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技术人员需正确解读3G发展方向

时间:06-25 来源:IT专家网 点击:

本上升。而且2GHz频段的电波穿透能力和绕射能力均较差,易产生覆盖盲区,即易掉话,此时即使增加发信功率也无济于事。1.8GHz GSM系统和小灵通的应用情况也证明了这一点。可以认为该频段并不是理想的移动通信频段。所以在FCC的规定[13]中将其定为个人通信频段,其含义是适用于覆盖半径r<300米的步行速度无线通信系统,并已在1995年采用分段、分地区的方法拍卖完毕。因此在美国并不存在3G的分配频段,虽然也可将此频段用于3G系统,却是极不合理的。

  较理想的覆盖方法是用2GHz频段在人员稠密地区提供r<1km的小区覆盖,为低速移动用户提供无线接入。用900MHz频段提供1km

  因此我们认为ITU规定在2000年前后使用2 GHz频段实现车载、步行和静止条件下的3G无线接入是一种简单化的,不符合电波传播特性的规定。而且也未见说明原900 MHz频段的新用途,因此该规定是极不合理也不完备的定义。所以在现阶段还是以前述较理想的方法提供移动通信业务为好,即使用900MHz频段实现车载环境的移动通信,将2GHz频段用于步行及静止移动通信。只有这样才能实现频谱的高效利用及较高性价比的绿色环保移动通信系统。WCDMA标准的频道带宽BW=5MHz,基本无法在900MHz频段使用。在2GHz使用时,手机发功率增加倍数较大,缺点是对人体伤害的影响增加,待机时间下降,易产生盲区,即掉话,与已开通WCDMA网络所提供业务的性能评价相符,很难达到900MHz频段的使用效果。在此频段工作的小灵通由于r较小,上述影响下降。因此用2GHz一个频段要达到900MHz、2GHz两个频段的效果,几乎是不可能的。2GHz频段适用于步行或固定环境,用于无线局域网,小灵通之类的个人通信系统则更为合适。小灵通系统利用有线电话网连接基站,基站结构简单,网络建设成本很低。只占用15MHz无线频谱,频谱利用率极高,覆盖半径小,发功率也极小,符合绿色手机概念。相比之下既可工作在900MHz频段又能用于2GHz的cdma2000系统应该是公共移动通信网的最佳选择。

4. TD-SCDMA标准的步行移动通信系统特征

  移动通信系统按设计小区覆盖半径可以分为车载和步行移动通信系统两大类。TD-SCDMA标准作为步行移动通信系统3G标准TDD-CDMA的一部分被公布,必须强调指出的是,同属此类的TDD-WCDMA标准则是一个被搁置不用的标准。

  TD-SCDMA标准的基础是电信科学技术研究院于1995年开始研发的SCDMA无线本地环路系统,其名称的实质性含义就是类似小灵通系统的步行移动通信系统。SCDMA系统也是一个时分双工(TD)的同步码分多址系统(SCDMA)。推出时亦强调其具有上行同步地址码,智能天线和软件无线电等技术特征。但是并未得到广泛应用。TD-SCDMA标准在SCDMA系统的基础上引入WCDMA标准的语音编码方式、信道命名和配置方法等,形成TD-SCDMA标准。所以"据说在TD-SCDMA的技术中也有不少还是合作者的专利"[14],据业内人士估计,我国拥有的专利可能在8%-18%之间。TD-SCDMA系统具有下列步行移动通信系统特征。

  4.1 时分双工

  TDD方式利用上下行时隙隔离上下行信道间的干扰,在覆盖半径较大时,由于传输时延的影响可能引入收发信号间干扰,这是限制它用于车载移动系统的主要原因。但是使用时分双工方式是步行移动通信系统的基本特征,所有类似小灵通的系统,如欧洲的数字无绳电话系统(DECT),美国的个人接入通信系统(PACS)等。均采用时分双工方式,它的特点是系统的上下行信道都使用一个载频,通信容量较小,收发信机简单,适用于半径小于300米的小区覆盖。此时小区范围较小,没有必要提供太大的通信容量。基站的小型化,连接链路的简单易行是主要的追求目标。由于小区覆盖范围较小,电波传播特性也较好,手机电路相对也可简化,使手机成本下降。由于小区覆盖范围小,小区间的频率规划难度上升,小灵通系统为了克服这一问题,引入小区间自动的频率规划机制。这是它相对于车载移动通信系统的一大进步。

  小灵通系统利用有线电话网作为基站链路传输网,TDD方式构成廉价的基站和手机,小区间的自动频率规划机制使无线接入网的实施极为方便,上述特点使实现半径小于300米的小区代价大为降低,使2GHz频段的种种电波传播缺陷得以克服,使频谱利用率快速提升,结果只需占用15MHz的频谱资源就能覆盖全部城区用户。而且它还是一个最符合环境保护要求的绿色系统。

  由于小区通信容量要求不高,所以在步行移动通信系统中一般都不使用扇区概念,TD-SCDMA系统的原设计也是如此。但是对于车载移动通信系统而言,由于它的覆盖范围较大,约在1-10km之间,则要求提供较大的小区通信容量,此时若继续采用时分双工,则会带来许多不利因素,因此所有的车载移动通信系统都采用频分双工方式并引入分扇区的应用方式。

  TDD系统采用时分双工隔离相邻基站同频道收发信道间的干扰,收,发信时隙实际上是不能按需分配的。如小区a上行采用时隙,相邻小区b下行也采用,这样小区b在发的信号会被小区a接收,小区a的上行接收信号会受到很强的干扰,从而限制了时隙的按需分配。在考虑扇区使用时,此问题将会更加突出。此外智能天线还需要利用上行信道的信号估计下行信道发信号的方向,所以必须给用户安排一个上行信道,这对于移动因特网应用,短信发信而言都是一种不合理要求。因此TD-SCDMA系统原则上应该是一个上下行容量对称的步行系统,很难适应移动因特网的要求。

  TDD系统带来的另一个问题是使RAKE接收机的应用产生困难。在CDMA方式中利用RAKE接收机可以接收多径传播信号,使发信功率利用率上升。在FDD方式中,收信号是连续的,易于RAKE接收机的实现。在TDD方式中,收信号是突发信号,其中带有训练序列,使RAKE接收机的效率下降。而且当到达接收机多径传播信号间时延较大,使某一路径的接收信号落入相邻时隙时,则会使RAKE接收失效,所以一般不使用RAKE接收机,将丧失CDMA方式能利用多径能量减小发功率的主要优点。TDD方式还会使基站收发信设备和能源的利用率下降一半,这对容量要求很大的车载移动通信系统而言,是很难容忍的。

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