IMT2000中的無(wú)線傳輸技術(shù)

　　移動(dòng)速度的主要限制是多普勒效應(yīng)所產(chǎn)生的頻移和快衰落，它們都需要基帶數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)來(lái)克服。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，基帶數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)是基于智能天線和聯(lián)合檢測(cè)，其限制在設(shè)備基帶數(shù)字信號(hào)處理能力和算法復(fù)雜性之間的矛盾。我們最近的成果為：在移動(dòng)速度為250km/h和UMTS(3GPP)移動(dòng)環(huán)境下，TD-SCDMA系統(tǒng)全部碼道均使用時(shí)，鏈路仿真結(jié)果表明系統(tǒng)是能夠支持的。此結(jié)果和WCDMA系統(tǒng)相當(dāng)，證明TD-SCDMA同樣可以工作于高速移動(dòng)條件。

　　3．2 通信距離問(wèn)題

　　通信距離是由鏈路估算來(lái)說(shuō)明的。在同等發(fā)射功率，同樣衰落環(huán)境和同樣接收靈敏度下，不同CDMA系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)有基本相同的通信距離。對(duì)此，TD-SCDMA和WCDMA沒(méi)有明顯差別。

　　另外一個(gè)TDD系統(tǒng)的特殊要求是上下行之間必須要一個(gè)保護(hù)時(shí)隙，予留給遠(yuǎn)距離的用戶終端，以達(dá)到上行同步。目前TD-SCDMA系統(tǒng)的保護(hù)時(shí)隙可以提供的通信距離為12 km，但是，當(dāng)要求提供通信半徑超過(guò)10 km的基站時(shí)，可以提高網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)設(shè)置，少使用一個(gè)上行時(shí)隙，則小區(qū)半徑就僅僅取決于發(fā)射功率，和FDD系統(tǒng)相同。雖然少使用一個(gè)上行，系統(tǒng)容量減少了14%，但仍然比其它系統(tǒng)高50%以上。

　　以上情況說(shuō)明，移動(dòng)通信一定是以FDD為主流的傳統(tǒng)論點(diǎn)已受到挑戰(zhàn)，TDD系統(tǒng)在第三代移動(dòng)通信中的位置已不可動(dòng)搖。第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的前景是一個(gè)共同的網(wǎng)絡(luò)（全球的IP網(wǎng)絡(luò)），衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)用來(lái)完成全球無(wú)縫覆蓋，F(xiàn)DD或TDD系統(tǒng)均可用來(lái)建設(shè)全國(guó)和國(guó)際移動(dòng)通信網(wǎng)，而TDD系統(tǒng)用來(lái)在城市人口集中地區(qū)提供高密度和高容量的話音、數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務(wù)則有明顯優(yōu)勢(shì)，用雙模甚至多模用戶終端來(lái)實(shí)現(xiàn)全球漫游。
大家知道，在CDMA TDD模式下，有兩個(gè)不同碼片速率的選項(xiàng)：UTRA TDD和TD-SCDMA。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在高層信令和部分物理層技術(shù)是相同的。但是，此兩個(gè)技術(shù)的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)是不同的，使用的技術(shù)也有差別，導(dǎo)致其主要特性和用途均不同。通過(guò)比較，TD-SCDMA在前述TDD的優(yōu)勢(shì)上更為突出，并有比其它系統(tǒng)高得多的頻譜利用率。更重要的是：UTRA TDD是WCDMA(FDD)系統(tǒng)的一個(gè)補(bǔ)充，是一個(gè)使用于室內(nèi)環(huán)境，提供數(shù)據(jù)和多媒體的系統(tǒng)；而TD-SCDMA是基于ITU對(duì)IMT-2000的全部要求來(lái)設(shè)計(jì)的，它解決了移動(dòng)速度和小區(qū)半徑等TDD的問(wèn)題，它本身就可以組成一個(gè)完整的蜂窩網(wǎng)絡(luò)。

4 TD-SCDMA是由第二代向第三代演進(jìn)的首選技術(shù)

　　根據(jù)國(guó)內(nèi)外多數(shù)預(yù)測(cè)，在21世紀(jì)前十余年，第三代移動(dòng)通信的市場(chǎng)發(fā)展可能至少分為如下3個(gè)階段：

　　· 初期，2001~2005年。其特點(diǎn)為：第二代移動(dòng)通信網(wǎng)（主要是GSM和IS-95CDMA）繼續(xù)發(fā)展和擴(kuò)大，在第二代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，在局部地區(qū)（城市等用戶集中地區(qū)）提供第三代移動(dòng)通信業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率限制在384 kbit/s及以下，地區(qū)或國(guó)際漫游依賴于第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)；

　　· 中期，2004~2010年。它是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的高速成長(zhǎng)期，其特點(diǎn)為：第二代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)停止發(fā)展，建設(shè)成功全國(guó)或全球覆蓋的第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，全面達(dá)到IMT2000的各項(xiàng)要求。

　　· 后期，2010年以后，全球25%以上人口使用第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)，第四代移動(dòng)通信設(shè)備開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)，提供更高速率的多媒體業(yè)務(wù)。

　　此市場(chǎng)發(fā)展預(yù)測(cè)也就是制定移動(dòng)通信從第二代到第三代的演進(jìn)策略的依據(jù)。而所謂的演進(jìn)，就是考慮上述初期的情況和制定對(duì)策。

　　本文所建議的演進(jìn)過(guò)程可以分為如下兩個(gè)階段：

　　第一階段是在第二代網(wǎng)絡(luò)中提供第三代移動(dòng)通信業(yè)務(wù)。如對(duì)現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)，在它擴(kuò)容時(shí)，使用TD-SCDMA的BSS（基站子系統(tǒng)），同時(shí)在用戶集中地區(qū)，在現(xiàn)有GSM基站的站址增加TD-SCDMA基站。使用TD-SCDMA/GSM雙頻雙模用戶終端，這些初期的3G用戶在TD-SCDMA基站覆蓋區(qū)內(nèi)，可以享受3G服務(wù)。在覆蓋區(qū)域以外，則使用GSM工作。顯然，此初期系統(tǒng)用戶在享受3G服務(wù)時(shí)，只能在同一BSS的TD-SCDMA基站之間實(shí)現(xiàn)越區(qū)切換，而GSM網(wǎng)絡(luò)的功能將不受影響。

　　用此方式，可以用比簡(jiǎn)單地對(duì)GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容更低的投入，不僅擴(kuò)大了容量，在用戶密集的地區(qū)為用戶提供了移動(dòng)通信服務(wù)，解決了頻譜資源不足造成的容量問(wèn)題。而且，還為最急需的地區(qū)提供了第三代移動(dòng)通信的業(yè)務(wù)。同時(shí)，也為以后向第三代過(guò)渡打下了基礎(chǔ)。

　　到這一步，第三代移動(dòng)通信的覆蓋范圍可能逐步達(dá)到城市一級(jí)，在大城市將有幾十到上百個(gè)第三代的BTS，系統(tǒng)將支持不同BSS之間的自動(dòng)越區(qū)切換。當(dāng)然，還沒(méi)有達(dá)到全國(guó)和全球覆蓋，自動(dòng)漫游還依靠GSM系統(tǒng)。

　　第二階段是過(guò)渡到第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。到2004~2005年，第三代移動(dòng)通信將進(jìn)入高速成長(zhǎng)期，各國(guó)、各營(yíng)運(yùn)商均將開(kāi)始建設(shè)完整的第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。我認(rèn)為此網(wǎng)絡(luò)將是基于全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)。此時(shí)，可以由RNC通過(guò)Iu接口進(jìn)入此全I(xiàn)P的核心網(wǎng)，也可能在基站(Node B)直接通過(guò)Iub接口進(jìn)入此核心網(wǎng)。對(duì)在第一階段中使用的設(shè)備來(lái)說(shuō)，唯一需要升級(jí)更新的部分就是BSS軟件升級(jí)，滿足全I(xiàn)P核心網(wǎng)的要求。而網(wǎng)絡(luò)中投資最大的部分：BTS已經(jīng)在第一階段建設(shè)了，只有對(duì)其接口進(jìn)行軟件升級(jí)，不增加硬件的投入。此時(shí)，網(wǎng)中不僅有TDD的基站，也將有FDD的基站，此3G網(wǎng)將是一個(gè)全國(guó)覆蓋、國(guó)際漫游的完整的網(wǎng)絡(luò)。從第二代到第三代的演進(jìn)或過(guò)渡的過(guò)程將在上述基本上不大量增加新投資的過(guò)程中完成了。

5 小結(jié)

　　根據(jù)以上分析，我們不難得到如下結(jié)論：

　?。?）第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)(IMT_RSPC)是全世界各國(guó)十余年合作和艱苦工作的結(jié)晶，是現(xiàn)代無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展的反映。而且，此標(biāo)準(zhǔn)也是在逐漸完善和更新的過(guò)程中。

　　（2）至2001年中在3GPP完成的R'00中，最主要的是完成了全I(xiàn)P核心網(wǎng)和CDMA TDD模式的標(biāo)準(zhǔn)集成。這樣，到全世界2002~2003開(kāi)始建設(shè)第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，可以一步達(dá)到全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)；在主流CDMA標(biāo)準(zhǔn)中只有一個(gè)TDD標(biāo)準(zhǔn)。

　　（3）在第三代移動(dòng)通信技術(shù)中，TDD模式的無(wú)線傳輸技術(shù)在頻譜靈活性、提供不對(duì)稱業(yè)務(wù)和低價(jià)格等方面的優(yōu)勢(shì)已被國(guó)際上認(rèn)可。在提供移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，特別是IP型業(yè)務(wù)方面的優(yōu)勢(shì)，使TDD模式的系統(tǒng)在城市及其郊區(qū)有巨大的競(jìng)爭(zhēng)力。

　?。?）我國(guó)提出的TD-SCDMA技術(shù)，原來(lái)作為一個(gè)完整的系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)，又采用了智能天線等先進(jìn)技術(shù)，在技術(shù)上被公認(rèn)有明顯優(yōu)勢(shì)。而且，完全可以使用于高速移動(dòng)的環(huán)境，并可能通過(guò)提高發(fā)射功率來(lái)增加小區(qū)半徑，基本克服了TDD模式的缺點(diǎn)。根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)所開(kāi)發(fā)的設(shè)備可以達(dá)到提供高頻譜利用率、靈活和低成本的目標(biāo)，在市場(chǎng)上將具有強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)能力。

　?。?）在本世紀(jì)初期（2001~2004年），在第二代移動(dòng)通信網(wǎng)中用戶密集地區(qū)或要求數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的地區(qū)（大中城市主要地區(qū)），依托第二代移動(dòng)通信網(wǎng)開(kāi)通第三代移動(dòng)通信業(yè)務(wù)，主要是以TD-SCDMA的系統(tǒng)為主，使用雙頻雙模終端，將會(huì)收到巨大的經(jīng)濟(jì)效益，是平穩(wěn)地向第三代移動(dòng)通信過(guò)渡的較好方式。