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 TD-SCDMA单独组网可行性分析  发表于 2008-07-15 10:22:31 [您是本帖的第1484位阅读者]     [1楼] 
呢称:疯癫龙
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TD-SCDMA不但因其频谱利用率高、系统容量大而特别适合在人口高密度地区使用,而且也可在宏小区(Macro)、微小区(Micro)及微微小区(Pico)等各种环境下使用,能够支持各种无线网络环境。

  前期组网

  在3G技术的定义中,FDD模式的覆盖距离是30km,TDD方式的覆盖距离是11km,主要是根据TDD模式下受到上行和下行保护时隙间隔的影响。但由于TD-SCDMA采用了智能天线技术,因此,在发射电平、灵敏度和FDD相同的情况下,智能天线能增加通信距离。

  TD-SCDMA系统的覆盖半径主要取决于两方面的因素:一是系统的发射电平及接收灵敏度,二是收发时间间隙,主要是上下行保护时隙的宽度以及电波传播速度之间的关系。  就系统的发射电平和接受灵敏度而言,TD-SCDMA系统与FDD系统是相同的。而且由于采用了智能天线,利用上、下行波束赋形技术,获得了额外的系统增益,使得系统的链路预算要优于WCDMA系统,在同等发射功率条件下覆盖半径也明显大于WCDMA系统。初步的推算为:由于TD-SCDMA的带宽只有WCDMA的1/3,较WCDMA系统所获得的增益为5dB,智能天线带来的额外系统增益为9dB,但由于采用了TDD多时隙的方案,使TD-SCDMA多失去8dB,所以在相同的传播情况下,TD-SCDMA的链路预算要比WCDMA系统多6dB,相当于覆盖半径要大50%。根据ITU规定的环境下最大通信距离的计算结果,WCDMA系统在8K的语音及384K的数据传输情况下的覆盖半径分别为10Km和5Km,而TD-SCDMA的这一数值分别为10Km和16Km,这一结果已经在1998年向ITU提交建议时一并提交,并获得认可。而且,目前建成的演示系统也证明了上述分析的正确性。

  就收发时间间隙而言,TD-SCDMA在进行帧结构设计时就充分考虑到了基站系统在作为宏小区应用时所需要的保护时隙,系统的设计完全能满足广域覆盖要求。

  TD-SCDMA帧结构中用深蓝色标识的即为上下行保护时隙。它的宽度为T=75us,用于区分上下行时隙,使距离较远的终端能实现上行同步。在TD-SCDMA系统中,此时隙的宽度保证了小区的最大半径可能达到11Km以上。初步的推算为T>d/c(d为小区半径,c为光速),可以看到,保护时隙的设置是保留有充分的余量的,TD-SCDMA完全可以在宏小区(Macro),微小区(Micro)及微微小区(Pico)等各种环境下使用。当需要的小区覆盖半径超过12Km时,还可以通过灵活的对保护时隙进行设置来实现基站的超远距离覆盖,这时有可能需要牺牲一个业务主时隙,使系统的容量降低大概16%,但由于TD-SCDMA的系统容量要远远大于WCDMA系统,即使牺牲了这一部分容量,也仍然可以使系统的容量比WCDMA系统高。这一技术已经在现场演示实验网中得到了验证。目前的演示证明,当小区的覆盖半径超过16Km时,仍然能保证系统稳定的传输。

  可见,TD-SCDMA不但因其频谱利用率高、系统容量大而特别适合在人口高密度地区使用,而且也可在宏小区(Macro)、微小区(Micro)及微微小区(Pico)等各种环境下使用,能够支持各种无线网络环境。

  组网业务应用

  TD-SCDMA由于同时采用了FDMACDMATDMASDMA的多址技术,对于像因特网这样的“不对称”传输业务,可使其转换“不对称”,而对于像语音这样的“对称”传输业务可以使其转换“对称”,这样,就使总的频谱效率更高。在无线传输上,TD-SCDMA还可根据传输要求的不同,灵活地选择传输模式,充分利用现有的频谱资源,满足多种不同的需要。再者,TD-SCDMA采用了智能天线、上行同步等先进技术,系统对基于位置的服务有其独特的优势。

  在第二代移动通信系统中主要以提供话音业务为主,其上下行的占用的时间(或带宽)基本相同。在这种应用中FDD与TDD的使用效率基本相同,均可提供对对称业务的支持。但在第三代系统中,无线互联网的应用将打破上下行传统的对称平衡传输模式。如下图所示,我们知道FDD的模式因其上行链路和下行链路是相互独立的,资源不能相互利用,而难以做到自动调节上下行带宽。因此,在满足非对称业务应用时,其频谱效率将大幅降低,造成频率资源的浪费。

  TD-SCDMA采用了CDMA和TDMA的多址技术,可利用在每个无线信道时域里的一个定期重复的TDMA帧结构,然后再将这个帧分为几个时隙。使TD-SCDMA在传输中很容易设置一个上行和下行链路的转换点,来针对不同类型的业务。相当于可根据交通的流量来控制红绿灯转换的时间间隔,对于像因特网这样的“不对称”传输业务,可使其转换“不对称”,而对于像语音这样的“对称”传输业务可以使其转换“对称”,这样就使总的频谱效率更高。

  此外,TD-SCDMA可以根据无线环境的差别采用不同的调制技术,信号速率有2Mbps、768kbps、384kbps,192kbps和96kbps等多种方式。因此在无线传输上,TD-SCDMA依靠其独特的操作模式,可根据传输要求的不同,灵活地选择传输模式,充分利用现有的频谱资源,满足多种不同的需要。所以,TD-SCDMA更适合今后移动数据及多媒体传输等业务的应用。

  全球漫游

  TD-SCDMA具有全球漫游的基础。无论采取哪种分配频率的方式,而随着TDD技术融合,目前国际上只有TD-SCDMA一种TDD技术制式在进行实际的产品开发。因此,TD-SCDMA可实现在不同国家间的应用与漫游,其市场前景看好。

  国际电联在确定第三代移动通信标准时,定义了FDD与TDD两种技术模式,并为这两种制式规划了相应的使用频段。早在1999年3月欧洲某些国家已经完成了牌照的发放及频段的分配(如芬兰),也有一些国家至今还未完成牌照的发放工作(如爱尔兰)。有的国家采用所谓的“选美”方式进行牌照发放,另外一些国家则采取“拍卖”的方式(其中德国和英国最为典型)。在亚洲的部分运营商也进行了TDD频谱的分配。

  可见,无论采取哪种分配频率的方式,除美国外多数国家共同点是FDD和TDD频段同时被授予运营商,部分国家有拥有单一TDD频段的运营商。而随着TDD技术融合,目前国际上只有TD-SCDMA一种TDD技术制式在进行实际的产品开发。因此,TD-SCDMA可实现在不同国家间的应用与漫游,其市场前景看好。

  但由于FDD技术中有欧洲的WCDMA与美国的CDMA2000两种技术制式,而欧美两大阵营又互不相让,致使美国的CDMA2000难以进入欧洲市场,欧洲的WCDMA也难以在北美大发展。结果将是此两种技术的全球漫游均受到政治与经济利益的制约而实现困难,其全球市场均有一定的局限性。

  因此,TD-SCDMA具有频谱利用率高,系统容量大,系统设备成本竞争优势强,移动速度可满足ITU的要求,网络建设费用低,可最佳适合移动因特耐特这种非对称数据业务的应用,在全球均拥有可使用的TDD频段,可实现全球漫游等特点。这使得今后使用TD-SCDMA技术设备的运营商,在第三代移动通信的市场竞争中,在资费竞争、开展各种基于移动非对称及位置的业务,以及实现全球漫游等方面具有明显的优势。可见,TD-SCDMA是具有广泛应用前景的3G技术。

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