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摘要 本文概述了TD-SCDMA的發(fā)展歷程及TD-SCDMA的特點，指出了TD-SCDMA的商用化前景，剖析了TD-SCDMA在同WCDMA和cdma2000的競爭中面臨的機遇和挑戰(zhàn)，分析了TD-SCDMA對我國移動通信業(yè)發(fā)展的影響。
關鍵詞 TD-SCDMA；第三代移動通信；IMT-2000；技術體制
1.TD-SCDMA技術概述
TD-SCDMA是由中國電信科學技術研究院（CATT）與歐洲西門子公司共同開發(fā)的技術，是國際電信聯盟（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、聯合檢測、多時隙、可變擴頻系統、自適應功率調整等技術。
西門子對TD-SCDMA技術的研究始于90年代初期，通過與著名高等院校、科研機構和各大公司的合作，使該技術不斷成熟，并由歐共體作為第三代技術立項研究。與此同時，90年代中期，CATT提出了基于TDD模式的SCDMA方案，主要應用于無線本地環(huán)路（WLL）。該方案在逐漸商用后得到進一步發(fā)展，形成了TD-SCDMA技術。1998年中期，西門子與CATT進行首次接觸。雙方發(fā)現，歐洲的TD-SCDMA與中國的TD-SCDMA不僅有許多相似之處，而且在技術上存在諸多互補方面，于是雙方提出合作設想，并多次在歐洲和中國兩地進行技術探討，最終達成共識，將兩種技術相互補充，使之融合為一種技術，命名為TD-SCDMA。隨即于1998年秋，雙方開始進行大量TD-SCDMA標準化工作，包括技術制造、仿真驗證、起草標準文稿等。通過一年多的艱苦努力，TD-SCDMA技術終于得到了國際上的認同，并被國際電聯（ITU）采納，成為第三代移動通信的標準之一�；陔p方在標準上的成功合作，西門子與CATT于1999年夏達成另一協議，即TD-SCDMA的產品開發(fā)協議。自此，雙方開始了產品的開發(fā)合作。
西門子公司與CATT來自不同的區(qū)域，有著不同的組織結構和企業(yè)文化，各有所長。TD-SCDMA是來自歐洲和中國的兩種技術的結合，但并不是簡單的合并，而是優(yōu)勢互補。例如，CATT在射頻和寬帶方面做了許多工作，其中包括智能天線、上行同步、軟件無線電等。西門子的突出貢獻則是該標準的核心技術、產品開發(fā)、項目管理和協調等等。產品研發(fā)工作已在德國、意大利、奧地利、英國和中國等地展開，雙方為些均投入了大量人力，采取混合編隊、取長補短的操作方式。由此不難看出，這將是一次很成功的合作。
2.TD-SCDMA的特點
在ITU批準的3G標準中，存在三種基于CDMA的主流技術。即歐洲提出的W-CDMA，美國提出的cdma2000和中國提出的TD-SCDMA。TD-SCDMA與其它兩種技術并不完全是競爭關系，主要區(qū)別在于TD-SCDMA采用的是TDD技術，使用自已特有的頻率，而W-CDMA和cdma2000采用的則是FDD技術。所謂競爭，實際上是W-CDMA和cdma2000之間的競爭.TD-SCDMA因采用了不同的頻譜，實際上，與W-cdma和cdma2000是互補關系，特別是與W-CDMA之間。當然，不否認TD-SCDMA作為獨立的技術也具有自由組網的功能，如運營商需要采用FDD和TDD技術時，TD-SCDMA可與W-CDMA形成互補關系。就技術本身來講，TD-SCDMA有以下特點：
�。�1）它是TDD技術，與FDD模式需要一對頻譜相比，TD-SCDMA的應用范圍更廣，它可在任何一段空余的頻段上應用。
�。�2）TD-SCDMA頻寬為1.6MHz，只是其它兩種技術所需頻寬的1/3，從第一、二代移動技術頻譜逐漸向第三代過渡后，第一、二代頻譜會逐漸空出來，TD-SCDMA可重新利用原有頻帶。舉一個簡單的例子：GSM頻寬為0.2MHz，8個GSM的頻帶加在一起就是一個TD-SCDMA的頻寬，TD-SCDMA因其頻寬較窄的優(yōu)勢，便于被采納。
�。�3）一些尖端技術（聯合檢測、智能天線、上行同步、軟件無線電等）在TD-SCDMA中得到了充分的體現，而這些技術在W-CDMA和cdma2000中是沒有的。由于這些技術在未來第四代移動通信中是必須考慮的，目前，其它兩種技術正在向這些方面發(fā)展。由此可見，TD-SCDMA是極有前景的技術。
（4）它的另一優(yōu)勢是在CDMA的基礎上引進TDMA概念，其靈活的上行下行切換可實現非對稱業(yè)務，最大限度地利用頻譜資源，這是FDD技術所無法做到的。因此在數據業(yè)務上有很大的優(yōu)越性，如接入因特網等。在當今世界通信領域里，有限的頻譜資源是極共寶貴的，這點可從歐洲的頻譜拍賣中得到充分印證。TD-SCDMA采用先進技術，可最大限度減少干擾，有效支持非對稱業(yè)務，從而使頻譜利用率得到極大提高。因此，在同樣的頻率上，TD-SCDMA可支持更多用戶，將為運營商帶來更豐富的經濟效益。
3.商用化的前景
同W-CDMA和cdma2000相比，TD-SCDMA標準化工作啟動較晚，但目前已取得了驚人的進展，并且已被ITU所采納，在3GPP中被逐漸融事為TDD標準。TD-SCDMA技術目前主要在中國和德國進行開發(fā)，計劃2002年底提供正式的商用設備。該系統是一個立足于第一階段兼容現有GSM網絡，并在第2代網絡上實現的第3代的業(yè)務；第二階段接入全新的第3代網絡，提供更新的第3代業(yè)務。該技術采用TDD模式，并且同時使用FDMA/TDMA/CDMA技術、相同的QPSK射頻調制解調技術、相同的正交可變擴頻調制方法、相同的超幀和無線幀長度、相同的數據復接和分接方法等技術，用軟件和幀結構設計來實現嚴格的上行同步，使用了智能天線和聯合檢測技術。因此，在達到高頻譜利用率的同時，還能達到高數據傳輸率和較大的系統容量。產品開發(fā)在近兩年也取得了極大的成效，整個商業(yè)化進行正按計劃積極有效地進行。到目前為止，整個基站系統的硬件開發(fā)已基本完成，第一批50臺基站系統已經出廠，用于軟件的聯調和集成，其中一部分將用于2001年第二季度開始的商用試驗。通過半年或更長一段時間的商用試驗，爭取2001年底入網商用。
網絡設備預計在2001年底進入商用。與此同時，手機的開發(fā)工作也在進行中。2001年第二季度開始的商用試驗中，有TD-SCDMA樣機投入使用。隨著樣機進一步小型化，期望商用手機與網絡系統可同時投入商用。
TD-SCDMA在國際上剛被提出時，運營商和制造商幾乎都對此持懷疑態(tài)度，以批評的眼光看待這一新技術。對于一種新的技術來說，這是很正常的。更由于該技術是中國的ITU提出的，就又多了一層懷疑。有輿論認為，中國是一個發(fā)展中國家，如何能提出如此先進的技術呢？但是，通過近兩年國際標準化工作和大量的研發(fā)工作，TD-SCDMA漸漸為業(yè)界認可，在第三代標準中已占有一席之地。目前，國際上有些著名廠商對該技術表現極大興趣，并作了深入研究，甚至在某些方面對該技術的理解已超過了西門子和CATT。亞洲、歐洲和美國的一些著名廠商表示，如果TD-SCDMA在中國投入商用，愿意加大力度研究開發(fā)該技術，并生產相應的產品。正因TD-SCDMA由中國提出，在整個標準化過程中，始終得到中國運營商的關注和支持。運營商在選擇標準時需要考慮各種不同因素，并權衡利弊。
4.TD-SCDMA技術面臨的挑戰(zhàn)
在市場上，TD-SCDMA作為第三代的一個標準，必然與其它標準形成競爭，其市場份額有多大，主要取決于以下幾點：
�。�1）TD-SCDMA具有中國的知識產權，并已被ITU所采納，如果在全世界商用，最大的受益者當屬中國的通信產業(yè)。國內的制造商不僅可以用自己的技術和產業(yè)占領國內的市場，而且還能將其推向世界，使其成為中國的又一出口工業(yè)，從而給國民經濟帶來新的增長點。當然，TD-SCDMA在國際的成功首先應取決于在中國的成功，這一點是至關重要的。
�。�2）TD-SCDMA是否成功，取決于其產品是否較其它標準的產品更具有競爭力。這不僅體現在技術上，同時也取決于產品的價位和業(yè)務功能。產品必須具有競爭力才會被大眾所接受，因此雖然TD-SCDMA具有許多優(yōu)勢，但最終還需要經過商用試驗予以證實。
�。�3）眾多廠商的參與是TD-SCDMA成功的另一關鍵。多家參與必然會減少研發(fā)與生產的投資，降低風險，引入競爭，使最終用戶受益。2000年12月12日，由中國移動通信聯合會、中國移動通信集團公司、中國電信集團和中國聯合通信有限公司等8家單位發(fā)起的TD-SCDMA論壇在北京正式成立，成員已近200個，其中包括愛立信、諾基亞和高通等國際著名廠商，提高了人們對TD-SCDMA的認知度，使更多廠商、運營商、科研機構和大眾市場增加了對它的了解。其次，該技術不是封閉的，應吸收對它有興趣的廠商和運營商聯合開發(fā)。成立TD-SCDMA論壇的目的就是為對該技術感興趣的廠商和運營商提供機會和場所，通過深入的研究、交流和了解，最終應用它。目前，論壇成員正積極參與工作。此外，同國內外多家生產廠商和運營商廣泛合作，提供優(yōu)惠條件，激發(fā)參與意識與是相當重要的。TD-SCDMA是基于TDD模式的技術，在世界上凡是有TDD頻段的地域，就會有TD-SCDMA的空間和市場。TD-SCDMA的國際化程度決不差于其它兩種技術，如果它在中國取得成功，很快就會被運營商采納�，F已有國外運營商同我們就此開始進行接觸和交流。
5.TD-SCDMA對我國移動通信業(yè)的發(fā)展的影響
移動通信產業(yè)在2000年度國民總產值中拉動國民經濟增長0.8個百分點，預計在2001年到2002年的國民經濟中，移動通信這一單位產業(yè)就會拉動國民經濟增長1個百分點，這在其他任何單項產業(yè)中是難以想象的。第三代移動通信對經濟增長將有更大的帶動作用，中國第三代移動通信市場最保守的估計是一萬億元人民幣，用我們自己擁有知識產權的技術去開拓市場，將會給我國帶來巨大的經濟利益。
中國移動通信業(yè)在近年得到迅猛發(fā)展，目前在世界排名第二，可能會在很短時間內超過美國，排名第一。中國移動市場的新用戶每月增長約150萬，這一事實是世界上許多大制造廠商關注中國移動通信業(yè)的原因。中國的移動通信業(yè)將在世界移動通信市場上舉足輕重。中國移動通信業(yè)的發(fā)展可分為兩個主要方面：一方面是運工營業(yè)的發(fā)展，另一方面就是產業(yè)的發(fā)展。目前，運營業(yè)發(fā)展的狀況良好，令人喜悅，但產業(yè)的發(fā)展還不盡如人意。就GSM來講，國內產業(yè)只占有2％的市場份額，98％的市場被國外廠商瓜分，這是因為中國第一代和第二代的移動技術中沒有自己的知識產權，所以在技術和標準的研發(fā)中處于被動地位。第三代TD-SCDMA技術對中國的移動通信業(yè)發(fā)展將產生深遠影響，如果在中國取得成功，將帶來實質上的、突破性的轉變。TD-SCDMA將使中國的運營首次使用自己的技術，并在國際市場上形成高科技產業(yè)出口，為產業(yè)和國家?guī)黼p重利益。
在三種國際標準中，TD-SCDMA的頻譜利用率最高，復雜度低，開發(fā)產品的價位較其它兩種技術更加經濟，可以有效地支持話音和數據業(yè)務。另外，作為消費者，他們所關心的是技術所帶來的業(yè)務，以及基于業(yè)務本身的價值。TD-SCDMA在這些方面均具有優(yōu)勢。由于TD-SCDMA采用了智能天線、同步CDMA、軟件無線電等先進技術，使得設備的頻譜利用率大大提高，系統容量增大，基站射頻功率大幅度下降，單基站的設備成本降低，系統建設費用可大大降低。
相比WCDMA和cdma2000，TD-SCDMA的勝出還面臨著不少障礙。在資金、人才、研發(fā)投入、市場運作等方面，我們和國際知名企業(yè)還有很大差距。但隨著TD-SCDMA技術論壇在北京的正式成立，目前已有會員單位超過237家。論壇的理事會中單位為中國移動、中國聯通、中國電信、網通、吉通、鐵通、大唐、華為、中興、阿爾卡特、摩托羅拉、北電網絡、高通、西門子、UT斯達康，并已成立系統總體評估、仿真、業(yè)務需求及應用推廣三個工作組，各項工作正逐步展開�！癟D-SCDMA技術論壇”的成立，為全球范圍內的眾多運營商、制造商以及相關廠家、團體和科研機構在TD-SCDMA技術方面提供一個良好的交流平臺，促進了對TD-SCDMA的技術的了解，同時不斷推動TD-SCDMA技術的發(fā)展和完善，標志著TD-SCDMA標準開始進入大規(guī)模發(fā)展階段，產業(yè)化進程進入實質階段。
摘自《移動通信》2001.9
