TD-SCDMA單獨(dú)組網(wǎng)可行性分析

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TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長 楊驊




  TD-SCDMA不但因其頻譜利用率高、系統(tǒng)容量大而特別適合在人口高密度地區(qū)使用,而且也可在宏小區(qū)(Macro)、微小區(qū)(Micro)及微微小區(qū)(Pico)等各種環(huán)境下使用,能夠支持各種無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。



前期組網(wǎng)



  在3G技術(shù)的定義中,F(xiàn)DD模式的覆蓋距離是30km,TDD方式的覆蓋距離是11km,主要是根據(jù)TDD模式下受到上行和下行保護(hù)時(shí)隙間隔的影響。但由于TD-SCDMA采用了智能天線技術(shù),因此,在發(fā)射電平、靈敏度和FDD相同的情況下,智能天線能增加通信距離。



  TD-SCDMA系統(tǒng)的覆蓋半徑主要取決于兩方面的因素:一是系統(tǒng)的發(fā)射電平及接收靈敏度,二是收發(fā)時(shí)間間隙,主要是上下行保護(hù)時(shí)隙的寬度以及電波傳播速度之間的關(guān)系。



  就系統(tǒng)的發(fā)射電平和接受靈敏度而言,TD- SCDMA 系統(tǒng)與FDD系統(tǒng)是相同的。而且由于采用了智能天線,利用上、下行波束賦形技術(shù),獲得了額外的系統(tǒng)增益,使得系統(tǒng)的鏈路預(yù)算要優(yōu)于WCDMA系統(tǒng),在同等發(fā)射功率條件下覆蓋半徑也明顯大于WCDMA系統(tǒng)。初步的推算為:由于TD-SCDMA的帶寬只有WCDMA的1/3,較WCDMA系統(tǒng)所獲得的增益為5dB,智能天線帶來的額外系統(tǒng)增益為9dB,但由于采用了TDD多時(shí)隙的方案,使TD-SCDMA多失去8dB,所以在相同的傳播情況下,TD-SCDMA的鏈路預(yù)算要比WCDMA系統(tǒng)多6dB,相當(dāng)于覆蓋半徑要大50%。根據(jù)ITU規(guī)定的環(huán)境下最大通信距離的計(jì)算結(jié)果, WCDMA系統(tǒng)在8K的語音及384K的數(shù)據(jù)傳輸情況下的覆蓋半徑分別為10Km和5Km,而TD-SCDMA的這一數(shù)值分別為10Km和16Km,這一結(jié)果已經(jīng)在1998年向ITU提交建議時(shí)一并提交,并獲得認(rèn)可。而且,目前建成的演示系統(tǒng)也證明了上述分析的正確性。



  就收發(fā)時(shí)間間隙而言,TD-SCDMA在進(jìn)行幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)就充分考慮到了基站系統(tǒng)在作為宏小區(qū)應(yīng)用時(shí)所需要的保護(hù)時(shí)隙,系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完全能滿足廣域覆蓋要求。



  如上圖所示TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)中用深藍(lán)色標(biāo)識的即為上下行保護(hù)時(shí)隙。它的寬度為T=75us,用于區(qū)分上下行時(shí)隙,使距離較遠(yuǎn)的終端能實(shí)現(xiàn)上行同步。在TD-SCDMA系統(tǒng)中,此時(shí)隙的寬度保證了小區(qū)的最大半徑可能達(dá)到11Km以上。初步的推算為T>d/c(d為小區(qū)半徑,c為光速),可以看到,保護(hù)時(shí)隙的設(shè)置是保留有充分的余量的,TD-SCDMA完全可以在宏小區(qū)(Macro),微小區(qū)(Micro)及微微小區(qū)(Pico)等各種環(huán)境下使用。當(dāng)需要的小區(qū)覆蓋半徑超過12Km時(shí),還可以通過靈活的對保護(hù)時(shí)隙進(jìn)行設(shè)置來實(shí)現(xiàn)基站的超遠(yuǎn)距離覆蓋,這時(shí)有可能需要犧牲一個(gè)業(yè)務(wù)主時(shí)隙,使系統(tǒng)的容量降低大概16%,但由于TD-SCDMA的系統(tǒng)容量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于WCDMA系統(tǒng),即使?fàn)奚诉@一部分容量,也仍然可以使系統(tǒng)的容量比WCDMA系統(tǒng)高。這一技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)場演示實(shí)驗(yàn)網(wǎng)中得到了驗(yàn)證。目前的演示證明,當(dāng)小區(qū)的覆蓋半徑超過16Km時(shí),仍然能保證系統(tǒng)穩(wěn)定的傳輸。



  可見,TD-SCDMA不但因其頻譜利用率高、系統(tǒng)容量大而特別適合在人口高密度地區(qū)使用,而且也可在宏小區(qū)(Macro)、微小區(qū)(Micro)及微微小區(qū)(Pico)等各種環(huán)境下使用,能夠支持各種無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。






組網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用



  TD-SCDMA由于同時(shí)采用了FDMA、CDMA、TDMA及SDMA的多址技術(shù),對于像因特網(wǎng)這樣的“不對稱”傳輸業(yè)務(wù),可使其轉(zhuǎn)換“不對稱”,而對于像語音這樣的“對稱”傳輸業(yè)務(wù)可以使其轉(zhuǎn)換“對稱”,這樣,就使總的頻譜效率更高。在無線傳輸上, TD-SCDMA還可根據(jù)傳輸要求的不同,靈活地選擇傳輸模式,充分利用現(xiàn)有的頻譜資源,滿足多種不同的需要。再者, TD-SCDMA采用了智能天線、上行同步等先進(jìn)技術(shù),系統(tǒng)對基于位置的服務(wù)有其獨(dú)特的優(yōu)勢。



  在第二代移動通信系統(tǒng)中主要以提供話音業(yè)務(wù)為主,其上下行的占用的時(shí)間(或帶寬)基本相同。在這種應(yīng)用中FDD與TDD的使用效率基本相同,均可提供對對稱業(yè)務(wù)的支持。但在第三代系統(tǒng)中,無線互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用將打破上下行傳統(tǒng)的對稱平衡傳輸模式。如下圖所示,我們知道FDD的模式因其上行鏈路和下行鏈路是相互獨(dú)立的,資源不能相互利用,而難以做到自動調(diào)節(jié)上下行帶寬。因此,在滿足非對稱業(yè)務(wù)應(yīng)用時(shí),其頻譜效率將大幅降低,造成頻率資源的浪費(fèi)。



  TD-SCDMA采用了CDMA和TDMA的多址技術(shù),可利用在每個(gè)無線信道時(shí)域里的一個(gè)定期重復(fù)的TDMA幀結(jié)構(gòu),然后再將這個(gè)幀分為幾個(gè)時(shí)隙。使TD-SCDMA在傳輸中很容易設(shè)置一個(gè)上行和下行鏈路的轉(zhuǎn)換點(diǎn),來針對不同類型的業(yè)務(wù)。相當(dāng)于可根據(jù)交通的流量來控制紅綠燈轉(zhuǎn)換的時(shí)間間隔,對于像因特網(wǎng)這樣的“不對稱”傳輸業(yè)務(wù),可使其轉(zhuǎn)換“不對稱”,而對于像語音這樣的“對稱”傳輸業(yè)務(wù)可以使其轉(zhuǎn)換“對稱”,這樣就使總的頻譜效率更高。



  此外, TD-SCDMA可以根據(jù)無線環(huán)境的差別采用不同的調(diào)制技術(shù),信號速率有2Mbps 、768kbps、384kbps ,192kbps和96kbps等多種方式。因此在無線傳輸上, TD-SCDMA依靠其獨(dú)特的操作模式,可根據(jù)傳輸要求的不同,靈活地選擇傳輸模式,充分利用現(xiàn)有的頻譜資源,滿足多種不同的需要。所以,TD-SCDMA 更適合今后移動數(shù)據(jù)及多媒體傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)的應(yīng)用。



全球漫游



  TD-SCDMA具有全球漫游的基礎(chǔ)。無論采取哪種分配頻率的方式,而隨著TDD技術(shù)融合,目前國際上只有TD-SCDMA一種TDD技術(shù)制式在進(jìn)行實(shí)際的產(chǎn)品開發(fā)。因此,TD-SCDMA可實(shí)現(xiàn)在不同國家間的應(yīng)用與漫游,其市場前景看好。



  國際電聯(lián)在確定第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)時(shí),定義了FDD與TDD兩種技術(shù)模式,并為這兩種制式規(guī)劃了相應(yīng)的使用頻段。早在1999年3月歐洲某些國家已經(jīng)完成了牌照的發(fā)放及頻段的分配(如芬蘭),也有一些國家至今還未完成牌照的發(fā)放工作(如愛爾蘭)。有的國家采用所謂的“選美”方式進(jìn)行牌照發(fā)放,另外一些國家則采取“拍賣”的方式(其中德國和英國最為典型)。在亞洲的部分運(yùn)營商也進(jìn)行了TDD頻譜的分配。



  可見,無論采取哪種分配頻率的方式,除美國外多數(shù)國家共同點(diǎn)是FDD和TDD頻段同時(shí)被授予運(yùn)營商,部分國家有擁有單一TDD頻段的運(yùn)營商。而隨著TDD技術(shù)融合,目前國際上只有TD-SCDMA一種TDD技術(shù)制式在進(jìn)行實(shí)際的產(chǎn)品開發(fā)。因此,TD-SCDMA可實(shí)現(xiàn)在不同國家間的應(yīng)用與漫游,其市場前景看好。



  但由于FDD技術(shù)中有歐洲的 WCDMA 與美國的CDMA2000兩種技術(shù)制式,而歐美兩大陣營又互不相讓,致使美國的CDMA2000難以進(jìn)入歐洲市場,歐洲的WCDMA也難以在北美大發(fā)展。結(jié)果將是此兩種技術(shù)的全球漫游均受到政治與經(jīng)濟(jì)利益的制約而實(shí)現(xiàn)困難,其全球市場均有一定的局限性。



  因此, TD-SCDMA具有頻譜利用率高,系統(tǒng)容量大,系統(tǒng)設(shè)備成本競爭優(yōu)勢強(qiáng),移動速度可滿足ITU的要求,網(wǎng)絡(luò)建設(shè)費(fèi)用低,可最佳適合移動因特耐特這種非對稱數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的應(yīng)用,在全球均擁有可使用的TDD頻段,可實(shí)現(xiàn)全球漫游等特點(diǎn)。這使得今后使用TD-SCDMA技術(shù)設(shè)備的運(yùn)營商,在第三代移動通信的市場競爭中,在資費(fèi)競爭、開展各種基于移動非對稱及位置的業(yè)務(wù),以及實(shí)現(xiàn)全球漫游等方面具有明顯的優(yōu)勢?梢,TD-SCDMA是具有廣泛應(yīng)用前景的3G技術(shù)。




----《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》

   

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