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    TD-SCDMA的几项关键技术简介:TD-LTE关键技术

    时间:2019-06-01 03:29:20 来源:柠檬阅读网 本文已影响 柠檬阅读网手机站

      摘要:2009年1月,随着3G牌照的发放,标志着3G技术正式开始商用。拥有国内移动用户最多的运营商—“中国移动”获得了TD-SCDMA牌照。TD-SCDMA是中国百年电信发展史上第一个自主的完整的通信技术标准,是国际电信联盟(ITU)正式发布的第三代移动通信三个主流标准之一。本文将对该标准的几项关键技术做简单的介绍。
      关键词:3G;TD-SCDMA;关键技术
      中图分类号:TN92文献标识码:A文章编号:1673-9671-(2012)042-0125-01
      TD-SCDMA是一种集多种技术优势于一体,系统容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强的全新的移动通信技术。
      1关键技术一:时分双工(TDD)
      越来越多的非对称包交换和互联网业务的典型特点是上下行链路负载业务量的不对称性,根据TDD发送和接受在同一频带(不成对)的不同时隙内进行的特点,在上下行链路间的时隙分配方式上设置一个灵活的转换点实现切换,即在周期性重复的时间帧里传输TDMA突发脉冲的过程中,通过周期性转换传输方向,在同一载波上交替进行上下链路传输的调整,自行解决所有对称和非对称业务及其他混合业务的上下行链路资源分配需求问题。并且该方式无需提供成对频段,可以降低用户检测器的复杂度;对称电波的传播特性还便于利用智能天线等新技术,达到提高性能、降低成本的目的。
      2关键技术二:CDMA的同步
      CDMA的同步是通过对系统帧结构的设计和一个开环/闭环的同步控制机制,使移动台动态调整发往基站的发射时间,使上行链路各终端信号在基站解调器完全同步,这样可使采用正交扩频码的各码道在解扩时完全正交,相互之间不会产生多址干扰,大大提高了系统容量,提高频谱利用率,还可以简化硬件,降低成本。
      移动台从基站接收到的DwPTS中获得基站要求的UpPTS的到达时刻,再利用开环控制的方法,根据移动台所接收到的DwPTS的信号强度来估计与基站的距离,获得估计的信号发射提前量。同时,基站获得UpPTS中确定其到达时刻和所要求同步的时刻之差,接收到的功率电平和所需电平之差,以及此信号的达到方向,并将此同步和功率控制信号在下一个下行帧的FACH中传送到移动台(闭环控制)。然后,移动台根据此控制信号,在指定的RACH种实现上行同步并完成接入。
      3关键技术三:多址连接技术
      FDMA(频分多址)—将给定的频谱资源划分为若干等间隔的频道供不同的用户使用。
      TDMA(时分多址)—把时间分割成周期性的帧,每一帧再分割成若干个时隙,以时隙作为信道供不同的用户使用。
      CDMA(码分多址)—以扩频技术为基础,利用不同的码形实现不同的用户信息传输。
      为了提高资源利用率,在通信系统中都设法设计出最高效的多址技术来满足要求。目前能够利用的资源就是频率、时间和码形。因而TD-SCDMA系统同时采用FDMA、TDMA和CDMA技术。
      此外,TD-SCDMA正在研究另一种多址技术—空分多址(SDMA)。SCDMA基于智能天线技术,依靠阵列天线,用波束成形来分隔不同方向的用户,使同一组资源在不同方向上又可以重复使用,大大提高系统容量。
      4关键技术四:联合检测
      CDMA系统中同一小区的许多移动台都工作在同一频率上,对于某一移动台而言,其他移动台的电平就是干扰电平,这就是多址干扰。
      消除多址干扰的办法是采用联合检测技术。该技术的基本思路是对基站接收到的多个移动台信号按照功率强弱进行排序,先对最强的信号进行解调,再利用其判决结果产生此最强信号的估计值,并从总信号中减去此估计值(对其余信号而言相当于消除了最强的多址干扰);其次,再对次强信号进行解调,并按同样的方法处理;以此类推,直至把最弱的信号解调出来。这种方法也称为连续干扰对消法。
      5关键技术五:功率控制
      在移动通信系统中,不同移动台离基站的距离不同,要是都发射相同的功率信号,就会出现近地强信号压制远地弱信号的现象,这叫远近效应。
      为了解决远近效应,CDMA系统在正向和反向均采用功率控制方法。反向功率控制是每个移动台接收并测量基站发来的信号强度,并估算正向传输损耗,然后来调节其反向发射功率,使其信号在到达基站时具有相同的电平,且达到信噪比门限。正向功率控制是移动台通过检测基站发来的信号强度,不断比较信号电平和干扰电平,向基站发出请求调整基站的下行发射功率,使移动台无论在小区的任何位置,收到基站的信号电平达到信干比要求。
      6关键技术六:智能天线
      智能天线是一种自适应阵列天线,通过调节各阵元信号幅度和相位的加权因子,以一个或多个高增益的窄波束对准并跟踪所需信号方向,同时以波束零点对准并跟踪干扰信号方向。
      在TD-SCDMA系统中,我们用8个完全相同的天线元素均匀放置在一个圆形上组成天线阵列,每两个天线之间的距离是载波波长的一半。这样可以产生多个独立的有方向性的高增益波束,分配给不同的用户。利用自适应波束成形可以有效消除干扰,提高系统容量,各种利用数学公司表示的算法都可以实现。
      7关键技术七:软件无线电
      软件无线电是一种基于可编程的硬件平台,关键思想是在尽可能靠近天线的部位(中频甚至射频),通过数字信号处理器(DSP)进行软件处理,即可以实现不同标准的通信设施(如基站和终端等)和实现不同的业务性能。其显著特点是通过软件即可完成硬件功能,可代替昂贵的硬件设备;良好的灵活性和可编程性;对环境的适应型号,不会老化;便于系统升级和维护。对于TD-SCDMA系统来说,软件无线电可以实现智能天线、同步检测等。
      8关键技术八:接力切换
      TD-SCDMA系统由于智能天线的使用,大致可以定位移动台的方位和距离。当移动台进入切换区时,便可以通过基站控制器(BSC)通知另一基站做好切换准备,使移动台在不中断和原基站联系的情况下和新基站建立起新联系,达到接力切换的目的。接力切换避免了切换的频繁性,提高切换成功率,降低切换时对临近基站信道资源的占用,大大提高了系统容量。
      
      参考文献
      [1]朱近康等.CDMA通信技术[M].北京:人民邮电出版社.
      [2]郭梯云,邬国扬,李建东等.移动通信[M].西安:西安电子科技大学出版社.

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