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发信人: ydc (高个子,大胖子), 信区: CRC
标  题: 中国TD-SCDMA的发展
发信站: 哈工大紫丁香 (2000年12月04日16:32:09 星期一), 站内信件

        纵观移动通信系统发展的历史，从80年代至今已经历了第一代、第二代，
目前正向第三代发展。1999年11月，ITU-R赫尔辛基会议的结束，国际第三代无线
标准格局基本形成，在面临第三代移动通信系统这一新的竞争中，中国自主开发了
TD-SCDMA，并且已经被ITU批准，成为ITU关于IMT-2000建议的一个组成部分。
一、第三代无线接入标准及其进展
1第三代无线接入技术标准
第三代移动通信系统最早与1985年由国际电信联盟（ITU）提出，当时称为未来公
众陆地移动通信系统（FPLMTS），1996年更名为IMT-2000（国际移动通信-2000）
，意为该系统工作在2000MHN频段，最高业务速率可达2000Kb/s,计划在2000年左右
得到商用。目前，第三代移动通信共有五种无线接入技术：
● IMT-2000 CDMA DS（即WCDMA，直接扩频，宽带CDMA技术）
● IMT-2000 CDMA MC（即cdma2000，由多个窄带直接扩频系统组成宽带CDMA技术
）
● IMT-2000 CDMA TDD（宽带CDMA技术）
● IMT-2000 TDMA SC（TDMA技术）
● IMT-2000 TDMA TDD（TDMA技术）
上述五种无线接入技术比较见下表：
2IMT-2000系统的基本特征
按照ITU-R提出的要求，其基本特征有：
● 具有全球范围设计的高度兼容性；
● IMT-2000的业务与固定网络业务兼容；
● 通信高质量；
● 手机的体积小、重量轻、具有全球漫游功能；
● 上行频段：1885-2025MHz;下行频段：2110-2200MHz（共230 MHz），其中
1980-2010 MHz
和2170-2200 MHz用于卫星移动通信业务；
● 移动终端可以连接地面网和卫星网，使用方便；
● 无线接口具有高度的兼容性；
● 提供高速数据、低速图象、电视图象等数据传输业务。
3我国第三代移动通信标准化研究的进展
        在移动通信产业领域，拥有自己的知识产权是至关重要的。我国在第二代
移动通信领域仅有市场优势，而无技术优势，没有自己的专利。因此，在国际竞争
中处于比较困难的境地。我国希望在第三代移动通信领域的竞争中得到改变。中国
作为3GPP（Third Generation Partnership Project）组织成员之一，积极参与
IMT-2000标准的制定工作。目前，世界移动通信领域的现状为我们发展第三代移动
通信提供了大好机会，国际上的一些大公司都忙于从事第二代移动通信系统的完善
和推广应用，对于第三代移动通信系统只是进行方案论证和初步实验。ITU从1999
年才开始着手进行第三代移动通信标准的制定工作，计划到2002年以后才会有正式
第二代产品投放市场。这种形势为我国提供了创大好会，信息产业部电信科学技术
研究院自90年代中期开始，为加入第三代移动通信的竞争做准备，1997年至1998年
期间，我国在无线接入技术方面，发明了SCDMA技术，形成了SCDMA无线用户环路系
统产品，达到国际领先水平；在移动通信网络设备方面，开发了GSM和CDMA（
IS-95）等第二代移动通信交换系统，开发了DCS-1800系统的无线基站和基站控制
器，并形成了产品，通过了现场实验，1999年开始大批生产，并供应市场。这些技
术基础使我国在国际电联有了发言权。我国提出的TD-SCDMA无线技术标准，于
1998年6月底提交国际电联。1999年11月5日，在ITU-R TG8/1最后一次全会上
TD-SCDMA被ITU正式写入IMT-2000无线接口技术规范IMT.RSPC，2000年5月5日ITU-R
2000全会（RA-2000）上，中国的TD-SCDMA建议已正式通过，并很快正式出版发行
，年底在2000年版本中完成TD-SCDMA有关的所有技术规范。这样我国的第三代移动
通信标准TD-SCDMA已经成为ITU关于IMT-2000建议的一个组成部分，形成了拥有中
国自己知识产权的第三代移动通信国际标准。
        我国TD-SCDMA标准的实现大体上分两步走：第一步在物理层采用
TD-SCDMA技术，而二、三层原则上尽量采用原有GSM系统的上层协议，适当作相应
修改和补充，保持与GSM的高度兼容，能满足最高速率为284Kbit/s的数据传输（此
阶段为2.5代移动通信系统）;第二步则在物理层全面采用TD-SCDMA技术,二、三层
控制协议采用3GPP的上层协议，尽量与3GPP标准融合，真正实现ITM-2000所要求的
全部功能，最高数据传输速率可达2Mbit/s,即第三代移动通信系统的要求。
        我国按照ITU的计划，在2000年将完成TD-SCDMA的实验样机并开始进行现
场实验；2001年将完成TD-SCDMA正式样机的设计制造；2002年左右，正式投入生产
和运营。
二、主要特点和关键技术
1第三代移动通信的主要特点
        国际电信联盟（ITU）组织专家组在充分研究了第二代移动通信的频谱利
用率、设备成本、组网能力、可能提供的业务、技术先进性等关于捆扰发展的有
关问题后，提出了第三代移动通信的主要特点要求：
● 第三代移动通信是第二代移动通信的演进和发展，不是重新建设一个新移动通
信网；
● 是全球无缝覆盖、全球漫游的可提供前两代系统所不能提供的各种宽带信息业
务，速率达2Mbit/s,带宽在5MHz以上；
● 具有多媒体功能，不仅能接受和发送话音、数据信息，而且还能接受和发送静
态、动态图象，及其他数据业务；
● 克服技术难题，包括多径衰落、时延扩展、多址干扰、远近效应、体制问题等
；
● 实现数据业务，主要是Internet所需要的不对称的、基于包交换（IP）的业务
；
● 具有高频谱利用率，解决全世界存在的系统容量问题；
● 系统设备低价位，业务服务高质量低价位，满足个人通信化的要求。
2第三代移动通信的关键技术
专家们认为，为了解决第三代移动通信系统所面临的主要问题，各国专家进行了深
入研究，发展并创新了许多关键技术：
● 多址技术
多址技术包括CDMA系统中地址码的研究和各种多址协议的进一步研究。
● 信道编码
采用信道编码技术进一步改善通信质量。目前主要采用前向信道纠错编码和交织技
术以进一步克服衰落效应。
● 功率控制
        为了克服宽带CDMA系统的远近效应，需要动态范围达80db的功率控制。上
行链路功率控制方式分为开环和闭环两种，开环功率控制主要用于克服距离衰减，
闭环功率控制主要用于克服多普勒频率产生的衰减，以此保证基站接收到的所有移
动台信号具有相同的功率。下行链路采用插入功控子信道实现前向的闭环功控。
● 智能天线
        智能天线用于调节各阵元信号的加权幅度和相位，从而调节天线阵列的方
向图形状，达到增强所需信号，拟制干扰信号的目的；利用信号入射方向差别，将
同频率、同时隙的信号区分开来，从而达到成倍的扩展通信系统容量的目的。
● 多用户检测
       多用户检测就是把所有用户的信号都当作有用信号而不是干扰信号来处理
，这样可以充分内利用个用户信号的拥护码、幅度、定时、延迟等信息，从而大幅
度地降低多径多址干扰。
● 切换技术
        移动通信系统采用蜂窝结构，在跨越空间划分的小区时，必须要进行越区
切换。即完成移动台到基站的空中接口的转换以及基站到网入口和网入口到交换中
心的相应的转移。
●其它技术，如信道结构、上层协议信令等。
三、TD-SCDMA的总体结构
        TD-SCDMA的系统结构分三层：物理层（L1）、数据链路层（L2）、网络层
（L3）。在第一阶段，L2和L3层协议与GSM尽量靠拢；第二阶段的L2和L3层采用
3GPP协议。
1物理层（L1）
        L1层为L2/MAC提供不同的传输信道，传输信道的特征由它在无线接口上所
传输的信息类型来定义。物理层主要负责多用户的接入，在TD-SCDMA中，接入方案
采用在单载波上时分双工（TDD）加上直接序列扩频（DSCDMA）技术，把所要传输
的信息扩展到1.6MHz的带宽内传输,每载波的信息速率为1.28Mchip/s,根据所传码
符的不同扩频因子，可从16到1，对应所能传的调制码符速率从80Ksymbols/s到1.
28Msymbols/s。其帧结构为720ms的超帧分成72个10 ms的无线帧，每一无线帧分成
两个5 ms的子帧，每子帧又分成7个0.675 ms的时隙和3个专门的时隙。
2数据链路层（L2）
       L2/MAC为L2/RLC层提供各种逻辑信道，逻辑信道的特征由它承载的信息类
型来定义。
3网络层（L3）
四、基站与终端
        TD-SCDMA系统采用时分双工（TDD）、TDMA/CDMA多址方式工作，基于同步
CDMA、智能天线、多用户检测、正向可变扩频系数等技术，工作在2010MHz到
2025 MHz。
1基站
TD-SCDMA系统基站采用基站高集成度、低成本设计，采用TD-SCDMA的物理层和基于
修改的GSM二、三层，并支持基本的GPRS业务。基站具有以下主要特点:
● 基站采用3载波设计,每载波带宽1.6MHz,共占用5 MHz带宽。
● 采用低中频数字合成技术，以解决多载波的有关问题。
● 公用一套智能天线，达到增强所需信号，拟制干扰信号，成倍扩展通信系统容
量的目的。
● 公用射频收发信机单元。
● 基于软件无线数字信号处理技术。
● 低功耗设计，每个载波基站耗电不超过200W。
● 具有高可靠性、可维护性等特点。
2终端
        TD-SCDMA系统采用双频双模（GSM 900和TD-SCDMA）终端，支持TD-SCDMA
系统内切换，支持TD-SCDMA系统到GSM系统的切换。在TD-SCDMA系统覆盖范围内优
先选择TD-SCDMA系统，在TD-SCDMA系统覆盖范围以外，采用现有的GSM系统。终端
具有以下主要特点:
● TD-SCDMA系统采用双频双模终端:GSM-900MHz和TD-SCDMA-2000MHz。
● 采用固定台和车载台：多载波工作，外接天线，提供384Kbit/s-2Mbit/s业务，
具有大尺寸的LCD显示屏幕。
● 终端有6个发射功率等级。
● 使用GSM SIM卡。
● 语音编译码：GSM/3G，8Kbit/s。
● 终端配备数据接口或大尺寸LCD显示屏幕。
● TD-SCDMA系统的价位：平均每户价格将比GSM扩容降低至少20%，与GSM系统同基
站安装不需另投资。
五、结束语
        中国目前有移动电话用户4300万，2000年底有望达到6000万，2002年将达
到1亿，2005年将达到2亿，中国加入WTO后移动电话用户数量还会继续高速增长。
面对第三代移动通信市场的挑战和机遇，结合我国实际情况，我们应集中人力、物
力、财力，对第三代移动通信进行深入研究，从标准制定开始，力争主动，努力研
究开发出具有中国自主知识产权的产品，形成我国的民族企业，占领尽可能多的市
场份额，为我国的移动通信事业做出应有的贡献。

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