（工商管理专业论文）TDSCDMA在我国的现状与发展分析.pdf

t d s c d m a 在我国的现状与发展分析 中文摘要 t d s c d m a 是我国自主知识产权的3 g 标准，本文作者利用移动通 信专业知识，从管理学、经济学的角度就其在中国的现状和未来发展形 势进行了分析并阐述我国了发展t d s c d m a 的战略建议。t d s c d m a 是高科技的3 g 移动通信产业标准，在我国3 g 即将上马的今天，研究 这一标准的现状和发展，对比分析其与其他3 g 标准的优劣势对通信产 业界有一定的参考意义。文章首先介绍了全球3 g 发展历程及我国 仍s c d 凇的发展现状，然后从技术特点、国家背景、市场竞争三方 面对t d s c d m a 进行了分析，多处采用逐项对比的方法就t d s c d m a 与其他两种3 g 标准的差异、优劣势进行对比分析。最后，作者整理出 了目前t d s c d m a 发展中面临的关键性问题，并就此提出了解决方案 和建议。 关键词：t d s c d m a 、3 g 、移动通信、标准 a n a l y s i so ft d s c d m af o rt h es t a t u sq u o a n dd e v e l o p m e n ti nc h i n a a b s t r a c t t d s c d m ai s3 g ss t 缸d 盯dw h i c h 口r o p e r t yr i 窖h ti so w n e db yc h i n 乱t h ew r i t 盯 u m i z em em o b i l ec o 衄衄i c a t i o n 】【n o w l e d g et oa n a l y z et d s c d m a ss t 灿q u 0 弛d d e v e l o p i n gp o s i t i o ni nf u m r e f r o mm 缸a g e m e n t 柚de c o n o 血c si nc h i n a ，卸dt o e x p o m dt h es t r a t e g i cs u g g e s t i o na b o u td c v e l o p i n gt d s c d m ai nc h i 姐r d - s c d m a i sh i - t e c h3 gs t a n d 盯di nt h em o b i l ec o m m l l n i c a t i o nf i e l d n o w a d a y sw h e n3 gi s c o m i n 臣i ti sv e r yi m p o r t a n tt or e s e a r c ht h es t a t u sq u oa n dd e v e l o p i n gp o s i 廿o no f 血e s t a n d 盯d t oc o m d a r e 姐da n a l y z ea d v 姐诅g ea n dd i s a d v a n t a g ew i 也t h eo t h e r3 g s t 如d a r di nt h em o b i l ec o m m u n i c a t i o ni n d u s t r y f i r s t l y t h ea r t i c l ei n 仃o d l i c et h eg l o b a l 3 gd e v e l o p i gc o u r s e 蚰dt h et d s c d m ad e v e l o p i n gs t a m si nc h i 越a n dt h e nt h e a r t i c i ea n a j y z et d s c d m a 丹o mt e c h i l o l o g yc h a r a c t e r i s t i c ，n a t i o n a lb a c k 臼旧1 1 n da n d m a r k e t i n gc o m p e t i t i o i ta n a l y z et h ed i 能r e n c e 锄d 也ea d v a m a g e 觚dd i s a d v a n t a g e b e 铆e e nt h et d s c d m as t a n d a r d 衄dt h eo t h e r s3 gs t a n d a r dt h m u g hp l e n t i 如l l y u s i n g 也em e t l l o do fc o m p a f i n gs t e pb ys t e p l a s t ，t h ew r i t 盯d e a l 、 r i 也t h ek e yq u e s 廿o n o fd e v e l o p i n gt d s c d m aa n dg i v et h es o i n t i o n 如ds u g g e s t i o na _ b o u ti t k e yw o r d s ：t d s c d m a ，3 g ，m o b i l ec o 衄衄i c a t i o n ，s t a n d a r d 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机 构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 本人承担一切相关责任。 日期： 2 q 笾：! q ：2 8 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究 生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以 公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇 编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在z 卑解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位 本人签名： 导师签名： 适用本授权书。 日期：2 q q 互：! q ：2 8 日期：乙丝笸：! z ：! 兰 2 北京邮电大学硕士学位论文第l 页共4 6 页 1 13 g 概况介绍 第一章绪论 3 g 是3 r dg e n e r a t i o n 的缩写，指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手 机( 1 g ) 和第二代g s m 、t d m a 等数字手机( 2 g ) ，第三代手机是指将无线通信 与互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频 流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务为 了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、 室外和行车的环境中能够分别支持至少2 m s 、3 8 4 l ( ，s 以及1 4 4 k s 的传输速度。 c d m a 被认为是第三代移动通信( 3 g ) 技术的首选，目前的标准有w c d m a 、 c d h l 屹o o o 、t d s c d m a 。 w - c d m a ：即w i d e b 蛆dc d m a ，也称为c d m a d i r e c ts p r e a d ，意为宽频分码 多重存取，其支持者主要是以g s m 系统为主的欧洲厂商，日本公司也或多或少参 与其中，包括欧美的爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电，以及日本的n t t 、 富士通、夏普等厂商。这套系统能够架设在现有的g s m 网络上，对于系统提供商 而言可以较轻易地过渡，而g s m 系统相当普及的亚洲对这套新技术的接受度预料 会相当高。因此w c d m a 具有先天的市场优势。 c d m a 2 0 0 0 ：c d m a 2 0 0 0 也称为c d m a m u n i c a r r i e r ，由美国高通北美公司为 主导提出，摩托罗拉、l u c e n t 和后来加入的韩国三星都有参与，韩国现在成为该标 准的主导者。这套系统是从窄频c d m ao n e 数字标准衍生出来的，可以从原有的 c d m a o n e 结构直接升级到3 g ，建设成本低廉。但目前使用c d m a 的地区只有日、 韩和北美，所以c d m a 2 0 0 0 的支持者不如w c d m a 多。不过c d m a 2 0 0 0 的研发 技术却是目前各标准中进度最快的，许多3 g 手机已经率先面世。 t d s c d m a ：该标准是由中国大陆独自制定的3 g 标准，1 9 9 9 年6 月2 9 日， 中国原邮电部电信科学技术研究院( 大唐电信) 向1 1 1 j 提出。该标准将智能无线、 同步c d m a 和软件无线电等当今国际领先技术融于其中，在频谱利用率、对业务 支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。另外，由于中国国内的庞 大市场，该标准受到各大主要电信设备厂商的重视，全球一半以上的设备厂商都宣 布可以支持t d s c d m a 标准。 1 2 世界3 g 发展的进程 1 9 9 9 年对于移动通信领域来说，最为令人瞩目的事件非3 g 标准的制订莫属， t d l - s c d m 在藐田的现状与发展分析 北京邮电大学硕士学位论文第2 页共4 6 页 就在这一年1 1 月，i t u ( 国际电信联盟) 最终确定了全球统一的无线接口标准一一 i m t - 2 0 0 0 。经过对1 0 个候选方案的频谱效率、网络接口、q o s 、技术复杂性、覆 盖率、灵活性和设备体积等诸多方面的全面评估，i t u 正式确认了5 种无线标准， 分别是m s c d m a 、d s c d m a 、t d c d m a 、s c t d m a 、m c ) m a ，这是一个 以c d m a 技术为主体，兼顾t d m a 技术，包含f d d 和t d d 两种双工方式的多元 化体系标准，它基本涵盖了目前2 g 的两大技术体制，是一个多方利益妥协的结果， 并没有真正实现标准的统一，因此3 g 实际是一个。家族概念”的网络从移动通 信技术发展趋势和可实现业务功能分析，基于c d m a 制式的3 种标准前景看好， 分别对应c d m a 2 0 0 0 、w c d m a 、t d s c d m a 三种技术，这三种技术现在已逐渐 成为未来3 g 的三大主流应用技术。 w - c d m a 是欧洲和日本提出的3 g 候选方案最终融合的标准，属c d m a f d d 体制，其支持者主要是以gsm 系统为主的欧洲厂商，另外日本的n t td o c o m o 的f o m a 通信服务采用的就是w c d m a ，日本电信于2 0 0 2 年6 月对w c d m a 进 行了试运行，截止到2 0 0 6 年6 月，西欧开通服务的w c d m a 网络已超过5 5 个。 3 g 用户也出现了稳步加速增长的势头已达到3 6 6 2 7 万。除了最早大规模进入市 场的和记黄埔拥有超过1 2 0 0 万的3 g 用户外，v o d a f o n e 拥有的3 g 用户也超过了 1 0 0 0 万。截至2 0 0 6 年3 月，亚洲的w c d m a 用户占全球w c d m a 用户比率接近 5 0 ，绝大部分w c d m a 用户来自于日本其中n t t d o c o m o 公司的w c d m a 用 户超过2 3 0 0 万，日本v o d a f o n e k k 的w c d m a 用户超过了3 0 0 万。目前日本 w c d m a 网络发展比较成熟，有较早的网络技术升级和演进计划，包括h s dp _ a 版 本的试验和商用计划。 由于w c d m a 的性能不能很好地满足运营商业务提供的要求，因此，许多西 欧w c d m a 运营商比日本、韩国的运营商更早地启动了h s d p a 的商用，作为 w c d m a 数据增强版的h s dp ：a 在2 0 0 5 年1 1 月率先在马恩岛由0 2 投入商用同 年1 2 月美国c i n g u l a r 则成为北美首个大规模商用h s d p a 的运营商。这种趋势2 0 0 6 年以来日趋明显。截止到2 0 0 6 年6 月底，全球共有5 0 个商用的h s d p a 网络，其 中大部分的网络集中在西欧地区，如v o d a f o n e 、h 3 g 、t m o b i i e 、比利时m o b i s l a r 、 奥地利m o b i l k o m 、葡萄牙o p t l m u s 等运营商纷纷启动了h s d p a 网络的建设。 c dma 2 0 0 0 由美国高通北美公司为主导提出，摩托罗拉、朗讯和后来加入 的韩国三星都有参与，韩国现在成为该标准的主导者。2 0 0 0 年l o 月c d m a 2 0 0 0 1 x 在韩国开始商用，用户超过1 0 0 0 万：2 0 0 2 年4 月日本k d d i 开始商用c d m a 2 0 0 0 1 x ， 发展迅速，当年年底用户己经超过2 0 0 万；在北美，一z o n 和s n tp c s 等己于 2 0 0 3 年开始商用c d m a 2 0 0 0 1 x ；在中国，中国联通于2 0 0 3 年完成了c d m a 2 0 0 0 - 1 ) ( 的建设并投入商用，至今这一“准3 g ”网络用户已达3 4 5 3 万。 为了跟w c d m a 阵营的h s d p a h s u p a 进行抗衡，c d m a 2 0 0 0 阵营推出了 1 d s c d m a 在我国的现状与发展分析 北京邮电大学硕士学位论文第3 页共4 6 页 c d m a 2 0 0 01 xe v - d or e va 版本( 下行速率3 1 m b i “s 以上) ，日本第二大移动运营 商k d d i 计划在今年投入商用，而更先进的e v d or e vb 版本也已被提出，其特 点是多载波能力( 理论上支持1 5 个载波) ，并向下兼容版本a 。据统计，全球 c d m a 2 0 0 01 xe v - d o 用户已超过4 0 0 0 万户。c d m a 2 0 0 0l x 和c d m a 2 0 0 0e v d o 是目前世界上3 g 商用最成功的标准，特别是在韩国和日本已发展了大量的用户和 丰富的业务应用。除了上述两个版本以外，3 0 p p 2 现已开始着手l x e v d o 版本c 的标准研制工作。1 x e v d o 版本c 将使用o f d m 等新技术以提供更高的接入速率， 但它将不兼容以往版本。 td sc dm a 是由我国独自制定的3 g 标准，2 0 0 1 年3 月1 6 日，这一具 有我国自主知识产权的第三代移动通信标准被国际无线标准组织3 g p p 正式接纳， 从而标志着这一技术已经真正得到世界各大通信运营商和设备制造商的认可。经过 长期酝酿，在有关政府机构的推动下，t d s c d m a 虽然比其他两种3 g 标准晚提 出了数年，但却具有技术先进、成本低等优势，在政府和运营商的支持下进展迅速， 于2 0 0 2 年1 月开始进行基于g s m 网络的现场实验。2 0 0 2 年1 0 月，大唐电信、南 方高科、华立、华为、联想、中兴、中国电子、中国普天8 家知名通信企业作为首 批成员，并签署了致力于t d s c d m a 产业发展的发起人协议，成立t d s c d m a 产业联盟，联盟阵营覆盖了从系统设备到终端的完整产业链，1 1 卜s c d m a 终于 获得了产业界的整体响应，在产业化进程上获得了重大突破。目前，t d s c d m a 已经在国内5 个城市开始了预商用网的试验，产业链也日趋成熟据悉，韩国s k 电信已与大唐移动协议在韩国建设t d - s c d m a 试验网。此外，还有多家国外运营 商对t d s c d m a 标准表示兴趣。 目前，三大主流技术标准均已得到业界认可并形成了各自的阵营，其中诺 基亚、爱立信为主的欧洲阵营把持w cd m a ，北美阵营坚持cd m a 2 0 0 0 ，而以 大唐为主的国内本土阵营则把更多的目光投向自主产权的td scd m a 。在技 术进步和市场驱动的双重作用下，3 g 从概念向产业化的进程在加快，全球主要设 备厂商都在积极跟踪研发基于三大主流技术的3 g 网络产品，2 0 0 1 年下半年已推出 c d m a 2 0 0 0 和w c d m a 可商用系统，2 0 0 5 年2 月，韩国三星也提供出了 t d s c d m a 产品样机。此外，3 g 商用进程也己开始，日本d o c o m o 已在东京地 区开通世界上第一个、肌c d m a 商用网，欧洲已完成3 g 国际漫游测试，全球各大 运营商对参与3 g 运营态度积极，欧洲、香港、台湾及韩国都已完成3 g 牌照发放， 国内几大运营商也在积极争取3 g 牌照，并竞相开展3 g 网络实验，为3 g 运营作 前期准备。综观全球3 g 发展现状，3 g 技术正处于发展和完善阶段，三大主流技 术标准将经历逐步融合演变的过程，最终实现全球的统一，现有2 g 网络将向3 0 过渡已是大势所趋。 1 d s c d m a 在我国的现状与发展分析 北京邮屯大学硕士学位论文 第4 页共4 6 页 1 3 我国t d s c d m a 技术发展的现状 国际通信界很早便开始了对第三代移动通信系统的研究。1 9 9 8 年1 月，欧洲 标准化组织欧洲通信标准协会特别移动部( e t s is m g ) 采纳了一项关于第三 代移动通信系统的空中接口提案，这一提案被命名为全球移动通信系统，即人们现 在常说的u m t s 。u m t s 陆地无线接入( u t r a ) 包括了两种模式，频分双工模式 ( f d d ) 和时分双工模式( t d d ) 。前者采用的技术为w c d m a ，后者采用的技术 为t d s c d m a 众所周知，t d - s c d m a 是一个由中国和欧洲的公司共同推动并正在开发的一 种第三代移动通信技术，它特别适合中国市场对第三代移动通信服务的需求。在欧 洲开发u m t s 标准的时候，中国信息产业部电信科学技术研究院( c a r r ) 、西门 子公司和中国无线通信标准委员会( c w t s ) 也在加紧进行t d d 模式的t d s c d m a 技术的开发。 为了将t d s c d m a 融入u 吼，有关协调工作在3 g p p 里开始。作为第一步， 根据码片速率的差异，分别将1 d c d m a 和r d s c d m a 称为3 8 4 m c p s t d d 和1 2 8 m c p st d d 。这些工作正在3 g p p 技术规范小组中的许多工作组里进行包括： w 0 1 ( 物理层) w g 2 ( 协议层，m a s 和r l c ) w g 3( 接口，i u b 和i u r ) w g 4 ( r ，要求和测试规范) 来自欧洲、中国和韩国的工程师们对t d s c d m a 标准化工作作出了贡献，这 项标准化工作的目标是要将t d s c d m a 吸收作为u 啊t a 第四版标准的一部分 ( r e l e a s c2 0 0 0 ) 。这些规范在3 g p p 和3 g p p 2 中进行了详细地阐述，并成为1 1 1 j 的i m t - 2 0 0 0 建议的一部分。 2 0 0 1 年3 月1 6 日，是我国所有通信工作者为之骄傲自豪的日子，也是世界通 信产业为之惊叹的日子，这一天中国具有自主知识产权的第三代移动通信标准 n ) s c d m a 被国际无线标准组织3 g p p 正式接纳，从而标志着这一技术已经真正 得到世界各大通信运营商和设备制造商的认可! 此后，在中国政府的有力支持下， 以大唐为首的数家企业纷纷投入t d s c d m a 的研发阵营，推动了t d - s c d m a 标 准的进一步实现。2 0 0 2 年1 0 月，由国家发改委牵头，中国t d s c d m a 产业联盟 宣布成立，联盟的成立，标志着我国具有自主知识产权的、首次被国际电联接纳的 通信标准t d s c d m a 的产业化将走上了一个新的起点，也标志着t d - s c d m a 对 其它3 g 标准的竞争力将大大提高。与此同时，华为，普天、中兴也继续加大投资 参与t d s c d m a 的研发和测试，至此国内已形成由这四家企业带头的完整系统产 业链。 t d - s c d m a 在我国的现状与发展分析 北京邮电大学硕士学位论文 第5 页共4 6 页 2 0 0 4 年1 2 月9 日晚，身在欧洲的国务院总理温家宝是世晃上第一个接到 t d s c d m a 国际长途电话的用户，这一成功进一步鼓舞了各t d s c d m a 研发厂 家的信心，一些国际通信巨头也对1 1 s c d m a 表现出浓厚兴趣，纷纷表示希望与 国内厂商共同研制t d - s c d m a 设备。到2 0 0 5 年年初，国内已经形成了大唐+ 贝 尔阿尔卡特、普天+ 诺基亚、华为+ 西门子、中兴+ 爱立信的四大t d s c d m a 设 备企业合作同盟，他们或成立合资公司，或分工合作，共同进行t d s c d m a 标准 的研发和产业化工作的推进，为1 1 ) s c d m a 标准完善产业链，走向商用做好了准 备。 2 0 0 5 年以后，我国政府加大了对t d s c d m a 产业的扶植力度，早在0 4 年年 初，信产部无线电管理局就为t d s c d m a 预留了1 5 5 m 频谱资源，0 5 年末，信产 部又酝酿由政府有关部门牵头开展t d s c d m a 规模试验，籍此加快t d s c d m a 产业化进度，对t d - s c d m a 进行商用前的最后验证，高层领导明确表示 “i d - s c d m a 将由有实力的运营商运营”。在2 0 0 6 年1 月，信息产业部又发布了 t d s c d m a 行业标准，从而使我国的通信标准体系中第一次出现了由中国自己提 出并主导制定完成的通信系统标准。 0 6 年是t d - s c d m a 产业链迅速成熟和完善的一年，从2 月份开始，有关规模 试验在北京、上海、保定、青岛、厦门五地有序展开，测试结果显示：i d s c d m a 技术不存在颠覆性的问题，困扰1 d s c d m a 发展的多种问题已基本得到解决，连 发展速度最慢的终端也由于规模试验的进行而大大跟迸了进度。 目前，国家已经酝酿进行更大范围的规模试验，现有试验网的放号也将于0 6 年终实现放号，一张“准t d s c d m a 商用网”已悄然形成。同时，各t d s c d m a 生产企业也抓紧最后的时间，丰富自己的产品线，加紧如h s d p a 等新技术的研发 和测试。在这种发展形势下，些国外运营商对t d s c d m a 技术表现出浓厚的兴 趣，韩国s k 电信集团先后和国家发改委及大唐移动分别签署了合作研发 t d - s c d m a 及在韩国建设1 d s c d m a 试验网的协议。根据目前的进展情况，作 者认为，有理由相信t d s c d m a 将顺利完成最终的规模性组网测试，在不久的将 来成为中国发放的3 0 牌照之一。随着国家支持力度的不断加大。1 d s c d m a 也 必将和其他3 0 标准一样，成为名附其实的“国际标准”。 t d s c d m a 在我茸的现状与发展分祈 北京部电大学硕士学位论文第6 页共4 6 页 第二章t d s c d m a 的技术优劣势分析 2 1t d s c d m a 的技术原理及特点介绍 t d s c d m a 的中文含义为时分同步码分多址接入，该项通信技术属于一种 无线通信的技术标准，在与欧堋、美国各自提出的3g 标准竞争中，中国提出的 t d - s c d m a 已正式成为全球3 g 标准之一。目前，该标准的主要技术集中在大唐 公司手中，它的设计参照了t d d ( 时分双工) 在不成对的频带上的时域模式。 ) d 模式是基于在无线信道时域里的周期地重复t i ) m a 帧结构实现的。 这个帧结构被再分为几个时隙。在t d d 模式下，可以方便地实现上下行链路间地 灵活切换。这一模式的突出的优势是，在上下行链路间的时隙分配可以被一个灵 活的转换点改变，以满足不同的业务要求。这样，运用t d s c d m a 这一技术，通 过灵活地改变上厂f 行链路的转换点就可以实现所有3 g 对称和非对称业务。合适的 t d s c d m a 时域操作模式可自行解决所有对称和非对称业务以及任何混合业务的 上下行链路资源分配的问题。 t e i s c d m a 的无线传输方案灵活地综合了f d m a ，t d m a 和c d m a 等 基本传输方法。通过与联合检测相结合，它在传输容量方面表现非凡。通过引进智 能天线，容量还可以进一步提高。智能天线凭借其定向性降低了小区间频率复用所 产生的干扰，并通过更高的频率复用率来提供更高的话务量。基于高度的业务灵活 性，t d s c d m a 无线网络可以通过无线网络控制器( r n c ) 连接到交换网络， 如同三代移动通信中对电路和包交换业务所定义的那样。在最终的版本里，计划让 t d s c d m a 无线网络与矾t e 鼢忸t 直接相连。 t d s c d m a 所呈现的先进的移动无线系统是针对所有无线环境下对称 和非对称的3 g 业务所设计的，它运行在不成对的射频频谱上。t d s c d m a 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，t d s c d m a 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8 k b p s 到2 m b p s 的语音、互联网等所有的3 g 业务。 2 2t d s c d 从标准的技术优势 t d d 的两大优势在于短距离传输和系统接入成本低，要独立组网，就得既覆 盖小范围又能远距离传输，如果只能短距离传输，就意味着t d s c d m a 仍然要依 附在f d d ( 频分双工) 的网络上只起“热点”( h o ts p o t ) 的作用。小灵通的案例证 明，t d d 技术一样可以远距离传输。从经济上考虑，t d d 远距离传输和短距离传 t d s c d m a 在我国的现状与发展分析 北京邮电大学硕主兰焦堡奎第7 页共4 6 页 输的总体造价不会比f d d 高，所以远距离传输不是t d s c d m a 独立组网的技术 障碍。 t d s c d m a 的提出比其他标准较晚，这给其产品成熟性带来一定的挑战，但 在另一方面，t d s c d m a 吸纳了九十年代以来移动通信领域最先进的技术，在一 定程度上代表了技术的发展方向，具有前瞻性和强大的后发优势。与其他3 g 标准 相比，t d - s c d m a 系统及其技术有着如下突出优势： 频谱效率高 t d s c d m a 系统综合采用了联合检测、智能天线和上行同步等先进技术，系 统内的多址和多径干扰得到了极大缓解，从而有效地提高了频谱利用率，进而提高 了整个系统的容量。 具体来讲，联合检测和上行同步可极大降低小区内的干扰，智能天线则可以有 效抑制小区间及小区内的干扰。另外，联合检测和智能天线对于缓解2 g 频段上更 加明显的多径干扰也有极大作用。所以，t d s c d m a 系统的这一特点决定了它将 非常适合于在3 g 网络建设初期提供大容量的网络解决方案。 t d - s c d m a 系统采用时分双工模式，它的一个载波只需占用1 6 m h z 的带宽 就可以提供速率达2 m b p s 的3 g 业务，对于频率分配的要求简单和灵活了许多。在 今后多家移动运营商共存的情形下，频谱资源的使用情况会相对复杂，而 t d s c d m a 系统大大提高了对频谱资源利用的灵活性。 中国政府为t d d 分配了1 5 5 m h z 的工作频段，对比于f d d 上下行共9 0 m h z 的对称频段，t d d 系统在频率资源方面的优势，为t d d 系统的网络扩容和后续发 展埋下了轻松的一笔。 由于频率资源有限，我们希望能够在有限的频率资源上传送更多的业务。对于 话音信道，t d s c d m a 频率利用率最高( 见表2 1 ) ；对于对称数据信道，各系统 的频率利用率基本与话音信道相一致；对于不对称数据信道，t d s c d m a 由于采 用了t d d 方式，具有更高的频率利用率。 表2 - 1 ：各标准话音业务频率利用率对比 制式 载频频率利用率 g s m0 4 m h z 支持8 个信 2 9 信道，m l z 道 c d m a 1 2 5 2 m h z 支持2 08 信道m h z 个信道 c d m a 1 2 5 2 m h z 支持3 01 2 信道m h z 2 0 0 0 个信道 w c d m5 2 m h z 支持6 0 个可 6 信道m h z a 用信道 1 d - s c d m a 在我目的现状与发展分析 北京邮电大学硕士学位论文第8 页共4 6 页 t d s c1 6 m h z 支持2 4 个可1 5 信道，m h z d m a用信道 支持多载频 对t d - s c d m a 系统来说，其容量主要受限于码资源。t d s c d m a 支持多载 波，载频之间切换很容易实现。 不存在呼吸效应及软切换 用户数的增加使覆盖半径收缩的现象称之为呼吸效应。c d m a 系统是一个自 干扰系统，当用户数显著增加时，用户产生的自干扰呈指数级增加，因此呼吸效应 是一般c d m a 系统的天生缺陷。 呼吸效应的另一个表现形式是每种业务用户数的变化都会导致所有业务的覆 盖半径发生变化，这会给网络规划和网络优化带来很大的麻烦。t d s c d m a 是一 个集c d m a 、f d m a 、) m a 于一身的系统，它通过低带宽f d m a 和t d m a 来抑 制系统的主要干扰，使产生呼吸效应的因素显著降低； 由于1 d s c d m a 在每个时隙中采用c d m a 技术来提高容量，产生呼吸效应 的唯一原因是单时隙中多个用户之间的白干扰，由于t d s c d m a 单时隙最多只能 支持8 个1 2 2 k 的话音用户，用户数量少，使用户的自干扰比较少。 同时，这部分自干扰通过联合检测和智能天线技术被进一步抑制，因此 t d s c d m a 不再是一个干扰受限系统，而是一个码道受限系统，覆盖半径不随用 户数的增加而变化，即没有呼吸效应。 灵活高效承载非对称数据业务 t d d 技术的采用是t d s c d m a 系统与其他两大3 g 主流标准f d d 系统的根 本区别。t d s c d m a 系统子帧中上下行链路的转换点是可以灵活设置的，根据不 同承载业务分别在上下行链路上数据量的分布，上下行资源可以有从3 ：3 的对称 分配到1 ：5 的非对称分配调整。 在未来3 g 多样化的业务应用中，非对称的数据业务会占有越来越多的比例， 大部分业务的典型特征是上行链路和下行链路中的业务量不对称。f d d 系统由于 其固定的上下行频率的对称占用，在承载非对称业务时会造成对频谱资源的浪费 而t d s c d m a 系统可以通过配置切换点位置，灵活地调度系统上下行资源，使得 系统资源利用率最大化。因此t d s c d m a 系统更加适合未来的3 g 非对称数据业 t d s c d m 在我茸的现状与发展分析 北京邮电大学硕士学位论文 第9 页共4 6 页 务和互联网业务方面。 综上所述，t d s c d m a 单独组网具有网络规划简单，建设和维护成本低的好 处。而t d s c d m a 具有的非对称数据业务传输的特点使其更具有其他技术不可比 拟的优势。 t d s c d m a 系统的接力切换技术 越区切换在蜂窝移动通信系统中占有重要的地位。在早期的频分多址( f d m a ) 和时分多址( 1 r i ) m a ) 移动通信系统中，采用的是“硬切换技术”，该技术使系统 在切换过程中大约丢失3 0 0 m s 的信息，同时占用信道资源较多。 美国高通公司开发的c d m a i s 一9 5 无线通信系统使用了。软切换技术一，软切 换过程不丢失信息、不中断通信，还可增加c d m a 系统的容量。但是，软切换技 术只解决了终端在使用相同载波频率的小区或扇区间切换的问题，对于不同载波的 基站之间，f d d c d m a 系统仍然只能使用硬切换方式。而且，处于切换过程中的 每一个终端要同时接收来自两个或三个基站的信息，并在反向链路中向这些基站发 送相应信息，这占用了较多的通信设备和信道造成系统资源的浪费。 而在t d s c d m a 系统中，采用了一种新的越区切换方法，即“接力切换”。 t d s c d m a 的独特之处是使用了智能天线获得用户终端的方位( d o a ) ，采用同 步c d m a 技术获得用户终端与基站问的距离。若将这两个信息予以综合，基站就 可以确定用户终端的具体位置，从而为接力切换奠定了基础。接力切换不丢失信息、 不中断通信，节约了信道资源。 正是由于功一s c d m a 系统采用了智能天线以及使用两个基站对终端进行定 位，具有对终端精确定位的功能，所以能够实现更有效的越区切换，即所谓的“接 力切换”。在接力切换的过程中，同频小区之间的两个小区的基站都将接收同一个 终端的信号，并对其定位，将确定可能切换区域的定位结果向基站控制器报告，完 成向目标基站的切换，克服了“软切换”浪费信道资源的缺点。接力切换不仅具有 上述的“软切换”功能，而且可以使用在不同载波频率的t d s c d m a 基站之间， 甚至能够在t d s c d m a 系统与其它移动通信系统( 如g s m 、c d m 朋s 一9 5 等) 的基站之间，实现不丢失信息、不中断通信的理想的越区切换。在一般情况下，。接 力切换”与“软切换”相比较，能够使系统容量增加一倍以上。 t d s c d m a 系统的智能天线技术 近年来，智能天线技术已经成为移动通信中最具有吸引力的技术之一。智能天 线采用空分多址( s d m a ) 技术，利用信号在传输方向上的差别，将同频率或同时 t d - s c d m a 在我国的现状与发展分析 北京邮电大学硕士学位论文 第1 0 页共4 6 页 隙、同码道的信号区分开来，最大限度地利用有限的信道资源。与无方向性天线相 比较，其上、下行链路的天线增益大大提高，降低了发射功率电平，提高了信噪比， 有效地克服了信道传输衰落的影响。同时，由于天线波瓣直接指向用户，减小了与 本小区内其它用户之间，以及与相邻小区用户之间的干扰，而且也减少了移动通信 信道的多径效应。c d m a 系统是个功率受限系统，智能天线的应用达到了提高天 线增益和减少系统干扰两大目的，从而显著地扩大了系统容量，提高了频谱利用率。 智能天线在本质上是利用多个天线单元空间的正交性，即空分多址复用 ( s d m a ) 功能，来提高系统的容量和频谱利用率。这样，t d s c d m a 系统充分 利用了c d m a 、t d m a 、f d m a 和s d m a 这四种多址方式的技术优势，使系统性 能最佳化。 由于采用智能天线后，应用波束赋形技术显著提高了基站的接收灵敏度和等效 发射功率，能够大大降低系统内部的干扰和相邻小区之间的干扰，从而使系统容量 扩大一倍以上；同时也可以使业务高密度的市区和郊区所要求的基站数目减少。在 业务稀少的乡村，无线覆盖范围将增加一倍，这也意味着在所覆盖的区域的基站数 目降至通常情况的l ，4 。天线增益的提高也能够降低高频功率放大器( h p a ) 的线 性输出功率因为h p a 的费用占收发信机成本的主要部分所以，智能天线的采 用将显著降低运营成本、提高系统的经济效益。 2 3t d s c d 从标准的技术劣势 同频干扰问题 同频干扰，是指无用信号的载频与有用信号的载频相同，并对接收同频有用信 号的接收机造成干扰。由于t d - s c d m a 的扩频码较短，消除同频干扰有困难，目 前已经有很多干扰消除的算法，但都很复杂，对器件要求太高( 特别是对终端) ， 导致通信业界对t d s c d m a 同频组网产生质疑。而w c d m a 由于扩频码较长，组 网时小区内和小区间同频干扰问题问题比较小，相对易于解决。 2 0 0 5 年9 月，信产部电信研究院通信标准所公布的t d s c d m a 测试结果中称， t d s c d m a 具备大规模同频组网能力，但问题在于t d d 技术自身固有存在的“同 频干扰”问题会导致相邻小区之间互相干扰，影响网络质量 根据了解，目前在系统设备方面，有关t d s c d m a 设备厂家还在大力解决并 逐步在大规模测试中验证解决同频干扰的技术问题，在北京、保定、青岛、厦门等 测试场地，设备商和运营商已经在试验“5 m 同频”的技术测试，该技术旨在通过 在不同小区之间采用不同的导频信道，来减小导频污染，消除干扰。 最新的技术测试表明，“5 m 同频”技术对同频干扰现象有较好的抑制作用， 但由此也引发一些网络规划复杂度上升，需在规划时精心设计每个小区的频点，相 1 d s c d m a 在我国的现状与发展分析 北京邮电大学硕士学位论文 第1 j 页共4 6 页 邻小区采用不同的导频频点以避免相互干扰。 现在同频干扰问题在测试中已经得到很大的改善，但还需要在大用户量等试验 环境中进行验证。根据通信建设经验，有些技术的改进和验证，完全可以在以后的 测试和组网的过程中做，因为，即使刚开始采用异频组网或5 m 同频组网，也只是 会影响到频谱利用率和系统容量。同频组网可以提高系统容量，异频组网的系统容 量低。但国家给t d s c d m a 分配的频段资源非常丰富，达到1 5 5 兆，一般而言， 每5 兆频率可以容下3 个载波，1 5 5 兆即可以容下9 0 个载波，一般4 至7 个载波 就完全可以支持一家运营商异频组建一张网络，9 0 个载波可以至少支持1 3 个运营 商异频组网。而3 g 的早期用户量不会很多，对系统容量的要求不高，这意味着 t d s c d m a 有频谱资源可供异频组网。而如果采用5 m 同频组网，经过较好的网 络规划，不仅系统容量可以得到提升，频谱资源也可以大大节省，因此，在通信业 界，有技术专家认为同频干扰已经不构成1 d s c d m a 不能商用的理由 高速移动时的数据传输性能较弱 在欧洲、日本等发达国家，高速铁路如i c e ，新干线的时速均在2 0 0 3 0 0 公里 j 、时，上海磁悬浮列车时速更高达4 3 l 公里，j 、时。如何在这种高速环境中提供良 好的网络覆盖质量，将是移动运营商和移动设备提供商共同面对的难题。 高速移动状态下的通信相比静止状态或低速状态下的通信面临更多的问题，多 普勒效应和快速切换带来的影响是高速移动环境下不得不解决的两大难题，速度越 高。影响越大，解决难度也越大。对技术的要求也越高。对于t d s c d m a 系统而 言，由于其是一个t d d 系统，业务按照子帧帧进行分配时隙发射，属于不连续发 射，而f d d 系统中，业务的d p d c h 和d p c c h 信道不是使用时分复用方式，而 是采用i q 支路的码复用方式，可以形成连续的传输。故t d d 系统的抗拒快衰落 和多普勒效应的能力均低于f d d ，在i m t - 2 0 0 0 中其支持终端最快移动速度为 1 2 0 l 【d 1 ，h1 2 5 k 刀价l ，而f d d 则高达5 0 0 h 。并且单独针对t d - s c d m a 系统来讲， 由于其采用了先迸的智能天线技术，但是该技术在高速移动的通信环境下却是一个 瓶颈，高速移动的物体使得智能天线的算法赋性收敛速度不能跟上信道的变化状 态，从而失去了部署智能天线的意义。另外，由于没有针对快衰落的快速功率控制， 对于高速移动的用户难以保证业务质量。t c s c d m a 系统目前的现场演示实验的 终端移动速度为1 2 0 k m h 。 i t u rm 1 2 2 5 文件定义了第三代移动通信系统在四种工作环境下提供数据业 务的最低要求，我们也看到f d d 系统支持的移动速率大大超过了t d d 系统： 移动卫星； 高速移动：其中f d d ：5 0 0 k m l l ，t i ) d ：1 2 0 k m h ，6 4 - 1 4 4 k b p g ； 室内外慢速移动：3 0 k 曲，3 8 4 k b p s ； 1 d s c d m a 在我田的现状与发展分析 北京邮电大学硕士学位论文第1 2 页共4 6 页 室内固定用户：3 k m h ，2 m b d s 。 覆盖能力相对较弱 在相同的频带内，w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 采用f d d 方式，其覆盖基本相同， 由于t d s c d m a 采用t d d 方式，在覆盖上要逊于采用f d d 方式的其它两种技 术，根据理论测算，t i ) s c d m a 能够覆盖的最大半径是1 1 2 5 公里，而在郊区和 农村，由于系统负荷较小，w c d m a 覆盖能力很强，往往在1 5 公里以上。 容量劣