移动通信的三大制式

移动通信论文

——论述移动通信的三大制式

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论述移动通信的三大制式

在通信系统里有一种术语叫“制式”，意思是通信的技术的标准，比如，要定期和一个外国朋友通电话，彼此必须事先约定说汉语还是讲英语，什么时候进行通话等等。我国的手机用户在美国国内打不通，而在欧洲打能打通。这是因为我国的制式跟欧洲的相同，跟美国不相同的原因。

目前世界上存在的主要有三大制式。一是欧洲和日本流行的WCDMA，二是美国流行的CDMA2000，这两种制式分别由第二代制式GSM和CDMA IS--95

发展而来。三是我国自主提出的一种新制式TD—SCDMA。本文将从比较

TD-SCDMA 、CDMA2000 与WCDMA制式设计规划方法的异同入手，说明TD-SCDMA 和CDMA2000设计规划方法和特点。

TD-SCDMA与WCDMA设计规划比较。TD-SCDMA作为我国提出的第三代移动通信的制式和WCDMA系统相比较教，在网络设计和规划上既有共同的特点，也存在一定的区别。以下分别从技术特点、设计方法、规划方法三个方面来分析和阐述。

1.TD技术特点对容量和覆盖的影响

TD-SCDMA系统是一个综合了时分双功（TDD）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）、频分多址（FDMA）的一个系统。其信道每帧长为10ms，由两个结构相同时长为5ms的子帧构成。每个子帧由三个特殊时隙和七个常规时隙构成，每个时隙又可以分为若干个码道。这种信道结构对于TD-SCDMA系统容量和覆盖的计算都有影响。

首先，在七个常规时隙中，除了TS0和TS1的上下行关系确定外，其它时隙可根据需要进行上下行关系设置。因而，TD-SCDMA的容量计算多了其它系统所没有的一项新内容——时隙转换点的配置，即根据用户话务需求的特点，合理的配置上下行时隙的比例。其次，TD-SCDMA用户是通过占用某个时隙上某个码道进行通信的，因此TD-SCDM业务对资源的占用是以时隙和码道为单位的。同时，在每个子帧三个特殊时隙种的主保护间隔（GP）为75μs(96chip)，这个时间长度确定了在没有时隙间干扰的前提下，TD-SCDAM系统的小区的基本覆盖范围为11.3km。当然也可以通过允许干扰或减少时隙的方法突破11.3km的限制。

2.TD-SCDMA与WCDMA无线网络设计的比较

由于TD-SCDMA系统采用智能天线、多用户检测等关键技术，这些技术可以降低系统的干扰，从而使得TD-SCDMA小区呼吸效应不象WCDMA系统这样明显，因此TD-SCDMA的容量和覆盖计算可分别考虑，然后根据系统受限的情况取定最终的设计规模。总的流程如下图所示。

下面分别就覆盖和容量计算进行说明。

覆盖分析计算

在TD-SCDMA的覆盖分析时，其原理和WCDMA类似，也是进行上行链路最大允许路径损耗的分析，只是在具体的参数取值与WCDMA不同。这些参数主要是：

1)处理增益

TD-SCDMA与WCDMA相比处理增益计算公式更为复杂，由于TD-SCDMA 码片速率只有1.28Mchip/s，扩频因子为1至16，所以总体来讲TD-SCDMA系统的处理增益比WCDMA要小。

2)Node B接收机灵敏度2010年11月10日星期三2010/11/10

TD-SCDMA与WCDMA接收机灵敏度的定义是一致的，是指仅对于热噪声，达到给定质量所需要的最小接收电平，由于TD-SCDMA的GP与WCDMA小了十几个dB，而其它参数取值比较接近，因而造成TD-SCDMA接收机灵敏度比WCDMA低。TD-SCDMA除话音业务外，其它业务的接收机灵敏度差别较小。这样就使得TD-SCDMA个业务之间覆盖范围的差别不象WCDMA那样大，各

业务覆盖区域比较一致。因而使得TD-SCDMA组网更简单。

3)阴影衰落量

由于存在阴影衰落的影响，为了保证一定的覆盖概率，必须保留一定的阴影衰落余量，其大小与阴影衰落标准方差和覆盖概率有关。同时，由于WCDMA 有软切换，软切换可以降低阴影衰落余量。但TD-SCDMA的切换是接力切换，因此不考虑软切换的增益。例如：假定阴影衰落标准方差8dB，要求的区域覆盖概率95%，则WCMDA需要保留4.7dB阴影衰落余量，TD-SCDMA需要保留8.7dB阴影衰落余量，这差值的4dB就是软切换增益。

4)快衰落余量

WCDMA 1500Hz的快速功控可以在一定程度上对抗快落，因此需要保留一定的功率作为储备用于补偿快衰落，即快衰落余量。TD-SCDMA 200Hz的功控速度无法对抗快落，因此不考虑快衰落余量。

5)天线增益

TD-SCDMA系统采用了智能天线，智能天线增益的典型值：全向天线为8～9dBi，定向天线14～15dBi，同时还要考虑智能天线赋形增益8或9dB。WCDMA 采用普通的天线。

6)馈线损耗

考虑到馈线及接头带来的损耗，WCDMA系统保留一定的余量，通常取3dB。但TD-SCDMA系统设备结构中功放位于天线下端，因此馈线损耗取0dB。

7)噪声增加量

考虑到CDMA系统是一个自干扰系统容量，随着用户的增长，系统的干扰上升，小区覆盖减小，这就是小区呼吸效应。WCDMA系统小区呼吸效应明显，为了平衡容量和覆盖的关系，我们通常采用迭带的算法。简化计算时也可采用固定负载的方法，噪声增加量取3dB。由于TD-SCDMA系统采用智能天线、多用户检测降低小区干扰等的技术，因而，噪声增加量较小，通常在1~2dB范围以内。

8）链路预算

在确定了上述参数后，通过链路预算可以计算出在各种区域的小区的覆盖范围。在密集市区、话音业务情况下，比较TD-SCDMA和WCDMA的链路预算，虽然TD-SCDMA接收机灵敏度比WCDMA小了十几个dB，但由于智能天线、馈线损耗等因素的作用，TD-SCDMA的MAPL比WCDMA只小了2~3dB。如果比较分析TD-SCDMA各种不同速率的业务之间的差距就会发现各业务和覆盖区域比较一致。

在TD-SCDMA系统的容量分析方面，由于TD-SCDMA系统容量和覆盖可以分别进行，因此TD-SCDMA系统的容量分析与WCDMA相比较简单。

由于TD-SCDMA系统上下时隙配比可以进行灵活的设置，因此容量分析计算首先需要通过上下行话务量的计算确定时隙分配。虽然每个小区的上下行时隙比例都可以单独设置，但考虑到如果相邻小区上下行时隙比例设置不一致，会造成小区间上下行时隙干扰。因此时隙设置时应该使成片的小区设置一致。由于TD-SCDMA采用的多项技术使得其上下行容量接近码道极限，并且TD-SCDMA 各种业务对资源的占用是以时隙和码道为单位的。系统定义一个时隙的扩频因子为16的码道为一个BRU，因而所有业务对资源的占用都是用BRU衡量的。

由于所有业务对资源的占用都是用BRU这个统一的单位衡量，这种方式很适合采用扩展背包模型。对于同样的话务和质量需求条件下，上海贝尔阿尔卡特