TD-SCDMA
移动通信空口技术的规范之一
TD-SCDMA是英文时间 Division-Synchronous Code Division Multiple Access(时分同步码分多址)的简称,它是以我国知识产权为主的、被国际上广泛接受和认可的无线通信国际标准,也被国际电信联盟ITU正式列为第三代移动通信空口技术规范之一。后来,为了在移动网络基础上以最大的灵活性提供高速数据业务,第三代移动通信又引入了HSPA+技术。
简介
TD-SCDMA的中文含义为时分复用同步码分多址接入,是由中国第一次提出、在无线传输技术(RTT)的基础上完成并已正式成为被ITU接纳的国际移动通信标准。这是中国移动通信集团通信界的一次创举和对国际移动通信行业的贡献,也是中国在移动通信领域取得的前所未有的突破。
TD-SCDMA中的TD指时分复用,也就是指在TD-SCDMA系统中单用户在同一时刻双向通信(收发)的方式是TDD(时分双工),在相同的频带内在时域上划分不同的时段(时隙)给上、下行进行双工通信,可以方便地实现上、下行链路间的灵活切换。例如根据不同的业务对上、下行资源需求的不同来确定上、下行链路间的时隙分配转换点,进而实现高效率地承载所有3G对称和非对称业务。与FDD模式相比,TDD可以运行在不成对的射频频谱上,因此在当前复杂的频谱分配情况下它具有非常大的优势。TD-SCDMA通过最佳自适应资源的分配和最佳频谱效率,可支持速率从8kb/s到2Mb/s以及更高速率的语音、视频电话、互联网等各种3G业务。
发展史
移动通信的主要目的是实现任何时间、任何地点和任何通信对象之间的通信。移动通信的发展始于20世纪20年代在军事及某些特殊领域的使用,到20世纪40年代才逐步向民用扩展,而最近十多年来才是移动通信真正蓬勃发展的时期。移动通信的发展过程大致可分为三个阶段,这三阶段对应的技术也被相应划分为三代,如下图移动通信发展史所示。
TD-SCDMA的发展始于1998年初,当时在国家邮电部的直接领导下,由原电信科学技术研究院组织队伍在 SCDMA技术的基础上,研究和起草符合IMT-2000要求的TDSCDMA建议草案。该标准草案以智能天线、同步码分多址、接力切换、时分双工为主要特点,于ITU征集IMT-2000第三代移动通信无线传输技术候选方案的截止日1998年6月30日提交到ITU,从而成为IMT2000的15个候选方案之一。国际科技大学综合了各评估组的评估结果。在1999年11月举行的赫尔辛基ITU-RTG8/1第18次会议上和2000年5月举行的伊斯坦布尔市ITU-R全会上,TD-SCDMA被正式接纳为CDMATDD制式的方案之中国无线通信标准研究组(CWTS)作为代表中国的区域性标准化组织,自1999年5月加入3GPP后,经过4个月的充分准备,与项目协调组(3 GPPPCG)、技术规范组(TSG)进行了大量协调工作,在同年9月向3GPP建议将TD- SCDMA纳入3GPP标准规范的工作内容。1999年12月在尼斯举行的3GPP会议上,提案被无线接入网(3 GPPTSGRAN)全会所接受,正式确定将TD- SCDMA纳入 Release200(后拆分为R4和R5)的工作计划中,并将 TD-SCDMA简称为低码片速率TDD方案(Low Code rate, LCRTDD)。
经过一年多时间,经历了几十次工作组会议几百篇提交文稿的讨论,在2001年3月美国棕榈泉的RAN全会上,包含 TD-SCDMA标准在内的3GPPR4版本规范正式发布,TDSCDMA在3GPP中的融合工作达到了第一个目标。
至此,TD- SCDMA不论在形式上还是实质上,都已在国际上被广大运营商、设备制造商所认可和接受,形成了真正的国际标准。
关键技术
在TD-SCDMA系统中,用到了以下几种主要关键技术:
(1)时分双工方式(Time Division Duplexing);
(2)联合检测(节理 Detection);
(3)智能天线(Smart Antenna);
(4)上行同步(Uplink Synchronous);
(5)软件无线电(Soft Radio);
(6)动态信道分配(动态模拟 Channel Allocation);
(7)功率控制(Power control);
(8)接力切换(Baton Handover);
(9)高速下行分组接入技术(High Speed Downlink Packet Access)。
帧时隙结构
第三代移动通信系统的空中接口即UE和网络之间的Uu接口,由物理层(L1)、数据链路层(L2)和网络层(L3)组成。所有的物理信道都采用四层结构:系统帧(0~4095)、无线帧(10ms)、子帧(5ms)和时隙/码。依据不同的资源分配方案,子帧或时隙/码的配置结构可能有所不同。所有物理信道的每个时隙间都需要有保护间隔。在TDMA系统中,使用时隙在时域和码域上区分不同用户信号。
频率和码规划
TD-SCDMA系统占用15MHz频谱,其中2010MHz~2025MHz为一阶段频段,干扰小,划分为3个5MHz的频段。每个载频占用带宽为1.6MHz,因此对于5M、10M、15M带宽,分别可支持3、6、9个载频,可以同频组网或异频组网。同频组网频谱利用率高,邻小区同频干扰大,需损失一定容量换取性能改善;异频组网能有效减少邻小区同频干扰的影响,改善系统性能,但频谱利用率较低,需要更多的频率资源。目前TD系统的频率规划多采用N频点方案,即每扇区配置N个载波,其中包含一个主载频、N-1个辅载频。公共控制信道均配置于主载频,辅载频配置业务信道。主载频和辅助载频使用相同的扰码和midamble码。N频点方案可以降低系统干扰,提高系统容量,改善系统同频组网性能。
TD-SCDMA系统使用具有对应关系的下行导频码、上行导频码、扰码和Midamble码。TD-SCDMA系统128个基本扰码按编号顺序分为32个组,每组4个,每个基本扰码用于下行UE区分不同的小区。在码规划中,首先确定每个逻辑小区下行导频码在32个可选码组中的对应序号,然后根据所处的序列位置在对应的4个扰码中为小区选择一个合适的扰码。基本midamble码与扰码一一对应,可随着扰码的确定而确定。相比于WCDMA的512个码字,TD-SCDMA系统码资源相对较少,因此TD扰码规划较WCDMA网络要求更高。
时隙规划
TD-SCDMA系统可以灵活配置上下行时隙转换点,来适应不同业务上下行流量的不对称性。合理配置上下行时隙转换点是提高系统频谱利用率的有效手段。在具体进行时隙比例规划时,可以根据业务发展状况灵活配置,根据上下行承载所占BRU比例进行时隙比例的计算。业务发展初期,适应语音业务上下对称的特点可采用3∶3(上行∶下行)的对称时隙结构;数据业务进一步发展时,可采用2∶4或1∶5的时隙结构。
时隙灵活配置在提高资源利用率的同时,可能带来相邻小区之间由于上下行时隙分配比例不一致造成的干扰。因此在网络规划与组网时,可对上下行时隙比例的分配采取如下原则,对干扰进行适当规避:
⑴尽量避免任意分配上下行时隙比例,而应按照不同区域上下行业务流量要求,对大片区域采用统一的上下行时隙比例,使得这种干扰只在两个不同区域交界处发生;
⑵在不同时隙比例的交界处,对于上下行时隙交叠的时隙,上行时隙容量损失比下行时隙严重,所能承载的用户较少,因此,不同时隙比例的交界处应选在有较多上行容量空余的区域;
⑶应该避免相邻基站上下行时隙比例差异过大(如1∶5和5∶1相邻);
⑷上下行时隙比例通常作为小区参数来配置,对于同一个扇区下的所有小区的上下行时隙比例应一致,同一基站内的多个扇区的时隙比例也最好相同。特殊情况下可以通过动态信道调整、空间隔离、避免基站天线正对和牺牲容量等方式来规避干扰。
网络规划是无线网络建设运营前的关键步骤,主要根据无线传播环境、业务、社会等多方面因素,从覆盖、容量、质量三方面对网络进行宏观配置。TD-SCDMA系统采用时分码分结合多址方式、智能天线、联合检测、接力切换、动态信道分配等一系列新型关键技术和无线资源算法,提高系统性能,为网络规划带来很多新特点,如不同业务的覆盖具有一致性、小区呼吸效应不明显、上下行信道配置灵活等。
覆盖规划
TD-SCDMA系统覆盖性能主要取决于两方面,一是上下行时隙转换保护长度对覆盖的限制,二是链路预算。TD-SCDMA在下行导频时隙和上行导频时隙之间有96个码片宽的保护带,限制了小区覆盖范围不能超过11.25km。如果通过DCA锁住第一个上行时隙,基站理论覆盖距离可进一步扩大。链路预算是TD-SCDMA网络覆盖规划的关键,分为上行和下行。下行链路预算复杂,且一般基站的发射功率远大于手机发射功率,因此一般通过计算上行链路来确定小区覆盖半径,然后从覆盖受限方面估计出基站数目。
TD-SCDMA链路预算指标受其独特的帧结构、TDD双工方式、智能天线、联合检测和接力切换等关键技术影响。根据TD-SCDMA独特的帧结构,要分别考虑导频信道、BCH信道等公共信道和业务信道的功率分配、干扰储备和天线增益。
实际工程设计中,TD-SCDMA系统的链路预算应根据具体无线网络传播环境、网络设计目标、厂家设备性能、具体工程参数设定等进行具体调整。
容量规划
TD-SCDMA系统采用多种关键技术使得小区内和小区外的干扰基本被抑制,因此具有更大的频谱利用率和容量。TD-SCDMA系统容量特点主要有:各种业务基本同径覆盖、小区呼吸效应不明显、接力切换没有宏分集、切换比较容易控制、上下行容量与时隙比例和最大发射功率有关。
多种干扰抑制技术的采用,使TD-SCDMA系统中的容量受限呈现出多样性(即功率受限、码资源受限和干扰受限),但以码资源受限为主。在密集城区和复杂环境中会表现为干扰受限,在一般城区、郊区、农村等环境和区域中表现为码资源受限,因此TD-SCDMA系统容量规划应针对不同环境区别对待。目前TD系统的容量估算方法主要有以下三种:公式法、BRU法和坎贝尔法。BRU法和坎贝尔法引入了基本资源单元、业务资源强度等概念,适用于TD-SCDMA这种资源受限系统,不适用于WCDMA这类干扰受限系统。WCDMA系统容量规划一般采用基于干扰受限的公式法,但计算公式和TD-SCDMA有所不同。
概述
TD-SCDMA——时间 Division-Synchronous Code Division Multiple Access(时分同步的码分多址技术)是ITU正式发布的第三代移动通信空间接口技术规范之一,它得到了CWTS及3GPP的全面支持。该方案的主要技术集中在唐朝公司手中,它的设计参照了TDD在不成对的频带上的时域模式。TDD模式是基于在无线信道时域里的周期地重复TDMA帧结构实现的。这个帧结构被再分为几个时隙,在TDD模式下,可以方便地实现上/下行链路间的灵活切换。集CDMA、TDMA、FDMA技术优势于一体、系统容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强的移动通信技术。它采用了智能天线、联合检测、接力切换、同步CDMA、软件无线电、低码片速率、多时隙、可变扩频系统、自适应功率调整等技术。
TD-SCDMA技术优势
TD-SCDMA在上/下行链路间的时隙分配可以被一个灵活的转换点改变,以满足不同的业务要求。这样,运用TD-SCDMA这一技术,通过灵活地改变上/下行链路的转换点就可以实现所有3G对称和非对称业务。合适的TD-SCDMA时域操作模式可自行解决所有对称和非对称业务以及任何混合业务的上/下行链路资源分配的问题。
TD-SCDMA的无线传输方案灵活地综合了FDMA、TDMA和CDMA等基本传输方法,通过与联合检测相结合,它在传输容量方面表现非凡。通过引进智能天线,容量还可以进一步提高。智能天线凭借其定向性降低了小区间频率复用所产生的干扰,并通过更高的频率复用率来提供更高的话务量。基于高度的业务灵活性,TD-SCDMA无线网络可以通过无线网络控制器(RNC)连接到交换网络,如同第三代移动通信中对电路和包交换业务所定义的那样。在最终的版本里,计划让TD-SCDMA无线网络与Internet直接相连。
TD-SCDMA所呈现的先进的移动无线系统是针对所有无线环境下对称和非对称的3G业务所设计的,它运行在不成对的射频频谱上。TD-SCDMA传输方向的时域自适应资源分配可取得独立于对称业务负载关系的频谱人配的最佳利用率。因此,TD-SCDMA通过最佳自适应资源的分配和最佳频谱效率,可支持速率从8kbit/s到2Mbit/s的语音、互联网等所有的3G业务。
TD-SCDMA实现与GSM之间的互联互通
近日中国普天成功地实现了3G TD-SCDMA与2G GSM网络间的CS域和PS域切换,测试包括语音、WAP、流媒体等各项业务,TD-SCDMA与GSM之间的互联互通能够真正实现,进一步推动了TD-SCDMA大规模商用的步伐。切换测试采用了T3G的TD-SCDMA/GSM双模终端,TD-SCDMA无线接入网络无缝切换到2G GSM网络,测试分为两个部分,即CS域切换测试和PS域切换测试,测试中不但成功完成了CS域的语音切换,而且出色地实现了PS域WAP、流媒体等各项业务测试,实现了3G TD-SCDMA与2G GSM真正意义上的互联互通。
TD-SCDMA范围
TD-SCDMA为TDD模式,在应用范围内有其自身的特点:一是终端的移动速度受现有DSP运算速度的限制只能做到240km/h;二是基站覆盖半么在15km以内时频谱利用率和系统容量可达最佳,在用户容量不是很大的区域,基站最大覆盖可达30km.所以,TD-SCDMA适合在城市和城郊使用,在城市和城郊,这两个不足均不影响实际使用。因在城市和城郊,车速一般都小于200km/h,城市和城郊人口密度高,因容量的原因,小区半径一般都在15km以内。而在农村及大区全覆盖时,用WCDMA FDD方式也是合适的,因此TDD和FDD模式是互为补充的。
中国WiMAX与TD-SCDMA完全不竞争?
对于两者之间的关系,对WiMAX来说,特别是在中国是一个敏感的话题,因为很多人都认为WiMAX和中国的TD-SCDMA标准是相互竞争的。WiMAX是一种新兴的无线宽带接入技术,因其具有更广阔的覆盖范围,一度被视为3G的威胁力量。但此前该技术一直只是自封为3G的“补充”,以低姿态来获得更多生存空间。很多欧洲国家都预留TDD频段,此前只有中国的TD技术独享这份资源,国际化前景很广阔。而WiMAX的突然挤入打破了原有的平衡,将占用部分TDD频段。不少业内人士都对国产3G标准的国际化道路和国内3G市场表示担忧。针对WiMAX和TD-SCDMA之间的关系,北电全球CTOJohn J. Roese在访华时称,WiMAX和3G各有特色,但和TD-SCDMA完全不竞争。
技术
一、打TD-SCDMA手机时,如何找到你?——综合的寻址(多址)方式
1、TD-SCDMA空中接口采用了四种多址技术: TDMA , CDMA, FDMA, SDMA(智能天线)。
2、综合利用四种技术资源分配时在不同角度上的自由度,得到可以动态调整的最优资源分配。
二、灵活的上下行时隙配置
灵活的时隙上下行配置可以随时满足您打电话,上网浏览、下载文件、视频业务等的需求,保证您清晰、畅通享受3G业务。
三、TD克服呼吸效应和远近效应
什么是呼吸效应?在CDMA系统中,当一个小区内的干扰信号很强时,基站的实际有效覆盖面积就会缩小;当一个小区的干扰信号很弱时,基站的实际有效覆盖面积就会增大。简言之,呼吸效应表现为覆盖半径随用户数目的增加而收缩。导致呼吸效应的主要原因是CDMA系统是一个自干扰系统,用户增加导致干扰增加而影响覆盖。
对于TD-SCDMA而言,通过低带宽FDMA和TDMA来抑制系统的主要干扰,在单时隙中采用CDMA技术提高系统容量,而通过联合检测和智能天线技术(SDMA技术)克服单时隙中多个用户之间的干扰,因而产生呼吸效应的因素显著降低,因而TD系统不再是一个干扰受限系统(自干扰系统),覆盖半径不像CDMA那样因用户数的增加而显著缩小,因而可认为TD系统没有呼吸效应。
什么是远近效应?由于手机用户在一个小区内是随机分布的,而且是经常变化的,同一手机用户可能有时处在小区的边缘,有时靠近基站。如果手机的发射功率按照最大通信距离设计,则当手机靠近基站时,功率必定有过剩,而且形成有害的电磁辐射。解决这个问题的方法是根据通信距离的不同,实时地调整手机的发射功率,即功率控制。
功率控制的原则是,当信道的传播条件突然变好时,功率控制单元应在几微秒内快速响应,以防止信号突然增强而对其他用户产生附加干扰;相反当传播条件突然变坏时,功率调整的速度可以相对慢一些。也就是说,宁愿单个用户的信号质量短时间恶化,也要防止对其他众多用户都产生较大的背景干扰。
四、智能天线(Smart Antenna)
在TD-SCDMA系统中,基站系统通过数字信号处理技术与自适应算法,使智能天线动态地在覆盖空间中形成针对特定用户的定向波束,充分利用下行信号能量并最大程度的抑制干扰信号。基站通过智能天线可在整个小区内跟踪终端的移动,这样终端得到的信噪比得到了极大的改善,提高业务质量。
五、动态信道分配(DCA,Dynamic Channel Allocation)
首先了解一下什么是信道?信道就是你打电话时占用的通信链路(线路)资源,如同你开车在马路上行驶时,你所使用的车道、交通标志、红绿灯信号等,这些资源对于你行车是必不可少的;在TD-SCDMA通信时,信道使用频率、时隙(时间)、码字等表征所使用的无线资源。
动态信道分配,就是根据用户的需要进行实时动态的资源(频率、时隙、码字等)分配。
动态信道分配的优点:
1、频带利用率高
2、无需网络规划中的信道预规划
3、可以自动适应网络中负载和干扰的变化等。
动态信道分配(DCA)根据调节速率分为:慢速DCA和快速DCA。
慢速DCA将无线信道分配至小区范围,而快速DCA将信道分至业务。RNC负责小区可用资源的管理,并将其动态分配给用户。RNC分配资源的方式取决于系统负荷、业务QoS要求等参数。目前DCA最多的是基于干扰测量的算法,这种算法将根据用户移动终端反馈的干扰实时测量结果分配信道。
特点
TD-SCDMA 系统是TDMA和CDMA两种基本传输模式的灵活结合,它由中国无线通信标准化组织CWTS 提出并得到ITU 通过的3G 无线通信标准。在3GPP 内部,它也被称为低码片速率TDD 工作方式(相较于3.84MHz 的UTRA TDD)。TD-SCDMA 系统特别适合于在城市人口密集区提供高密度大容量话音、数据和多媒体业务。系统可以单独运营以满足ETSI/UMTS 和ITU/IMT-2000 的要求,也可与其它无线接入技术配合使用。例如,在城市人口密集区,使用TD-SCDMA技术,而在非人口密集区,则使用GSM、WCDMA 或卫星通信等来实现大区或全球的覆盖。系统的主要特点如下:
1. TDD 方式便于提供非对称业务
工作在TDD 模式下的TD-SCDMA 系统在周期性重复的时间帧里传输基本TDMA突发脉冲,通过周期性地转换传输方向,在同一载波上交替进行上下行链路传输。TDD 方案的优势在于系统可根据不同的业务类型来灵活地调整链路的上下行转换点。在传输对称业务(如话音、交互式实时数据业务等)时,可选用对称的转换点位置;在传输非对称业务(如互联网)时,可在非对称的转换点位置范围内选择,从而提供最佳频谱利用率和最佳业务容量。TDD 方式的另一优势就是系统无需成对频段,从而可以使用FDD 系统无法使用的任意频段。
2. 智能天线
TD-SCDMA 系统的上、下行信道使用同一载波,上下行射频信道完全对称,从而有利于智能天线的使用(目前仅用于基站)。智能天线系统由一组天线阵及相连的收发信机和先进的数字信号处理算法构成。在发送端,智能天线根据接收到的终端到达信号在天线阵产生的相位差,利用先进的数字信号处理算法提取出终端的位置信息,根据终端的位置信息,有效地产生多波束赋形,每个波束指向一个特定终端并自动地跟踪终端移动,从而有效地减少了同信道干扰,提高了下行容量。空间波束赋形的结果使得在保持小区覆盖不变的情况下,可以极大地降低总的射频发射功率,一方面改善了空间电磁环境,另一方面也降低了无线基站的成本。在接收端,智能天线通过空间选择性分集,可大大提高接收灵敏度,减少不同位置同信道用户的干扰,有效合并多径分量,抵消多径衰落,提高上行容量。智能天线无法解决的问题是时延超过码片宽度的多径干扰和高速移动的多普勒效应造成的信道恶化。因此,在多径干扰严重的高速移动环境下,智能天线必须和其它抗干扰的数字信号处理技术同时使用,才可能达到最佳效果。这些数字信号处理技术包括联合检测、干扰抵消及Rake 接收等。
3. 联合检测
TD-SCDMA 系统是干扰受限系统。系统干扰包括多径干扰、小区内多用户干扰和小区间干扰。这些干扰破坏各个信道的正交性,降低CDMA 系统的频谱利用率。传统的Rake接收机技术把小区内的多用户干扰当作噪声处理,而没有利用该干扰不同于噪声干扰的独有特性。联合检测技术即“多用户干扰”抑制技术,是消除和减轻多用户干扰的主要技术,它把所有用户的信号都当作有用信号处理,这样可充分利用用户信号的扩扩频码、幅度、定时、延迟等信息,从而大幅度降低多径多址干扰,但同时也存在多码道处理过于复杂和无法完全解决多址干扰等问题。将智能天线技术和联合检测技术相结合,可获得较为理想的效果。TD-SCDMA 系统采用的低码片速率有利于各种联合检测算法的实现。
4. 同步CDMA
同步CDMA 指上行链路各终端信号在基站解调器完全同步,它通过软件及物理层设计来实现,这样可使正交扩频码的各个码道在解扩时完全正交,相互间不会产生多址干扰,克服了异步CDMA 多址技术由于每个移动终端发射的码道信号到达基站的时间不同,造成码道非正交所带来的干扰,提高了TD-SCDMA 系统的容量和频谱利用率,还可简化硬件电路,降低成本。
5. 软件无线电
软件无线电是利用数字信号处理软件实现传统上由硬件电路来完成的无线功能的技术,通过加载不同的软件,可实现不同的硬件功能。在TD-SCDMA 系统中,软件无线电可用来实现智能天线、同步检测、载波恢复和各种基带信号处理等功能模块。其优点主要表现在:
(1) 通过软件方式,灵活完成硬件功能;
(2) 良好的灵活性及可编程性;
(3) 可代替昂贵的硬件电路,实现复杂的功能;
(4) 对环境的适应性好,不会老化;
(5) 便于系统升级,降低用户设备费用。
标准的现状
自2001年3月3GPPR4发布后,TD-SCDMA标准规范的实质性工作主要在3GPP体系下完成。在R4标准发布之后的两年多时间里,大唐与其他众多的业界运营商、设备制造商一起,又经过无数次会议讨论、邮件组讨论,通过提交的大量文稿,对TD-SCDMA标准规范的物理层处理、高层协议栈消息、网络和接口信令消息、射频指标和参数、一致性测试等部分的内容进行了一次次的修订和完善,使得到目前为止的TD-SCDMAR4规范达到了相当稳定和成熟的程度。
在3GPP的体系框架下,经过融合完善后,由于双工方式的差别,TD-SCDMA的所有技术特点和优势得以在空中接口的物理层体现。物理层技术的差别,也就是TD-SCDMA与WCDMA最主要的差别所在。在核心网方面,TD-SCDMA与WCDMA采用完全相同的标准规范,包括核心网与无线接入网之间采用相同的Iu接口;在空中接口高层协议栈上,TD-SCDMA与WCDMA二者也完全相同。这些共同之处保证了两个系统之间的无缝漫游、切换、业务支持的一致性、QoS的保证等,也保证了TD-SCDMA和WCDMA在标准技术的后续发展上保持相当的一致性。
2006年1月20日已经被宣布为中国的国家通信标准。
TD-SCDMA标准的后续发展
在3G技术和系统蓬勃发展之际,不论是各个设备制造商、运营商,还是各个研究机构、政府、ITU,都已经开始对3G以后的技术发展方向展开研究。在ITU认定的几个技术发展方向中,包含了智能天线技术和TDD时分双工技术,认为这两种技术都是以后技术发展的趋势,而智能天线和TDD时分双工这两项技术,在目前的TD-SCDMA标准体系中已经得到了很好的体现和应用,从这一点中,也能够看到TD-SCDMA标准的技术有相当的发展前途。
另外,在R4之后的3GPP版本发布中,TD-SCDMA标准也不同程度地引入了新的技术特性,用以进一步提高系统的性能,其中主要包括:通过空中接口实现基站之间的同步,作为基站同步的另一个备用方案,尤其适用于紧急情况下对于通信网可靠性的保证;终端定位功能,可以通过智能天线,利用信号到达角对终端用户位置定位,以便更好地提供基于位置的服务;高速下行分组接入,采用混合自动重传、自适应调制编码,实现高速率下行分组业务支持;多天线输入输出技术(MIMO),采用基站和终端多天线技术信号处理,提高无线系统性能;上行增强技术,采用自适应调制和编码、混合ARQ技术、对专用/共享资源的快速分配以及相应的物理层和高层信令支持的机制,增强上行信道和业务能力。
在政府和运营商的全力支持下,TD-SCDMA产业联盟和产业链已基本建立起来,产品的开发也得到进一步的推动,越来越多的设备制造商纷纷投入到TD-SCDMA产品的开发阵营中来。随着设备开发、现场试验的大规模开展,TD-SCDMA标准也必将得到进一步的验证和加强。
为了加快TD-SCDMA的产业化进程,早日形成完整的产业链和多厂家供货环境, 2002年10月30日, TD-SCDMA产业联盟在北京成立。TD-SCDMA产业联盟的成员企业由最初的7家,发展到目前的30家企业,覆盖了TD-SCDMA产业链从系统、芯片、终端到测试仪表的各个环节。
联盟性质:
TD-SCDMA产业联盟是一个由积极投身于TD-SCDMA事业,从事TD-SCDMA标准及产品的研究、开发、生产、制造、服务的企、事业单位自愿组成的社会团体。
联盟宗旨:
整合及协调产业资源,提升联盟内移动通信企业的研究开发、生产制造水平,促进TD-SCDMA通信产业的快速健康发展,实现TD-SCDMA在中国及全球通信市场的推广和应用。
联盟业务范围:
TD-SCDMA产业联盟主要围绕TD-SCDMA技术进行标准的推进与完善以及产业的管理和协调,促进企业间资源共享和互惠互利,建议政府制定有利于TD-SCDMA发展的重大产业政策,提升联盟内通信企业的群体竞争力。
TD-SCDMA产业联盟内部贯彻统一的知识产权管理政策,技术信息和市场资讯高度共享,通过密切的沟通,合理的分工,推动TD-SCDMA产业快速健康发展。
联盟成员:
大唐电信科技产业集团(大唐电信科技产业集团)、华立集团有限公司、华为联想(北京)有限公司、深圳市中兴通讯股份有限公司、中国电子信息产业集团公司、中国普天信息产业股份有限公司、北京天科技有限公司、重庆重邮信科股份有限公司、海信集团有限公司、凯明信息科技股份有限公司、西安海天天线科技股份有限公司、展讯通讯(上海)有限公司、北京中创信测科技股份有限公司、湖北众友科技实业股份有限公司上海贝尔阿尔卡特迪比特UT斯达康公司、英华达(上海)电子有限公司、中山市通宇通讯设备有限公司、青岛海尔通信有限公司、上海科泰世纪科技有限公司、武汉邮电科学研究院、TCL科技、广州市新邮通、安德鲁电信器材(中国)有限公司、鼎芯通讯(上海)有限公司、北京星河亮点通信软件有限责任公司、京信通信技术(广州)有限公司、中国电子科技集团公司第十四研究所、摩比天线技术(深圳)有限公司锐迪科微电子(上海)有限公司、北京汉铭信通科技有限公司、波导股份、中国电子科技集团公司第四十一研究所、亿阳信通股份有限公司、深圳市长方网络技术有限公司、宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司、希姆通信息技术(上海)有限公司、龙旗控股有限公司.
信号覆盖趋势
中国民族3G标准TD-SCDMA(简称TD)在10个城市的规模网络测试正在紧锣密鼓地展开。TD信号已覆盖北京大部分城区,年底就能覆盖全城。而主导北京TD网络建设的中国移动通信集团也将开始td手机的大批量采购。
在2007年(第16届)中国国际通信设备技术展览会上,相关厂商向透露了北京的TD建网情况。据悉,按照中国移动此前的规划,会在今年10月前后实现北京市区五环内覆盖,并将按照业务需求向五环外延伸1至5公里的覆盖区域,覆盖范围包括回龙观地区天通苑北京经济技术开发区等,共约900平方公里。
作为北京TD网的设备供应商,中兴通讯此前对外宣称已经完成了所有相关产品的供货,目前网络优化也在按照预期计划进行。中兴通讯表示,承建的北京TD规模商用试验网信号将覆盖到包括中国国际展览中心、主要体育场馆等在内的大多数区域。
“现在拿着td手机,在北京市内很多地方都有信号,不过还不太稳定,一些地方的网络可能还没有开启。”一位业内人士昨天表示。
而在展会现场确已实现了TD信号覆盖。尽管中国移动通信集团的展位并没有专门的TD展台,但在一号馆的TD联盟展位、中央的TD手机体验区挤满了人。“157”号段为此间的实验号码,由中国移动提供。
TD是此次展会上最热门的名词,业界对其的追捧已经非常热烈。据悉,目前TD手机已经超过百款,TD联盟特意设计了一面手机墙用以集体展示TD手机。记者在三星集团的展台看到了全球首款TD-HSDPA手机,这是更新的技术。
目前各大手机商都在等待中国移动采购的“号令枪”。中国移动通信集团主导着8个城市的规模网络试验,原计划在07年10月前后进行终端手机的大幅采购,以支持TD放号。
有厂商告诉记者,此前中国移动曾私下采购了大约3000部手机,以验证TD系统的性能。尽管还没有发出终端采购书,但中国移动已经提出了td手机必需的几大功能:可视电话、移动电视、手机位置服务、移动互联网等。
有消息说,新一轮的TD建设已经纳入日程,包括部分二级城市和其他一级城市,2008年4月开始建设。
各种信息显示,TD真正商用的日子已经不远了。“TD规模商用的必备条件基本完成。”TD联盟秘书长杨骅在昨天同期开幕的“移动终端产业高峰论坛”上高调说,TD手机将涵盖高、中、低不同档次,联盟及产业界现在正为大规模的商用做产能准备。国家发改委高技术司司长许勤也表示,TD目前正快速向商用化迈进,到明年奥运会时将会取得更满意的效果。
应用运营商
中国移动通信集团成立于2000年4月20日,注册资本为518亿元人民币,资产规模超过4000亿元。中国移动通信集团公司全资拥有中国移动(香港特别行政区)集团有限公司,由其控股的中国移动(香港)有限公司在国内31省(自治区、直辖市)设立全资子公司,并在香港和纽约上市。目前,中国移动(香港)有限公司是我国在境外上市公司中市值最大的公司之一。中国移动通信主要经营移动话音、数据、IP电话和多媒体业务,并具有计算机互联网国际联网单位经营权和国际出入口局业务经营权。除提供基本话音业务以外,还提供传真、数据IP电话等多种增值业务,拥有“全球通”、“动感地带”、“神州行”等著名客户品牌。
为了让更多的移动客户轻松进入3G时代,畅享G3生活,中国移动通信集团提出了3G的“三不策略”原则(不换卡、不换号、不登记)”,即客户无需换号、无需换卡、无需到营业厅登记,即可轻松体验精彩3G生活。虽然“三不原则”涉及到的后台系统改造量和升级量都很大,但身处首都的中国移动北京公司,已率先实现了对客户的承诺,使北京移动客户第一时间体验到“三不”带来的快乐。
不换号,原号也能用G3。北京移动客户在2G使用什么号码,加入3G之后仍可用原号码。虽然G3专有号段为188,是国人心目中的吉祥号码,但很多客户考虑到目前的号码已经被亲朋好友和商业伙伴熟知,如果换号通知起来很麻烦,还有可能错失一些商机。因此部分老客户对于G3业务尽管心仪已久,却迟迟没有行动,直到听说了“三不原则”和北京移动的承诺——不换卡、不换号就可以体验G3的精彩,岂不是一举两得。
不换卡,2G、3G同时享用。北京移动客户不用换卡,将目前使用的手机卡直接插入G3手机就可以使用。原本很多客户都以为使用3G网络,要重新购买一张新的SIM卡,这样一来不仅增加了使用3G网络的成本,还浪费了原本2G的SIM卡。事实上,客户只要购买一个G3手机,就能尽享2G业务更好的体验以及G3业务的精彩。
不登记,不用再跑营业厅。北京移动同时承诺,使用3G业务不需要登记,只要客户购买了G3手机,把原有的SIM卡插入G3手机,在有TD网络覆盖的区域就可以使用3G业务,不需要去营业厅办理。升级为3G,就是这么简单!
只需更换G3终端,即可享受3G服务。2G客户更换为G3手机后,马上就能享受3G服务。而中国移动通信集团为支持民族产业,大力发展G3业务,其终端补贴和话费优惠的力度都远超过2G手机,让G3手机的使用门槛大幅降低。预存话费换G3手机、零元购机等活动开展得如火如荼,G3手机成了大家都用得起的时尚产品。
随时随地高速上网,体验3G带来的快乐。G3手机随时随地都能高速上网,满足您移动办公和娱乐的需求,想放松的时候可以点播一个MV,舒缓一下神经。出门在外的时候,用可视电话给家人报平安,还能实时分享旅途中的风景,这才是我们要的生活,还不足以让您心动吗?
此外,Mobile Market是面向各类内容以及服务提供商、终端厂商、手机软件开发商和个人开发者,为超过5亿用户提供的基于手机各类应用和数字商品的全新平台。据中国移动通信集团总裁王建宙称,Mobile Market是全球首个以运营商发起推出的线上软件商店,是继移动梦网以后又一次全面整合产业链和商业模式的创新,对推动我国自主创新重要里程碑的TD-SCDMA 3G系统的发展和应用,实现产业链共赢将带来深远的影响。另据王建宙介绍,与移动梦网相比,Mobile Market降低了合作的门槛,个人开发者被首次纳入应用商品的直接提供者范畴。而之前,个人开发者开发的大量手机应用由于没有适当的合作模式,无法和中国移动通信集团的平台直接合作,只能免费通过独立WAP网站、第三方客户端等渠道分发,客户信息安全也无法得到有效的保障。王建宙表示,个人开发者加入移动应用产业价值链将带动个人就业和创业,提供更加丰富、个性化的数字作品,顺应了互联网时代草根崛起的特点。
据中国移动数据部经理高念书介绍,在中国移动与开发者基于Mobile Market的合作中,中国移动提供的是产品的测试、产品的认证服务,与此同时还提供统一的托管服务,以及制会定出价格的范围,但最终的定价是由开发者自主定价,这与移动的移动梦网不同。另外,无论是个人开发者还是企业法人开发者,都将获得信息费70%的分成,而中国移动通信集团分得信息费的30%。鉴于Mobile Market是一个综合的应用商城,其中既有应用又有内容,而对于内容来讲,音乐、视频的内容还是依照原来的合作模式不变。对于用户最关注的计费结算问题,据高念书介绍,用户在下载和使用Mobile Market客户端过程中产生的流量费是免费的。
网络简介
TD- SCDMA网络比较适合在城市人口比较密集的区域,提供大容量的语音、数据和多媒体业务。TD- SCDMA系统在利用率,灵活性,对业务支持的多样性等方面都具有独特的优势,TD- SCDMA系统上行和下行的信道特征基本上是一样的,基站可以根据接收信号估计上行和狭小的特性,TD- SCDMA还有一个优势就是使用智能天线,可以减少干扰,提高利用率。它还可以设置上行和下行时隙的比例,调节上行和下行的数据速率,比较适合使用因特网业务上行和下行数据比例不一样的场合,不过这也给同频组网增加了复杂性。
网络覆盖问题
(1)TD- SCDMA无线网络覆盖的方案无线接入网络是TD- SCDMA网络系统中的一个重要组成部分,它涵盖了里面大量的关键技术,无线接入网络系统由基站设备、无线网管中心、无线控制器设备等三个部分组成。TD- SCDMA无线网络覆盖的方案有两个,因为TD- SCDMA网络规划的初期不能独立建设大规模网络,所以可以选用与GSM混合建立小规模的网络;TD- SCDMA网络可以为用户提供可靠并且高速的数据业务,所以TD- SCDMA网络用户也在不断的增加,它以后将会取代GSM网络,也将会成为一个独立的通信网络。可以采用扩容的方式实现从混合网络向独立网络演变的过程。如图1和图2分别是混合组网和独立组网的无线网络覆盖方案图。
(2)TD- SCDMA无线网络在大中城区的覆盖解决方案大中城区的语音通话业务密度比较高,弯曲狭窄的街道、密集的高楼以及室内的深度使无线传播环境变得复杂,需要的数据业务比较大,网址资源紧张,相应的配套设施费用比较高,还要考虑到容量需求的因素。在区域覆盖中,要确保UE做业务时的连续性,减少掉话,提高网络的服务质量,必须保证基站与基站之间无覆盖盲点,在天馈调整无法达到预期的效果时或者天馈没有可调整余地时要考虑调整重选和切换算法门限、滞后定时器等参数来控制小区覆盖范围、切换带,从而保证信号覆盖正常。
(3)解决方案方案一:对于需求数据业务比较大的密集地区,比较适合用室内型宏基站,室内型宏基站的容量大、支持1到9载波、配置也比较灵活、容易平滑扩容、有扇区化智能天线、设备比较稳定;对于站址资源比较紧张并且需要快速建站的状况,可以用支持智能天线、小巧紧凑、支持壁挂、能够在室内外运行的紧凑型基站或者使用不需要机房、成本低、能够快速的布网、有可以实现远程管理和无人值守的环境监控系统的室外型宏基站来实现。因为TD- SCDMA网络建设的规模比较大,工作量也逐渐加大,人力资源跟不上业务的扩大,所以自动化系统对其起到了很大的帮助。方案二:对于光纤资源比较丰富的热点区域,可以使用支持智能天线的射频远端子系统对此进行连续覆盖,因为它的拉远方式比较灵活,系统容量也超级大可以有效地减少建设站址的数量,极大地降低了每信道的成本。
(4)TD- SCDMA网络室内覆盖TD- SCDMA系统利用光纤将信号传到建筑物内需要覆盖的每一个角落,实现它的多通道室内覆盖方案。这个方案通常将光纤和同轴电缆结合使用,从而保证室内网络的覆盖质量。它的优点有:TD- SCDMA系统的RRU的多通道空间分隔,能将信号干扰隔离;TD- SCDMA的基带集中放置,能使各基带之间的容量共享;在室内覆盖上采用光纤,将RRU设备就近放置,可以减少损耗,也摆脱了干放系统对系统的负担,空间隔离算法还能有效的降低用户的干扰,使网络信号的覆盖达到很好的效果。
无线网络优化措施
TD- SCDMA无线网络优化工作要围绕网络角度、用户实际感受和规范网络体系等三个方面,其主要包括解决用户投诉;避免设备故障;提高掉话率、接通率等技术的指标;合理的调整网络资源,提高设备及频谱的利用率;保持对网络优化进行长期的维护等方面的内容。所以就要寻找相应的解决措施。
(1)在工程施工的过程中,将遗留下来的问题保存到数据库,可以方便以后网络的维护优化。(2)用最真实的现场测试方法,通过CQT和DT获得可靠的数据资料,对出现的问题进行精确的定位,并及时地做出调整。(3)通过网络优化的软件,模仿网络运行,进行模拟测试。根据以往测试的结果及时对模型做出调整,使其达到一个符合现实状况的状态。(4)经常从OMC对网络中的数据和网络接口的信令进行核查、分析,以确保网络在正常的数值内运行。(5)对工程参数中站点的位置、天线的方位角、向下倾斜角、高度等进行优化调整;还要对小区的系统参数中公共和业务信道中的参数做适当的配置调整,使其达到最佳状态。(6)最为重要的就是语音优化指标。语音的优化一直是通信网络优化的主题,关系着通信网络质量的重要标准,要避免切断电话和同频干扰的问题。
综上所述,通信工程在人们的生活中扮演着一个不可或缺的角色,它也是国家的基础建设之一,要想使无线通信网络运行成功,就要拥有很高的技术,还要有良好的服务质量,同时也得具备高性能,覆盖广的特点,这样无线网络的价值才能得以体现,随着研究工作的进行,不断地对无线通信工程的优化进行探索和研究,通信网络优化的方法也会有更进一步的发展,使其能够流畅的运行,给人们的生活带来便捷。TD- SCDMA网络的建设对我国信息产业的发展也有着很大的影响。
跟3G
3G三种制式
中国要发放TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000三张牌照,将分属中国移动、中国联通和中国电信。
2012年1月中国移动通信集团TD-SCDMA 3G用户增至5394万。中国联通WCDMA 3G用户增至4307万。中国电信集团CDMA2000 3G用户增至3870万。但中国移动3G用户统计中包括TD无线上网、TD无线固话座机等,3G网络中联通增速最快,居行业第一。
自身特点
特点:全称Time Division - Synchronous CDMA(时分同步CDMA),在频谱利用率、对业务支持具有灵活性等独特优势。
优势:中国自有3G技术,获政府支持。
WCDMA
特点:全称为Wideband CDMA,也称为CDMA Direct Spread,意为宽频分码多重存取,这是基于GSM网发展出来的3G技术规范,WCDMA是当前世界上采用的国家及地区最广泛的,终端种类最丰富的一种3G标准。已有538个WCDMA运营商在246个国家和地区开通了WCDMA网络,3G商用市场份额超过80%,而WCDMA向下兼容的GSM网络已覆盖184个国家,遍布全球。WCDMA用户数已超过6亿。
优势:有较高的扩频增益,发展空间较大,全球漫游能力最强,技术成熟性最佳。
CDMA2000
特点:CDMA2000是由宽带CDMA(CDMA IS95)技术发展而来的宽带CDMA技术,也称为CDMA Multi-Carrier,由美国高通 为主导提出。
优势:可以从原有的CDMA1X直接升级到3G,建设成本低廉。
说联通的WCDMA比移动的TD好,也不完全对,各有各的特点。
TD-SCDMA是中国自主3G标准,2000年5月,ITU(国际电信联盟)公布TD-SCDMA正式成为ITU第三代移动通信标准3G国际标准的一个组成部分,与欧洲WCDMA、美国CDMA2000并列为三大主流3G国际标准。TD-SCDMA于2008年4月1日试商用。
TD-HSDPA是TD-SCDMA的下一步演进技术,采用TDD方式。作为后3G的HSDPA技术可以同时适用于WCDMA和TD-SCDMA两种不同制式。
TD-HSDPA之后,TD也将实现TD-HSUPA,实现2.2Mbps的上行速率,最后将演进到LTE TDD。
WCDMA是GSM的升级(GSM是2G技术,其演进是GSM、GPRS、EDGE、WCDMA),同时也是全球3G技术中用户最广(GSM系技术拥有全球85%移动用户)、技术和商业应用最成熟的。WCDMA运营商遵循WCDMA、HSPA、LTE演进路线。
HSDPA和HSUPA统称HSPA,后者上行速率更快,中国联通采用HSPA技术,其中大城市使用HSUPA,,在09年6、7月份即可完成部署。
HSPA后的HSPA+技术也已经开始在澳大利亚新加坡等地开始建设,速率高达21Mbps。
参考资料
目录
概述
简介
发展史
关键技术
帧时隙结构
频率和码规划
时隙规划
覆盖规划
容量规划
概述
技术
特点
标准的现状
信号覆盖趋势
应用运营商
网络简介
网络覆盖问题
无线网络优化措施
跟3G
3G三种制式
自身特点
WCDMA
CDMA2000
参考资料