TD-SCDMA移動(dòng)通信技術(shù)原理
!@1C%p-C1H&_+d,?)b:e4P+M&l,K.r(x1L
移動(dòng)通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單7r-p6T%o$m!{
TD-SCDMA移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)是信息產(chǎn)業(yè)部電信科學(xué)技術(shù)研究院（現(xiàn)大唐電信集團(tuán)）在國家主管部門的支持下，根據(jù)多年的研究而提出的具有一定特色的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。這是近百年來我國通信史上第一個(gè)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國際通信標(biāo)準(zhǔn)，它的出現(xiàn)在我國通信發(fā)展史上具有里程碑的意義，并將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，是整個(gè)中國通信業(yè)的重大突破。TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)公開之后，在國際上引起了強(qiáng)烈的反響，得到西門子等許多著名公司的重視和支持。1999年月11月在芬蘭赫爾辛基召開的ITU會(huì)議上，TD-SCDMA被列入ITU建議ITU-RM.1457，成為ITU認(rèn)可的第三代移動(dòng)通信無線傳輸主流技術(shù)之一。移動(dòng)通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單-d.y"{:}*K
移動(dòng)通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單8R*G1v5w.P%L'T:h5z,h1d
一、TD-SCDMA技術(shù)概述MSCBSC 移動(dòng)通信論壇*J5n3o4x C+i(B2\
　　TD-SCDMA系統(tǒng)全面滿足IMT-2000的基本要求。它采用不需配對(duì)頻率的TDD雙工模式，以及FDMA/TDMA/CDMA相結(jié)合的多址接入方式，同時(shí)使用1.28Mc/s的低碼片率，擴(kuò)頻帶寬為1.6MHz（表1）。
1Z%S-B:M4N"G&P1N |  國內(nèi)領(lǐng)先的通信技術(shù)論壇MSCBSC 移動(dòng)通信論壇"m*f!}:b7C

(p+b*v2|)k$Z4j7}#|3N |  國內(nèi)領(lǐng)先的通信技術(shù)論壇

表1　TD-SCDMA主要參數(shù)

載波帶寬 mscbsc 移動(dòng)通信論壇擁有30萬通信專業(yè)人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術(shù)資料，是國內(nèi)領(lǐng)先專注于通信技術(shù)和通信人生活的社區(qū)。+R0_1V$K)J0s	1.6MHz 9C#~5r C!?
最小頻譜 移動(dòng)通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單(Z/B"T(C/h1A#H	1.6MHz MSCBSC 移動(dòng)通信論壇%i#y2@#A)\%p$^$I,]
雙工型式 +a%B6n6E:V"n,@$~4r8M"~w1.mscbsc.com	TDD $j4T4w*b#|1a8Z)M!|'~MSCBSC 移動(dòng)通信論壇
多址方式 $M&H P,w5n移動(dòng)通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單	TDMA，CDMA，F(xiàn)DMA ,D(|,j8^:?3{/c0v T"V%^ |  國內(nèi)領(lǐng)先的通信技術(shù)論壇
碼塊速率 "C/?:S9V&k.J7J5w	1.28Mc/s mscbsc 移動(dòng)通信論壇擁有30萬通信專業(yè)人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術(shù)資料，是國內(nèi)領(lǐng)先專注于通信技術(shù)和通信人生活的社區(qū)。9x7q R0Q(?4C!q7]
調(diào)制 w1.mscbsc.com!i$A9z*~4E)u	QPSK 1a2?6Q1d)j-K+h0a |  國內(nèi)領(lǐng)先的通信技術(shù)論壇8-PSK 6h:i)P!Y#@2?)_7xw1.mscbsc.com
最大蜂窩范圍 &}&y"V)z5[w1.mscbsc.com	40km +J/E/a9`4i'e1}mscbsc 移動(dòng)通信論壇擁有30萬通信專業(yè)人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術(shù)資料，是國內(nèi)領(lǐng)先專注于通信技術(shù)和通信人生活的社區(qū)。
最大音頻容量(Erl.) !e(w;g$\2v:c%Qmscbsc 移動(dòng)通信論壇擁有30萬通信專業(yè)人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術(shù)資料，是國內(nèi)領(lǐng)先專注于通信技術(shù)和通信人生活的社區(qū)。	EFR：55 移動(dòng)通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單0J"\8P+`4d!`/h'G8w%u6w*n
數(shù)據(jù)流量 w1.mscbsc.com+p'D-u5q4w)w5w9Z+k-u	6Mb/s "T"L0["{.T/W*dMSCBSC 移動(dòng)通信論壇
理論最大數(shù)據(jù)率／用戶 "W.S N/Q/X)i+u2r*fMSCBSC 移動(dòng)通信論壇	325kb/s/MHz/cell $o)A!?9]5P#Y
系統(tǒng)對(duì)稱性(DL:UP) 移動(dòng)通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單2](w+?$?;M2b9r ~	1:6-6:1 4C4r2z#].v z:U'X*[

!r%J7c3[&?移動(dòng)通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單/B)w&_0c#L8U,N#m
　　3G移動(dòng)系統(tǒng)的主要挑戰(zhàn)之一是既要控制諸如談話和視頻等對(duì)稱線路交換業(yè)務(wù)，又要控制移動(dòng)因特網(wǎng)接入的非對(duì)稱分組交換業(yè)務(wù)。面對(duì)這一挑戰(zhàn)，TD-SCDMA集成了兩項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)：一種是先進(jìn)的TDMA/TDD系統(tǒng)，另一種是自適應(yīng)CDMA組成的對(duì)稱模式的運(yùn)作。
4['W,n f!f*q9Ow1.mscbsc.com　　TD-SCDMA技術(shù)所基于的基本技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下：
.a9w7S-L1{'F　　（1）TDD（時(shí)分雙工），允許上行和下行在同一頻段上，而不需要成對(duì)的頻段。在TDD中，上行和下行在同一頻率信道中的不同時(shí)間里傳輸。這可能改變雙工交換點(diǎn)和從上行移動(dòng)容量至下行，反之亦然，這樣就優(yōu)化了頻譜的使用。它允許對(duì)稱和非對(duì)稱數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
1t*m.I6h'B)Q　　（2）TDMA（時(shí)分多址），是一種數(shù)字技術(shù)，它將每個(gè)頻率信道分割為許多時(shí)隙，從而允許傳輸信道在同一時(shí)間由數(shù)個(gè)用戶使用。
2c'o#y$@3p+w%o([!S　　（3）CDMA（碼分多址），在每個(gè)蜂窩區(qū)使多個(gè)用戶同時(shí)接入同一無線信道成為可能，提高了通信息的密度。但每個(gè)用戶會(huì)干擾其他人，從而導(dǎo)致多接入干擾（MAI）。
.M%n!?9f0|)c*B$a |  國內(nèi)領(lǐng)先的通信技術(shù)論壇　　（4）聯(lián)合檢測（JD），允許接收機(jī)為所有信號(hào)同時(shí)估計(jì)無線信道和工作。通過單個(gè)通信流量的并行處理，JD消除了多接入干擾（MAI），降低了蜂窩區(qū)內(nèi)干擾，因此提高了傳輸容量。
6^*I:|3P,w%S*c"W:A#D p |  國內(nèi)領(lǐng)先的通信技術(shù)論壇　　（5）動(dòng)態(tài)信道分配（DCA），先進(jìn)的TD-SCDMA空中接口充分利用了所有可提供的多址技術(shù)，充分地使用了這些技術(shù)。TD-SCDMA依據(jù)干擾方案提供了無線資源的自適應(yīng)分配，降低了蜂窩區(qū)之間的干擾。 mscbsc 移動(dòng)通信論壇擁有30萬通信專業(yè)人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術(shù)資料，是國內(nèi)領(lǐng)先專注于通信技術(shù)和通信人生活的社區(qū)。2t Q,F4n1U2l/U-k
　　（6）終端互同步，通過精確的對(duì)每個(gè)終端傳輸時(shí)隙的調(diào)諧，TD-SCDMA改善了手機(jī)的跟蹤，降低了定位的計(jì)算時(shí)間，以及交付尋找的尋找時(shí)間。由于同步，TD-SCDMA不需要軟交付，這樣可更有利于蜂窩覆蓋區(qū)降低蜂窩間的干擾，并降低設(shè)施和運(yùn)行成本。
5d.W#A*u&U9z"]mscbsc 移動(dòng)通信論壇擁有30萬通信專業(yè)人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術(shù)資料，是國內(nèi)領(lǐng)先專注于通信技術(shù)和通信人生活的社區(qū)。　　（7）智能天線，是在蜂窩區(qū)域通過蜂窩和分配功率跟蹤移動(dòng)用戶的使用的波形控制天線。沒有智能天線，功率將分配至所有的蜂窩區(qū)域內(nèi)。智能天線降低了多用戶干擾，通過降低蜂窩間的干擾而提高了系統(tǒng)容量，提高了接收的靈敏度，并在增加蜂窩范圍的同時(shí)降低了傳輸功率。
&M2W6z3l9E4n m.u'V-w3Iw1.mscbsc.comMSCBSC 移動(dòng)通信論壇8?/q4x)O'I#x3~.c-o0Y&h
二、無線信道接入 2F6J;F:^!}
1.TDMA/TDD
#J&V0i+C5t-P+p'i1b q |  國內(nèi)領(lǐng)先的通信技術(shù)論壇　　結(jié)合了TDD（時(shí)分雙工）的TDMA（時(shí)分多址）極大地改善了網(wǎng)絡(luò)的性能，在上行和下行方向，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)資源處理網(wǎng)絡(luò)通信流量。TDMA使用了5ms的幀分成7個(gè)時(shí)隙，能夠靈活地安排幾個(gè)或一個(gè)要求多個(gè)時(shí)隙的用戶。TDD允許流量上行的規(guī)格（從手機(jī)到基站），并使用同一幀的時(shí)隙下行（從基站到手機(jī)）。
/F(q/~(?3j.tMSCBSC 移動(dòng)通信論壇　　對(duì)使用持續(xù)音頻電話和視頻電話（多媒體應(yīng)用）的對(duì)稱業(yè)務(wù)來說，雙向傳輸?shù)臄?shù)量是相同的，上行或下行的時(shí)隙被平等地分開。對(duì)于使用因特網(wǎng)訪問（下載）的非對(duì)稱業(yè)務(wù)來說，從基站到終端的傳輸數(shù)據(jù)容量高。相對(duì)于上行，下行使用了更多的時(shí)隙（見圖1）。w1.mscbsc.com(w2f,Y"k1w1T0|"I
w1.mscbsc.com%`4J e3I2G o#H9`+S

&])Z-^2E5|.D:Z |  國內(nèi)領(lǐng)先的通信技術(shù)論壇
#E0t*X2M%s-X0`

圖1　TDMA/TDD

!P#K"O)V'?&A8~0^w1.mscbsc.com |  國內(nèi)領(lǐng)先的通信技術(shù)論壇(Q0F;a8Y1K3R;D u
　　2.不成對(duì)頻段與成對(duì)頻段
.l0M&]0n4l0[1P　　在單一不成對(duì)的頻段里數(shù)據(jù)加載的自適應(yīng)上行／下行對(duì)稱性的這一能力，優(yōu)化了空中接口的容量，因此能更有效地使用頻譜。相反，F(xiàn)DD（頻分雙工）方案——使用于傳統(tǒng)的CDMA3G標(biāo)準(zhǔn)，使用一對(duì)頻段分別上行或下行。作為對(duì)稱加載，部分頻譜被占用但沒用于數(shù)據(jù)傳輸，這些閑置的資源也不能為其他業(yè)務(wù)使用，導(dǎo)致了頻譜的非有效利用。未來的移動(dòng)應(yīng)用將要求所提供頻譜的有效利用，以及具有控制極端非對(duì)稱數(shù)據(jù)流量的能力。TD-SCDMA十分適合這些要求，被視為3G業(yè)務(wù)理想技術(shù)（見圖2）。
6C-j8j6X(S/I%~-~ |  國內(nèi)領(lǐng)先的通信技術(shù)論壇 |  國內(nèi)領(lǐng)先的通信技術(shù)論壇*I;L-n8R/U'I5F!@

+{#X*~)B%m0n2R+w+Q9d7p移動(dòng)通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單w1.mscbsc.com8B6n;S'A6J'b'I

圖2　不成對(duì)頻段與成對(duì)頻段

&f4]!p'a/n6kMSCBSC 移動(dòng)通信論壇MSCBSC 移動(dòng)通信論壇)T5W:k U.y&D1Q&{
　　3.集成TDMA/TDD和CDMA的操作MSCBSC 移動(dòng)通信論壇;W(X$s%x4S%v4S
　　除了TDMA/TDD規(guī)格，TD-SCDMA使用CDMA（碼分多址）來進(jìn)一步增加無線界面的容量。根據(jù)CDMA，用戶的信息碼通過由CDMA的擴(kuò)展碼產(chǎn)生的隨機(jī)碼（來自芯片）來增加用戶數(shù)據(jù)的方式鋪在更寬廣的帶寬上。在每個(gè)時(shí)隙中，可傳輸最高達(dá)16個(gè)數(shù)字的CDMA碼（CDMA的最大加載代理）。使用1.28Mc/s的芯片率，允許1.6MHz的帶寬。根據(jù)其操作許可證，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商配置多TD-SCDMA1.6MHz的載波帶寬。每個(gè)無線電資源設(shè)備因此被特殊的時(shí)隙和特殊載波頻率上的特別碼所確認(rèn)。為了達(dá)到高符碼率，TDMA/TDD支持變量擴(kuò)展代理和多碼連接（見圖3）。 移動(dòng)通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單3] `7e.r9h!o3C3w-g3t
w1.mscbsc.com9J;e t:I-B"t3@3X

%a2L w1W"Ow1.mscbsc.com
9H8R/v5^0J(R/w t |  國內(nèi)領(lǐng)先的通信技術(shù)論壇

圖3　集成TDMA/TDD和CDMA的操作

)T9y9z+c:V&P#O)w移動(dòng)通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單
*o:?6T;Y#t)_ ]*f"~ |  國內(nèi)領(lǐng)先的通信技術(shù)論壇三、聯(lián)合檢測
;G(X0l*Y,v%[6Q |  國內(nèi)領(lǐng)先的通信技術(shù)論壇　　1.CDMA發(fā)射的問題和限制 /C-[+A a%m:e+T7[:b+{3C
　　移動(dòng)無線電傳播受多反射、衍射和信號(hào)能量衰減的影響，起因包括諸如樓房、山等普通障礙物，以及終端的移動(dòng)性。其結(jié)果被稱為多徑傳播，產(chǎn)生兩種不同的衰落：慢衰落和快衰落。快衰落發(fā)生在不同延遲路徑幾乎在同一瞬間到達(dá)的時(shí)候，甚至接收機(jī)移動(dòng)了短距離，也會(huì)發(fā)生信號(hào)的終止。慢衰落主要產(chǎn)生于漸變過程，信號(hào)能量通過明確的可識(shí)別時(shí)間瞬間到達(dá)接收機(jī)。
9_:_(s9T7U#Jmscbsc 移動(dòng)通信論壇擁有30萬通信專業(yè)人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術(shù)資料，是國內(nèi)領(lǐng)先專注于通信技術(shù)和通信人生活的社區(qū)。　　此外，這些信號(hào)的衰減相對(duì)于每一種移動(dòng)通信都很普遍。CDMA傳輸因其“自干擾”特性而受限。每個(gè)CDMA信號(hào)與所有其他信號(hào)在相同無線載波上是超載的，而且接收的（寬帶）信號(hào)可能比熱噪音要低（圖4a）。相關(guān)的接收器（匹配的過濾相關(guān)器）用來去擴(kuò)展和接收原始用戶的信號(hào)。理想的相關(guān)檢測，將依靠擴(kuò)展代理（相關(guān)增益）從干擾增殖中提高請(qǐng)求用戶信號(hào)。不同碼的正交性將保證請(qǐng)求信號(hào)的正確檢測。 移動(dòng)通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單 x&C.h-a:L6Q%S
　　2.多接入干擾 移動(dòng)通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單1}/u*W$O,A
　　CDMA系統(tǒng)的實(shí)際接收的擴(kuò)展碼并不是完全地正交，相關(guān)的處理不能如此有效。結(jié)果，多接入干擾（MCI）就在接收機(jī)里產(chǎn)生了：請(qǐng)求信號(hào)沒有有效地從干擾用戶中區(qū)分出來。不容易從MAI里顯現(xiàn)出來的受檢測信號(hào)相對(duì)于噪聲來說要低（圖4b）。多接入干擾使每個(gè)無線載波的通信流量受限。  
0V0H,D7f7F/I9v w8Q |  國內(nèi)領(lǐng)先的通信技術(shù)論壇移動(dòng)通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單6M7T A;x2j
/m)C6y3G'V