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TD-SCDMA通信系统

IT圈 admin 23浏览 0评论

2024年4月2日发(作者:稽丹翠)

一、 TD-SCDMA通信系统

TD-SCDMA是英文Time Division-Synchronous Code Division

Multiple Access(时分同步码分多址) 的简称,是一种第三代无线

通信的技术标准,也是ITU批准的三个3G标准中的一个,相对于另

两个主要3G标准(CDMA2000、WCDMA)它的起步较晚。TD-SCDMA作

为中国提出的第三代移动通信标准,自1998年正式向ITU提交以

来,已经历十多年的时间,完成了标准的专家组评估、ITU认可

并发布、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。这是我国电

信史上重要的里程碑,该标准是中国制定的3G标准。原标准研究

方为西门子。为了独立出WCDMA,西门子将其核心专利卖给了大

唐电信。1998年6月29日,原中国邮电部电信科学技术研究院

(现大唐电信科技产业集团)向ITU提出了该标准。该标准将智

能天线、同步CDMA和软件无线电等技术融于其中。另外,由于中

国庞大的通信市场,该标准受到各大主要电信设备制造厂商的重

视,全球一半以上的设备厂商都宣布可以生产支持TD-SCDMA标准

的电信设备。

TD-SCDMA系统由于采用了集FDMA、TDMA和CDMA为一体的技术,

它能够从目前国内大量应用的GSM系统平滑度过。

TD-SCDMA在频谱利用率、频率灵活性、对业务支持具有多样

性及成本等方面有独特优势。TD-SCDMA由于采用时分双工,上行

和下行信道特性基本一致,因此,基站根据接收信号估计上行和

下行信道特性比较容易。此外,TD-SCDMA使用智能天线技术有先

天的优势,而智能天线技术的使用又引入了SDMA的优点,可以减

少用户间干扰,从而提高频谱利用率。TD-SCDMA还具有TDMA的

优点,可以灵活设置上行和下行时隙的比例而调整上行和下行的

数据速率的比例,特别适合因特网业务中上行数据少而下行数据

多的场合。但是这种上行下行转换点的可变性给同频组网增加了

一定的复杂性。TD-SCDMA是时分双工,不需要成对的频带。因此,

和另外两种频分双工的3G标准相比,在频率资源的划分上更加灵

活。一般认为,TD-SCDMA由于智能天线和同步CDMA技术的采用,

可以大大简化系统的复杂性,适合采用软件无线电技术,因此,

设备造价可望更低。但是,由于时分双工体制自身的缺点,

TD-SCDMA被认为在终端允许移动速度和小区覆盖半径等方面落

后于频分双工体制。同时,TD只可以同时在线500人,是个问题。

三、关键技术介绍

(一)、综合的寻址(多址)方式

1、TD-SCDMA空中接口采用了四种多址技术: TDMA , CDMA,

FDMA, SDMA(智能天线)。

2、综合利用四种技术资源分配时在不同角度上的自由度,得

到可以动态调整的最优资源分配。

(二)、灵活的上下行时隙配置

灵活的时隙上下行配置可以随时满足您打电话,上网浏览、

下载文件、视频业务等的需求,保证您清晰、畅通享受3G业务。

(三)、TD克服呼吸效应和远近效应

对于TD-SCDMA而言,通过低带宽FDMA和TDMA来抑制系统

的主要干扰,在单时隙中采用CDMA技术提高系统容量,而通过联

合检测和智能天线技术(SDMA技术)克服单时隙中多个用户之间

的干扰,因而产生呼吸效应的因素显著降低,因而TD系统不再是

一个干扰受限系统(自干扰系统),覆盖半径不像CDMA那样因用

户数的增加而显著缩小,因而可认为TD系统没有呼吸效应。

什么是远近效应?由于手机用户在一个小区内是随机分布

的,而且是经常变化的,同一手机用户可能有时处在小区的边缘,

有时靠近基站。如果手机的发射功率按照最大通信距离设计,则

当手机靠近基站时,功率必定有过剩,而且形成有害的电磁辐射。

解决这个问题的方法是根据通信距离的不同,实时地调整手机的

发射功率,即功率控制。

(四)、智能天线(Smart Antenna)

在TD-SCDMA系统中,基站系统通过数字信号处理技术与自适

应算法,使智能天线动态地在覆盖空间中形成针对特定用户的定

向波束,充分利用下行信号能量并最大程度的抑制干扰信号。基

站通过智能天线可在整个小区内跟踪终端的移动,这样终端得到

的信噪比得到了极大的改善,提高业务质量。

(五)、动态信道分配(DCA,Dynamic Channel Allocation)

动态信道分配,就是根据用户的需要进行实时动态的资源(频

率、时隙、码字等)分配。

四、与美、欧切换技术的优缺点

优点

1.频谱利用率高 TD一个载频 1.6M W一个载频 5M

2.对功控要求低 TD 0~200MZ W 1500MZ

3.采用了智能天线和联合测试 引入了所谓的空中分级,但效

果如何,还待验证

4.避免了呼吸效应TD不同业务对覆盖区域的大小影响较小,

易于网络规划

5.支持多种通信接口:TD-SCDMA同时满足Iub、A、Gb、Iu、

IuR多种接口要求,基站子系统既可作为2G和2.5G的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

和未来长远的发展。

缺点

1.同步要求高 TD需要GPS同步,同步的准确程度影响整个系

统是否正常工作

2.码资源受限 TD 只有16个码,远远少于业务需求所需要的

码数量

3.干扰问题 上下行、本小区、邻小区都可能存在干扰

4.移动速度慢 TD 120KM/H W 500KM/H

五、CDMA2000和WCDMA 、TD-SCDMA区别

1. CDMA2000 是 TIA 标准组织用于指代第三代 CDMA 的名

称。适用于 3G CDMA 的 TIA 规范称为 IS-2000,该技术本身被

称为 CDMA2000。

CDMA2000 的第一阶段也称为 1x,其使拥有现有 IS-95 系

统的通信公司能将其整体系统容量增加一倍,并可将数据速率增

加到高达 614kbps。比 1x 更高的 CDMA2000 技术进展包括

1xEV (高速数据速率)。

CDMA2000标准由3GPP2组织制订,版本包括Release 0、

Release A、EV-DO和EV-DV,Release 0的主要特点是沿用基于

ANSI-41D的核心网,在无线接入网和核心网增加支持分组业务的

网络实体,此版本已经稳定。联通即将开通的CDMA二期工程采用

的就是这个版本,单载波最高上下行速率可以达到153.6kbit/s。

Release A是Release 0的加强,单载波最高速率可以达到

307.2kbit/s,并且支持话音业务和分组业务的并发。EV-DO采用

单独的载波支持数据业务,可以在1.25MHz的标准载波中,同时

提供话音和高速分组数据业务,最高速率可达3.1Mbit/s

全名是Wideband CDMA,中文译名为“宽带分码多工

存取”,它可支持384Kbps到2Mbps不等的数据传输速率,在高

速移 动的状态,可提供384Kbps的传输速率,在低速或是室内环

境下,则可提供高达2Mbps的传输速率。而GSM系统目前只能传

送9.6Kbps,固定线路Modem也只是56Kbps的速率,由此可见

WCDMA是无线的宽带通讯。

在费用方面,WCDMA因为是借助分包交换的技术,所以,网

络使用的费用不是以接入的时间计算,而是以消费者的数据传输

量来定。

TD-SCDMA系统使用具有对应关系的下行导频码、上行导频码、

扰码和Midamble码。TD-SCDMA系统128个基本扰码按编号顺序

分为32个组,每组4个,每个基本扰码用于下行UE区分不同的

小区。在码规划中,首先确定每个逻辑小区下行导频码在32个可

选码组中的对应序号,然后根据所处的序列位置在对应的4个扰

码中为小区选择一个合适的扰码。基本Midamble码与扰码一一对

应,可随着扰码的确定而确定。相比于WCD-MA的512个码字,

TD-SCDMA系统码资源相对较少,因此TD扰码规划较WCDMA网络

要求更高。

虽然起步较晚TD-SCDMA系统不论在形式上还是在实质上,都

已在国际上被广大运营商、设备制造商所认可和接受,形成了真

正的国际标准。实现TD-SCDMA系统在中国及全球通信市场的推广

和应用。

2024年4月2日发(作者:稽丹翠)

一、 TD-SCDMA通信系统

TD-SCDMA是英文Time Division-Synchronous Code Division

Multiple Access(时分同步码分多址) 的简称,是一种第三代无线

通信的技术标准,也是ITU批准的三个3G标准中的一个,相对于另

两个主要3G标准(CDMA2000、WCDMA)它的起步较晚。TD-SCDMA作

为中国提出的第三代移动通信标准,自1998年正式向ITU提交以

来,已经历十多年的时间,完成了标准的专家组评估、ITU认可

并发布、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。这是我国电

信史上重要的里程碑,该标准是中国制定的3G标准。原标准研究

方为西门子。为了独立出WCDMA,西门子将其核心专利卖给了大

唐电信。1998年6月29日,原中国邮电部电信科学技术研究院

(现大唐电信科技产业集团)向ITU提出了该标准。该标准将智

能天线、同步CDMA和软件无线电等技术融于其中。另外,由于中

国庞大的通信市场,该标准受到各大主要电信设备制造厂商的重

视,全球一半以上的设备厂商都宣布可以生产支持TD-SCDMA标准

的电信设备。

TD-SCDMA系统由于采用了集FDMA、TDMA和CDMA为一体的技术,

它能够从目前国内大量应用的GSM系统平滑度过。

TD-SCDMA在频谱利用率、频率灵活性、对业务支持具有多样

性及成本等方面有独特优势。TD-SCDMA由于采用时分双工,上行

和下行信道特性基本一致,因此,基站根据接收信号估计上行和

下行信道特性比较容易。此外,TD-SCDMA使用智能天线技术有先

天的优势,而智能天线技术的使用又引入了SDMA的优点,可以减

少用户间干扰,从而提高频谱利用率。TD-SCDMA还具有TDMA的

优点,可以灵活设置上行和下行时隙的比例而调整上行和下行的

数据速率的比例,特别适合因特网业务中上行数据少而下行数据

多的场合。但是这种上行下行转换点的可变性给同频组网增加了

一定的复杂性。TD-SCDMA是时分双工,不需要成对的频带。因此,

和另外两种频分双工的3G标准相比,在频率资源的划分上更加灵

活。一般认为,TD-SCDMA由于智能天线和同步CDMA技术的采用,

可以大大简化系统的复杂性,适合采用软件无线电技术,因此,

设备造价可望更低。但是,由于时分双工体制自身的缺点,

TD-SCDMA被认为在终端允许移动速度和小区覆盖半径等方面落

后于频分双工体制。同时,TD只可以同时在线500人,是个问题。

三、关键技术介绍

(一)、综合的寻址(多址)方式

1、TD-SCDMA空中接口采用了四种多址技术: TDMA , CDMA,

FDMA, SDMA(智能天线)。

2、综合利用四种技术资源分配时在不同角度上的自由度,得

到可以动态调整的最优资源分配。

(二)、灵活的上下行时隙配置

灵活的时隙上下行配置可以随时满足您打电话,上网浏览、

下载文件、视频业务等的需求,保证您清晰、畅通享受3G业务。

(三)、TD克服呼吸效应和远近效应

对于TD-SCDMA而言,通过低带宽FDMA和TDMA来抑制系统

的主要干扰,在单时隙中采用CDMA技术提高系统容量,而通过联

合检测和智能天线技术(SDMA技术)克服单时隙中多个用户之间

的干扰,因而产生呼吸效应的因素显著降低,因而TD系统不再是

一个干扰受限系统(自干扰系统),覆盖半径不像CDMA那样因用

户数的增加而显著缩小,因而可认为TD系统没有呼吸效应。

什么是远近效应?由于手机用户在一个小区内是随机分布

的,而且是经常变化的,同一手机用户可能有时处在小区的边缘,

有时靠近基站。如果手机的发射功率按照最大通信距离设计,则

当手机靠近基站时,功率必定有过剩,而且形成有害的电磁辐射。

解决这个问题的方法是根据通信距离的不同,实时地调整手机的

发射功率,即功率控制。

(四)、智能天线(Smart Antenna)

在TD-SCDMA系统中,基站系统通过数字信号处理技术与自适

应算法,使智能天线动态地在覆盖空间中形成针对特定用户的定

向波束,充分利用下行信号能量并最大程度的抑制干扰信号。基

站通过智能天线可在整个小区内跟踪终端的移动,这样终端得到

的信噪比得到了极大的改善,提高业务质量。

(五)、动态信道分配(DCA,Dynamic Channel Allocation)

动态信道分配,就是根据用户的需要进行实时动态的资源(频

率、时隙、码字等)分配。

四、与美、欧切换技术的优缺点

优点

1.频谱利用率高 TD一个载频 1.6M W一个载频 5M

2.对功控要求低 TD 0~200MZ W 1500MZ

3.采用了智能天线和联合测试 引入了所谓的空中分级,但效

果如何,还待验证

4.避免了呼吸效应TD不同业务对覆盖区域的大小影响较小,

易于网络规划

5.支持多种通信接口:TD-SCDMA同时满足Iub、A、Gb、Iu、

IuR多种接口要求,基站子系统既可作为2G和2.5G的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

和未来长远的发展。

缺点

1.同步要求高 TD需要GPS同步,同步的准确程度影响整个系

统是否正常工作

2.码资源受限 TD 只有16个码,远远少于业务需求所需要的

码数量

3.干扰问题 上下行、本小区、邻小区都可能存在干扰

4.移动速度慢 TD 120KM/H W 500KM/H

五、CDMA2000和WCDMA 、TD-SCDMA区别

1. CDMA2000 是 TIA 标准组织用于指代第三代 CDMA 的名

称。适用于 3G CDMA 的 TIA 规范称为 IS-2000,该技术本身被

称为 CDMA2000。

CDMA2000 的第一阶段也称为 1x,其使拥有现有 IS-95 系

统的通信公司能将其整体系统容量增加一倍,并可将数据速率增

加到高达 614kbps。比 1x 更高的 CDMA2000 技术进展包括

1xEV (高速数据速率)。

CDMA2000标准由3GPP2组织制订,版本包括Release 0、

Release A、EV-DO和EV-DV,Release 0的主要特点是沿用基于

ANSI-41D的核心网,在无线接入网和核心网增加支持分组业务的

网络实体,此版本已经稳定。联通即将开通的CDMA二期工程采用

的就是这个版本,单载波最高上下行速率可以达到153.6kbit/s。

Release A是Release 0的加强,单载波最高速率可以达到

307.2kbit/s,并且支持话音业务和分组业务的并发。EV-DO采用

单独的载波支持数据业务,可以在1.25MHz的标准载波中,同时

提供话音和高速分组数据业务,最高速率可达3.1Mbit/s

全名是Wideband CDMA,中文译名为“宽带分码多工

存取”,它可支持384Kbps到2Mbps不等的数据传输速率,在高

速移 动的状态,可提供384Kbps的传输速率,在低速或是室内环

境下,则可提供高达2Mbps的传输速率。而GSM系统目前只能传

送9.6Kbps,固定线路Modem也只是56Kbps的速率,由此可见

WCDMA是无线的宽带通讯。

在费用方面,WCDMA因为是借助分包交换的技术,所以,网

络使用的费用不是以接入的时间计算,而是以消费者的数据传输

量来定。

TD-SCDMA系统使用具有对应关系的下行导频码、上行导频码、

扰码和Midamble码。TD-SCDMA系统128个基本扰码按编号顺序

分为32个组,每组4个,每个基本扰码用于下行UE区分不同的

小区。在码规划中,首先确定每个逻辑小区下行导频码在32个可

选码组中的对应序号,然后根据所处的序列位置在对应的4个扰

码中为小区选择一个合适的扰码。基本Midamble码与扰码一一对

应,可随着扰码的确定而确定。相比于WCD-MA的512个码字,

TD-SCDMA系统码资源相对较少,因此TD扰码规划较WCDMA网络

要求更高。

虽然起步较晚TD-SCDMA系统不论在形式上还是在实质上,都

已在国际上被广大运营商、设备制造商所认可和接受,形成了真

正的国际标准。实现TD-SCDMA系统在中国及全球通信市场的推广

和应用。

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