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[摘要]通过对TD-SCDMA优势和劣势的分析,更清晰的展示了TD-SCDMA的特点,对TD-SCDMA标准的完善和应用具有一定的推动作用。
[关键词]3G TD-SCDMA 优势 劣势
随着我国3G网络的试商用,3G距离我们越来越近了。3G有W-CDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三大主流无线接口标准,我国在3G网络的建设中选择了TD-SCDMA标准。
TD-SCDMA的产生
TD-SCDMA标准由中国无线通信标准组织CWTS提出。中国1990年开始TD-SCDMA方面的研究,1998年TD-SCDMA提案形成,1999年TD-SCDMA在3GPP会议上通过,作为3GPP的提案之一,目前已经融合到3GPP关于WCDMA-TDD的相关规范中。
TD-SCDMA的优势
TD-SCDMA的提出比其他标准较晚,基本吸纳了九十年代以来移动通信领域最先进的技术,在一定程度上代表了技术的发展方向,与其他3G标准相比,TD-SCDMA有着如下突出优势:
1.频率利用率高。TD-SCDMA有利于频率的有效利用。TD-SCDMA只需要一个1.6MHz带宽就可通信,而FDD为代表的cdma2000和WCDMA都必需上下两个频率,cdma2000需要1.25€?MHz带宽,WCDMA需要5€?MHz才能通信。按12.2K话音信道计算;CDMA2000每1.25€?MHz支持30个信道,频率复用系数为1,频率利用率为12信道/MHz;WCDMA每5€?MHz支持60个可用信道,频率复用系数为1,频率利用率为6信道/MHz;TD-SCDMA每1.6MHz支持24个可用信道,频率复用系数为1,频率利用率为15信道/MHz;由此可以看出TD-SCDMA的话音频率利用率是WCDMA的2.5倍,是CDMA2000的1.25倍。
2.更适用于不对称的业务。在未来3G多样化的业务应用中,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在承载非对称业务时会造成对频谱资源的浪费。TD-SCDMA采用的是TDD技术,TD-SCDMA系统子帧中上下行链路的转换点是可以灵活设置的,根据不同承载业务在上下行链路上数据量的分布,上下行资源可以从3:3的对称分配到1:5的非对称分配进行调整,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。
3.TD-SCDMA具有组网优势。首先,TD-SCDMA系统能同时保证各业务的连续覆盖。WCDMA各业务的扩频因子不同,各业务的覆盖半径差距较大,这给它的网络规划带来了很大的麻烦,而TD-SCDMA的系统设计使得其各业务的覆盖半径相同,因此能同时保证各业务的连续覆盖。其次,TD-SCDMA系统没有呼吸效应。用户数的增加使覆盖半径收缩的现象称之为呼吸效应。TD-SCDMA在每个时隙中采用CDMA技术来提高容量,产生呼吸效应的唯一原因是单时隙中多个用户之间的自干扰,由于TD-SCDMA单时隙最多只能支持8个12.2k的话音用户,用户数量少使用户的自干扰比较少,同时,这部分自干扰通过联合检测和智能天线技术被进一步抑制,因此TD-SCDMA覆盖半径不随用户数的增加而变化,即没有呼吸效应。
4.TD-SCDMA设备成本较低。第三代移动通信系统主要由三部分组成,即核心网、无线接入网和用户终端。若与其他两种技术比较,核心网的成本各系统基本相同。主要的差异在无线接入和用户终端部分。
(1)系统单信道成本低
TD-SCDMA的单信道成本,要比WCDMA便宜54%以上。具体来说,从实际网络中基站的信道数来看,10M带宽中WCDMA最大可以利用的信道容量为64个12.2k话音信道,而TD-SCDMA可利用信道数为138个12.2k话音信道。考虑到单基站成本基本相当,所以TD-SCDMA单信道成本只是WCDMA单信道成本的46%。对于不对称数据信道,由于TD-SCDMA可以通过调整上/下行链路间的转换点来进一步提升容量,其不对称数据信道的成本要远低于46%。
(2)终端成本更具优势
首先TD-SCDMA采用TDD技术,不用双工器和大功率线性功放,可简化射频电路,使得系统设备和手机成本较低。其次TD-SCDMA拥有自己的知识产权,专利费用大大降低,使得终端价格显著降低。
TD-SCDMA系统的劣势
任何一个系统都有自己的不足之处,TD-SCDMA也不例外。TD-SCDMA主要有以下几个方面的不足:
(1)TD-SCDMA系统为了减小基站间的干扰,需要基站间的同步,对定时系统要求很高。
(2)在相同的频带内,WCDMA和cdma2000的覆盖范围基本相同,而TD-SCDMA由于采用TDD方式,在覆盖范围上要逊于采用FDD方式的其它两种技术。
(3)TD-SCDMA为TDD模式,终端的移动速度受现有DSP运算速度的限制只能做到240km/h,而FDD系统支持的最高速率为500km/h。
(4)TD-SCDMA有着TDMA的因素,导致脉冲功率干扰,需要较大的瞬时发射功率,FDD则是在所有时隙上发射的,不存在该问题。
结束语
我国提出的TD-SCDMA标准能获得国际认可,成为国际标准之一,说明我国在第三代移动通信技术方面已经步入国际先进行列。但是在第三代移动通信系统的商用化即将成为现实的时候,我们在看重TD-SCDMA标准的优势的同时,也应该清醒地认识到TD-SCDMA标准的不足,不排除国外的先进技术,取众之长,补己之短,这样才能把中国的第三代移动通信网建设的更好。
参考文献:
[1]李世鹤编著.TD-SCDMA第三代移动通信系统标准[M].北京:人民邮电出版社,2003、180-192.
[2]蔡康,李洪,朱英军编著.3G网络建设与运营[M].北京:人民邮电出版社,2007、79-81.
作者单位:西安铁路职业技术学院陕西西安
[关键词]3G TD-SCDMA 优势 劣势
随着我国3G网络的试商用,3G距离我们越来越近了。3G有W-CDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三大主流无线接口标准,我国在3G网络的建设中选择了TD-SCDMA标准。
TD-SCDMA的产生
TD-SCDMA标准由中国无线通信标准组织CWTS提出。中国1990年开始TD-SCDMA方面的研究,1998年TD-SCDMA提案形成,1999年TD-SCDMA在3GPP会议上通过,作为3GPP的提案之一,目前已经融合到3GPP关于WCDMA-TDD的相关规范中。
TD-SCDMA的优势
TD-SCDMA的提出比其他标准较晚,基本吸纳了九十年代以来移动通信领域最先进的技术,在一定程度上代表了技术的发展方向,与其他3G标准相比,TD-SCDMA有着如下突出优势:
1.频率利用率高。TD-SCDMA有利于频率的有效利用。TD-SCDMA只需要一个1.6MHz带宽就可通信,而FDD为代表的cdma2000和WCDMA都必需上下两个频率,cdma2000需要1.25€?MHz带宽,WCDMA需要5€?MHz才能通信。按12.2K话音信道计算;CDMA2000每1.25€?MHz支持30个信道,频率复用系数为1,频率利用率为12信道/MHz;WCDMA每5€?MHz支持60个可用信道,频率复用系数为1,频率利用率为6信道/MHz;TD-SCDMA每1.6MHz支持24个可用信道,频率复用系数为1,频率利用率为15信道/MHz;由此可以看出TD-SCDMA的话音频率利用率是WCDMA的2.5倍,是CDMA2000的1.25倍。
2.更适用于不对称的业务。在未来3G多样化的业务应用中,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在承载非对称业务时会造成对频谱资源的浪费。TD-SCDMA采用的是TDD技术,TD-SCDMA系统子帧中上下行链路的转换点是可以灵活设置的,根据不同承载业务在上下行链路上数据量的分布,上下行资源可以从3:3的对称分配到1:5的非对称分配进行调整,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。
3.TD-SCDMA具有组网优势。首先,TD-SCDMA系统能同时保证各业务的连续覆盖。WCDMA各业务的扩频因子不同,各业务的覆盖半径差距较大,这给它的网络规划带来了很大的麻烦,而TD-SCDMA的系统设计使得其各业务的覆盖半径相同,因此能同时保证各业务的连续覆盖。其次,TD-SCDMA系统没有呼吸效应。用户数的增加使覆盖半径收缩的现象称之为呼吸效应。TD-SCDMA在每个时隙中采用CDMA技术来提高容量,产生呼吸效应的唯一原因是单时隙中多个用户之间的自干扰,由于TD-SCDMA单时隙最多只能支持8个12.2k的话音用户,用户数量少使用户的自干扰比较少,同时,这部分自干扰通过联合检测和智能天线技术被进一步抑制,因此TD-SCDMA覆盖半径不随用户数的增加而变化,即没有呼吸效应。
4.TD-SCDMA设备成本较低。第三代移动通信系统主要由三部分组成,即核心网、无线接入网和用户终端。若与其他两种技术比较,核心网的成本各系统基本相同。主要的差异在无线接入和用户终端部分。
(1)系统单信道成本低
TD-SCDMA的单信道成本,要比WCDMA便宜54%以上。具体来说,从实际网络中基站的信道数来看,10M带宽中WCDMA最大可以利用的信道容量为64个12.2k话音信道,而TD-SCDMA可利用信道数为138个12.2k话音信道。考虑到单基站成本基本相当,所以TD-SCDMA单信道成本只是WCDMA单信道成本的46%。对于不对称数据信道,由于TD-SCDMA可以通过调整上/下行链路间的转换点来进一步提升容量,其不对称数据信道的成本要远低于46%。
(2)终端成本更具优势
首先TD-SCDMA采用TDD技术,不用双工器和大功率线性功放,可简化射频电路,使得系统设备和手机成本较低。其次TD-SCDMA拥有自己的知识产权,专利费用大大降低,使得终端价格显著降低。
TD-SCDMA系统的劣势
任何一个系统都有自己的不足之处,TD-SCDMA也不例外。TD-SCDMA主要有以下几个方面的不足:
(1)TD-SCDMA系统为了减小基站间的干扰,需要基站间的同步,对定时系统要求很高。
(2)在相同的频带内,WCDMA和cdma2000的覆盖范围基本相同,而TD-SCDMA由于采用TDD方式,在覆盖范围上要逊于采用FDD方式的其它两种技术。
(3)TD-SCDMA为TDD模式,终端的移动速度受现有DSP运算速度的限制只能做到240km/h,而FDD系统支持的最高速率为500km/h。
(4)TD-SCDMA有着TDMA的因素,导致脉冲功率干扰,需要较大的瞬时发射功率,FDD则是在所有时隙上发射的,不存在该问题。
结束语
我国提出的TD-SCDMA标准能获得国际认可,成为国际标准之一,说明我国在第三代移动通信技术方面已经步入国际先进行列。但是在第三代移动通信系统的商用化即将成为现实的时候,我们在看重TD-SCDMA标准的优势的同时,也应该清醒地认识到TD-SCDMA标准的不足,不排除国外的先进技术,取众之长,补己之短,这样才能把中国的第三代移动通信网建设的更好。
参考文献:
[1]李世鹤编著.TD-SCDMA第三代移动通信系统标准[M].北京:人民邮电出版社,2003、180-192.
[2]蔡康,李洪,朱英军编著.3G网络建设与运营[M].北京:人民邮电出版社,2007、79-81.
作者单位:西安铁路职业技术学院陕西西安