA系統在移動速度為250km/h和UMTS(3GPP)移動環境下,可以正常工作。
7、系統設備成本低。由于TD-SCDMA上下行工作于同一頻率,對稱的電波傳播特性使之便于利用智能天線等新技術,也可達到降低成本的目的。設備成本在無線基站方面,TD-SCDMA的設備成本至少比UTRA TDD低 30%。
8、支持與傳統系統間的切換功能。TD-SCDMA技術支持多載波直接擴頻系統,可以再利用現有的框架設備,小區規劃,操作系統,帳單系統等。在所有環境下支持對稱或不對稱的數據速率。
四、TD-SCDMA技術的發展
TD-SCDMA是由中國提出并被ITU所接受的第三代無線通訊標準,并已成為第三代無線通訊系統UMTS和IMT2000國際電信標準大家庭中的重要成員。在開發方面,TD-SCDMA順利向前推進,中國電信科學技術研究院和西門子公司進行了前所未有的緊密合作,這也是TD-SCDMA標準自提出以來穩步向前發展的一個重要原因。特別是西門子公司最近宣布,將所有TDD業務都集中到TD—SCDMA上來,實現了UMTS TDD標準的歷史性融合,對于TD-SCDMA在全球推廣具有重要的意義。這將吸引全球、特別是歐洲更多的制造商和運營商關注TD-SCDMA技術。
此外,中國是TD-SCDMA技術堅定的支持者。雖然中國目前尚未決定3G將采用哪一種標準,進行網上試驗的時間也未確定,但是,中國政府有關部門以及中國的運營商在各種場合都對TD—SCDMA表示堅定的支持。最近在北京召開的一次大型3G國際研討會上,中國信息產業部有關領導再一次重申支持TD-SCDMA標準。因此,TD-SCDMA系統會在中國得到廣泛的應用。
在世界市場上,由于頻率資源的日益緊張,在許多地區,要得到符合FDD系統要求的成對的頻率資源已經十分困難。這樣,具有更高的頻譜利用率,不需要成對頻譜的TD-SCDMA系統的優勢將日益顯現。因此,TD-SCDMA也會大踏步走向世界市場。此外TD-SCDMA能以比簡單的GSM網絡擴容更低的費用改造網絡,不僅可解決頻譜資源不足造成的容量問題,滿足用戶密集區的移動通信需求,還可為最急需的用戶提供第三代業務。同時,為今后全網進入第三代打下基礎。并且在第三代移動通信技術中,TDD模式的無線傳輸技術在頻譜靈活性、提供不對稱業務和低價格等方面的優勢已被國際上認可,所有這些都將確保TD-SCDMA技術在未來的市場上將有較強的競爭能力。
第三代移動通信最主要的挑戰,來自能否同時提供諸如語音或視頻傳輸的對稱的電路交換業務以及日益增長的非對稱包交換業務如移動互聯網接入,而TD―SCDMA具有高達2M的數據速率,將非常適合寬帶應用,同時其所采用的技術能使無線頻率資源達到最優利用率。作為中國提供的第三代移動通信標準,TD―SCDMA首次測試是在北京完成,計劃于明年初和中國的移動通信運營商共同進行TD―SCDMA系統的現場試運轉,商用系統將于2001年年底推出。估計到2004年,TD-SCDMA通信將進入高速成長期,各國、各營運商均將開始建設完整的TD-SCDMA移動通信網絡,確保開通第三代移動通信業務,平穩地向第三代移動通信過渡,并將深刻地影響我們的生活。
摘自《天極網》新聞熱點
疑難解答