哈尔滨理工大学远东学院学士学位论文 TD-SCDMA移动通信技术的发展与未来演进
摘要
时分一同步码分多址（TD－SCDMA）作为具有中国自主知识产权的第三代移动通信标准之一，即将全面商用化。TD－SCDMA未来的增强和演进是目前热点问题之一，各种方案不断提出，但还没有一个结合短期发展和长期发展的可持续发展计划。根据采用的关键核心技术不同，文章提出了TD－SCDMA增强和演进的4阶段论：第一阶段为当前的TD－SCDMA阶段：第二阶段是TD－SCDMA短期演进，即HsxPA阶段（包括HSDPA、HSUPA和HSPA演进）；第三阶段是长期演进阶段：最后一阶段是基于TD－SCDMA的时分双工（TDD）超3G(B3G)或者第4代移动通信系统阶段。详细描述了演进过程中每个阶段的主要特点，以及多输入多输出（MIMO）、正交频分复用（OFDM）等新技术在演进过程的使用。
关键词 时分同步码分多址；高速数据分组接入；高速上行分组
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Abstract
Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access(TD-SCDMA),a home-grown standard for the third generation mobile Communications, is already mature and ready for commercial deploy ment.The enhancement and evolution of TD-SCDMA systems is a hot topic these days.Many strategies have been proposed,but there are no integrated solutions that can jointly consider the development both in the short term and in the long term.This paper discusses four evolution phases for TD-SCMA enhancement and evolution,which are proposed according to the Key technologies.Phase l is about the existing TD-SCDMA system.Phase 2 is the short term evolution of the system,i.e.the period of HsxPA,including evolution of High Speed Downlink Packet Access(HSDPA),High Speed Uplink packet Access(HSUPA) and High Speed packet Access(HSPA).Phase 3 is the Long Term Evolution(LTE).Phase 4is the Beyond 3G(B3G)/Fourth Generation(4G)mobile communication Time Division Duplex(TDD)system,based on TD-SCDMA.Key characters for every Evolution phase are discussed,as well as the new technologies adopted in The evolution process,such as Multiple lnput Multiple Output(MIMO) and Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM).
Keywords WiMAX; CDMA;TD-SCMA;HSDPA;HSUPA;LTE
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哈尔滨理工大学远东学院学士学位论文 目录
摘要 ...................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................... II
第1章 绪论 ........................................................................................................ 1 1.1 课题背景 ................................................................................................... 1 1.2 国内外发展现状 ....................................................................................... 2 1.3 本文研究内容 ........................................................................................... 2 第2章 TD-SCDMA移动通信发展过程 .......................................................... 3 2.1 TD-SCDMA第1阶段 .............................................................................. 4 2.1.1 单载波技术 ........................................................................................ 4 2.1.2 多载波技术 ........................................................................................ 4 2.2 TD—SCDMA第2阶段 ........................................................................... 5 2.2.1 单载波技术 ........................................................................................ 5 2.2.2 多载波技术 ........................................................................................ 6 2.2.3 MIMO与HSxPA的结合 ................................................................... 6 2.2.4 分布式天线系统技术 ........................................................................ 6 2.2.5 MBMS技术 ........................................................................................ 7 2.2.6 TD—SCDMA和BWA的融合.......................................................... 7 2.3 TD—SCDMA LTE阶段 ......................................................................... 8 2.3.1 LTE单载波系统 ................................................................................. 8 2.3.2 LTE正交多载波技术 ......................................................................... 9 2.3.3 MIMO—OFDMA技术 ...................................................................... 9 2.3.4 灵活的动态频率选择机制 ................................................................ 9 2.3.5 无线Mesh .......................................................................................... 9 2.3.6 点对点通信技术 .............................................................................. 11 2.4 基于TD—SCDMA的第4代移动通信系统 ....................................... 12 第3章 移动通信发展及演进走向分析 .......................................................... 14 3.1 中国3G决策已经明朗 .......................................................................... 14 3.2 发展3G是移动通信产业的主流 .......................................................... 15 第4章 自主创新在3G演进中的延续与强化 ............................................... 16 结论 .................................................................................................................... 18 致谢 .................................................................................................................... 19 参考文献 ............................................................................................................ 20 附录A ................................................................................................................ 21
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哈尔滨理工大学远东学院学士学位论文 附录B ................................................................................................................ 25
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哈尔滨理工大学远东学院学士学位论文 第1章 绪论
1.1 课题背景
时分一同步码分多址（TD-SCDMA）是由中国提出的时分双工（TDD）模式的第3代移动通信技术标准，是3GPP标准的一个重要组成部分。TD-SCDMA采用了很多先进的无线通信技术，如上行同步码分多址、智能天线、联合检测、软件无线电、接力切换和动态信道分配技术等[1]。TDD模式不需要对称频带，无线资源在上下行间可以灵活分配，更适合于数据传输这样的非对称业务，在无线频带资源起来越短缺的今天，逐渐成为B3G/4G系统研究的焦点。在中国，频分双工（FDD），包括宽带码分多址（WCDMA）和CDMA2000模式，总共分得90MHz频带带宽，而TDD模式分得了155MHz的带宽，反映出中国政府对TD-SCDMA的大力支持，并预示了其良好的发展前景。
与WCDMA和CDMA2000系统相比，TD-SCDMA有其技术上的优势，但缺乏商用经验。而在未来的演进过程中，TD-SCDMA与WCDMA具有很好的兼容性，这为未来在多系统之间进行切换和漫游打下了良好的基础。同时TD-SCDMA与WCDMA使用的都是3GPP提出的核心网版本，这种天然的结合使两种系统在未来的发展道路上可以相互补。从商业和投资的角度来看，核心网只占总系统投资的30%左右，所以，在未来演进过程中，TD-SCDMA与WCDMA的兼容依然是研究的重点。虽然与CDMA2000系统的体系结构有较大的差异，但为了全球通信服务的普遍性和用户的方便性，与CDMA2000系统的兼容也成为商业和技术研究关注的焦点。
TD-SCDMA在热点覆盖地区峰值速率可达2Mb/s,在中速移动环境下可达384kb/s,在高速移动环境下可达144kb/s.然而随着移动移动业务的高速增长，TD-SCDMA的2Mb/s的峰值速率将无法满足需求。同时，根据国际电信联盟（ITU）的估计，新的B3G蜂窝系统可提供的100Mb/s～Gb/s的峰值速率预计将在2015年实现。与CDMA2000采用3载波的技术相似，TD-SCDMA也有单载波和多载波系统之分，采用多载波可以实现更高的传输速率，但也会加大系统的复杂度。另一方面，移动通信技术和无线宽带接入技术的融合也进行得如火如茶。TD-SCDMA与无线局域网（WLAN）的融合可以在室内环境或热点地区提供54Mb/s的峰值速率，有效地弥补了TD-SCDMA热点地区的覆盖。随着以IEEE802.16系列标准为基础的无线城域网技术（一般称为WIMAX）的发展，TD-SCDMA与
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