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一、第三代移動通信概述
移動通信經歷過第一代和第二代的發(fā)展過程，特別是在GSM和窄帶CDMA第二代移動通信時期，已經實現了全世界漫游，用戶數量急劇膨脹。同時也暴露出了一些的問題，主要有：系統(tǒng)容量仍然比較小、頻譜利用率不高、抗干擾能力較差、不適合于傳輸高速數據及多媒體業(yè)務等。隨著信息時代的發(fā)展，移動IP、寬帶數據和多媒體業(yè)務的比例在迅速增加，而第二代移動通信的缺點和局限性日益顯現出來。所以，市場和技術驅動促使人們探索和研究新的通信系統(tǒng)，這就是第三代移動通信，即3G系統(tǒng)。第三代移動通信系統(tǒng)最初稱為
未來公眾移動通信系統(tǒng)（FPLMTS），后改為IMT-2000，意指在2000年左右開始商用并工作在2000M頻段上的國際移動通信系統(tǒng)。199 7年4月，ITU向成員國征求IMT-2000無線接口候選傳輸技術（RTT），并在此基礎上指定國際標準。由于CDMA技術在抗干擾、保密性、系統(tǒng)容量等方面的優(yōu)勢，因此成為第三代移動通信的首選技術。
1、寬帶CDMA系統(tǒng)無線協(xié)議分層模型
在FPLMTS中將移動通信無線接口分成4層：物理層、媒體接入層、鏈路接入層、網絡層（包括呼叫控制、移動性管理、無線電資源管理）。
前兩層涉及無線傳輸共七個方面：多址技術、調制解調技術、通信編碼和交織技術、雙工技術、實際信道結構和多路復用技術、幀結構和射頻信道參數等。
2、第三代移動通信系統(tǒng)IMT-2000的技術要求
1）全球統(tǒng)一頻段-2GHz，頻譜效率要高于第二代系統(tǒng)，系統(tǒng)容量要高于第二代。全球要統(tǒng)一標準，使終端在任何環(huán)境下能夠提供各種業(yè)務。
2）能支持話音（最低業(yè)務質量達到ISDN 7kHz標準）、遙測，定位和導航、遠程控制、信用卡認證、尋呼、通知、電子郵件、文件傳送、第三類傳真和第四類傳真，運動圖像及多媒體等業(yè)務，能提供電路交換和分組交換，除基本業(yè)務外，還能提供許多補充業(yè)務。
3）適應于多種無線運營環(huán)境，終端可以工作在靜止、緩慢移動、高速運動等狀態(tài)。擁有較高的通信服務質量業(yè)務質量。
3、第三代移動通信所面臨的主要問題
第三代移動通信的所面臨的技術難題有的是蜂窩移動通信所固有的，有的是3G系統(tǒng)所特有的：具體有多徑衰落、時延擴展、多址干擾、遠近效應、系統(tǒng)兼容等問題。
4、第三代移動通信幾種主要RTT技術
第三代移動通信幾種主要RTT的技術有cdma2000，w-cdmaT tdscdma。MH 歐盟提出的WCDMA和美國提出的cdma2000都采用的是FDD模式，只有TD-SCDMA采用的是TDD模式。FDD模式的特點是在分離的兩個對稱頻率信道上，系統(tǒng)進行接收和傳送，用保證頻段來分離接收和傳送信道。采用包交換等技術，可突破二代發(fā)展的瓶頸，實現高速數據業(yè)務，并可提高頻譜利用率，增加系統(tǒng)容量。但FDD必須采用成對的頻率，即在每2×5MHz的帶寬內提供第三代業(yè)務。該方式在支持對稱業(yè)務時，能充分利用上下行的頻譜，但在非對稱的分組交換（互聯(lián)網）工作時， 頻譜利用率則大大降低（由于低上行負載，造成頻譜利用率降低約40％），在這點上，TDD模式有著FDD無法比擬的優(yōu)勢。
二、TD-SCDMA技術的特點
TD-SCDMA——Time DivisionSynchronous Code Division Multiple Access是ITU正式發(fā)布的第三代移動通信空間接口技術規(guī)范之一，它得到了CWTS及3GPP的全面支持，是中國電信百年來第一個完整的通信技術標準。是集CDMA、TDMA、FDMA技術優(yōu)勢于一體、系統(tǒng)容量大、頻譜利用率高、抗干擾能力強的移動通信技術它采用了智能天線、聯(lián)合檢測、接力切換、同步CDMA、軟件無線電、低碼片速率、多時隙、可變擴頻系、自適應功率調整等技術基本系統(tǒng)。
TD-SCDMA技術的技術特點主要表現在：
1、頻譜靈活性和支持蜂窩網的能力
TD-SCDMA僅需要1.6MHz的最小帶寬。若帶寬為5MHz則支持3個載波，在一個地區(qū)可組成蜂窩網，支持移動業(yè)務，并可通過自動信用卡道分配（DCA）技術提供不對稱數據業(yè)務。
2、高頻譜利用率
TD-SCDMA為對稱話音業(yè)務和不對稱數據業(yè)務提供的頻譜利用率高。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、設備成本
在無線基站方面，TD-SCDMA的設備成本低，原因如下：
·智能無線，由多天線陣、相干收發(fā)信機和DSP算法組成。智能天線能有效地產生多射束圖，這些射束的每一個都指向特定的移動終端，同時也能自適應跟隨任何移動的移動終端，在接收端，這種空間選擇性接收，能大大地增加接收靈敏度，減少同信道干擾，增加容量，同時，在發(fā)射端，也能降低干擾和輸出功率。
所以達到了降低多址干擾、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等優(yōu)點。
·上行同步，上行鏈路各終端信號在基站解調器完全同步。優(yōu)點是CDMA碼道正交，降低碼道間干擾，提高CDMA容量簡化硬件，降低成本可以簡化基站硬件，降低無線基站成本。
·軟件無線電，是通過DSP軟件實現無線電功能的技術。在TD-SCDMA系統(tǒng)中很多原來傳統(tǒng)由射頻或基帶模擬電路或專用集成電路執(zhí)行的功能，現在均由DSP算法實現。可實現智能天線和多用戶檢測等基帶數字信號處理，使系統(tǒng)可靈活地使用新技術，并可降低產品開發(fā)周期和成本。
4、系統(tǒng)兼容
支持多種通信接口，由于TD-SCDMA同時滿足Iub、A、Gb、Iu、IuR多種接口的要求，所以TD-SCDMA的基站子系統(tǒng)既可作為2G和2.5G GSM基站的擴容，又可作為3G網中的基站子系統(tǒng)，能同時兼顧現在的需求和長遠未來的發(fā)展。
三、TD-SCDMA的發(fā)展
1、3G技術的融合
人們很早便開始了對第三代移動通信系統(tǒng)的研究。歐洲標準化組織——歐洲通信標準協(xié)會特別移動部（ETSI SMG）采納了一項關于第三代移動通信系統(tǒng)的空中接口提案，這一提案被命名為全球移動通信系統(tǒng)，即人們現在常說的UMTS。與此同時，中國信息產業(yè)部電信科學技術研究院（CATT）、西門子公司和中國無線電信標準委員會（CWTS）也在加緊進行TDD模式的TD-SCDMA技術的開發(fā)。為了建立一個真正的全球第三代移動通信標準，1998年第三代協(xié)作項目組織（3GPP，http://www.3gpp.org）成立。該組織包括歐洲的ETSI、美國的T1、日本的ARIB、韓國的TTA、中國的CWTS等。3GPP非常好地協(xié)調了來自各地不同的標準化組織提出的建議，并為建立一個統(tǒng)一的第三代移動通信標準而努力。這個標準基于GSM核心網，并且包含FDD和TDD模式的第三代移動通信標準。與此相對應，第三代協(xié)作項目2組織（3GPP2，http://www.3gpp2.org）則正在發(fā)展cdma2000的第三代移動無線標準。
ITU希望各國的3G建議盡可能融合，如何在保持TD-SCDMA特點的原則下，盡可能和3GPP融合。2001年形成的標準，主要表現在：空間接口的高層（L2和L3）盡可能與UTRA TDD和FDD保持一致。目前，主要判別在于無線資源管理部分，因為不同物理層，無線資源差別是很大的；盡可能使CDMA物理層的基本技術相同，如數據的復接和分接、調制方式（QPSK）、擴頻碼、信道編碼、交織等等。
2、TD-SCDMA標準的發(fā)展和現狀
自3GPP R4發(fā)布后，TD-SCDMA標準規(guī)范的實質性工作主要在3GPP體系下完成。在R4標準發(fā)布之后的兩年多時間里，大唐與其他眾多的業(yè)界運營商、設備制造商一起，對TD-SCDMA標準規(guī)范的物理層處理、高層協(xié)議棧消息、網絡和接口信令消息、射頻指標和參數、一致性測試等部分的內容進行了一次次的修訂和完善，使得到目前為止的TD-SCDMA R4規(guī)范達到了相當穩(wěn)定和成熟的程度。
目前，在R4之后的3GPP版本發(fā)布中，TD-SCDMA標準也不同程度地引入了新的技術特性，用以進一步提高系統(tǒng)的性能，其中主要包括：通過代中接口實現基站之間的同步，作為基站同步的另一個備用方案，尤其適用于緊急情況下對于通信網可靠性的保證；終端定位功能，可以通過智能天線，利用信號到達角對終端用戶位置定位。以便更好地提供基于位置的服務；高速下行分組接入，采用混合自動重傳，自適應調制編碼，實現高速率下行分組業(yè)務支持；采用基站和終端多天線技術和信號處理，提高無線系統(tǒng)性能；上行增強技術，采用自適應調制和編碼，混合ARQ枝術，對專用/共享資源的快速分配以及相應的物理層和高層信令支持的機制，增強上行信道和業(yè)務能力。TD-SCDMA還積極參與了對3GPPR5、R6標準的完善、更新。HSDPA（高速下行分組接入）采用混合自動重傳，自適應調制編碼方案，目前R5標準中TDD HSDPA部分已經基本完成；在MIMO（多天線輸入輸出）技術上采用先進的天線技術和數字信號處理方察，大幅度提高了無線系統(tǒng)的性能，并對一些關鍵算法進行了分析和研究，進行了仿真工作。在3G 2500MHz-2690MHz擴展頻段的研究方面，完成了擴展頻段的分配、FDD和TDD系統(tǒng)共存的方案。根據3GPP規(guī)范，TD-SCDMA和WLAN的融合，提供WLAN和TD-SCDMA CS城之間的無縫切換。還進行了自組織網絡的結合研究，包括對等通信、多跳/動態(tài)的拓撲結構等，在現有物理層的基礎上進一步發(fā)展TD-SCDMA。另一項主要的工作是密切跟蹤后3G新技術的發(fā)展。
3 TD-SCDMA產業(yè)化的發(fā)展
為業(yè)界所關注的第一次TD-SCDMA戶外移動通話公開演示會取得了圓滿的成功�！吨袊诙苿油ㄐ蓬l譜規(guī)劃方案》出臺，TD-SCDMA獲國家政策面強勁支持。在TD-SCDMA研發(fā)不斷推進的同時，TD-SCDMA產業(yè)鏈取得了明顯的突破性的進展。
大唐移動近期將集中力量完成內部試驗網上TD-SCDMA系統(tǒng)的各種功能性業(yè)務開發(fā)，并與運營商聯(lián)合進行現場試驗，在真實環(huán)境下驗證TD-SCDMA的技術和應用，完成手機產品原理樣機和芯片的開發(fā)以及基站、基站控制器等的一系列開發(fā)和測試。
目前中國電子、南方高科、海信、三星、LG、DB-TEL、聯(lián)想、波導、夏新等九大廠商已經融入到TD-SCDMA終端的研發(fā)，TD-SCDMA核心網投入研發(fā)的有北電、中興、西門子、華為、普天、阿爾卡特等廠商；接入網方面，大唐、中興、普天、UT、華為、西門子等廠商都在大力推動TD-SCDMA的產業(yè)化進程。大唐移動將在明年進行大規(guī)模TD-SCDMA商用設備的測試，以便為2005年投入大規(guī)模商用做好準備。
熊軍 畢業(yè)于北京聯(lián)大信息工程學院通信工程專業(yè)，現任大唐移動通信設備有限公司TD-SCDMA研究開發(fā)部工程師。
摘自 郵電設計技術
