WCDMA與TD-SCDMA混合組網(wǎng)下的一體化基站構(gòu)想

　　WCDMA和TD-SCDMA是3G標(biāo)準(zhǔn)的兩種主要制式，未來，中國的3G網(wǎng)很有可能出現(xiàn)WCDMA和TD-SCDMA兩種制式共存的局面。同時(shí)，由于WCDMA與TD-SCDMA技術(shù)擁有相同的核心網(wǎng)絡(luò)，這使它們合并組網(wǎng)也成為可能。所以我們可以大膽推測，WCDMA和TD-SCDMA混合組網(wǎng)是我國3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢，如果能在基站內(nèi)以硬件共用的方式實(shí)現(xiàn)這兩種移動(dòng)通信體制，將極大地降低建網(wǎng)成本，并有利于日常維護(hù)、更新升級(jí)。

　　1、WCDMA與TD-SCDMA混合組網(wǎng)

　　1.1　混合組網(wǎng)的必要性

　　WCDMA采用DS-CDMA多址方式，并通過自適應(yīng)天線、多用戶檢測、分集接收、分層式小區(qū)結(jié)構(gòu)等先進(jìn)技術(shù)來提高系統(tǒng)性能；采用導(dǎo)頻符號(hào)相干 RAKE接收方式，解決了上行信道容量受限的問題；采用精確的功率控制，抗衰落性能較好；使用碼片速率為3.84Mchips/s的5MHz信道帶寬，支持高速數(shù)據(jù)速率，并且增加了多徑分集的優(yōu)勢；同時(shí)支持各種可變的用戶數(shù)據(jù)速率，可以實(shí)現(xiàn)快速的無線容量分配，可達(dá)到分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的最佳吞吐量[1,2]。

　　TD-SCDMA系統(tǒng)采用了智能天線技術(shù)，可以極大地降低多址干擾，提高系統(tǒng)容量；而采用上行同步技術(shù)和軟件無線電技術(shù)，可以簡化硬件成本，降低開發(fā)周期；具有較高的頻譜靈活性和頻譜利用率，支持非對(duì)稱數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。按UMTS的分析，到2010年，上、下行的業(yè)務(wù)比將達(dá)到1:10，而工作在TDD 模式的TD-SCDMA系統(tǒng)在處理這種不對(duì)稱業(yè)務(wù)方面有著天然的優(yōu)勢。因?yàn)門D-SCDMA系統(tǒng)可以通過調(diào)整上、下行時(shí)隙的轉(zhuǎn)換點(diǎn)來靈活地適應(yīng)無線移動(dòng)用戶在上、下鏈路上業(yè)務(wù)量大小不對(duì)稱的要求，從而可以很方便地均衡上、下行業(yè)務(wù)。WCDMA系統(tǒng)需要對(duì)稱頻帶，在目前頻率資源十分緊張的情況下，要找到符合要求的對(duì)稱頻段非常困難，而TD-SCDMA系統(tǒng)可以“見縫插針”，只要有滿足一個(gè)載波的頻段（1.6M）就可使用，因而可以靈活有效地利用現(xiàn)有的頻率資源，不足之處在于覆蓋距離較FDD方式小，抗衰落和抗多普勒效應(yīng)能力比連續(xù)傳輸?shù)腇DD方式差[1，3]。

　　國家大力扶持民族產(chǎn)業(yè)，因此TD-SCDMA的前景是樂觀的，必有運(yùn)營商得到TD-SCDMA牌照。而WCDMA技術(shù)在擁有全球最大GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的中國移動(dòng)通信市場也將占有重要的位置，因此，為了適應(yīng)3G系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求，估計(jì)運(yùn)營商在規(guī)劃和建設(shè)3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，會(huì)將WCDMA和TD- SCDMA兩種制式結(jié)合起來混合組網(wǎng)。

　　1.2　混合組網(wǎng)的可行性

　　首先，WCDMA和TD-SCDMA兩種體制的核心網(wǎng)絡(luò)主要基于GSM MAP，兩者的主要區(qū)別在于對(duì)無線接口的定義不同，這為兩者混合組網(wǎng)提供了必要的技術(shù)基礎(chǔ)；其次，當(dāng)兩者進(jìn)行混合組網(wǎng)時(shí)，無需重復(fù)建設(shè)核心網(wǎng)絡(luò)，可以在滿足多用戶需求時(shí)提供高質(zhì)量的通信服務(wù)，從而降低建網(wǎng)成本。WCDMA技術(shù)更適合廣泛領(lǐng)域的覆蓋，比如農(nóng)村地區(qū)；而TD-SCDMA更適合熱點(diǎn)地區(qū)的覆蓋，比如人口密集的城市。因此，兩者的有效結(jié)合可以達(dá)到進(jìn)一步降低建網(wǎng)成本的目的。

　　1.3　混合組網(wǎng)對(duì)一體化基站的需求

　　隨著移動(dòng)通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，新的通信體制和通信產(chǎn)品不斷推出，通信產(chǎn)品的生存周期短，開發(fā)費(fèi)用上升，傳統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)思路已很難適應(yīng)。如果能在基站的一個(gè)硬件系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)WCDMA和TD-SCDMA兩種體制兼容，并具有較強(qiáng)的擴(kuò)展能力，不僅可以降低建網(wǎng)成本，簡化電路設(shè)計(jì)，還具備抗干擾能力強(qiáng)、設(shè)備體積小、操作維護(hù)靈活、更新?lián)Q代便捷等優(yōu)點(diǎn)。

　　2、一體化基站研究

　　2.1　一體化結(jié)構(gòu)

　　本文所指的“一體化”是指在同一個(gè)硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)WCDMA、TD-SCDMA移動(dòng)通信信號(hào)的基帶處理?；鶐幚砗w調(diào)制/解調(diào)、擴(kuò)頻/解擴(kuò)、信道編譯碼、交織/去交織等內(nèi)容。一種簡單易行的一體化實(shí)現(xiàn)途徑是：預(yù)先將各種體制的基帶處理軟件保存到存儲(chǔ)單元，使用時(shí)從存儲(chǔ)單元選擇其中的一種加載到一體化單元，然后再與其它單元協(xié)調(diào)運(yùn)行完成所需功能。圖1是一體化單元的結(jié)構(gòu)框圖。

圖1　一體化單元框圖

　　2.2　一體化基站的可行性

　　一體化基站的實(shí)現(xiàn)主要要滿足[4]：

　　◆器件具有可編程性。

　　◆通信功能軟件化。

　　◆可編程器件能滿足通信軟件運(yùn)行對(duì)硬件資源的需求。

　　目前，以DSP、FPGA為代表的可編程器件已在通信領(lǐng)域廣泛使用，這些器件正向著更快的運(yùn)行速度、更強(qiáng)的運(yùn)算能力和更加快捷的應(yīng)用開發(fā)等方向發(fā)展。數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在通信領(lǐng)域的應(yīng)用，也使得通信功能以軟件的形式實(shí)現(xiàn)成為現(xiàn)實(shí)。因此，對(duì)我們而言，一體化的關(guān)鍵在于，構(gòu)造的硬件平臺(tái)能否達(dá)到兩種 3G通信體制的運(yùn)行要求。