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浅谈TD-SCDMA增强技术及其演进(附表)

（时间:2008-7-2 8:55:34 共有人次浏览）

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    摘要
    TD-SCDMA在技术和标准上提供持续平滑的演进能力，表现在网络可以沿着TD-HSDPA，TD-HSPA，TD-HSPA+，LTETDD乃至4G的路线逐步演进。网络在不断提升系统性能的同时，充分保证运营商和用户对于系统后向兼容的需求。本文介绍了TD-SCDMA演进过程中的增强技术，重点是HSPA+的相关技术和标准情况，并对HSPA+在未来网络演进中的地位和作用予以分析。
    1 引言
    无线通信系统的演进是物理层面对资源控制逐渐精细化、快速化的过程；也是系统层面逐步减少控制开销的过程。从QPSK演进到HSPA的AMC是前一个过程的体现，而从HSPA的发展中出现的新的功能如PLCCH，F-DPCH等则是后一个过程的体现。由于TD-SCDMA在发展过程中主要的标志性阶段以HSDPA阶段、HSPA阶段、HSPA+阶段为主线，本文将在介绍TD-SCDMA演进路线和HSPA+相关技术的基础上，分析HSPA+在整个系统演进中的地位和作用。
    2 TD-SCDMA增强技术的演进
    2.1 TD-HSDPA
    TD-HSDPA可以针对用户所处的无线环境更快、更精确地分配资源，因而在与R99同样的频谱带宽下，获得更高的通信速率。HSDPA中主要采用的技术包括共享高速信道、基于NodeB的快速调度、AMC等。2005年12月CCSATC5的第8次全会上，TD-SCDMAHSDPA接口和设备的系列标准列入了我国行业标准制定制订计划。2006年底已完成包含多载波HSDPA方案的TD-SCDMAHSDPA行业标准的起草工作。
    2.2 TD-HSPA
    在引入HSDPA之后，TD网络的下行传输速率和吞吐量得到极大提升，相比而言上行速率仍然偏低。在上行也采用与HSDPA相同的技术如AMC，NodeB调度等，网络可以支持HSUPA，由此TD-SCDMA网络可以进一步演进到HSDPA+HSUPA也就是HSPA阶段。按照CCSA的工作计划，2008年6月将完成TD-SCDMAHSUPA行标的制定工作。
    2.3 TD-HSPA+
    LTE的提出一方面使得已经在3G网络中投入大量资金的运营商担心到LTE演进的非平滑性，另一方面弱化了设备制造商CDMA相关专利在移动通信中所起的作用。因此部分运营商联合设备制造商在3GPP中提出了HSPA+的概念，希望利用CDMA的HSPA同样可以达到LTE相近的性能。TD-HSPA+的研究课题在2007年CCSATC5WG9的第15次会议上立项。目前在CCSA和3GPP，TD-HSPA+的主要工作集中在64QAM和EFACH的研究和标准化工作上。
    2.3.1 TD-HSPA+关键技术
    HSPA+是在HSPA基础上的演进，在保留了HSPA的主要特征和控制信道配置基础上，FDD的HSPA+考虑的增强技术包括架构的演进、上行VoIP的RoT控制增强、层2的增强、EFACH、CPC、DL64QAM、UL16QAM、MIMO、干扰消除接收机等。针对TD-SCDMA系统的特点，在CCSA和3GPP主要由国内厂商主导，确定了TD-HSPA+的主要研究方向和标准化工作方向，包括：
    （1）HSDPA引入64QAM：64QAM将在高的SNR区间上使频谱效率和系统吞吐量得到提高，理论上引入64QAM后将使得TD-HSDPA单载波峰值速率和频谱效率提高1.5倍，即分别达到4.2Mbit/s和3.9bit/s/Hz。目前在CCSA和3GPP，TD-HSPA+的64QAM技术正在研究过程当中。
    （2）CPC技术：CPC将进一步优化用户在Cell_DCH状态下的性能，进一步降低资源消耗使得UE能够长期保持在Cell_DCH状态，同时降低UE的功耗和复杂性，更好地保证“一直在线”类业务和VoIP等业务的QoS。目前在CCSA和3GPP，正在进行CPC的研究，但是暂时还没有立项。
    （3）CELL_FACH增强：由于业务的建立和信道分配延时是一个重要的性能指标，将SRB映射到HSPA上将大大降低传输延时。TDD系统的增强型CELL_FACH旨在提高CELL_FACH峰值速率和UE状态转换时产生的时延。TD-HSPA+中的EFACH是目前标准会议中讨论较多的技术，其研究课题已经在CCSA立项。
    （4）层二增强：TD-SCDMA系统在支持64QAMHSDPA、MIMO之后峰值速率会明显增加，需要引入灵活的RLCPDU大小。较大的RLCPDU的引入势必带来对MAC层分段/串接功能的需求。该项目目前在标准会议中讨论较少。
    （5）MIMO：MIMO技术是在物理层提高系统吞吐量的一个重要手段，通过空间分集和复用，可以极大地提高通信速率。MIMO技术的标准工作暂时还没有启动，其相关研究也在进行当中。
    （6）网络架构的优化：为了达到更高的延时性能，网络中的RNC已经成为事实上的瓶颈。但是如何进行网络架构优化需要进一步的研究，如用户面的RNC和NodeB功能合一，保留控制面协议在RNC实现；保持现有网络架构，仅在NodeB实现必要的RNC功能的镜像；将RNC和NodeB完全合一等。目前，关于如何优化网络架构还没有开始讨论，其相关细节有待进一步的研究。
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