三大3G主流制式比較

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1序言

2009年1月7日,工業(yè)和信息化部批準發(fā)放3張第三代移動通信(3G)牌照,此舉標志著我國正式進入了3G時代。它們分別是基于FDD制式的CDMA2000和WCDMA,以及TDD制模式的TD-SCDMA。其中TD-SCDMA在高效的頻譜利用率以及對業(yè)務支撐的靈活性等方面有著天然的優(yōu)勢,非常符合未來移動通信的發(fā)展方向,將會在未來的3G競爭中展現(xiàn)出強大的競爭力。

2TDD與FDD比較

在FDD(頻分雙工)制式中,系統(tǒng)采用成對對稱的頻譜來提供語音業(yè)務以及數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務。整個頻帶被裁分未若干窄帶業(yè)務信道,每對信道之間須保留一定的保護間隔,以防止臨頻干擾。毫無疑問,F(xiàn)DD制式非常適合于語音類的上下行對稱業(yè)務,因而可以成為移動通信系統(tǒng)的典型標準之一。然而,用戶對高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笕找嬖鲩L,3GPP提出3G的下行傳輸速度需達到2Mbit/s以適應各種對稱的以及非對稱的業(yè)務需求,由此導致用戶對頻帶以及數(shù)據(jù)吞吐量猛增。因而,頻譜的利用效率必將成為3G競爭的重點。

FDD難以實現(xiàn)最佳的頻譜效率

在3G的對稱業(yè)務方面,上、下行鏈路形成一個對稱的雙工業(yè)務負載。在FDD制式下,由于上、下行鏈路業(yè)務負載的對稱性,對稱業(yè)務將在成對對稱的頻譜上呈現(xiàn)最佳的頻譜效率。然而,隨著大規(guī)模的無線包交換業(yè)務的廣泛應用,非對稱雙工業(yè)務成為無線通信網(wǎng)絡的主要負載。其最典型的特征就是上、下行鏈路中的業(yè)務負載量不再是對稱出現(xiàn),而是取決于不同的業(yè)務類型。為了達到最佳的頻譜效率,則需要各種業(yè)務都可能靈活的調用有限的頻譜資源。然而在FDD的固定的上、下行頻譜分配的模式下,靈活的將對稱的頻譜分配給非對稱的上、下行業(yè)務負載是不可能的。因此,基于FDD成對對稱的頻帶分配制式實現(xiàn)語音或數(shù)據(jù)等對稱及非對稱的業(yè)務負載很難達到最佳的頻譜利用效率,最終將造成一定程度上的頻譜資源浪費。

TDD將頻譜利用率推向最高

為了實現(xiàn)對稱及非對稱業(yè)務的最佳的頻譜效率,靈活的、自適應的頻譜分配是十分必要的。在TDD制式中,無線信道被分為若干的TDMA無線幀,這個幀結構又被進一步細化為若干的時隙,從而實現(xiàn)了無線信道在時域中的周期性重復。TD-SCDMA采用時分雙工制式,能在同一頻段的不同時隙中發(fā)送上行(由終端到基站)或下行(由基站到終端)數(shù)據(jù),從而實現(xiàn)了基于不同的業(yè)務類型,上、下行頻段的靈活分配。當無線信道承載非對稱業(yè)務是,更多的時隙被分配給下行鏈路;而當進行語音等對稱業(yè)務時,上、下行鏈路則占有相同數(shù)量的時隙。碼分多址接入(CDMA)技術的采用,使得同一頻段的同一時隙中可以承載多個用戶,用戶間使用獨立的碼分信道,用戶數(shù)據(jù)分布于整個帶寬上,從而更加高效的利用了頻譜資源。TD-SCDMA有效的結合了TDD和CDMA的優(yōu)勢,大幅度的提高了無線傳輸速率(達到2Mbit/s);同時支持根據(jù)不同的業(yè)務類型,靈活的分配上、下行鏈路的頻譜資源。

由以上的分析可以看出,F(xiàn)DD制式下的上、下行鏈路固定頻譜分配,無法從頻域上根本的解決頻譜利用率低的問題。而TD-SCDMA采用TDD系統(tǒng)制式,可以靈活分配對稱、非對稱以及混合業(yè)務的上、下行鏈路所占用的頻譜資源。同時,由于TD-SCDMA不需要成對的頻帶資源支持,因而可以利用目前頻譜規(guī)劃中的散雜頻譜資源,使得整個頻譜規(guī)劃更加簡便。

作者:蘇翰   來源:通信世界
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