基于智能天線的TD-SCDMA系統

TD-SCDMA(Time Division Synchronous Code Division Multiple Access)即時分的同步碼分多址技術，是我國具有自主知識產權的通信技術標準，與歐洲的WCDMA標準、美國的CDMA 2000標準并稱為3G時代主流的移動通信標準。TD—SCDMA集CDMA、TDMA、FDMA技術優勢于一體，系統容量大、頻譜利用率高、抗干擾能力強，智能天線技術是TD—SCDMA的關鍵技術之一，越來越多的研究者和工程技術人員將目光投向智能天線技術和TD—SCDMA的研究。

　　1 TD-SCDMA系統

　　大唐電信集團開發的TD-SCDMA系統采用時分雙工TDD，TDMA/CDMA多址方式工作，基于同步CDMA、智能天線、多用戶檢測、正交可變擴頻因數、Turbo編碼技術、CDMA等新技術，工作于2 010～2 025 MHz。我國為TD-SCDMA劃分了155 MHz非對稱頻段，具體為1 880～1 920MHz，2 010～2 025 MHz和2 300～2 400MHz。

　　1.1 TD—SCDMA標準概況

　　多址接入方式：DS-CDMA/CDMA/SDMA;碼片速率：1.28 MCPS;雙工方式：TDD;載頻寬度：1.6 MHz;擴頻技術：OVSF;調制方式：QPSK，8PSK;編碼方式：卷積編碼，Turbo編碼;功率控制：200次/s。

　　TD—SCDMA的主要優勢有：

　　使用智能天線、多用戶檢測等新技術;可高效率地滿足不對稱業務需要;簡化硬件，可降低產品成本和價格;便于利用不對稱的頻譜資源，頻譜利用率大大提高;可與第二代移動通信系統兼容。

　　1.2 TD—SCDMA關鍵技術

　　(1)綜合的尋址(多址)方式

　　TD-SCDMA空中接口采用了四種多址技術：TDMA，CDMA，FDMA，SDMA(智能天線)。綜合利用四種技術資源分配時在不同角度上的自由度，得到可以動態調整的最優資源分配。

　　(2)靈活的上下行時隙配置

　　靈活的時隙上下行配置可以隨時滿足您打電話，上網瀏覽、下載文件、視頻業務等的需求，保證您清晰、暢通享受3G業務。

　　(3)TD克服呼吸效應和遠近效應

　　呼吸效應：在CDMA系統中，當一個小區內的干擾信號很強時，基站的實際有效覆蓋面積就會縮小;當一個小區的干擾信號很弱時，基站的實際有效覆蓋面積就會增大。簡言之，呼吸效應表現為覆蓋半徑隨用戶數目的增加而收縮。形成呼吸效應的主要原因是CDMA系統是一個自干擾系統，用戶增加導致干擾增加而影響覆蓋。

　　對于TD—SCDMA而言，通過低帶寬FDMA和TDMA來抑制系統的主要干擾，在單時隙中采用CDMA技術提高系統容量，而通過聯合檢測和智能天線技術 (SDMA技術)克服單時隙中多個用戶之間的干擾，因而產生呼吸效應的因素顯著降低，故TD系統不再是一個干擾受限系統(自干擾系統)，覆蓋半徑不像 CDMA那樣因用戶數的增加而顯著縮小，因而可認為TD系統沒有呼吸效應。

　　遠近效應：由于手機用戶在一個小區內是隨機分布的，而且是經常變化的，同一手機用戶可能有時處在小區的邊緣，有時靠近基站。如果手機的發射功率按照最大通信距離設計，則當手機靠近基站時，功率必定有過剩，而且形成有害的電磁輻射。解決這個問題的方法是根據通信距離的不同，實時地調整手機的發射功率，即功率控制。

　　功率控制的原則是，當信道的傳播條件突然變好時，功率控制單元應在幾微妙內快速響應，以防止信號突然增強而對其他用戶產生附加干擾;相反當傳播條件突然變壞時，功率調整的速度可以相對慢一些。也就是說，寧愿單個用戶的信號質量短時間惡化，也要防止對其他眾多用戶產生較大的背景干擾。

　　(4)動態信道分配(DCA)

　　動態信道分配(Dynamic Channel Allocation，DCA)就是根據用戶的需要進行實時動態的資源(頻率、時隙、碼字等)分配。動態信道分配的優點：頻帶利用率高、無需網絡規劃中的信道預規劃、可以自動適應網絡中負載和干擾的變化等。

　　(5)智能天線技術

　　智能天線的高效率是基于上行鏈路和下行鏈路的無線路徑的對稱性(無線環境和傳輸條件相同)而獲得的。此外，智能天線可減少小區間干擾也可減少小區內干擾。智能天線的這些特性可顯著提高移動通信系統的頻譜效率。