TD-SCDMA(Time Division Synchronous Code Division Multiple Ac-cess,时分同步码分多址)是ITU批准的3个主要3G标准之一,相比较于另外主要两个标准(WCDMA和cdma2000),它的起步比较晚。1998年原邮电部电信科学研究院向ITU提出TD-SCDMA标准,经过多年的发展,已经完全融入到3GPP家族中,被国际上广泛接受和认可。
TD-SCDMA是FDMA、TDMA和CDMA3种多址方式的灵活组合,采用时分双工(TDD)方式和智能天线,具有系统容量大、频谱效率高等特点。TD-SCDMA的主要参数见表2-2。TD-SCDMA是我国第一个拥有自主知识产权的通信标准,在我国通信发展史上具有里程碑的意义,极大地提高了我国在移动通信领域的水平。
表2-2 TD-SCDMA的主要参数[15,16]
为了达到第三代移动通信系统的目标和要求,TD-SCDMA系统采用了以下技术:同步CDMA、智能天线、软件无线电、多用户检测(包括联合检测和干扰抵消)、Turbo编译码等技术。
1.同步CDMA技术
所谓同步CDMA是指来自每个用户终端的上行信号在到达基站系统天线口或解调器时是完全同步的。这样使用正交扩频码的各个码道在解扩时就可以完全正交,相互间不致产生多址干扰,大大提高了CDMA系统的实际容量。为实现同步CDMA,必须解决同步的检测、建立和保持等主要问题,这也是本系统的关键技术之一。由于个人移动通信系统的特点是终端位置的随机性,终端在通信进行过程中,由于用户位置的变化,电波在基站和终端之间的传播时间也在不断变化,这就要求终端不断地调整其信号发射的时间点,来保证各个终端的信号到达基站的时间是同步的。特别是,在城市复杂环境情况下,由于多径传播的影响,同步的保持是提高系统性能的关键技术。
2.智能天线
智能天线技术是雷达系统自适应天线阵在通信系统中的新应用。智能天线系统由一个多天线阵、相干接收机和高级数字信号处理算法组成。与仅有一个固定波束的传统天线比较,智能天线能有效地形成多束缚型,每一个波束指向一个特定的用户且能自适应地跟踪任何移动用户。如此特点使得在接收侧实现了空间选择性分集,提高了接收灵敏度,减少了不同位置的同道用户的同道干扰,抵消了多径衰落并增加了上行容量。在发送侧,智能的空间选择波束成形传送降低了输出功率要求,减少了同道干扰并提高了下行容量,从而提高了系统容量。(www.xing528.com)
使用智能天线,能够以较低的代价换得天线覆盖范围、系统容量、业务质量、抗阻塞和抗掉话性能的提高,同时可以消除干扰、降低系统成本。
3.软件无线电
软件无线电的原理是将宽带高速A-D、D-A转换器尽可能地靠近天线处,从而以软件方式来代替硬件,实施信号处理。3G是一个多无线接入技术共存的系统,不可能有统一的网络技术标准和空中接口标准,而需要的是制定统一的网络接口标准和互通方案。软件无线电技术是利用统一的硬件平台,使用不同的软件,来适应不同的工作模式。
4.联合检测
在TD-SCDMA系统中,基站和用户都是采用多用户联合检测技术来消除小区内多址干扰(MAI)和符号间干扰(ISI)的。多用户检测包括联合检测(joint detection)和干扰抵消(IC):联合检测(joint detection)其基本思想是利用所有用户的相关先验信息,将所有用户的信号分离出来;干扰抵消(IC)其基本思想是判决反馈,即从总信号中解调和判决出部分用户数据,并重构出这些数据的对应信号,再从总信号中减去重构信号,从而抵消这些干扰信号的影响,这个过程经过多次反复,直到满足要求为止。
5.Turbo编译码
Turbo码在低信噪比条件下传输,表现出接近Shannon的极限性能,即在保证一定的误码率和工作频率带宽的情况下,可以在较低的信噪比条件下传输信号,保证系统容量。Turbo码采用软输出迭代译码算法,充分利用译码输出的软信息,同时通过改变码的重量分布和控制距离,提高了Turbo码的抗突发错误能力和整体纠错能力。
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