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摘要：介紹第三代移動通信中TDD系統(tǒng)的特點，比較了兩種TDD技術(shù)的異同，分析了TD-SCDMA制式的技術(shù)與經(jīng)濟優(yōu)勢。
關(guān)鍵詞：TD-SCDMA；CDMA；TDD；FDD
在20世紀(jì)的最后20年內(nèi)，現(xiàn)代移動通信技術(shù)走過了第一代（模擬系統(tǒng)）和第二代（窄帶數(shù)字系統(tǒng)）兩個階段。在新千年之交的時期，將要完成第三代移動通信（正式名稱為IMT-2000）標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，為今后十余年移動通信的發(fā)展打下基礎(chǔ)。
從20世紀(jì)90年代起，移動通信就以極高速度發(fā)展。2001年，我國移動通信用戶已突破1億，而且，還在以較高的速度增長。手機逐漸普及并帶來對通信個人化的強烈需求，互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展又帶來了移動數(shù)據(jù)通信的機遇。回顧近十年的發(fā)展，可以說，移動通信技術(shù)的發(fā)展開辟了一個巨大的市場，而市場的需求又推動了第三代移動通信技術(shù)進(jìn)步和國際標(biāo)準(zhǔn)的制定。
2000年5月，國際電聯(lián)正式發(fā)布了第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)，即：兩種TDMA模式（美國提出的UMC136(FDD)和歐洲提出的E-DECT(TDD)）、兩種CDMA FDD模式（歐洲提出的WCDMA(DS CDMA)）和美國提出的CDMA2000(MC CDMA)和一種雙工TDD模式（CDMA TDD，其中包括中國提出的TD-SCDMA和歐洲提出的UTRA TDD）。其中三種基于CDMA的技術(shù)制式被業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)同為主流標(biāo)準(zhǔn)，目前各國制造業(yè)均在大力開發(fā)這三種技術(shù)與產(chǎn)品。
1 TDD（時分雙工）系統(tǒng)的主要特點
在第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)制定過程中，國際上對TDD（時分雙工）方式第一次給予了高度重視，在CDMA和TDMA系統(tǒng)中都制定了TDD的標(biāo)準(zhǔn)。很多國家的營運商都表示了首先選用了TDD系統(tǒng)的愿望。其主要原因如下：
�。�1）根據(jù)目前對市場的預(yù)測，IMT-2000在投入運行后不久，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將會超過話音業(yè)務(wù)。而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的最主要部分將是不對稱的、IP型的業(yè)務(wù)。
�。�2）在同樣滿足IMT2000要求的前提下，TDD系統(tǒng)有以下特點：1）TDD能使用各種頻率資源，不需要成對的頻率；2）TDD適用于不對稱的上下行數(shù)據(jù)傳輸速率，特別適用于IP型的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；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使用諸如智能天線等新技術(shù)，達(dá)到提高性能、降低成本的目的；4）TDD系統(tǒng)設(shè)備成本較低，將可能比FDD系統(tǒng)低20％-50％。
可見，移動通信一定是以FDD為主流的傳統(tǒng)論點已受到挑戰(zhàn)，TDD系統(tǒng)在第三代移動通信中的位置已不可動搖。目前，多數(shù)人預(yù)測第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)的前景是一個共同的網(wǎng)絡(luò)，衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)用來完成全球無縫覆蓋，F(xiàn)DD系統(tǒng)用來建設(shè)全國和國際移動通信網(wǎng)，而TDD系統(tǒng)用來在城市人口集中地區(qū)提供高密度和高容量的話音、數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務(wù)，用雙模甚至多模用戶終端來實現(xiàn)全球漫游。
2 TD-SCDMA與UTRA TDD的比較
歐洲提出的UTRA TDD與TD-SCDMA同為TDD技術(shù)，兩者既有共同點，又由于兩者采用技術(shù)不同而功能有所不同。TD-SCDMA是根據(jù)目前國際上無線接入技術(shù)的發(fā)展，參考了國際上新的CDMA系統(tǒng)，又引入了我國具有知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和特點來設(shè)計的。
TD-SCDMA與UTRA TDD的相同之外：
�。�1）使用TDD雙工方式；（2）同時使用FDMA/TDMA/CDMA；（3）使用相同QPSK射頻調(diào)制解調(diào)技術(shù)；（4）使用相同的正交可變擴頻系數(shù)的擴頻調(diào)制方法；（5）使用相同的超幀和無線幀長度；（6）使用相同的數(shù)據(jù)復(fù)接和分接方法；（7）在信道編碼和交織方面，使用和3GPP完全相同的技術(shù)；（8）CDMA TDD將使用完全相同的第二、第三層信令。
TD-SCDMA采用的特殊技術(shù)和設(shè)計：
（1）是一個同步CDMA的系統(tǒng)，用軟件和幀結(jié)構(gòu)設(shè)計來實現(xiàn)嚴(yán)格的上行同步；（2）是一個基于智能天線的系統(tǒng)，充分發(fā)揮了智能天線的優(yōu)勢，并在未來可能使用SDMA；（3）基于軟件無線電技術(shù)，所有基帶數(shù)字信號處理均用軟件實現(xiàn)，而不依賴ASIC；（4）在基帶數(shù)字信號處理上，聯(lián)合使用了智能天線和聯(lián)合檢測技術(shù)，達(dá)到比UTRA TDD高一倍的頻譜利用率；（5）基于智能天線，使用接力切換技術(shù)，和CDMA的軟切換相比，簡化了用戶終端的設(shè)計，克服了軟切換要長期大量占用網(wǎng)絡(luò)資源和基站下行容量資源的缺點。
由此可見，TD-SCDMA系統(tǒng)和UTRA TDD在網(wǎng)絡(luò)和高層信令的設(shè)計上是完全一致的。換句話說，CDMA TDD的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本考慮是完全相同的，因而，完全可能在2001年內(nèi)實現(xiàn)集成，成為一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。但應(yīng)當(dāng)注意的是，TD-SCDMA使用和實現(xiàn)了智能天為代表的新技術(shù)，導(dǎo)致各方面的優(yōu)勢。
綜上所述，UTRA TDD的功能已被TD-SCDMA全面覆蓋，兩者的融合已不存在技術(shù)上的障礙。歐洲UTRA TDD的提出和倡導(dǎo)者，德國西門子公司于2001年7月已正式宣布，將停止UTRA TDD的開發(fā)，而全部轉(zhuǎn)入TD-SCDMA的技術(shù)與產(chǎn)品開發(fā)。這就意味著，TD-SCDMA事實上已經(jīng)成為全世界唯一的第三代TDD標(biāo)準(zhǔn)。國際電聯(lián)TDD專門劃分的頻段將完全被TD-SCDMA使用，為TD-SCDMA走向全世界鋪平了道路，也為TD-SCDMA在世界漫游創(chuàng)造了條件。
3 TD-SCDMA的技術(shù)與經(jīng)濟優(yōu)勢。
TD-SCDMA是由大唐集團代表中國提出的第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)。雖然它的提出較晚于其它標(biāo)準(zhǔn)，但也正是因為這一點，TD-SCDMA吸納了九十年代移動通信領(lǐng)域最為先進(jìn)的技術(shù)，具有強大的后發(fā)優(yōu)勢。
TD-SCDMA是CDMA（碼分多址）技術(shù)與現(xiàn)代高科技相結(jié)合的全新技術(shù)。與WCDMA和CDMA2000所采用FDD模式（FDD--頻分雙工，上下行鏈路在不同頻帶上工作）不同，TD-SCDMA由于同時采用了同步CDMA、智能天線、軟件無線電、聯(lián)合檢測、接力切換、低碼片速率、多時隙TD-SCDMA、直接擴頻CDMA、自適應(yīng)功率調(diào)整等一系列高新技術(shù)，從而大大增加了系統(tǒng)容量，提高了系統(tǒng)抗干擾性能，大大降低了發(fā)射功率，節(jié)約了制造成本。與其它系統(tǒng)相比，TD-SCDMA具有如下突出優(yōu)勢：
�。�1）就移動通信技術(shù)的要本性問題－－頻譜資源利用率而言，TD-SCDMA的頻譜利用率最高。我國移動電話普及率目前還不到10％，隨著移動電話普及率的大幅度提高，將使得第二代移動通信頻譜資源嚴(yán)重不足，因此，我國發(fā)展第三代移動通信首先是要解決移動電話用戶的高速增長與頻譜資源不足的矛盾。TD-SCDMA的頻譜利用率數(shù)倍于WCDMA與CDMA2000，而且它不象FDD標(biāo)準(zhǔn)那樣需要成對的頻率，可以充分利用零碎頻段。因此TD-SCDMA可以有效地解決頻譜資源緊張的問題。
�。�2）由于TD-SCDMA的系統(tǒng)容量大大高于另外兩種標(biāo)準(zhǔn)，特別適合于大城市等高業(yè)務(wù)密度區(qū)域。又由于TD-SCDMA可以動態(tài)調(diào)整上下行數(shù)據(jù)傳輸速率，特別適合處理上下行不對稱的Internet型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。所以，與WCDMA和CDMA2000相比，TD-SCDMA能夠更好地滿足運營商處理大業(yè)務(wù)量和經(jīng)營Internet型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的要求。
�。�3）由于采用了智能天線等新技術(shù)，TD-SCDMA大大降低了發(fā)射功率，從而可以大大降低產(chǎn)品成本。另外，TD-SCDMA擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，可避免因使用外國公司專利而必須交付的高額知識產(chǎn)權(quán)費用，從而可進(jìn)一步降低產(chǎn)品成本。
�。�4）可以利用GSM核心網(wǎng)絡(luò)，在業(yè)務(wù)需求量大的地方先行以“孤島”方式部署TD-CDMA基站，與現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)完全兼容，從而實現(xiàn)從第二代移動通信技術(shù)到第三代移動通信技術(shù)平滑過渡，最大限度地利用我國現(xiàn)有的非常龐大的第二代移動通信網(wǎng)絡(luò)資源，最大限度地保護(hù)現(xiàn)有資本，節(jié)省演進(jìn)成本。
�。�5）目前，國際上已經(jīng)開始了第三代后技術(shù)的研究，研究熱點包括：TDMA技術(shù)、TDD技術(shù)、智能天線技術(shù)、軟件無線電技術(shù)、下行包交換數(shù)據(jù)的高速傳輸技術(shù)等，這些技術(shù)在TD-SCDMA系統(tǒng)里已經(jīng)有所應(yīng)用。由此可見，TD-SCDMA在一定程度上代表了技術(shù)的發(fā)展方向，具有相當(dāng)?shù)那罢靶浴?br>
4 結(jié)束語
采用具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA，有利于國內(nèi)更多的制造商投入3G的開發(fā)，將帶動我國民族移動通信產(chǎn)業(yè)在第三代移動通信技術(shù)的群體突破，并贏得搶先進(jìn)入市場的先機，為未來市場的發(fā)展創(chuàng)造寬松的環(huán)境，并極大地推動我國移動通信的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
摘自《黑龍江通信技術(shù)》2001.12月
