【正文】 區(qū)域包括高速環(huán)線、磁浮、地鐵、體育場(chǎng)館等。 自主創(chuàng)新取得的優(yōu)異成績(jī)及未來(lái)發(fā)展的前景 通過(guò)艱苦的國(guó)內(nèi)餐博弈， TD— SCDMA LTE 中長(zhǎng)期獨(dú)立演進(jìn)的戰(zhàn)略問(wèn)題基本得到解決，中國(guó)繼續(xù)掌握著 TD— SCDMA 的核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)。 ITU將用 3 年的時(shí)間來(lái)完成 IMT— Advanced 技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)工作。 16 第 4章 自主創(chuàng)新在 3G 演進(jìn) 中的延續(xù)與強(qiáng)化 預(yù)測(cè) 3G的演進(jìn)途徑及目前預(yù)計(jì)的困難 目前， 3G 的演進(jìn)有三條路徑，其一是以 3GPP 為基礎(chǔ)的技術(shù)軌跡，即從第二代的 GSM、 代的 GPRS 到第三代的 WCDMA、第三代增強(qiáng)型的HSDPA， HSUPA，以及 LTE 發(fā)展路線，最后演進(jìn)到 IMT— Advanced,即B3G/4G。 對(duì)中國(guó) 3G 及其增強(qiáng)型技術(shù)形成沖擊的是 WiMAX, wimax 如同一匹“黑馬”，加速著寬帶化和移動(dòng)化的進(jìn)程。僅今年上半年就新增 15 個(gè)WCDMA 商用網(wǎng)絡(luò)， 31 個(gè) HSDPA 的商用網(wǎng)絡(luò)和 10 個(gè) CDMA1X 的網(wǎng)絡(luò)。有人形象的比喻， 2020 年中國(guó)的 3G 像上膛的子彈，一觸即發(fā)，目前只是處于爆發(fā)前暫時(shí)沉默。實(shí)際上，今年 3 月 26 日到 4 月 5 日，成為影響中國(guó) 3G未來(lái)格局和走向最為重要的十天，中國(guó)移動(dòng)對(duì) TD— SCDMA 網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)進(jìn)行主設(shè)備招標(biāo)，成為中國(guó)“沒(méi)有發(fā)令槍的” 3G 建設(shè)競(jìng)賽的起點(diǎn)，也成為中國(guó) 3G 的商用進(jìn)程的標(biāo)志性事件。無(wú)線中繼的基本 思想是使用中繼站將基站的信號(hào)重新處理后再發(fā)送出去。網(wǎng)絡(luò)信息論作為一門新的學(xué)科，在后 3G 或者 4G 移動(dòng)通信系統(tǒng)中將占重要地位，它將指導(dǎo)泛在無(wú)線系統(tǒng)的組網(wǎng)和布置。 3GPP 已經(jīng)把點(diǎn)對(duì)點(diǎn)業(yè)務(wù)提到議事日程當(dāng)中，在 LTE 及下一代網(wǎng)絡(luò)中，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)技術(shù)結(jié)合 MESH 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將得到進(jìn)一步發(fā)展。 圖 22 傳統(tǒng)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 圖 MESH 結(jié)構(gòu)分為集中式和分布式結(jié)構(gòu)，集中式 MESH 結(jié)構(gòu)將傳統(tǒng)的點(diǎn) 11 對(duì)多點(diǎn)結(jié)構(gòu)以用戶終端作為中繼進(jìn)行擴(kuò)展以增加覆蓋和容量。 在傳 統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，對(duì)于一定發(fā)射功率來(lái)說(shuō)，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率越高，覆蓋范圍會(huì)越低。 TD— SCDMA 系統(tǒng)將在 LTE TDD 系統(tǒng)之前部署，所以未來(lái)的頻率演變中使用 是很有可能的。 MIMO— OFDMA 技術(shù) MIMO— OFDMA 是下一代通信系統(tǒng)中最具有革命性的技術(shù)，是 3GPP LTE 提高峰值速率和服務(wù)質(zhì)量的基礎(chǔ)。 SC— FDMA 單載波系統(tǒng)中， DFT— SOFDM 和 IFDMA 兩系統(tǒng)的比較成為業(yè)界 焦點(diǎn)。 考慮到 OFDM 技術(shù)在上行鏈路的峰均比高，只在下行鏈路使用OFDM 技術(shù)，而在上行鏈路使用單載波技術(shù)，包括交織的頻分多址（ IFDMA）和離散傅立葉變換 — 擴(kuò)展正交頻分復(fù)用（ DFT— SOFDM），在下行主要使用正交頻分多址（ OFDMA）技術(shù)。并成為現(xiàn)今技術(shù)討論的焦點(diǎn)。但 TDM 模式不支持可變帶寬，只能工作在 10MHz 的帶寬下。 MBMS 技術(shù) 組播和廣播業(yè)務(wù)（ MBMS）是對(duì)現(xiàn)有 WCDMA 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的增強(qiáng)，可與現(xiàn)有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫融合，方便移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商對(duì)手機(jī)電視業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)。 TD— SCDMA 小區(qū)的呼吸效應(yīng)并不明顯，如果可以減弱小區(qū)間干擾，就可進(jìn)一步改善系統(tǒng)容量。而 TD— SCDMA 則可以使用 6 個(gè)分離的 載波。而 FDD 的理論值速率能達(dá)到 ， WLAN 能達(dá)到 54MB/S。在 HSxPA 中，所有用戶的下行總發(fā)射功率傳輸過(guò)程中維持恒定。然而由于小區(qū)內(nèi)載頻間的混疊干擾，系統(tǒng)容量將會(huì)小于 N 倍單載頻系統(tǒng)的容量。這一 模式的優(yōu)勢(shì)是，在上下行鏈路間的時(shí)隙分配可以被一個(gè)轉(zhuǎn)換點(diǎn)改變，滿足不同的業(yè)務(wù)。隨著MIMO 多天線技術(shù)的發(fā)展，在通信鏈路中引入了空域的概念，與時(shí)域、頻域和碼域一起獲得集或復(fù)用增益，使通信系統(tǒng)的容量成倍增加，從而從本質(zhì)上提高了傳輸速率。 3 第 2章 TDSCDMA 移動(dòng)通信發(fā)展過(guò)程 TDSCDMA 的演進(jìn)目標(biāo)是提供更高速率的服務(wù)，降低時(shí)延和成本，改善覆蓋范圍和容量。 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。 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/增長(zhǎng)， TDSCDMA 的 2Mb/s 的峰值速率將無(wú)法滿足需求。 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]。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。 CDMA。 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)。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。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。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 N 2Mb/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)部署初始階段的開銷。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，這意味著，在中國(guó)三種 3G 標(biāo)準(zhǔn)都首肯，其進(jìn)程有了實(shí)質(zhì)性突破。 TD— SCDMA 產(chǎn) 業(yè) 聯(lián)盟 最近預(yù)測(cè)稱，在未來(lái)中國(guó) 3G 終端市場(chǎng)中， TD 將占據(jù) 50%的份額。在上半年重大的 3G 商業(yè)中的 1X 的數(shù)量占42%， WCDMA 占 29%，而 HSDPA 卻占到 38%綜合來(lái)看，包括 HSPA 和EV— DO 在內(nèi)的 3G 增強(qiáng)型技術(shù)已經(jīng)成為 3G 發(fā)燕尾服的主流技術(shù)。便 wimax 成為3G 標(biāo)準(zhǔn)的 勢(shì) 頭已不可阻擋。其三是以WIMAX 為以基礎(chǔ)的技術(shù)路線，是寬帶無(wú)線接入技術(shù)向著高移動(dòng)性、高服務(wù)質(zhì)量的方向演進(jìn)的結(jié)果。 中國(guó) 3G的演進(jìn)路線及有利的成長(zhǎng)環(huán)境 中國(guó)的 3G 演進(jìn)路線也已明確，即進(jìn)一步提高我國(guó)移動(dòng)通信領(lǐng)域自主創(chuàng)新與核心競(jìng)爭(zhēng)力，以 TD— SCDMA 為主制定和推出 3G 演進(jìn)技術(shù)路線，爭(zhēng)取在 IMT— Advanced 技術(shù)中取得更大的成功。信產(chǎn)部相關(guān)官員近日表示，“不僅要看到我們這一代有 TD， TD 還要想到給全民，給我們產(chǎn)業(yè)界，給運(yùn)營(yíng)商、制造商提供一個(gè)思路要打造我們國(guó)家的創(chuàng)新能力。隨后，由中興通訊、鼎橋等承建的沈陽(yáng)、廈門 TD— SCDMA 網(wǎng)、由大唐移動(dòng)承建的廣州 TD 網(wǎng)都先后完成了 TD— SCDMA 基站部署。按照這種發(fā)展趨勢(shì)， TD— SCDMA階段分為單載波 TD— SCDMA 和多載波 TD— SCDMA；之后是 HSxPA 階段，其中包括單載波 HSxPA、多載波 HSxPA、以及 HSxPA 與無(wú)線寬帶接入的融合；下一個(gè)階段是 LTE 階段，在這個(gè)階段上行傾向于采用單載波傳輸技術(shù)，而下行則使用多載波技術(shù)；最后是基于 TD— SCDMA 的第 4 代移動(dòng)通信系統(tǒng)階段。我有幸 得到了老師的關(guān)心和同學(xué)的幫助。 機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020. 3 LIUGuangyi,ZHANGJianhua,ZHANG Ping, et al. Evolution mapfrom TDSCDMA to fuTURE B3G TDD [J]. IEEE Transactions on Communications Magazine, 2020, 44(3):5461. 4 . Analysis of higher chip rates for UTRA TDDevolution [S].2020. 5 . Group services and system aspects:3GPP Syatem to Wireless Local Area Networks (WLAN) interworking,system description (Release6) [S. 2020. 6 ’ s view on 3G evolution and requirements – 3G LTE scenario –Super 3Gx [S]. 2020