TD-SCDMA关键技术概述

摘　要：本文首先介绍了3G三大主流标准及其演进过程，并简要概括了三大标准的主要特点，重点阐述了我国自主研发的TD-SCDMA的关键技术及优势，最后对3G前景进行展望。

关键词：3G；演进；TD-SCDMA
1、引言
　　3G是一种能提供多种类型、高质量多媒体业务，实现全球无缝覆盖，全球漫游能力，与固定网络相兼容，高速移动接入，定位业务，并以小型便携式终端在任何时候、任何地点进行任何种类的通信系统。同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。
　　我国提出的TD－SCDMA（Time Division Duplex－Synchronous Code Division Multiple Access）建议标准与欧洲、日本提出的WCDMA 和美国提出的CDMA2000 标准，成为世界三大主流标准之一，都属于宽带CDMA技术，进一步拓展了标准的CDMA概念，WCDMA、CDMA2000与TD-SCDMA都能在静止状态下提供2Mbit/s的数据传输速率，但三者的一些关键技术仍存在着较大的差别，性能上也有所不同。
2、三大主流标准的技术比较
　　WCDMA，核心网基于GSM/GPRS网络的演进，保持与GSM/GPRS网络的兼容性。该标准提出了GSM（2G）—GPRS—EDGE—WCDMA（3G）的演进策略。核心网络可以基于TDM、ATM和IP技术，并向全IP的网络结构演进。空中接口采用WCDMA，信号带宽5MHz，码片速率3.84Mcps，AMR语音编码，支持同步/异步基站运营模式，上下行闭环加外环功率控制方式，开环和闭环发射分集方式。
　　CDMA2000是基于IS-95提出的3G标准，完成了从CDMA IS95（2G）— CDMA20001x—CDMA20003x（3G）的演进策略。电路域，继承2GIS95CDMA网络，引入以WIN为基本架构的业务平台；分组域，基于Mobile IP技术的分组网络；无线接入网，以ATM交换机为平台，提供丰富的适配层接口。空中接口采用CDMA2000兼容IS95，信号带宽N*1.25MHz(N=1,3,6,9,12)，码片速率N*1.2288             
Mcps；8K/13KQCELP或8K EVRC语音编码。
3、TD-SCDMA关键技术
3.1 TDD技术
　　TDD方式是TD-SCDMA系统和别的CDMA系统之间的一个显著区别。该方式易于使用非对称频段，无需具有特定双工间隔的成对频段；适应用户业务需求，灵活配置时隙，优化频谱效率；上行和下行使用同个载频，因此无线传播是对称的，有利于智能天线技术的实现；无需笨重的射频双工器，小巧的基站，降低成本。
3.2 智能天线技术
智能天线是一种由多个天线单元组成的阵列天线，它通过调节各阵元信号的加权幅度和相位来改变阵列的天线方向图，从而抑制干扰，提高信干比，广义是一种天线和传播环境与用户和基站的最佳空间匹配技术。
3.3 联合检测技术
　　联合检测技术是在传统检测技术的基础上，充分利用造成多址干扰的所有用户信号及其多径的先验信息，把用户信号的分离当作统一的相互关联的联合检测过程来完成。从而具有优良的抗干扰性能，降低了系统对功率控制精度的要求，因此可以更加有效的利用上行链路频谱资源，显著提高了系统容量，并削弱了“远近效应”的影响。联合检测利用信号检测理论Y=AX，将估计变换为确定性计算。
采用联合检测技术和智能天线技术相结合的方式，上行获得分集接收的好处，下行实现波束赋行。
3.4 功控和上行同步技术
　　CDMA系统是干扰受限系统，功率控制是调整UE 发射功率，使距离Node B远近不同的UE信号到达Node B的功率大小基本相等，能有效的限制系统内部的干扰电平，起到补偿衰落，阴影效应和多径衰落，克服远近效应，快速功控可以有效提高接收电平稳定度。
　　上行同步是TD-SCDMA的关键技术之一，同步后的系统可以充分利用码道资源，增加系统容量。同一时隙不同用户的信号同步到达基站接收机，最大限度的克服多址干扰，充分利用Walsh码的正交性。
3.5 接力切换技术
　　接力切换使用上行预同步技术，在切换过程中，UE从源小区接收下行数据，向目标小区发送上行数据，即上下行通信链路先后转移到目标小区。在切换测量期间，使用上行预同步的技术，提前获取切换后的上行信道发送时间、功率信息，从而达到减少切换时间，提高切换的成功率、降低切换掉话率的目的。达到高切换成功率，高资源利用率。
　　TD-SCDMA采用接力切换，一个用户不长时间同时占用多个基站的空中业务信道资源及其网络传输资源。节约了基站资源，增加了用户接入量，节约运营商网络传输资源，减少运营投入，简化了RAN系统的处理，提高了集成度，接力切换资源占用少15%以上。
4、3G发展前景
　　TD-SCDMA技术的发展是在向HSDPA、LTE等更高速的宽带技术向拓展。TD-HSDPA是TD-SCDMA的新一步演进技术，亦采用TDD方式，作为后3G的HSDPA技术可以同时适用于WCDMA和TD-SCDMA两种不同制式。
　  LTE是近两年来3G发展的一个主导方向，这种以OFDM/FDMA为核心的技术可以被看作“准4G”技术。3GPP LTE项目的主要性能目标包括：在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率。而国内的研究表明，TD-LTE最高可以实现150Mbps的下载速率和50Mbps的上传速率，并支持TD-LTE/TD-HSPA/EDGE以及LTEFDD制式下的多种通信模式。
参考文献:
［1］Tero Ojanpera，Ramjee Prasad.朱旭红译.宽带CDMA：第三代移动通信技术.北京：人民邮电出版社.
［2］杨大成.CDMA2000-1X移动通信系统.北京：机械工业出版社,2003. 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/jsjlw/jisuanjiyingyong/242152.html