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摘要：介紹第三代移動(dòng)通信中TDD系統(tǒng)的特點(diǎn)，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(jì)優(yōu)勢(shì)。
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(dòng)通信技術(shù)走過(guò)了第一代（模擬系統(tǒng)）和第二代（窄帶數(shù)字系統(tǒng)）兩個(gè)階段。在新千年之交的時(shí)期，將要完成第三代移動(dòng)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(dòng)通信的發(fā)展打下基礎(chǔ)。
從20世紀(jì)90年代起，移動(dòng)通信就以極高速度發(fā)展。2001年，我國(guó)移動(dòng)通信用戶已突破1億，而且，還在以較高的速度增長(zhǎng)。手機(jī)逐漸普及并帶來(lái)對(duì)通信個(gè)人化的強(qiáng)烈需求，互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展又帶來(lái)了移動(dòng)數(shù)據(jù)通信的機(jī)遇�；仡櫧甑陌l(fā)展，可以說(shuō)，移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展開(kāi)辟了一個(gè)巨大的市場(chǎng)，而市場(chǎng)的需求又推動(dòng)了第三代移動(dòng)通信技術(shù)進(jìn)步和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定。
2000年5月，國(guó)際電聯(lián)正式發(fā)布了第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，即：兩種TDMA模式（美國(guó)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(guó)提出的CDMA2000(MC CDMA)和一種雙工TDD模式（CDMA TDD，其中包括中國(guó)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(guó)制造業(yè)均在大力開(kāi)發(fā)這三種技術(shù)與產(chǎn)品。
1 TDD（時(shí)分雙工）系統(tǒng)的主要特點(diǎn)
在第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程中，國(guó)際上對(duì)TDD（時(shí)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(guó)家的營(yíng)運(yùn)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(duì)市場(chǎng)的預(yù)測(cè)，IMT-2000在投入運(yùn)行后不久，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將會(huì)超過(guò)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(duì)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(diǎn)：1）TDD能使用各種頻率資源，不需要成對(duì)的頻率；2）TDD適用于不對(duì)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(duì)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(jiàn)，移動(dòng)通信一定是以FDD為主流的傳統(tǒng)論點(diǎn)已受到挑戰(zhàn)，TDD系統(tǒng)在第三代移動(dòng)通信中的位置已不可動(dòng)搖。目前，多數(shù)人預(yù)測(cè)第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的前景是一個(gè)共同的網(wǎng)絡(luò)，衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)用來(lái)完成全球無(wú)縫覆蓋，F(xiàn)DD系統(tǒng)用來(lái)建設(shè)全國(guó)和國(guó)際移動(dòng)通信網(wǎng)，而TDD系統(tǒng)用來(lái)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(lái)實(shí)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T(mén)DD技術(shù)，兩者既有共同點(diǎn)，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(guó)際上無(wú)線接入技術(shù)的發(fā)展，參考了國(guó)際上新的CDMA系統(tǒng)，又引入了我國(guó)具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)的。
TD-SCDMA與UTRA TDD的相同之外：
�。�1）使用TDD雙工方式；（2）同時(shí)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(kuò)頻系數(shù)的擴(kuò)頻調(diào)制方法；（5）使用相同的超幀和無(wú)線幀長(zhǎng)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(jì)：
（1）是一個(gè)同步CDMA的系統(tǒng)，用軟件和幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的上行同步；（2）是一個(gè)基于智能天線的系統(tǒng)，充分發(fā)揮了智能天線的優(yōu)勢(shì)，并在未來(lái)可能使用SDMA；（3）基于軟件無(wú)線電技術(shù)，所有基帶數(shù)字信號(hào)處理均用軟件實(shí)現(xiàn)，而不依賴ASIC；（4）在基帶數(shù)字信號(hào)處理上，聯(lián)合使用了智能天線和聯(lián)合檢測(cè)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(jiǎn)化了用戶終端的設(shè)計(jì)，克服了軟切換要長(zhǎng)期大量占用網(wǎng)絡(luò)資源和基站下行容量資源的缺點(diǎn)。
由此可見(jiàn)，TD-SCDMA系統(tǒng)和UTRA TDD在網(wǎng)絡(luò)和高層信令的設(shè)計(jì)上是完全一致的。換句話說(shuō)，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(shí)現(xiàn)集成，成為一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。但應(yīng)當(dāng)注意的是，TD-SCDMA使用和實(shí)現(xiàn)了智能天為代表的新技術(shù)，導(dǎo)致各方面的優(yōu)勢(shì)。
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(guó)西門(mén)子公司于2001年7月已正式宣布，將停止UTRA TDD的開(kāi)發(fā)，而全部轉(zhuǎn)入TD-SCDMA的技術(shù)與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。這就意味著，TD-SCDMA事實(shí)上已經(jīng)成為全世界唯一的第三代TDD標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際電聯(lián)TDD專門(mén)劃分的頻段將完全被TD-SCDMA使用，為T(mén)D-SCDMA走向全世界鋪平了道路，也為T(mén)D-SCDMA在世界漫游創(chuàng)造了條件。
3 TD-SCDMA的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
TD-SCDMA是由大唐集團(tuán)代表中國(guó)提出的第三代移動(dòng)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?yàn)檫@一點(diǎn)，TD-SCDMA吸納了九十年代移動(dòng)通信領(lǐng)域最為先進(jìn)的技術(shù)，具有強(qiáng)大的后發(fā)優(yōu)勢(shì)。
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(shí)采用了同步CDMA、智能天線、軟件無(wú)線電、聯(lián)合檢測(cè)、接力切換、低碼片速率、多時(shí)隙TD-SCDMA、直接擴(kuò)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(shì)：
�。�1）就移動(dòng)通信技術(shù)的要本性問(wèn)題－－頻譜資源利用率而言，TD-SCDMA的頻譜利用率最高。我國(guó)移動(dòng)電話普及率目前還不到10％，隨著移動(dòng)電話普及率的大幅度提高，將使得第二代移動(dòng)通信頻譜資源嚴(yán)重不足，因此，我國(guó)發(fā)展第三代移動(dòng)通信首先是要解決移動(dòng)電話用戶的高速增長(zhǎng)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(duì)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(wèn)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(dòng)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(duì)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(yùn)營(yíng)商處理大業(yè)務(wù)量和經(jīng)營(yíng)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(shí)產(chǎn)權(quán)，可避免因使用外國(guó)公司專利而必須交付的高額知識(shí)產(chǎn)權(quán)費(fèi)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(shí)現(xiàn)從第二代移動(dòng)通信技術(shù)到第三代移動(dòng)通信技術(shù)平滑過(guò)渡，最大限度地利用我國(guó)現(xiàn)有的非常龐大的第二代移動(dòng)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(guó)際上已經(jīng)開(kāi)始了第三代后技術(shù)的研究，研究熱點(diǎn)包括：TDMA技術(shù)、TDD技術(shù)、智能天線技術(shù)、軟件無(wú)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(jiàn)，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(yǔ)
采用具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA，有利于國(guó)內(nèi)更多的制造商投入3G的開(kāi)發(fā)，將帶動(dòng)我國(guó)民族移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)在第三代移動(dòng)通信技術(shù)的群體突破，并贏得搶先進(jìn)入市場(chǎng)的先機(jī)，為未來(lái)市場(chǎng)的發(fā)展創(chuàng)造寬松的環(huán)境，并極大地推動(dòng)我國(guó)移動(dòng)通信的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
摘自《黑龍江通信技術(shù)》2001.12月
