全方位介紹——TD-SCDMA無線技術(shù)
無線3G中的TD-SCDMA無線技術(shù)絕對是中國人所關(guān)注的重點,不僅僅因為它是我國自主研發(fā)的,更因為它是結(jié)合了多種高端無線通信技術(shù)的聯(lián)合體。那么,本文將為大家詳細(xì)介紹TD-SCDMA無線技術(shù)的知識。
一,TD-SCDMA無線技術(shù)是什么?
TD是TD-SCDMA——Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access(時分同步的碼分多址技術(shù))的簡稱。
TD-SCDMA作為中國提出的第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)(簡稱3G),自1998年正式向ITU(國際電聯(lián))提交以來,已經(jīng)歷經(jīng)十來年的時間,完成了標(biāo)準(zhǔn)的專家組評估、ITU認(rèn)可并發(fā)布、與3GPP(第三代伙伴項目)體系的融合、新技術(shù)特性的引入等一系列的國際標(biāo)準(zhǔn)化工作,從而使TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)成為***個由中國提出的,以我國知識產(chǎn)權(quán)為主的、被國際上廣泛接受和認(rèn)可的無線通信國際標(biāo)準(zhǔn)。這是我國電信史上重要的里程碑。(注:3G共有4個國際標(biāo)準(zhǔn),另外3個是美國主導(dǎo)的CDMA2000、WiMAX和歐洲主導(dǎo)的WCDMA.)
二,TD無線上網(wǎng)有那些類型?
TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access時分同步的碼分多址技術(shù)):384kbps。
TD-HSDPA(Time Division-Speed Downlink Packet Access時分同步的高速下行分組接入技術(shù)):目前***2.8Mbps,***市場產(chǎn)品達到3.6m,實驗室產(chǎn)品達到33M。
三,TD-SCDMA無線技術(shù)特點
TD-SCDMA [1]系統(tǒng)是TDMA和CDMA兩種基本傳輸模式的靈活結(jié)合,它由中國無線通信標(biāo)準(zhǔn)化組織CWTS提出并得到ITU 通過的3G 無線通信標(biāo)準(zhǔn)。在3GPP 內(nèi)部,它也被稱為低碼片速率TDD 工作方式(相較于3.84MHz 的UTRA TDD)。TD-SCDMA 系統(tǒng)特別適合于在城市人口密集區(qū)提供高密度大容量話音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)。系統(tǒng)可以單獨運營以滿足ETSI/UMTS 和ITU/IMT-2000 的要求,也可與其它無線接入技術(shù)配合使用。例如,在城市人口密集區(qū),使用TD-SCDMA技術(shù),而在非人口密集區(qū),則使用GSM、WCDMA 或衛(wèi)星通信等來實現(xiàn)大區(qū)或全球的覆蓋。系統(tǒng)的主要特點如下:
1. TDD 方式便于提供非對稱業(yè)務(wù)
工作在TDD 模式下的TD-SCDMA[2] 系統(tǒng)在周期性重復(fù)的時間幀里傳輸基本TDMA突發(fā)脈沖,通過周期性地轉(zhuǎn)換傳輸方向,在同一載波上交替進行上下行鏈路傳輸。TDD 方案的優(yōu)勢在于系統(tǒng)可根據(jù)不同的業(yè)務(wù)類型來靈活地調(diào)整鏈路的上下行轉(zhuǎn)換點。在傳輸對稱業(yè)務(wù)(如話音、交互式實時數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等)時,可選用對稱的轉(zhuǎn)換點位置;在傳輸非對稱業(yè)務(wù)(如互聯(lián)網(wǎng))時,可在非對稱的轉(zhuǎn)換點位置范圍內(nèi)選擇,從而提供***頻譜利用率和***業(yè)務(wù)容量。TDD 方式的另一優(yōu)勢就是系統(tǒng)無需成對頻段,從而可以使用FDD 系統(tǒng)無法使用的任意頻段。
2. 智能天線
TD-SCDMA 系統(tǒng)的上、下行信道使用同一載頻,上下行射頻信道完全對稱,從而有利于智能天線的使用(目前僅用于基站)。智能天線系統(tǒng)由一組天線陣及相連的收發(fā)信機和先進的數(shù)字信號處理算法構(gòu)成。在發(fā)送端,智能天線根據(jù)接收到的終端到達信號在天線陣產(chǎn)生的相位差,利用先進的數(shù)字信號處理算法提取出終端的位置信息,根據(jù)終端的位置信息,有效地產(chǎn)生多波束賦形,每個波束指向一個特定終端并自動地跟蹤終端移動,從而有效地減少了同信道干擾,提高了下行容量??臻g波束賦形的結(jié)果使得在保持小區(qū)覆蓋不變的情況下,可以極大地降低總的射頻發(fā)射功率,一方面改善了空間電磁環(huán)境,另一方面也降低了無線基站的成本。在接收端,智能天線通過空間選擇性分集,可大大提高接收靈敏度,減少不同位置同信道用戶的干擾,有效合并多徑分量,抵消多徑衰落,提高上行容量。智能天線無法解決的問題是時延超過碼片寬度的多徑干擾和高速移動的多普勒效應(yīng)造成的信道惡化。因此,在多徑干擾嚴(yán)重的高速移動環(huán)境下,智能天線必須和其它抗干擾的數(shù)字信號處理技術(shù)同時使用,才可能達到***效果。這些數(shù)字信號處理技術(shù)包括聯(lián)合檢測、干擾抵消及Rake 接收等。#p#
3. 聯(lián)合檢測
基于TD-SCDMA無線技術(shù)的系統(tǒng)是干擾受限系統(tǒng)。系統(tǒng)干擾包括多徑干擾、小區(qū)內(nèi)多用戶干擾和小區(qū)間干擾。這些干擾破壞各個信道的正交性,降低CDMA 系統(tǒng)的頻譜利用率。傳統(tǒng)的Rake接收機技術(shù)把小區(qū)內(nèi)的多用戶干擾當(dāng)作噪聲處理,而沒有利用該干擾不同于噪聲干擾的獨有特性。聯(lián)合檢測技術(shù)即“多用戶干擾”抑制技術(shù),是消除和減輕多用戶干擾的主要技術(shù),它把所有用戶的信號都當(dāng)作有用信號處理,這樣可充分利用用戶信號的擴擴頻碼、幅度、定時、延遲等信息,從而大幅度降低多徑多址干擾,但同時也存在多碼道處理過于復(fù)雜和無法完全解決多址干擾等問題。將智能天線技術(shù)和聯(lián)合檢測技術(shù)相結(jié)合,可獲得較為理想的效果。TD-SCDMA無線技術(shù)的系統(tǒng)采用的低碼片速率有利于各種聯(lián)合檢測算法的實現(xiàn)。
4. 同步CDMA
同步CDMA 指上行鏈路各終端信號在基站解調(diào)器完全同步,它通過軟件及物理層設(shè)計來實現(xiàn),這樣可使正交擴頻碼的各個碼道在解擴時完全正交,相互間不會產(chǎn)生多址干擾,克服了異步CDMA 多址技術(shù)由于每個移動終端發(fā)射的碼道信號到達基站的時間不同,造成碼道非正交所帶來的干擾,提高了TD-SCDMA 系統(tǒng)的容量和頻譜利用率,還可簡化硬件電路,降低成本。
5. 軟件無線電
軟件無線電是利用數(shù)字信號處理軟件實現(xiàn)傳統(tǒng)上由硬件電路來完成的無線功能的技術(shù),通過加載不同的軟件,可實現(xiàn)不同的硬件功能。在TD-SCDMA 系統(tǒng)中,軟件無線電可用來實現(xiàn)智能天線、同步檢測、載波恢復(fù)和各種基帶信號處理等功能模塊。其優(yōu)點主要表現(xiàn)在:
(1) 通過軟件方式,靈活完成硬件功能;
(2) 良好的靈活性及可編程性;
(3) 可代替昂貴的硬件電路,實現(xiàn)復(fù)雜的功能;
(4) 對環(huán)境的適應(yīng)性好,不會老化;
(5) 便于系統(tǒng)升級,降低用戶設(shè)備費用。