ＴＤ－ＳＣＤＭＡ網絡技術的現狀和發展

黃　晨

摘要: TD-SCDMA是我國自主知識產權的3G標準，是3G移動通信產業標準，研究這一標準的現狀和發展，對通信產業界發展有一定的意義。本文介紹了TD-SCDMA的技術原理及特點，分析了TD-SCDMA標準的技術優劣勢，探討了TD-SCDMA發展面臨的困難及建議。

關鍵詞: TD-SCDMA；3G標準；技術原理

1 TD-SCDMA的技術原理概述

TD-SCDMA的中文含義為時分同步碼分多址接入，該項通信技術屬于一種無線通信的技術標準，在與歐洲、美國各自提出的3G標準競爭中，中國提出的TD-SCDMA已正式成為全球3G標準之一。目前，該標準的主要技術集中在大唐公司手中。

TD-SCDMA的無線傳輸方案靈活地綜合了FDMA,TDMA和CDMA等基本傳輸方法。通過與聯合檢測相結合，它在傳輸容量方面表現非凡。通過引進智能天線，容量還可以進一步提高。智能天線憑借其定向性降低了小區間頻率復用所產生的干擾，并通過更高的頻率復用率來提供更高的話務量?；诟叨鹊臉I務靈活性，TD- SCDMA無線網絡可以通過無線網絡控制器(RNC)連接到交換網絡，如同三代移動通信中對電路和包交換業務所定義的那樣。在最終的版本里，計劃讓TD-SCDMA無線網絡與INTERNET直接相連。TD-SCDMA所呈現的先進的移動無線系統是針對所有無線環境下對稱和非對稱的3G業務所設計的，它運行在不成對的射頻頻譜上。TD-SCDMA傳輸方向的時域自適應資源分配可取得獨立于對稱業務負載關系的頻譜分配的最佳利用率。因此，TD-S CDMA通過最佳自適應資源的分配和最佳頻譜效率，可支持速率從8kbps到2Mbps的語音、互聯網等所有的3G業務。

2 TD-SCDMA標準的技術分析

2.1 技術優勢

頻譜效率高。TD-SCDMA系統綜合采用了聯合檢測、智能天線和上行同步等先進技術，系統內的多址和多徑干擾得到了極大緩解，從而有效地提高了頻譜利用率，進而提高了整個系統的容量。具體來講，聯合檢測和上行同步可極大降低小區內的干擾，智能天線則可以有效抑制小區間及小區內的干擾。另外，聯合檢測和智能天線對于緩解2G頻段上更加明顯的多徑干擾也有極大作用。所以，TD-SCDMA系統的這一特點決定了它將非常適合于在3G網絡建設初期提供大容量的網絡解決方案。

TD-SCDMA系統采用時分雙工模式，它的一個載波只需占用1.6MHz的帶寬就可以提供速率達2Mbps的3G業務，對于頻率分配的要求簡單和靈活了許多。在今后多家移動運營商共存的情形下，頻譜資源的使用情況會相對復雜，而TD-SCDMA系統大大提高了對頻譜資源利用的靈活性。

不存在呼吸效應。用戶數的增加使覆蓋半徑收縮的現象稱之為呼吸效應。其表現形式是每種業務用戶數的變化都會導致所有業務的覆蓋半徑發生變化，這會給網絡規劃和網絡優化帶來很大的麻煩。TD-SCDMA是一個集CDMA, FDMA, TDMA于一身的系統，它通過低帶寬FDMA和TDMA來抑制系統的主要干擾，使產生呼吸效應的因素顯著降低。

高效承載非對稱數據業務。在未來3G多樣化的業務應用中，非對稱的數據業務會占有越來越多的比例，大部分業務的典型特征是上行鏈路和下行鏈路中的業務量不對稱。FDD系統由于其固定的上下行頻率的對稱占用，在承載非對稱業務時會造成對頻譜資源的浪費。而TD-SCDMA系統可以通過配置切換點位置，靈活地調度系統上下行資源，使得系統資源利用率最大化。因此TD-SCDMA系統更加適合未來的3G非對稱數據業務和互聯網業務方面。

接力切換技術。在TD-SCDMA系統中，采用了一種新的越區切換方法，即"接力切換"。TD- SCDMA的獨特之處是使用了智能天線獲得用戶終端的方位(DOA )，采用同步CDMA技術獲得用戶終端與基站間的距離。若將這兩個信息予以綜合，基站就可以確定用戶終端的具體位置，從而為接力切換奠定了基礎。接力切換不丟失信息、不中斷通信，節約了信道資源。此外，TD-SCDMA還支持多載頻以及采用智能天線技術提高了系統的經濟效益。

2.2技術劣勢

同頻干擾問題。 同頻干擾，是指無用信號的載頻與有用信號的載頻相同，并對接收同頻有用信號的接收機造成干擾。由于TD-SCDMA的擴頻碼較短，消除同頻干擾有困難，目前己經有很多干擾消除的算法，但都很復雜，對器件要求太高(特別是對終端)，導致通信業界對TD-SCDMA同頻組網產生質疑。

覆蓋能力相對較弱。 在相同的頻帶內，WCDMA和ＣＤＭＡ2000采用FDD方式，其覆蓋基本相同，由于TD- SCDMA采用TDD方式，在覆蓋上要遜于采用FDD方式的其它兩種技術，根據理論測算，TD-SCDMA能夠覆蓋的最大半徑是11.25公里，而在郊區和農村，由于系統負荷較小，WCDMA覆蓋能力很強，往往在15公里以上。

容量劣勢。對于TD-SCDMA來講，由于其物理結構，每個時隙最多有16個碼道，對于經典的語音用戶--12.2kAMR語音用戶來講，按照其可提供的物理資源，最多一個時隙承載8個用戶。由于TD-SCDMA系統一般是一個資源受限系統，所以不能得到軟容量。軟容量對于高比特率實時數據用戶，例如對視頻電話、視頻連接等等來說是很重要的，而3G時代使用高比特率的數據用戶將逐步增多。此外，TD-SCDMA在高速移動時的數據傳輸性能較弱及系統必須同步運營等技術缺陷。

3 TD-SCDMA發展存在問題及建議

3.1存在問題

首先，跟另外兩大標準相比，TD-SCDMA尚沒有實際商用經驗，運營商可能因此面臨更多不確定的風險，甚至出現虧損的結果。而無論是WCDMA，還是CDMA2000，他們在國際市場上都己經形成了一定的網絡規模，各大3G運營商也相應地積累了一定的運營經驗，相應的運營風險也較低。此外，由于政府對TD-SCDMA的有力扶持，也不排除運營商利用自己對TD-SCDMA的態度做秀，增加自身將來承載TD-SCDMA網絡運營時爭取政府優惠政策的籌碼。目前，中國移動、中國電信和中國網通三家都在參與TD-SCDMA規模測試，但他們的態度明顯不夠積極，有些企業甚至為其設置一定障礙。

其次，在TD-SCDMA產業發展過程中，終端合格率低、終端功能不具備、終端版本升級緩慢等問題一直是各系統廠商揮之不去的陰影，這大大影響了TD-SCDMA整體產業的進程，甚至導致運營商和社會公眾對TD-SCDMA標準的懷疑。

再次，與WCDMA/CDMA2000在發達國家所面臨的環境不同，2000年發達國家的移動電話市場普遍己進入飽和，而國內2G市場則剛進入快速膨脹期，目前國內2.5G市場也已整體性啟動，這一市場進程大約比日韓等國晚3-5年。如果國內移動電話市場也遵循與發達國家市場相同的演進步伐，那么國內對高速移動數據業務(也即通常所了解的3G業務)的現實需求要達到目前日韓市場的規模，恐怕時間要在幾年以后。目前國內的移動用戶還是基于GSM和CDMA，當這些用戶知道WCDMA是由GSM升級而來，CDMA2000是由CDMA升級而來，一種習慣和信任的心理因素會促使用戶繼續使用WCDMA和CDMA2000，此時又會有多少用戶愿意嘗試全新的、從未體驗過的TD-SCDMA呢，這為TD-SCDMA后續的順利成長又增加了一層市場風險。

3.2發展建議

首先，TD-SCDMA各生產廠商需要在技術上下功夫。因為不管是打電話還是傳輸數據等，這些不是以人的主觀意愿為轉移的，必須經過幾百萬用戶的考驗，用戶的接受度才是最實在的，如果技術不成熟將會影響到用戶的使用興趣。其次，要克服TD-SCDMA的不足還需要更多的終端廠商、運營商、系統廠商、內容提供商來共同參與TD-SCDMA產業，這樣才能使產業力量更強大，共同積累有關經驗，提供用戶愿意接受，具有特色的信息服務。再次，要針對終端上存在的這些問題，國家應該給予終端企業以適當支持，鼓勵終端企業互相溝通，促進終端環節的整體前進。由于國外終端企業在研發上具有一定優勢，政府在大力支持國產手機廠商研發TD-SCDMA終端的同時，也要鼓勵國外手機廠商參與到研發TD-SCDMA終端上來，為整個產業提供豐富多樣的終端產品。除了國家給予的協調指導外，TD-SCDMA產業聯盟也應該充分發揮自身的力量，擔當終端環節與其他產業環節協調者的角色，只有這樣，TD-SCDMA產業聯盟才能將產業做實，帶動整個TD-SCDMA產業的發展。

參考文獻

[1]王傳令，《TD-SCDMA系統的多頻點小區技術及實現》，《電信科學》，2006

[2]尤肖虎，《我國第三代移動通信研究開發進展》，中國通信網絡網

[3]魯艷玲，《WCDMA和TD-SCDMA網絡優化的分析與比較》，普天信息技術研究院