WiMAX與TD-SCDMA聯合組網中切換技術的研究

　　1、TD-SCDMA與WiMAX技術特點

　　近些年，通信產業界最熱門的話題莫過于3G與WiMAX技術發展了。而3G標準中又以中國自主開發、擁有自主知識產權的時分同步碼分多址（TD -SCDMA）系統尤為突出。與其它兩個3G標準（WCDMA、cdma2000）相比，TD-SCDMA的優點有：（1）TD-SCDMA采用時分數字雙工（TDD）模式。TDD是上下行的傳輸使用同一頻帶的雙工模式，根據時間區分上、下行并進行切換，物理層的時隙被分為上、下行兩部分，不需要成對的頻率，上下行鏈路業務共享同一信道，可以不平均分配，特別適用于非對稱的分組交換數據業務（如互聯網）。TDD的頻譜利用率高，而且成本低廉。（2）TD- SCDMA對頻率資源的利用率是最高的。TD-SCDMA系統僅采用1.28 Mchip/s的碼片速率，采用TDD雙工模式，只需占用單一的1.6 M帶寬，就可傳送2 Mbit/s的數據業務。同時TD-SCDMA也有很多不足：（1）由于采用多時隙的不連續傳輸方式，基站發射峰值功率與平均功率的比值較高，造成基站功耗較大，基站覆蓋半徑較小，同時也造成抗衰落和抗多普勒頻移的性能較差，當手機處于高速移動的狀態時通信能力較差。（2）由于TD-SCDMA系統僅采用 1.28 Mchip/s的碼片速率，然而碼片速率高才能有效地利用頻率選擇性分集以及空間的接收和發射分集，可以有效地解決多徑問題和衰落問題，因此TD- SCDMA在高速率數據傳輸上，很難完全滿足用戶對高速多媒體業務的需求。

　　WiMAX是一項無線城域網（WMAN）接入技術，經過一段時間的發展已從最開始的802.16標準演化出了目前的802.16a、 802.16d、802.16e等一系列標準。以基于IEEE802.16d標準的WiMAX技術（即固定WiMAX技術）為例，它的單個基站覆蓋范圍最大可達50公里，每扇區數據帶寬最高達75 Mbit/s，此外，WiMAX技術還具備系統建設快、成本低、系統易擴展升級、頻率劃分和調整靈活、在媒體訪問控制（MAC）層提供QoS保證、安全性強等特點。而802.16e技術標準更是針對802.16d標準移動性欠缺的問題，使得用戶端以車載速度移動時依然可以獲得較高的帶寬。

　　2、TD-SCDMA與WiMAX聯合組網技術上的可能性

　　TD-SCDMA蜂窩移動網絡與WiMAX寬帶無線網絡雖然是兩種不同結構的的網絡，但二者之間也具有一些共同的特性。

　　TD-SCDMA無線傳輸方案是FDMA、TDMA和CDMA這三種基本傳輸模式的靈活結合。通過與聯合檢測相結合以及智能天線的應用，TD-SCDMA的傳輸容量顯著增長。為了提高系統性能，TD-SCDMA采用了很多先進的關鍵技術：

　　（1）智能天線技術。這種技術通過各陣元信號的幅度和相位加權改變陣列的方向圖形狀，能夠把主波束對準入射信號并自適應實時的跟蹤信號，同時將零點對準干擾信號，從而抑制干擾信號，提高信號的信噪比，改善整個通信系統的性能。此外它還引入了空分多址方式（SDMA），使得在相同時隙、相同頻率或相同地址碼情況下，仍可以根據信號不同的空間傳播路徑區分用戶。在多個指向不同用戶的并行天線波束控制下，可以顯著降低用戶信號彼此間的干擾，大大提高系統頻譜利用率。

　?。?）聯合檢測技術。它是在多用戶檢測技術基礎上提出的。該技術是減弱或消除多址干擾、多徑干擾和遠近效應的有效手段，能夠簡化功率控制，降低功率控制精度，彌補正交擴頻碼互相相關性不理想所帶來的消極影響，從而改善系統性能、提高系統容量、增大小區覆蓋范圍。

　?。?）同步CDMA技術。同步CDMA指上行鏈路各終端信號與基站解調器完全同步，它通過軟件及物理層設計實現，可使正交擴頻的各碼道在解擴時完全正交，相互間不會產生多址干擾，克服了異步CDMA多址技術由于移動終端發射的碼道信號到達基站時間不同，造成碼道非正交所帶來的干擾，從而提高 CDMA系統容量、簡化硬件、降低成本。

　?。?）軟件無線電技術。該技術是利用數字信號處理軟件實現無線通信功能的一種技術，它能在同一硬件平臺上利用軟件處理基帶信號，通過加載不同的軟件，可實現不同的業務性能。

　?。?）接力切換技術。TD-SCDMA系統的基站和基站控制器可采用接力切換技術，根據用戶的方位和距離信息，判斷手機用戶現在是否移動到應該切換給另一基站的臨近區域。如果進入切換區，便可通過基站控制器通知另一基站做好切換準備，達到接力切換的目的。接力切換可提高切換成功率，降低切換時臨近基站信道資源的占用。