TD-SCDMA的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)簡介

摘要：2009年1月，隨著3G牌照的發(fā)放，標(biāo)志著3G技術(shù)正式開始商用。擁有國內(nèi)移動用戶最多的運(yùn)營商—“中國移動”獲得了TD-SCDMA牌照。TD-SCDMA是中國百年電信發(fā)展史上第一個自主的完整的通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是國際電信聯(lián)盟（ITU）正式發(fā)布的第三代移動通信三個主流標(biāo)準(zhǔn)之一。本文將對該標(biāo)準(zhǔn)的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)做簡單的介紹。

關(guān)鍵詞：3G；TD-SCDMA；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號：TN92文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1673-9671-(2012)042-0125-01

TD-SCDMA是一種集多種技術(shù)優(yōu)勢于一體，系統(tǒng)容量大、頻譜利用率高、抗干擾能力強(qiáng)的全新的移動通信技術(shù)。

1關(guān)鍵技術(shù)一：時分雙工（TDD）

越來越多的非對稱包交換和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的典型特點(diǎn)是上下行鏈路負(fù)載業(yè)務(wù)量的不對稱性，根據(jù)TDD發(fā)送和接受在同一頻帶（不成對）的不同時隙內(nèi)進(jìn)行的特點(diǎn)，在上下行鏈路間的時隙分配方式上設(shè)置一個靈活的轉(zhuǎn)換點(diǎn)實(shí)現(xiàn)切換，即在周期性重復(fù)的時間幀里傳輸TDMA突發(fā)脈沖的過程中，通過周期性轉(zhuǎn)換傳輸方向，在同一載波上交替進(jìn)行上下鏈路傳輸?shù)恼{(diào)整，自行解決所有對稱和非對稱業(yè)務(wù)及其他混合業(yè)務(wù)的上下行鏈路資源分配需求問題。并且該方式無需提供成對頻段，可以降低用戶檢測器的復(fù)雜度；對稱電波的傳播特性還便于利用智能天線等新技術(shù)，達(dá)到提高性能、降低成本的目的。

2關(guān)鍵技術(shù)二：CDMA的同步

CDMA的同步是通過對系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和一個開環(huán)/閉環(huán)的同步控制機(jī)制，使移動臺動態(tài)調(diào)整發(fā)往基站的發(fā)射時間，使上行鏈路各終端信號在基站解調(diào)器完全同步，這樣可使采用正交擴(kuò)頻碼的各碼道在解擴(kuò)時完全正交，相互之間不會產(chǎn)生多址干擾，大大提高了系統(tǒng)容量，提高頻譜利用率，還可以簡化硬件，降低成本。

移動臺從基站接收到的DwPTS中獲得基站要求的UpPTS的到達(dá)時刻，再利用開環(huán)控制的方法，根據(jù)移動臺所接收到的DwPTS的信號強(qiáng)度來估計(jì)與基站的距離，獲得估計(jì)的信號發(fā)射提前量。同時，基站獲得UpPTS中確定其到達(dá)時刻和所要求同步的時刻之差，接收到的功率電平和所需電平之差，以及此信號的達(dá)到方向，并將此同步和功率控制信號在下一個下行幀的FACH中傳送到移動臺（閉環(huán)控制）。然后，移動臺根據(jù)此控制信號，在指定的RACH種實(shí)現(xiàn)上行同步并完成接入。

3關(guān)鍵技術(shù)三：多址連接技術(shù)

FDMA（頻分多址）—將給定的頻譜資源劃分為若干等間隔的頻道供不同的用戶使用。

TDMA（時分多址）—把時間分割成周期性的幀，每一幀再分割成若干個時隙，以時隙作為信道供不同的用戶使用。

CDMA（碼分多址）—以擴(kuò)頻技術(shù)為基礎(chǔ)，利用不同的碼形實(shí)現(xiàn)不同的用戶信息傳輸。

為了提高資源利用率，在通信系統(tǒng)中都設(shè)法設(shè)計(jì)出最高效的多址技術(shù)來滿足要求。目前能夠利用的資源就是頻率、時間和碼形。因而TD-SCDMA系統(tǒng)同時采用FDMA、TDMA和CDMA技術(shù)。

此外，TD-SCDMA正在研究另一種多址技術(shù)—空分多址（SDMA）。SCDMA基于智能天線技術(shù)，依靠陣列天線，用波束成形來分隔不同方向的用戶，使同一組資源在不同方向上又可以重復(fù)使用，大大提高系統(tǒng)容量。

4關(guān)鍵技術(shù)四：聯(lián)合檢測

CDMA系統(tǒng)中同一小區(qū)的許多移動臺都工作在同一頻率上，對于某一移動臺而言，其他移動臺的電平就是干擾電平，這就是多址干擾。

消除多址干擾的辦法是采用聯(lián)合檢測技術(shù)。該技術(shù)的基本思路是對基站接收到的多個移動臺信號按照功率強(qiáng)弱進(jìn)行排序，先對最強(qiáng)的信號進(jìn)行解調(diào)，再利用其判決結(jié)果產(chǎn)生此最強(qiáng)信號的估計(jì)值，并從總信號中減去此估計(jì)值（對其余信號而言相當(dāng)于消除了最強(qiáng)的多址干擾）；其次，再對次強(qiáng)信號進(jìn)行解調(diào)，并按同樣的方法處理；以此類推，直至把最弱的信號解調(diào)出來。這種方法也稱為連續(xù)干擾對消法。

5關(guān)鍵技術(shù)五：功率控制

在移動通信系統(tǒng)中，不同移動臺離基站的距離不同，要是都發(fā)射相同的功率信號，就會出現(xiàn)近地強(qiáng)信號壓制遠(yuǎn)地弱信號的現(xiàn)象，這叫遠(yuǎn)近效應(yīng)。

為了解決遠(yuǎn)近效應(yīng)，CDMA系統(tǒng)在正向和反向均采用功率控制方法。反向功率控制是每個移動臺接收并測量基站發(fā)來的信號強(qiáng)度，并估算正向傳輸損耗，然后來調(diào)節(jié)其反向發(fā)射功率，使其信號在到達(dá)基站時具有相同的電平，且達(dá)到信噪比門限。正向功率控制是移動臺通過檢測基站發(fā)來的信號強(qiáng)度，不斷比較信號電平和干擾電平，向基站發(fā)出請求調(diào)整基站的下行發(fā)射功率，使移動臺無論在小區(qū)的任何位置，收到基站的信號電平達(dá)到信干比要求。

6關(guān)鍵技術(shù)六：智能天線

智能天線是一種自適應(yīng)陣列天線，通過調(diào)節(jié)各陣元信號幅度和相位的加權(quán)因子，以一個或多個高增益的窄波束對準(zhǔn)并跟蹤所需信號方向，同時以波束零點(diǎn)對準(zhǔn)并跟蹤干擾信號方向。

在TD-SCDMA系統(tǒng)中，我們用8個完全相同的天線元素均勻放置在一個圓形上組成天線陣列，每兩個天線之間的距離是載波波長的一半。這樣可以產(chǎn)生多個獨(dú)立的有方向性的高增益波束，分配給不同的用戶。利用自適應(yīng)波束成形可以有效消除干擾，提高系統(tǒng)容量，各種利用數(shù)學(xué)公司表示的算法都可以實(shí)現(xiàn)。

7關(guān)鍵技術(shù)七：軟件無線電

軟件無線電是一種基于可編程的硬件平臺，關(guān)鍵思想是在盡可能靠近天線的部位（中頻甚至射頻），通過數(shù)字信號處理器（DSP）進(jìn)行軟件處理，即可以實(shí)現(xiàn)不同標(biāo)準(zhǔn)的通信設(shè)施（如基站和終端等）和實(shí)現(xiàn)不同的業(yè)務(wù)性能。其顯著特點(diǎn)是通過軟件即可完成硬件功能，可代替昂貴的硬件設(shè)備；良好的靈活性和可編程性；對環(huán)境的適應(yīng)型號，不會老化；便于系統(tǒng)升級和維護(hù)。對于TD-SCDMA系統(tǒng)來說，軟件無線電可以實(shí)現(xiàn)智能天線、同步檢測等。

8關(guān)鍵技術(shù)八：接力切換

TD-SCDMA系統(tǒng)由于智能天線的使用，大致可以定位移動臺的方位和距離。當(dāng)移動臺進(jìn)入切換區(qū)時，便可以通過基站控制器（BSC）通知另一基站做好切換準(zhǔn)備，使移動臺在不中斷和原基站聯(lián)系的情況下和新基站建立起新聯(lián)系，達(dá)到接力切換的目的。接力切換避免了切換的頻繁性，提高切換成功率，降低切換時對臨近基站信道資源的占用，大大提高了系統(tǒng)容量。

參考文獻(xiàn)

[1]朱近康等.CDMA通信技術(shù)[M].北京:人民郵電出版社.

[2]郭梯云，鄔國揚(yáng)，李建東等.移動通信[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社.