TD-SCDMA單獨(dú)組網(wǎng)的資源條件和相應(yīng)的系統(tǒng)容量估算

　　TD-SCDMA是ITU的三大3G主流標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)之一，我國擁有完全的自主知識產(chǎn)權(quán)，采用TDD方式，另外兩種標(biāo)準(zhǔn)為WCDMA和CDMA2000，采用FDD制式．TD-SCDMA綜合了FDMA、TDMA、CDMA技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)而采用了智能天線、聯(lián)合檢測和動態(tài)信道分配等先進(jìn)技術(shù)。

　　TD-SCDMA又稱時分同步CDMA，這是的同步指所有用戶的上行鏈路信號在到達(dá)基站的解調(diào)器處完全同步，這是通過軟件及物理層設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)的，這樣可以使正交擴(kuò)頻碼的各個碼道在解擴(kuò)時完全正交，相互間不會產(chǎn)生多址干擾，克服了異步CDMA帶來的問題，這提高了TD-SCDMA系統(tǒng)的容量和頻譜利用率，還可簡化電路，降低成本。

　　TD-SCDMA的實(shí)際應(yīng)用過程應(yīng)當(dāng)從TSM(基于GSM+GPRS)起步，然后納入3GPP Rx系列版本的規(guī)范中進(jìn)行演進(jìn)，如LCR(基于3GPP核心網(wǎng)GSM MAP)再到TDD HSDPA(基于3GPP R5版本第三階段)再按3GPP的更高版本規(guī)范的技術(shù)演進(jìn)路線演進(jìn)。

　　與其它3G系統(tǒng)一樣，TD-CDMA RAN支持蜂窩組網(wǎng)，傳輸組網(wǎng)支持星型和鏈型(級聯(lián))兩種組網(wǎng)方式。實(shí)際上TD-SCDMA的無線網(wǎng)部分與另外兩種標(biāo)準(zhǔn)制式的差異是很大的，這主要體現(xiàn)在物理層上，而其上層(層2、層3)除涉及物理層部分的內(nèi)容外。其它則基本相同。

　　在覆蓋解決方案上，宏蜂窩覆蓋整個區(qū)域，微蜂窩完成對話務(wù)密集的街區(qū)的覆蓋。在郊區(qū)和農(nóng)村，主要采用全向站實(shí)現(xiàn)宏蜂窩組網(wǎng)，進(jìn)行區(qū)域的覆蓋。在寫字樓、賓館、酒店、購物中心、機(jī)場等話務(wù)密集的地區(qū)，為達(dá)到有效話務(wù)吸收和“無死角”覆蓋目的，可以使用分布式天線系統(tǒng)DAS進(jìn)行專門的室內(nèi)覆蓋。TD-SCDMA在使用室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)DAS時，不需要使用智能天線系統(tǒng)，完全可以使用常規(guī)的室內(nèi)天線對室內(nèi)進(jìn)行覆蓋。

　　與其它3G系統(tǒng)一樣，TD-SCDMA能提供包括話音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在內(nèi)的全業(yè)務(wù)解決方案：

　　(1)話音業(yè)務(wù)支恃AMR4.75Kbps-12.2Kbps所有標(biāo)準(zhǔn)AMR速率；

　　(2)CS業(yè)務(wù)支持28.8Kbps、32Kbps、64Kbps等典型業(yè)務(wù)速率；

　　(3)PS業(yè)務(wù)支持32Kbps、64Kbps、128Kbps、144Kbps、384Kbps等典型速率業(yè)務(wù)，TD-SCDMA后續(xù)將提供滿足TDD HSDPA等更高速率的業(yè)務(wù)的需求。

　　在覆蓋能力方面，從協(xié)議幀結(jié)構(gòu)角度出發(fā)，TD-SCDMA在干擾程度可以接受的情況下，可支持最大41.25km的小區(qū)覆蓋半徑，在阻塞TSI并將其用于SYNC-UL接入的情況下，可支持最大112.5km的小區(qū)覆蓋半徑。在實(shí)際外場測試中，心R話音業(yè)務(wù)，城區(qū)覆蓋能夠達(dá)到約1.8km的小區(qū)半徑；PS64／128／384業(yè)務(wù)，城區(qū)覆蓋能夠達(dá)到約1．7km的小區(qū)半徑。

　　從上述MTNet外場測試結(jié)果可以看到，TD-SCDMA在業(yè)務(wù)覆蓋能力上不存在任何問題，尤其是在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)方面，其覆蓋能力明顯優(yōu)于其它3G系統(tǒng)。

　　這些都為TD-SCDMA單獨(dú)組網(wǎng)提供了有力的支持。

1 TD-SODMA組網(wǎng)的技術(shù)參數(shù)

　　TD-SCDMA的空中傳輸?shù)幕編挒?．6gHz，碼片速率為1．28Mchip／s，每個無線子幀的長度為5ms，包含10個時隙，這10個時隙由4種不同時隙組成，它們是：1．DwPTS；2．UpPTS；3．GP；4．TS0-TS6，其中前3個為特殊時隙，第4種包含7個時隙，它們?yōu)槌Ｒ?guī)時隙。DwPTS時隙用來發(fā)送下行同步碼，其時隙長度為96chip，其中同步碼長為64chip，前面有32chip用作TSO時隙的拖尾保護(hù)。Node B必須在每一個小區(qū)的DwPTS時隙發(fā)送下行同步碼。不同的下行間步碼標(biāo)識了不同的小區(qū)，其發(fā)送功率必須保證全方向覆蓋整個小區(qū)。按物理信道來劃分，發(fā)送下行同步碼的信道也叫做下行同步信道DwPCH。DwPTS時隙沒有碼分復(fù)用，也就是說，該時隙僅有一個物理信道DwPCH。UpPTS時隙被移動終端UE用來發(fā)送上行同步碼，以建立和Node B的上行同步。UpPTS時隙長度為160chip，其中同步碼長為128chip，另有32chip用作拖尾保護(hù)。多個UE可以在同一時刻發(fā)起上行同步建立。Node B可以在同一子幀的UpPTS時隙識別多達(dá)8個不同的上行同步碼。按物理信逆劃分，用于上行刷步建立的信道也叫做上行同步信道UpPCH，一個小區(qū)中最多可有8個UpPCH同時存在。GP用作上行同步建立過程中的傳播時延保護(hù)。TS0-TS6用于承載用戶數(shù)據(jù)或控制信息，它們具有完全相同的時隙結(jié)構(gòu)。每個時隙被分成了4個域：兩個數(shù)據(jù)域、一個訓(xùn)練序列域Midamble和一個用作時隙保護(hù)的空域。數(shù)據(jù)域?qū)ΨQ地分布在Midamble碼的兩端，每域的長度為352chip，所能承載的數(shù)據(jù)符號(Symbole，以下簡寫為S)數(shù)取決于所用的擴(kuò)頻因子。每一數(shù)據(jù)域所能容納的數(shù)據(jù)符號數(shù)S與擴(kuò)頻因子SF的關(guān)系為：S*SF=352．在TD-SCDMA系統(tǒng)中，上行方向sF可取的值為：1、2、4、8、16，其對應(yīng)的s值為：352、176、88、44、22，而在下行方向，SF可取的值僅為1和16兩種，對應(yīng)的s值為352和22。

　　數(shù)據(jù)域用于承載來自傳輸信道的用戶數(shù)據(jù)或高層控制信息。

　　訓(xùn)練序列域Midamble在信道解碼時被用作信道估計(jì)，不攜帶用戶信息，訓(xùn)練序列域也叫Midamble碼，兩者完全等意。Midamble碼長144chip，傳輸時不進(jìn)行基帶處理和擴(kuò)頻。直接與經(jīng)基帶處理和擴(kuò)頻的數(shù)據(jù)一起發(fā)送。

　　TD-SCDMA獨(dú)立組網(wǎng)需相應(yīng)的無線資源，即頻段分配，表1給出了TDD的頻段分配：

??? 表1 時分雙工TDD分配表
??? MHz第一段第二段第三段總帶寬
??? ITU1885-19902010-2025　50
??? 中國1880-19202020-20252300-2400155

　　從表l可以看出，中國3G標(biāo)準(zhǔn)在國內(nèi)所獲得的頻寬比ITU的指配多了105MHz，這表明了中國政府相關(guān)決策者對民族IT產(chǎn)業(yè)的政策性取向和支持。另外，經(jīng)過了外場測試，信息產(chǎn)業(yè)部于2006年春節(jié)前將TD-SCDMA列為國內(nèi)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這又從另一個側(cè)面佐證了中國對TD-SCDMA的大力支持。

　　另外，各不同的運(yùn)營商之間需要1個頻點(diǎn)(頻點(diǎn)數(shù)即載波數(shù))的頻率保護(hù)間隔。換言之，具備4個頻點(diǎn)才能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的基本功能。在3G系統(tǒng)單獨(dú)組網(wǎng)的情況下，支持相應(yīng)用戶的數(shù)據(jù)傳輸帶寬是話音帶寬的2倍。

　　對TD-SCDMA，單載波帶寬為1．6MHz，核心頻段55MHz，有33個核心頻點(diǎn)．補(bǔ)充頻段100MHz，有62個補(bǔ)充頻點(diǎn)，所以說TD-SCDMA有著豐富的頻率資源。話音業(yè)務(wù)需耍6個頻點(diǎn)(10MHz帶寬)，數(shù)據(jù)需要12個頻點(diǎn)(20MHz帶寬)，盲區(qū)覆蓋需要1個頻點(diǎn)，室內(nèi)覆蓋需要1個頻點(diǎn)，保護(hù)間隔需要1個頻點(diǎn)，這樣共需要21個頻點(diǎn)，考慮到話音業(yè)務(wù)帶寬的富裕性，30MHz帶寬(18個頻點(diǎn))能夠滿足一個獨(dú)立TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的需要，也就是說30MHz頻寬是TD-SCDMA獨(dú)立組網(wǎng)的前提條件。

　　如果一個運(yùn)營商獲不到30MHz頻寬來建網(wǎng)，那就要采取“一次規(guī)劃，分期建設(shè)”的策略，由于業(yè)務(wù)開展和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量具有不可預(yù)測性，這樣建網(wǎng)成本將急劇上升。當(dāng)然，這種情況在我國不可能發(fā)生。

2 容量估算

　　TD-SCDMA一個載頻有7個常規(guī)時隙，按3：3來考慮，除去TS0時隙作為下行公共時隙，TSl、IS2、TS3為上行業(yè)務(wù)時隙；TS4、TS5、TS6為下行業(yè)務(wù)時隙。在擴(kuò)頻因子SF為16的情況下，每個時隙可以支持最大16個信道碼，每個碼道速率為17．6Kbps，對進(jìn)行的12．2K話音信道業(yè)務(wù)來說，需要兩個碼道。另外上行時隙TS2需要配置RACH、上行拭享信道等公共信道，根據(jù)配置不同，需要占用3-5個碼道，因此，一個載頻的12．2K話音信道數(shù)為：

　　在每個話音用戶的業(yè)務(wù)最為O．02Erl的假設(shè)前提下，每個12．2K話音信道可以支持50個移動用戶進(jìn)行動態(tài)信道分配條件下的話音通信，因此10MHz帶寬可以支持的話音用戶數(shù)(也就是容量)為：23×50×6(載頻數(shù))=6900(個用戶)

　　由于數(shù)據(jù)傳輸?shù)?0MHz帶寬是相應(yīng)話音用戶數(shù)所必須配備的，因此可以說，6900個用戶就是TD-SCDMA在以30MHz帶寬獨(dú)立組網(wǎng)的情況下的系統(tǒng)容量。

　　TD-SCDMA技術(shù)由于在時隙擴(kuò)頻的情況下進(jìn)行通信，因此也就帶來了用戶之問的白干擾，好在采用了聯(lián)合檢測技術(shù)進(jìn)行抗干擾，效果十分明顯，因此TD-SCDMA從本質(zhì)上來說不是干擾受限系統(tǒng)，而是一個碼道受限系統(tǒng)，小區(qū)的大小并不隨用戶數(shù)的變化而變化。

3 結(jié)論

　　本文對TD-SCDMA獨(dú)立組網(wǎng)的條件進(jìn)行了研究和探討，并給出了相應(yīng)的系統(tǒng)容量的估算值。相信本文所做的工作將對我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的3G標(biāo)準(zhǔn)即TD-SCDMA的健康發(fā)展和商用化起到應(yīng)有的作用。