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TD-SCDMA的标准演进
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TD-SCDMA是中国政府提出的第三代移动通信技术标准的TDD模式技术,是3GPP标准的一个重要组成部分。TD-SCDMA的标准起步比起WCDMA和CDMA2000要晚,因此TD-SCDMA的第一个版本为R4,没有R99这个版本。在R5版本中,在接入网侧,主要增加了HSDPA功能;在R6版本中,主要增加了HSUPA功能。此外,为了应对Wimax的竞争,3GPP成立了3GPP LTE(Long Term Evolution)项目组,致力于制定3GPP LTE版本演进的需求和技术规范。
² TD-SCDMA系统中的HSDPA技术
HSDPA(HighSpeedDownlinkPacket Access,高速下行分组接入)技术,是3GPP在R5协议中为了满足上/下行数据业务不对称的需求而提出的一种调制解调算法。为了达到提高下行分组数据速率和减少时延的目的,HSDPA技术采用混合自动重传(H-ARQ)、自适应调制编码(AMC)、高阶调制(16QAM)和快速小区选择(FCS)等技术,提供高速的下行分组数据传输。相关的标准在3GPP R5版本中已经基本完成。采用HSDPA后,TD-SCDMA增加了一种传输信道、三种物理信道。采用HSDPA技术可以让TD-SCDMA系统下行链路的数据传输速率有很大的提高,单载波支持数据传输速率为2.8Mbps。
HSDPA高速下行分组接入技术是3G网络建设后期提高下行容量和数据业务速率的一种重要技术,可以在不改变已经建设的网络结构的情况下,大大提高下行数据业务速率。这对于增强TD-SCDMA的市场竞争力有很大的帮助。
² TD-SCDMA系统中的HSUPA技术
与HSDPA技术相对应,HSUPA(HighSpeedUplinkPacket Access,高速上行分组接入)技术通过使用更加灵活的Node B调度、混合自动重传等技术,理论上为用户提供5.8Mbps的数据接入服务。HSUPA目前仍然在3GPP R6中进行讨论。
在HSUPA中,对于数据重传的控制是在NodeB中进行的,从而使得响应延时和往返周期大大减小。HSUPA上行的快速调度可以使网络更快地对负载量的变化做出反应,为各种应用分配更合适的速率,这将减小上行系统的噪声,并减少为防止过载而预留的系统资源。
除此之外,快速重传和增量冗余重传也会对上行链路的性能加以改善。快速重传使得网络可以工作在更高误块率的工作点,这意味着发射功率可以降低,并最终可以使小区的覆盖面扩大。
² 3GPP TDD LTE
LTE的需求如下:
Ø 更高的数据速率:峰值速率 上行50Mbps, 下行100Mbps
Ø 更高的频谱效率:2~4 倍于R6 HSDPA (5bits/s/Hz)
Ø 更高吞吐率 (提高小区边缘数据速率) :2~4 倍于R6
Ø 不同带宽等级 (1.25~20MHz)
Ø 支持大范围QoS和移动性
Ø 更低的时延用户面和信令面(更短TTI, 信令优化)
Ø 可接受的复杂性、成本和功耗
Ø 后向兼容和性能改进的折衷
演进后的TDD系统的网络结构图,我们可以看到在TDDLTE中,由于很多功能都集中在NodeB实现,因此TDDLTE RNC的功能逐渐减弱,甚而有可能不需要RNC实体的存在,在UTRAN中仅有E-Node B。而CN可以保持一定的延续性。
TDD模式的演进有两个方向:一个是多载波TD-SCDMA;另一个是TDD-OFDM。多载波TD-SCDMA方案作为一个强调兼容性的平滑演进版本,为现有的TD-SCDMA系统提供一套性能提升的方案;TDD-OFDM方案作为一个强调性能提升的全新版本,为现有的TD-SCDMA系统提供一套更远期的演进方案。两种演进技术的需求在TR25.913中有详细的说明。 在标准的演进过程中,TD-SCDMA由于采用了智能天线和联合检测等关键技术,因此更有利于标准的演进。比如:智能天线实际上可以看成是多天线的一种,但是如果我们在基站和终端的不同的天线上调制不同的数据,或者说用不同的方式调制不同的数据,这就是MIMO的基本思想,如果我们还能与不同的编码方式相结合,就是空时码的基本思想,这些都能够大大地提高用户的速率,增大系统的容量,进一步提升频谱利用率;再比如说,联合检测是多用户检测思想的体现,它优化了检测的性能,充分利用了其他用户的先验信息,在OFDMA的系统中,这种思想也要得到应用;在联合检测中,我们要进行信道估计和信道均衡,如果把信道的估计、均衡和解码联合起来,利用反馈机制进行信号的检测,这就是OFDM的Turbo检测的思想等等。因此,可以说TD-SCDMA的几大关键技术充分地考虑到了版本的演进,在和后3G的先进技术的结合方面,具有其它标准所不具有的优势。
----《通讯世界》
² TD-SCDMA系统中的HSDPA技术
HSDPA(HighSpeedDownlinkPacket Access,高速下行分组接入)技术,是3GPP在R5协议中为了满足上/下行数据业务不对称的需求而提出的一种调制解调算法。为了达到提高下行分组数据速率和减少时延的目的,HSDPA技术采用混合自动重传(H-ARQ)、自适应调制编码(AMC)、高阶调制(16QAM)和快速小区选择(FCS)等技术,提供高速的下行分组数据传输。相关的标准在3GPP R5版本中已经基本完成。采用HSDPA后,TD-SCDMA增加了一种传输信道、三种物理信道。采用HSDPA技术可以让TD-SCDMA系统下行链路的数据传输速率有很大的提高,单载波支持数据传输速率为2.8Mbps。
HSDPA高速下行分组接入技术是3G网络建设后期提高下行容量和数据业务速率的一种重要技术,可以在不改变已经建设的网络结构的情况下,大大提高下行数据业务速率。这对于增强TD-SCDMA的市场竞争力有很大的帮助。
² TD-SCDMA系统中的HSUPA技术
与HSDPA技术相对应,HSUPA(HighSpeedUplinkPacket Access,高速上行分组接入)技术通过使用更加灵活的Node B调度、混合自动重传等技术,理论上为用户提供5.8Mbps的数据接入服务。HSUPA目前仍然在3GPP R6中进行讨论。
在HSUPA中,对于数据重传的控制是在NodeB中进行的,从而使得响应延时和往返周期大大减小。HSUPA上行的快速调度可以使网络更快地对负载量的变化做出反应,为各种应用分配更合适的速率,这将减小上行系统的噪声,并减少为防止过载而预留的系统资源。
除此之外,快速重传和增量冗余重传也会对上行链路的性能加以改善。快速重传使得网络可以工作在更高误块率的工作点,这意味着发射功率可以降低,并最终可以使小区的覆盖面扩大。
² 3GPP TDD LTE
LTE的需求如下:
Ø 更高的数据速率:峰值速率 上行50Mbps, 下行100Mbps
Ø 更高的频谱效率:2~4 倍于R6 HSDPA (5bits/s/Hz)
Ø 更高吞吐率 (提高小区边缘数据速率) :2~4 倍于R6
Ø 不同带宽等级 (1.25~20MHz)
Ø 支持大范围QoS和移动性
Ø 更低的时延用户面和信令面(更短TTI, 信令优化)
Ø 可接受的复杂性、成本和功耗
Ø 后向兼容和性能改进的折衷
演进后的TDD系统的网络结构图,我们可以看到在TDDLTE中,由于很多功能都集中在NodeB实现,因此TDDLTE RNC的功能逐渐减弱,甚而有可能不需要RNC实体的存在,在UTRAN中仅有E-Node B。而CN可以保持一定的延续性。
TDD模式的演进有两个方向:一个是多载波TD-SCDMA;另一个是TDD-OFDM。多载波TD-SCDMA方案作为一个强调兼容性的平滑演进版本,为现有的TD-SCDMA系统提供一套性能提升的方案;TDD-OFDM方案作为一个强调性能提升的全新版本,为现有的TD-SCDMA系统提供一套更远期的演进方案。两种演进技术的需求在TR25.913中有详细的说明。 在标准的演进过程中,TD-SCDMA由于采用了智能天线和联合检测等关键技术,因此更有利于标准的演进。比如:智能天线实际上可以看成是多天线的一种,但是如果我们在基站和终端的不同的天线上调制不同的数据,或者说用不同的方式调制不同的数据,这就是MIMO的基本思想,如果我们还能与不同的编码方式相结合,就是空时码的基本思想,这些都能够大大地提高用户的速率,增大系统的容量,进一步提升频谱利用率;再比如说,联合检测是多用户检测思想的体现,它优化了检测的性能,充分利用了其他用户的先验信息,在OFDMA的系统中,这种思想也要得到应用;在联合检测中,我们要进行信道估计和信道均衡,如果把信道的估计、均衡和解码联合起来,利用反馈机制进行信号的检测,这就是OFDM的Turbo检测的思想等等。因此,可以说TD-SCDMA的几大关键技术充分地考虑到了版本的演进,在和后3G的先进技术的结合方面,具有其它标准所不具有的优势。
----《通讯世界》
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