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IMT2000中的无线传输技术

时间:04-11 来源:互联网 点击:

件无线电技术来实现。

2.3 ITU关于标准完善提高的策略

作为一代移动通信标准,希望此标准能使用到2020甚至2025年,必然遇到一个标准相对稳定性和新技术不断涌现之间的矛盾。为解决此矛盾,使第三代移动通信的标准具有较长时间的生命力,在ITU和国际标准化组织内,是用如下方式来处理的:

· 不断研究新技术,对各种新的技术和可能的发展方向都留有足够的时间和空间来讨论和研究;
  · 标准版本的修改更新,基本上每年一次,保证标准的相对稳定性;
  · 对小修改,每年均可进行,由ITU-R WP8F批准。此修改一定要向前兼容,以保证用户的利益;
  · 对较大修改,由各标准化组织提出,ITU-R WP8F讨论,ITU-R大会通过;
  · 对大修改,即完全新的技术,则必须由ITU-R大会批准,由各标准化组织和ITU-R WP8F研究提出,再由ITU-R大会通过。

  显然,随着今后技术的进展,第三代移动通信标准将不断更新和完善。

3 TDD和TD-SCDMA

在第三代移动通信标准制定过程中,国际上对无线通信中的TDD双工方式第一次给予了高度重视,在CDMA和TDMA系统中都制定了TDD的标准。很多国家的营运商都表示了首先选用TDD系统的愿望。其主要原因为在同样满足IMT2000要求的前提下,TDD系统有如下特点:

·各国对第三代移动通信需要大约400MHz的频谱资源,在3GHz以下,频率资源是非常困难的。TDD能使用各种频率资源,不需要成对的频率;

  · 第三代移动通信业务中,数据业务将占主要地位;而数据业务中,不对称的IP型的数据业务又最重要。TDD方式特别适用于上下行不对称,具有不同数据传输速率的业务;

  · TDD上下行工作于同一频率,对称的电波传播特性使之便于使用诸如智能天线等新技术,达到提高性能、降低成本的目的;

  · TDD系统设备成本较低,将可能比FDD系统低20%~50%。

  传统上,通信界一般认为TDD系统的主要问题是在终端的移动速度和覆盖距离等方面:由于TDD系统采用多时隙的不连续的传输方式,对抗快衰落和多普勒效应的能力比连续传输的FDD方式差;另一方面,TDD系统中的平均功率和峰值功率的比随时隙数的增加而增加,考虑到耗电和成本因素,用户终端的发射功率不可能很大,故通信距离(小区半径)就比较小。如FDD系统的小区半径可能达到数十公里而TDD系统一般不超过十公里。本文中,我们将说明,上述两个问题已经在TD-SCDMA系统中基本解决了。


  3.1 移动速度问题

  移动速度的主要限制是多普勒效应所产生的频移和快衰落,它们都需要基带数字信号处理技术来克服。在TD-SCDMA系统中,基带数字信号处理技术是基于智能天线和联合检测,其限制在设备基带数字信号处理能力和算法复杂性之间的矛盾。我们最近的成果为:在移动速度为250km/h和UMTS(3GPP)移动环境下,TD-SCDMA系统全部码道均使用时,链路仿真结果表明系统是能够支持的。此结果和WCDMA系统相当,证明TD-SCDMA同样可以工作于高速移动条件。

  3.2 通信距离问题

通信距离是由链路估算来说明的。在同等发射功率,同样衰落环境和同样接收灵敏度下,不同CDMA系统应当有基本相同的通信距离。对此,TD-SCDMA和WCDMA没有明显差别。

另外一个TDD系统的特殊要求是上下行之间必须要一个保护时隙,予留给远距离的用户终端,以达到上行同步。目前TD-SCDMA系统的保护时隙可以提供的通信距离为12 km,但是,当要求提供通信半径超过10 km的基站时,可以提高网络管理系统设置,少使用一个上行时隙,则小区半径就仅仅取决于发射功率,和FDD系统相同。虽然少使用一个上行,系统容量减少了14%,但仍然比其它系统高50%以上。

  以上情况说明,移动通信一定是以FDD为主流的传统论点已受到挑战,TDD系统在第三代移动通信中的位置已不可动摇。第三代移动通信网络的前景是一个共同的网络(全球的IP网络),卫星移动通信系统用来完成全球无缝覆盖,FDD或TDD系统均可用来建设全国和国际移动通信网,而TDD系统用来在城市人口集中地区提供高密度和高容量的话音、数据及多媒体业务则有明显优势,用双模甚至多模用户终端来实现全球漫游。
大家知道,在CDMA TDD模式下,有两个不同码片速率的选项:UTRA TDD和TD-SCDMA。这两个标准在高层信令和部分物理层技术是相同的。但是,此两个技术的设计出发点是不同的,使用的技术也有差别,导致其主要特性和用途均不同。通过比较,TD-SCDMA在前述TDD的优势上更为突出,并有比其它系统高得多的频谱利用率。更重要的是:UTRA TDD是WCDMA(FDD)系统的一个补充,是一个使用于室内环境,提供数据和多媒体的系统;而TD-SCDMA是基于ITU对IMT-2000的全部要求来设计的,它解决了移动速度和小区半径等TDD的问题,它本身就可以组成一个完整的蜂窝网络。

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