TD-SCDMA移动通信系统技术特点及发展概况

0 引言

2009年1月7日，工业和信息化部正式确认国内3G牌照发放给三家运营商，即中国移动获得TD-SCDMA牌照，中国电信获得CDMA2000牌照，而中国联通则获得WCDMA牌照。由此，我国跨入了3G时代。其中，TD-SCDMA作为第三代移动通信国际标准，是我国科技自主创新的重要标志，在3G发展中具有重要地位。下面就TD-STDMA移动通信系统的技术特点，及该技术在国内的发展情况及未来趋势作以介绍。

1 TD-STDMA移动通信系统的技术特点

TD-SCDMA中文含义为时分同步码分多址接入，TD-SCDMA是针对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-SCDMA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8kbit/s到2Mbit/s的语音、互联网等所有的3G业务。

TD-SCDMA为TDD模式，在应用范围内有其自身的特点：一是终端的移动速度受现有DSP运算速度的限制最高只能支持240km/h；二是基站覆盖半径在15km以内时频谱利用率和系统容量可达最佳，在用户容量不是很大的区域，基站最大覆盖可达30km，所以TD-SCDMA更适合在城市和城郊使用。这两点不足均不影响实际使用，因为在城市和城郊，车速一般都小于200km/h，而且城市和城郊人口密度高、小区半径一般都在15km以内。

2 TD-SCDMA移动通信系统的发展现状

TD-SCDMA从2008年4月起正式开始试商用，到目前用户数量已经超过30万户，而且中国移动已经把一期建设的十个城市的TD网络升级至HSDPA。在二期的TD建设中，中国移动将首先在沿海发达及重要城市直接部署HSDPA网络，并吸取TD一期建网的经验教训，改进网络覆盖和终端较少的问题；充分利用TD-HSDPA的突出优势及产品改进，合理利用中国移动2G现有资源来节约建网投资，加快建网速度，将所有设备可通过软、硬件升级向3.5G及以上的HSDPA、LTE（长期演进）平滑演进。

同时，TD-SCDMA网络建设也面临着诸多挑战，主要表现在站址的选择、时隙的不对称性、频率复用及终端使用等方面。

在站址选择方面，由于TD-SCDMA网络的站点是在2G网络的基础上进行建设的，2G网络站点分布的不规则性可能使TD-SCDMA网络产生干扰，从而影响无线网络的质量。

在时隙不对称性方面，TD-SCDMA灵活的时隙安排可以提高运营商对于非对称数据业务的支持效率。然而,如何在提高数据业务承载能力的同时避免对称业务区和非对称业务区之间的相互干扰，是TD-SCDMA网络规划面临的重要挑战之一。

在频率复用方面，TD-SCDMA的载频带宽为1.6MHz，这就意味着TD-SCDMA有较多的频率资源可以使用。频率规划方案和组网方式的选择对于用户的通话感受和切换性能至关重要,这也是TD-SCDMA网络规划面临的主要挑战。

在扰码方面，相对于WCDMA的512个主扰码，TD-SCDMA只有码字长度较短的128个扰码。TD-SCDMA扰码的相关性决定了其容易受无线环境的影响从而相互干扰。因此，选择成熟的扰码规划方案是TD-SCDMA网络规划的难点。

在网络仿真和评估方面，TD-SCDMA系统在进行网络规划时需要重点考虑各个关键技术对网络规划的影响，如智能天线、联合检测等。如何对这些技术进行仿真和评估是TD-SCDMA网络仿真的重点和难点。此外，如何评估网络仿真的结果与现实网络的差异，如何将评估结果反馈到将来的网络规划中等问题，也是网络仿真评估和验证面临的挑战。

在终端使用方面，TD-SCDMA终端的成熟度有待提高，包括TD-SCDMA芯片、终端、测试仪器的成熟度等都需要提升。目前，TD-SCDMA手机功耗等性能指标直接影响用户对于TD-SCDMA终端的使用感受。终端功能也无法完全满足运营商的创新业务演进需求。终端产业规模还没有完成，关键器件价格较高，整机成本较高。

3 TD-SCDMA技术的未来发展趋势

当前，新的一轮电信标准和技术发展浪潮已经涌来，以3G增强技术（HSPA）、长期演进技术（LTE）以及4G/B3G技术（IMT-Advanced）为代表的新的竞争态势已经形成。因此，对TD-SCDMA而言，能否在3G增强技术、LTE长期演进技术以及4G继续有创新、有突破，是关系到TD-SCDMA能否在国际电信新格局中继续占有一席之地、保持可持续发展能力的大问题，并且对巩固TD-SCDMA已经建立起来的地位和成果，进一步提高我国移动通信领域内自主创新与核心竞争力，具有十分重要的战略意义。

到2020年前，TD-SCDMA技术与标准的发展和未来演进可以大致分为三个阶段和两大类别技术。三个阶段分别是：TD-SCDMA及TD-SCDMA增强型技术标准阶段，TD-SCDMA长期演进（TD-LTE）技术阶段，4G（IMT-Advanced）技术阶段；两大类别技术分别是：第一阶段TD-SCDMA及TD-SCDMA增强型技术是基于CDMA的技术，第二阶段的LTE和第三阶段4G是基于OFDM的技术。

TD-SCDMA技术与标准的第一阶段又可以分为TD-SCDMA基本版本阶段及TD-SCDMA增强型版本阶段。TD-SCDMA基本版本即3GPPR4版本，主要是实现话音和中低速数据业务，TD-SCDMA增强型版本是指TD-SCDMA的3GPPR5/R6/R7版本。TD-SCDMA增强技术是在TD-SCDMA现有技术的基础上，通过引入局部的先进技术如HARQ、AMC、高阶调制、快速调度机制、MIMO等技术，取得明显的性能提升，来满足TD-SCDMA现有网络的快速升级和部署。采用的基本技术以CDMA技术为基础，没有技术体制上的更新换代。TD-SCDMA增强技术以HSD－PA、HSUPA、MBMS（包括优化的MBMS）、HSPA+为代表。

TD-SCDMA标准第二阶段可以称为TD-LTE长期演进阶段，TD-LTE在基本多址接入技术上引入OFDM以替代CDMA，在智能天线（SA）基础上进一步引入MIMO技术，形成SA+MIMO的先进多天线技术，同时保持了特殊时隙和同步以及联合检测等原有技术优势和技术特点，在性能上获得巨大提升（5～6倍于3GPPR6版本）的同时，还尽量保证TD-SCDMA及TD-SCDMA增强网络向TD-LTE网络的平滑演进。目前，TD-LTE在3GPP的标准化工作和TD-LTE的标准化工作同步进行。

TD-SCDMA标准第三阶段称为4G或ITM-Advanced阶段。ITM-Advanced是ITU为满足未来10～15年全球移动通信需求而启动的。在技术上，ITM-Advanced将基于OFDM，在LTE（或相当）技术的基础上，作进一步增强。目前在国家有关主管部门的统一领导和组织下，TD-SCDMA 4G标准研究也在有条不紊地进行中。