??? TD-SCDMA標準的形成
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??? TD-SCDMA作為具有我國自主知識產權的第三代移動通信標準，在我國的通信發展史上具有重要的意義。1999年TD-SCDMA標準以其具備的技術優勢被ITU采納，作為ITU認可的第三代移動通信無線傳輸技術之一，列入ITU-RM.1457。在2001年3月，TD-SCDMA被正式列入3GPP關于第三代移動通信系統的技術規范，包含在Release4版本中，這表明TD-SCDMA作為一個國際標準，被眾多的業界通信制造商和運營商所接受，并為以后的市場化打開了局面。

??? 2002年10月23日，信息產業部公布TD-SCDMA頻譜規劃，為TD-SCDMA標準劃分了總計155MHz的非對稱頻段，這一豐富的頻率資源，為TD-SCDMA的發展提供了更為充分的條件。2006年1月20日，信息產業部正式頒布了作為第三移動通信技術的TD-SCDMA系列行業標準，為TD-SCDMA的商業運營奠定了良好的基礎。近年來，TD-SCDMA的后續增強和演進技術一直在業界進行研究和完善，并以標準的形式逐步得以確立，形成了比較完整的TD-SCDMA技術發展路標。

??? TD-SCDMA技術詮釋

??? 在3GPPRelease4的接入技術中，引入了具有我國自主知識產權的TD-SCDMA標準，由于該標準使用的是時分雙工，碼片速率是1.28Mcps，相比3.84Mcps TDD的速率較低，被稱為“Low Chip Rate TDD”（LCR TDD）。

??? TD-SCDMA不僅采用了TDD的時分雙工模式，還綜合了多種接入技術：TDMA（時分多址）、CDMA（碼分多址）、FDMA（頻分多址）和SCDMA（空分多址）的特點，并能夠支持國際電聯在承載業務能力和不同無線傳播環境方面對第三代移動通信系統的要求。此外TD-SCDMA還采用了智能天線、聯合檢測、同步CDMA等先進的關鍵無線技術，在頻譜利用率和不對稱業務的支持等方面，具有比較突出的優勢。

??? 作為一個時分雙工的系統，TD-SCDMA空中接口的上行和下行工作在同一頻率的不同時隙上，1.6MHz的帶寬相對使用5MHz*2成對帶寬的FDD（即WCDMA）和5MHz帶寬的3.84McpsTDD來說，具有更高的靈活性。通過上下行時隙數量的靈活配置，它能夠很好的支持非對稱業務。作為一個獨立的移動通信系統，它還可以支持與GSM、WCDMA或3.84McpsTDD系統之間的切換和漫游。

??? 從制定標準的角度講，TD-SCDMA最大程度地和3.84McpsTDD技術保持了共同性。在空中接口的高層協議和網絡設施方面，TD-SCDMA都和其他模式保持了盡可能的相同。但在物理層結構和關鍵技術方面，TD-SCDMA卻有著自己的特點。因此在高層的信令和接口協議中，對一些字段和參數做了相應的增加、修改或者擴展，來適應對物理層的支持。

??? 物理層是TD-SCDMA最具有特色的地方，在空中接口物理層的幀結構、同步機制等方面，TD-SCDMA有其自身的特點。

??? TD-SCDMA的無線幀周期為10ms，一個無線幀周期被分成2個相同的5ms的子幀。每一個無線幀，被分為7個業務時隙和3個特殊時隙：DwPTS（下行導頻時隙），GP（保護間隔）和UpPTS（上行導頻時隙）。之所以要劃分出2個5ms的子幀，主要是為了用來滿足空中接口快速功率控制（每秒最大200次）和智能天線的波束賦型的需要。

??? 事實上，由于傳播時延的影響，上下行之間的切換可能會帶來干擾。這種干擾決定了小區的大小。通過“DwPTS（下行導頻）□GP（保護間隙）□UpPTS（上行導頻）”的結構，上行和下行時隙間有了適當的間隔，相互間的干擾很大程度上得到了避免，同時GP的長度也決定了小區的覆蓋半徑，理論上最大半徑可以達到11.25公里。

??? 物理層過程中，最主要的不同點在于TD-SCDMA采用上行同步，和3.84McpsTDD中采用的由高層執行的定時提前的同步方式不同。由于減少了高層的參與，實現更為有效和直接。另外每秒200次的快速閉環功率控制用來減小干擾，抵抗深衰落。

??? TD-SCDMAHSDPA演進

??? 為了能夠更好地滿足無線數據業務的急劇增加對網絡性能帶來的需求，3GPPRelease5引入了一項重要的增強技術——HSDPA（全稱為高速下行分組接入）。它采用共享的下行信道進行數據傳輸，可以達到更高的數據吞吐量，它適合于瞬時下行速率要求較高的高突發性業務，并能有效降低數據重傳的程度和傳輸時延，特別適合如視頻點播、網上沖浪等各種上下行不對稱的數據業務。

??? HSDPA中采用了AMC（自適應調制編碼）、HARQ（混合自動重傳請求）等增強技術提高下行的吞吐量。HSDPA的調制方式采用QPSK和16QAM，并使用更靈活的速率匹配機制實現多種編碼速率。AMC在物理層實現了鏈路的自適應功能：下行的發送機制（包括調制方式、編碼速率等等）將根據無線鏈路的條件在每一個發送時間間隔（TTI）進行實時的改變。而另一個主要特征HARQ和相應的HSDPA調度功能，則是在媒體接入控制層（MAC）完成。在UMTS無線接入網，這些功能都被包含在一個新的實體——MAC-hs。MAC-hs位于UE和NodeB，因此HSPDA的重傳、調度都是由基站來完成的。由于減少了Iub接口的消息過程和RNC的參與，重傳的時延被縮短、效率得到提高。

??? 3GPPRelease5也制定了TD-SCDMA的HSDPA技術規范，下行方向上定義了高速下行共享信道（HS-DSCH）完成高速的下行數據傳輸。作為一個時間共享的傳輸信道，它被映射到一個新定義物理下行數據信道——高速物理下行共享信道（HS-PDSCH）。和HS-DSCH相關的兩個物理層的共享控制信道：下行的HS-SCCH和上行的HS-SICH，也在規范中定義，通過這兩個控制信道的配合，完成數據傳輸的閉環控制。

下行HS-DSCH信道用于承載高速共享信道的數據。對于TD-SCDMA系統，承載HS-DSCH的HS-PDSCH的擴頻因子可以使用SF16或SF1，多條HS-PDSCH可以采用碼復用的方式用于多個UE，也可以給具有多碼能力的一個UE使用。在時域上，TD-SCDMA的傳輸時間間隔為5ms。

??? HS-SCCH來發送HS-DSCH信道的控制信息。當UE要接收數據時，會先到HS-SCCH來監聽在下一個HS-DSCHTTI上是否是傳遞給自己的數據，HS-SCCH要比HS-DSCH提前最少2個時隙。HS-SCCH攜帶該每一個HS-DSCHTTI相關的下行信令，包括UE的唯一標識；傳輸格式和資源信息（TFRI）；HARQ指示：指示UE當前數據塊是否是傳送過的數據塊的重傳。

??? UE用高速共享信息信道（HS-SICH）來傳送HARQ的確認信息和信道質量，從而為NodeB的分組調度和重傳提供反饋。HS-SICH和關聯的HS-DSCH之間是最小8個時隙的定時關系。該信道由下行數據塊的接收響應ACK/NAK和信道質量指示（CQI）兩部分組成，共有8bit，3條信道之間需要按照高層指定的時序關系，協同工作，從而完成高速可靠的下行數據傳輸。概括說來主要是依靠UE測量并上報接收的數據質量，NodeB根據反饋合理調整無線資源來實現對共享信道的快速調度和數據傳輸。

??? N頻點的多載頻技術

??? TD-SCDMA在3GPPR4中完成的技術方案，是一個單載頻的技術方案。由于TD-SCDMA的單載頻帶寬為1.6MHz，系統的整體容量受到限制。為了更好的擴充TD-SCDMA的系統能力，更好的滿足不斷增長的市場需求，對于TD-SCDMA多載頻技術的研究在2005-2006年成為一個熱點。在技術研究和外場實驗中發現，位于TSO時隙的全向發射的P-CCPCH廣播信道，因無智能天線帶來的波束賦形增益，其性能需要著重考慮。如何有效降低P-CCPCH廣播信道的同頻干擾，提高信道的覆蓋能力，成為TD-SCDMA規模組網，特別是發展多載頻技術的一個難點和重點。

??? 主要的技術特征

??? 綜合考慮上述的因素，提出了TD-SCDMAN頻點技術的多載頻方案。即，每個TD-SCDMA小區可以配置多個載頻，稱為一個N頻點小區。如，在通常的5MHz的頻譜內，可配置3個載頻。

??? 和傳統多載波技術不同的是，這多個載頻同屬于一個小區，共享公共的資源和信道。每個小區中，僅在一個載頻上發送DwPTS和廣播信息，在公共廣播中發送多個頻點的資源信息。針對每個小區，從分配到的n個頻點中確定一個作為主載頻，其他的作為輔載頻。在同一個小區內，僅在主載頻的TSO上全向發送DwPTS和廣播信息（P-CCPCH），輔載頻的TSO不使用。對支持多頻點的小區，有且僅有一個主載頻。主載頻和輔載頻使用相同的擾碼和基本Midamble碼。

??? 對于每個小區的公共控制信道DwPTS、P-CCPCH、PICH、S-CCPCH、PRACH等規定僅配置在主載頻上，UpPCH、FPACH在輔載頻上的使用可行性，有待進一步研究。業務的多時隙配置限定在同一載頻上，同一用戶的上下行配置在同一載頻。考慮到設備可實現性，主載波和輔載波的時隙轉換點建議配置為相同。

??? 對標準的影響

??? 引入N頻點技術方案會對原有的單載波技術標準帶來一定的修訂。主要的影響體現在空中接口（Uu）和Iub接口的技術規范中。

??? 對于Uu接口，需要通知UE有關的多個載頻的信息，使UE在小區搜索、業務建立和切換過程中，能夠獲知系統的多載頻配置和業務使用的載頻配置。UE在主載頻的PRACH信道發起接入請求后，可根據網絡的配置轉到輔載頻建立業務。在切換過程中，UE應能在不同小區的主載頻和輔載頻之間切換。

??? 對于Iub接口，需要增加RNC對NB多個載頻的資源管理功能。一方面類似于Uu接口，需要針對業務建立和切換過程，在相應的信令消息中，增加相應的頻點配置信息。另一方面，需要在維護管理過程中，增加對主載頻和輔載頻的頻點和時隙配置信息，和RNC對輔載頻的靈活建立刪除和修改的能力。

??? 目前中國通信標準化協會（CCSA）已經在TD-SCDMA行業標準中完成了有關N頻點多載頻方案制定，并在制定過程中，考慮了和單載波方案的兼容，保證了支持單載頻的TD-SCDMA手機，能夠在N頻點網絡中正常使用。

??? 簡而言之，N頻點的多載頻技術方案，就是在業務時隙采用同頻組網的方式，而在承載因全向發射而沒有波束賦形增益的廣播信道的TSO時隙，采取類似異頻組網的主-輔載波技術，在成倍提高TD-SCDMA的系統容量的同時，保證了頻譜利用率，并有效降低了系統TSO時隙的同頻干擾，提高了廣播信道的載干比，降低了手機下行解調能力要求，加快了UE的小區搜索過程。同時，也使得廣播信道的發射功率有了更大的余量，提高了小區的覆蓋能力。經過實際的外場試驗證明，N頻點技術應作為TD-SCDMA組網的主要技術方案。

??? 多載波HSDPA

??? 在TD-SCDMAN頻點技術逐漸成為TD-SCDMA主要組網方案的條件下，如何將HSDPA和N頻點技術相結合，形成TD-SCDMA的多載波HSDPA技術，不論是從市場發展還是技術競爭力的需要，都成為TD-SCDMA技術今后發展的迫切要求。

??? 文中為了和行業標準表述一致，在本節均用“多載波”描述，和上節“多載頻”意義相同。

??? 主要的技術特征

??? TD-SCDMA多載波HSDPA是在原有的單載波HSDPA方案和N頻點技術基礎上的增強。在兼容N頻點行標的前提下，多載波HSDPA技術中的多個載波就是N頻點小區中的多個載波；每個載波可單獨用于HSDPA，也可以同時用于專用信道。

??? 和單載波HSDPA不同的是，HS-DPSCH和HS-SCCH和HS-SICH可以建立在多載波小區中的多個載波上。每個載波上的HS-DPSCH物理信道可以為多個用戶以時分或者碼分方式共享，每個用戶也可同時分配多個載波上的HS-PDSHC物理信道資源，但要求資源占用的多個載波連續。當數據僅在一個載波上傳輸時，其機制和單載波HSDPA基本相同。如果數據要在多個載波上傳送，就需要MAC-hs把數據流分配到不同的載波，而對于UE，則需要有同時接收多個載波數據的能力，各個載波獨立接收后，再由MAC-hs進行合并。而在每個載波上，物理層的處理和單載波HSDPA相同。在每個用戶的HARQ功能實體中，為每個載波建立獨立的HARQ子實體，每個子實體中建立HARQ進程，每個進程獨立按照單載波技術的要求，進行各數據的反饋重傳請求（HAQR）處理。

??? 圖1? TD-SCDMA的技術標準演進路標

??? 控制和反饋方面，每個載波各自具有至少一對HS-SCCH/HS-SICH，對該載波的HS-DSCH資源進行獨立控制和反饋，同時對每個多載波UE，相應的HS-SCCH/HS-SICH在載波上有兩種配置方式：1、單單方式。將同一UE的所有控制信道和其伴隨的DPCH放在一個載波上發送，以便實現UE上行鏈路的單載波發送；2、多多方式。HS-SCCH/HS-SICH和HS-PDSCH成對放在相應的載波上，伴隨的DPCH信道也放在其中的一個載波上。這樣可以根據UE的能力，選擇相應的方式進行交互和控制。

??? 標準化工作

??? TD-SCDMA多載波HSDPA方案，在CCSA中進行標準化工作。從2005年來，經過業界各廠家的研究討論和評估，逐步確定了多載波HSDPA的技術方案和標準修訂內容。2006年8月，多載波HSDPA標準在CCSATC5WG9#1次會議上正式立項，2006年12月，相應的設備技術要求和接口協議修訂方案也基本獲得通過，目前已經進入報批階段。

??? 多載波的TD-SCDMAHSDPA技術，是單載波HSDPA技術的必要延伸和發展。在不改變每個載波的物理層基本技術框架的基礎上，通過使用N頻點技術，可以獲得N倍的單載波吞吐量，較好的克服了TD-SCDMA每個載波較窄，絕對吞吐量較低的缺點，在10MHz的帶寬內，可以獲得12Mbps以上的峰值吞吐量，為TD-SCDMA不斷滿足日益增長的數據業務的市場需求帶來了良好的前景。