TDSCDMA

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1 TDSCDMA

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时分同步的码分多址技术(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access),第一个由中国提出的,以中国知识产权为主的、被国际上广泛接受和认可的无线通信国际标准。这是中国电信史上重要的里程碑。

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简介

现状

发展过程

技术优势

核心技术

在3GPP标准化中的作用

联盟发展

社会化

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简介

TDSCDMA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(国际电联)提交以来,已经历经五年多的时间,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,从而使TDSCDMA标准成为第一个由中国提出的,以中国知识产权为主的、被国际上广泛接受和认可的无线通信国际标准

TDSCDMA网络解决方案

。这是中国电信史上重要的里程碑。 3G共有四个国际标准,另外三个是美国主导的CDMA2000,和欧洲主导的WCDMA,以及WiMax。

TDSCDMA的中文含义为时分同步码分多址接入,该项通信技术也属于一种无线通信的技术标准,它是由中国第一次提出并在此无线传输技术(RTT)的基础上与国际合作,完成了TDSCDMA标准,成为CDMA TDD标准的一员的,这是中国移动通信界的一次创举,也是中国对第三代移动通信发展的贡献。在与欧洲、美国各自提 2 出的3G标准的竞争中,中国提出的TDSCDMA已正式成为全球3G标准之一,这标志着中国在移动通信领域已经进入世界领先之列。该方案的主要技术集中在大唐公司手中,它的设计参照了TDD(时分双工)在不成对的频带上的时域模式。

TDD模式是基于在无线信道时域里的周期地重复TDMA帧结构实现的。这个帧结构被再分为几个时隙。在TDD模式下,可以方便地实现上/下行链路间地灵活切换。这一模式的突出的优势是,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。这样,运用TDSCDMA这一技术,通过灵活地改变上/下行链路的转换点就可以实现所有3G对称和非对称业务。合适的TDSCDMA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/下行链路资源分配的问题。

TDSCDMA的无线传输方案灵活地综合了FDMA, TDMA和CDMA等基本传输方法。通过与联合检测相结合,它在传输容量方面表现非凡。通过引进智能天线,容量还可以进一步提高。智能天线凭借其定向性降低了小区间频率复用所产生的干扰,并通过更高的频率复用率来提供更高的话务量。基于高度的业务灵活性,TDSCDMA无线网络可以通过无线网络控制器(RNC)连接到交换网络,如同三代移动通信中对电路和包交换业务所定义的那样。在最终的版本里,计划让TDSCDMA无线网络与INTERNET直接相连。

TDSCDMA所呈现的先进的移动无线系统是针对所有无线环境下对称和

TDSCDMA

非对称的3G业务所设计的,它运行在不成对的射频频谱上。TDSCDMA传输方向的时域自适应资源分配可取得独立于对称业务负载关系的频谱分配的最佳利用率。因此,TDSCDMA通过最佳自适应资源的分配和最佳频谱效率,可支持速率从8kbps到2Mbps的语音、互联网等所有的3G业务。 TDSCDMA为TDD模式,在应用范围内有其自身的特点:一是终端的移动速度受现有DSP运算速度的限制只能做到240km/h;二是基站覆盖半径在15km以内时频谱利用率和系统容量可达最佳,在用户容量不是很大的区域,基站最大覆盖可达30-4km。所以,TDSCDMA适合在城市和城郊使用,在城市和城郊这两个不足均不影响实际使用。因在城市和城郊,车速一般都小于200km/h,城市和城郊人口密度高,因容量的原因,小区半径一般都在 15km以内。而在农村及大区全覆盖时,用WCDMA FDD方式也是合适的,因此TDD和FDD模式是互为补充的。

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现状 3 自2001年3月3GPPR4发布后,TDSCDMA标准规范的实质性工作主要在3GPP体系下完成。在R4标准发布之后的两年多时间里,大唐与其他众多的业界运营商、设备制造商一起,又经过无数次会议讨论、邮件组讨论,通过提交的大量文稿,对TDSCDMA标准规范的物理层处理、高层协议栈消息、网络和接口信令消息、射频指标和参数、一致性测试等部分的内容进行了一次次的修订和完善,使得到目前为止的TDSCDMAR4规范达到了相当稳定和成熟的程度。

TDSCDMA网络规划

在3GPP的体系框架下,经过融合完善后,由于双工方式的差别,TDSCDMA的所有技术特点和优势得以在空中接口的物理层体现。物理层技术的差别是TDSCDMA与WCDMA最主要的差别所在。在核心网方面,TDSCDMA与WCDMA采用完全相同的标准规范,包括核心网与无线接入网之间采用相同的Iu接口;在空中接口高层协议栈上,TDSCDMA与WCDMA二者也完全相同。这些共同之处保证了两个系统之间的无缝漫游、切换、业务支持的一致性、QoS的保证等,也保证了TDSCDMA和WCDMA在标准技术的后续发展上保持相当的一致性。 2006年1月20日已经被宣布为中国的国家通信标准。

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发展过程

1998年初,在邮电部科技司的直接领导下,由电信科学技术研究院组织队伍在SCDMA技术的基础上,研究和起草符合IMT-2000要求的中国的TDSCDMA建议草案。该标准草案以智能天线、同步码分多址、接力切换、时分双工为主要特点,于ITU征集IMT-2000第三代移动通信无线传输技术候选方案的截止日1998年6月30日提交到ITU,从而成为IMT-2000的15个候选方案之一。ITU综合了各评估组的评估结果,在1999年11月赫尔辛基ITU-RTG8/1第18次会议上和2000年5月在伊斯坦布尔的ITU-R全会上,TDSCDMA被正式接纳为CDMATDD制式的方案之一。 CWTS(中国无线通信标准研究组)作为代表中国的区域性标准化组织,从1999年5月加入3GPP以后,经过4个月的充分准备,并与3GPPPCG(项目协调组)、TSG(技术规范组) 4 进行了大量协调工作后,在同年9月向3GPP建议将TDSCDMA纳入3GPP标准规范的工作内容。1999年12月在法国尼斯的3GPP会议上,中国的提案被3GPPTSGRAN(无线接入网)全会所接受,正式确定将T

TDSCDMA演进路线

DSCDMA纳入到Release 2000(后拆分为R4和R5)的工作计划中,并将TDSCDMA简称为LCRTDD(低码片速率TDD方案)。 经过一年多的时间,经历了几十次工作组会议几百篇提交文稿的讨论,在2001年3月棕榈泉的RAN全会上,随着包含TDSCDMA标准在内的3GPPR4版本规范的正式发布,TDSCDMA在3GPP中的融合工作达到了第一个目标。

至此,TDSCDMA不论在形式上还是在实质上,都已在国际上被广大运营商、设备制造商所认可和接受,形成了真正的国际标准。

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技术优势

TDSCDMA的提出比其他标准较晚,这给其产品成熟性带来一定的挑战,但在另一方面,TDSCDMA吸纳了九十年代以来移动通信领域最先进的技术,在一定程度上代表了技术的发展方向,具有前瞻性和强大的后发优势。与其他3G标准相比,TDSCDMA系统及其技术有着如下突出优势: 频谱效率高

TDSCDMA系统综合采用了联合检测、智能天线和上行同步等先进技术,系统内的多址和多径干扰得到了极大缓解,从而有效地提高了频谱利用率,进而提高了整个系统的容量。

具体来讲,联合检测和上行同步可极大降低小区内的干扰,智能天线则可以有效抑制小区间及小区内的干扰。另外,联合检测和智能天线对于缓解2G频段上更加明显的多径干扰也有极大作用。所以,TDSCDMA系统的这一特点决定了它将非常适合于在3G网络建设初期提供大容量的网络解决方案。

支持多载频

对TDSCDMA系统来说,其容量主要受限于码资源。TDSCDMA支持多载波,载频之间切换很容易实现。因为TDSCDMA是时分系统,手机可在控制信道时扫描 5 其它频率,无需任何硬件轻松实现载波间切换,并能保证很高的成功率。另外通过多载波可以消除导频污染以及突发导频,从而降低掉话率。因为TD系统可以将邻小区的导频安排在不同的载波上,从而降低导频污染。-导频污染是CDMA系统最头疼的地方。TD在这方面有独特优势。另外TD 在室内覆盖方面也有很大优势。

不存在呼吸效应及软切换

用户数的增加使覆盖半径收缩的现象称之为呼吸效应。CDMA系统是一个自干扰系统,当用户数显著增加时,用户产生的自干扰呈指数级增加,因此呼吸效应是一般CDMA系统的天生缺陷。

呼吸效应的另一个表现形式是每种业务用户数的变化都会导致所有业务的覆盖半径发生变化,这会给网络规划和网络优化带来很大的麻烦。TDSCDMA是一个集CDMA、FDMA、TDMA于一身的系统,它通过低带宽FDMA和TDMA来抑制系统的主要干扰,使产生呼吸效应的因素显著降低;

由于TDSCDMA在每个时隙中采用CDMA技术来提高容量,产生呼吸效应的唯一原因是单时隙中多个用户之间的自干扰,由于TDSCDMA单时隙最多只能支持8个12.2k

接力切换与硬切换对比

的话音用户,用户数量少,使用户的自干扰比较少。 同时,这部分自干扰通过联合检测和智能天线技术被进一步抑制,因此TDSCDMA不再是一个干扰受限系统,而是一个码道受限系统,覆盖半径不随用户数的增加而变化,即没有呼吸效应。

组网灵活、频谱利用灵活、频率资源丰富

TDSCDMA系统采用时分双工模式,它的一个载波只需占用1.6MHz的带宽就可以提供速率达2Mbps的3G业务,对于频率分配的要求简单和灵活了许多。在今后多家移动运营商共存的情形下,频谱资源的使用情况会相对复杂,而TDSCDMA系统大大提高了对频谱资源利用的灵活性。

中国政府为TDD分配了155MHz的工作频段,对比于FDD上下行共90MHz的对称频段,TDD系统在频率资源方面的优势,为TDD系统的网络扩容和后续发展埋下了轻松的一笔。

除中国外,世界各国3G频谱规划都包括TDD频段,日本、欧洲运营商3G牌照中已经包括TDD频段,为未来TDSCDMA进入国际市场提供了机遇。这为TDSCDMA技术的国际化应用和国际漫游,提供了必要的条件。

与GSM组网易于实施