TD-SCDMA中的射频指标、先进性与现状介绍

电子设计 发表于 2018-09-13 08:24:00 收藏 已收藏
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TD-SCDMA中的射频指标、先进性与现状介绍

电子设计 发表于 2018-09-13 08:24:00

TD-SCDMA是英文Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access(时分同步码分多址) 的简称,是一种第三代无线通信的技术标准,也是ITU(国际电联)批准的三个3G标准中的一个,相对于另两个主要3G标准(CDMA2000)或(WCDMA)它的起步较晚。TD-SCDMA作为中国提出的第三代移动通信标准(简称3G),自1998年正式向ITU提交以来,已经历十多年的时间,完成了标准的专家组评估、ITU认可并发布、与3GPP(第三代伙伴项目)体系的融合、新技术特性的引入等一系列的国际标准化工作。

TD-SCDMA标准成为第一个由中国提出的,以我国知识产权为主的、被国际上广泛接受和认可的无线通信国际标准。它的出现极大地提高了我国在移动通信领域的技术水平,这是我国电信史上重要的里程碑。

TD-SCDMA中的射频指标、先进性与现状介绍

1 TD-SCDMA中的关键技术

TD-SCDMA的中文含义为时分同步码分多址接入,属无线通信技术标准。TD-SCDMA集成了频分(FDMA)、时分(TDMA)、码分(CDMA)和空分(SDMA)四种多址接入技术的优势,全面满足ITU提出的IMT-2000要求。TD-SCDMA的关键技术,如时分双工(TDD)、智能天线(SA)、联合检测(JD)、上行同步(ULSC)、动态信道分配(DCA)和接力切换(BHO),可使系统容量、性能有很大提升。此外,TD-SCDMA固有特点使其在支持3G应用方面也具有独特的优势。

2 TD-SCDMA的高频带利用率

TD-SCDMA系统是FDMA/TDMA/CDMA三种多址方式的结合,在频域上,每载波仅需1.6MHz的带宽,不需要对称的频段,可以利用零散频段。TD-SCDMA系统具有较高的频谱利用率,只需5MHz频段就可组建一个基本的移动通信网,可实现宏蜂窝、微蜂窝、微微蜂窝三层覆盖。

2.1 上/下行链路策略灵活

TDD模式是基于在无线信道时域内周期地重复TDMA帧结构实现的。每个5ms子帧由3个特殊时隙(DwPTS、UpPTS、GP)和7个常规时隙(TS0-TS6)组成。

DwPTS和UpPTS分别用作下行同步和上行同步,不承载用户数据。GP用作上行同步建立过程中的传播时延保护,TS0-TS6用于承载用户数据或控制信息,TS0固定用作下行时隙来发送系统广播信息,TS1固定用作上行时隙。

在TDD模式下,可以方便地实现上/下行链路间的灵活切换。这一模式的突出优势是,在上/下行链路间的时隙分配可以被一个灵活的转换点改变,以满足不同的业务要求。TD-SCDMA技术,通过灵活地改变上/下行链路的转换点可以实现3G时代的对称和非对称业务。合适的TD-SCDMA时域操作模式可自行解决所有对称和非对称业务以及任何混合业务的上/下行链路资源分配问题。每个子帧有两个上下行转换点SP,第一个转换点固定在DwPTS结束处,第二个转换点可以根据需要灵活配置,以实现不对称业务的传输。

2.2 较高的频谱利用率

TD-SCDMA的无线电频率利用率高,可较好地满足未来扩展需求。TD-SCDMA综合采用FDMA、TDMA和CDMA混合复用技术,同时结合智能天线和联合检测等抗干扰技术,能够非常有效地抵消干扰,使系统能够在满码道的条件下工作。与其他两种3G标准相比,TD-SCMDA系统在频率利用率上具有无可争议的优势,也就是说,在相同的频谱宽度内,TD-SCDMA系统可以支持更多的用户数和更高速数据传输。特别是对于不对称数据用户业务,TD- SCDMA采用TDD方式,可以通过调整业务切换点来进一步提高容量,对无线电频率利用较为灵活,使其无线电频率利用率得到进一步提升。

2007年2月,信息产业部无线电管理局发布了《2GHz频段TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网设备射频技术要求(试行)》,规定TD-SCDMA的工作频段为2010 MHz~2025 MHz。

TD-SCDMA独享TDD频段,拥有全球一致的频率划分,为其在全球的推广和漫游创造了有利条件。拥有全球一致的频率划分是3G技术的一个基本初衷,而一个标准的影响范围必然与频率的划定息息相关。

3 TD-SCDMA系统主要射频指标

TD-SCDMA系统有下面个主要的射频指标。

(1)最大输出功率(Maximum output power)

定义:在指定参考条件下,在天线接口处一个激活时隙上(包括保护时间段),每个载波的平均功率电平。

目的:验证基站内所有发射单元最大输出功率在其工作频段内的精确性。

(2)载波频率误差(Carrier frequency error)

定义:基站在指定载频上工作时其发射信号的稳定能力,有时也用频率稳定性(Frequency stability)表示。

目的:验证工作频段内载波频率的精确性。

(3)占用带宽(Occupied bandwidth)

定义:以指定信道的中心频点为中心,包含总发射功率的99%功率的频带宽度。

目的:验证基站发射没有占用过多的带宽而干扰其他无线电业务。

4 TD-SCDMA的先进性与现状

TD-SCDMA标准提出的时间比较晚,融合了所有先进的理念。比如WCDMA从1987年就开始提出标准了,其技术水平是基于80年代人们对技术的理解的;TD-SCDMA是1998年提出的标准,而此时移动通信已经得到了很好的发展,正是需要在此基础上发展的时候。TD-SCDMA的独特之处,比如智能天线技术等,都已经被国际电联定义为未来移动通信发展的推荐性技术。许多国际厂商眼下都在致力于4G或者B3G的研究,其中一个技术叫MIMO时空处理技术,即多进多出天线系统,这种系统属于自适应智能天线的一种,它对于移动通信性能的改善是非常有好处的。TD采用的智能天线技术在主流FDD方式的WCDMA与cdma2000系统中,仅作为主要后备技术列入了规划,可见,TD-CDMA在技术上是领先的。

令人欣喜的是,TD-SCDMA正在离商用化越来越近,包括中国移动在内的三大运营商在十几个城市建设TD-SCDMA网络。据杨骅介绍,虽然欧洲现在号称有100多个商用的WCDMA网络,但这100多个商用网的规模还没有中国移动此次在8个城市部署的TD-SCDMA的网络规模大。据了解,中国移动在8个城市建TD网,基站总数达到1.8万个,支持3000万用户,这对手机厂商在市场需求的引导上将是非常明显的,将进一步提高TD终端厂商的积极性。



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