TD-SCDMA移動通信系統(tǒng)的增強和演進

TD-SCDMA移動通信系統(tǒng)的增強和演進:時分－同步碼分多址(TD-SCDMA)作為具有中國自主知識產權的第三代移動通信標準之一，即將全面商用化。TD-SCDMA未來的增強和演進是目前熱點問題之一，各種方案不斷提出，但還沒有一個結合短期發(fā)展和長期發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展計劃。根據采用的關鍵核心技術不同，文章提出了TD-SCDMA增強和演進的4階段論：第一階段為當前的TD-SCDMA階段；第二階段是TD-SCDMA短期演進，即HSxPA階段(包括HSDPA、HSUPA和HSPA演進)；第三階段是長期演進階段；最后一階段是基于TD-SCDMA的時分雙工(TDD)超3G(B3G)或者第4代移動通信系統(tǒng)階段。詳細描述了演進過程中每個階段的主要特點，以及多輸入多輸出(MIMO)、正交頻分復用(OFDM)等新技術在演進過程的使用。
時分－同步碼分多址(TD-SCDMA)是由中國提出的時分雙工(TDD)模式的第3代移動通信技術標準，是3GPP標準的一個重要組成部分。TD-SCDMA采用了很多先進的無線通信技術，如上行同步碼分多址、智能天線、聯(lián)合檢測、軟件無線電、接力切換和動態(tài)信道分配技術等[1]。TDD模式不需要對稱頻帶，無線資源在上下行間可以靈活分配，更適合于數據傳輸這樣的非對稱業(yè)務，在無線頻帶資源越來越短缺的今天，逐漸成為B3G/4G系統(tǒng)研究的焦點。在中國，頻分雙工(FDD)，包括寬帶碼分多址(WCDMA)和CDMA2000模式，總共分得90 MHz頻帶帶寬，而TDD模式分得了155 MHz的帶寬，反映出中國政府對TD-SCDMA的大力支持，并預示了其良好的發(fā)展前景。
與WCDMA和CDMA2000系統(tǒng)相比，TD-SCDMA有其技術上的優(yōu)勢，但缺乏商用經驗。而在未來的演進過程中，TD-SCDMA與WCDMA具有很好的兼容性，這為未來在多系統(tǒng)之間進行切換和漫游打下了良好的基礎。同時TD-SCDMA與WCDMA使用的都是3GPP提出的核心網版本，這種天然的結合使兩種系統(tǒng)在未來的發(fā)展道路上可以相互扶持與互補。從商業(yè)和投資的角度來看，核心網只占總系統(tǒng)投資的30%左右，所以，在未來演進過程中，TD-SCDMA與WCDMA的兼容依然是研究的重點。雖然與CDMA2000系統(tǒng)的體系結構有較大的差異，但為了全球通信服務的普遍性和用戶的方便性，與CDMA2000系統(tǒng)的兼容也成為商業(yè)和技術研究關注的焦點。
TD-SCDMA在熱點覆蓋地區(qū)峰值速率可達2 Mb/s，在中速移動環(huán)境下可達384 kb/s，在高速移動環(huán)境下可達144 kb/s。然而隨著移動通信業(yè)務的高速增長，TD-SCDMA的2 Mb/s的峰值速率將無法滿足需求。同時，根據國際電信聯(lián)盟(ITU)的估計，新的B3G蜂窩系統(tǒng)可提供的100 Mb/s～1 Gb/s的峰值速率預計將在2015年實現。與CDMA2000采用3載波的技術相似，TD-SCDMA也有單載波和多載波系統(tǒng)之分，采用多載波可以實現更高的傳輸速率，但也會加大系統(tǒng)的復雜度。另一方面，移動通信技術和無線寬帶接入技術的融合也進行得如火如荼。TD-SCDMA與無線局域網(WLAN)的融合可以在室內環(huán)境或熱點地區(qū)提供54 Mb/s的峰值速率，有效地彌補了TD-SCDMA熱點地區(qū)的覆蓋。隨著以IEEE 802.16系列標準為基礎的無線城域網技術(一般稱為WiMAX)的發(fā)展，TD-SCDMA與WiMAX的融合也已進入正式規(guī)劃日程當中，并成為現今技術討論的焦點。WiMAX可以在20 MHz的帶寬下提供75 Mb/s的峰值速率，為TD-SCDMA系統(tǒng)起到了強有力的補充效果，尤其是IEEE 802.16e的提出，使融合系統(tǒng)在移動速度支持上得到很大改善。