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广泛的三代业务类型对无线传输技术的设计提出了挑战。从对称的语音、多媒体业务到非对称的包交换业务和互联网业务,每种业务所要求的上行链路或下行链路的负载都是不同的。因此,对于第三代移动通信系统的主要挑战是在针对所有3G业务对对称性的不同要求下能够获得最佳的、自适应的上/下行链路的无线资源分配。一个最适应于3G业务的系统必定是能够在不改变现有无线频谱资源条件的前提下能够经济地获得所需性能的系统。从目前的技术选择看,采用在TDD模式下的TDMA操作是一种能够经济有效地获得令人满意的效果的解决方案。
TD-SCDMA运行的基础——在TDD模式下的TDMA
TD-SCDMA方案就是基于在TDD模式下的TDMA操作:该操作基于在每个无线信道时域里的一个定期重复的TDMA帧结构,这个帧被再分为几个时隙。这样,通过简单地改变上/下行链路间的转换点,TD-SCDMA能够适应从低比特率语音业务到高比特率互联网业务的对称和非对称的所有3G业务。
在TD-SCDMA方案里,像语音和多媒体信号这种多个低比特率信号并行传输的情况,将采用CDMA传输方式。而对串行的高速率信号的传输,如互联网和其它包交换信号,则采用不扩频的TDMA传输方式。对多个信号的CDMA传输,基本的TDMA帧的时隙最多可同时支持16个不同的CDMA信号。对高比特率的TDMA传输,其时隙内是一个串行的宽带信号,它是依据不同用户、不同长度的要求而组合起来的信息包。系统从并行的CDMA传输到串行的TDMA传输的切换是通过改变基本的TDMA时隙和帧结构的填充方式来实现的,两种模式都是在1.6MHz负载带宽的无线信道中传送。
该系统无须改变原基站和用户设备里射频硬件即可获得相应的系统性能。从8Kbps到2Mbps的比特率还有相对于非对称业务的对称业务的上/下链路的TDD时隙比的变化,都是通过专门的DSP软件来实现的。在不同的传输条件下,TD-SCDMA在每个时隙基础的转换操作,不但没有延迟,并且代表了TD-SCDMA迈向软件无线电的第一步。
语音和多媒体实时的CDMA传输
由于TD-SCDMA的基础TDMA帧结构的特性,每方向的瞬间全部用户被分发到每方向的时隙上。这样,每基站收发器所需要支持的用户数由原有的大约50个到100个减至最多16个,在一个时隙中的各用户信号采用不同的编码。其主要应用是语音和多媒体业务。码片速率1.28Mcps,用户比特速率从8Kbps到384Kbps;最大的扩频因子SF=16。
在多信号TDMA/SCDMA操作模式下,每个编码的CDMA信道在每5ms的帧结构上一个定期重复的时隙里工作。因此,在移动用户设备的速度范围内,在一个帧的长度内的业务信道中断是常见的但对检测条件不会造成影响。这样,一方面,由于用户的高速运动,CDMA检测条件不会因为链路的干扰和用户的高速运动而丢失。另一个方面,可以获得一个最大的CDMA高负载因子,以支持每个时隙上最多的用户,这一性能是通过引入联合检测技术来实现的。
高速率的互联网和包交换业务的传输
为实现尽可能高的数据吞吐量,TD-SCDMA可不进行扩频。这样,TD-SCDMA能够支持互联网协议或其它包交换业务。因此,高速数据传输运行在高速的TDMA中。包交换的高速的串行用户信号和互联网业务是用1.28Msps的符号速率被传送的。此时,对在高载波信号干扰比的无线环境下的用户数据速率是2Mbps(8PSK-调制)。对于低载波信号干扰比环境,用户速率由于采用更可靠的QPSK调制降为768Kbps,随着载波信号干扰比的进一步降低和干扰的增强而采用更多的冗余来维持信号质量,信号速率将逐渐降为384,192和96Kbps。
因此在无线传输上,TD-SCDMA依靠其独特的操作模式,可根据传输要求的不同,灵活地选择传输模式,充分利用现有频谱资源,满足多种不同的需要。真可谓是实现3G多种需求的百变能手。
TD-SCDMA运行的基础——在TDD模式下的TDMA
TD-SCDMA方案就是基于在TDD模式下的TDMA操作:该操作基于在每个无线信道时域里的一个定期重复的TDMA帧结构,这个帧被再分为几个时隙。这样,通过简单地改变上/下行链路间的转换点,TD-SCDMA能够适应从低比特率语音业务到高比特率互联网业务的对称和非对称的所有3G业务。
在TD-SCDMA方案里,像语音和多媒体信号这种多个低比特率信号并行传输的情况,将采用CDMA传输方式。而对串行的高速率信号的传输,如互联网和其它包交换信号,则采用不扩频的TDMA传输方式。对多个信号的CDMA传输,基本的TDMA帧的时隙最多可同时支持16个不同的CDMA信号。对高比特率的TDMA传输,其时隙内是一个串行的宽带信号,它是依据不同用户、不同长度的要求而组合起来的信息包。系统从并行的CDMA传输到串行的TDMA传输的切换是通过改变基本的TDMA时隙和帧结构的填充方式来实现的,两种模式都是在1.6MHz负载带宽的无线信道中传送。
该系统无须改变原基站和用户设备里射频硬件即可获得相应的系统性能。从8Kbps到2Mbps的比特率还有相对于非对称业务的对称业务的上/下链路的TDD时隙比的变化,都是通过专门的DSP软件来实现的。在不同的传输条件下,TD-SCDMA在每个时隙基础的转换操作,不但没有延迟,并且代表了TD-SCDMA迈向软件无线电的第一步。
语音和多媒体实时的CDMA传输
由于TD-SCDMA的基础TDMA帧结构的特性,每方向的瞬间全部用户被分发到每方向的时隙上。这样,每基站收发器所需要支持的用户数由原有的大约50个到100个减至最多16个,在一个时隙中的各用户信号采用不同的编码。其主要应用是语音和多媒体业务。码片速率1.28Mcps,用户比特速率从8Kbps到384Kbps;最大的扩频因子SF=16。
在多信号TDMA/SCDMA操作模式下,每个编码的CDMA信道在每5ms的帧结构上一个定期重复的时隙里工作。因此,在移动用户设备的速度范围内,在一个帧的长度内的业务信道中断是常见的但对检测条件不会造成影响。这样,一方面,由于用户的高速运动,CDMA检测条件不会因为链路的干扰和用户的高速运动而丢失。另一个方面,可以获得一个最大的CDMA高负载因子,以支持每个时隙上最多的用户,这一性能是通过引入联合检测技术来实现的。
高速率的互联网和包交换业务的传输
为实现尽可能高的数据吞吐量,TD-SCDMA可不进行扩频。这样,TD-SCDMA能够支持互联网协议或其它包交换业务。因此,高速数据传输运行在高速的TDMA中。包交换的高速的串行用户信号和互联网业务是用1.28Msps的符号速率被传送的。此时,对在高载波信号干扰比的无线环境下的用户数据速率是2Mbps(8PSK-调制)。对于低载波信号干扰比环境,用户速率由于采用更可靠的QPSK调制降为768Kbps,随着载波信号干扰比的进一步降低和干扰的增强而采用更多的冗余来维持信号质量,信号速率将逐渐降为384,192和96Kbps。
因此在无线传输上,TD-SCDMA依靠其独特的操作模式,可根据传输要求的不同,灵活地选择传输模式,充分利用现有频谱资源,满足多种不同的需要。真可谓是实现3G多种需求的百变能手。