三种通信制式

TD SCDMA 1 作为中国提出的第三代移动通信标准 2 简称 3G 自 1998 年正式向 ITU 国际电联 提交以来 已经历十多年 的时间 完成了标准的专家组评估 ITU 认可并发布 与 3GPP 第三代伙伴项目 体系的融合 新技术特性的引入等 一系列的国际标准化工作 从而使 TD SCDMA 3 标准成为第 一个由中国提出的 以我国知识产权为主的 被国际上广 泛接受和认可的无线通信国际标准 这是我国电信史上重 要的里程碑 注 3G 共有 4 个国际标准 另外 3 个是美国主 导的 CDMA2000CDMA2000 WiMAXWiMAX 和欧洲主导的 WCDMAWCDMA 编辑本段 TD SCDMA 技术概要 时分时分 同步码分多址存取同步码分多址存取 英文 TimeTime DivisionDivision SynchronousSynchronous CodeCode DivisionDivision MultipleMultiple AccessAccess 缩写为 TD SCDMATD SCDMA 是 ITU 批准的三个 3G 标准 中的一个 相对于另两个主要 3G 标准 CDMA2000 或 WCDMA 它的起步较晚 该标准是中国制定的 3G 标 准 1999 年 6 月 29 日 中国原邮电部电信科学技术研究院 现大唐电信科技股份有限公司 向 ITU 提出了该标准 该标准将智能天线 同步 CDMA 和软件无线电 SDR 等技 术融于其中 另外 由于中国庞大的通信市场 该标准受 到各大主要电信设备制造厂商的重视 全球一半以上的设 备厂商都宣布可以生产支持 TD SCDMA 标准的电信设备 TD SCDMA 在频谱利用率 对业务支持具有灵活性 频率灵 活性及成本等方面有独特优势 TD SCDMA 由于采用时 分双工 上行和下行信道特性基本一致 因此 基站根据 接收信号估计上行和下行信道特性比较容易 此外 TD SCDMA 使用智能天线技术有先天的优势 而智能天线技术的 使用又引入了 SDMA 的优点 可以减少用户间干扰 从而提 高频谱利用率 TD SCDMA 还具有 TDMA 的优点 可以 灵活设置上行和下行时隙的比例而调整上行和下行的数据 速率的比例 特别适合因特网业务中上行数据少而下行数 据多的场合 但是这种上行下行转换点的可变性给同频组 网增加了一定的复杂性 TD SCDMA 是时分双工 不需 要成对的频带 因此 和另外两种频分双工的 3G 标准相比 在频率资源的划分上更加灵活 一般认为 TD SCDMA 由于智能天线和同步 CDMA 技术的采用 可以大大简化系统 的复杂性 适合采用软件无线电技术 因此 设备造价可 望更低 但是 由于时分双工体制自身的缺点 TD SCDMA 被认为在终端允许移动速度和小区覆盖半径等方面落 后于频分双工体制 同时 TD 只可以在线 500 人 是 个问题 编辑本段 TD SCDMA 网络试验和商用概况 2006 年 罗马尼亚建成了 TD SCDMA 试验网 2007 年 韩国最大的移动通信运营商 SK 电讯在韩国首都首尔建成了 TD SCDMA 试验网 同年 欧洲第二大电信运营商法国电信 建成了 TD SCDMA 试验网 2007 年 10 月 日本电信运 营商 IP Mobile 原本计划建设并运营 TD SCDMA 网络 但该 公司最终受限于资金困境而破产 2008 年 1 月 中国 移动在中国北京 上海 天津 沈阳 广州 深圳 厦门 秦皇岛市建成了 TD SCDMA 试验网 中国电信集团公司在中 国保定市建成了 TD SCDMA 试验网 原中国网络通信集团公 司 现中国联合网络通信集团有限公司 在中国青岛市建 成了 TD SCDMA 试验网 2008 年 4 月 1 日 中国移动 在中国北京 上海 天津 沈阳 青岛 广州 深圳 厦 门 秦皇岛和保定等 10 个城市启动 TD SCDMA 社会化业务 测试和试商用 截止 2008 年年末 在中国使用 TD SCDMA 网络的 3G 手机用户已达到 41 9 万人 但是 TD SCDMA 手机 放号首日即出现诸多问题 如网络建设尚未完善 功能尚 未全部开发等 因而不少手机用户仍然持观望态度 2008 年 9 月 中国普天信息产业集团公司为意大利的一家 通信公司 MYWAVE 建设了 TD SCDMA 试验网 该网络于 9 月 12 日建成并开通 从建设工程仅为 11 天推算 应为小型企 业网 2009 年 1 月 7 日 中国政府正式向中国移动颁 发了 TD SCDMA 业务的经营许可 中国移动也已经开始在中 国的 28 个直辖市 省会城市和计划单列市进行 TD SCDMA 的二期网络建设 预计于 2009 年 6 月建成并投入商业化运 营 该公司计划到 2011 年 TD SCDMA 网络能够覆盖中国大 陆 100 的地市 TD SCDMA 的发展过程 1998 年初 在 当时的邮电部科技司的直接领导下 由电信科学技术研究 院组织队伍在 SCDMA 技术的基础上 研究和起草符合 IMT 2000 要求的我国的 TD SCDMA 建议草案 该标准草案以智能 天线 同步码分多址 接力切换 时分双工为主要特点 于 ITU 征集 IMT 2000 第三代移动通信无线传输技术候选方 案的截止日 1998 年 6 月 30 日提交到 ITU 从而成为 IMT 2000 的 15 个候选方案之一 ITU 综合了各评估组的评估结 果 在 1999 年 11 月赫尔辛基 ITU RTG8 1 第 18 次会议上 和 2000 年 5 月在伊斯坦布尔的 ITU R 全会上 TD SCDMA 被 正式接纳为 CDMATDD 制式的方案之一 CWTS 中国无 线通信标准研究组 作为代表中国的区域性标准化组织 从 1999 年 5 月加入 3GPP 以后 经过 4 个月的充分准备 并与 3GPPPCG 项目协调组 TSG 技术规范组 进行了大量协调 工作后 在同年 9 月向 3GPP 建议将 TD SCDMA 纳入 3GPP 标 准规范的工作内容 1999 年 12 月在法国尼斯的 3GPP 会议 上 我国的提案被 3GPPTSGRAN 无线接入网 全会所接受 正式确定将 TD SCDMA 纳入到 Release 2000 后拆分为 R4 和 R5 的工作计划中 并将 TD SCDMA 简称为 LCRTDD 低码 片速率 TDD 方案 经过一年多的时间 经历了几十 次工作组会议几百篇提交文稿的讨论 在 2001 年 3 月棕榈 泉的 RAN 全会上 随着包含 TD SCDMA 标准在内的 3GPPR4 版本规范的正式发布 TD SCDMA 在 3GPP 中的融合工作达到 了第一个目标 至此 TD SCDMA 不论在形式上还是在 实质上 都已在国际上被广大运营商 设备制造商所认可 和接受 形成了真正的国际标准 编辑本段 TD SCDMA 标 准的现状 自 2001 年 3 月 3GPPR4 发布后 TD SCDMA 标 准规范的实质性工作主要在 3GPP 体系下完成 在 R4 标准 发布之后的两年多时间里 大唐与其他众多的业界运营商 设备制造商一起 又经过无数次会议讨论 邮件组讨论 通过提交的大量文稿 对 TD SCDMA 标准规范的物理层处理 高层协议栈消息 网络和接口信令消息 射频指标和参数 一致性测试等部分的内容进行了一次次的修订和完善 使 得到目前为止的 TD SCDMAR4 规范达到了相当稳定和成熟的 程度 在 3GPP 的体系框架下 经过融合完善后 由 于双工方式的差别 TD SCDMA 的所有技术特点和优势得以 在空中接口的物理层体现 物理层技术的差别是 TD SCDMA 与 WCDMA 最主要的差别所在 在核心网方面 TD SCDMA 与 WCDMA 采用完全相同的标准规范 包括核心网与无线接入网 之间采用相同的 Iu 接口 在空中接口高层协议栈上 TD SCDMA 与 WCDMA 二者也完全相同 这些共同之处保证了两个 系统之间的无缝漫游 切换 业务支持的一致性 QoS 的保 证等 也保证了 TD SCDMA 和 WCDMA 在标准技术的后续发展 上保持相当的一致性 2006 年 1 月 20 日已经被宣布 为中国的国家通信标准中国的国家通信标准 注 说法不确切 1 月 20 日国家 信息产业部规定为行业标准 而非国家的通信标准 编辑 本段 TD SCDMA 标准的后续发展 在 3G 技术和系统蓬勃 发展之际 不论是各个设备制造商 运营商 还是各个研 究机构 政府 ITU 都已经开始对 3G 以后的技术发展方 向展开研究 在 ITU 认定的几个技术发展方向中 包含了 智能天线技术和 TDD 时分双工技术 认为这两种技术都是 以后技术发展的趋势 而智能天线和 TDD 时分双工这两项 技术 在目前的 TD SCDMA 标准体系中已经得到了很好的体 现和应用 从这一点中 也能够看到 TD SCDMA 标准的技术 有相当的发展前途 另外 在 R4 之后的 3GPP 版本发 布中 TD SCDMA 标准也不同程度地引入了新的技术特性 用以进一步提高系统的性能 其中主要包括 通过空中接 口实现基站之间的同步 作为基站同步的另一个备用方案 尤其适用于紧急情况下对于通信网可靠性的保证 终端定 位功能 可以通过智能天线 利用信号到达角对终端用户 位置定位 以便更好地提供基于位置的服务 高速下行分 组接入 采用混合自动重传 自适应调制编码 实现高速 率下行分组业务支持 多天线输入输出技术 MIMO 采用 基站和终端多天线技术和信号处理 提高无线系统性能 上行增强技术 采用自适应调制和编码 混合 ARQ 技术 对专用 共享资源的快速分配以及相应的物理层和高层信令 支持的机制 增强上行信道和业务能力 在政府和运 营商的全力支持下 TD SCDMA 产业联盟和产业链已基本建 立起来 产品的开发也得到进一步的推动 越来越多的设 备制造商纷纷投入到 TD SCDMA 产品的开发阵营中来 随着 设备开发 现场试验的大规模开展 TD SCDMA 标准也必将 得到进一步的验证和加强 编辑本段 TD SCDMA 产业联盟 为了加快 TD SCDMA 的产业化进程 早日形成完整的产业链 和多厂家供货环境 2002 年 10 月 30 日 TD SCDMA 产业联 盟在北京成立 TD SCDMA 产业联盟的成员企业由最初的 7 家 发展到目前的 30 家企业 覆盖了 TD SCDMA 产业链从 系统 芯片 终端到测试仪表的各个环节 联盟性质 TD SCDMA 产业联盟是一个由积极投身于 TD SCDMA 事业 从 事 TD SCDMA 标准及产品的研究 开发 生产 制造 服务 的企 事业单位自愿组成的社会团体 联盟宗旨 整合 及协调产业资源 提升联盟内移动通信企业的研究开发 生产制造水平 促进 TD SCDMA 通信产业的快速健康发展 实现 TD SCDMA 在中国及全球通信市场的推广和应用 联 盟业务范围 TD SCDMA 产业联盟主要围绕 TD SCDMA 技术 进行标准的推进与完善以及产业的管理和协调 促进企业 间资源共享和互惠互利 建议政府制定有利于 TD SCDMA 发 展的重大产业政策 提升联盟内通信企业的群体竞争力 TD SCDMA 产业联盟内部贯彻统一的知识产权管理政策 技 术信息和市场资讯高度共享 通过密切的沟通 合理的分 工 推动 TD SCDMA 产业快速健康发展 国 TD 与美 欧切换技术的优缺点 优点 1 频谱利用率高 TD 一个载频 1 6M W 一个载频 5M 2 对功控要求低 TD 0 200MZ W 1500MZ 3 采用了智能天线和联合测试 引入了所谓的空中分级 但效果如何 还待验证 4 避免了呼吸效应 TD 不同业务对覆盖区域的大小影响 较小 易于网络规划 5 支持多种通信接口 TD SCDMA 同时满足 Iub A Gb Iu IuR 多种接口要求 基站子系统既可作为 2G 和 2 5G 的 GSM 基站的扩容 又可作为 3G 网中的基站子 系统 能同时兼顾现在的需求和未来长远的发展 缺点 1 同步要求高 TD 需要 GPS 同步 同步的准确程度影响 整个系统是否正常工作 2 码资源受限 TD 只有 16 个码 远远少于业务需求所 需要的码数量 3 干扰问题 上下行 本小区 邻小区都可能存在干扰 4 移动速度慢 TD 120KM H W 500KM H 6 1 WCDMA 与 CDMA 名字跟 CDMA 很相近 同时 WCDMA 3 跟 CDMA 关系也很微 妙 两者都基于码分多址技术 都使用了美国高通 Qualcomm 的部分专利技术 一般认为 WCDMA 的提出是 部分厂商为了绕开专利陷阱而开发的 其方案已经尽可能 地避开高通专利 在移动电话领域 术语 CDMA 可以代指码分多址扩频 复用技术 也可以指美国高通 Qualcomm 开发的包括 IS 95 CDMA1X 和 CDMA2000 IS 2000 的 CDMA 标准族 在 Qualcomm 为 IS 95 协议使用它之前 CDMA 复用技术 已经存在了很长时间 然而 由于采用 CDMA 复用方法是 IS 95 协议区别于当时的 GSM 采用 TDMA 等其它协议的主 要特征 现在通常将该协议也称为 CDMA WCDMA 也使用 CDMA 的复用技术而且它跟 Qualcomm 的 标准也很相似 但是 WCDMA 不仅仅是复用标准 它是一个 详细的定义移动电话怎样跟基站通讯 信号怎样调制 数 据帧怎么构建等的完整的规范集 总之总之 术语 CDMA 在移动通讯领域通常特指 Qualcomm 开发的 CDMA 标准族 它们定义了一组移动通讯协议 CDMA 作为复用技术 既用于 WCDMA 空中接口协议 也 用于 Qualcomm 的 CDMA 协议 WCDMA 专指在 IMT 2000 中定义的移动电话协议 WCDMA 协议与 Qualcomm 开发的 CDMA 无关 CDMA 标准族 IS 95 CDMA One 和 CDMA2000 不兼容 WCDMA 标准族 6 2 WCDMA 与 3G 6 2 16 2 1 3G3G 三种制式 三种制式 我国要发放 TD SCDMA WCDMA 和 CDMA2000 三张牌照 将分属中国移动 中国联通和中国电信 TD SCDMATD SCDMA 特点 全称 Time Division Synchronous CDMA 时 分同步 CDMA 在频谱利用率 对业务支持具有灵活性等独 特优势 优势 中国自有 3G 技术 获政府支持 WCDMAWCDMA 特点 全称为 Wideband CDMA 也称为 CDMA Direct Spread 意为宽频分码多重存取 这是基于 GSM 网发展出 来的 3G 技术规范 是欧洲提出的宽带 CDMA 技术 优势 有较高的扩频增益 发展空间较大 全球漫游 能力最强 技术成熟性最佳 CDMA2000CDMA2000 特点 CDMA2000 是由窄带 CDMA CDMA IS95 技术发展 而来的宽带 CDMA 技术 也称为 CDMA Multi Carrier 由美 国高通公司 为主导提出 优势 可以从原有的 CDMA1X 直接升级到 3G 建设成本 低廉 说联通的 WCDMA 比移动的 TD 好 也不完全对 各有各 的特点 TD SCDMA 是我国自主 3G 标准 2000 年 5 月 ITU 国 际电信联盟 公布 TD SCDMA 正式成为 ITU 第三代移动通信 标准 3G 国际标准的一个组成部分 与欧洲 WCDMA 美国 CDMA2000 并列为三大主流 3G 国际标准 TD SCDMA 于 2008 年 4 月 1 日试商用 TD HSDPA 是 TD SCDMA 的下一步演进技术 采用 TDD 方 式 作为后 3G 的 HSDPA 技术可以同时适用于 WCDMA 和 TD SCDMA 两种不同制式 TD HSDPA 之后 TD 也将实现 TD HSUPA 实现 2 2Mbps 的上行速率 最后讲演进到 LTE TDD WCDMA 是 GSM 的升级 GSM 是 2G 技术 其演进是 GSM GPRS EDGE WCDMA 同时也是全球 3G 技术中用户 最广 GSM 系技术拥有全球 85 移动用户 技术和商业应用 最成熟的 WCDMA 运营商遵循 WCDMA HSPA LTE 演进路线 HSDPA 和 HSUPA 统称 HSPA 后者上行速率更快 中国 联通采用 HSPA 技术 其中大城市使用 HSUPA 在 09 年 6 7 月份即可完成部署 HSPA 后的 HSPA 技术也已经开始在澳大利亚 新加坡 等地开始建设 速率高达 21Mbps 6 3 WCDMA 与 CDMA2000 目前 移动通信系统正朝第三代发展 由于存在两种 不同的 2G 制式 所以 2G 向 3G 的演进也存在两条路线 GSM 采用 WCDMA 的演进策略 窄带 CDMA 采用 CDMA2000 的演 进策略 WCDMA 和 CDMA2000 作为未来的主流技术 已经得 到业界的广泛认可 WCDMA 与 CDMA2000 两种制式无论是无 线技术还是网络技术都存在很多相似之处 但又有许多差 别 移动通信系统已经历了第一代模拟通信系统和第二代 数字通信系统 GSM CDMA 目前正朝第三代移动通信系 统发展 由于存在两种不同的 2G 制式 所以在 2G 向 3G 的 演进过程中 也存在相应的两条路线 GSM 采用 WCDMA 的演 进策略 窄带 CDMA IS95 ANSI41 采用 CDMA2000 的演进 策略 WCDMA 与 CDMA2000 作为未来主流技术 已得到业界 的广泛认可 在技术创新和市场驱动的双重作用下 3G 从 概念向产业化的发展进程正在加快 全球主要设备运营商 和制造商都在积极跟踪和研发基于 WCDMA 或 CDMA2000 技术 的 3G 网络产品 因此 对它们进行研究和对比有重要意义 无论是无线技术还是网络技术方面 WCDMA 与 CDMA2000 两 种制式都有很多相似之处 但也有差别 6 4 与其它技术的差异 The Qualcomm 在作为 IS 95 协议使用它之前 CDMA 复 用技术已经存在很长时间 然而此协议被广泛的叫做 CDMA 是因为他具有像 CDMA 复用方法那样通过相同的频段共用多 个连接的原理特性 以区别其他的复用方案 例如 GSM 的 TDMA W CDMA 也使用 CDMA 的复用技术而且它跟 Qualcomm 的标准也很相似 但是 W CDMA 不仅仅是复用标准 它是一 个详细的定义行动电话怎样跟基站通讯 信号怎样调制 数据帧怎么构建等的完整的规范集 1 1 尽管名字跟 CDMA 很相近 但是 W CDMA 跟 CDMA 关 系不大 多大多小要看不同人的立足点 2 2 在行动电话领域 术语 CDMA 可以代指码分多址扩 频复用技术 也可以指美国高通 Qualcomm 开发的包括 IS 95 CDMA1X 和 CDMA2000 IS 2000 的 CDMA 标准族 3 T The 在 Qualcomm 为 IS 95 协议使用它之前 CDMA 复用技术已经存在很长时间 然而此协议被广泛的叫做 CDMA 是因为他具有像 CDMA 复用方法那样通过相同的频 段共用多个连接的原理特性 以区别其他的复用方案 例如 GSM 的 TDMA 4 4 WCDMA 也使用 CDMA 的复用技术而且它跟 Qualcomm 的标准也很相似 但是 W CDMA 不仅仅是复用标准 它是一 个详细的定义行动电话怎样跟基站通讯 信号怎样调制 数据帧怎么构建等的完整的规范集 WCDMA WCDMA Wide band Code Division Multiple Access 宽带码分多址 是一种 3G 蜂窝网络 WCDM