2022年第三代移动通信TD-SCDMA简介 .pdf

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1、 移 动 通 信 课 程 读 书 报 告 2012 年 5月 15 日论文题目：第三代移动通信 TD-SCDMA 简介学院：电子工程年级：2009 专业：通信工程姓名：刘小龙学号：20095413 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 10 页 -目录第一章 第三代移动通信 TD-SCDMA.11.1 第三代移动通信发展及现状.11.2 第三代移动通信TD-SCDMA.2第二章 TD-SCDMA 移动通信技术 .32.1 TD-SCDMA技术特点 .32.2 TD-SCDMA在 3G中的关键技术 .42.2.1 TD-SCDMA使用智能天线的优势 .5名师资料总结-精品

2、资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 10 页 -读书报告题目（五号楷体居中书写）1 第一章 第三代移动通信 TD-SCDMA 移动通信经历过第一代和第二代的发展过程，特别是在 GSM 和窄带 CDMA 第二代移动通信时期，已经实现了全世界漫游，用户数量急剧膨胀。同时也暴露出了一些的问题，主要有：系统容量仍然比较小、频谱利用率不高、抗干扰能力较差、不适合于传输高速数据及多媒体业务等。随着信息时代的发展，移动IP、宽带数据和多媒体业务的比例在迅速增加，而第二代移动通信的缺点和局限性日益显现出来。所以，市场和技术驱动促使人们探索和研究新的通信系统，这就是第三代移动通信，即3G 系统。本书所介

3、绍的是TD-SCDMA 第三代移动通信系统,是我国提出的并得到ITU 批准的三大主流标准之一。1.1 移动通信的发展及现状移动通信技术应用和发展二十多年来，已经历了从模拟技术到数字技术的变革，从第一代移动通信系统（1G）采用的频分多址（FDMA）模拟调制方式，到第二代移动通信系统（2G）蜂窝系统采用的时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）的数字调制方式，再到现在以 CDMA 为基础的第三代移动通信系统。第三代移动通信系统是能够满足国际电联IMT-2000/FPLMTS 系统标准的新一代移动通信系统，要求具有很好的网络兼容性，能够实现全球范围内多个不同系统之间的漫游，提供无线宽带业务和实现全

4、球无缝覆盖等新业务。根据 ITU 的标准，世界各大电信公司（联盟）均已提出了自己的第三代移动通信系统解决方案，由于第三代移动通信系统标准必然会影响各国在第二代移动通信系统方面的利益，各利益集团都希望未来的3G 系统能够与自己原来的系统相兼容，故提出了各自的 3G 系统方案，如北美的CDMA2000 系统、欧洲的 WCDMA 系统以及我国具有自主知识产权的 TD-SCDMA 系统等。从技术角度来看，虽然这些方案不甚相同，但是在采用宽带码分多址(CDMA)技术方面已经达成共识。目前，我国第三代移动通信系统即将进行商用，在 3 种国际标准 TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000 中，由于 T

5、D-SCDMA 是我国自己研发的标准，得到了国家和运营商的大力支持，因此TD-SCDMA 必然会在我国的移动通信市场中有很大的比重。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 10 页 -读书报告题目（五号楷体居中书写）2 1.2 第三代移动通信TD-SCDMA TD SCDMA 的中文含义为时分同步码分多址接入，该项通信技术也属于一种无线通信的技术标准，它是由中国第一次提出并在此无线传输技术（RTT）的基础上与国际合作，完成了 TD SCDMA 标准，成为 CDMA TDD 标准的一员的，这是中国移动通信界的一次创举，也是中国对第三代移动通信发展的贡献。在与欧洲、美国各自提

6、出的标准的竞争中，中国提出的TD-SCDMA 已正式成为全球标准之一，这标志着中国在移动通信领域已经进入世界领先之列。该方案的主要技术集中在大唐公司手中，它的设计参照了 TDD(时分双工)在不成对的频带上的时域模式。TDD模式是基于在无线信道时域里的周期地重复TDMA 帧结构实现的。这个帧结构被再分为几个时隙。在TDD模式下，可以方便地实现上/下行链路间地灵活切换。这一模式的突出的优势是，在上/下行链路间的时隙分配可以被一个灵活的转换点改变，以满足不同的要求。这样，运用 TD-SCDMA 这一技术，通过灵活地改变上/下行链路的转换点就可以实现所有 3G对称和非对称业务。合适的 TD-SCDMA

7、 时域操作模式可自行解决所有对称和非对称业务以及任何混合业务的上/下行链路资源分配的问题。TD SCDMA 的无线传输方案灵活地综合了FDMA，TDMA 和 CDMA 等基本传输方法。通过与联合检测相结合，它在传输容量方面表现非凡。通过引进智能天线，容量还可以进一步提高。智能天线凭借其定向性降低了小区间频率复用所产生的干扰，并通过更高的频率复用率来提供更高的话务量。基于高度的业务灵活性，TD SCDMA 无线网络可以通过无线网络控制器（RNC）连接到交换网络，如同三代移动通信中对电路和包交换业务所定义的那样。在最终的版本里，计划让 TD SCDMA 无线网络与 INTERNET 直接相连。TD

8、 SCDMA 所呈现的先进的移动无线系统是针对所有无线环境下对称和非对称的3G业务所设计的，它运行在不成对的射频频谱上。TD SCDMA 传输方向的时域自适应资源分配可取得独立于对称业务负载关系的频谱分配的最佳利用率。因此，TD SCDMA 通过最佳自适应资源的分配和最佳频谱效率，可支持速率从8kbps 到 2Mbps的语音、互联网等所有的3G业务。TD SCDMA 为 TDD模式，在应用范围内有其自身的特点：一是终端的移动速度受现有 DSP运算速度的限制只能做到240km/h；二是基站覆盖半径在15km以内时频谱利用率和系统容量可达最佳，在用户容量不是很大的区域，基站最大覆盖可达304km。

9、所以，TD SCDMA 适合在城市和城郊使用，在城市和城郊这两个不足均不影响实际使用。因在城市和城郊，车速一般都小于200km/h，城市和城郊人口密度高，因容量的原因，名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 10 页 -读书报告题目（五号楷体居中书写）3 小区半径一般都在15km以内。而在农村及大区全覆盖时，用WCDMA FDD方式也是合适的，因此 TDD和 FDD模式是互为补充的。第二章 TD-SCDMA 移动通信技术我们在 TDSCDMA 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

10、对称数据业务、宽带多媒体和话音业务的需要。从而使 TDSCDMA 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。2.1 TD-SCDMA 技术特点TD-SCDMATime DivisionSynchronous Code Division Multiple Access是 ITU正式发布的第三代移动通信空间接口技术规范之一，它得到了 CWTS 及3GPP 的全面支持，是中国电信百年来第一个完整的通信技术标准。是集CDMA、TDMA、FDMA 技术优势于一体、系统容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强的移动通信技术它采用了智能天线、联合检测、接力切换、同步CDMA、软件无线电、

11、低码片速率、多时隙、可变扩频系、自适应功率调整等技术基本系统。TD-SCDMA 技术的技术特点主要表现在：1、频谱灵活性和支持蜂窝网的能力：TD-SCDMA 仅需要 1.6MHz的最小带宽。若带宽为5MHz则支持 3 个载波，在一个地区可组成蜂窝网，支持移动业务，并可通过自动信用卡道分配（DCA）技术提供不对称数据业务。2、高频谱利用率：TD-SCDMA 为对称话音业务和不对称数据业务提供的频谱利用率高。换言之，在使用相同频带宽度时，TD-SCDMA 可支持多一倍的用户。3、设备成本在无线基站方面，TD-SCDMA 的设备成本低，原因如下：1 智能无线，由多天线阵、相干收发信机和DSP 算法组

12、成。智能天线能有效地产生多射束图，这些射束的每一个都指向特定的移动终端，同时也能自适应跟随任何移动的移动终端，在接收端，这种空间选择性接收，能大大地增加接收灵敏度，减少同信道干扰，增加容量，同时，在发射端，也能降低干扰和输出功率。所以达到了降低多址干扰、提高容量和接收灵敏度以及降低发射功率和无线基站成本等优点。2 上行同步，上行链路各终端信号在基站解调器完全同步。优点是CDMA 码道正交，降低码道间干扰，提高CDMA 容量简化硬件，名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 10 页 -读书报告题目（五号楷体居中书写）4 降低成本可以简化基站硬件，降低无线基站成本。3 软件无

13、线电，是通过DSP软件实现无线电功能的技术。在TD-SCDMA 系统中很多原来传统由射频或基带模拟电路或专用集成电路执行的功能，现在均由 DSP算法实现。可实现智能天线和多用户检测等基带数字信号处理，使系统可灵活地使用新技术，并可降低产品开发周期和成本。4、系统兼容：支持多种通信接口，由于TD-SCDMA 同时满足 Iub、A、Gb、Iu、IuR 多种接口的要求，所以TD-SCDMA 的基站子系统既可作为2G和 2.5G GSM基站的扩容，又可作为 3G网中的基站子系统，能同时兼顾现在的需求和长远未来的发展。2.2 TD-SCDMA 在 3G中的关键技术由于TD-SCDMA 是中国自主知识产权

14、的 3G 标准，得到了中国政府和国内制造商、运营商的大力支持。与 WCDMA和 CDMA2000 比较，TD-SCDMA 系统具有频谱利用率高、产品设备成本低、终端移动速度、抗干扰能力和系统容量得到很好的均衡等优点。TD-SCDMA 系统所采用的关键技术主要有同步CDMA（Synchronous CDMA）技术、多用户检测（MUD-Multi-user Detection）技术、软件无线电（SoftwareRadio）技术、软切换技术和智能天线（Smart Antenna）技术等。1.同步CDMA（Synchronous CDMA）技术：在同步码分多址技术中所有用户的伪随机码在到达基站时是同步

15、的，由于伪随机码之间的同步正交性，可以有效地消除码间干扰，可使系统的容量为其他 3G 系统的 45倍。2.多用户检测技术：在传统的CDMA 接收机中，各个用户的接收机是相互独立工作的。在多径衰落的环境下，由于各个用户之间的不完全正交性，造成了各用户之间的相互干扰，并限制系统容量的提高。采用多用户检测技术，通过检测各个用户扩频码之间的非正交性，利用算法来消除多用户之间的相互干扰，保证在衰落环境下实现大容量。3.软件无线电技术：软件无线电是利用数字信号处理技术，利用软件的方式，通过加载不同的软件，实现传统上需要由硬件电路来完成的某些无线功能的技术。在TD-SCDMA 系统中利用软件无线电技术可以实

16、现智能天线、同步检测、载波恢复和各种基带信号处理等功能。具有良好的灵活性、可编程性及可扩展性，便于系统的升级，便于实现由 2G 系统到3G 系统的平滑过渡。4.软切换技术：通过移动无线系统有效地实现动态信道分配的一个先决条件是TD-SCDMA 上实现时分多址 TDMA 操作。在基本的 TDMA TDD 模式中的上下链路，每个移动用户设名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 10 页 -读书报告题目（五号楷体居中书写）5 备只活动在上下链路每帧的一个时隙中，以操作一个双工无线链路。这样在非激活状态的时隙，可以通过使用用户设备来分析其所在的时隙中和其他信道的干扰。通过移动台协

17、助的小区内切换，受干扰的移动用户既可以避开时隙的干扰又可以避开无线载波的干扰。5.智能天线技术：实际上，智能天线技术是自适应天线技术在通信系统中实际上，智能天线技术是自适应天线技术在通信系统中的应用。由于体积及复杂性的限制，目前仅适用于基站系统中。智能天线需要完成两项重要任务，一是对来自移动台多径电波到达角(DOA)估计，并进行空间滤波，抑制其他移动台的干扰；二是对基站发送信号进行波束形成，使基站发送信息能够沿着移动台电波到达方向发送回移动台，从而降低发送功率，减少对其他移动台的干扰，提高系统容量。智能天线应用于TDD 的CDMA 系统，其困难之处在于，由于存在多径干扰效应，每个天线均需要Ra

18、ke 接收机，从而使基站处理单元复杂度明显提高。下面主要简介了智能天线的优势。2.2.1 TD-SCDMA使用智能天线优势在业务特性上，3G 以高速数据业务、视频电话和增强型增值业务作为其对2G 系统形成服务优势的主要手段，这必然使得 3G 具有大得多的网络流量。但是与 2G 系统一样，它的容量同样受到空中频谱资源的限制。我们注意到，理论上在相同条件下，CDMA 并不比FDMA 或者是 TDMA 具有更大的频谱利用率。因此，为了能够真正体现3G 系统在业务能力上的优势，必须使用新技术使频谱利用率得到大的提高才行，智能天线技术正是目前被认为是能够实现这一目标的最有效的方法之一。它通过增加系统 S

19、DMA（空分多址）的能力，能够有效地缓解3G 系统中容量与网内干扰之间的矛盾，很大程度地提高了系统对空中无线频谱资源的利用能力。我国提出的TD-SCDMA 标准，由于其空中接口采用TDD 的双工方式，通信的上下行信道使用相同的频率，因此，以很短的时隙间隔相互交错的上下行信道之间具有较强的相关性，使根据上行信道的接收情况对下行信道的发送特性进行准确的调整比较容易实现，使TD-SCDMA 成为现行三种 3G国际标准中最方便于使用智能天线的一种技术，使智能天线技术成为TD-SCDMA 技术规范的一个标志。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 10 页 -读书报告题目（五号楷体

20、居中书写）6 结论通过这次读书，是我更加了解了第三代移动通信TD-SCDMA。使我对 TD-SCDMA系统概念深入的了解，并知道它在3G 通信技术发展中的重要作用及其优点。TD-SCDMA是中国百年通信史上第一个具有完全自主知识产权的国际通信标准，在我国通信发展史上具有里程碑的意义并将产生深远影响，是整个中国通信业的重大突破。在文中首先我对第三代移动通信进行了简单的阐述，随后对TD-SCDMA 的概念及其技术进行阐述。由于 TD-SCDMA 是我国自己研发的标准，得到了国家和运营商的大力支持，因此TD-SCDMA 在我国的通信市场有很大的比重，因此它在3G 业务中有很大的比重和发展空间。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 10 页 -读书报告题目（五号楷体居中书写）7 参考文献1 谢显中，TD-SCDMA 第三代移动通信技术与实现，北京电子工业出版社，2005 年2 中兴通讯，TD-SCDMA 通信技术原理与应用，人民邮电出版社，2010名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 10 页 -读书报告题目（五号楷体居中书写）8 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 10 页 -