一、概述
1、系统的由来
在我国错失了第一代和第二代蜂窝移动通信系统标准制定之机会后,奋起直追,应在第三代标准有所建树。在1995年初,当时的邮电部亲自部署,根据我国当初研制无线市话的技术成果:SCDMA和TD-SCDMA技术为蓝本,研制我国的3G标准。并在ITU向全球征集IMT-2000无线传输技术(RTT)方案之际,于1998年6月29日向ITU提交了我们中国人研制的名为TD-SCDMA(Time Division-Synchronous CDMA,时分同步码分多址)的3G标准建议。而后又在ITU十几次关于标准之争的国际会议上,经过激烈的竞争与融合。
结果在1999年11月召开的国际电联芬兰会议上确定了3G无线接口技术标准,并于2000年5月举行的ITU-R 2000年全会上最终批准通过。批准的标准包括码分多址(CDMA)和时分多址(TDMA)两大类5种技术。它们分别是:WCDMA、cdma 2000、CDMA TDD、UWC-136和EP-DECT。其中,前3种基于CDMA的技术是被公认的主流技术,有频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两种工作方式。CDMA TDD包括欧洲提出的UTRA(UMTS陆地无线接入)和中国提出的TD-SCDMA技术。2001年3月,3GPP通过R4版本,由中国提出的TD-SCDMA被接纳为正式标准。由于UTRA TDD的欧洲主要提出者西门子公司已经宣布放弃对其继续进行研发,转而全力支持TD-SCDMA系统,TD-SCDMA因此成为当时3G系统中事实上的唯一TDD标准。
欲详细了解TD-SCDMA技术发展历程的请进入。
2、TD-SCDMA系统的标准化
TD-SCDMA技术获得ITU的通过推荐,但ITU并不负责其技术的标准化过程。在2001年3月16日美国加洲棕榈泉3GPP全会上,TD-SCDMA被3GPP接纳,写入3GPP R4规范。由此,3GPP将TD-SCDMA技术纳入到了通用移动通信通信系统(UMTS,Universal Mobile Telecommunication System)中,进行技术的标准化过程,称为国际标准,这标志着TD-SCDMA被国际广大的电信运营商和设备制造厂商所接受。
我国通信标准化协会紧跟3GPP标准化进程,于2006年开始,结合我国通信网的具体情况,研制和发布了大量的TD-SCDMA系统的通信行业标准,为我国TD-SCDMA系统网络的组建、设备的生产等提供了有力的技术保障。
欲详细了解我国TD-SCDMA系统通信行业标准索引的请进入。
3、TD-SCDMA技术所使用的频段
由于无线通信领域的特殊性,频谱的划分通常被视作各国政府对本国所采用移动通信体制的重要政策导向。2002年10月,我国信息产业部下发文件《关于第3代公众移动通信系统频率规划问题的通知》(信部无[2002]479号)规定了3G的主要工作频段;FDD方式:1920~1980MHz、2110~2170MHz;TDD方式:1880~1 920MHz、2010~2025 MHz(补充频段,FDD方式:1755~1785MHz、1850~1880MHz;TDD方式:2300~2400MHz,与无线电定位业务共用)。此规划明确规定在中国TDD方式具有155MHz的工作频段,而FDD方式(包括WCDMA FDD和cdma 2000)仅得到了2×90MHz的频段。我国把如此大一部分国际核心频段预留给了TD-SCDMA标准,同时又富有战略性地将扩展频段中的相当一部分也划分给了TDD,表明我国政府对TD-SCDMA的大力支持。
欲更多了解我国TD-SCDMA频谱使用情况的请进入。
二、TD-SCDMA系统的网络架构
TD-SCDMA技术是一种无线传输技术(RTT),要成为数字蜂窝移动通信系统,必须有核心网子系统。在成为UMTS家族之后,纳入到了3GPP R4版本,即TD-SCDMA无线传输技术(RTT)可以使用UMTS的核心网络(CN),而组成TD-SCDMA数字蜂窝移动通信系统。
UMTS系统同样是由核心网(CN)、UMTS的陆地无线接入网(UTRAN,UMTS Terrestrial Radio Access Network)和用户设备(UE)三部分组成。UMTS的CN是由GSM系统的CN演化而成,它具有与GSM系统相似的结构。CN通过A接口与GSM系统的基站控制器(BSC)相连,通过Iu接口与UTRAN的无线网络控制器(RNC)相连。其中Iu接口又被分为连接到电路交换域(CS)、分组交换域(PS)和广播控制域(BC)的接口。
UTRAN由若干通过Iu接口连接到CN的无线网络子系统(RNS)组成,如下图2所示。每1个RNS包含1个RNC和1个或多个Node B。Node B与RNC之间的接口为Iub接口。在UTRAN内部,RNC通过Iur接口进行信息交互。Iur接口可以是RNC之间物理上的直接连接,也可以靠通过传输网络的虚拟连接来实现。每个RNS管理1组小区资源。在UE和UTRAN的每个连接中,1个RNS充当服务无线网络子系统(SRNS),1个或多个漂移无线网络子系统(DRNS)通过提供无线资源来支持SRNS。
图2:TD-SCDMA系统的无线网络子系统(RNS)
TD-SCDMA的内容由3GPP的R4规定(在R99中只包含了3.84Mcps TDD)。TD-SCDMA是在R4及R4之后的版本才被纳入3GPP规范的,此时TDD包括了3.84Mcps和1.28Mcps两个选项,后者即为TD-SCDMA。在R4架构下,移动交换中心(MSC)分离为MSC服务器(MSC-Server)和电路域-媒体网关(CS-MGW)。标准的兼容性决定了1.28Mcps TDD同样能够提供R99中所需要的全部功能。
欲详细了解UMTS网络结构的请进入。
三、TD-SCDMA系统的相关技术
1、TD-SCDMA技术的相关接口
1)无线接口与多址方式:TD-SCDMA技术的空中接口称为Uu 接口。TD-SCDMA是FDMA、TDMA和CDMA 3种基本传输模式的灵活结合,其基本特性之一是在TDD模式下,采用在周期性重复的时间帧里传输基本的TDMA突发脉冲的工作模式,通过周期性地转换传输方向,在同一个载波上交替地进行上、下行链路传输。Uu 接口是由我国通信行业标准YD/T 1371.x《2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网 Uu接口物理层技术要求》所规定。
欲详细了解TD-SCDMA空中接口(Uu)的请进入。
2)Iub接口:RNC和Node B之间的接口称为Iub接口。它是由我国通信行业标准YD/T 1369.x《2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网 Iub接口技术要求》所规定。
欲详细了解TD-SCDMA技术Iub接口的请进入。
3)Iu接口:Iu接口是CN与RNC间的接口。它是由我国通信行业标准YD/T 1374.x《2GHz TD-SCDMA/WCDMA数字蜂窝移动通信网 Iu接口技术要求(第二阶段) 》所规定的。
欲详细了解TD-SCDMA技术 Iu接口的请进入。
2、TD-SCDMA技术所支持的业务
由于TD-SCDMA系统,具有较低的建网成本、较高的频谱利用率以及所采用的技术本身的优势,可提供种类丰富、灵活多变的业务。依据3GPP规范和我国相关通信行业的标准,TD-SCDMA系统可以提供的业务种类包括电信业务、承载业务、补充业务、智能业务和增值业务等。
欲详细了解TD-SCDMA系统所提供的业务情况的请进入。
3、TD-SCDMA技术所提供的功能
在我国通信行业标准YD/T 1365《2GH TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网无线接入网络设备技术要求》中给出了相应TD-SCDMA无线网络的功能要求。
欲详细了解TD-SCDMA无线网络的功能要求的请进入。
四、TD-SCDMA技术的优缺点
所有的标准都有其优点和缺点,TD-SCDMA标准也一样。TD-SCDMA技术的优点在于:有利于频谱的有效利用;更适合于不对称业务;上、下行链路中具有对称信道特性;设备成本低等。TD-SCDMA标准的缺点在于:移动速度与覆盖问题;基站的同步问题;干扰问题等。其具体描述详见下表4。
表4:TD-SCDMA技术的优缺点描述
TD-SCDMA技术经过后续的发展,不断增加了HSPA(HSDPA和HSUPA)、HSPA+等功能与技术,为TD-SCDMA系统的应用及用户业务服务赢得了先机。
欲进一步了解WCDMA系统结构的请进入。