IMT2000中的無線傳輸技術

　　移動速度的主要限制是多普勒效應所產生的頻移和快衰落，它們都需要基帶數字信號處理技術來克服。在TD-SCDMA系統中，基帶數字信號處理技術是基于智能天線和聯合檢測，其限制在設備基帶數字信號處理能力和算法復雜性之間的矛盾。我們最近的成果為：在移動速度為250km/h和UMTS(3GPP)移動環境下，TD-SCDMA系統全部碼道均使用時，鏈路仿真結果表明系統是能夠支持的。此結果和WCDMA系統相當，證明TD-SCDMA同樣可以工作于高速移動條件。

　　3．2 通信距離問題

　　通信距離是由鏈路估算來說明的。在同等發射功率，同樣衰落環境和同樣接收靈敏度下，不同CDMA系統應當有基本相同的通信距離。對此，TD-SCDMA和WCDMA沒有明顯差別。

　　另外一個TDD系統的特殊要求是上下行之間必須要一個保護時隙，予留給遠距離的用戶終端，以達到上行同步。目前TD-SCDMA系統的保護時隙可以提供的通信距離為12 km，但是，當要求提供通信半徑超過10 km的基站時，可以提高網絡管理系統設置，少使用一個上行時隙，則小區半徑就僅僅取決于發射功率，和FDD系統相同。雖然少使用一個上行，系統容量減少了14%，但仍然比其它系統高50%以上。

　　以上情況說明，移動通信一定是以FDD為主流的傳統論點已受到挑戰，TDD系統在第三代移動通信中的位置已不可動搖。第三代移動通信網絡的前景是一個共同的網絡（全球的IP網絡），衛星移動通信系統用來完成全球無縫覆蓋，FDD或TDD系統均可用來建設全國和國際移動通信網，而TDD系統用來在城市人口集中地區提供高密度和高容量的話音、數據及多媒體業務則有明顯優勢，用雙模甚至多模用戶終端來實現全球漫游。
大家知道，在CDMA TDD模式下，有兩個不同碼片速率的選項：UTRA TDD和TD-SCDMA。這兩個標準在高層信令和部分物理層技術是相同的。但是，此兩個技術的設計出發點是不同的，使用的技術也有差別，導致其主要特性和用途均不同。通過比較，TD-SCDMA在前述TDD的優勢上更為突出，并有比其它系統高得多的頻譜利用率。更重要的是：UTRA TDD是WCDMA(FDD)系統的一個補充，是一個使用于室內環境，提供數據和多媒體的系統；而TD-SCDMA是基于ITU對IMT-2000的全部要求來設計的，它解決了移動速度和小區半徑等TDD的問題，它本身就可以組成一個完整的蜂窩網絡。

4 TD-SCDMA是由第二代向第三代演進的首選技術

　　根據國內外多數預測，在21世紀前十余年，第三代移動通信的市場發展可能至少分為如下3個階段：

　　· 初期，2001~2005年。其特點為：第二代移動通信網（主要是GSM和IS-95CDMA）繼續發展和擴大，在第二代移動通信網絡的基礎上，在局部地區（城市等用戶集中地區）提供第三代移動通信業務，數據業務速率限制在384 kbit/s及以下，地區或國際漫游依賴于第二代移動通信系統；

　　· 中期，2004~2010年。它是第三代移動通信系統的高速成長期，其特點為：第二代移動通信網絡和系統停止發展，建設成功全國或全球覆蓋的第三代移動通信網絡，全面達到IMT2000的各項要求。

　　· 后期，2010年以后，全球25%以上人口使用第三代移動通信系統，第四代移動通信設備開始進入市場，提供更高速率的多媒體業務。

　　此市場發展預測也就是制定移動通信從第二代到第三代的演進策略的依據。而所謂的演進，就是考慮上述初期的情況和制定對策。

　　本文所建議的演進過程可以分為如下兩個階段：

　　第一階段是在第二代網絡中提供第三代移動通信業務。如對現有GSM網絡，在它擴容時，使用TD-SCDMA的BSS（基站子系統），同時在用戶集中地區，在現有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基站覆蓋區內，可以享受3G服務。在覆蓋區域以外，則使用GSM工作。顯然，此初期系統用戶在享受3G服務時，只能在同一BSS的TD-SCDMA基站之間實現越區切換，而GSM網絡的功能將不受影響。

　　用此方式，可以用比簡單地對GSM系統網絡擴容更低的投入，不僅擴大了容量，在用戶密集的地區為用戶提供了移動通信服務，解決了頻譜資源不足造成的容量問題。而且，還為最急需的地區提供了第三代移動通信的業務。同時，也為以后向第三代過渡打下了基礎。

　　到這一步，第三代移動通信的覆蓋范圍可能逐步達到城市一級，在大城市將有幾十到上百個第三代的BTS，系統將支持不同BSS之間的自動越區切換。當然，還沒有達到全國和全球覆蓋，自動漫游還依靠GSM系統。

　　第二階段是過渡到第三代移動通信網絡。到2004~2005年，第三代移動通信將進入高速成長期，各國、各營運商均將開始建設完整的第三代移動通信網絡。我認為此網絡將是基于全IP的網絡。此時，可以由RNC通過Iu接口進入此全IP的核心網，也可能在基站(Node B)直接通過Iub接口進入此核心網。對在第一階段中使用的設備來說，唯一需要升級更新的部分就是BSS軟件升級，滿足全IP核心網的要求。而網絡中投資最大的部分：BTS已經在第一階段建設了，只有對其接口進行軟件升級，不增加硬件的投入。此時，網中不僅有TDD的基站，也將有FDD的基站，此3G網將是一個全國覆蓋、國際漫游的完整的網絡。從第二代到第三代的演進或過渡的過程將在上述基本上不大量增加新投資的過程中完成了。

5 小結

　　根據以上分析，我們不難得到如下結論：

　　（1）第三代移動通信標準(IMT_RSPC)是全世界各國十余年合作和艱苦工作的結晶，是現代無線通信技術發展的反映。而且，此標準也是在逐漸完善和更新的過程中。

　　（2）至2001年中在3GPP完成的R'00中，最主要的是完成了全IP核心網和CDMA TDD模式的標準集成。這樣，到全世界2002~2003開始建設第三代移動通信網絡時，可以一步達到全IP網絡；在主流CDMA標準中只有一個TDD標準。

　　（3）在第三代移動通信技術中，TDD模式的無線傳輸技術在頻譜靈活性、提供不對稱業務和低價格等方面的優勢已被國際上認可。在提供移動數據業務，特別是IP型業務方面的優勢，使TDD模式的系統在城市及其郊區有巨大的競爭力。

　　（4）我國提出的TD-SCDMA技術，原來作為一個完整的系統來設計，又采用了智能天線等先進技術，在技術上被公認有明顯優勢。而且，完全可以使用于高速移動的環境，并可能通過提高發射功率來增加小區半徑，基本克服了TDD模式的缺點。根據此標準所開發的設備可以達到提供高頻譜利用率、靈活和低成本的目標，在市場上將具有強的競爭能力。

　　（5）在本世紀初期（2001~2004年），在第二代移動通信網中用戶密集地區或要求數據和多媒體業務的地區（大中城市主要地區），依托第二代移動通信網開通第三代移動通信業務，主要是以TD-SCDMA的系統為主，使用雙頻雙模終端，將會收到巨大的經濟效益，是平穩地向第三代移動通信過渡的較好方式。