四川优供科技--中兴TD网优手册之TD-SCDMA 基本原理

 

图 TD-SCDMA 标准演进趋势

　　移动通信的发展始于 20 世纪 20 年代在军事及某些特殊领域的使用，40 年代才逐步

向民用扩展，而最近 10 多年来才是移动通信真正蓬勃发展的时期，其发展过程大致可分为三个阶段：

　　第一代模拟移动通信系统始于 80 年代，到 90 年代出现了第二代数字移动通信系统

　　(2G)。第二代移动通信系统包括 GSM、IS95

等多个标准，其应用以话音业务为主，主要提供低速率以电路型为主的数据业务。第三代移动通信技术(3G，Third

　　Generation)的理论研究、技术开发和标准制定工作起始于 80 年代中期，国际电信联盟(ITU)从 1985

年开始研究未来公众陆地移动通信系统(FPLMTS)，后更名为国际移动通信 2000(IMT2000)。欧洲电信标准协会(ETSI)从 1987

年开始对此进行研究，并将该系统称为通用移动通信系统(UMTS)。

目前，第三代移动通信系统的框架已确定，将以卫星移动通信网与地面移动通信网相结合，形成一个对全球无缝覆盖的立体通信网络，满足城市和偏远地区不同密度用户的通信需求，支持话音、数据和多媒体业务，实现人类个人通信的理想。ITU

对第三代陆地移动通信系统的基本要求是：

　　² 业务数据速率：

　　ü 室内：2Mbps;

　　ü 手持机：384kbps;

　　ü 高速移动：FDD 方式 ¾ 144kbps，移动速度达到 500km/h;

TDD 方式 ¾ 144kbps，移动速度达到 120km/h;

　　² 业务质量：数据业务的误码率不超过 10-3 或 10-6(根据具体业务要求)，并可提供高速数据、低速图象、电视图象等数据传输业务;

² 兼容性：具有全球范围设计的高度兼容性，IMT2000 业务应与固定网络业务，无线接口具有高度的兼容性;

　　² 全球无缝覆盖：移动终端可以连接地面网和卫星网，使用方便;

　　² 移动终端：体积小、重量轻、具有全球漫游功能;

² 频率范围： 1992 年 WRC-92 确定了 IMT2000 的核心频段， 上行频段 ¾

　　1885~2025MHz ; 下 行 频 段 ¾ 2110~2200MHz ( 共 230MHz ) ， 其 中

1980~2010MHz 和 2170~2200MHz 用于卫星移动通信业务。2000 年 5 月 WRC

通 过 了 IMT2000 的 扩 展 频 谱 规 划 ( 806~969MHz ， 1710~1885MHz ，

　　2500~2690MHz)。

　　1999 年 11 月召开的国际电联芬兰会议确定了第三代移动通信无线接口技术标准，并于 2000 年 5 月举行的 ITU-R 2000

年全会上最终批准通过，此标准包括码分多址

　　( CDMA ) 和时分多址( TDMA ) 两大类五种技术。它们分别是： WCDMA 、

CDMA2000、CDMA TDD、UWC-136 和 EP-DECT。其中，前三种基于 CDMA

技术的为目前所公认的主流技术，它又分成频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两种方 式。TD-SCDMA 属 CDMA TDD 技术。

WCDMA 最早由欧洲和日本提出，其核心网基于演进的 GSM/GPRS 网络技术，空中接口采用直接序列扩频的宽带

CDMA。目前，这种方式得到欧洲、北美、亚太地区各

GSM 运营商和日本、韩国多数运营商的广泛支持，是第三代移动通信中最具竞争力的技术之一。3GPP WCDMA 技术的标准化工作十分规范，目前全球

3GPP R99 标准的商用化程度最高，全球绝大多数 3G 试验系统和设备研发都基于该技术标准规范。今后 3GPP R99 的发展方向将是基于全 IP

方式的的网络架构，并将演进为 R4、R5 两个阶段的序列标准。2001 年 3 月的第一个 R4 版本初步确定了未来发展的框架，部分功能进一步增强，并启动部分全

IP 演进内容。R5 为全 IP 方式的第一个版本，其核心网的传输、控制和业务分离， IP 化将从核心网( CN) 逐步延伸到无线接入部分

　　(RAN)和终端(UE)。

CDMA2000 由北美最早提出， 其核心网采用演进的 IS-95 CDMA 核心网( ANSI-

　　41)，能与现有的 IS-95 CDMA 向后兼容。CDMA 技术得到 IS-95 CDMA 运营商的支持，主要分布在北美和亚太地区。其无线单载波

CDMA2000 1x 采用与 IS-95 相同的

　　带宽，容量提高了一倍，第一阶段支持 144kbps 业务速率，第二阶段支持 614kbps，

3GPP2 已完成这部分的标准化工作。目前增强型单载波 CDMA2000 1x EV 在技术发展中较受重视，极具商用潜力。

　　CDMA TDD 包括欧洲的 UTRAN TDD 和我国提出的 TD-SCDMA 技术。在 IMT2000 中，TDD

拥有自己独立的频谱(1785~1805MHz)，并部分采用了智能天线或上行同步技术，适合高速、不对称数据业务。2001 年 3 月，3GPP 通过 R4

版本，由我国提出的 TD-SCDMA 被接纳为正式标准，目前产业态势良好，极具发展潜力。

当前，TD-SCDMA 标准在国内 CCSA 已经完成第一版(N 频点)TD-SCDMA 通信行业标准(23 项)的正式发布工作(2006

年初)，主要涉及无线接口、Iu 接口、Iub 接口、Iur 接口(暂未制订)、无线接入网、终端等技术规范等领域，这些规范均以3GPP

R4(2003/03)版本为技术标准参考文件。

一、《2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网 无线接入网络设备技术要求》 YD/T 1365-2006 ;

　　二、《2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网 无线接入网络设备测试方法》 YD/T 1366-2006

三、《2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网 终端设备技术要求》 YD/T 1367- 2006

　　四、《2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网 终端设备测试方法 第一部分：基本功能、业务和性能测试》YD/T 1368.1-2006

五、《2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网 终端设备测试方法 第二部分：网络兼容性测试》YD/T 1368.2-2006

　　六、《2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网 Iub 接口技术要求 第一部分：总则》

YD/T 1369.1-2006

　　七、《2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网 Iub 接口技术要求 第二部分：层一》

　　YD/T 1369.2-2006

八、《2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网 Iub 接口技术要求 第三部分：信令传输》 YD/T 1369.3-2006

九、《2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网 Iub 接口技术要求 第四部分：NBAP 信令》 YD/T 1369.4-2006

　　十、《2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网 Iub 接口技术要求 第五部分：公共传输信道数据流的数据传输和传输信令》YD/T

1369.5-2006

十一、《2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网 Iub 接口技术要求 第六部分：公共传输信道数据流的用户平面协议》 YD/T

1369.6-2006

十二、《2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网 Iub 接口技术要求 第七部分：专用传输信道数据流的数据传输和传输信令》YD/T

1369.7-2006

十三、《2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网 Iub 接口技术要求 第八部分：专用传输信道数据流的用户平面协议》 YD/T

1369.8-2006

　　十四、《2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网 Iub 接口测试方法》 YD/T 1370- 2006

十五、《2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网 Uu 接口物理层技术要求 第一部分：总则》 YD/T 1371.1-2006

十六、《2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网 Uu 接口物理层技术要求 第二部分：物理信道和传输信道到物理信道的映射》YD/T

1371.2-2006

　　十七、《2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网 Uu 接口物理层技术要求 第三部分：复用和信道编码》 YD/T 1371.3-2006

十八、《2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网 Uu 接口物理层技术要求 第四部分：扩频和调制》 YD/T 1371.4-2006

十九、《2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网 Uu 接口物理层技术要求 第五部分：物理层过程》 YD/T 1371.5-2006

　　二十、《2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网 Uu 接口物理层技术要求 第六部分：物理层测量》 YD/T 1371.6-2006

二十一、《2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网 Uu 接口层 2 技术要求 第一部分：MAC 协议》 YD/T

1372.1-2006

二十二、《2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网 Uu 接口层 2 技术要求 第二部分：RLC 协议》 YD/T

1372.2-2006

　　二十三、《2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网 Uu 接口 RRC 层技术要求》

　　YD/T 1373-2006

N 频点行标主要是在 3GPP 标准的基础上引入了 N 频点的概念，N 频点组网可以有效地降低同频组网中 TS0 和 DwPTS

时隙间的干扰问题。近期，各 TD-SCDMA 系统、终端厂商结合前期各自在研发及外场测试过程中所遇到的一些实际问题(如兼容性、干扰等)，重新在 TD-SCDMA

产业联盟标准组内部，对已经颁布的第一版行标进行了小范围的局部修订。根据标准化协会及 TD

专家组的意见，计划在第二版行标制订完成时一次性地引入这些修订内容，同时目前正在进行中的设备研发及外场测试也将提前考虑这些修订。第一版行标所涉及的修订内容主要包括：

⑴ RRC 版本的兼容性问题。由于国内第一版 TD 行标所基于的是 3GPP TS 25.331

　　V490 版本，但之后 3GPP RRC R4 协议仍有部分修改，直至 2005 年 3 月，3GPP

才最终将 R4 标准定稿为 V4h0 版本，随后的 R5 协议的改进对于 R4 部分的继承也将只考虑到 R4 V4h0 的情形。然而，CCSA 的

TD 行业标准是在 V490 基础上引入 N 频点概念后的产物，这样就造成了 3GPP RRC 协议后续的 ASN.1 修改与 N 频点技术引入的 ASN.1

修改发生了冲突。为了解决该冲突，同时也为了保持与 3GPP 协议的完全兼容，经 TD 联盟内所有厂家标准人员的充分讨论，决定对第一版行标 RRC 协议的

ASN.1 部分进行修订，由 V490 统一升级到

V4h0。版本的修改对系统性能不会带来任何影响，但需要系统和终端同时升级，升级后的系统不能兼容升级前的终端。

⑵ 同频异频测量问题。由于 3GPP 的 LCR TDD 系统是单载波系统，CCSA 在引入

　　N 频点概念之后，由于载波与小区之间的关系发生了变化，使得原先 3GPP 中根据小区定义的“Intra/Inter”关系及其相关的测量量与单载波

TD-SCDMA 系统中的相应概念有一定的差异。这样，需要在协议中明确：① N 频点系统中的测量小区定义;

② 测量过程中的测量参照频率。并由此考虑测量控制过程中相关控制消息的配置， 包括系统信息块 SIB11/12 和 Measurement

Control 消息的配置及其处理方法。

　　⑶ UpPTS Shifting 问题。由于在外场测试过程中，系统厂商发现 TD

系统的下行导频对上行导频将产生严重的干扰，并由此引发一场关于如何解决下行对上行干扰抑制的内部讨论。其间，各厂家讨论过 DwPTS 隔帧发送、隔 4

帧发送、Half-blanking、辅载波接入等方案，但由于这些方案对于终端的影响都比较大，考虑到 3G

牌照发放在即，外场测试也不允许标准再做过大的修改，最终采纳了 UpPTS Shifting 的方案，即 UpPCH 可配置在上行业务时隙，同时采用 2 比特指示

UpPCH 位置的方法。信息产业部要求各厂家在 2006 年 10 月底前完成上述协议修订的所有测试工作。

　　在 TD-SCDMA 第二版行标制订方面，CCSA 目前正在抓紧制订和考虑 TD-SCDMA

标准的演进策略。提供高速的数据传输能力是下一阶段演进的关键所在，目前首先考虑的是下行速率的增强， 方法是基于 MAC 层分流的多载波 HSDPA

方案。TD-

SCDMA 第二版行标目前处于送审阶段，估计将于 2006 年 10 月完成报批稿，其现状如下：

　　² 不断完善的《多载波 HSDPA 技术报告》;

　　² 多载波 HSDPA 接口技术要求的征求意见稿及送审稿：包括《Uu 接口技术要求物理层技术规范》，《TD-SCDMA Uu 接口层

2(HSDPA)技术要求：MAC》，

　　《TD-SCDMA Uu 接口层 2(HSDPA) 技术要求： RLC 》， ， 《TD-SCDMA HSDPA Uu 接口技术要求层 3

技术要求》，《TD-SCDMA HSDAP Iub 技术要求》。