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WCDMA和TD-SCDMA的学习报告

摘要

当前，新的一轮电信标准和技术发展浪潮已经涌来，以3G增强技术（HSPA）、长期演进技术（LTE）以及4G/B3G技术（IMT-Advanced）为代表的新的竞争态势已经形成。了解WCDMA和TD-SCDMA具有重要的意义。

本文先介绍了移动通信的发展史，阐述了三代移动通信系统。本文第二部分从概述、网络结构、关键技术三方面来介绍了WCDMA。第三部分从概述、关键技术、网络优化三方面介绍了TD-SCDMA。最后展望了WCDMA和TD-SCDMA的未来发展。

关键词：移动通信WCDMATD-SCDMA

1． 移动通信发展史

第一代移动通信系统的典型代表是美国AMPS系统和后来改进型系统TACS，以及NMT和NTT等，AMPS（先进移动电话系统）使用模拟蜂窝传输的800MHz频带，在美洲和部分环太平洋国家广泛使用；TACS全向入网通信系统是80年代欧洲的模拟移动通信的制式，也是我国80年代采用的模拟移动通信制式，使用900MHz频带。而北欧也于瑞典开通了NMT Nordic移动电话系统，德国开通C 450系统等。第一代移动通信系统为模拟制式，以FDMA 技术为基础。

第二代移动通信系统（2nd Generation，2G）是以传送语音和数据为主的数字通信系统典型的系统，有GSM（采用TDMA 方式）、DAMPS、IS-95 CDMA和日本的JDC（现在改名为PDC）等数字移动通信系统。2G除提供语音通信服务之外，也可提供低速数据服务和短消息服务。GSM（全球移动系统）系列主要有GSM900、DCS1800和PCS1900三部分，三者之间的主要区别是工作频段的差异。其特点可归结为：频谱效率高、容量大、话音质量高、与ISDN和PSTN等的互连、在SIM 卡基础上实现漫游。

第三代移动通信系统（3rd Generation 3G），国际电联也称IMT-2000（International MobileTelecommunications in the year 2000），欧洲的电信业巨头们则称其为UMTS（通用移动通信系统）。它能够将语音通信和多媒体通信相结合，其可能的增值服务将包括图像、音乐、网页浏览、视频会议以及其他一些信息服务。3G意味着全球适用的标准、新型业务、更大的覆盖面以及更多的频谱资源，以支持更多用户。

2． WCDMA

2.1 WCDMA概述

WCDMA 全名是Wideband CDMA，中文译名为“宽带分码多工存取”，它可支持384Kbps到2Mbps不等的数据传输速率，在高速移动的状态，可提供384Kbps的传输速

率，在低速或是室内环境下，则可提供高达2Mbps 的传输速率。而GSM系统目前只能传送9.6Kbps，固定线路Modem也只是56Kbps的速率，由此可见WCDMA是无线的宽带通讯。

2.2 WCDMA网络结构

WCDMA的架构组成大致划分为三部分：UE（用户设备）、RNS（无线接入网系统）以及CN（核心网）。其中，RNS由RNC（无线接入控制器）以及Node B（基站）组成。UE与基站通过Uu接口连接，基站与RNC通过Iub接口连接，基站之间通过Iub接口连接，RNC之间通过Iur接口连接，RNC与CN之间通过Iu接口连接。

2.3 WCDMA关键技术

作为第三代移动通信的 WCDMA 的设计目标是不仅能够提供比第二代移动通信系统更大的系统容量和更好的通信质量，而且要能在全球范围内更好的实现无缝漫游和为用户提供包括语音、数据和移动多媒体业务。与第二代移动通信相比，WCDMA系统应用了许多关键技术，如RAKE、接收多用户检测、智能天线、无线资源管理技术、功率控制技术。下面详细介绍一下这几种技术：

⑴ RAKE

由于在多径信号中含有可以利用的信息，所以CDMA接收机可以通过合并多径信号来改善接收信号的信噪比。RAKE接收机就是通过多个相关检测器接收多径信号中各路信号，并把它们合并在一起。

⑵ 多用户检测

在多径衰落环境下，由于各个用户之间所用的扩频码通常难以保持正交，因而造成多个用户之间的相互干扰，并限制系统容量的提高。解决以上问题的一个有效方法是使用多用户检测技术（MUD）。多用户检测技术MUD是通过取消小区间干扰来改进性能增加系统容量，实际容量的增加取决于算法的有效性、无线环境和系统负载。除了系统的改进，还可以有效的缓解远近效应。

⑶ 智能天线

智能天线是基于自适应天线阵原理，利用天线阵的波束赋形产生产生多个独立的波束，并自适应地调整波束方向来跟踪每一个用户，达到提高信号干扰噪声比SINR，增加系统容量的目的。采用智能天线技术，实际上是通过数字信号处理，使天线阵为每个用户自适应地进行波束赋形，相当于为每个用户形成了一个可跟踪的高增益天线。⑷ 无线资源管理技术

当移动台从一个基站到另一个基站时发生切换，切换的分类有：软切换、硬切换、更软切换。

⑸ 功率控制技术

在 WCDMA 系统中，作为无线资源管理的功率管理是非常重要的环节。这是因为在WCDMA系统中，功率是最终的无线资源。一方面，提高针对用户的发射功率能够改善用户的服务质量；另一方面，WCDMA采用宽带扩频技术，所有信号共享相同的频谱，每个移动台的信号能量被分配在整个频带范围内，这样对其他移动台来说就成为宽带噪声，这种提高会带来对其他用户接收质量的降低。且各用户的扩频码之间存在着非理想的相关特性，用户发射功率的大小将直接影响系统的总容量，所以功率的使用在CDMA 系统是矛盾的，从而使得功率控制术成为CDMA系统中的最为重要的关键技术

之一。

3． TD-SCDMA

3.1 TD-SCDMA概述

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CDMATDD 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、美国各自提出的3G 标准的竞争中，中国提出的TD-SCDMA 已正式成为全球3G 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。

3.2 TD-SCDMA关键技术和特点分析

⑴ 时分双工

在TDD 模式下, TDSCDMA 无需对称的频段。

③ 单个载频带宽为1.6MHz，帧长为5ms，每帧包含7 个不同码型的突发脉冲同时传输，由于它占用带宽窄，所以在频谱安排上有很大灵活性；

④ TDD 上下行工作于同一频率，对称的电波传播特性使之便于利用智能天线等新技术，可达到提高性能、降低成本的目的；

⑵ 智能天线。

TDSCDMA 网络中，硬切换和接力切换是网络允许的两种切换方式，其中接力切换是基于TDD 系统和上行同步技术提出的新的切换方式，其主要目的是为了提高切换成功率和缩短切换时间。

3.3 网络优化

网络优化是一个循环的过程，通过采集网络参数、进行数据分析，找出影响网络质量的原因，通过有效的技术手段进行网络参数调整，使网络的质量达到最佳的平衡状态。同时以采集的参数作为网络建设的技术依据，为今后网络的发展扩容提供保证。

网络优化的总体思路需要从三个不同维度来进行，分别是：从网络角度进行优化工作；从注重用户实际感受来分析；从形成规范的网络优化体系来推进。

根据无线网络优化的目标，TD系统主要解决覆盖、导频污染、接入、切换、掉话等几类问题。

4． 展望WCDMA和TD-SCDMA的发展

TD-SCDMA在政府部门的大力支持、中国移动的超常规发展、产学研各个方面的大力协作等因素的保障下，中国TD-SCDMA网络的发展在经历了2007年及2008年的建设导入期后，2009～2011年将进入建设的高峰期。届时，中国移动TD-SCDMA网络基站规模将进一步扩大，并全部支持HSDPA功能，可提供包括增强数据卡业务、手机电视与可视电话等6类3G特色业务在内的45类业务。可以肯定的是，中国TD市场必将顺利、稳步、快速发展。

而从诺基亚西门子、华为、爱立信等公司纷纷展出的基于WCDMA和其演进技术的新品和解决方案可以看到，国内WCDMA产业链正日渐丰富和成熟。在TD-SCDMA快速发展的同时，WCDMA正以其不可阻挡之势，在产业链整合龙头新中国联通的带动下，即将迎来又一个3G产业发展的高峰。