3. 第三代移动通信TD－SCDMA系统主要设备和技术介绍.1 TD－SCDMA标准的提出与形成.2 TD－SCDMA系统概述.2.1 TD-SCDMA系统主要技术性能概括地讲，TD－SCDMA系统的主要技术性能有：1. 工作频率： 2010～2025MHz2. 载波带宽： 1.6MHz3. 占用带宽： 5MHz (容纳三个载波，即1.6MHz×3)4. 每载波码片速率： 1.28Mcps5. 扩频方式： DS , SF=1/2/4/8/166. 调制方式： QPSK7. 帧结构：超帧720ms, 无线帧10ms8. 子帧： 5ms9. 时隙数： 710. 支持的业务种类：* 高质量的话音通信* 电路交换数据 (与当前GSM网络9.6Kbps兼容)* 分组交换数据（9.6~384Kbps，以后达到2Mbps）* 多媒体业务* 短消息11. 每载波支持对称业务容量：每时隙话音信道数：16 （8Kbps话音，双向信道，同时工作；也可以用两个信道支持13Kbps话音)每载波话音信道数：16×3＝48 （对称业务）频谱利用率： 25Erl./MHz12. 每载波支持非对称业务容量：每时隙总传输速率：281.6Kbps (数据业务)每载波总传输速率：1.971Mbps频谱利用率： 1.232Mbps/MHz13. 基站覆盖范围：在人口密集市区： 3~5Km (根据电波传播环境条件决定)在城市郊区；适当调整时隙结构可达到10～20Km (与FDD制式相同)14. 通信终端移动速度：基于智能天线和联合检测的高性能数字信号处理技术，经过仿真，通信终端的移动速度可以达到250km/h。
15.具有良好的系统兼容性:* 支持与GSM/MAP、CDMA/IS-41核心网的连接* 支持与GSM系统间的切换及漫游* 具有与WCDMA(FDD 或TDD)相同的高层信令及网络结构* 支持核心网向全IP方向发展3.2.2 TD－SCDMA主要技术特点及优势根据ITM－2000的技术规范，为满足ITU规定的第三代移动通信的基本要求我们在TD－SCDMA系统中使用了许多国际上最新的先进技术，达到最大的系统容量、最高的频谱利用率、最强的抗干扰能力和最好的性能价格比，以适应以后发展的非对称数据业务、宽带多媒体和话音业务的需要。
从而使TD－SCDMA系统与其它3G标准相比较，无论在技术和市场方面具有较强的竞争优势。
3.2.2.1 TD-SCDMA系统采用的先进技术归纳起来，TD－SCDMA系统的先进技术主要有以下几个方面：智能天线（Smart Antenna）智能天线是由一个天线阵、一组相关射频收发信机和先进的基带数字信号处理算法所组成。
采用波束成形技术，为每一条码道提供一个天线波束。
其优点：* 提高接收灵敏度* 降低系统内部的干扰* 增加系统容量* 降低发射功率* 克服多径干扰联合检测（Joint Detection）将一个时隙中传输的多个用户信号与多径信号一起处理，精确地解调出各个用户信号，较好地解决了码间干扰和用户干扰问题。
TD-SCDMA综合使用联合检测和智能天线技术，以达到系统性能最佳。
接力切换（Baton Handover）TD-SCDMA系统可以获得移动台用户的位置信息，准确地将移动台切换到新的小区，实现无缝切换功能，避免了软切换中宏分集所占用的大量无线资源及频繁的切换，大大提高了系统容量和效率。
同步CDMA（Synchronous CDMA）同步CDMA要求上行信道信号必须同步，网络控制移动台动态调整发往基站的发射时间，使上行信号到达时间保持同步，保证上行信道不相关，降低码间干扰。
从而提高了系统容量，降低了接收机的复杂度。
低码片速率（Low Chiprate）* 采用1.28MHz码片速率，是UTRA/TDD码片速率的1/3，有利于和UTRA/TDD系统兼容。
* 硬件容易实现，降低成本。
* 单个载波占用1.6MHz带宽，带宽窄便于灵活安排。
利用以后将要空置出的第二代频谱开展第三代业务，能够有效地利用频谱资源。
* 在5MHz频带内可安排三个载波，用DCA方式保证各个邻近小区可提供不同的非对称业务。
多时隙TD-SCDMA (Many Timelots TD-SCDMA)按照上、下行链路所要传输的数据量和干扰最小的原则，动态按需分配时隙，便于传输不对称业务，有效利用信道资源。
可变扩频系数TD-SCDMA (Spread spectrum of variable coefficient) TD-SCDMA系统遵循IMT2000 RTT 中CDMA的规范，采用直接扩频CDMA，根据传输信号速率的变化，扩频系数可以为1、2、4、8和16。
自适应功率调整（Adaptable Power Control）TD-SCDMA系统的上、下行链路采用了功能完善的功率调整（开环和闭环）技术，能有效地将干扰信号限制在最小范围之内，显著地提高系统容量。
由于在TDD模式中上、下行链路工作在同一频点，使开环功率控制具有较好的性能和效果，也为智能天线技术带来了方便。
3.2.2.2 TD-SCDMA系统与FDD相比较的主要优势由于TD－SCDMA系统使用了以上诸多的国际先进技术，使其性能优势全方位的得以体现。
概括地讲，主要有：完全遵循IMT2000 RTT中CDMA TDD模式的标准提供3G系统所要求的8Kbps~2Mbps的各种业务频谱利用率高，是GSM的10倍以上采用TDD模式，不需要成对频率就能组网，频点配置灵活，可以使用各种不同的频带非常适合于支持对称与非对称数据及IP业务，可灵活配置上、下行时隙切换点，系统容量大，是FDD的2倍以上系统抗干扰能力强，小区间以及小区内干扰小，适合于在大、中城市的市中心（覆盖半径3～5K m）和郊区使用(覆盖半径与FDD相同)，尤其适合于大、中城市及人口密集地区传输IP等不对称业务通信终端的移动速度可达250K m /h既符合与IP核心网最终构成全IP的3G网络，也适合于当前从GSM向3G系统平滑过渡的演进方案经济性能好，基站设备费用（按每个用户计算）比GSM低20～50％，比其它3G FDD的基站低20～30％。
一个用户，多码传输信道动态分配具有最大的容量体积比，一个仅占1/3标准机架的TD-SCDMA基站设备提供的容量，相当于两个标准机架的GSM 基站设备的容量采用软件无线电技术，方便用户业务升级低功耗 ,同等距离下最小的发射功率。
符合国家环保要求。
组网灵活，按照用户实际需要和容量大小，可以提供各种类型基站* 单扇区，单载波基站：即最简单的基站，支持1.6MHz的单载波，提供一个全向或扇区覆盖。
* 单扇区，3载波基站：支持3个1.6MHz载波，用5MHz带宽提供全向或单扇区覆盖。
* 3扇区，3载波基站：这是最大容量的基站，使用3个120。
的扇区天线，在每个扇区提供3个1.6MHz载波，占用5MHz带宽，可供上万个手持机使用。
具有良好的系统兼容性:* 支持与GSM/MAP、CDMA/IS-41核心网的连接* 支持与GSM系统间的切换及漫游* 具有与WCDMA(FDD 或TDD)相同的高层信令及网络结构* 支持核心网向全IP方向发展.3 TD－SCDMA系统结构作为一个完整第三代移动通信IMT-2000的标准由主要两个部分构成（见图3.1）：核心网络(CN)和无线接入网(RAN)。
从最近的发展趁势和研究情况表明，3G的核心网络最终将是IP网。
有关IP核心网标准的最后确定可能在2002年。
所以目前主要考虑IMT-2000 RTT标准，也就是所谓的无线接入网（RAN 或RNS-Radio Network Subsystems）。
它由无线网络管理控制器(RNC)、无线基站子系统(Node B)和用户终端(UE)所构成。
在无线接入网中主要有Iu系列标准接口和Un 系列标准接口。
由于IP技术的快速发展，Iu 系列标准接口的定义将在2001年底左右确定。
因此,当前主要讨论空间接口Uu 。
图 3‑1 3GPP UTRA 网络结构3.3.1 TD－SCDMA的空间接口UuTD－SCDMA空间接口的基本结构和3GPP提出的结构完全相同（详细见图3.2）。
它是一个标准的三层结构，由物理层、链路层和无线资源控制层所组成。
在TD－SCDMA系统中，此Uu接口的第二和第三层是3GPP和CWTS融合后的标准，它既能支持3GPP的FDD和TDD系统，也能支持TD-SCDMA系统。
图3.2 TD-SCDMA空间接口的结构示意图..2 TD-SCDMA的帧结构帧结构是决定物理层很多参数和程序的基础。
TD-SCDMA的物理信道为4层结构：超帧、无线帧、子帧和时隙，如图3 .3所示。
一个超帧长720ms，由72个无线帧组成，每个无线帧长10ms（TD－SCDMA和W－CDMA TDD都是以10ms作为一个无线帧）。
对于TD－SCDMA系统，由于采用了智能天线而对其帧结构必须进行优化调整，为了随时(每5ms)掌握用户的位置，进一步将每个无线帧分为两个5ms的子帧，从而缩短了每一次上下行周期的时间，尽快地完成对用户的定位(而W－CDMA TDD 为了与FDD系统兼容，将每个无线帧分成15个相同的时隙，与FDD相同)。
从图中看出，将每一个子帧再细分为7个业务时隙(TSo~TS6)和一个隔离时隙(包括下行导引时隙DwPTS、上行导引时隙UpPTS和保护时隙GP)。
切换点(Switching Point)是上、下行时隙之间的分界点，通过切换点的变动可以调整上下行时隙的数量比例，以适应传输各种业务(对称与不对称)的需要。
其中TS0必须是下行时隙。
它与隔离时隙之间有一个切换点，为规定切换点。
而TS1在一般情况下是上行时隙。
随着TD－SCDMA 与W－CDMA TDD之间干扰分析研究的进一步深入，该时隙在遇到干扰时有可能停止发射，而由下一个时隙(即TS2)承担数据发射。
时隙TS2～TS6既可以是上行时隙，也可以是下行时隙，根据所传输的业务(对称与不对称)种类来决定。
中间由一个可变动的切换点将上、下行时隙隔开。
需要说明的是，如果是全部用来传输对称的话音业务，则要占用一个业务时隙传输信令信息。
还应该注意，当多小区共址时需要保证相同的收发切换点，即各个小区业务的对称性必须一致。
关于TD－SCDMA帧结构中的主时隙和DwPTS、UpPTS、GP的长度，以及它们之间的保护时间，详细参见图3.3。
对于TD－SCDMA，由于采用智能天线进行波束赋型的需要，在每一个子帧里都设有专门用于上行同步的UpPTS和用于小区搜索的DwPTS。
关于UpPTS和DwPTS的结构见图3.3。
其中DwPTS包括32chip的GP和64chip的SYNC。