TD－SCDMA发展路线及传输原理

TD-SCDMA，英文全称为Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，即时分同步的码分多址技术。这是中国电信行业百年来第一个完整的移动通信技术标准，也是中国具有自主知识产权的通信技术标准。TD-SCDMA被国际电信联盟ITU正式列为第三代移动通信空口技术规范之一，与欧洲的WCDMA标准、美国的CDMA2000标准并称为3G时代主流的移动通信标准。

TD-SCDMA采用了多种技术，如智能天线、联合检测、接力切换、同步CDMA、软件无线电、低码片速率、多时隙、可变扩频系统、自适应功率调整等。它集CDMA、TDMA、FDMA技术优势于一体，具有系统容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强等特点。

TD-SCDMA以TDD模式运作，即上行和下行的传输使用同一频带的双工模式，根据时间来区分上下行并进行切换。这种模式的频谱利用率高而且成本低廉，但也有一些缺点，如基站发射峰值功率与平均功率的比值较高，导致基站功耗较大，覆盖半径较小，抗衰落和抗多普勒频移的性能较差，当手机处于高速移动的状态下通信能力较差。因此，TD-SCDMA主要适用于时速120公里左右的移动终端，对于高速公路及铁路等高速移动的环境可能不太适合。

TD-SCDMA在2001年3月正式写入3GPP的R4版本，并在3GP开展实质性标准化工作;在3GPPR5中引入HSDPA，R7中引入AHSUPA和MBMS等增强性技术; 3GFPR8中引入LTE技术的同时，也延续进行HSPA+标准的研究工作。

由图1可以看到，TD-SCDMA技术在不断发展演进，由最初的R4阶段单终端速率394kbits，到3G增强型技术HSDPAHSUPA，单终端速率（单载波）为2.82.2Mits，以及采用HSPA+等高阶调制技术使得速率达到4.2Mbit/s。

图1 TD-SCDMA技术发展路线

TD-SCDMA需要基站间的严格同步，以降低基站间的干扰。它支持同频切换和异频切换，可以灵活地提供高速数据业务。

TD-SCDMA物理信道用4层结构：超帧、无线帧、子帧和时隙码。一个超帧长720ms，由72个无线帧组成，每个无线帧长10ms。TD-SCDMA将每个无线帧分为两个5ms的子帧，每个子帧由长度675us的7个主时隙和3个特殊时隙组成。3个特殊时隙分别是下行导频时隙（DwPTS，75us）、上行导频时隙（UpPTS，125us）和保护时隙（G，75us）构成。

在这7个主时隙中，TsO总是分配给下行链路，而Ts1总是分配给上行链路，其他时隙可作为上行链路的时隙，也可以作为下行链路的时隙。上行链路的时隙和下行链的时隙之间由一个转换点分开，在TD-SCDMA系统的每个5ms的子帧中，有两个转换点（UL到DL和DL到UL），转换点的位置取决于小区上、下行时隙的配置，这种灵活的配置方案，特别适合不对称业务的传输。

一个突发的持续时间就是一个时隙，主时隙突发结构由两个数据符号域、一个144chips的midamble码、L1控制信息和16chips的保护域组成，总共长864chios。数据区共704码片长，数据域中每个比特用QPSK调制，扩频系数为1至16。midamble码是作为训练序列，供多用户检测（联合检测或千扰抵消）时信道估计使用。

下行导频时隙（OwPTS）由64比特正交码组成，它是无线基站（小区）的导频信号，也是下行同步的信号。而上行导频时隙（UpPTS）由128比特正交码组成，它是用户终端（小区）的导频信号，主要用做上行同步。保护时隙（G）用于保护和区分上、下行时隙，使距离较远的终端能实现上行同步，在TD-SCDMA系统中，此时隙的宽度保证了小区的最大半径可能达到10km以上。