TD-SCDMA技术研究.doc

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1、TD-SCDMA技术研究 TD-SCDMA技术研究目录摘要：4Abstract:41 引言42 TD-SCDMA的起源和发展现状。62.1 TD-SCDMA技术的起源62.2 TD-SCDMA技术的发展趋势63 TD-SCDMA关键技术73.1 TD-SCDMA技术简介73.2 TD-SCDMA技术概要73.3 智能天线83.4 联合检测134 TD-SCDMA的主要应用和发展趋势144.1 TD-SCDMA技术的应用144.2 TD-SCDMA的发展趋势15致谢16参考文献16TD-SCDMA技术研究摘要：本文主要介绍TD-SCDMA的起源，实际应用以及发展的趋势。仔细阐述其中的相关技术，包

2、括智能天线，联合检测，网络规划等。关键词：TD-SCDMA 智能天线 联合检测 网络规划Abstract: This paper mainly introduces the origin of TD-SCDMA, the application and development trend. A detailed explanation of the relevant technology, including joint detection, smart antenna, network planning etc. Keywords: TD-SCDMA Smart Antenna Joint

3、detection Network planning1 引言通信系统是当下世界最浩大和最繁琐的系统工程之一。其投资巨大、包含范围广阔、技术组成复杂、有很多随机变量。3G”（ 3rd-generation）指的是可以快速数据传输的新一代移动通讯技术。显著表现是高速数据业务服务。3G已经与各网站相互结合，WAP与web的结合是可行的，如时下流行的各大网站：腾讯、新浪、搜狐等就已经与此应用有机结合。 3G是第三代移动通信网络，目前国内支持国际电联发布的三个标准，中国电信的CDMA2000，中国联通的WCDMA，中国移动的TD-SCDMA，国内把CDMA技术定为3G的标准技术，国际电联发布三个标准：美

4、国的CDMA2000，欧洲的WCDMA，中国的TD-SCDMA。 2 TD-SCDMA的起源和发展现状。2.1 TD-SCDMA技术的起源1998年1月，关于候选技术提交和中国确定3G候选技术策略的香山会议召开。会议上来自全各地专家分别介绍了各自在3G技术研究方面的进展，其中包括提出TD-SCDMA技术的邮电部电信科学技术研究院（大唐）。2000年5月，TD-SCDMA被ITU确定为3G移动通信系统的标准之一。2.2 TD-SCDMA技术的发展趋势从全球来看 ,3G应用是一个过度的产物。但就目前而言，许多发达国家陆续做了相关系统的试验（包括UMTS和CDMA2000） ,并已发放了一批3G运营

5、牌照。我们国家着力于发展大唐提出来的TD-SCDMA标准，在华为、中兴、大唐三大运营商和中国移动的公司的努力下，国内的3G网络已经全面建成，正式步入3G时代。3 TD-SCDMA关键技术3.1 TD-SCDMA技术概述TD-SCDMA是中国自主的3G通信标准，从提交ITU(国际电联)到正式确立为国际标准，历时十年，经过专家评估，3GPP融合等一系列努力，TDSCDMA3标准终于成为第一个以我国自主知识产权为主，被国际社会认可的3G标准。这成为我国电信史的丰碑。3.2 TD-SCDMA主要技术分析时分-同步码分多址的存储取用，是ITU确定的3G标准之一。这个标准是中国自主的3G标准。原本是西门子

6、提出，由于商业关系，大唐电信买入了相关专利，添加进3G标准时，工信部官员要求爱立信，诺基亚等给予支持。这个标准把智能天线、同步CDMA以及SDR这些技术融会贯通。此外，为抢占中国市场，各大电信设备商非常重视该标准。TD-SCDMA在频谱利用率方面、业务灵活性方面、频率灵活性方面及这些领域有独到之处。 TD-SCDMA采用的是时分双工，上行和下行信号通道特征大致统一，因而，基站估算上行和下行信号通道特征较简单。还有，TD-SCDMA独特的智能天线技术优势明显，这能够降低客户间干扰，达到提高频谱利用率的目的。 TD-SCDMA还能够方便配置上下行时隙的配比而调节上下行的传输速率的比例，网络业务中上

7、行数据较下行数据少的情形较适合。通常的，因为TD-SCDMA智能天线以及CDMA同步技术的应用，能更好降低系统的难度，因而达到降低成本的目的。 然而，因时分双工本身存在缺陷，TD-SCDMA终端的移动速度以及基站覆盖范围等较于频分双工模式相对落后。 3.3 智能天线图3.1 智能天线发信的工作原理图图3.2 智能天线智能天线是安装在基站现场的一种双向天线，智能天线技术主要有两个方面。转换波束以及自动适应处理三围数字技术。图3.3 智能天线工作原理图3.3.1波束转换天线 波束转换天线拥有规定多少的、固定的、初始定义的方向图，使用阵列天线相应技术在相同信号通道道中应用几个波束一起为不同客户发射异

8、样的信号，其会在几个初始定义的、固定波束里随机使用一个。 为了确保波束转换天线可以同时使用相同信道的不同客户之间无串话，对于基站，要求天线阵形成不同波束发射给各个客户。 波束的发射方向不可能变动，宽度会因为天线阵元数改变而改变。对不同客户，基站使用不同的波束对应，达到信号强度最大的目的。3.3.2改善系统性能 智能天线技术能够提升3G系统的用户数量和网络服务品质，对于TD-TDMA系统而言，能够提升C/I指标。相关报到指出，使用6个20度天线替换以往的120度天线，可使C/I提升6dB，服务品质得到有效提高。3.3.3提高频谱利用效率移动通信发展中容量以及频谱利用率是需要解决的根本性问题。智能

9、天线使用空分多址，把基站天线收发的方向角限制在一个范围，使得空间资源的交叠，干扰都达到最小化，达到更好利用无线资源的目的。图3.4智能天线接收器智能天线的发展方向是可以允许任一无线信道与任一波束配对，这样就可按需分配信道，保证呼叫阻塞严重的地区获得较多信道资源，等效于增加了此类地区的无线网容量。采用智能天线是解决稠密市区容量难题既经济又高效的方案，可在不影响通话质量的情况下，将基站配置成全向连接，大幅度提高基站容量。 智能天线（smart antenna）基于自适应天线阵列原理，利用天线阵波束成形技术，使天线阵的波束指向能跟踪期望信号的天线。智能天线应具有感知存在的干扰并自动抑制干扰影响的能力

10、，同时，还具有增强期望信号的能力。3.4 联合检测联合检测是多用户检测的一种。CDMA系统中多个用户的信号在时域和频域上混叠，接收时需要在数字域上用一定的信号分离方法把各个用户信号分开。 传统的检测技术完全按照经典直接序列扩频理论对每个用户的信号分别进行扩频码匹配处理，其接收端用一个和发送地址码（波形）相匹配的匹配滤波器（相关器）来实现信号分离，在相关器后直接解调判决。如果匹配滤波采用的是结合了信道响应的相关波形，相当于是RAKE接收机，实现了利用多径响应的作用。这种方法只有在理想正交的情况下，才能完全消除多址干扰的影响，对于非理想正交的情况，必然会产生多址干扰，从而引起误码率的提高。TD-S

11、CDMA系统中采用的联合检测技术是在传统检测技术的基础上，充分利用造成MAI干扰的所有用户信号及其多径的先验信息，把用户信号的分离当作一个统一的相互关联的联合检测过程来完成，从而具有优良的抗干扰性能，降低了系统对功率控制精度的要求，因此可以更加有效地利用上行链路频谱资源，显著地提高系统容量。 联合检测的目的就是根据上式中的和e估计出用户发送的原始信号。A由所有用户的扩谱码以及信道冲激响应决定，因此联合检测算法的前提是能得到所有用户的扩谱码和信道冲激响应。TD-SCDMA系统中在帧结构中设置了用来进行信道估计的训练序列Midamble，根据接收到的训练序列部分信号和我们已知的训练序列就可以估算出

12、信道冲激响应，而扩谱码也是确知的，那么我们就可以达到估计用户原始信号d的目的。 联合检测算法的具体实现方法有多种，大致分为非线性算法、线性算法和判决反馈算法等三大类。根据目前的情况，在TD-SCDMA系统中采用了线性算法中的一种，即迫零线性块均衡法。 随着算法和相应基带处理器处理能力的不断提高，联合检测技术的优势也会越来越显著。经过大量的仿真计算和实际的现场实验，我们发现使用联合检测技术可以为系统带来了以下好处： 降低干扰。联合检测技术的使用可以降低甚至完全消除MAI干扰。 扩大容量。联合检测技术充分利用了MAI的所有用户信息，使得在相同RAWBER的前提下，所需的接收信号SNR可以大大降低，

13、这样就大大提高了接收机性能并增加了系统容量。 削弱“远近效应”的影响。由于联合检测技术能完全消除MAI干扰，因此产生的噪声量将与干扰信号的接收功率无关，从而大大减少“远近效应”对信号接收的影响。 降低功控的要求。由于联合检测技术可以削弱“远近效应”的影响，从而降低对功控模块的要求，简化功率控制系统的设计。通过检测，功率控制的复杂性可降低到类似于的常规无线移动系统的水平。4 TD-SCDMA的主要应用和发展趋势4.1 TD-SCDMA技术的应用4.1.1 视频通话业务可视电话业务是一种集图像、语音于一体的多媒体通信业务，可以实现人们像面对面一样的实时沟通，即通话双方在通话过程中能够互相看到对方场

14、景。4.1.2 PS业务（手机上网）TD网络的上网方式支持TD-CMWAP与TD-CMNET两种，与现在的GPRS分类是一样的。其实TD-CMWAP的意义并不大，现在的GPRS/EDGE上网已经能够满足WAP网站的浏览要求，无需用到速度更快的TD网络，因此TD网络的最大卖点在于TD-CMNET。 TD上网速度非常快，感觉就像当年的56K MODEM升级到ADSL宽带，体验马上提升几个档次，很有点“掌上宽带”的味道。打开网页只需3、4秒的读取时间便能打开头部，感觉手机处理速度已经跟不上网页下载速度。从数据上看，TD网络的下行数据业务速率单载波384Kbps，值得期待的是，TD-HSDPA 3.5

15、G网络也已经开始试验，就等正式投入使用的那一天了4.1.3 手机流媒体业务利用TD手机可以流畅地观看电视和视频流媒体节目，切换频道的速度相当快，大约3秒左右就能完成频道切换，而且画面非常流畅，与家里收看电视节目的效果一样，通过扬声器外放的声音也很清晰。 不仅如此，TD手机还能进行远程监控，这个功能可以应用到很多实际层面，例如到移动营业厅或银行办理业务，可以通过TD手机查看人流状况；又例如，通过TD手机可以查看主要交通道路的实时状况，知道走哪条路会比较快捷展望开来，以后的TD手机说不定能监控家庭的状况，随时查看家居情况；或者通过手机控制家里的电脑和家电，让生活更加便捷轻松；甚至，奥运期间还能查看

16、各个奥运场馆的入场状况、停车位情况等等，未生活带来无限便利。4.2 TD-SCDMA的发展趋势TD-SCDMA的标准文件最终由中国无线通信标准组（CWTS）修改完成，经原国家邮电部批准，于1998年6月提交到ITU和相关国际标准组织。1999年11月，ITU赫尔辛基会议上TD-SCDMA被接纳为3G主流标准之一。 中国对3G制式的选择将会影响全球所有的移动设备供应商，尤其是对TD-SCDMA如何选择非常关键。图4.1 2G向3G演进内容来完成自己论文。这是一次难得的锻炼机会，使我学到了很多书本以外的知识，而且还不仅仅是专业相关的知识，这种能力对我以后的学习、工作和生活都有着莫大的帮助。同时我还

17、学到了很多重要的专业知识，这是目前社会上新兴的技术。综上，通过这次论文的写作，使我在诸多方面的都受益非浅。致谢衷心感谢在论文写作过程中给与我帮助的老师和同学，没有你们的大力支持，我不可能顺利地完成论文的撰写，是你们无私的帮助让我得意顺利完成，也在过程中学到了更多的人生哲理。参考文献1. 中兴通讯股份有限公司. TD-SCDMA无线系统原理与实现. 北京:人民邮电出版社，20072. 杜庆波，罗文茂.3G与基站工程. 北京：人民邮电出版社，20083. 赵绍刚. TD-SCDMA网络部署、运营与优化实践. 北京：电子工业出版社，20104. 许宏敏. TD-SCDMA无线网络优化原理及方法. 北京：人民邮电出版社，2009忽略此处.