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1、TD-SCDMA与WiMAX对比分析张俊峰信息产业部电信研究院摘 要：对TD-SCDMA与WiMAX的标准进展情况、技术特点、产业发展现状进行了对比分析，并对TD-SCDMA与WiMAX未来在中国的发展前景进行分析。关键词：TD-SCDMA；WiMAX；LTETD-SCDMA与WiMAX概述 TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access）是我国提出的具有自主知识产权的第三代移动通信标准，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，采用了智能天线、联合检测、
2、接力切换、自适应功率调整等技术。 TD-SCDMA是对GSM/GPRS业务的继承和发展，继承了GSM网中成熟的业务，增强了GPRS网的数据业务，并引入了可视电话等标志性业务。 WiMAX全名是Worldwide Interoperability for Microwave Access，是一项无线城域网（WMAN）接入技术，经过一段时间的发展已从最开始的802.16标准演化出了目前的802.16a、802.16d、802.16e等一系列标准。分为固定WiMAX（802.16d）和移动WiMAX（802.16e）两部分。固定WiMAX空中接口规范(频段：10GHz66GHz和11GHz)于200
3、4年通过，不支持移动环境；移动WiMAX空中接口规范(频段6GHz)于2005年通过，支持便携和移动环境，最终支持的移动速度可以达到120km/h。 目前讨论最多的是移动WiMAX，特别是在WiMAX的子集成IMT-2000(即3G标准)出台之后，关于WiMAX与TD-SCDMA的关系及定位问题一直成为讨论的热点。 TD-SCDMA与WiMAX的整体情况对比如表1所示。标准进展情况 TD-SCDMA 在标准化方面，由中国通信标准化协会主导，TD-SCDMA的标准不断演进，目前已经制订完成了TD-SCDMA基站、分布式基站、核心网、 N频点技术，TD-HSDPA标准及测试规范。正在制订TD-HS
4、UPA标准。2008年中国通信标准化协会对两项TD-MBMS标准进行正式公示，这为TD多媒体广播业务后续试验和推广奠定了规范基础。 TD-HSDPA所采用的增强技术主要有共享信道、高阶调制、自适应调制编码、混合自动重传和快速小区选择等。在单载波1.6Mb/s的带宽下，HSDPA理论峰值速率为2.8Mb/s3，引入多载波HSDPA技术，使得TD-HSDPA技术支持的理论峰值速率大大提高，如3载频的HSDPA方案理论的峰值速率可以达到8.4Mb/s。 2007年11月，中国移动牵头在国际上推动基于我国TDD标准的优化和融合。基于TD-SCDMA的帧结构统一了延续已有标准的两种TDD(即LCR，HC
5、R)模式，最终成功实现LTE唯一TDD标准化，为TD-LTE产业的国际化布局开辟了重要发展空间。在统一的版本中，TD-SCDMA现有的核心技术大部分得到了继承。TD-SCDMA LTE中长期独立演进的战略问题基本得到解决，我国继续掌握着TD-SCDMA LTE的核心知识产权。预计2008年6月将向3GPP组织提交TD-LTE核心规范的第一个完整版本。 TD-SCDMA LTE规范在3GPP主导下推进，总体方向是网络结构向全IP化、扁平化发展，业务向多样化、多媒体化和个性化方向发展，无线接口向高速传输分组数据的方向发展，用户终端向支持多模多频段方向发展。WiMAX IEEE 802.16标准系列
6、包括802.16、802.16a、802.16c、802.16d（802.16-2004）、802.16e(802.16-2005)、802.16m、802.16g等标准。目前还有其他的任务组和研究组正在进行相关的研究工作。目前关注度最高的是移动WiMAX(802.16e)及其演进技术(802.16m)。 中国通信标准化协会正在积极开展研究工作。基于802.16d的一系列行业标准已经制定。基于802.16e的行业标准正在制订，基于WiMAX的多播业务MBS也正在研究中。 2007年10月，在日内瓦举行的无线通信全体会议批准OFDMA TDD WMAN(WiMAX的一个子集)成为IMT-2000
7、(3G)标准，实际提交的技术称为IP-OFDMA技术，它只包括WiMAX的TDD部分，而不支持FDD，且只支持5MHz带宽和10MHz带宽。WiMAX融入3G标准，打破了3G技术和市场的现有格局。对WiMAX频率资源和业务发展都有非常重要的意义，是WiMAX发展的重要步骤。由于目前TD也是工作在TDD频段，无线电大会将2.3GHz2.4GHz频段分配给IMT，而这也意味着WiMAX今后在国际上仍将会与TD正面竞争频段资源。虽然目前大部分国家的TDD频段都处于闲置状态，但WiMAX最后能否取得大规模商用还尚待探讨。我国以增加脚注“中国主管部门不同意本次全会批准OFDMA TDD WMAN成为IM
8、T-2000（3G）标准”的形式反对通过有关建议书，明确表达了对WiMAX成为IMT-2000标准持保留意见1。 WiMAX阵营也在积极研究向未来演进的问题，IEEE于2006年12月启动了802.16m标准制订工作。802.16m将是基于移动WiMAX（802.16e）进行的增强，以适应下一代移动通信网络的需求。系统将以满足ITU对于4G的需求为目标，作为4G的候选技术向ITU进行提交。IEEE计划2009年完成802.16m技术标准的制订工作。802.16m并非WiMAX的一部分，但在两种标准之间将存在跨平台的兼容性。另外，802.16m标准还将兼容未来的4G无线网络。 目前，TD-SCD
9、MA与WiMAX的一个分支同为IMT-2000（3G）标准，WiMAX能够解决长期困扰自身的频率资源问题，而TD-SCDMA的国际市场将受到一定程度的影响。WiMAX的演进技术802.16m与TD-SCDMA的演进技术都在争取成为4G标准，两者之间的竞争必将存在。技术特点TD-SCDMA TD-SCDMA的技术特点主要表现在： (1)智能天线：智能天线是由多根天线阵元组成的天线阵列。智能天线的原理是通过调节各阵元信号的加权幅度和相位来改变阵列天线的方向图，从而抑制干扰，提高信噪比，实现天线和传播环境与用户和基站之间的最佳匹配。空间波束赋形的结果使得在保持小区覆盖不变的情况下，极大地降低总的射频
10、发射功率，一方面改善了空间电磁环境，另一方面也降低了无线基站的成本。可以有效地减少同信道干扰，提高下行容量。TD-SCDMA 2005年推出的智能天线是8阵元的智能天线，但是天线尺寸过大，在工程实施方面存在较多问题。之后通过增加优化算法，在不明显降低性能的情况下，将阵元数量从8根降低到4根。 (2)联合检测：联合检测技术即“多用户干扰”抑制技术，是消除和减轻多用户干扰的主要技术，充分利用对多用户信道的估计，根据某种信号估计准则，估计同时工作的多个码道的用户信息，在多个用户中检测、提取出所需的用户信号。它把所有用户的信号都当作有用信号处理，这样可以充分利用用户信号的扩频码、幅度、定时、延迟等信息
11、，从而大幅度降低多径多址干扰。与智能天线技术相结合，联合检测技术可以获得更加理想的效果。 (3)动态信道分配：TD-SCDMA所采用的动态信道分配技术可以实现在时域、空域和码域对无线资源的灵活配置。采用动态信道分配技术使得TD-SCDMA系统能够较好地避免干扰，使信道重用距离最小化，从而高效率地利用有限的无线资源，提高系统容量。此外，通过使用时域动态地分配信道，可以灵活分配时隙资源，动态地调整上、下行时隙的个数，从而灵活地支持对称和非对称的业务。 (4)接力切换：TD-SCDMA系统的基站和基站控制器可采用接力切换技术，根据用户的方位和距离信息，判断手机用户现在是否移动到应该切换给另一基站的临
12、近区域。如果进入切换区，便可通过基站控制器通知另一基站做好切换准备，达到接力切换的目的。使用上行预同步技术，在切换过程中，UE从源小区接收下行数据，向目标小区发送上行数据，即上下行通信链路先后转移到目标小区。可以通过减少切换时间，达到提高切换成功率、降低切换掉话率的目的。在切换操作中大大减少因失步造成的丢包，这样在不损失容量的前提下，极大地提升了通信质量。WiMAX WiMAX的技术特点主要表现在： (1)OFDM与OFDMAOFDM/OFDMA 技术与CDMA 技术相比，具有频谱效率高、带宽扩展性强、频域资源分配方便、有利于改善射频功率峰均比的优点，同时也具有抗多径衰落和易与 MIMO 技术
13、联合运用的优点。射频功率峰均比的改善，既可舒缓射频设备设计压力，又能够减小对邻近链路的干扰。TD-SCDMA的后续演进技术LTE也采用OFDM技术。 OFDMA是TDMA、FDMA、DAMA (按需分配多址)的综合运用。 将激活的载波子信道化，一个子信道的载波不需要相邻。OFDM所有载波的幅值都是相同的，一个时隙同时只能由一个用户使用。OFDMA将载波分成若干个组，每个组里又有多个载波。下行链路可以分为48个组，每组32个载波，上行链路可以分为53个组，每组32个载波，其余为保护频带和导频。每个子载波采用独立的编码、调制方式和信号功率，以便基于信道条件优化网络资源。将时隙分成多个子信道，多个用
14、户可以同时使用一个时隙。 (2)MIMO MIMO是一种多天线技术，它将多径作为有利因素加以利用。MIMO系统利用各发射接收天线间的通道响应独立，创造出多个并行空间信道，空时编码形成多个信息子流经多个信道在同一频带同时发送可以成倍地增加系统容量，同时可以提高信道的可靠性，降低误码率。目前很少有成熟的产品出现，估计在MIMO技术的研发和实现上，还需要一段时间才能够取得突破2。 (3)切换 移动WiMAX支持三种切换方式：硬切换（HHO），快速基站切换（FBSS），宏分集切换（MDHO）。硬切换是必选项，另外两种是可选项。快速基站切换：MS从/向一个Anchor 基站接收/发送数据，该Anchor
15、 基站在激活集中选择，并且可变。宏分集切换：MS同时向/从多个BS发送/接收数据。 (4)调制技术 WiMAX采用QPSK、16QAM和64QAM三种调制方式，QPSK利用载波的4种不同相位差来表示不同数据，其实际效率较高。而相比之下，QAM在机理上更加复杂，与其他调制技术相比，QAM调制技术具有充分利用带宽、抗噪声强等特点。802.16d/e采用了块Turbo码、卷积Turbo码等纠错能力很强但解码延时较大的信道码，同时也考虑使用低复杂度、低延时的LDPC码。TD-SCDMA和移动WiMAX都采用了TDD技术，有很多相似性。TD-SCDMA目前版本以CDMA技术为主，结合自身特点采用智能天线
16、、接力切换、联合检测等技术。TD-SCDMA继承了传统移动通信网络的特征，对话音业务、漫游切换有较好的保障。WiMAX采用了TD-SCDMA的未来演进技术中的OFDM、MIMO等先进技术，网络结构更趋向扁平化，采用全IP架构，适合互联网业务。产业发展现状TD-SCMDA 按照最新的统计，TD-SCDMA产业联盟成员达到51家，覆盖了TD-SCDMA产业链从系统、芯片、终端、配套到测试仪表的各个环节。以国内厂家为主，国际巨头较少直接参与，通常以合资公司形式参与。目前形成了从系统、芯片、终端、配套到仪表的多厂家供货环境。 TD-SCDMA终端也取得了较快进展，截止到2008年4月，获得入网许可证的TD-SCMDA终端有17款，数据卡3款，共20款。设备厂家推出的T
