【正文】 2020 年的中國(guó)電信業(yè)在平穩(wěn)的發(fā)展中少見(jiàn)亮點(diǎn)，但在 10 城市中進(jìn)行的 TD—SCDMA 擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)規(guī)模技術(shù)試驗(yàn)卻是 17 哈爾濱理工大學(xué)高等教育自學(xué)考試畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 中國(guó)電信業(yè)畫(huà)卷中具有開(kāi)創(chuàng)性和震憾力的濃墨重彩。到目前為止，中國(guó)移動(dòng)已根據(jù)建網(wǎng)進(jìn)度向各系統(tǒng)設(shè)備廠商支付了 80%以上的貨款，個(gè)別廠商甚至已獲得 90%的貨款。在此方案中， TD—SCDMA特色核心技術(shù)的擴(kuò)展和增強(qiáng)，與 MIMO、OFDMA主流技術(shù)有機(jī)結(jié)合，顯著提高 MIMO、 OFDMA系統(tǒng)性能，包括了 BR—OFDMA、基于智能天線的多流 MIMO、基于 BR—OFDMA的聯(lián)合檢測(cè)、基于 TD—SCDMA演進(jìn)幀結(jié)構(gòu)的同步、小區(qū)搜索、隨即接入、尋呼等物理過(guò)程。在未來(lái)的演進(jìn)過(guò)程中，哪一種技術(shù)路線勝出，將是各國(guó)政治、經(jīng)濟(jì)、科技與技術(shù)力量博弈的結(jié)果。與此相呼應(yīng)的是，在中國(guó)提交給 ITU的 IMT—Advanced(4G)頻譜方案中，也將 4G的必選頻率，從而否定了在中國(guó)為 wimax分配此頻率的可能。另外，運(yùn)營(yíng)企業(yè)積極參與了國(guó)內(nèi)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定，不僅是在業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)方面，在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、維護(hù)、技術(shù)、性能標(biāo)準(zhǔn)的制定中都能看到運(yùn)營(yíng)企業(yè)的身影，總體技術(shù)的創(chuàng)新能力和核心競(jìng)爭(zhēng)能力不斷提高。從全球角度看，國(guó)際上出現(xiàn)了第二次 3G 高峰， 3G 產(chǎn)業(yè)已逐漸步入良性發(fā)展的環(huán)境。 盡管 TD仍然存在新建基站選址困難，設(shè)備和終端的完善以及網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、優(yōu)化方面都暴露出不足，但在政府強(qiáng)力支持與推進(jìn)下，在業(yè)界的共同努力下， TD的成熟與成功無(wú)須存疑。環(huán)境感知的思想就是將網(wǎng)絡(luò)延伸到各個(gè)角落，利用新型無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的環(huán)境感知能力，感知當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境狀況、用戶及周邊環(huán)境場(chǎng)景信息尤其是頻譜信息，并根據(jù)這些狀況利用大量選進(jìn)的物理層技術(shù)做出計(jì)劃、決定和反應(yīng)，把單個(gè)節(jié)點(diǎn)獲得的頻譜信息通告給相鄰的節(jié)點(diǎn)共享，以便充分利用獲得的頻譜資源，提高無(wú)線通信的覆蓋范圍，同時(shí)通過(guò)靈活的資源分配方式提高頻譜、功率等資源的利用效率。在不同的無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 中支持無(wú)縫切換和漫游，這些網(wǎng)絡(luò)中可以分擔(dān)服務(wù)負(fù)載，并可以選擇最優(yōu) 12 哈爾濱理工大學(xué)高等教育自學(xué)考試畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 的網(wǎng)絡(luò)來(lái)提供不同 的服務(wù)，最大地滿足用戶的需求。 11 哈爾濱理工大學(xué)高等教育自學(xué)考試畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 圖 24 傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)結(jié)構(gòu)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu) 基于 TD—SCDMA的第 4代移動(dòng)通信系統(tǒng) 對(duì)于基于 TD—SCDMA的后 3G或者 4G系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，將采用 TDD模式，主要目的在于實(shí)現(xiàn)先進(jìn)國(guó)際移動(dòng)通信（ IMT—Advanced）提出的高速和低速移動(dòng)環(huán)境下峰值速率分別達(dá)100MB/S 和 1GB/S 的無(wú)線傳輸能力，使用的關(guān)鍵技術(shù)包括感知無(wú)線電、網(wǎng)絡(luò)感知等，還將支持無(wú)線泛在服務(wù)（ Wireless Ubiquitous Service）環(huán)境下的各種無(wú)線通信機(jī)制融合。 圖 23 Mesh網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信技術(shù) 現(xiàn)今在計(jì)算機(jī)網(wǎng)中，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)技術(shù)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，如網(wǎng)絡(luò)電話、比特流（ BT）下載等。在 MESH 網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)只需傳輸很短的距離，所以它們的發(fā)送功率相對(duì)較大，從而大大降低系統(tǒng)內(nèi)的干擾并使頻率復(fù)用可以更加密集。另一方面，由于傳統(tǒng)對(duì)多點(diǎn)結(jié)構(gòu)任何一條鏈路的通信都需要經(jīng)過(guò)基站，即使兩個(gè)終端離得很近，也要先將信號(hào)傳送至歸屬基站，再由基站傳送至目標(biāo)終端，再加上信令交互的開(kāi)銷(xiāo)，這樣一條鏈路浪費(fèi)了很大的資源。把 MIMO和 OFDM相結(jié)合，有頻率選擇性的 MIMO信道可以被分成許多平坦的子信道，同時(shí) MIMO的檢測(cè)系統(tǒng)也被簡(jiǎn)化。和其他系統(tǒng)相比， OFDMA有更好的頻譜效率，實(shí)現(xiàn)起來(lái)并不復(fù)雜，而多載波的高 PAPR問(wèn)題，可以在基站端做相對(duì)復(fù)雜的處理以減少PAPR，因此最終的多址接入方案應(yīng)考慮為了減少 PAPR 所帶來(lái)的額外復(fù)雜度和鏈路性能增益之間的平衡度。 LTE單載波系統(tǒng) 在 3GPP LTE中， 上行鏈路方案在多載波方案（ OFDMA）和單載波方案（ SC—FDMA）中抉擇，最終由于多載波方案的高峰均比問(wèn)題，面采用單載波方案作為上行鏈路方案。通過(guò)使用 MIMO 和 OFDM技術(shù)，在 20MHz 的帶寬內(nèi)下行峰值速率可達(dá)到 100MB/s,上行可達(dá)到 50MB/s。 TD—SCDMA 和 WLAN 的融合，可以在熱點(diǎn)地區(qū)使用 WLAN 來(lái)提供高速率業(yè)務(wù)傳輸，同時(shí)使用 TD—SCDMA來(lái) 實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)覆蓋。 如何將 MBMS 與蜂窩網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)復(fù)用在一起漸漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，現(xiàn)在新的提案中大致有兩種模式，一種是時(shí)分復(fù)用（ TDM）模式，另一種是頻分復(fù)用（ FDM）模式。通過(guò)多個(gè)不同地點(diǎn)天線的接收，可以實(shí)現(xiàn)宏分集以抵抗陰影衰落。有關(guān) HSxPA的演進(jìn)和增強(qiáng)（稱為 HSPA+）目前還在標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程中，建議采用 MIMO和高階調(diào)制 編碼方案，以提供更高的傳輸速率。隨著需求的增長(zhǎng)，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)重新規(guī)劃，使用更多的載波提供 HSxPA業(yè)務(wù)。在這個(gè)階段里，根據(jù) 3GPP 的 R5版本，基于全I(xiàn)P 的核心網(wǎng)將建成并投入使用，并引入 IMS以提供基于 IP 的服務(wù)質(zhì)量（ Qos）。 HSxPA與普通傳輸技術(shù)相比，其主要區(qū)別在于對(duì)信道質(zhì)量變化進(jìn)行補(bǔ)償。多載波技術(shù)的提出是從發(fā)展的角度看待網(wǎng)絡(luò)容量的演變，這將有利于 TDSCDMA 系統(tǒng)的進(jìn)一步完善。TDSCDMA與 WCDMA系統(tǒng)有很好的兼容性，并且滿足了國(guó)際電聯(lián)和 3GPP 提出的 3G 系統(tǒng)的指標(biāo)要求，實(shí)現(xiàn)了 3G 的的各種場(chǎng)景環(huán)境。通過(guò)引入 HsxPA（包括 HSDPA 和 HSUPA，還有增強(qiáng)技術(shù) HSPA+）能夠進(jìn)一步地提高上下行鏈路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的吞吐量， HsxPA 時(shí)代最顯著的技術(shù)是 AMC 和HARQ。通過(guò)采髟多輸入多輸出（ MIMO0）多天線技術(shù)和正交頻分復(fù)用（ OFDM）多載波技術(shù)，第一個(gè)發(fā)布版本在 20MHz 的帶寬 內(nèi)在下行傳輸中可以實(shí)現(xiàn) 100Mb/s 的速率，在上行可達(dá)50Mb/s的傳輸速率，同時(shí)，頻帶利用率可達(dá) 2bps/Hz～ 5bps/Hz。另一方面，移動(dòng)通信技術(shù)和無(wú)線寬帶接入技術(shù)的融合也進(jìn)行得如火如茶。 與 WCDMA和 CDMA2020系統(tǒng)相比， TDSCDMA有其技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，但缺乏商用經(jīng)驗(yàn)。 CDMA。根據(jù)采用的關(guān)鍵核心技術(shù)不同，文章提出了 TD－ SCDMA 增強(qiáng)和演進(jìn)的 4 階段論：第一階段為當(dāng)前的 TD－SCDMA階段：第二階段是 TD－ SCDMA短期演進(jìn)，即 HsxPA階段（包括 HSDPA、 HSUPA和 HSPA 演進(jìn)）；第三階段是長(zhǎng)期演進(jìn)階段：最后一階段是基于 TD－ SCDMA 的時(shí)分雙工（ TDD）超 3G(B3G)或者第 4 代移動(dòng)通信系統(tǒng)階段。 TDSCDMA采用了很多先進(jìn)的無(wú)線通信技術(shù)，如上行同步碼分多址、智能天線、聯(lián)合檢測(cè)、軟件無(wú)線電、接力切換和動(dòng)態(tài)信道分配技術(shù)等 [1]。 TDSCDMA 在熱點(diǎn)覆蓋地區(qū)峰值速率可達(dá) 2Mb/s,在中速移動(dòng)環(huán)境下可達(dá) 384kb/s,在高速移動(dòng)環(huán)境下可達(dá) 144kb/， TDSCDMA 的 2Mb/s 的峰值速率將無(wú)法滿足需求。 LTE 的發(fā)展將在現(xiàn)有 3G 規(guī)劃頻帶上，以成熟的 B3G 新技術(shù)為基礎(chǔ)，向 B3G/4G系統(tǒng)平滑過(guò)渡，并保持通信系統(tǒng)在未來(lái)的可持續(xù)發(fā)展性。系統(tǒng)擴(kuò)容可以通過(guò)小區(qū)分裂或者增加載頻等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。 TDSCDMA第 1階段 第一階段主要包括單載波和多載波的 TDSCDMA，采用的關(guān)鍵技術(shù)包括 CDMA、上行同步、智能天線、聯(lián)合檢測(cè)、動(dòng)態(tài)信道分配等，核心網(wǎng)基于 3GPP 標(biāo)準(zhǔn)的 R4 版本，單載波極限速率為 2Mb/s，而對(duì)于 N載波技術(shù)，理論極限速率可以達(dá)到 N2Mb/s。智能天線憑借其天線定向性和智能性減小了區(qū)內(nèi)和小區(qū)間的干擾，能夠提供更好的通信質(zhì)量，提高系統(tǒng)容量，并且擴(kuò)大小區(qū)的覆蓋范圍。 單載波技術(shù) HSxPA可以在現(xiàn)有 TD—SCDMA網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)行演進(jìn)，在無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)地修 改，使得下行傳輸速率提升到每載波 ,其中網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及核心網(wǎng)絡(luò)保持不變。顯然，這種方式不能用于承載實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，但對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)則非常合適。隨著載波個(gè)數(shù)的增長(zhǎng)，峰值速率還可以繼續(xù)增長(zhǎng)。尤其在發(fā)送和接收時(shí)，不同天線上的衰落相對(duì)獨(dú)立，信道容量和天線數(shù)呈線性增長(zhǎng)關(guān)系。下行同時(shí)發(fā)射相同的信號(hào)給用戶，上行多個(gè)天線同時(shí)接收，送回處理中心進(jìn)行處理。除了廣播業(yè)務(wù)， MBMS 還可以提供更豐富的組播業(yè)務(wù)；通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)修復(fù)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)高可靠的下載業(yè)務(wù)。 MBMS的引入對(duì)于現(xiàn)有的蜂窩系統(tǒng)是一種有效的被充，可在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上增加和改善一些功能實(shí)體，為用戶提供更多的服務(wù)。并且 TD—SCDMA和 BWA 系統(tǒng)應(yīng)該增加一些特殊的功能實(shí)體以支持雙系統(tǒng)融合后的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) [4]。 IFDMA 的信號(hào)在時(shí)域設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)了低峰均值比（ PAPR）。由以上結(jié)果可以看出 DFT—SOFDM更適合作上行的單載波系統(tǒng)。 OFDM可以有效減弱頻率選擇性衰落的影響和符號(hào)間干擾，所以很適合在無(wú)線寬帶信道中實(shí)現(xiàn)高速率數(shù)據(jù)的傳輸。 無(wú)線 Mesh 在傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)中，使用的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，如圖 22所示，屬于集中控制機(jī)制，每個(gè)基站負(fù)責(zé)一個(gè)小區(qū)內(nèi)所有用戶的通信。而格狀網(wǎng)（ MASH）則不同， MASH結(jié)構(gòu)正是多跳與多點(diǎn)到多點(diǎn)的融合，如圖 23所示?？梢园淹顿Y直接轉(zhuǎn)化成網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增長(zhǎng)，同時(shí)節(jié)省網(wǎng)絡(luò)部署初始階段的開(kāi)銷(xiāo)。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)系統(tǒng)的精神實(shí)質(zhì)是 ―節(jié)點(diǎn)合作 ‖。在未來(lái)， 組件化的、開(kāi)放的、分布式體系結(jié)構(gòu)正在成為主流的業(yè)務(wù)生成提供模式，這種模式以屏蔽底層網(wǎng)絡(luò)初稿的細(xì)節(jié)作為設(shè)計(jì)目標(biāo)之一，提供了良好的設(shè)計(jì)架構(gòu)，使業(yè)務(wù)的生成與部署更加簡(jiǎn)便。應(yīng)用多跳中繼可以擴(kuò)展小區(qū)的覆蓋范圍，服務(wù)基站信號(hào)的死角地區(qū)，如建筑物陰影、地下等，同時(shí)還可以平衡負(fù)載，轉(zhuǎn)移熱點(diǎn)地區(qū)的業(yè)務(wù)。同時(shí)，信息產(chǎn)業(yè)部明確，中國(guó)已完成 WCDMA與 CDMA2020 的兩種 3G標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)測(cè)試，這意