TD- SCDMA系统论文.doc

编号：_中国管理软件学院毕业论文题目：td-scdma系统的特点与关键技术系 别： 计 算 机 通 信 系 专 业： 计 算 机 通 信 工 程 姓 名： 程 向 前 指导教师：_日 期： 2012年4月16日 中国管理软件学院教务处td- scdma系统的特点与关键技术摘要 第三代移动移动通信是移动通信发展的最新阶段。本文着重介绍了目前3g最具代表性的三种标准中的td-scdma，分析了它的系统特点，指出了它较另外两种技术的优点，然后简要介绍了td-scdma系统中采用的几种关键技术。最后总结了td-scdma技术的特点并展望了它的发展前景。关键词td-scdma；移动通信1、 引言近年来，移动通信技术发展非常迅速。目前，我国移动通信系统已经完成了从第一代模拟通信到第二代数字通信的过渡，正逐渐步入第三代移动通信。第三代移动通信系统又叫做imt-2000，是国际电信联盟(itu)在1985年提出的，指的是在2000年，在2000mhz频段上，利用第三代移动通信提供从基本语音服务到高速数据服务，能够接入internet，并能同时提供电路交换和分组交换业务，数据速率从最低的8kbps到384kbps，最高为2mbps，能够提供对称业务和非对称业务，支持internet浏览和视频会议。 第三代移动通信系统的主流技术是cdma技术。国际上目前最具代表性的第三代移动通信标准有三种，它们分别是cdma2000、wcdma、td-scdma。其中，td-scdma技术方案是我国首次向国际电联提出的移动通信标准。cdma2000和wcdma分别由美国和欧洲制定。中国的td-scdma方案完全满足国际电联对第三代移动通信的基本要求，在所有提交的标准提案中，是唯一采用智能天线技术，也是频谱利用率最高的提案，它可以缩短运营商从第二代移动通信过渡到第三代系统的时间，在技术上具有明显的优势。td-scdma技术的提出，对于中国能够在第三代移动通信标准制定方面占有一席之地起到了关键作用。2、 td- scdma系统的特点td-scdma的中文含义为时分同步码分多址接入，它是集cdma、tdma、fdma技术优势于一体，系统容量大，频谱利用率高，抗干扰能力强的移动通信技术。该系统具有以下主要特点:1 时分双工通信td-scdma作为cdma tdd的一种，具备cdma tdd的一切特点。cdma tdd上行和下行链路在同一频点、不同的时隙进行双工通信。这不同于在不同频点上进行双工通信的fdd（fdd是在上下对称的一对频点上进行双工通信）。由于cdma tdd在同一频点上进行双工通信，这就使得上、下链路的信道特性基本一致，从而保证智能天线等先进技术的采用。这个方案的优势还在于tdd模式下，采用在同期性重复的时间帧里传输基本的tdma突发脉冲的工作模式（和gsm相同），通过周期性地转换传输方向，在同一个无线电载波上交替地进行上下行链路传输，上下行链路间的转换点的位置可以因业务的不同而任意调整。当进行对称业务传输时，可选用对称的转换点位置；当进行非对称业务传输时，可在非对称的转换点位置范围选择。这样，对于上述两种业务，tdd模式都可提供最佳频谱利用率和最佳业务容量。cdma tdd的时隙按上、下行链路所需的数据量动态分配，这不仅仅适合于对称的如传统的语音业务，尤其适合于日益增长的非对称的实时、非实时数据业务，如多媒体、internet所需要的不对称的、基于包交换（ip）的业务。动态地按需分配时隙，可以使得频谱资源得以最大、最优地利用。2 引入sdma 接入技术这是td-scdma最关键的创新部分，将cdma与sdma技术结合就可以达到相互补充作用。例如: 当sdma无法区分靠得很近的几个移动用户时，cdma可以起到分离作用。反过来，sdma又可以使相互干扰的cdma用户降至最小。这样一种结合使得td-scdma具有价格便宜，容量较高和性能优良等诸多优点。3 占用较窄频带td-scdma采用了低码片速率，其频带仅有1.6mhz，是wcdma和cdma2000所需带宽的1/3。因此，td-scdma可灵活地利用现有的所有频带资源，从实现的意义上来讲更容易被接受。4 采用多项尖端技术td-scdma采用了联合检测、智能天线、同步cdma和软件无线电台等技术，这些技术是wcdma和cdma2000所没有提到的。从某种意义上来说，td-scdma更具发展前景。3、 td- scdma 的关键技术td-scdma除了具备cdma tdd的所有特点外，还采用了以下的技术，保证td-scdma有着其独特的特色和优点，这也是td-scdma提案被国际电联接受的重要原因。1 智能天线智能天线技术是雷达系统自适应天线阵在通信系统中的新应用。智能天线系统由一个多天线阵、相干接收机和高级数字信号处理算法组成，与仅有一个固定波束的传统天线比较，智能天线能有效地形成多束缚型，每一个波束指向一个特定的用户且能自适应地跟踪任何移动用户。如此特点使得在接收侧实现空间选择性分集，提高了接收灵敏度，减少了不同位置的同道用户的同道干扰，抵消了多径衰落和增加了上行容量。在发送侧， 智能的空间选择能否成形传送降低了输出功率要求，减少了同道干扰和提高了下行容量，从而提高了系统容量。2 软件无线电台软件无线电台是一种波形可编程、多频段、多模式的无线电台，其最大的优点是基于同样的硬件环境，针对不同功能采用不同的软件来实施，其系统升级、多种模式的运行可以自适应地完成。其核心思想是在尽可能靠近天线的地址使用a/d和d/a转换器，在通用的硬件平台上，尽可能通过软件来定义无线电的功能，以软件方式替代硬件实施信号处理，实时配置信号波形。软件无线电可以解决多种通信标准及频谱拥挤的问题，以达到多种通信频段、多种信道调制及多种数据格式的互操作性。3 联合检测联合检测技术也就是“多用户干扰”抑制技术，是一项消除和减轻多用户干扰的主要技术，是tdscdma系统中关键技术之一。在传统的cdma接收机中，各个用户的接收是相互独立进行的。在多径衰落环境下，由于各个用户之间所用的扩频码通常难以保持正交, 因而造成多个用户之间的相互干扰，并限制系统容量的提高，这就需要使用多用户检测技术。多用户检测的基本思想就是把所有用户的信号都当作有用信号而不是干扰信号来处理，这样可以充分利用每个用户信号的用户码、幅度、定时、延迟等信息，从而大幅度地降低多径多址干扰。4 同步cdma同步cdma 使得来自每个用户终端的上行cdma信号在到达基带处理器时是完全同步的。这样使用正交扩频码的各个码道在解扩时就可以完全同步正交，相互间不至于产生多址干扰，大大地提高了td-scdma的系统容量。5 自适应功率调整td-scdma系统有着一套精确的功率控制方法，即开环、闭环和外环三种功率控制技术。开环功率控制用于确定用户的初始发射功率，或用户接收功率发生突变时的发射功率调节。闭环功率控制可较好地解决因上、下行信道电波功率的不对称性；而精确性难以保证的问题，通过对接收功率测量值与信干比门限值的对比，确定功率控制比特信息，然后通过信道把功率控制比特信息传送到发射端，并据此调节发射功率的大小。外环功率控制技术是通过对接收误帧率的计算，确定闭环功率控制所需的信干比门限。外环功率控制技术通常需要采用变步长方法，以加快上述信干比门限的调节速度。正是由于这些精确的功率控制，才使td-scdma手机能保持适当的发射功率。6 接力切换td-scdma系统提出了接力切换的概念，它不同于硬切换和软切换，是一种崭新的切换技术，是基于同步码分多址技术和智能天线的结合技术。在移动系统中，对于移动用户的准确定位一直是人们追求的目标。td-scdma系统可以利用天线阵列和同步码分多址技术中码片周期的精巧测定，得出用户的大体位置；在手机辅助之下，伺服的基站根据周围空中传播条件和信号质量，命令手机切换到信号更为优良的基站。它可以对整个基站网络的容量进行动态地优化分配，也可以实现不同系统之间的切换，大大提高了系统容量。4、 总结td-scdma系统采用了联合检测、智能天线、同步cdma以及软件无线电等高端技术， 而这些技术在其它两种标准中并未体现。但这些技术在第四代移动通信中是必须考虑的问题。因此，td-scdma有着良好的发展前景。另一方面，td-scdma 能够有效地实现2g向3g的平稳过渡，能有效利用我国现有的gsm资源，很大程度上降低了运营商的技术风险和经济投资。同时，td-scdma