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IMT2000中的无线传输技术

作者:时间:2011-04-11来源:网络收藏

  3.1 移动速度问题

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/156442.htm


  移动速度的主要限制是多普勒效应所产生的频移和快衰落,它们都需要基带数字信号处理来克服。在TD-SCDMA系统中,基带数字信号处理是基于智能天线和联合检测,其限制在设备基带数字信号处理能力和算法复杂性之间的矛盾。我们最近的成果为:在移动速度为250km/h和UMTS(3GPP)移动环境下,TD-SCDMA系统全部码道均使用时,链路仿真结果表明系统是能够支持的。此结果和WCDMA系统相当,证明TD-SCDMA同样可以工作于高速移动条件。


  3.2 通信距离问题

  通信距离是由链路估算来说明的。在同等发射功率,同样衰落环境和同样接收灵敏度下,不同CDMA系统应当有基本相同的通信距离。对此,TD-SCDMA和WCDMA没有明显差别。

  另外一个TDD系统的特殊要求是上下行之间必须要一个保护时隙,予留给远距离的用户终端,以达到上行同步。目前TD-SCDMA系统的保护时隙可以提供的通信距离为12 km,但是,当要求提供通信半径超过10 km的基站时,可以提高网络管理系统设置,少使用一个上行时隙,则小区半径就仅仅取决于发射功率,和FDD系统相同。虽然少使用一个上行,系统容量减少了14%,但仍然比其它系统高50%以上。


  以上情况说明,移动通信一定是以FDD为主流的传统论点已受到挑战,TDD系统在第三代移动通信中的位置已不可动摇。第三代移动通信网络的前景是一个共同的网络(全球的IP网络),卫星移动通信系统用来完成全球无缝覆盖,FDD或TDD系统均可用来建设全国和国际移动通信网,而TDD系统用来在城市人口集中地区提供高密度和高容量的话音、数据及多媒体业务则有明显优势,用双模甚至多模用户终端来实现全球漫游。
大家知道,在CDMA TDD模式下,有两个不同码片速率的选项:UTRA TDD和TD-SCDMA。这两个标准在高层信令和部分物理层是相同的。但是,此两个技术的设计出发点是不同的,使用的技术也有差别,导致其主要特性和用途均不同。通过比较,TD-SCDMA在前述TDD的优势上更为突出,并有比其它系统高得多的频谱利用率。更重要的是:UTRA TDD是WCDMA(FDD)系统的一个补充,是一个使用于室内环境,提供数据和多媒体的系统;而TD-SCDMA是基于ITU对IMT-2000的全部要求来设计的,它解决了移动速度和小区半径等TDD的问题,它本身就可以组成一个完整的蜂窝网络。


4 TD-SCDMA是由第二代向第三代演进的首选技术


  根据国内外多数预测,在21世纪前十余年,第三代移动通信的市场发展可能至少分为如下3个阶段:


  · 初期,2001~2005年。其特点为:第二代移动通信网(主要是GSM和IS-95CDMA)继续发展和扩大,在第二代移动通信网络的基础上,在局部地区(城市等用户集中地区)提供第三代移动通信业务,数据业务速率限制在384 kbit/s及以下,地区或国际漫游依赖于第二代移动通信系统;


  · 中期,2004~2010年。它是第三代移动通信系统的高速成长期,其特点为:第二代移动通信网络和系统停止发展,建设成功全国或全球覆盖的第三代移动通信网络,全面达到的各项要求。


  · 后期,2010年以后,全球25%以上人口使用第三代移动通信系统,第四代移动通信设备开始进入市场,提供更高速率的多媒体业务。


  此市场发展预测也就是制定移动通信从第二代到第三代的演进策略的依据。而所谓的演进,就是考虑上述初期的情况和制定对策。

  本文所建议的演进过程可以分为如下两个阶段:

  第一阶段是在第二代网络中提供第三代移动通信业务。如对现有GSM网络,在它扩容时,使用TD-SCDMA的BSS(基站子系统),同时在用户集中地区,在现有GSM基站的站址增加TD-SCDMA基站。使用TD-SCDMA/GSM双频双模用户终端,这些初期的3G用户在TD-SCDMA基站覆盖区内,可以享受3G服务。在覆盖区域以外,则使用GSM工作。显然,此初期系统用户在享受3G服务时,只能在同一BSS的TD-SCDMA基站之间实现越区切换,而GSM网络的功能将不受影响。

  用此方式,可以用比简单地对GSM系统网络扩容更低的投入,不仅扩大了容量,在用户密集的地区为用户提供了移动通信服务,解决了频谱资源不足造成的容量问题。而且,还为最急需的地区提供了第三代移动通信的业务。同时,也为以后向第三代过渡打下了基础。

  到这一步,第三代移动通信的覆盖范围可能逐步达到城市一级,在大城市将有几十到上百个第三代的BTS,系统将支持不同BSS之间的自动越区切换。当然,还没有达到全国和全球覆盖,自动漫游还依靠GSM系统。

  第二阶段是过渡到第三代移动通信网络。到2004~2005年,第三代移动通信将进入高速成长期,各国、各营运商均将开始建设完整的第三代移动通信网络。我认为此网络将是基于全IP的网络。此时,可以由RNC通过Iu接口进入此全IP的核心网,也可能在基站(Node B)直接通过Iub接口进入此核心网。对在第一阶段中使用的设备来说,唯一需要升级更新的部分就是BSS软件升级,满足全IP核心网的要求。而网络中投资最大的部分:BTS已经在第一阶段建设了,只有对其接口进行软件升级,不增加硬件的投入。此时,网中不仅有TDD的基站,也将有FDD的基站,此3G网将是一个全国覆盖、国际漫游的完整的网络。从第二代到第三代的演进或过渡的过程将在上述基本上不大量增加新投资的过程中完成了。

5 小结

  根据以上分析,我们不难得到如下结论:

  (1)第三代移动通信标准(IMT_RSPC)是全世界各国十余年合作和艰苦工作的结晶,是现代通信技术发展的反映。而且,此标准也是在逐渐完善和更新的过程中。

  (2)至2001年中在3GPP完成的R'00中,最主要的是完成了全IP核心网和CDMA TDD模式的标准集成。这样,到全世界2002~2003开始建设第三代移动通信网络时,可以一步达到全IP网络;在主流CDMA标准中只有一个TDD标准。

  (3)在第三代移动通信技术中,TDD模式的技术在频谱灵活性、提供不对称业务和低价格等方面的优势已被国际上认可。在提供移动数据业务,特别是IP型业务方面的优势,使TDD模式的系统在城市及其郊区有巨大的竞争力。

  (4)我国提出的TD-SCDMA技术,原来作为一个完整的系统来设计,又采用了智能天线等先进技术,在技术上被公认有明显优势。而且,完全可以使用于高速移动的环境,并可能通过提高发射功率来增加小区半径,基本克服了TDD模式的缺点。根据此标准所开发的设备可以达到提供高频谱利用率、灵活和低成本的目标,在市场上将具有强的竞争能力。

  (5)在本世纪初期(2001~2004年),在第二代移动通信网中用户密集地区或要求数据和多媒体业务的地区(大中城市主要地区),依托第二代移动通信网开通第三代移动通信业务,主要是以TD-SCDMA的系统为主,使用双频双模终端,将会收到巨大的经济效益,是平稳地向第三代移动通信过渡的较好方式。


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关键词: 技术 传输 无线 IMT2000

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