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。