WCDMA与TD-SCDMA混合组网下的一体化基站构想

WCDMA和TD-SCDMA是3G标准的两种主要制式，未来，中国的3G网很有可能出现WCDMA和TD-SCDMA两种制式共存的局面。同时，由于WCDMA与TD-SCDMA技术拥有相同的核心网络，这使它们合并组网也成为可能。所以我们可以大胆推测，WCDMA和TD-SCDMA混合组网是我国3G移动通信网络的发展趋势，如果能在基站内以硬件共用的方式实现这两种移动通信体制，将极大地降低建网成本，并有利于日常维护、更新升级。

　　1、WCDMA与TD-SCDMA混合组网

　　1.1　混合组网的必要性

WCDMA采用DS-CDMA多址方式，并通过自适应天线、多用户检测、分集接收、分层式小区结构等先进技术来提高系统性能；采用导频符号相干 RAKE接收方式，解决了上行信道容量受限的问题；采用精确的功率控制，抗衰落性能较好；使用码片速率为3.84Mchips/s的5MHz信道带宽，支持高速数据速率，并且增加了多径分集的优势；同时支持各种可变的用户数据速率，可以实现快速的无线容量分配，可达到分组数据业务的最佳吞吐量[1,2]。

TD-SCDMA系统采用了智能天线技术，可以极大地降低多址干扰，提高系统容量；而采用上行同步技术和软件无线电技术，可以简化硬件成本，降低开发周期；具有较高的频谱灵活性和频谱利用率，支持非对称数据业务。按UMTS的分析，到2010年，上、下行的业务比将达到1:10，而工作在TDD 模式的TD-SCDMA系统在处理这种不对称业务方面有着天然的优势。因为TD-SCDMA系统可以通过调整上、下行时隙的转换点来灵活地适应无线移动用户在上、下链路上业务量大小不对称的要求，从而可以很方便地均衡上、下行业务。WCDMA系统需要对称频带，在目前频率资源十分紧张的情况下，要找到符合要求的对称频段非常困难，而TD-SCDMA系统可以“见缝插针”，只要有满足一个载波的频段（1.6M）就可使用，因而可以灵活有效地利用现有的频率资源，不足之处在于覆盖距离较FDD方式小，抗衰落和抗多普勒效应能力比连续传输的FDD方式差[1，3]。

国家大力扶持民族产业，因此TD-SCDMA的前景是乐观的，必有运营商得到TD-SCDMA牌照。而WCDMA技术在拥有全球最大GSM移动通信网络的中国移动通信市场也将占有重要的位置，因此，为了适应3G系统的业务需求，估计运营商在规划和建设3G移动通信网络时，会将WCDMA和TD- SCDMA两种制式结合起来混合组网。

　　1.2　混合组网的可行性

首先，WCDMA和TD-SCDMA两种体制的核心网络主要基于GSM MAP，两者的主要区别在于对无线接口的定义不同，这为两者混合组网提供了必要的技术基础；其次，当两者进行混合组网时，无需重复建设核心网络，可以在满足多用户需求时提供高质量的通信服务，从而降低建网成本。WCDMA技术更适合广泛领域的覆盖，比如农村地区；而TD-SCDMA更适合热点地区的覆盖，比如人口密集的城市。因此，两者的有效结合可以达到进一步降低建网成本的目的。

　　1.3　混合组网对一体化基站的需求

随着移动通信技术的迅猛发展，新的通信体制和通信产品不断推出，通信产品的生存周期短，开发费用上升，传统的开发设计思路已很难适应。如果能在基站的一个硬件系统内实现WCDMA和TD-SCDMA两种体制兼容，并具有较强的扩展能力，不仅可以降低建网成本，简化电路设计，还具备抗干扰能力强、设备体积小、操作维护灵活、更新换代便捷等优点。

　　2、一体化基站研究

　　2.1　一体化结构

本文所指的“一体化”是指在同一个硬件平台上实现WCDMA、TD-SCDMA移动通信信号的基带处理。基带处理涵盖调制/解调、扩频/解扩、信道编译码、交织/去交织等内容。一种简单易行的一体化实现途径是：预先将各种体制的基带处理软件保存到存储单元，使用时从存储单元选择其中的一种加载到一体化单元，然后再与其它单元协调运行完成所需功能。图1是一体化单元的结构框图。

图1　一体化单元框图

　　2.2　一体化基站的可行性

一体化基站的实现主要要满足[4]：

◆器件具有可编程性。

◆通信功能软件化。

◆可编程器件能满足通信软件运行对硬件资源的需求。

目前，以DSP、FPGA为代表的可编程器件已在通信领域广泛使用，这些器件正向着更快的运行速度、更强的运算能力和更加快捷的应用开发等方向发展。数字信号处理技术在通信领域的应用，也使得通信功能以软件的形式实现成为现实。因此，对我们而言，一体化的关键在于，构造的硬件平台能否达到两种 3G通信体制的运行要求。

CDMA系统的一个关键问题是PN码的同步问题，尤其是对同步建立时间有严格限制，如何进行PN码的快速同步，这不仅需要合适的算法，还需 要有与算法相适应的硬件。这种算法对实时性要求相当