TD-SCDMA概述

TD-SCDMA概述一、TD简介TD-SCDMA——Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access(时分同步的码分多址技术)。

TD-SCDMA作为中国提出的第三代移动通信标准(简称3G)，自1998年正式向ITU(国际电联)提交以来，已经历经十来年的时间，完成了标准的专家组评估、ITU认可并发布、与3GPP(第三代伙伴项目)体系的融合、新技术特性的引入等一系列的国际标准化工作，从而使TD－SCDMA[2]标准成为第一个由中国提出的，以我国知识产权为主的、被国际上广泛接受和认可的无线通信国际标准。

二、TD-SCDMA的优势中国提出的TD-SCDMA是建立在我国自主知识产权基础上的国际技术标准，具有技术领先、频谱效率高并能实现全球漫游、适于网络规划和优化、适合各种对称和非对称业务、建网和终端的性价比高等五大突出优势。

1、TD-SCDMA的技术优势TD-SCDMA是TDD和CDMA、TDMA技术的完美结合，具有下列技术优势：第一，采用时分双工(TDD)技术，只需一个1.6MHz带宽，而FDD为代表的cdma2000需要1.25×2 MHz带宽，WCDMA需要5×2MHz才能通信；其话音频谱利用率比WCDMA高达2.5倍，数据频谱利用率甚至高达3.1倍[1] ；无须成对频段，适合多运营商环境。

第二，采用智能天线、联合检测和上行同步等大量先进技术，可以降低发射功率，减少多址干扰，提高系统容量；采用“接力切换”技术，可克服软切换大量占用资源的缺点；采用TDD不要双工器，可简化射频电路，系统设备和手机成本较低。

第三，采用TDMA更适合传输下行数据速率高于上行的非对称因特网业务。

而WCDMA并不适合，不得不在R5版本中增加高速下行链路分组接入(HSDPA)。

第四，采用软件无线电先进技术，更容易实现多制式基站和多模终端，系统更易于升级换代，更适合在GSM的大城市热点地区首先建设，借以满足局部用户群对384kbps多媒体业务的需求，通过GSM/TD双模终端以适应二网并存的过渡期用户漫游切换的要求。

第五，采用TDD与TDMA更易支持PTT业务和实现新一代数字集群。

2、TD-SCDMA的频率优势首先，频率资源充裕我国3G的工作频段与国际电联的规定的对比详见表1与表2表1 频分双工(FDD)方式表2 时分双工(TDD)方式中国3G频率规划与国际明显不同的是对适合时分双工的50 MHz频带增加了两倍多，达105 MHz。

表明中国政府采取了积极的举措，使中国的3G标准得到了强有力的政策支持，为推进国内的产业化奠定了资源基础。

通常，一个完整的组网方案往往采用宏蜂窝完成大面积覆盖，微蜂窝覆盖热点小区或进行盲区覆盖，微微蜂窝提供室内分布，另外，各运营商之间需要有1个频点的频率保护间隔，换言之，具备4个频点才能实现网络覆盖的基本功能。

对数据业务带宽的需求是话音带宽的2倍，需要20MHz带宽。

对TD-SCDMA，单载波带宽为1.6MHz，核心频段55MHz，有33个核心频点，补充频段100MHz，有62个补充频点，所以说TD-SCDMA有着丰富的频率资源。

话音业务需要6个频点(10MHz带宽)，数据需要12个频点(20MHz带宽)，盲区覆盖需要1个频点，室内覆盖需要1个频点，保护间隔需要1个频点，这样共需要21个频点，考虑到话音业务带宽的富裕性，30MHz带宽(18个频点)能够满足一个独立TD-SCDMA网络的需要。

对WCDMA，单载波带宽为5×2MHz，核心频段60×2MHz，有12个核心频点，补充频段30×2MHz，有6个补充频点；而WCDMA和cdma2000共享90MHz×2的频段，因此WCDMA的频率资源匮乏。

话音业务需要1个频点(5×2MHz带宽)，数据需要2个频点(10×2MHz带宽)，盲区覆盖需要1个频点，室内覆盖需要1个频点，保护间隔需要1个频点，这样共需要6个频点，考虑到不同阶段的组网对频点消耗的浪费性，40×2MHz带宽(8个频点)基本能够满足一个独立WCDMA网络的需要。

如果一个运营商只能分到20×2MHz带宽，那么必须采用“一次规划，分期建设”的策略，由于业务开展和网络质量具有不可预测性，这样建网成本将急剧上升。

其次，频谱效率高对于话音业务，10MHz带宽按0.02Erl，WCDMA可以支持64个(由于呼吸效应采用50%轻载)12.2k话音信道，覆盖3200用户。

TD-SCDMA可以支持144个(没有呼吸效应可以满载)12.2k话音信道，覆盖7200用户。

TD-SCDMA由于综合采用FDMA、TDMA和CDMA的混合复用技术，同时结合智能天线和联合检测等抗干扰技术，能够有效地抵消干扰，使系统能够在满码道的条件下工作，因此，频谱效率高，能够满足未来扩展需求。

第三，适于全球漫游TD-SCDMA独享TDD频段，拥有全球一致的频率划分，全球核发实际有效许可证124张，TDD占有104张，为TD-SCMDA在全球的推广和漫游创造了得天独厚的有利条件。

同为FDD模式的WCDMA及cdma2000在频谱的实际划分上难免出现分歧，都不可能直接实现全球漫游，只有通过多模终端才能解决问题。

3、TD-SCDMA的组网优势首先，网络没有呼吸效应用户数的增加使覆盖半径收缩的现象称之为呼吸效应，每种业务用户数的变化都会导致所有业务的覆盖半径发生变化。

其主要原因是CDMA是一个自干扰系统，当用户数显著增加时，用户产生的自干扰呈指数增加，因此呼吸效应是一般CDMA系统的一个天生缺陷。

cdma2000和WCDMA的无线接入除了扩频带宽差别外，所用技术近似，WCDMA的每个载波占用5×2MHz带宽，最大可以支持128个12.2k 话音信道，自干扰随用户数呈指数增加，主要靠功率控制技术来降低自干扰，并没有从根本上消除自干扰，所以呼吸效应现象明显，实际只可支持64个话音信道。

TD-SCDMA的每个载波仅占1.6MHz带宽，每个载波又进一步划分出多个时隙，类似GSM网络，它通过低带宽FDMA和TDMA时隙的划分消除了系统的绝大部分干扰，使产生呼吸效应的因素显著降低；由于在每个时隙中采用CDMA技术来提高容量，产生呼吸效应的唯一原因是单时隙中多个用户之间的自干扰，由于其单时隙最多只能支持8个12.2k的话音信道，单时隙用户数量少使自干扰较少；同时，这部分自干扰通过联合检测和智能天线技术被进一步抑制，因此TD-SCDMA不再是一个干扰受限系统，而是一个码道受限系统，覆盖半径不随用户数的增加而变化，即没有呼吸效应。

其次，网络规划能同时保证各种业务的连续覆盖从3G网络规划的角度看，根据链路预算研究表明，WCDMA各种业务的扩频因子不同，各种业务的覆盖半径差距较大，无法解决高速业务连续覆盖和低速业务干扰严重的弊病。

覆盖采用不同半径的同心圆来进行，即“同心覆盖”，这给网络规划带来了麻烦，如果保证语音业务的连续覆盖，就不能保证高速数据业务，如果保证高速数据业务的连续覆盖，语音业务的覆盖就有很大重叠，相互之间会存在严重的干扰。

使得其在网络规划时不得不采用“一次规划，分期建设”的策略，这需要在规划初期就对未来市场的容量和业务需求做出准确预测，实际上现在对未来3G市场的预测是很难准确的，当市场的需求与最初的预测不同时，只能进行优化，情况严重时需要限制业务的发展。

WCDMA网络规划分期建设策略难于实施，后期网络拓扑结构前向兼容性差，需要搬迁前期网络基站，对网络质量的稳定性影响较大。

TD-SCDMA频率资源丰富，没有呼吸效应，使得其各业务的覆盖半径近似相同，即“同径覆盖”，因此能同时保证各业务的连续覆盖，拓扑结构是最接近理想蜂窝结构的网络。

使得其网络规划策略为“多次规划，分层建设”。

多次规划是指：根据不同时期的市场需求进行相应的网络规划，保证了建网与市场需求同步，满足各业务随时间不断演进的需求，避免资源浪费。

分层建设是指：通过增加频点来满足不同时期和不同情况下的容量和业务需求，对站址和覆盖不做变动，保持各次规划之间的相互独立。

后期网络建设不影响前期网络，使网络健康发展。

第三，网络优化最佳。

从3G网络优化的角度看，WCDMA和cdma2000只能采用“同频加站补盲”的“硬优化”策略进行补盲区和吸收话务量，这种方法在解决了局部问题的同时，又引入了邻区干扰加重、邻区配置复杂等一系列问题，甚至需要调整原规划中的网络拓扑结构(搬迁部分原有站点)，必然会造成大量的网络质量问题。

TD-SCDMA网络采用“异频加站补盲”的“软优化”策略来解决覆盖盲点和容量超载，不会增加邻区干扰，原网络性能不受新加基站的影响。

软优化策略也使得TD-SCDMA系统能够在不改变原有站点分布的情况下，解决因环境变化而带来的盲区覆盖，解决因业务变化而带来的容量超载。

同时，丰富的无线资源也使得TD-SCDMA的组网可以采用全向或定向、单载频或多载频、同频或异频组网等不同组合方式，以适应不同的环境和业务需求。

再者，TD-SCDMA还利用软件无线电技术使网络通过调整或升级该系统的软件算法来应对由于地物地貌或者信号传播特性变化等问题，确保了网络质量在所有阶段都是最优的。

4、TD-SCDMA的业务优势TD-SCDMA 业务是基于在TDD双工模式下的TDMA传输方式。

在每个无线信道时域里的一个定期重复的TDMA帧结构被分为8个时隙，通过改变上/下行链路间时隙的转换点，能够适应从低比特率语音业务到高比特率因特网业务以及对称和非对称的所有3G业务。

该系统无须改变原基站和用户终端里射频硬件即可获得相应的系统性能。

从8kbit/s到2Mbit/s的比特率，从对称业务到非对称业务的上/下行链路的TDD 时隙比的变化，都是通过专门的DSP软件来实现的。

对于语音和多媒体实时业务的传输在TD-SCDMA 方案里，像语音和多媒体信号这种多个低比特率信号并行传输的情况，将采用CDMA传输方式。

由于TD-SCDMA 的基础TDMA帧结构的特性，每一瞬间全部用户被分发到每方向的时隙上。

在多信号TDMA/CDMA传输方式下，每个编码的CDMA信道在每5ms的帧结构上一个定期重复的时隙里工作。

通过引入联合检测技术，一方面， CDMA检测条件不会因为链路的干扰和用户的高速运动而丢失。

另一方面，可以获得一个最大的CDMA高负载因子，以支持每个时隙上最多的用户。

对多个信号的CDMA传输，基本的TDMA帧的时隙最多可同时支持16个不同的CDMA信号。

对于高速因特网和包交换业务的传输对串行的高速信号的传输，如因特网和其它包交换信号，则采用不扩频的TDMA传输方式。