TD-SCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)及發(fā)展概況

0 引言

2009年1月7日，工業(yè)和信息化部正式確認(rèn)國內(nèi)3G牌照發(fā)放給三家運(yùn)營商，即中國移動(dòng)獲得TD-SCDMA牌照，中國電信獲得CDMA2000牌照，而中國聯(lián)通則獲得WCDMA牌照。由此，我國跨入了3G時(shí)代。其中，TD-SCDMA作為第三代移動(dòng)通信國際標(biāo)準(zhǔn)，是我國科技自主創(chuàng)新的重要標(biāo)志，在3G發(fā)展中具有重要地位。下面就TD-STDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，及該技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展情況及未來趨勢作以介紹。

1 TD-STDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

TD-SCDMA中文含義為時(shí)分同步碼分多址接入，TD-SCDMA是針對(duì)無線環(huán)境下對(duì)稱和非對(duì)稱的3G業(yè)務(wù)所設(shè)計(jì)的，它運(yùn)行在不成對(duì)的射頻頻譜上。TD-SCDMA傳輸方向的時(shí)域自適應(yīng)資源分配，可取得獨(dú)立于對(duì)稱業(yè)務(wù)負(fù)載關(guān)系的頻譜分配的最佳利用率。因此，TD-SCDMA通過最佳自適應(yīng)資源的分配和最佳頻譜效率，可支持速率從8kbit/s到2Mbit/s的語音、互聯(lián)網(wǎng)等所有的3G業(yè)務(wù)。

TD-SCDMA為TDD模式，在應(yīng)用范圍內(nèi)有其自身的特點(diǎn)：一是終端的移動(dòng)速度受現(xiàn)有DSP運(yùn)算速度的限制最高只能支持240km/h；二是基站覆蓋半徑在15km以內(nèi)時(shí)頻譜利用率和系統(tǒng)容量可達(dá)最佳，在用戶容量不是很大的區(qū)域，基站最大覆蓋可達(dá)30km，所以TD-SCDMA更適合在城市和城郊使用。這兩點(diǎn)不足均不影響實(shí)際使用，因?yàn)樵诔鞘泻统墙�，車速一般都小�?00km/h，而且城市和城郊人口密度高、小區(qū)半徑一般都在15km以內(nèi)。

2 TD-SCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

TD-SCDMA從2008年4月起正式開始試商用，到目前用戶數(shù)量已經(jīng)超過30萬戶，而且中國移動(dòng)已經(jīng)把一期建設(shè)的十個(gè)城市的TD網(wǎng)絡(luò)升級(jí)至HSDPA。在二期的TD建設(shè)中，中國移動(dòng)將首先在沿海發(fā)達(dá)及重要城市直接部署HSDPA網(wǎng)絡(luò)，并吸取TD一期建網(wǎng)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋和終端較少的問題；充分利用TD-HSDPA的突出優(yōu)勢及產(chǎn)品改進(jìn)，合理利用中國移動(dòng)2G現(xiàn)有資源來節(jié)約建網(wǎng)投資，加快建網(wǎng)速度，將所有設(shè)備可通過軟、硬件升級(jí)向3.5G及以上的HSDPA、LTE（長期演進(jìn)）平滑演進(jìn)。

同時(shí)，TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也面臨著諸多挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在站址的選擇、時(shí)隙的不對(duì)稱性、頻率復(fù)用及終端使用等方面。

在站址選擇方面，由于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的站點(diǎn)是在2G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)行建設(shè)的，2G網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)分布的不規(guī)則性可能使TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生干擾，從而影響無線網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量。

在時(shí)隙不對(duì)稱性方面，TD-SCDMA靈活的時(shí)隙安排可以提高運(yùn)營商對(duì)于非對(duì)稱數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持效率。然而,如何在提高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)承載能力的同時(shí)避免對(duì)稱業(yè)務(wù)區(qū)和非對(duì)稱業(yè)務(wù)區(qū)之間的相互干擾，是TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃面臨的重要挑戰(zhàn)之一。

在頻率復(fù)用方面，TD-SCDMA的載頻帶寬為1.6MHz，這就意味著TD-SCDMA有較多的頻率資源可以使用。頻率規(guī)劃方案和組網(wǎng)方式的選擇對(duì)于用戶的通話感受和切換性能至關(guān)重要,這也是TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃面臨的主要挑戰(zhàn)。

在擾碼方面，相對(duì)于WCDMA的512個(gè)主擾碼，TD-SCDMA只有碼字長度較短的128個(gè)擾碼。TD-SCDMA擾碼的相關(guān)性決定了其容易受無線環(huán)境的影響從而相互干擾。因此，選擇成熟的擾碼規(guī)劃方案是TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的難點(diǎn)。

在網(wǎng)絡(luò)仿真和評(píng)估方面，TD-SCDMA系統(tǒng)在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)需要重點(diǎn)考慮各個(gè)關(guān)鍵技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的影響，如智能天線、聯(lián)合檢測等。如何對(duì)這些技術(shù)進(jìn)行仿真和評(píng)估是TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)仿真的重點(diǎn)和難點(diǎn)。此外，如何評(píng)估網(wǎng)絡(luò)仿真的結(jié)果與現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)的差異，如何將評(píng)估結(jié)果反饋到將來的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中等問題，也是網(wǎng)絡(luò)仿真評(píng)估和驗(yàn)證面臨的挑戰(zhàn)。

在終端使用方面，TD-SCDMA終端的成熟度有待提高，包括TD-SCDMA芯片、終端、測試儀器的成熟度等都需要提升。目前，TD-SCDMA手機(jī)功耗等性能指標(biāo)直接影響用戶對(duì)于TD-SCDMA終端的使用感受。終端功能也無法完全滿足運(yùn)營商的創(chuàng)新業(yè)務(wù)演進(jìn)需求。終端產(chǎn)業(yè)規(guī)模還沒有完成，關(guān)鍵器件價(jià)格較高，整機(jī)成本較高。

3 TD-SCDMA技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

當(dāng)前，新的一輪電信標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)發(fā)展浪潮已經(jīng)涌來，以3G增強(qiáng)技術(shù)（HSPA）、長期演進(jìn)技術(shù)（LTE）以及4G/B3G技術(shù)（IMT-Advanced）為代表的新的競爭態(tài)勢已經(jīng)形成。因此，對(duì)TD-SCDMA而言，能否在3G增強(qiáng)技術(shù)、LTE長期演進(jìn)技術(shù)以及4G繼續(xù)有創(chuàng)新、有突破，是關(guān)系到TD-SCDMA能否在國際電信新格局中繼續(xù)占有一席之地、保持可持續(xù)發(fā)展能力的大問題，并且對(duì)鞏固TD-SCDMA已經(jīng)建立起來的地位和成果，進(jìn)一步提高我國移動(dòng)通信領(lǐng)域內(nèi)自主創(chuàng)新與核心競爭力，具有十分重要的戰(zhàn)略意義。

到2020年前，TD-SCDMA技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展和未來演進(jìn)可以大致分為三個(gè)階段和兩大類別技術(shù)。三個(gè)階段分別是：TD-SCDMA及TD-SCDMA增強(qiáng)型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)階段，TD-SCDMA長期演進(jìn)（TD-LTE）技術(shù)階段，4G（IMT-Advanced）技術(shù)階段；兩大類別技術(shù)分別是：第一階段TD-SCDMA及TD-SCDMA增強(qiáng)型技術(shù)是基于CDMA的技術(shù)，第二階段的LTE和第三階段4G是基于OFDM的技術(shù)。

TD-SCDMA技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的第一階段又可以分為TD-SCDMA基本版本階段及TD-SCDMA增強(qiáng)型版本階段。TD-SCDMA基本版本即3GPPR4版本，主要是實(shí)現(xiàn)話音和中低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，TD-SCDMA增強(qiáng)型版本是指TD-SCDMA的3GPPR5/R6/R7版本。TD-SCDMA增強(qiáng)技術(shù)是在TD-SCDMA現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過引入局部的先進(jìn)技術(shù)如HARQ、AMC、高階調(diào)制、快速調(diào)度機(jī)制、MIMO等技術(shù)，取得明顯的性能提升，來滿足TD-SCDMA現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的快速升級(jí)和部署。采用的基本技術(shù)以CDMA技術(shù)為基礎(chǔ)，沒有技術(shù)體制上的更新?lián)Q代。TD-SCDMA增強(qiáng)技術(shù)以HSD－PA、HSUPA、MBMS（包括優(yōu)化的MBMS）、HSPA+為代表。

TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)第二階段可以稱為TD-LTE長期演進(jìn)階段，TD-LTE在基本多址接入技術(shù)上引入OFDM以替代CDMA，在智能天線（SA）基礎(chǔ)上進(jìn)一步引入MIMO技術(shù)，形成SA+MIMO的先進(jìn)多天線技術(shù)，同時(shí)保持了特殊時(shí)隙和同步以及聯(lián)合檢測等原有技術(shù)優(yōu)勢和技術(shù)特點(diǎn)，在性能上獲得巨大提升（5～6倍于3GPPR6版本）的同時(shí)，還盡量保證TD-SCDMA及TD-SCDMA增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)向TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn)。目前，TD-LTE在3GPP的標(biāo)準(zhǔn)化工作和TD-LTE的標(biāo)準(zhǔn)化工作同步進(jìn)行。

TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)第三階段稱為4G或ITM-Advanced階段。ITM-Advanced是ITU為滿足未來10～15年全球移動(dòng)通信需求而啟動(dòng)的。在技術(shù)上，ITM-Advanced將基于OFDM，在LTE（或相當(dāng)）技術(shù)的基礎(chǔ)上，作進(jìn)一步增強(qiáng)。目前在國家有關(guān)主管部門的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)和組織下，TD-SCDMA 4G標(biāo)準(zhǔn)研究也在有條不紊地進(jìn)行中。

4 結(jié)束語

雖然TD-SCDMA移動(dòng)通信技術(shù)還有一些不足，但是在政府部門的大力支持、中國移動(dòng)的超常規(guī)發(fā)展、產(chǎn)學(xué)研各個(gè)方面的大力協(xié)作等因素的保障下，中國TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展在經(jīng)歷了2007年及2008年的建設(shè)導(dǎo)入期后，2009～2011年將進(jìn)入建設(shè)的高峰期。屆時(shí)，中國移動(dòng)TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)基站規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大，并全部支持HSDPA功能，可提供包括增強(qiáng)數(shù)據(jù)卡業(yè)務(wù)、手機(jī)電視與可視電話等6類3G特色業(yè)務(wù)在內(nèi)的45類業(yè)務(wù)。同時(shí)，中國移動(dòng)將完善TD-SCDMA試驗(yàn)網(wǎng)一期工程建設(shè)的多媒體彩鈴、視頻會(huì)議、視頻留言、視頻共享等TD-SCDMA專用業(yè)務(wù)平臺(tái)，并將根據(jù)TD-SCDMA用戶業(yè)務(wù)發(fā)展需求進(jìn)行擴(kuò)容�？梢钥隙ǖ氖�，中國TD市場必將順利、穩(wěn)步、快速發(fā)展。

作者：神華新疆能源有限責(zé)任公司 黃 忠，新疆無委 魚勝利