ＴＤ－ＳＣＤＭＡ网络技术的现状和发展

黄　晨

摘要: TD-SCDMA是我国自主知识产权的3G标准，是3G移动通信产业标准，研究这一标准的现状和发展，对通信产业界发展有一定的意义。本文介绍了TD-SCDMA的技术原理及特点，分析了TD-SCDMA标准的技术优劣势，探讨了TD-SCDMA发展面临的困难及建议。

关键词: TD-SCDMA；3G标准；技术原理

1 TD-SCDMA的技术原理概述

TD-SCDMA的中文含义为时分同步码分多址接入，该项通信技术属于一种无线通信的技术标准，在与欧洲、美国各自提出的3G标准竞争中，中国提出的TD-SCDMA已正式成为全球3G标准之一。目前，该标准的主要技术集中在大唐公司手中。

TD-SCDMA的无线传输方案灵活地综合了FDMA,TDMA和CDMA等基本传输方法。通过与联合检测相结合，它在传输容量方面表现非凡。通过引进智能天线，容量还可以进一步提高。智能天线凭借其定向性降低了小区间频率复用所产生的干扰，并通过更高的频率复用率来提供更高的话务量。基于高度的业务灵活性，TD- SCDMA无线网络可以通过无线网络控制器(RNC)连接到交换网络，如同三代移动通信中对电路和包交换业务所定义的那样。在最终的版本里，计划让TD-SCDMA无线网络与INTERNET直接相连。TD-SCDMA所呈现的先进的移动无线系统是针对所有无线环境下对称和非对称的3G业务所设计的，它运行在不成对的射频频谱上。TD-SCDMA传输方向的时域自适应资源分配可取得独立于对称业务负载关系的频谱分配的最佳利用率。因此，TD-S CDMA通过最佳自适应资源的分配和最佳频谱效率，可支持速率从8kbps到2Mbps的语音、互联网等所有的3G业务。

2 TD-SCDMA标准的技术分析

2.1 技术优势

频谱效率高。TD-SCDMA系统综合采用了联合检测、智能天线和上行同步等先进技术，系统内的多址和多径干扰得到了极大缓解，从而有效地提高了频谱利用率，进而提高了整个系统的容量。具体来讲，联合检测和上行同步可极大降低小区内的干扰，智能天线则可以有效抑制小区间及小区内的干扰。另外，联合检测和智能天线对于缓解2G频段上更加明显的多径干扰也有极大作用。所以，TD-SCDMA系统的这一特点决定了它将非常适合于在3G网络建设初期提供大容量的网络解决方案。

TD-SCDMA系统采用时分双工模式，它的一个载波只需占用1.6MHz的带宽就可以提供速率达2Mbps的3G业务，对于频率分配的要求简单和灵活了许多。在今后多家移动运营商共存的情形下，频谱资源的使用情况会相对复杂，而TD-SCDMA系统大大提高了对频谱资源利用的灵活性。

不存在呼吸效应。用户数的增加使覆盖半径收缩的现象称之为呼吸效应。其表现形式是每种业务用户数的变化都会导致所有业务的覆盖半径发生变化，这会给网络规划和网络优化带来很大的麻烦。TD-SCDMA是一个集CDMA, FDMA, TDMA于一身的系统，它通过低带宽FDMA和TDMA来抑制系统的主要干扰，使产生呼吸效应的因素显著降低。

高效承载非对称数据业务。在未来3G多样化的业务应用中，非对称的数据业务会占有越来越多的比例，大部分业务的典型特征是上行链路和下行链路中的业务量不对称。FDD系统由于其固定的上下行频率的对称占用，在承载非对称业务时会造成对频谱资源的浪费。而TD-SCDMA系统可以通过配置切换点位置，灵活地调度系统上下行资源，使得系统资源利用率最大化。因此TD-SCDMA系统更加适合未来的3G非对称数据业务和互联网业务方面。

接力切换技术。在TD-SCDMA系统中，采用了一种新的越区切换方法，即"接力切换"。TD- SCDMA的独特之处是使用了智能天线获得用户终端的方位(DOA )，采用同步CDMA技术获得用户终端与基站间的距离。若将这两个信息予以综合，基站就可以确定用户终端的具体位置，从而为接力切换奠定了基础。接力切换不丢失信息、不中断通信，节约了信道资源。此外，TD-SCDMA还支持多载频以及采用智能天线技术提高了系统的经济效益。

2.2技术劣势

同频干扰问题。 同频干扰，是指无用信号的载频与有用信号的载频相同，并对接收同频有用信号的接收机造成干扰。由于TD-SCDMA的扩频码较短，消除同频干扰有困难，目前己经有很多干扰消除的算法，但都很复杂，对器件要求太高(特别是对终端)，导致通信业界对TD-SCDMA同频组网产生质疑。

覆盖能力相对较弱。 在相同的频带内，WCDMA和ＣＤＭＡ2000采用FDD方式，其覆盖基本相同，由于TD- SCDMA采用TDD方式，在覆盖上要逊于采用FDD方式的其它两种技术，根据理论测算，TD-SCDMA能够覆盖的最大半径是11.25公里，而在郊区和农村，由于系统负荷较小，WCDMA覆盖能力很强，往往在15公里以上。

容量劣势。对于TD-SCDMA来讲，由于其物理结构，每个时隙最多有16个码道，对于经典的语音用户--12.2kAMR语音用户来讲，按照其可提供的物理资源，最多一个时隙承载8个用户。由于TD-SCDMA系统一般是一个资源受限系统，所以不能得到软容量。软容量对于高比特率实时数据用户，例如对视频电话、视频连接等等来说是很重要的，而3G时代使用高比特率的数据用户将逐步增多。此外，TD-SCDMA在高速移动时的数据传输性能较弱及系统必须同步运营等技术缺陷。

3 TD-SCDMA发展存在问题及建议

3.1存在问题

首先，跟另外两大标准相比，TD-SCDMA尚没有实际商用经验，运营商可能因此面临更多不确定的风险，甚至出现亏损的结果。而无论是WCDMA，还是CDMA2000，他们在国际市场上都己经形成了一定的网络规模，各大3G运营商也相应地积累了一定的运营经验，相应的运营风险也较低。此外，由于政府对TD-SCDMA的有力扶持，也不排除运营商利用自己对TD-SCDMA的态度做秀，增加自身将来承载TD-SCDMA网络运营时争取政府优惠政策的筹码。目前，中国移动、中国电信和中国网通三家都在参与TD-SCDMA规模测试，但他们的态度明显不够积极，有些企业甚至为其设置一定障碍。

其次，在TD-SCDMA产业发展过程中，终端合格率低、终端功能不具备、终端版本升级缓慢等问题一直是各系统厂商挥之不去的阴影，这大大影响了TD-SCDMA整体产业的进程，甚至导致运营商和社会公众对TD-SCDMA标准的怀疑。

再次，与WCDMA/CDMA2000在发达国家所面临的环境不同，2000年发达国家的移动电话市场普遍己进入饱和，而国内2G市场则刚进入快速膨胀期，目前国内2.5G市场也已整体性启动，这一市场进程大约比日韩等国晚3-5年。如果国内移动电话市场也遵循与发达国家市场相同的演进步伐，那么国内对高速移动数据业务(也即通常所了解的3G业务)的现实需求要达到目前日韩市场的规模，恐怕时间要在几年以后。目前国内的移动用户还是基于GSM和CDMA，当这些用户知道WCDMA是由GSM升级而来，CDMA2000是由CDMA升级而来，一种习惯和信任的心理因素会促使用户继续使用WCDMA和CDMA2000，此时又会有多少用户愿意尝试全新的、从未体验过的TD-SCDMA呢，这为TD-SCDMA后续的顺利成长又增加了一层市场风险。

3.2发展建议

首先，TD-SCDMA各生产厂商需要在技术上下功夫。因为不管是打电话还是传输数据等，这些不是以人的主观意愿为转移的，必须经过几百万用户的考验，用户的接受度才是最实在的，如果技术不成熟将会影响到用户的使用兴趣。其次，要克服TD-SCDMA的不足还需要更多的终端厂商、运营商、系统厂商、内容提供商来共同参与TD-SCDMA产业，这样才能使产业力量更强大，共同积累有关经验，提供用户愿意接受，具有特色的信息服务。再次，要针对终端上存在的这些问题，国家应该给予终端企业以适当支持，鼓励终端企业互相沟通，促进终端环节的整体前进。由于国外终端企业在研发上具有一定优势，政府在大力支持国产手机厂商研发TD-SCDMA终端的同时，也要鼓励国外手机厂商参与到研发TD-SCDMA终端上来，为整个产业提供丰富多样的终端产品。除了国家给予的协调指导外，TD-SCDMA产业联盟也应该充分发挥自身的力量，担当终端环节与其他产业环节协调者的角色，只有这样，TD-SCDMA产业联盟才能将产业做实，带动整个TD-SCDMA产业的发展。

参考文献

[1]王传令，《TD-SCDMA系统的多频点小区技术及实现》，《电信科学》，2006

[2]尤肖虎，《我国第三代移动通信研究开发进展》，中国通信网络网

[3]鲁艳玲，《WCDMA和TD-SCDMA网络优化的分析与比较》，普天信息技术研究院