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TD-SCDMA:移动通信系统演进的最佳方向
www.comcw.cn 2007-08-08 15:40 大唐移动

        随着移动通信与Internet的发展和相互结合,消费者的移动通信业务消费需求日趋个性化、多样化。未来移动通信运营竞争的关键在于运营网络平台能够支持丰富的业务应用,以满足消费者日益多样化、个性化的业务需求,通过丰富的业务应用吸引用户、树立竞争优势并为运营商提供丰厚的业务收入。目前的移动通信系统如GSM/GPRS、PHS、SCDMA均不能高效承载高数据速率的业务并支持丰富的业务应用,TD-SCDMA系统为已有的移动通信系统向更先进的移动通信系统演进提供最佳的演进方向,在承载高数据速率的业务、支持丰富的业务应用的同时最大限度的利用已有移动通信系统的设备、保护运营商的已有投资和降低运营商的再投资。
       
        1、GSM/GPRS向TD-SCDMA系统的演进
       
        TD-SCDMA是第三代移动通信系统三大技术标准之一,是GSM/GPRS等2G/2.5G网络演进升级的方向,在网络结构与产品设计方面充分考虑与2G/2.5G系统网络的衔接和演进。
       
        现有的2G/2.5G核心网络结构、设备基本不变,只需较少的软件升级就可以用于TD-SCDMA系统。如对移动交换机MSC,在信令处理部分进行升级即可兼容TD-SCDMA功能;而分组数据设备则无须改动。这样,TD-SCDMA系统就可以较少成本进行快速部署,在现有2G/2.5G网络的基础上提供3G的服务;更进一步的好处是最大程度上保证了互联互通和服务质量,以及业务的良性发展,提高了用户满意度。
       
        TD-SCDMA系统兼容2G/2.5G网络基础设施,可以共用地面传输线路、机房设施、天线铁塔等。TD-SCDMA系统很好的研究了与2G/2.5G系统的无线电干扰问题,并开发了妥善的解决方案。
       
        TD-SCDMA终端从一开始就支持双模甚至多模接入方式,用户可以自由的在2G/2.5G网络和TD-SCDMA网络中漫游,既能继续使用成熟的2G/2.5G业务,又能享受到TD-SCDMA网络提供业务的便利、惊喜和愉快。
       
        第三代移动通信系统发展的第一个阶段是在热点地区(如城市中心区、办公中心、机场等)把3G覆盖于第二代系统之上,因为在那里对系统容量和其增强性能的需要最为迫切。随着TD-SCDMA的Node-B(相当于2G/2.5G的基站)的覆盖范围的逐步扩大,一方面,原有的2G/2.5G系统仍可使用,原有的2G/2.5G手机用户仍可享有原有的服务;另一方面,新的2G/2.5G/TD-SCDMA双模手机既可以和TD-SCDMA的Node-B相连,也可与2G/2.5G的基站相连。通过这种方式,可使用户在以建设TD-SCDMA网络的地区享受3G丰富的业务服务,同时确保在尚未建设TD-SCDMA网络的地区享受一般业务服务。
       
        第三代移动通信系统发展的第二个阶段是增加一个全新的3G核心网。对运营商而言,建设新的核心网络可使已建设的TD-SCDMA网络的功能得到增强。第一阶段市场上配置的手机可继续工作于增强后的网络系统,同时增强型的双模GSM/TD-SCDMA手机将给用户带来增强型的服务。
       
        人们普遍认为,IP业务将在未来有显著的增长。TD-SCDMA极为适于IP业务的发展,TD-SCDMA的基础网络系统增强后可以更好的支持IP业务传送,并可直接和IP传输网络连接。IP业务增强的另一个可选途径是跳过第二阶段,核心网可直接由GSM核心网升级至基于IP传输的核心网。
       
        2、PHS向TD-SCDMA系统的演进
       
        PHS(Personal Handyphone System)是俗称“小灵通”系统所使用的技术标准,属于固定电话的延伸。在组网方式技术上,因其基站发射功率较小,一般采用微蜂窝的组网方式,覆盖距离仅数十米至数百米,目前不具备统一联网、全国漫游的必要基础;而且建网所需基站数量过多使得PHS不能支持高速移动的用户(切换频繁),切换时间较长导致容易掉话,后续网络优化和维护代价较高,性能难以满足蜂窝移动通信系统的基本要求。因此PHS系统不适宜在全国范围内组建大规模的蜂窝移动通信网络;同时PHS系统固有的技术缺陷限制了PHS网络的演进升级能力。
       
        TD-SCDMA与PHS具有一些相同的技术特征,如TDD双工方式、多天线系统、以及对未来R5核心网的支持,是PHS网络向更大规模的全国范围内的蜂窝移动通信网络演进、提供更丰富的业务服务的最佳演进方向。
       
        (1)TDD双工方式
       
        PHS采用与 TD-SCDMA相同的TDD技术,工作频率为1900~1920MHz,单载频带宽300KHz,每帧分为8个时隙(上下行各4时隙),一对时隙作为控制信道,3对时隙作为业务信道。国内现采用的PHS技术每个无线基站只提供一个频点(1C3T基站),即单基站同时只能容纳3个同时的话音接入。在此基础上,设备商设计了基站组控技术,即若干基站共享控制信道,实现较大容量的覆盖,常用的产品包括1C7T和1C11T基站。为了满足今后容量与业务发展的需求,可以利用与TD-SCDMA的技术共性,使PHS向真正的蜂窝移动通信系统演进。
       
        (2)多天线系统
       
        PHS基站一般采用8天线系统(这一点与 TD-SCDMA系统相同),对应两个功放单元,每个功放单元随机驱动一个天线进行发射;同时,8根天线分别接收目标信号,完成空间分集。在此基础上,因为使用TDD 技术,使得PHS系统采用智能天线技术也具有一定的优势,美国Redcom公司首先在此领域进行了研究,部分公司的PHS产品也已经采用了智能天线技术,并在南方诸省的网络部署中得到了检验,其天线结构与波束赋形算法类似于TD-SCDMA系统。因此,PHS系统向TD-SCDMA系统演进具有相对于向其他3G系统演进的技术与成本优势。
       
        (3)核心网
       
        在核心网结构上,PHS依托现有固网,充分利用现有的交换机资源、传输资源和号码资源,目前只是一种无线接入技术,不是独立的移动通信网络。但是PHS固话网络部分正朝着全IP和软交换方向发展,其发展思路与3GPP R5核心网演进思路一致,可实现与TD-SCDMA网络平台的资源共享。
       
        3、SCDMA向TD-SCDMA系统的演进
       
        SCDMA是我国“村村通”工程指定使用的移动通信系统,现已在部分农村、城市以及集团如大庆油田等得到应用。SCDMA采用多项与TD-SCDMA相同的关键技术,如TDD时分双工、同步CDMA、智能天线、软件无线电等,SCDMA的技术特征决定SCDMA向TD-SCDMA的演进具有天然的技术优势。
       
        (1)TDD时分双工
       
        SCDMA系统与TD-SCDMA系统均工作于时分双工模式,上/下行链路工作于统一频率,且上/下行时隙占总的帧长的比例均可调,两种技术的无线帧长均为10ms。以上相同的技术特征为SCDMA向TD-SCDMA演进提供由技术共性带来的研发与成本的优势:TDD双工模式使得两种技术制式的系统均只需要一个功率放大器,为系统设备的演进及双模终端的开发提供研发与成本优势;等长的无线帧长及上/下行可变时隙比例可变的共性确保SCDMA系统向TD-SCDMA系统演进的便利性。
       
        (2)同步CDMA
       
        SCDMA系统与TD-SCDMA系统均为同步CDMA系统,同步CDMA能够极大降低小区内干扰、提高系统容量。两种系统同一小区内不同用户的同步方式以及不同小区间基站发射同步的方法基本相同:通过空中接口实现同一小区内不同用户的粗同步与细同步调整的两步调整方式确保同一小区内不同用户间的信号同步,通过GPS实现同一网络的不同基站间的信号发射同步。两种系统均基于CDMA接入方式,采用功率控制技术实现在确保用户业务服务质量要求(QoS)的基础上降低不同用户间的干扰、提高网络容量。以上技术的共性使得SCDMA产品易于向TD-SCDMA产品的演进,并能够充分利用原有网络投资如GPS定时系统等。
       
        (3)智能天线
       
        与TD-SCDMA系统一致,SCDMA系统亦应用智能天线,两个系统的智能天线均可分为天线阵硬件和信号处理软件两部分。SCDMA系统天线阵列由8个完全相同的天线元呈环形等间隔排列在一个支撑面上构成,通过在基带对天线阵列的接收信号进行数字信号处理,获得信号的功率估值和到达方向角(DOA),在此基础上实现信号的波束赋形。SCDMA系统智能天线的实现方式与智能天线模型和TD-SCDMA系统智能天线的实现方式与智能天线模型完全相同,SCDMA系统向TD-SCDMA系统演进只需要通过软件升级的方式改变系统所使用的智能天线信号处理算法,充分利用原有SCDMA系统的智能天线硬件阵列,保护运营商的已有设备投资。
       
        (4)软件无线电
       
        SCDMA系统与TD-SCDMA系统均采用软件无线电技术,基带信号处理都是在数字信号处理器(DSP)中通过软件的方式实现。因此SCDMA系统向TD-SCDMA系统演进具有产品开发速度快、易于更新和产品升级换代的特征,缩短产品的开发与网络演进时间周期,降低产品演进的成本。

 
【 责任编辑:郭智信 】【打印】【关闭
 
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