【文章內(nèi)容簡介】 顯的優(yōu)勢。但也是因為這一點， TDD 系統(tǒng)的覆蓋范圍半徑要小，由于上下行時間間隔的緣故，基站覆蓋半徑明顯小于 FDD 基站。否則，小區(qū)邊緣的用戶信號到達(dá)基站時會不能同步。 （ 2） TDD 技術(shù)可以靈活的設(shè)置上行和下行轉(zhuǎn)換時刻，用于實現(xiàn)不對稱的上行和下行業(yè)務(wù)帶寬，有利于實現(xiàn)明顯上下行不對稱的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。但是，這種轉(zhuǎn)換時刻的設(shè)置必須與相鄰基站協(xié)同進(jìn)行。 （ 3）與 FDD 相比， TDD 可以使用零碎的頻段，因為上下行由時間區(qū)別，不必要 求帶寬對稱的頻段。 （ 4） TDD 技術(shù)不需要收發(fā)隔離器，只需要一個開關(guān)即可。 （ 5）移動臺移動速度受限制。在高速移動時，多普勒效應(yīng)會導(dǎo)致快衰落，速度越高，衰落變換頻率越高，衰落深度越深，因此必須要求移動速度不能太高。例如在使用了 TDD 的 TDSCDMA 系統(tǒng)中，在目前芯片處理速度和算法的基礎(chǔ)上，當(dāng)數(shù)據(jù)率為 144kb/s 時， TDD 的最大移動速度可達(dá) 250km/h，與 FDD 系統(tǒng)相比，還有一定差距。一般 TDD 移動臺的移動速度只能達(dá)到FDD 移動臺的一半甚至更低。 （ 6）發(fā)射功率受限。如果 TDD 要發(fā)送和 FDD 同樣多的數(shù)據(jù)，但是發(fā) 射時間只有 FDD 的大約一半，這要求 TDD 的發(fā)送功率要大。當(dāng)然同時也需 要更加復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化技術(shù)。 根據(jù) FDD、 TDD 兩種工作模式的特點，在 移動通信網(wǎng) 絡(luò)中，它們各自有著不同的適用范圍：采用 FDD 模式工作的系統(tǒng)是連續(xù)控制的系統(tǒng)，適應(yīng)于大區(qū)制的國家和國際間覆蓋 漫游 ，適合于對稱業(yè)務(wù)如 話音、交互式適時數(shù)據(jù)等。采用 TDD 模式工作的系統(tǒng)是時間分隔控制的系統(tǒng)，適應(yīng)于城市及近郊等高密度地區(qū)的局部覆蓋和對稱及不對稱 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 。特別是它的可不對稱傳輸數(shù)據(jù)的功能，尤為適合接入當(dāng)今世界流行的 Inter。因為，在 互聯(lián)網(wǎng) 的數(shù)據(jù)傳輸過程中，往往要求 下行速率 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 上行速率 。 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 12 FDD 是在分離的兩個對稱頻率信道上進(jìn)行接收和發(fā)送，用保護(hù)頻段來分離接收和發(fā)送信道。 FDD 必須采用成對的頻率，依靠頻率來區(qū)分上下行鏈路，其單方向的資源在時間上是連續(xù)的。 FDD 在支持對稱業(yè)務(wù)時，能充分利用上下行的頻譜，但 在支持非對稱業(yè)務(wù)時，頻譜利用率將大大降低。 TDD 用時間來分離接收和發(fā)送信道。在 TDD 方式的移動通信系統(tǒng)中 ,接收和發(fā)送使用同一頻率載波的不同時隙作為信道的承載 ,其單方向的資源在時間上是不連續(xù)的，時間資源在兩個方向上進(jìn)行了分配。某個時間段由基站發(fā)送信號給移動臺，另外的時間由移動臺發(fā)送信號給基站，基站和移動臺之間必須協(xié)同一致才能順利工作。 TDD 中存在的問題 (1) 干擾問題 TDD 模式的 CDMA 移動通信系統(tǒng)的干擾問題主要包括上下行鏈路之間的干擾，不同運營者之間的干擾和來自功率脈沖的干擾。 上下行鏈 路之間的干擾分為小區(qū)內(nèi)上下行鏈路之間的干擾和小區(qū)間上下行鏈路之間的干擾。前者是因為在一個小區(qū)內(nèi)用戶間的同步受到破壞或上下行鏈路的時間分配不平衡。對于后者，非對稱的 TDD 時隙將影響鄰近小區(qū)的無線資源并導(dǎo)致小區(qū)間的上下行鏈路干擾，另外高功率的基站會阻塞鄰近小區(qū)的基站接收本小區(qū)的終端，處在小區(qū)邊界的高功率終端也會阻塞鄰近小區(qū)的具有不同 時隙 分配的終端。 當(dāng)同一地理環(huán)境有幾個運營商用同一 TDD 頻率時，由于基站之 間的同步問題以及上下行 鏈路 之間非對稱的動態(tài)分配，不同運營者之間會發(fā)生干擾，這是 TDD 模式所特有的。 來自功率脈沖的干擾是由于短的 TDD 幀的短傳輸時間，以及為了袖珍的語音終端設(shè)計在終端內(nèi)部的設(shè)備之間的脈沖傳輸。 (2) 同步要求高 由于基站不能同時接收和發(fā)送，移動終端的傳送必須在基站停止發(fā)送時開始，這意味著同一小區(qū)內(nèi)的不同用戶之間，用戶與基站之間需嚴(yán)格同步，后一同步破壞會發(fā)生通信阻塞，前一同步破壞將導(dǎo)致 嚴(yán)重干擾，這是 FDD 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 13 的 CDMA 移動通信系統(tǒng)所沒有的問題。 另外，因為小區(qū)之間和不同操作者之間的干擾問題，鄰近小區(qū)的基站之間要求是同步的，并且一般是符號級的精確同步。這樣的同步要求在基站有GPS 接收機(jī)或公共的分布式時鐘，這些都增加了移動蜂窩網(wǎng)的費用。 (3) 移動速度受限 對于 TDD 模式的 CDMA 移動通信系統(tǒng)，上下行鏈路利用同一頻率，根據(jù)接收信號 TDD 發(fā)射機(jī)能知道多徑信道的快衰落，這給 TDD 模式的系統(tǒng)帶來許 多優(yōu)勢，但這是基于 TDD 幀長比相干時間短的前提。因為 TDD 幀很短，導(dǎo)致移動速度受到限制，所以通常人們認(rèn)為 TDD 模式適合于室內(nèi)、低速移動的微小區(qū)環(huán)境。不過目前已有研究顯示 TDD 模式的移動通信系統(tǒng)在結(jié)合智能天線和 聯(lián)合檢測技術(shù) 后可以用于高速移動的環(huán)境，在中國目前開發(fā)的第三代移動通信系統(tǒng) TDSCDMA 中采用 了這個方案，模擬結(jié)果顯示了較好的性能。 FDD 的優(yōu)缺點 采用 FDD 模式的 移動系統(tǒng) 與采用 TDD 模式的移動系統(tǒng)相比，互有以下優(yōu)缺點： (1) FDD 必須使用成對的收發(fā)頻率。在支持對稱業(yè)務(wù)時能充分利用上下行的頻譜，但在進(jìn)行非對稱的數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)時，頻譜的利用率則大為降低，約為對稱業(yè)務(wù)時的 60%。而 TDD 則不需要成對的頻率， 通信網(wǎng)絡(luò) 可根據(jù)實際情況靈活地變換 信道 上下行的切換點，有效地提高了系統(tǒng)傳輸不對稱業(yè)務(wù)時的 頻譜利用率 。 (2) 根據(jù) ITU對 3G 的要求，采用 FDD 模式的系統(tǒng)的最高移動速度可達(dá)500KM/h，而采用 TDD 模式的系統(tǒng)的最高移動速度只有 120KM/h。兩者相比， TDD 系統(tǒng)明顯稍遜一籌。因為，目前 TDD 系統(tǒng)在芯片處理速度和算法上還達(dá)不到更高的標(biāo)準(zhǔn)。 (3) 采用 TDD 模式工作的系統(tǒng)，上、下行工作于同一頻率，其電波傳輸?shù)囊恢滦允怪苓m于運用 智能天線技術(shù) ，通過智能天線具有的自適應(yīng)波束賦形，可有效減少多徑干擾，提高設(shè)備的可靠性。而收、發(fā)采用一定頻段間 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 14 隔的 FDD 系統(tǒng)則難以采用上述技術(shù)。同時， 智能天線 技術(shù)要求采用多個小功率的線性功率放大器代替單一的大功率 線性放大器 ，其價格遠(yuǎn)低于單一大功 率線性放大器。據(jù)測算， TDD 系統(tǒng)的 基站 設(shè)備成本比 FDD 系統(tǒng)的 基站 成本低約 20%~50%。 (4) 在抗干擾方面，使用 FDD 可消除鄰近蜂窩區(qū) 基站 和本區(qū)基站之間的干擾。但仍存在鄰區(qū) 基站 對本區(qū)移動機(jī)的干擾及鄰區(qū)移動機(jī)對本區(qū)基站的干擾。而使用 TDD 則能引起鄰區(qū) 基站 對本區(qū)基站、鄰區(qū)基站對本區(qū)移動機(jī)、鄰區(qū)移動機(jī)對本區(qū)基站及鄰區(qū)移動機(jī)對本區(qū)移動機(jī)四項干擾。綜比兩者，可見 FDD系統(tǒng)的抗干擾性能要好于 TDD系統(tǒng)。 但隨著新技術(shù)的不斷出現(xiàn)， TDD系統(tǒng)的抗干擾能力一定會有大幅度的提高。目前方正連宇公司推出的LASTDMA 新技術(shù)就在這方面有了新的突破。 未來發(fā)展 由于移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的增長、通信個人化和寬帶化的要求，移動通信正在向第五代發(fā)展，估計 2020 年前后，第五代移動通信系統(tǒng)將開始全面商用?；仡櫟谝欢苿油ㄐ畔到y(tǒng)的建設(shè)，中國幾乎 100%依靠進(jìn)口國外產(chǎn)品，而現(xiàn)在的情況已經(jīng)大不相同了。自從 1997 年中國提交了第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)草案（ TDSCDMA）之后，其 TDD 模式及智能天線新技術(shù)等特色受到高度評價并成為三個主要候選標(biāo)準(zhǔn)之一，同時 TDSCDMA 移動通信系統(tǒng)的基站設(shè)備正在加緊開發(fā)。目前第四代 TDLTE 移動通信系統(tǒng)也已經(jīng)在國內(nèi)正式商用，在第一代和第二代移動通信系統(tǒng)中， FDD 模式一統(tǒng)天下， TDD 模式?jīng)]有引起重視，但由于新業(yè)務(wù)的需要和新技術(shù)的發(fā)展， TDD 模式將日益受到重視。尤其是第五代移動通信系統(tǒng)，由于要實現(xiàn)同時同頻全雙工， TDD 模式基本宣告終結(jié)，而對于 FDD 來說，則有相當(dāng)大的頻譜資源被釋放出來，大大提高通信效率。 CDMA 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 15 基本概念 CDMA 即碼分多址 (Code Division Multiple Access)，它是在數(shù)字技術(shù)的分支—— 擴(kuò)頻通信技術(shù)上發(fā)展起來的一種嶄新而成熟的 無線通信技術(shù) 。 CDMA 技術(shù)的原理是基于 擴(kuò)頻 技術(shù)，即將需傳送的具有一定信號帶寬信息數(shù)據(jù)，用一個帶寬遠(yuǎn)大于信號帶寬 的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號的帶寬被擴(kuò)展，再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去。接收端使用完全相同的偽隨機(jī)碼，與接收的帶寬信號作相關(guān)處理，把 寬帶 信號換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號即解擴(kuò)，以實現(xiàn)信息通信。 碼分多址（ CDMA）通信系統(tǒng)中，不同用戶傳輸信息所用的信號不是靠頻率不同或時隙不同來區(qū)分，而是用各自不同的編碼序列來區(qū)，或者說，靠信號的不同波形來區(qū)分。如果從 頻域 或時域來觀察，多個 CDMA 信號是互相重疊的。接收機(jī)用相關(guān)器可以在多個 CDMA 信號中選出其中使用預(yù)定碼型的信號。其它使用不同碼型的信號因為和接收機(jī)本地產(chǎn)生的碼型不同而不能被解調(diào)。它們的存在類似于在信道中引入了噪聲和干擾，通常稱之為多址干擾。 在 CDMA 蜂窩通信 系統(tǒng)中，用戶之間的信息傳輸是由基站進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和控制的。為了實現(xiàn)雙工通信，正向傳輸和反向傳輸各使用一個 頻率，即通常所謂的頻分雙工。無論正向傳輸或反向傳輸，除去傳輸業(yè)務(wù)信息外，還必須傳送相應(yīng)的控制信息。為了傳送不同的信息，需要設(shè)置相應(yīng)的信道。但是， CDMA 通信系統(tǒng)既不分頻道又不分時隙，無論傳送何種信息的信道都靠采用不同的碼型來區(qū)分。類似的信道屬于邏輯信道，這些邏輯信道無論從頻域或者時域來看都是相互重疊的，或者說它們均占用相同的頻段和時間。 CDMA 的優(yōu)勢 在擴(kuò)頻 CDMA 通信系統(tǒng) 中，由于采用了新的關(guān)鍵技術(shù) 而具有一些其他擴(kuò)頻通信所不具有的特點： (1) 采用了多種分集方式。除了傳統(tǒng)的空間分集外。由于是寬帶傳輸起到了頻率分集的作用，同時在基站和移動臺采用了 RAKE 接收機(jī)技術(shù)，相當(dāng)于時間分集的作用。 (2) 采用了話音激活技術(shù)和扇區(qū)化技術(shù)。因為 CDMA 系統(tǒng)的容量直接與所受的干擾有關(guān)，采用話音激活和扇區(qū)化技術(shù)可以減少干擾，可以使整個 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 16 系統(tǒng)的容量增大。 (3) 采用了移動臺輔助的軟切換。通過它可以實現(xiàn)無縫切換，保證了通話的連續(xù)性，減少了掉話的可能性。處于切換區(qū)域的移動臺通過分集接收多個基站的信號，可以減低自身的發(fā) 射功率，從而減少了對周圍基站的干擾，這樣有利于提高反向聯(lián)路的容量和覆蓋范圍。 (4) 采用了功率控制技術(shù)，這樣降低了平準(zhǔn)發(fā)射功率。 (5) 具有軟容量特性。可以在話務(wù)量高峰期通過提高誤幀率來增加可以用的信道數(shù)。當(dāng)相鄰小區(qū)的負(fù)荷一輕一重時，負(fù)荷重的小區(qū)可以通過減少導(dǎo)頻的發(fā)射功率，使本小區(qū)的邊緣用戶由于導(dǎo)頻強(qiáng)度的不足而切換到相臨小區(qū)，使負(fù)擔(dān)分擔(dān)。 (6) 兼容性好。由于 CDMA 的帶寬很大，功率分布在廣闊的頻譜上，功率話密度低，對窄帶模擬系統(tǒng)的干擾小，因此兩者可以共存。即兼容性好。 (7) CDMA 的頻率 利用率高，不需頻率規(guī)劃，這也是 CDMA 的特點之一。 (8) CDMA 高效率的 OCELP 話音編碼。話音編碼技術(shù)是數(shù)字通信中的一個重要課題。 OCELP 是利用碼表矢量量化差值的信號，并根據(jù)語音激活的程度產(chǎn)生一個輸出速率可變的信號。這種編碼方式被認(rèn)為是目前效率最高的編碼技術(shù)，在保證有較好話音質(zhì)量的前提下，大大提高了系統(tǒng)的容量。 CDMA 的不足 (1) 在小區(qū)的規(guī)劃問題上，雖然 CDMA 無需頻率規(guī)劃，但它的小區(qū)規(guī)劃卻并非十分容易。由于所有的基站都使用同一個頻率，相互之間是存在干擾的，如果小區(qū)規(guī)劃做得不好，將直 接影響話音質(zhì)量和使系統(tǒng)容量打折扣，因而在進(jìn)行站距、天線高度等方面的設(shè)計時應(yīng)當(dāng)小心謹(jǐn)慎。 (2) 其次，在標(biāo)準(zhǔn)的問題上， CDMA 的標(biāo)準(zhǔn)并不十分完善。許多標(biāo)準(zhǔn)都仍在研究才試制定之中。如 A 接口，目前各廠家有的提供 IS 一 634 版本 0，有的支持 Is－ 634 版本。還有的使用 Is－ 634/TSB－ 80。因此對于系統(tǒng)運營商來說，選擇統(tǒng)一的 A 接口是比較困難的。 (3) 由于功率控制的誤差所導(dǎo)致的系統(tǒng)容量的減少。 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 17 同時同頻全雙工 全雙工簡介 這里所講的全雙工是指同時同頻全雙工 CCFD（ Cofrequency Cotime Full Duplex）， CCFD 無線通信設(shè)備使用相同的時間、相同的頻率，同時發(fā)射和接收無線信號，使得無線通信鏈路的頻譜效率提高了一倍。 同時同頻全雙工 (CCFD)的近端設(shè)備與遠(yuǎn)端設(shè)備的無線業(yè)務(wù)相互傳輸發(fā)生在同樣的時間、相同的頻率帶寬上，這與現(xiàn)有的時分雙工 (TDD: Time Division Duplexing)和頻分雙工 (FDD: Frequency Division Duplexing)體制相比，理論頻率效率可以提升 1 倍。 全雙工通信現(xiàn)狀及前景 全雙工通信技術(shù)目前還處在研究階段 ，由于收發(fā)同時同頻， CCFD 發(fā)射機(jī)的發(fā)射信號會對本地接收機(jī)產(chǎn)生干擾，使用 CCFD 的首要工作是抑制強(qiáng)自干擾。自干擾消除能力將直接影響 CCFD 系統(tǒng)的通信質(zhì)量。 自干擾消除技術(shù)最