一、TD-SCDMA的总频谱利用率最高TD-SCDMA技术采用时分双工模式(TDD),能在同一帧结构不同时隙中发送上行业务或下行业务。也就是说,根据所传输数据的类型不同,上下行链路上的频谱可以被灵活地分配。码分多址技术(CDMA)的特性是在同一时间里同一个传输信道中可支持多个用户。所传输的信号分布在整个带宽上,从而更加有效地利用现有频谱资源。这种灵活性使数据的传输速度可高达2Mbit/s。TD-SCDMA结合了TDD和CDMA的优势,因而能够处理很高的传输速率,同时上下链路分配的灵活性也能满足非对称业务的要求。二、TD-SCDMA、WCDMA、cdma2000的技术特点3G的主要技术体制WCDMA和TD-SCDMA是由3GPP开发和维护的规范,而cdma20000是由3GPP2开发和维持的规范。这些技术都是以CDMA技术为核心的下面简要介绍一下TD-SCDMA、WCDMA、cdma2000三种主流制式的技术特点。(一)TD-SCDMA制式的主要技术特点1)信号带宽1.23Mhz;码片速率1.28Mchip/s;2)采用智能天线技术,提高频谱效率;3)采用同步CDMA技术,降低上行用户的干扰和保持时隙的宽度;4)接收机和发射机采用软件无线电技术;5)采用联合检测技术,降低多址干扰;6)多时隙CDMA+DS-CDMA,具有上下行不对称信道分配能力,适应数据业务;采用接力切换,降低掉话率,提高切换的效率;7)语音编码:AMR与GSM兼容;核心网络基于GSM/GPRS网络的演进,并保持与GSM/GPRS网络的兼容性;8)基站间采用GPS或网络同步方法,降低基站间干扰。(二)WCDMA制式的主要技术特点1)基站同步方式:支持异步和同步的基站运行方式,灵活组网;2)信号带宽:5MHz;码片速率:3.84Mchip/s;3)发射分集方式:TSTD,STTD,FBTD;4)信道编码:卷积码和Turbo码支持2Mbit/s速率数据业务;5)调制方式:上行BPSK,下行QPSK;解调方式:导频辅助的相关解调;6)功率控制:上下行闭环功率控制,外环功率控制;7)语音编码:AMR与GSM兼容;核心网络基于GSM/GPRS网络的演进,并保持与GSM/GPRS网络的兼容性;8)MAP技术和GPRS隧道技术是WCDMA移动性管理机制的核心,保持与GSM网络的兼容性;9)支持软切换和更软切换。(三)Cdma2000制式的主要技术特点1)分成两个方案,即cdma2000-1x和cdma2000-3x两个阶段,2)cdma2000-1x:信号带宽:1.25MHz,码片速率1.2288Mchip/s;3)cdma2000-3x采用多载波CDMA技术,前向信号由3个1.25MHz的载波组成,反向信号是信号带宽为5MHz的单载波,码片速率为3.6864Mchip/s;4)兼容IS-95A/B;前反向同时采用导频辅助相干解调;5)快速前向和反向功率控制;6)前向发射分集:OTD,STS;7)信道编码:卷积码和Turbo码;8)cdma2000-1x最高433.5Kbit/s业务速率(一个基本信道+两个补充信道);9)cdma2000-1xDO最高支持2.4Mbit/s业务速率,cdma2000-3x最高支持2Mbit/s业务速率;10)可变帧长:5ms,10ms,20ms,40ms,80ms;支持F-QPCH,延长手机待机时间;11)核心网络基于ANSI-41网络的演进,并保持与ANSI-41的兼容性;12)网络采用GPS同步,给组网带来一定的复杂性;13)支持软切换和更软切换。三、TD-SCDMA、WCDMA、cdma2000的技术分析比较三种制式中TD-SCDMA的优势在于它同时采用了智能天线和联合检测技术,上下行时隙的不对称分配,提高了频谱效率,适应数据业务,其弱点是用户移动速度比较低,基站间干扰比较大,采用基点同步技术能够减少一部分干扰。TD-SCDMA、WCDMA、cdma2000都在向提高下行数据传输速率的方向发展,这方面3GPP2率先推出了最高支持2.4Mbit/s业务速率的cdma2000-1xDO,而另外两种制式的调整下行传输协议还在定制之中,下面具体这三种主流方案的差别:(一)频率规划ITU目前对第三代移动通信系统的频率规划为:1900MHz-2025MHz(上行FDD),2110MHz-2170MHz(下行FDD)及2110MHz-2170MHz(TDD方式)3段。1)TD-SCDMA利用2110MHz-2170MHz频段;2)WCDMA利用1900MHz-2025MHz频段;3)cdma2000利用2110MHz-2170MHz频段。(二)采用双工模式1)TDD:适合于高密度用户地区,城市及近郊区的局部覆盖。无线传输技术不需要成对频率,具有频谱安排灵活性,适合对称和不对称即语音和第三代移动通信的移动业务(或IP)业务,提高了频谱利用率。TD-SCDMA采用TDD模式。2)FDD:适合于大区域的全国系统,对称业务如果话音、交互式实时数据业务等。WCDMA和cdma2000采用FDD模式。(三)提高利用率技术TD-SCDMA采用了空分多址(SDMA)、码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)和时分多址(TDMA)相结合的多址技术。采用智能天线、联合检测,上行同步技术,消除扇区间(Inter-cell)和扇区内(Intra-cell)的同信道干扰(CCI),多址干扰(MAI)和码间干扰(ISI)。缩短频率利用距离,提高了频谱利用率,降低设备成本。WCDMA和cdma2000采用码分多址,频分多址相结合的多址技术,采用智能天线导频符号辅助相干检测的多用户检测,上下行同步技术,消除各种干扰,提高频谱利用率。(四)信道分配3G系统采用的CDMA技术中,用户间信息的交换都是占有共同信道,因此不会采用FCA,而是将DCA和RCA结合使用。由于全IP移动骨干网络能更有效地传输非连续话务(包交换),而包交换的特性使无线频谱利用率的提高更容易实现。则信道的分配有更多的自由空间。虽然3G系统主要选择DCA的分配方式,但因每个数据包的长度有限,所以无线资源管理没有足够的时间传送信道质量信息,给动态分配造成困难。此时采用RCA分配方式就变得尤其重要。Td-scdma中采用的DCA分配方式,可在空域,频域,时域和码域进行信道动态分配。根据实时测试的信道质量选择空闲信道这就保证了有效利用信道,提高网络的系统容量,同时也保证了通信质量,但td-scdma对设备的要求比较高。(五)切换在3G系统中软切换是CDMA技术普遍采用的切换技术,对提高网络容量保证通信质量起着关键作用。1)TD-SCDMA采用按力切换技术,它不同于传统的软切换和硬切换,可以工作在同频和异频状态,利用已知的移动台用户位置(采用用户定位业务);2)WCDMA扇区间采用软切换,小区间采用软切换,载波间采用硬切换。WCDMA的基站不需要同步,因此不需要外部同步资源如GPS;3)cdma2000扇区间采用软切换,小区间也采用软切换,载频间采用硬切换。基本信道的软切换类似于IS-95。(六)功率控制3G系统中分布式功率控制应用很广泛,恒定接收功率控制应用于CDMA系统中,而td-scdma系统则在继承第二代GSM功率控制技术的基础上,主要是智能供电系统的恒定接收功率控制方式。四、与WCDMA、cdma2000相比,TD-SCDMA的技术优劣(一)频谱利用率高由于TD-SCDMA采用了CDMA和TDMA多址技术,使得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,类似于可根据交通的流量来控制“红绿灯”转换的时间间隔。(二)支持多种通信接口由于TD-SCDMA同时满足lub、A、Gb、lu、luR等多种接口的要求,所以TD-SCDMA的基站子系统既可以作为2G和2.5GGSM基站的扩容,又可作为3G网中的基站子系统,能同时兼顾现在的需求和长远未来的发展。(三)频谱灵活性强由于TD-SCDMA第三代移动通信系统频谱灵活性强,仅需单一1.6M的频带就可提供速率达2M的3G业务需求,而且非常适合非对称业务的传输。(四)系统性能稳定由于TD-SCDMA收发在同一频段上,使上行链路和下行链路的无线环境一致性很好,更适合使用新兴的“智能天线”技术;由于利用了CDMA和TDMA结合的多址方式,更利于联合检测技术的采用,这些技术才能减少干扰,提高系统的性能稳定。(五)能与传统系统进行兼容TD-SCDMA能够实现从现在的通信系统到下一代移动通信系统的平滑过度。支持现在的覆盖结构,信令协议可以后向兼容,网络不再需要引入新的呼叫模式。(六)支持调整移动通信在TD-SCDMA系统中,基带数字信号处理技术是基于智能天线和联合检测,其限制在设备基带数字信号处理能力和算法复杂性之间的矛盾。该技术可以确保TD-SCDMATD-SCDMA系统在移动速度为250Km/h和UMTS(3GPP)移动环境下,可以正常工作。(七)系统设备成本低由于TD-SCDMA上下行工作在同一频率,对称的电波传播特性使之便于利用智能天线等新技术,也可达到降低成本的目的。设备成本在无线基站方面,TD-SCDMA的设备成本至少比较UTRATDD低30%。(八)支持与传统系统间的切换功能TD-SCDMA技术支持多载波直接扩频系统,可以再利用现有的框架设备,小区规划,操作系统,账单系统等。在所有环境下支持对称或不对称的数据速率。