基于智能天線(xiàn)的TD-SCDMA系統

TD-SCDMA(Time Division Synchronous Code Division Multiple Access)即時(shí)分的同步碼分多址技術(shù)，是我國具有自主知識產(chǎn)權的通信技術(shù)標準，與歐洲的WCDMA標準、美國的CDMA 2000標準并稱(chēng)為3G時(shí)代主流的移動(dòng)通信標準。TD—SCDMA集CDMA、TDMA、FDMA技術(shù)優(yōu)勢于一體，系統容量大、頻譜利用率高、抗干擾能力強，智能天線(xiàn)技術(shù)是TD—SCDMA的關(guān)鍵技術(shù)之一，越來(lái)越多的研究者和工程技術(shù)人員將目光投向智能天線(xiàn)技術(shù)和TD—SCDMA的研究。

　　1 TD-SCDMA系統

　　大唐電信集團開(kāi)發(fā)的TD-SCDMA系統采用時(shí)分雙工TDD，TDMA/CDMA多址方式工作，基于同步CDMA、智能天線(xiàn)、多用戶(hù)檢測、正交可變擴頻因數、Turbo編碼技術(shù)、CDMA等新技術(shù)，工作于2 010～2 025 MHz。我國為T(mén)D-SCDMA劃分了155 MHz非對稱(chēng)頻段，具體為1 880～1 920MHz，2 010～2 025 MHz和2 300～2 400MHz。

　　1.1 TD—SCDMA標準概況

　　多址接入方式：DS-CDMA/CDMA/SDMA;碼片速率：1.28 MCPS;雙工方式：TDD;載頻寬度：1.6 MHz;擴頻技術(shù)：OVSF;調制方式：QPSK，8PSK;編碼方式：卷積編碼，Turbo編碼;功率控制：200次/s。

　　TD—SCDMA的主要優(yōu)勢有：

　　使用智能天線(xiàn)、多用戶(hù)檢測等新技術(shù);可高效率地滿(mǎn)足不對稱(chēng)業(yè)務(wù)需要;簡(jiǎn)化硬件，可降低產(chǎn)品成本和價(jià)格;便于利用不對稱(chēng)的頻譜資源，頻譜利用率大大提高;可與第二代移動(dòng)通信系統兼容。

　　1.2 TD—SCDMA關(guān)鍵技術(shù)

　　(1)綜合的尋址(多址)方式

　　TD-SCDMA空中接口采用了四種多址技術(shù)：TDMA，CDMA，FDMA，SDMA(智能天線(xiàn))。綜合利用四種技術(shù)資源分配時(shí)在不同角度上的自由度，得到可以動(dòng)態(tài)調整的最優(yōu)資源分配。

　　(2)靈活的上下行時(shí)隙配置

　　靈活的時(shí)隙上下行配置可以隨時(shí)滿(mǎn)足您打電話(huà)，上網(wǎng)瀏覽、下載文件、視頻業(yè)務(wù)等的需求，保證您清晰、暢通享受3G業(yè)務(wù)。

　　(3)TD克服呼吸效應和遠近效應

　　呼吸效應：在CDMA系統中，當一個(gè)小區內的干擾信號很強時(shí)，基站的實(shí)際有效覆蓋面積就會(huì )縮小;當一個(gè)小區的干擾信號很弱時(shí)，基站的實(shí)際有效覆蓋面積就會(huì )增大。簡(jiǎn)言之，呼吸效應表現為覆蓋半徑隨用戶(hù)數目的增加而收縮。形成呼吸效應的主要原因是CDMA系統是一個(gè)自干擾系統，用戶(hù)增加導致干擾增加而影響覆蓋。

　　對于TD—SCDMA而言，通過(guò)低帶寬FDMA和TDMA來(lái)抑制系統的主要干擾，在單時(shí)隙中采用CDMA技術(shù)提高系統容量，而通過(guò)聯(lián)合檢測和智能天線(xiàn)技術(shù) (SDMA技術(shù))克服單時(shí)隙中多個(gè)用戶(hù)之間的干擾，因而產(chǎn)生呼吸效應的因素顯著(zhù)降低，故TD系統不再是一個(gè)干擾受限系統(自干擾系統)，覆蓋半徑不像 CDMA那樣因用戶(hù)數的增加而顯著(zhù)縮小，因而可認為T(mén)D系統沒(méi)有呼吸效應。

　　遠近效應：由于手機用戶(hù)在一個(gè)小區內是隨機分布的，而且是經(jīng)常變化的，同一手機用戶(hù)可能有時(shí)處在小區的邊緣，有時(shí)靠近基站。如果手機的發(fā)射功率按照最大通信距離設計，則當手機靠近基站時(shí)，功率必定有過(guò)剩，而且形成有害的電磁輻射。解決這個(gè)問(wèn)題的方法是根據通信距離的不同，實(shí)時(shí)地調整手機的發(fā)射功率，即功率控制。

　　功率控制的原則是，當信道的傳播條件突然變好時(shí)，功率控制單元應在幾微妙內快速響應，以防止信號突然增強而對其他用戶(hù)產(chǎn)生附加干擾;相反當傳播條件突然變壞時(shí)，功率調整的速度可以相對慢一些。也就是說(shuō)，寧愿單個(gè)用戶(hù)的信號質(zhì)量短時(shí)間惡化，也要防止對其他眾多用戶(hù)產(chǎn)生較大的背景干擾。

　　(4)動(dòng)態(tài)信道分配(DCA)

　　動(dòng)態(tài)信道分配(Dynamic Channel Allocation，DCA)就是根據用戶(hù)的需要進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的資源(頻率、時(shí)隙、碼字等)分配。動(dòng)態(tài)信道分配的優(yōu)點(diǎn)：頻帶利用率高、無(wú)需網(wǎng)絡(luò )規劃中的信道預規劃、可以自動(dòng)適應網(wǎng)絡(luò )中負載和干擾的變化等。

　　(5)智能天線(xiàn)技術(shù)

　　智能天線(xiàn)的高效率是基于上行鏈路和下行鏈路的無(wú)線(xiàn)路徑的對稱(chēng)性(無(wú)線(xiàn)環(huán)境和傳輸條件相同)而獲得的。此外，智能天線(xiàn)可減少小區間干擾也可減少小區內干擾。智能天線(xiàn)的這些特性可顯著(zhù)提高移動(dòng)通信系統的頻譜效率。