TD-SCDMA單獨(dú)組網(wǎng)可行性分析

2019-11-03 09:13:25

字體：大中小

供稿：網(wǎng)友

TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長　楊驊

　　TD-SCDMA不但因其頻譜利用率高、系統(tǒng)容量大而特別適合在人口高密度地區(qū)使用，而且也可在宏小區(qū)(Macro)、微小區(qū)(Micro)及微微小區(qū)(Pico)等各種環(huán)境下使用，能夠支持各種無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

前期組網(wǎng)

　　在3G技術(shù)的定義中，F(xiàn)DD模式的覆蓋距離是30km，TDD方式的覆蓋距離是11km，主要是根據(jù)TDD模式下受到上行和下行保護(hù)時(shí)隙間隔的影響。但由于TD-SCDMA采用了智能天線技術(shù)，因此，在發(fā)射電平、靈敏度和FDD相同的情況下，智能天線能增加通信距離。

　　TD-SCDMA系統(tǒng)的覆蓋半徑主要取決于兩方面的因素：一是系統(tǒng)的發(fā)射電平及接收靈敏度，二是收發(fā)時(shí)間間隙，主要是上下行保護(hù)時(shí)隙的寬度以及電波傳播速度之間的關(guān)系。

　　就系統(tǒng)的發(fā)射電平和接受靈敏度而言，TD- SCDMA 系統(tǒng)與FDD系統(tǒng)是相同的。而且由于采用了智能天線，利用上、下行波束賦形技術(shù)，獲得了額外的系統(tǒng)增益，使得系統(tǒng)的鏈路預(yù)算要優(yōu)于WCDMA系統(tǒng)，在同等發(fā)射功率條件下覆蓋半徑也明顯大于WCDMA系統(tǒng)。初步的推算為：由于TD-SCDMA的帶寬只有WCDMA的1/3，較WCDMA系統(tǒng)所獲得的增益為5dB，智能天線帶來的額外系統(tǒng)增益為9dB，但由于采用了TDD多時(shí)隙的方案，使TD-SCDMA多失去8dB，所以在相同的傳播情況下，TD-SCDMA的鏈路預(yù)算要比WCDMA系統(tǒng)多6dB，相當(dāng)于覆蓋半徑要大50%。根據(jù)ITU規(guī)定的環(huán)境下最大通信距離的計(jì)算結(jié)果， WCDMA系統(tǒng)在8K的語音及384K的數(shù)據(jù)傳輸情況下的覆蓋半徑分別為10Km和5Km，而TD-SCDMA的這一數(shù)值分別為10Km和16Km，這一結(jié)果已經(jīng)在1998年向ITU提交建議時(shí)一并提交，并獲得認(rèn)可。而且，目前建成的演示系統(tǒng)也證明了上述分析的正確性。

　　就收發(fā)時(shí)間間隙而言，TD-SCDMA在進(jìn)行幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)就充分考慮到了基站系統(tǒng)在作為宏小區(qū)應(yīng)用時(shí)所需要的保護(hù)時(shí)隙，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完全能滿足廣域覆蓋要求。

　　如上圖所示TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)中用深藍(lán)色標(biāo)識的即為上下行保護(hù)時(shí)隙。它的寬度為T=75us，用于區(qū)分上下行時(shí)隙，使距離較遠(yuǎn)的終端能實(shí)現(xiàn)上行同步。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，此時(shí)隙的寬度保證了小區(qū)的最大半徑可能達(dá)到11Km以上。初步的推算為T>d/c(d為小區(qū)半徑，c為光速)，可以看到，保護(hù)時(shí)隙的設(shè)置是保留有充分的余量的，TD-SCDMA完全可以在宏小區(qū)(Macro)，微小區(qū)(Micro)及微微小區(qū)(Pico)等各種環(huán)境下使用。當(dāng)需要的小區(qū)覆蓋半徑超過12Km時(shí)，還可以通過靈活的對保護(hù)時(shí)隙進(jìn)行設(shè)置來實(shí)現(xiàn)基站的超遠(yuǎn)距離覆蓋，這時(shí)有可能需要犧牲一個(gè)業(yè)務(wù)主時(shí)隙，使系統(tǒng)的容量降低大概16%，但由于TD-SCDMA的系統(tǒng)容量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于WCDMA系統(tǒng)，即使?fàn)奚诉@一部分容量，也仍然可以使系統(tǒng)的容量比WCDMA系統(tǒng)高。這一技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)場演示實(shí)驗(yàn)網(wǎng)中得到了驗(yàn)證。目前的演示證明，當(dāng)小區(qū)的覆蓋半徑超過16Km時(shí)，仍然能保證系統(tǒng)穩(wěn)定的傳輸。

　　可見，TD-SCDMA不但因其頻譜利用率高、系統(tǒng)容量大而特別適合在人口高密度地區(qū)使用，而且也可在宏小區(qū)(Macro)、微小區(qū)(Micro)及微微小區(qū)(Pico)等各種環(huán)境下使用，能夠支持各種無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

組網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用

　　TD-SCDMA由于同時(shí)采用了FDMA、CDMA、TDMA及SDMA的多址技術(shù)，對于像因特網(wǎng)這樣的“不對稱”傳輸業(yè)務(wù)，可使其轉(zhuǎn)換“不對稱”，而對于像語音這樣的“對稱”傳輸業(yè)務(wù)可以使其轉(zhuǎn)換“對稱”，這樣，就使總的頻譜效率更高。在無線傳輸上， TD-SCDMA還可根據(jù)傳輸要求的不同，靈活地選擇傳輸模式，充分利用現(xiàn)有的頻譜資源，滿足多種不同的需要。再者， TD-SCDMA采用了智能天線、上行同步等先進(jìn)技術(shù)，系統(tǒng)對基于位置的服務(wù)有其獨(dú)特的優(yōu)勢。

　　在第二代移動通信系統(tǒng)中主要以提供話音業(yè)務(wù)為主，其上下行的占用的時(shí)間(或帶寬)基本相同。在這種應(yīng)用中FDD與TDD的使用效率基本相同，均可提供對對稱業(yè)務(wù)的支持。但在第三代系統(tǒng)中，無線互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用將打破上下行傳統(tǒng)的對稱平衡傳輸模式。如下圖所示，我們知道FDD的模式因其上行鏈路和下行鏈路是相互獨(dú)立的，資源不能相互利用，而難以做到自動調(diào)節(jié)上下行帶寬。因此，在滿足非對稱業(yè)務(wù)應(yīng)用時(shí)，其頻譜效率將大幅降低，造成頻率資源的浪費(fèi)。

　　TD-SCDMA采用了CDMA和TDMA的多址技術(shù)，可利用在每個(gè)無線信道時(shí)域里的一個(gè)定期重復(fù)的TDMA幀結(jié)構(gòu)，然后再將這個(gè)幀分為幾個(gè)時(shí)隙。使TD-SCDMA在傳輸中很容易設(shè)置一個(gè)上行和下行鏈路的轉(zhuǎn)換點(diǎn)，來針對不同類型的業(yè)務(wù)。相當(dāng)于可根據(jù)交通的流量來控制紅綠燈轉(zhuǎn)換的時(shí)間間隔，對于像因特網(wǎng)這樣的“不對稱”傳輸業(yè)務(wù)，可使其轉(zhuǎn)換“不對稱”，而對于像語音這樣的“對稱”傳輸業(yè)務(wù)可以使其轉(zhuǎn)換“對稱”，這樣就使總的頻譜效率更高。

　　此外， TD-SCDMA可以根據(jù)無線環(huán)境的差別采用不同的調(diào)制技術(shù)，信號速率有2Mbps 、768kbps、384kbps ，192kbps和96kbps等多種方式。因此在無線傳輸上， TD-SCDMA依靠其獨(dú)特的操作模式，可根據(jù)傳輸要求的不同，靈活地選擇傳輸模式，充分利用現(xiàn)有的頻譜資源，滿足多種不同的需要。所以，TD-SCDMA 更適合今后移動數(shù)據(jù)及多媒體傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)的應(yīng)用。

全球漫游

　　TD-SCDMA具有全球漫游的基礎(chǔ)。無論采取哪種分配頻率的方式，而隨著TDD技術(shù)融合，目前國際上只有TD-SCDMA一種TDD技術(shù)制式在進(jìn)行實(shí)際的產(chǎn)品開發(fā)。因此，TD-SCDMA可實(shí)現(xiàn)在不同國家間的應(yīng)用與漫游，其市場前景看好。

　　國際電聯(lián)在確定第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，定義了FDD與TDD兩種技術(shù)模式，并為這兩種制式規(guī)劃了相應(yīng)的使用頻段。早在1999年3月歐洲某些國家已經(jīng)完成了牌照的發(fā)放及頻段的分配(如芬蘭)，也有一些國家至今還未完成牌照的發(fā)放工作(如愛爾蘭)。有的國家采用所謂的“選美”方式進(jìn)行牌照發(fā)放，另外一些國家則采取“拍賣”的方式(其中德國和英國最為典型)。在亞洲的部分運(yùn)營商也進(jìn)行了TDD頻譜的分配。

　　可見，無論采取哪種分配頻率的方式，除美國外多數(shù)國家共同點(diǎn)是FDD和TDD頻段同時(shí)被授予運(yùn)營商，部分國家有擁有單一TDD頻段的運(yùn)營商。而隨著TDD技術(shù)融合，目前國際上只有TD-SCDMA一種TDD技術(shù)制式在進(jìn)行實(shí)際的產(chǎn)品開發(fā)。因此，TD-SCDMA可實(shí)現(xiàn)在不同國家間的應(yīng)用與漫游，其市場前景看好。

　　但由于FDD技術(shù)中有歐洲的 WCDMA 與美國的CDMA2000兩種技術(shù)制式，而歐美兩大陣營又互不相讓，致使美國的CDMA2000難以進(jìn)入歐洲市場，歐洲的WCDMA也難以在北美大發(fā)展。結(jié)果將是此兩種技術(shù)的全球漫游均受到政治與經(jīng)濟(jì)利益的制約而實(shí)現(xiàn)困難，其全球市場均有一定的局限性。

　　因此， TD-SCDMA具有頻譜利用率高，系統(tǒng)容量大，系統(tǒng)設(shè)備成本競爭優(yōu)勢強(qiáng)，移動速度可滿足ITU的要求，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)費(fèi)用低，可最佳適合移動因特耐特這種非對稱數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的應(yīng)用，在全球均擁有可使用的TDD頻段，可實(shí)現(xiàn)全球漫游等特點(diǎn)。這使得今后使用TD-SCDMA技術(shù)設(shè)備的運(yùn)營商，在第三代移動通信的市場競爭中，在資費(fèi)競爭、開展各種基于移動非對稱及位置的業(yè)務(wù)，以及實(shí)現(xiàn)全球漫游等方面具有明顯的優(yōu)勢。可見，TD-SCDMA是具有廣泛應(yīng)用前景的3G技術(shù)。

----《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》