TD-SCDMA發(fā)展路線及傳輸原理

TD-SCDMA，英文全稱為Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，即時分同步的碼分多址技術(shù)。這是中國電信行業(yè)百年來第一個完整的移動通信技術(shù)標準，也是中國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的通信技術(shù)標準。TD-SCDMA被國際電信聯(lián)盟ITU正式列為第三代移動通信空口技術(shù)規(guī)范之一，與歐洲的WCDMA標準、美國的CDMA2000標準并稱為3G時代主流的移動通信標準。

TD-SCDMA采用了多種技術(shù)，如智能天線、聯(lián)合檢測、接力切換、同步CDMA、軟件無線電、低碼片速率、多時隙、可變擴頻系統(tǒng)、自適應(yīng)功率調(diào)整等。它集CDMA、TDMA、FDMA技術(shù)優(yōu)勢于一體，具有系統(tǒng)容量大、頻譜利用率高、抗干擾能力強等特點。

TD-SCDMA以TDD模式運作，即上行和下行的傳輸使用同一頻帶的雙工模式，根據(jù)時間來區(qū)分上下行并進行切換。這種模式的頻譜利用率高而且成本低廉，但也有一些缺點，如基站發(fā)射峰值功率與平均功率的比值較高，導(dǎo)致基站功耗較大，覆蓋半徑較小，抗衰落和抗多普勒頻移的性能較差，當手機處于高速移動的狀態(tài)下通信能力較差。因此，TD-SCDMA主要適用于時速120公里左右的移動終端，對于高速公路及鐵路等高速移動的環(huán)境可能不太適合。

TD-SCDMA在2001年3月正式寫入3GPP的R4版本，并在3GP開展實質(zhì)性標準化工作;在3GPPR5中引入HSDPA，R7中引入AHSUPA和MBMS等增強性技術(shù); 3GFPR8中引入LTE技術(shù)的同時，也延續(xù)進行HSPA+標準的研究工作。

由圖1可以看到，TD-SCDMA技術(shù)在不斷發(fā)展演進，由最初的R4階段單終端速率394kbits，到3G增強型技術(shù)HSDPAHSUPA，單終端速率（單載波）為2.82.2Mits，以及采用HSPA+等高階調(diào)制技術(shù)使得速率達到4.2Mbit/s。

圖1 TD-SCDMA技術(shù)發(fā)展路線

TD-SCDMA需要基站間的嚴格同步，以降低基站間的干擾。它支持同頻切換和異頻切換，可以靈活地提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

TD-SCDMA物理信道用4層結(jié)構(gòu)：超幀、無線幀、子幀和時隙碼。一個超幀長720ms，由72個無線幀組成，每個無線幀長10ms。TD-SCDMA將每個無線幀分為兩個5ms的子幀，每個子幀由長度675us的7個主時隙和3個特殊時隙組成。3個特殊時隙分別是下行導(dǎo)頻時隙（DwPTS，75us）、上行導(dǎo)頻時隙（UpPTS，125us）和保護時隙（G，75us）構(gòu)成。

在這7個主時隙中，TsO總是分配給下行鏈路，而Ts1總是分配給上行鏈路，其他時隙可作為上行鏈路的時隙，也可以作為下行鏈路的時隙。上行鏈路的時隙和下行鏈的時隙之間由一個轉(zhuǎn)換點分開，在TD-SCDMA系統(tǒng)的每個5ms的子幀中，有兩個轉(zhuǎn)換點（UL到DL和DL到UL），轉(zhuǎn)換點的位置取決于小區(qū)上、下行時隙的配置，這種靈活的配置方案，特別適合不對稱業(yè)務(wù)的傳輸。

一個突發(fā)的持續(xù)時間就是一個時隙，主時隙突發(fā)結(jié)構(gòu)由兩個數(shù)據(jù)符號域、一個144chips的midamble碼、L1控制信息和16chips的保護域組成，總共長864chios。數(shù)據(jù)區(qū)共704碼片長，數(shù)據(jù)域中每個比特用QPSK調(diào)制，擴頻系數(shù)為1至16。midamble碼是作為訓(xùn)練序列，供多用戶檢測（聯(lián)合檢測或千擾抵消）時信道估計使用。

下行導(dǎo)頻時隙（OwPTS）由64比特正交碼組成，它是無線基站（小區(qū)）的導(dǎo)頻信號，也是下行同步的信號。而上行導(dǎo)頻時隙（UpPTS）由128比特正交碼組成，它是用戶終端（小區(qū)）的導(dǎo)頻信號，主要用做上行同步。保護時隙（G）用于保護和區(qū)分上、下行時隙，使距離較遠的終端能實現(xiàn)上行同步，在TD-SCDMA系統(tǒng)中，此時隙的寬度保證了小區(qū)的最大半徑可能達到10km以上。

審核編輯：黃飛