TD-SCDMA移動通信系統的增強和演進

1.4 基于TD-SCDMA的第4代移动 通信系统

对于基于TD-SCDMA的后3G或者4G系统来说，将采用TDD模式，主要目的在于实现先进国际移动通信(IMT-Advanced)提出的高速和低速移动环境下峰值速率分别达100 Mb/s和1 Gb/s的无线传输能力，使用的关键技术包括感知无线电、网络感知等，还将支持无线泛在服务(Wireless Ubiquitous Service)环境下的各种无线通信机制融合。在泛在服务体系架构下，采用各种先进技术，如超宽带(UWB)和超窄带(UAN)技术、感知无线电(Cognitive Radio)和网络感知技术等，以提供高速的数据传输和最佳的网络接入和网络布置方案。网络信息论作为一门新的学科，在后3G或者4G移动通信系统中将占重要地位，它将指导泛在无线系统的组网和布置。

在TDD未来演进时代，空中接口网络的多样性和共存性使得用户可以得到多样化的服务，但同时也给用户在不同系统之间进行切换、漫游带来很多不便，尤其是终端要适应于各种接入网络，并且实现起来不可过于复杂，成本也不可过高。结合软件无线电技术，终端可下载不同标准的接入网模式和流程，实现终端在不同网络之间的兼容。在未来，组件化的、开放的、分布式体系结构正在成为主流的业务生成与提供模式. 这种模式以屏蔽底层网络实施的细节作为设计目标之一，提供了良好的设计架构，使业务的生成与部署更加简便。在移动泛在网络中，业务种类极其丰富，而且业务提供将面向用户的最佳体验，即对服务QoS的保证。不同的网络在保证QoS的前提下可以提供以用户为中心的普遍服务。在不同的无线网络中支持无缝切换和漫游，这些网络可以分担服务负载，并可以选择最优的网络来提供不同的服务，最大地满足用户的需求。

在这个阶段，为满足下一代移动通信系统的高速率传输和无所不在的无线信号覆盖的要求，无线中继及多跳传输技术将会被采用。无线中继的基本思想是使用中继站将基站的信号重新处理后再发送出去。这个处理的过程可以很简单，比如只是接收信号然后放大，也可以很复杂，需要MAC层以上的处理。无线中继可以分为固定中继和移动中继。应用多跳中继可以扩展小区的覆盖范围，服务基站信号的死角地区，如建筑物阴影、地下等，同时还可以平衡负载，转移热点地区的业务。另外，引入无线中继还可以节省终端的发射功率，从而延长电池寿命。

为了简化无线频谱管理，将采用感知无线电技术，实现无线环境的感知。环境感知的思想就是将网络延伸到各个角落，利用新型无线通信网络节点的环境感知能力，感知当前网络环境状况、用户及周边环境场景信息尤其是频谱信息，并根据这些状况利用大量先进的物理层技术做出计划、决定和反应，把单个节点获得的频谱信息通告给相邻的节点共享，以便充分利用获得的频谱资源，提高无线通信的覆盖范围，同时通过灵活的资源分配方式提高频谱、功率等资源的利用效率。

2 结束语

TD-SCDMA系统的发展目标是提供更高的数据速率、低时延、低成本、优化的系统覆盖和容量，以及对高移动性的支持。而近年来移动通信业务的快速增长推动着宽带无线通信系统的演进。数据速率和QoS需求的快速增长是通信系统发展的必然趋势。按照这种发展趋势，TD-SCDMA发展演进的历程分为以下几个阶段：首先的TD-SCDMA阶段分为单载波TD-SCDMA和多载波TD-SCDMA；之后是HSxPA阶段，其中包括单载波HSxPA、多载波HSxPA以及HSxPA与无线宽带接入的融合；下一个阶段是LTE阶段，在这个阶段上行倾向于采用单载波传输技术，而下行则使用多载波技术；最后是基于TD-SCDMA的第4代移动通信系统阶段。整个TDD技术演进的过程将是一个平滑过渡的过程，以最节省的投资获得新技术的更新、网络架构的优化，以及最大的用户满意度。

3 参考文献

[1] 彭木根, 王文博. TD-SCDMA 移动通信系统 [M]. 北京:机械工业出版社,2005.

[2] LIU Guangyi,ZHANG Jianhua,ZHANG Ping,et al. Evolution map from TD-SCDMA to fuTURE B3G TDD [J]. IEEE Transactions on Communications Magazine, 2006,44(3):54-61.

[3] 3GPP TR 25.895. Analysis of higher chip rates for UTRA TDD evolution [S]. 2004.

[4] 3GPP TS 23.234 v.1.10.0. Group services and system aspects: 3GPP System to Wireless Local Area Networks (WLAN) interworking, system description ( Release 6) [S]. 2003.

[5] 3GPP REV-WS005. DoCoMo’s view on 3G evolution and requirements - 3G LTE scenario -Super 3G-x [S]. 2005.

作者简介

彭木根，北京邮电大学电信工程学院博士毕业留校任教，负责和承担国家"863"、国家自然科学基金以及国际/国内著名设备制造商和运营商的多个科研项目，目前研究重点为无线网络协同信息论、下一代无线宽带通信系统无线资源管理算法和协议设计、多跳无线中继和网络编码等。已出版著作4本、译著2本，发表论文60篇，其中被SCI和EI收录的论文10篇，国际会议论文20篇。 李勇，北京邮电大学无线信号处理与网络实验中心在读博士研究生，研究方向为下一代无线通信系统中的无线资源管理，目前研究重点为无线分组调度算法、链路自适应算法等。 王文博，北京邮电大学电信工程学院院长、教授、博士生导师，从事未来移动通信关键技术的研究，包括B3G技术、无线网络理论和感知网络技术等。已发表论文100篇，出版著作4本。