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1. 第三代移动通信技术 李湘文 Lixiangwen@sohu.com 成都理工大学工程技术学院通信技术教研室

2. CDMA FDD CDMA TDD TD-SCDMA CDMA MC CDMA DS UTRA TDD TD-SCDMA标准简介 TD-SCDMA（时分同步码分多址）是由大唐电信科技产业集团代表中国提交，并于2000年5月被国际电联接纳，2001年3月被 3GPP认可的世界第三代移动通信的三大标准之一。 作为目前全球正在进行大规模商业产品开发的TDD产品，一方面，世界各国均已预留TDD频率，另一方面，TDD在全球的统一频段，也有利于TD的全球漫游，这些都使得TD-SCDMA在未来的竞争力不言而喻。

3. 大唐电信领军中国TD－SCDMA产业，完善多厂商供货环节，推动实现TD－SCDMA标准在中国的成功商用！大唐电信领军中国TD－SCDMA产业，完善多厂商供货环节，推动实现TD－SCDMA标准在中国的成功商用！ TD－SCDMA产业联盟的成立，标志着TD－SCDMA获得了国内产业界的整体相应，阵营覆盖了从系统设备到终端的完整产业链。 联盟是产业链不断健全的重要载体

4. 以政府为主导，各方力量的共同推动是产业链发展壮大的根本原因以政府为主导，各方力量的共同推动是产业链发展壮大的根本原因 • 政府： 统筹规划、引导产业发展，并通过频率的规划、项目引导、专项资金支持等为TD-SCDMA的发展营造着良好的宏观环境 • 建立了良好的科研创新机制： • 联盟：充分发挥了推动产业发展的平台作用，成为产业进步的重要载体 • 论坛:TD-SCDMA技术推广和宣传的平台 • 专家组:为推动TD-SCDMA技术试验和后续技术发展作出了重要的贡献 政 府 联 盟 论 坛 通信企业 运营商 科研机构 业界专家 推动TD发展的各方力量

5. 终端 芯片 天线 基站 网络控制器 核心网 仪 表 海信、夏新 南高、重邮 波导、联想 大唐、华立 三星、LG TCL、海尔 迪比特 英华达 UT 阿尔卡特 华为 中兴 北电 爱立信 诺基亚 泰克 日本芝测 安捷伦 中创信测 湖北众友 星河亮点 WILLTEK 安利 R&S 大唐 西门子 中兴 普天 阿尔卡特 大唐 华为 中兴 诺基亚 展讯 T3G 凯明 华立 ADI ST 重邮 海天 中山通宇 14所 TD-SCDMA产业链目前的发展状况 以联盟企业为主导，众多企业共同参与的TD-SCDMA产业发展环境已经形成！

6. TD-SCDMA系统发展状况 大唐通过对核心专利的释放，使得TD-SCDMA系统设备成为了整个产业链最为成熟的环节，目前已经形成了大唐+ASB、西门子+华为、爱立信＋中兴、普天+诺基亚四套接入网加核心网的全系统解决方案，目前，系统设备已经进入产业化的后期，预计年底前可提供商用版本 系统

7. TD-SCDMA芯片发展状况 • 全部芯片已实现TD-SCDMA的话音、短消息、128k数据业务及各种切换功能，部分企业已经实现384k高速数据业务 。 • 部分起点较高的企业已经实现TD-SCDMA/GSM双模。当前的主要工作是提升芯片的稳定性、可靠性及解决耗电、散热等工程问题 。 • 芯片已具备商用能力，并提交商用终端使用

8. TD-SCDMA终端发展状况 随着芯片的推出及不断成熟，TD-SCDMA终端产业已经实现群体突破，共十四家终端企业，近二十款终端及数据卡面市； 大唐在关键技术的基础上，先后开发了一系列的终端产品。在刚刚结束的专项测试中，大唐的3款终端分别参加了功能测试、IOT测试和外场外场网络测试，稳定性和性能方面取得了长足的进步。

9. 我国作为经济后发国家，要实现产业结构的调整必须把握新兴的产业机遇，也就是要抓住由于技术更新换代所带来的新兴产业机会，只有在这样的产业领域，我们的劣势才能充分规避，我们的后发优势才能得以充分施展！我国作为经济后发国家，要实现产业结构的调整必须把握新兴的产业机遇，也就是要抓住由于技术更新换代所带来的新兴产业机会，只有在这样的产业领域，我们的劣势才能充分规避，我们的后发优势才能得以充分施展！ 技术更替时先发国家的劣势： 技术代际 后发国家发挥后发优势的最佳时机 已有的雄厚产业基础可能由于技术的升级而价值全失，转移成本巨大。 6 5 4 技术路径已为发达国家设定，产业格局稳定，后发国家只能跟随 3 技术更替时后发国家的优势： 2 1 原有基础基本空白，便于产业重塑，不存在转移成本和沉没成本问题。 时间周期 二十世纪八十年代初期，中国与印度相比在通讯领域存在巨大的差距，当中国的电话交换机尚以落后的步进制交换机为主时，印度已普及了当时属于先进技术的纵横制交换机，且规模远比中国大。而当数字技术的发展使得程控交换机成为通讯领域的新兴技术时，印度因全部更新代价巨大而迟疑不决，而中国则毫不犹豫地抓住机遇迅速替代并普及了程控交换机。今天，中国与印度相比已在通讯领域取得了绝对领先地位。 典型案例

10. TD-SCDMA：我国通信业实现产业升级的绝佳机遇 TD－SCDMA是我国通信业实现科技资助创新的典范 从产业大背景来看： 资金以及技术双重密集型特征，是基础性、先导性以及战略性产业 移动通信产业是事关国民经济发展的重要战略性产业，国家必须具有主导产业发展的能力！ 产业价值链较长，具有明显的产业带动和辐射效应 国家的基础通信设施，关系到国家安全 从产业发展规律来看： • 终端成本远低于WCDMA和cdma2000，系统设备综合成本要低30% • 频谱利用率高，容量大，不仅能够满足话音的需求，而且在数据通信方面的优势更加明显 • 网络规划简单，具有呼吸效应微弱、各类业务覆盖半径基本相同、对原有站点利用率高等特点 • 采用的关键技术是公认的B3G发展方向，并且MIMO和OFDM技术更容易引入 移动通信正处于新老技术更替的关键时期！ 从TD自身的技术特点来看： TD自身的技术优势，不但完全能够承载3G运营服务，给运营企业和用户带来非凡的价值，也将为我国在后3G及4G阶段争取先发优势奠定坚实基础！

11. TD-SCDMA最能满足3G业务发展特点并为运营企业带来非凡价值TD-SCDMA最能满足3G业务发展特点并为运营企业带来非凡价值 为运营商带来的非凡价值 TD关键技术 • 设备成本低 • 频谱利用率高 • 网络规划简单，建网成本低 • 原有站点利用率高 • 特别适合发展高速移动数据业务 • 智能天线 • 软件无线电 • 软切换 • 上行同步 • 动态时隙分配 有效的降低了运营商的建网和运营成本，为其构建综合竞争能力提供了保障！！

12. TD-SCDMA后续技术的演进路线已十分清晰 TD-SCDMA的发展潜力 • 多天线技术 －采用MIMO技术提高系统容量 • 定位技术 －提供更加灵活、精确的定位方式 • 无线资源管理 －基于用户位置的资源调度等方式 • 载波扩展 －多载波方式、高码片方式

13. TD－SCDMA Time Division-Synchronization Code Division Multiple Access 是ITU正式发布的第三代移动通信空间接口技术规范之一，它得到了CWTS及3GPP的全面支持 是中国电信百年来第一个完整的通信技术标准，是UTRA－ FDD可替代的方案 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 它采用了智能天线、联合检测、接力切换、同步CDMA、低码片速率、多时隙、可变扩频系统、自适应功率调整等技术

14. 3G 业务与功能 能在现有稳定的GSM网络上迅速而直接部署 能实现从第二代到第三代的平滑演进 完全满足第三代业务的要求 突出的频谱利用率 无需使用成对的频段 支持所有的无线网络情景 最佳适应于实现无线因特网，系统成本低 TD-SCDMA的主要优势

15. 中国频率资源分配： 无需使用成对的频段 空 TDD FDD (上行) 卫星 TDD 空 FDD (下行) 15 MHz 15 MHz 30MHz 20 MHz 85 MHz 60 MHz 60 MHz 1885 1900 1920 1980 2010 2025 2110 2170 双工间隔 190 MHz 空中接口 模式 频段 射频带宽 可用性 1.6 MHz TD-SCDMA TDD 20 + 15 MHz 现在 5 MHz W-CDMA FDD 60 MHz 从 2003 开始 (目前: WLL) 1.6 MHz TD-SCDMA TDD 15 + 85 MHz 现在 任何频谱都可用于 TD-SCDMA

16. （1）时分双工 ... 适应于无线资源的自适应分配 （2）码分多址 ... 允许同时多个用户访问 （3）联合检测 ... 使同小区内干扰减至最小 （4）动态信道分配 ... 从而减少小区间的干扰 （5）智能天线 ... 进一步降低小区间的干扰 TD-SCDMA的关键技术

17. 时分双工 (TD-SCDMA):上行频带和下行频带相同 D U D D D D D D 频分双工 (FDD):上行频带和下行频带分离 D D D D D D D U 上行 下行 未使用 U D 时分双工（TDD） • TD-SCDMA 的优势 • 易于使用非对称频段 • 无需具有特定双工间隔的成对频段 • 通过适应用户业务需求优化频谱效率 • 上行和下行使用同个载频，故无线传播是对称的 • 有利于智能天线技术的实现 • 无需笨重的射频双工器 • 小巧的基站 资源:

18. 码分多址（CDMA） 下行 下行 • 每个用户通过临时分配到的CDMA码来被识别 下行 最多可达16个码道 上行 • CDMA 特性 下行 • 对同一无线信道的多用户同时访问 • 根据用户需求进行容量分配 • 每个CDMA用户和所有使用同一无线信道和时隙的用户都发生干扰（多址干扰） 时隙 1.6 MHz

19. 1）联合检测为什么如此重要 ? （1）避免多址干扰 （2）检测动态范围急剧增大，无需软切换 （3）小区内干扰最小化 2）联合检测是如何工作的 ? （1）特定的空中接口“突发”结构允许收信机对无线信道进行信道估计 （2）根据估计的无线信道，对所有信号同时进行检测 联合检测（JD）

20. 下述三种动态信道分配方法全面降低了相应的小区间干扰，从而使频谱利用率得以优化下述三种动态信道分配方法全面降低了相应的小区间干扰，从而使频谱利用率得以优化 1）频域 DCA （FDMA） （1）频域DCA中每一小区使用多个无线信道(频道) （2）在给定频谱范围内，与 5 MHz 的带宽相比， TD-SCDMA 的1.6 MHz 带宽使其具有3倍以上的无线信道数(频道数) 动态信道分配（DCA）

21. 2）时域 DCA （TDMA） （1）在一个TD-SCDMA载频上，使用7个时隙减少了每个时隙中同时处于激活状态的用户数量 （2）每载频多时隙，可以将受干扰最小的时隙动态分配给处于激活状态的用户 3）空域 DCA （SDMA） （1）通过智能天线，可基于每一用户进行定向空间去耦 （降低多址干扰） 动态信道分配 （DCA）

22. 使用智能天线 ... • 能量仅指向小区内处于激活状态的移动终端 • 移动终端在整个小区内处于受跟踪状态 • 智能天线的优势 • 减少小区间干扰 • 降低多径干扰 • 基于每一用户的信噪比得以增加 • Link budget得到优化 • 增加了容量及小区覆盖半径 • 不使用智能天线 ... • 能量分布于整个小区内 • 在没有激活状态的移动终端的地区内，干扰并没有得到减少 智能天线

23. TD-SCDMA简介 帧结构 Multi frame Radio frame 10ms 5ms Sub-frame DwPTS UpPTS G TS0 TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 g L1 Data Midamble Data 144chips 675us

24. t TD-SCDMA技术基础:同步CDMA • 定义 • 上行链路各终端信号在基站解调器完全同步 • 优点 • CDMA码道正交， • 降低码道间干扰， • 提高CDMA容量 • 简化硬件，降低成本 码道1 码道2 码道N 基站解调器

25. 上行同步 上行业务时隙(BTS要求) • 同步的建立 • 在随机接入时建立 • 依靠BTS接收到的SYNC1 • 立即在下一个下行帧SS位置进行闭环控制 • 同步的保持 • 在每一上行帧检测Midamble • 立即在下一个下行帧SS位置进行闭环控制 • 出现失步的可能性 • 有限小区半径(取决于G的宽度，可能超过10km) • 比较宽的容许范围(+/- 4 chips) • 失步后执行链路重建 UpPTS SS Midamble 随机接入SYNC1 ss UE的上行突发

26. TD-SCDMA技术： 软切换 • MS和BS0通信 • BS0通知邻近基站信息,并提供用户位置信息 • 基站类型、载频、定时等 • 切换准备 • MS搜索基站，建立同步 • MS或BS发起切换请求 • 系统决定切换执行 • MS同时和两个基站建立通信 • 完成切换 BS2 MS BS1 BS0

27. TD-SCDMA(1.28Mcps TDD)与3GPP内其他模式之间的测量和切换已经在3GPP内进行讨论并正在完善之中 TD-SCDMA -->GSM: 测量和切换与UTRA 3.84Mcps TDD相同 GSM --> TD-SCDMA: 在GSM以后的版本中, 将会考虑向3G系统的切换问题, 包括向TD-SCDMA的测量和切换(在3GPP GERAN讨论) TD-SCDMA与WCDMA及GSM的切换

28. 2G/3G-Network BTS GSM P S T N A Asub TRAU MSC GSMMS BSC/RNC Gs A Gb BTS TDD 1.6 MHz SGSN/ GGSN TD-SCDMA TSM + GSMMS I P Gb Node B TDD 1.6 MHz UTRA-Network Iu UMSC UTRAMS TD-SCDMA TD－SCDMA系统组成

29. IP业务功能 第一种方式：UE透明传输IP分组业务数据，通过高速数据接口，外接WEB浏览器终端，如预装浏览器的笔记本电脑或掌上电脑。UE和外部电脑一起完成WEB数据传播和处理、浏览功能。 第二种方式：UE自带WEB浏览器，具有WAP功能，UE直接完成IP业务功能 Bluetooth USB 终端IP业务功能

30. 原型机方案： RF TRX ABB DBB Antenna FIR/Timing ADC Physical Layer 2/4 DSP Viterbi/JD TD-SCDMA TRX DAC /Interface 2000MHz ME M SW Control I/O DSP Logic MEM MCU PA RF I/O GSM TRX 900MHz Control I/O DSP Logic ME M Audio I/O ME M MCU Battery/Charger/PMU TD-SCDMA Data GSM Data Audio Test Debug TD-SCDMA/GSM双模设计

31. 产业化样机方案： Dual Mode DBB Dual Band RFTRX Dual Mode ABB DSP SW ASIC MMI MEM MCU TD-SCDMA/GSM双模设计

32. 天线子系统 环形天线阵用于全向小区配置 扇形天线阵用于 120o 扇区小区配置 射频前端集成在天线阵里，以提高性能 实时校准技术 冗余设计, 射频前端及天线部件的故障将不会影响性能 低成本解决方案 TD－SCDMA基站（BTSC）

33. 天线子系统

34. 室内设备的高集成度，低成本设计 支持射频收发信机三载频, 5MHz带宽 (每一载频1.6MHz ) 射频技术: 低发射功率的射频收发单元, 高可靠性及低成本 低 IF 数字技术满足多载波运行的要求 三载波使用公共天线子系统 一套基带处理单元用作每一载波基于软件无线电的数据处理 低功率消耗及集成的电源供给 TD－SCDMA基站（BTSC）

35. 现GSM网络 P S T N 无线接入网 GSM/GPRS 核心网 Um GSM TRAU BTSGSM HLR SwitchCommander GSMMS TRAU MSC BSC I P SGSN GGSN OMC-Band LMT TD－SCDMA演进方案

36. P S T N 无线接入网 3G 核心网 Uu TD-SCDMA NodeBTD-SCDMA SwitchCommander RNC UMSC NodeBTD-SCDMA UTRAMS I P Radio Commanderand LMT 新的 改进的 未变的 Network elements: TD-SCDMA @ GSM Network

37. P S T N 无线接入网 3G 核心网 Uu TD-SCDMA NodeBTD-SCDMA SwitchCommander RNC UMSC NodeBTD-SCDMA UTRAMS I P Radio Commanderand LMT 新的 改进的 未变的 Network elements: TD-SCDMA @ UTRA Network

38. 有关 TD-SCDMA 的谣言 • TD-SCDMA is 由中国(CATT)与欧洲(Siemens)共同开发的技术 • 这项技术同样也可考虑在中国以外地区使用 • TD-SCDMA 仅仅是用于中国的一项技术 NO ! • TD-SCDMA 由 CWTS 及 3GPP所支持 • TD-SCDMA 是 IMT-2000 的成员之一 • TD-SCDMA 提供了由2G 向 3G的平滑过渡 • 向GSM / UMTS漫游将成为可能 • TD-SCDMA 不能与MTS/3GPP • 相兼容 NO ! • TD-SCDMA 为 UTRA-FDD (W-CDMA)的一个种替代方案 • TD-SCDMA 提供了很多优势，诸如频谱利用率，成本，兼容IP业务等 • TD-SCDMA 不如 W-CDMA NO !

39. 有关 TD-SCDMA 的谣言 • TD-SCDMA由于采用时分的模式，的确受到一定的速度影响，但在欧洲的仿真试验表明，在现有的算法和芯片基础上，TD－SCDMA可达到248公里／小时的速度 NO ! • TD-SCDMA不适合高速移动 • TD-SCDMA是为人口密集地区设计的，在保证一定的系统容量的基础上，小区半径设计为11公里。若将小区半径设计为30公里，则其系统容量会有所下降，但仍高于FDD模式 NO ! • TD-SCDMA 小区覆盖半径比FDD小 • TD-SCDMA 与WCDMA、CDMA2000同为ITU接受并发布的第三代移动通信标准 • 欧洲的TD-CDMA 是在室内使用的技术，是WCDMA的补充 NO ! • TD-SCDMA 不是主流标准

40. 四大认识误区 ◆ “3G必死论” ◆ “TD-SCDMA技术落后论” ◆“中国技术中立论” ◆“中移动上TD包袱论” 认识上的误区不攻自破