TD-SCDMA無(wú)線傳輸技術(shù)<1>(李世鶴)
摘要 我國(guó)提出的TD-SCDMA無(wú)線傳輸技術(shù)(RTT)建議已成為ITU IMT-RSPC(TG8/1輸出文
件)的一個(gè)組成部分,并將實(shí)現(xiàn)CDMA TDD標(biāo)準(zhǔn)的集成,開發(fā)IS-41核心網(wǎng)的接口,形成統(tǒng)一的
TDD國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。文章對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)和建議作簡(jiǎn)單介紹,著重討論采用TD-SCDMA的必要性和該技術(shù)的
競(jìng)爭(zhēng)力。
關(guān)鍵詞 第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn) TDD方式 TD-SCDMA無(wú)線傳輸技術(shù)
在1999年11月5日結(jié)束的ITU TG8/1第18次會(huì)議上,)順利地通過(guò)了IMT-RSPC輸出文件,
標(biāo)志著第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)基本定型。1985年 TG8/1成立,世界各國(guó)投入數(shù)千人的勞動(dòng)和數(shù)
億美元的資金,經(jīng)過(guò)14年的艱苦工作,最終通過(guò)一個(gè)代表當(dāng)今最新技術(shù),并獲得各國(guó)認(rèn)可的標(biāo)
準(zhǔn),這是全球通信業(yè)的巨大成功。在此過(guò)程中,我國(guó)第一次提出了自己的建議:TD-SCDMA,
并在此無(wú)線傳輸技術(shù)(RTT)的基礎(chǔ)上與國(guó)際合作,完成了TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn),成為CDMA TDD標(biāo)準(zhǔn)
的一員。 2000年,在3GPP內(nèi)將完成 CDMA TDD標(biāo)準(zhǔn)的集成,并通過(guò)國(guó)際合作,形成用于IS-41
核心網(wǎng)的接口( Hook and Extension),使 CDMATDD模式不僅可以用于基于MAP的核心網(wǎng),
也能用于IS-41的核心網(wǎng),成為名副其實(shí)的第三代移動(dòng)通信國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。這是我國(guó)移動(dòng)通信界的
一次創(chuàng)舉,也是中國(guó)對(duì)第三代移動(dòng)通信發(fā)展的貢獻(xiàn)。
目前,我國(guó)擁有世界上第三大移動(dòng)通信網(wǎng),并仍以每月100多萬(wàn)用戶的速度增長(zhǎng)。從2000
年起,在GSM網(wǎng)繼續(xù)高速發(fā)展的同時(shí),中國(guó)聯(lián)通將新建一個(gè)IS-95的CDMA網(wǎng)。因此,了解第三
代移動(dòng)通信技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)態(tài),認(rèn)真考慮現(xiàn)有GSM網(wǎng)和即將建設(shè)的CDMA網(wǎng)向第三代移動(dòng)通信演
進(jìn)的策略,是一個(gè)十分緊迫的問(wèn)題。本文將簡(jiǎn)單介紹第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn),對(duì)TDD模式的特點(diǎn)
和TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)進(jìn)行說(shuō)明,并對(duì)向第三代移動(dòng)通信演進(jìn)的策略問(wèn)題提出筆者的看法。
1第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)概況
第三代移動(dòng)通信是近20年來(lái)現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)和實(shí)踐的總結(jié)和發(fā)展。1985年ITU TG8/1成
立時(shí),當(dāng)時(shí)昂貴的第一代模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)在全世界僅有幾十萬(wàn)用戶,沒(méi)想到二十多年后,移
動(dòng)通信竟成為通信領(lǐng)域中的主流。1996年,ITU正式確認(rèn)使用 IMT-2000這個(gè)名稱; 1997年,
確定了基本要求和征求RTT建議。至此,第三代移動(dòng)通信進(jìn)入了制定和完成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的快車道,
成為全球通信業(yè)技術(shù)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)焦點(diǎn)。
目前,第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的框架已確定,將以衛(wèi)星移動(dòng)通信網(wǎng)與地面移動(dòng)通信網(wǎng)結(jié)合,
形成一個(gè)對(duì)全球無(wú)縫覆蓋的立體通信網(wǎng)絡(luò),滿足城市和偏遠(yuǎn)地區(qū)不同密度用戶的通信需求,支
持話音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù),實(shí)現(xiàn)人類個(gè)人通信的理想。
ITU對(duì)第三代陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本要求是:在室內(nèi)、手持機(jī)及移動(dòng)三種環(huán)境下,支持
話音和各種多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(速率達(dá)2Mb/s),實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高頻譜利用率、低成本的無(wú)線傳
輸技術(shù)以及全球兼容的核心網(wǎng)絡(luò)。
第三代移動(dòng)通信網(wǎng)由核心網(wǎng)、無(wú)線接入網(wǎng)和用戶終端構(gòu)成。鑒于歷史和現(xiàn)狀,核心網(wǎng)主要
是以第二代移動(dòng)通信的兩種網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ):基于MAP的GSM網(wǎng)絡(luò)和基于IS-41的CDMA網(wǎng)絡(luò),從而形
成了兩套網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。在IMT-RSPC中,無(wú)線接入網(wǎng)形成了5種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):
·兩種 TfDMA標(biāo)準(zhǔn):SC-TDMA(美國(guó)的UMC-136)和MC-TDMA(歐洲的EP-DECT)
·三種CDMA標(biāo)準(zhǔn):MG CDMA(CDMA2000)、DS-CDMA(W-CDMA)和CDMA TDD(包括
TDSCDMA
和UTRA TDD)。
顯然作為主導(dǎo)地位的是CDMA標(biāo)準(zhǔn),其中MC-CDMA是FDD方式,將基于IS-41核心網(wǎng);DSCDMA
和CDMA TDD(TDD方式)將基于MAP核心網(wǎng), CDMA TDD的無(wú)線接口采用相同的高層信令和不同的
物理層。由于在MC-CDMA中沒(méi)有TDD模式的標(biāo)準(zhǔn),故 CDMA TDD必須同時(shí)工作于兩種核心網(wǎng)。由
于CDMA TDD是3GPP內(nèi)基于MAP核心網(wǎng)制定的第2層和第3層協(xié)議的技術(shù)規(guī)范,工作于IS-41核心
網(wǎng),
必須在L2和L3中同時(shí)開發(fā)兩種核心網(wǎng)之間的接口(Hook and Extension)。目前開發(fā)兩種核心
網(wǎng)之間接口的工作已開始,預(yù)計(jì)今年將完成。
2 TDD方式在第三代移動(dòng)通信中的重要性
在第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)制定的過(guò)程中,業(yè)內(nèi)人士第一次對(duì)無(wú)線通信中的TDD方式給予了高
度重視,在CDMA和TDMA系統(tǒng)中均制定了TDD標(biāo)準(zhǔn)。許多國(guó)家的運(yùn)營(yíng)商表示了首先選用TDD系統(tǒng)的
愿望。主要原因是在滿足IMT2000要求的前提下,TDD系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)第三代移動(dòng)通信需要大約400MHz的頻譜資源,在3 GHz以下很難實(shí)現(xiàn)。而TDD則能使
用各種頻率資源,不需要成對(duì)的頻率;
(2)在第三代移動(dòng)通信中,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將占主要地位,尤其是不對(duì)稱的IP業(yè)務(wù)。TDD方式特
別適用于上下行不對(duì)稱、不同傳輸速率的數(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利用智能天線等新技術(shù),
可達(dá)到提高性能、降低成本的目的;
(4)TDD系統(tǒng)設(shè)備成本低,比FDD系統(tǒng)低20%~ 50%。
TDD系統(tǒng)的主要缺陷在于終端的移動(dòng)速度和覆蓋距離:(1)采用多時(shí)隙不連續(xù)傳輸方式,
抗快衰落和多普勒效應(yīng)能力比連續(xù)傳輸?shù)腇DD方式差,因此ITU要求TDD系統(tǒng)用戶終端的移動(dòng)速
度達(dá)120 km/h,而FDD系統(tǒng)則要求達(dá)到500km/h;(2)TDD系統(tǒng)平均功率與峰值功率之比隨
時(shí)隙數(shù)增加而增加,考慮到耗電和成本因素,用戶終端的發(fā)射功率不可能很大,故通信距離
(小區(qū)半徑)較小,一般不超過(guò)10km,而 FDD系統(tǒng)的小區(qū)半徑可達(dá)到數(shù)10km。
盡管如此,移動(dòng)通信以FDD為主流的傳統(tǒng)觀點(diǎn)已受到挑戰(zhàn),TDD系統(tǒng)在第三代移動(dòng)通信中
的位置被廣泛接受。多數(shù)人預(yù)測(cè),第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)將是一個(gè)綜合的網(wǎng)絡(luò),衛(wèi)星移動(dòng)通信系
統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)全球縫覆蓋,F(xiàn)DD系統(tǒng)用于建設(shè)國(guó)內(nèi)和國(guó)際移動(dòng)通信網(wǎng),TDD系統(tǒng)則用于為城市人口
密集區(qū)提供高密度大容量話有、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù),用戶通過(guò)雙頻雙;蚨嗄=K端實(shí)現(xiàn)全球漫
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