我國提出的TD－SCDMA無線傳輸技術（RTT）建議已成為ITU IMT－RSPC（TG8／1輸出文件）的一個組成部分，并將實現(xiàn)CDMA TDD標準的集成，開發(fā)IS－41核心網(wǎng)的接口，形成統(tǒng)一的TDD國際標準。文章對該標準和建議作簡單介紹，著重討論采用TD－SCDMA的必要性和該技術的競爭力。
關鍵詞 第三代移動通信標準 TDD方式 TD-SCDMA無線傳輸技術
在1999年11月5日結(jié)束的ITU TG8/1第18次會議上，）順利地通過了IMT－RSPC輸出文件，標志著第三代移動通信標準基本定型。1985年 TG8／1成立，世界各國投入數(shù)千人的勞動和數(shù)億美元的資金，經(jīng)過14年的艱苦工作，最終通過一個代表當今最新技術，并獲得各國認可的標準，這是全球通信業(yè)的巨大成功。在此過程中，我國第一次提出了自己的建議：TD－SCDMA，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。 2000年，在3GPP內(nèi)將完成 CDMATDD標準的集成，并通過國際合作，形成用于IS－41核心網(wǎng)的接口（ Hook and Extension），使CDMATDD模式不僅可以用于基于MAP的核心網(wǎng)，也能用于IS－41的核心網(wǎng)，成為名副其實的第三代移動通信國際標準。這是我國移動通信界的一次創(chuàng)舉，也是中國對第三代移動通信發(fā)展的貢獻。
目前，我國擁有世界上第三大移動通信網(wǎng)，并仍以每月100多萬用戶的速度增長。從2000年起，在GSM網(wǎng)繼續(xù)高速發(fā)展的同時，中國聯(lián)通將新建一個IS－95的CDMA網(wǎng)。因此，了解第三代移動通信技術和標準的動態(tài)，認真考慮現(xiàn)有GSM網(wǎng)和即將建設的CDMA網(wǎng)向第三代移動通信演進的策略，是一個十分緊迫的問題。本文將簡單介紹第三代移動通信標準，對TDD模式的特點和TD－SCDMA標準和技術進行說明，并對向第三代移動通信演進的策略問題提出筆者的看法。
1第三代移動通信標準概況
第三代移動通信是近20年來現(xiàn)代移動通信技術和實踐的總結(jié)和發(fā)展。1985年ITU TG8／1成立時，當時昂貴的第一代模擬移動通信系統(tǒng)在全世界僅有幾十萬用戶，沒想到二十多年后，移動通信竟成為通信領域中的主流。1996年，ITU正式確認使用 IMT－2000這個名稱； 1997年，確定了基本要求和征求RTT建議。至此，第三代移動通信進入了制定和完成國際標準的快車道，成為全球通信業(yè)技術和市場競爭的一個焦點。
目前，第三代移動通信系統(tǒng)的框架已確定，將以衛(wèi)星移動通信網(wǎng)與地面移動通信網(wǎng)結(jié)合，形成一個對全球無縫覆蓋的立體通信網(wǎng)絡，滿足城市和偏遠地區(qū)不同密度用戶的通信需求，支持話音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務，實現(xiàn)人類個人通信的理想。
ITU對第三代陸地移動通信系統(tǒng)的基本要求是：在室內(nèi)、手持機及移動三種環(huán)境下，支持話音和各種多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務（速率達2Mb／s），實現(xiàn)高質(zhì)量、高頻譜利用率、低成本的無線傳輸技術以及全球兼容的核心網(wǎng)絡。
第三代移動通信網(wǎng)由核心網(wǎng)、無線接入網(wǎng)和用戶終端構成。鑒于歷史和現(xiàn)狀，核心網(wǎng)主要是以第二代移動通信的兩種網(wǎng)絡為基礎：基于MAP的GSM網(wǎng)絡和基于IS－41的CDMA網(wǎng)絡，從而形成了兩套網(wǎng)絡標準。在IMT－RSPC中，無線接入網(wǎng)形成了5種技術標準：
·兩種 TfDMA標準：SC－TDMA（美國的UMC－136）和MC－TDMA（歐洲的EP－DECT）
·三種CDMA標準：MG CDMA（CDMA2000）、DS－CDMA（W－CDMA）和CDMA TDD（包括TDSCDMA和UTRATDD）。
顯然作為主導地位的是CDMA標準，其中MC－CDMA是FDD方式，將基于IS－41核心網(wǎng)；DSCDMA和CDMATDD（TDD方式）將基于MAP核心網(wǎng)， CDMA TDD的無線接口采用相同的高層信令和不同的物理層。由于在MC－CDMA中沒有TDD模式的標準，故 CDMA TDD必須同時工作于兩種核心網(wǎng)。由于CDMA TDD是3GPP內(nèi)基于MAP核心網(wǎng)制定的第2層和第3層協(xié)議的技術規(guī)范，工作于IS－41核心網(wǎng)，必須在L2和L3中同時開發(fā)兩種核心網(wǎng)之間的接口（Hook and Extension）。目前開發(fā)兩種核心網(wǎng)之間接口的工作已開始，預計今年將完成。
2 TDD方式在第三代移動通信中的重要性
在第三代移動通信標準制定的過程中，業(yè)內(nèi)人士第一次對無線通信中的TDD方式給予了高度重視，在CDMA和TDMA系統(tǒng)中均制定了TDD標準。許多國家的運營商表示了首先選用TDD系統(tǒng)的愿望。主要原因是在滿足IMT2000要求的前提下，TDD系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：
（1）第三代移動通信需要大約400MHz的頻譜資源，在3 GHz以下很難實現(xiàn)。而TDD則能使用各種頻率資源，不需要成對的頻率；
（2）在第三代移動通信中，數(shù)據(jù)業(yè)務將占主要地位，尤其是不對稱的IP業(yè)務。TDD方式特別適用于上下行不對稱、不同傳輸速率的數(shù)據(jù)業(yè)務；
（3）TDD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，可達到提高性能、降低成本的目的；
（4）TDD系統(tǒng)設備成本低，比FDD系統(tǒng)低20％～ 50％。
TDD系統(tǒng)的主要缺陷在于終端的移動速度和覆蓋距離：（1）采用多時隙不連續(xù)傳輸方式，抗快衰落和多普勒效應能力比連續(xù)傳輸?shù)腇DD方式差，因此ITU要求TDD系統(tǒng)用戶終端的移動速度達120 km／h，而FDD系統(tǒng)則要求達到500km／h；（2）TDD系統(tǒng)平均功率與峰值功率之比隨時隙數(shù)增加而增加，考慮到耗電和成本因素，用戶終端的發(fā)射功率不可能很大，故通信距離（小區(qū)半徑）較小，一般不超過10km，而 FDD系統(tǒng)的小區(qū)半徑可達到數(shù)10km。
盡管如此，移動通信以FDD為主流的傳統(tǒng)觀點已受到挑戰(zhàn)，TDD系統(tǒng)在第三代移動通信中的位置被廣泛接受。多數(shù)人預測，第三代移動通信網(wǎng)絡將是一個綜合的網(wǎng)絡，衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)用于實現(xiàn)全球縫覆蓋，F(xiàn)DD系統(tǒng)用于建設國內(nèi)和國際移動通信網(wǎng)，TDD系統(tǒng)則用于為城市人口密集區(qū)提供高密度大容量話有、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務，用戶通過雙頻雙�；蚨嗄＝K端實現(xiàn)全球漫游。
3 TD-SCDMA RTT的優(yōu)勢
CDMA TDD兩種物理層標準（UTRA TDD和TD－SCDMA）的高層信令和部分物理層技術是相同的，但兩種標準的設計出發(fā)點不同，所用的技術也不同，因此主要特性和用途均不同。
1 TD-SCDMA技術的高性能主要表現(xiàn)在：
（1）頻譜靈活性和支持蜂窩網(wǎng)的能力
1 TDSCDMA僅需要1.6 MHZ的最小帶寬。若帶寬為5 MHz則支持3個載波，在一個地區(qū)可組成蜂窩網(wǎng)，支持移動業(yè)務，并可通過自動信道分配（DCA）技術提供不對稱數(shù)據(jù)業(yè)務。這些都是UTRA TDD所不能提供的。
（2）高頻譜利用率
TD－SCDMA為對稱話音業(yè)務和不對稱數(shù)據(jù)業(yè)務提供的頻譜利用率比UTRA TDD高一倍。換言之，在使用相同頻帶寬度時，TD-SCDMA可支持多一倍的用戶。
（3）多種使用環(huán)境
1 TD－SCDMA系統(tǒng)是按照ITU要求的三種環(huán)境設計的，而 UTRA TDD則不支持移動環(huán)境。
（4）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％。
TD－SCDMA與 UTRA TDD兩種標準產(chǎn)生上述差別的主要原因是：
（1）設計的出發(fā)點不同
TD－SCDMA系統(tǒng)是根據(jù)ITU對IMT－2000的全部要求設計的，它本身就可以組成一個完整的蜂窩網(wǎng)絡。UTRA TDD則是為 WCDMA設計的TDD補充模式，用于解決室內(nèi)辦公環(huán)境和“熱點”地區(qū)（如機場、火車站和大商場等）的通信需求，因此在設計中，為了盡可能與WCDMA保持一致，UTRA TDD寧愿犧牲部分特性。
（2）使用的技術不同
TD－SCDMA采用最新技術，以獲最佳性能：
·智能無線，盡量降低多址干擾、提高容量和接收靈敏度以及降低發(fā)射功率和無線基站成本。
·上行同步，可以簡化基站硬件，降低無線基站成本。
·軟件無線電，可實現(xiàn)智能天線和多用戶檢測等基帶數(shù)字信號處理，使系統(tǒng)可靈活地使用新技術，并可降低產(chǎn)品開發(fā)周期和成本。
4 TD-SCDMA是向第三代移動通信演進的首選技術
據(jù)預測，第三代移動通信市場的發(fā)展至少分為以下三個階段：
（1）初期（2001～2005年）
第二代移動通信網(wǎng)（主要是GSM和IS95CDMA）繼續(xù)發(fā)展和擴大；局部地區(qū)（城市等用戶密集區(qū)）開始提供第三代移動通信業(yè)務，數(shù)據(jù)傳輸速率局限在384kb／S以下；地區(qū)和國際漫游仍依賴第二代移動通信系統(tǒng)；
（2）中期（2004～2010年）
第三代系統(tǒng)的高速成長期，第二代網(wǎng)絡和系統(tǒng)停止發(fā)展，全國或全球覆蓋的第三代移動通信網(wǎng)建設成功，全面達到IMT2000的各項要求。
（3）后期（2010年～）
全球25%以上人口使用第三代系統(tǒng)，開始推出第四代設備，提供更高速率的多媒體業(yè)務。
上述市場預測也是制定第二代移動通信向第三代演進策略的依據(jù)。筆者建議，演進過程可分以下兩階段進行：
（1）在第二代網(wǎng)絡中提供第三代業(yè)務
當現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡擴容時，使用TD－SCDMA的基站子系統(tǒng)（BSS）；在用戶集中地區(qū)的GSM基站中，增加TD－SCDMA基站。用戶使用TD．SCDMA／ GSM雙頻雙模用戶終端，在TD－SCD－MA基站覆蓋區(qū)內(nèi)，可以享受3G服務；在覆蓋區(qū)域外，則以GSM方式通信。初期用戶享受3G服務時，只能在同一BSS的TD－SCDMA基站之間實現(xiàn)越區(qū)切換，但GSM功能不受影響。用此方式，能以比簡單的GSM網(wǎng)絡擴容更低的費用改造網(wǎng)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(qū)的移動通信需求，還可為最急需的用戶提供第三代業(yè)務。同時，為今后全網(wǎng)進入第三代打下基礎。按此步驟，第三代移動通信的覆蓋范圍可逐步擴大到城市一級。大城市將有幾十到上百個第三代BTS，系統(tǒng)將支持不同BSS之間的自動越區(qū)切換。在沒有達到全國和全球覆蓋之前，自動漫游當然還得依*GSM系統(tǒng)。上述解決方案不僅可以在GSM系統(tǒng)中采納，同樣可以在IS-95標準的第二代CDMA系統(tǒng)中采納。在CDMA系統(tǒng)中使用TD-SCDMA技術，主要目的是在用戶密集區(qū)，解決用戶高密度的話音和數(shù)據(jù)業(yè)務需求；此外，在提供數(shù)據(jù)業(yè)務方面（特別是各種因特網(wǎng)接人服務），TD－SCDMA將是一種更經(jīng)濟靈活的方式。這些特點也是目前北美運營海關心TD-SCDMA的原因所在。
（2）過渡到第三代移動通信網(wǎng)絡
2004～2005年，第三代移動通信進入高速發(fā)展期，各國運營商將開始建設完整的第三代網(wǎng)絡。此時，網(wǎng)絡中投資最大的BTS部分已經(jīng)在第一階段建設完畢，唯一需要投入的費用就是BSS軟件升級，以此滿足3G對無線網(wǎng)絡控制器（RNC）的全部要求；加上第三代MSC，網(wǎng)絡中不僅有TDD的基站，也將有FDD的基站，形成一個全國覆蓋。國際漫游的完整3G網(wǎng)絡。在不大量增加新投資的情況下，完成向第三代的演進。
在過去兩年間，我國首次大規(guī)模參加了制定和評估第三代移動通信技術和標準的工作。我國提出的 TD-SCDMA建議，已成為IMT－RSPC的組成部分，并將對我國和全球第三代移動通信的發(fā)展產(chǎn)生重大影響。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(yè)務和低價格等方面的優(yōu)勢已被國際上認可。根據(jù)我國提出的TD-SCDMA技術標準開發(fā)的設備，可達到提供高頻譜利用率、靈活和低成本的目標，在市場上將有較強的競爭能力。本世紀初（2001～2004年），在第二代移動通信網(wǎng)用戶密集區(qū)或要求數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務的地區(qū)，將依托第二代移動通信網(wǎng)，以TD-SCDMA的技術為主，使用雙頻雙模終端，開通第三代移動通信業(yè)務，平穩(wěn)地向第三代移動通信過渡，并將收到巨大的經(jīng)濟效益。