基于TD-SCDMA的混合網(wǎng)絡(luò)研究

TD-SCDMA作為中國提出的第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)，自1998年正式向ITU(國際電聯(lián))提交以來，歷經(jīng)10年多完成了標(biāo)準(zhǔn)的專家組評估、ITU認(rèn)可并發(fā)布與3GPP(第三代伙伴項(xiàng)目)體系的融合、新技術(shù)特性的引入等一系列的國際標(biāo)準(zhǔn)化工作，使TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)成為第一個由中國提出的，以我國知識產(chǎn)權(quán)為主的、被國際上廣泛接受和認(rèn)可的無線通信國際標(biāo)準(zhǔn)。這是我國電信史上重要的里程碑。經(jīng)過我國科技人員與3GPP組織的共同努力，目前，TD-SCDMA R4規(guī)范已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)穩(wěn)定和成熟的程度。
在3G系統(tǒng)蓬勃發(fā)展的同時，各個設(shè)備制造商、運(yùn)營商以及各研究機(jī)構(gòu)、政府，都已經(jīng)開始對3G以后的技術(shù)展開了研究。在這種形勢下，TD-SCDMA的技術(shù)也在不斷發(fā)展，使自己保持技術(shù)上的先進(jìn)性。
在具體的技術(shù)上，TD-SCDMA的制定者已經(jīng)預(yù)見到了技術(shù)的發(fā)展，具有一定的前瞻性。但是，僅僅是具體技術(shù)上的發(fā)展改進(jìn)還不夠，TD-SCDMA系統(tǒng)在將來的發(fā)展中，還需要考慮系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)革新的可能性。

1 混合網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢
引入自組織方式的移動通信系統(tǒng)(其中也包括引入自組織方式的TD-SCDMA系統(tǒng))，將可能成為4G或未來無線移動通信系統(tǒng)的重要形式，也是移動通信領(lǐng)域內(nèi)的熱點(diǎn)問題。在移動通信系統(tǒng)中引入自組織方式，將會帶來以下諸多好處：
1)彌補(bǔ)覆蓋缺陷 彌補(bǔ)預(yù)設(shè)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋缺陷是引入自組織方式的首要原因。在現(xiàn)有移動通信系統(tǒng)和其他無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)域內(nèi)總存在一些“死區(qū)”。這些“死區(qū)”有兩種類型，一種是任何信號都無法覆蓋的死區(qū)；另一種是高速率業(yè)務(wù)不可達(dá)的死區(qū)，但同步信號、信令信號、低速率語音業(yè)務(wù)信號可達(dá)。引入自組織通信方式，可有效地彌補(bǔ)以上兩種覆蓋缺陷。
2)提供P2P(Peer-to-Peer)模式 P2P模式將帶來兩個好處，一是對于近在咫尺的局部業(yè)務(wù)可以直達(dá)或經(jīng)少數(shù)多跳可達(dá)；二是當(dāng)沒有基礎(chǔ)設(shè)施支持或基礎(chǔ)設(shè)施毀壞(例如災(zāi)后救援)時依然可以支持一定程度的通信。
3)降低功耗 許多研究都表明，在移動通信系統(tǒng)中引入支持多跳中繼的自組織通信方式可以有效地降低總功率損耗。也就是當(dāng)一個長路徑轉(zhuǎn)為幾個短路徑時，這幾個短路徑的功率和將小于一個長路徑的功率。
4)提高容量 一些研究指出，引入自組織方式將使整個移動通信系統(tǒng)容量得到提高。也有一些研究提出，純粹引入自組織方式并不能直接將功率節(jié)省轉(zhuǎn)化為容量提高，還需引入其他技術(shù)。事實(shí)上，系統(tǒng)容量如何定義、業(yè)務(wù)特性、路由技術(shù)、資源分配和是否使用高效傳輸技術(shù)都會影響提高容量這個結(jié)論的正確性。
5)轉(zhuǎn)移流量 流量轉(zhuǎn)移也是在移動通信系統(tǒng)中引入自組織方式的一個重要原因。因?yàn)榱髁哭D(zhuǎn)移可以緩解熱點(diǎn)區(qū)域由于容量飽和造成的呼叫阻塞和切換斷鏈。
未來移動通信系統(tǒng)由于引入自組織方式，使得網(wǎng)絡(luò)具備了很高的自適應(yīng)性和智能性。用戶不僅可以動態(tài)地組成區(qū)域性的局部網(wǎng)絡(luò)傳輸局部業(yè)務(wù)(稱為自組織局域子網(wǎng)，簡稱局域子網(wǎng))，而且可以將其與基站設(shè)備間的長距離數(shù)據(jù)鏈路轉(zhuǎn)換成多個短距離的數(shù)據(jù)鏈路，形成事實(shí)上的小區(qū)覆蓋擴(kuò)展(這種特征稱為虛擬小區(qū)擴(kuò)展)。同時，引入多跳，使得發(fā)射功率降低、空間復(fù)用增加(這種特征稱為虛擬小區(qū)分裂)。
局域子網(wǎng)可以緩解基站的瓶頸效應(yīng)，虛擬小區(qū)擴(kuò)展可以彌補(bǔ)覆蓋缺陷，擴(kuò)大覆蓋區(qū)，轉(zhuǎn)移流量，虛擬小區(qū)分裂有可能換取系統(tǒng)容量的大幅增加，這些優(yōu)勢的結(jié)合使得這種新型混合移動通信系統(tǒng)具有很大的技術(shù)潛力。