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ZXWR RNC系列培训教材（提高篇）
TD-SCDMA技术
深圳市中兴通讯股份有限公司
ZXWR RNC项目组
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ZXWR RNC系列培训教材（提高篇）
TD-SCDMA技术
本资料著作权属深圳市中兴通讯股份有限公司所有。未经著作权人书面许可，任何单位或个人不得以任何方式摘录、复制或翻译。
侵权必究。
Copyright ?2004 by ZTE Corporation
All rights reserved.
No part of this publication may be excerpted, reproduced, translated or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from the ZTE Corporation.
策划移动事业部ZXWR RNC项目组
编著马志锋
* * * *
深圳市中兴通讯股份有限公司移动事业部
地址：上海市浦东张江高科技园区碧波路889号中兴通讯大厦
电话：86－21－68895000
传真：86－21－50800813
邮编：201203
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版次：2004年07月第01版
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注意
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编写说明
本系列培训教材是由ZXWR RNC项目组组织编写的，主要用于内部员工培训，包括研发人员、市场人员和工程技术人员，经过筛选整理后也可用于对外部客户的深层次培训。本系列培训教材共分三篇：基础篇、设备篇、提高篇。
基础篇主要介绍RNC设备相关的基础知识，包括操作系统、数据库、传输网络、无线网络、3G业务、3G网络管理、3G网络规划等各方面的系列培训文档，各文档主要内容见下表：
文档名内容摘要
VxWorks操作系统和BSP开发分成四部分：1.VxWorks，介绍了VxWorks各组成部分、任务概念、任务间通讯、中断、WatchDog Timer机制；2.Tornado工具概述，包括Tornado总体结构、VxWorks模拟器、Target Server、WindShell、Browser；3.Tornado的使用，包括创建工程、编译链接、调试、VxWorks的初始化过程、使用Tornado2 for X86、同步Host/Target符号表、标准输出&标准错误的重定向；4.BSP的开发,包括BSP 的概念、vxWorks中BSP的体系结构、BSP的调试方法及步骤、BSP的执行流程、配置BSP、BSP的开发内容
Tornado2集成环境介绍分成五部分：1.Tornado的构成，包括Tornado组件、安装、Target Server、Simulator；2.Vxworks简介，包括实时多任务概念、信号量、进程间通讯、网络协议；3.Tornado的工程，包括工程简介、创建工程说明、工程配置选项说明；
4.在Tornado中调试，重点介绍了几种基本调试手段；
5.几个常用工具，主要说明了常用SHELL命令
数据库基础知识 第一章，介绍了数据库系统的基本概念，包括一些基本术语介绍、数据库技术的发展、数据描述、数据模型、三级体系结构、DBMS、数据库系统。第二章，介绍数据库的存储结构，包括文件、索引、散列、多键访问。第三章，介绍了数据库系统的实现技术，包括系统目录、事务、并发控制、数据库恢复和数据库的完整性。第四章，介绍了分布式数据库系统。第五章，介绍了对象数据库系统。
ATM技术介绍第一章，ATM协议参考模型。第二章，物理层。第三章，ATM层，包括ATM连接、信元结构和编码、ATM层的功能。第四章，介绍了AAL层，重点介绍了AAL2和AAL5。第五章介绍了ATM业务管理，包括CAC、UPC、拥塞控制
SSCOP协议介绍第一章从SAAL结构、SSCOP功能、SSCOP和相邻层间通讯方面对SSCOP进行了概述，后面四章分别介绍了SSCOP状态、流程、消息、参数和定时器
SSCF协议介绍 分成两章：SSCF_UNI协议介绍和SSCF_NNI协议介绍。分别介绍了功能、协议栈、接口、状态机和主要流程，NNI部分还介绍了消息、参数和定时器。
STC协议介绍 分成两章：STC_MTP和STC_SSCF。分别介绍了功能、位置、接口、状态机和主要过程
A2SP协议介绍 第一章从A2SP功能、A2SP协议框架、A2SP接口方面对A2SP进行了概述，后面三章分别介绍了A2SP消息、流程、状态机
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MTP3B协议介绍 分三章，分别介绍了MTP3B功能、MTP3B过程、MTP3B消息。功能部分包括功能概述、信令消息处理、信令网络管理；过程包括：链路测试、倒换、倒回、强制和受控重选路由、阻断、解阻、信令点再启动；第三章MTP3B消息包括：传送用户部分同层信息的消息格式、SNM消息的格式和编码、重要信令网管消息的说明、主要消息的格式
SCCP协议介绍 第一章介绍了SCCP结构、地址和编码，第二章介绍SCCP过程，包括SCCP路由过程、面向连接过程、面向无连接过程、SCCP管理过程
3G概述 第一章介绍移动通讯发展历史，第二章从IMT-2000的无线接口、3G工作频段、3G的特点、3G与2G的差别、WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA对3G进行概要介绍WCDMA系统
网络结构
简单介绍了R99、R4、R5的网络结构、各网元功能、各接口功能
Iu口介绍分成三章，第一章从Iu接口协议结构、接口功能方面对Iu口进行介绍；第二章介绍RANAP信令；第三章介绍Iu口用户面协议，包括IuUP和GTP-U协议 Iub口介绍分成三章，第一章从Iub接口协议结构、接口特性、接口功能、NODEB逻辑模型、IUB口物理层、IUB口信令传输等方面对Iub口进行介绍；第二章介绍NBAP信
令；第三章介绍Iub口用户面协议
Uu口介绍第一章概述部分描述了Uu口模型和协议结构、Uu口各层功能、Uu口基本参数；
第二章描述Uu口物理层技术；第三章描述了Uu口控制面协议，包括RRC功能、
业务状态、主要流程；第四章描述了Uu口用户面协议，包括MAC、RLC、PDCP、
BMC。
无线网络基本流程 包括三部分：空中物理层过程、控制面信令流程、用户面信令流程。空中物理层过程部分描述了快速闭环功控、开环功控、寻呼过程、RACH过程、CPCH操作、发射分集过程、测量、压缩模式；控制面信令流程描述了Iub口公共流程、手机开机流程、呼叫基本流程、移动性流程、RNC全局过程等；用户面信令流程描述了FP同步和时间调整、IuUP相关流程、RLC过程
编解码知识介
绍
重点描述了ASN1编解码规则，并对RNC设备中编解码的实现进行了说明
3G业务介绍分成三部分，第一部分对3G的基本电信业务、补充业务、承载业务和增值业务进行了描述；第二部分描述了3G支持的四种业务类型（会话、流、交互、背景）
的业务特性；第三部分介绍了业务平台的概念。
网络管理 第一章描述网络管理的基本概念，包括基本要素、范围、3G网管的特点；第二章描述网络管理的基本功能，包括性能管理、故障管理、配置管理、帐务管理、
安全管理；第三章描述基于TMN的网络管理；第四章介绍其他网络管理技术，
包括SNMP、eTOM、CORBA
CORBA原理 第一章介绍了有关的术语、定义和缩略语；第二章对流行的ORB进行了比较；
第三章介绍IONA产品情况；第四章介绍BORLAND产品情况；后面几章分别介绍
了：CORBA体系结构介绍、IDL语法规则、可移植的对象适配器POA、CORBA的
应用框架、可能用于上级网管接口的CORBA SERVICE规范分析、目前上级网管
接口要求情况，最后一章简单分析了系统中引入上级网管CORBA接口模块后可
能的影响
GNU编译工具
介绍
暂不提供
WCDMA空中
接口基本原理
暂不提供
无线资源管理
基础知识
暂不提供
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料
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Iur口介绍 暂不提供
IP技术介绍 暂不提供
WCDMA网络
规划
暂不提供
设备篇主要介绍ZXWR RNC设备，包括软硬件系统、各类处理流程、异常和故障保护、性能设计、无线资源管理算法实现、操作维护等系列培训文档，各文档主要内容见下表：
文档名内容摘要
ZXWR RNC硬件系统介绍适用于V2。对V2的硬件系统进行较完整的描述，包括硬件设计原则、系统总体结构（包括框图、时钟系统、接口定义、系统可维护性设计、信号流、主备策略）、各单元介绍、各单板介绍、工艺结构、组网方式和系统配置。
ZXWR RNC软件系统介绍适用于V2。对ROS、DBS、RMS、TNL、RNLC、RNLU软件子系统进行了集中说明，较完整地介绍了RNC整个软件系统。
ZXWR RNC RMS子系统介绍适用于V2。第一章从RMS在RNC软件系统中的位置和功能进行概述，后面几章按模块对前后台通讯、事务管理、配置管理、性能管理、故障管理、版本管理、BOOT过程中版本控制进行了说明
ZXWR RNC
DBS子系统介绍适用于V2。先对DBS子系统在系统中的位置和框架结构进行了说明，然后分两章分别描述了数据库管理系统和数据库应用部分
ZXWR RNC TNL子系统介绍适用于V2。第一章介绍了TNL在UTRAN协议结构中的位置、在RNC中的位置和功能；第二章介绍TNL子系统模块划分和分布；后面四章分别介绍SAAL模块、宽带7号信令模块、AAL2控制模块、IP信令链路模块。
ZXWR RNC
RNLC子系统介绍第一章介绍了RNLC子系统的功能需求、在系统中位置和模块划分，第二章按模块逐个进行了介绍
ZXWR RNC RNLU子系统介绍第一章对系统结构和用户面协议进行了简要介绍；后面分四章分别对IuUP协议、Iub口用户面协议（FP）、Iur口用户面协议（FP）、Uu口用户面协议（MAC、RLC、PDCP、BMC）的实现进行了详细说明。
ZXWR RNC
控制台使用说
明在对控制台的基本知识进行介绍后，重点描述了控制台各模块的使用方法
ZXWR RNC 基本流程适用于V2。重点介绍了三大类流程，一类是系统上电流程，包括版本加载和启动运行过程，一类是业务信令流程，主要是无线信令方面，一类是操作维护流程，包括配置管理、故障管理和性能管理
ZXWR RNC系
统可调试性分析从硬件子系统、VXWORKS、ROS、DBS、TNL、RNL、RMS&OMCR等方面对可调试性设计进行了分析，最后根据现状（2004-05）对可调试性设计提出了改进建议
ZXWR RNC无线资源管理算法的实现按各算法进行分章描述，描述了接纳控制、负荷控制、动态AMR调整、切换控制、负荷均衡、功率控制、码资源管理、动态信道分配。每章先对算法进行简单说明，然后重点描述算法具体实现
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料
注意
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ZXWR RNC系统性能设计适用于V2。第一章介绍了话务模型的一些理论知识，并重点介绍了RNCV2性能设计时参考的3G话务模型。第二章介绍了各系统性能指标的设计计算过程。第三章按单板介绍了各单板性能设计计算过程。
ZXWR RNC
网管平台介绍暂不提供
ZXWR RNC
网管应用介绍暂不提供
ZXWR RNC
ROS子系统介
绍（V2.0）暂不提供
ZXWR RNC
故障处理和异
常保护流程
暂不提供
模拟
CN/NodeB/UE
与应用介绍
暂不提供
提高篇是在前面两篇的基础上，对一些相关的技术或设备进行介绍，包括TD－SCDMA、CDMA2000、LAS－CDMA、CN设备、NodeB设备等各文档主要内容见下表：
文档名内容摘要
WCDMA无线性能针对WCDMA无线性能的三方面关键指标（覆盖、容量、服务质量）进行了详细说明，并据此总结了影响无线性能的几个关键因素和提高无线性能的主要方法。
TD-SCDMA技术培训对TD-SCDMA技术进行较详细的介绍。第一章对TD-SCDMA技术进行概述介绍，包括频段、多址方式、标准进展、产业状况、网络架构、移动速率和覆盖、干扰问题等；第二章详细介绍TD-SCDMA物理层，包括概述部分、物理信道和传输信道、扩频和调制、物理层过程；第三章描述了TD-SCDMA系统中的关键技术，包括智能天线、联合检测、同步CDMA、接力切换、动态信道分配。
TD-LAS技术提供的是PPT文档，内容包括LAS–CDMA系统概述、LAS扩频地址编码技术、TD-LAS技术规范、TD-LAS标准概况
SCTP协议介绍第一章概述部分介绍了SCTP提供的服务和SCTP关联模型，第二章介绍了SCTP 功能，第三章介绍了SCTP消息结构，第四章介绍了SCTP过程，包括SCTP关联状态机、关联建立过程、关联终止、用户数据传送过程、HEARTBEAT过程，第五章描述SCTP拥塞控制
M3UA协议介绍第一章介绍了M3UA提供的服务、配置模型、接口定义、消息结构，第二章介绍了M3UA的过程，包括用户消息传输、与LM的交互、ASP状态和状态机、AS状态和状态机、ASP管理过程、SS7信令点管理过程、MTP3重启
R99、R4、R5、R6、B3G/4G的发展总结了3GPP Release 99/Release 4/Release 5/ Release 6标准各版本间的差异和发展，对各版本的主要特点做了介绍，并在多方面比较标准版本的演进情况，由于关注于接入网侧，因此本文中对于核心网侧的演进情况只作粗略介绍。最后对于B3G/4G的主要技术作了说明
ZXWR RNC各
单板硬件设计
和BSP程序设
计暂不提供
内部
资
料
注意
保
密
CN设备介绍暂不提供 NodeB设备介
绍暂不提供 CDMA2000介
绍暂不提供 移动通信基本
原理介绍 暂不提供
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注
意
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密目录
第一章 TD-SCDMA技术概述 (1)
1.1第三代移动通信（3G）标准 (1)
1.23G工作频段规划 (2)
1.3TD-SCDMA多址方式 (3)
1.4TD-SCDMA标准进展状况 (4)
1.4.1 IMT2000标准化组织结构 (4)
1.4.2 3GPP的标准化进展 (5)
1.4.3 TD-SCDMA标准的进展情况 (5)
1.5TD-SCDMA产业状况及开发计划 (6)
1.6TD-SCDMA网络架构 (7)
1.7TD-SCDMA系统的一些问题 (9)
1.7.1移动速度与覆盖 (10)
1.7.2干扰问题 (10)
附录一：TD-SCDMA与WCDMA系统的共存干扰问题 (13)
附录二：PHS与WCDMA系统的干扰问题 (16)
第二章 TD-SCDMA物理层 (18)
2.1TD-SCDMA物理层概述 (18)
2.1.1多址接入方案 (18)
2.1.2信道编码方案 (18)
2.1.3调制和扩频方案 (18)
2.1.4物理层过程 (18)
2.2TD-SCDMA物理信道及传输信道 (19)
2.2.1物理信道 (19)
2.2.2帧结构 (19)
2.2.3时隙结构 (20)
2.2.3.1下行导频时隙（DwPTS） (20)
2.2.3.2上行导频时隙（UpPTS） (20)
2.2.3.3常规时隙 (20)
2.2.4传输信道到物理信道的映射 (22)
2.2.4.1物理信道 (22)
2.2.4.2传输信道 (23)
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资
料
注意
保
密
2.2.5 TD-SCDMA信道编码及复用 (26)
2.2.5.1概述 (26)
2.2.5.2 CRC差错检验 (28)
2.2.5.3 传输块的级联与码块分割 (28)
2.2.5.4 信道编码 (29)
2.2.5.5 无线帧尺寸均衡 (32)
2.2.5.6 第一次交织 (32)
2.2.5.7 无线帧分段 (33)
2.2.5.8 速率匹配 (33)
2.2.5.9 传输信道复用 (33)
2.2.5.10 物理信道分割 (34)
2.2.5.11 第二次交织 (34)
2.2.5.12 子帧分割 (36)
2.2.5.13 物理信道映射 (36)
2.2.5.14不同传输信道到一个CCTrCH的复用以及CCTrCH到物理信道的映射 (37)
2.2.5.15传输格式检测 (38)
2.2.6层1控制信息的编码 (39)
2.2.6.1 TFCI的编码 (39)
2.2.6.2 TPC的编码 (47)
2.2.6.3 SS的编码 (48)
2.2.6.4 PI的编码及加扰 (48)
2.2.6.5 FPACH信息位的编码 (48)
2.2.7信道编码和复用举例 (49)
2.2.7.1 BCH传输信道 (49)
2.2.7.2 PCH和FACH传输信道 (51)
2.2.7.3 DCH传输信道 (52)
2.3TD-SCDMA扩频与调制 (54)
2.3.1数据调制 (55)
2.3.1.1 符号速率与符号周期 (55)
2.3.1.2 数据比特到信号星座图的映射 (55)
2.3.2扩频调制 (56)
2.3.2.1 基本扩频参数 (56)
2.3.2.2 扩频码 (56)
2.3.2.3 扰码 (57)
2.3.3同步码的产生 (58)
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注意
保
密
2.3.3.1 SYNC_DL码 (58)
2.3.3.2 SYNC_UL码 (58)
2.3.4码分配 (59)
2.4TD-SCDMA物理层过程 (59)
2.4.1基站间的同步技术 (59)
2.4.2发射功率控制 (60)
2.4.2.1 上行控制 (60)
2.4.2.2 下行控制 (61)
2.4.3上行同步 (61)
2.4.3.1 UpPCH (62)
2.4.3.2 PRACH (62)
2.4.3.3 DPCH和PUSCH (62)
2.4.4小区搜索过程 (62)
2.4.5随机接入过程 (63)
2.4.5.1 随机接入准备 (63)
2.4.5.2 随机接入过程 (63)
2.4.5.3 随机接入冲突处理 (64)
2.4.6下行发射分集 (65)
2.4.6.1 DPCH的发射分集 (66)
2.4.6.2 DwPTS的发射分集 (67)
2.4.6.3 P-CCPCH的发射分集 (67)
第三章 TD-SCDMA系统中的关键技术 (69)
3.1智能天线 (69)
3.1.1概述 (69)
3.1.2基本原理 (69)
3.1.3智能天线的主要功能及所应考虑的问题 (71)
3.1.3.1 智能天线的主要功能 (71)
3.1.3.2 智能天线所带来的新问题 (72)
3.2联合检测 (74)
3.3同步CDMA (78)
3.4接力切换 (79)
3.5动态信道分配 (85)
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资
料
注意
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密
第一章TD-SCDMA技术概述
1.1 第三代移动通信（3G）标准
移动通信的发展始于20世纪20年代在军事及某些特殊领域的使用，40年代才逐步向民用扩展，而最近10多年来才是移动通信真正蓬勃发展的时期，其发展过程大致可分为三个阶段：第一代模拟移动通信系统始于80年代，到90年代出现了第二代数字移动通信系统（2G）。第二代移动通信系统包括GSM、IS95等多个标准，其应用以话音业务为主，主要提供低速率以电路型为主的数据业务。第三代移动通信技术（3G，Third Generation）的理论研究、技术开发和标准制定工作起始于80年代中期，国际电信联盟（ITU）从1985年开始研究未来公众陆地移动通信系统（FPLMTS），后更名为国际移动通信2000（IMT2000）。欧洲电信标准协会（ETSI）从1987年开始对此进行研究，并将该系统称为通用移动通信系统（UMTS）。
目前，第三代移动通信系统的框架已确定，将以卫星移动通信网与地面移动通信网相结合，形成一个对全球无缝覆盖的立体通信网络，满足城市和偏远地区不同密度用户的通信需求，支持话音、数据和多媒体业务，实现人类个人通信的理想。ITU对第三代陆地移动通信系统的基本要求是：
业务数据速率：
9室内：2Mbps；
9手持机：384kbps；
9高速移动：FDD方式? 144kbps，移动速度达到500km/h；
TDD方式? 144kbps，移动速度达到120km/h；
业务质量：数据业务的误码率不超过10-3或10-6（根据具体业务要求），并可提供高速数据、
低速图象、电视图象等数据传输业务；
兼容性：具有全球范围设计的高度兼容性，IMT2000业务应与固定网络业务，无线接口具
有高度的兼容性；
全球无缝覆盖：移动终端可以连接地面网和卫星网，使用方便；
移动终端：体积小、重量轻、具有全球漫游功能；
频率范围：1992年WRC-92确定了IMT2000的核心频段，上行频段? 1885~2025MHz；
下行频段? 2110~2200MHz（共230MHz），其中1980~2010MHz和2170~2200MHz用于
卫星移动通信业务。2000年5月WRC通过了IMT2000的扩展频谱规划（806~969MHz，
1710~1885MHz，2500~2690MHz）。
1999年11月召开的国际电联芬兰会议确定了第三代移动通信无线接口技术标准，并于2000年5月举行的ITU-R 2000年全会上最终批准通过，此标准包括码分多址（CDMA）和时分多址（TDMA）两大类五种技术。它们分别是：WCDMA、CDMA2000、CDMA TDD、UWC-136和EP-DECT。其中，前三种基于CDMA技术的为目前所公认的主流技术，它又分成频分双工（FDD）和时分双工（TDD）两种方式。TD-SCDMA属CDMA TDD技术。
WCDMA最早由欧洲和日本提出，其核心网基于演进的GSM/GPRS网络技术，空中接口采用直接序列扩频的宽带CDMA。目前，这种方式得到欧洲、北美、亚太地区各GSM运营商和日本、韩国多数运营商的广泛支持，是第三代移动通信中最具竞争力的技术之一。3GPP WCDMA技术的标准化工作十分规范，目前全球3GPP R99标准的商用化程度最高，全球绝大多数3G试验系统和设备
资
料
研发都基于该技术标准规范。今后3GPP R99的发展方向将是基于全IP方式的的网络架构，并将演进为R4、R5两个阶段的序列标准。2001年3月的第一个R4版本初步确定了未来发展的框架，部分功能进一步增强，并启动部分全IP演进内容。R5为全IP方式的第一个版本，其核心网的传输、控制和业务分离，IP化将从核心网（CN）逐步延伸到无线接入部分（RAN）和终端（UE）。
CDMA2000由北美最早提出，其核心网采用演进的IS-95 CDMA核心网（ANSI-41），能与现有的IS-95 CDMA向后兼容。CDMA技术得到IS-95 CDMA运营商的支持，主要分布在北美和亚太地区。其无线单载波CDMA2000 1x采用与IS-95相同的带宽，容量提高了一倍，第一阶段支持144kbps 业务速率，第二阶段支持614kbps，3GPP2已完成这部分的标准化工作。目前增强型单载波CDMA2000 1x EV在技术发展中较受重视，极具商用潜力。
CDMA TDD包括欧洲的UTRAN TDD和我国提出的TD-SCDMA技术。在IMT2000中，TDD 拥有自己独立的频谱（1785~1805MHz），并部分采用了智能天线或上行同步技术，适合高密度低速接入、小范围覆盖、不对称数据传输。2001年3月，3GPP通过R4版本，由我国大唐电信提出的TD-SCDMA被接纳为正式标准。TD-SCDMA作为FDD方式的一种补充，具有一定的发展潜力。1.2 3G工作频段规划
2002年10月，国家信息产业部下发文件《关于第三代公众移动通信系统频率规划问题的通知》（信部无[2002]479号）中规定：主要工作频段（FDD方式：1920 ~ 1980 MHz / 2110 ~2170 MHz；TDD方式：1880 ~ 1920MHz、2010 ~ 2025MHz）。补充工作频段（FDD方式：1755 ~ 1785MHz / 1850 ~ 1880MHz；TDD方式：2300 ~ 2400MHz，与无线电定位业务共用）。从中可以看到TDD得到了155MHz的频段，而FDD（包括WCDMA FDD和CDMA2000）共得到了2×90MHz的频段。
图1-1 中国3G频谱分配图
内 部注
意 保
1.3 TD-SCDMA 多址方式
、模式图1-2 不同的多址方式
图1-3 TD-SCDMA 的多址方式
内部
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料
注意
保
密
图1-4 3G的两种双工模式
TDD CDMA的主要特点：
【优点】
⑴有利于频谱的有效利用。TDD由于不需要使用成对的频率，故各种频率资源在TDD模式下均能够得到有效的利用，从而可以充分利用不成对的频段，分配频段相对来说也要更加简单一些。
⑵更适合于不对称业务。在FDD DS-CDMA系统中，前向业务信道与反向业务信道占用的是不同频段，在前向信道与反向信道之间采用保护频带以消除干扰。对于TDD DS-CDMA系统，前向和反向信道工作于同一频段，前向与反向信道的信息通过时分复用的方式来传送。TDD特别适用于不对称的上、下行数据传输速率，当进行对称业务传输时，可选用对称的转换点位置；当进行非对称业务传输时，可在非对称的转换点位置范围选择。
⑶上、下行链路中具有对称信道特性。由于TDD系统中上、下行工作于同一频率，对称的电波传播特性使之便于使用智能天线等新技术，达到提高性能、降低成本的目的。上行功率控制中也可充分利用上、下行间信道的对称电波传播特性。TDD发射机根据接收到的信号就能够知道多径信道的快衰落，这是由于所设计的TDD帧长通常要比信道相干的时间更短。
⑷设备成本低。由于信道是对称的，所以可能简化接收机。如果基站采用前置RAKE技术，则TDD终端的复杂性可大大降低。与FDD相比，无高收/发隔离的要求，可使用单片IC来实现RF 收发信机，设备费可能比FDD方式降低20%~30%。
【缺点】
⑴移动速度与覆盖问题。TDD采用多时隙的不连续传输，对抗快衰落、多普勒效应能力比连续传输的FDD差。目前，ITU-R对TDD系统的要求是达到120km/h；而对FDD系统则要求达到500km/h。另外，TDD的平均功率和峰值功率的比值随时隙数增加而增加，考虑到耗电和成本因素，用户终端发射功率不可能太大，故小区半径较小。
⑵基站的同步问题。对于TDD CDMA系统来说，为减少基站间的干扰，基站间同步是必须的。这可以采用GPS接收机或通过用额外的电缆分布公共时钟来实现，但这也同时增加了基础设施的费用。
⑶干扰问题。TDD系统中的干扰不同于FDD系统，因为TDD系统的同步困难以及相关的干扰使之成为TDD系统使用的主要问题。TDD系统包括了多种形式的干扰，如：TDD蜂窝内的干扰、TDD蜂窝间的干扰、不同运营商间的干扰、TDD/FDD系统间的干扰、来自功率脉动的干扰等。
1.4 TD-SCDMA标准进展状况
1.4.1 IMT2000标准化组织结构
IMT-2000标准化的研究工作由ITU负责和领导。其中，ITU-R的 SG8-TG8/1工作组负责制定RTT部分的标准，ITU-T的SG11 WP3工作组负责制定网络部分的标准。此外，ITU还专门成立了中间协调组（ICG），在ITU-R与ITU-T之间协调它们的研究工作内容。图1-5示出了ITU内部与IMT-2000标准化研究有关的组织结构。
由于ITU要求第三代移动通信的实现应易于从第二代系统逐步演进，而第二代系统又存在两大互不兼容的通信体制：GSM和CDMA，所以IMT-2000的标准化研究实际上出现了两种不同的主流演进趋势。一种是以由欧洲ETSI、日本ARIB/TTC、美国T1、韩国TTA和中国CWTS为核心发起成立的3GPP组织，专门研究如何从GSM 系统向IMT-2000演进；另一种是以美国TIA、日本ARIB/TTC、韩国TTA和中国CWTS为首成立的3GPP2组织，专门研究如何从CDMA 系统向IMT-2000演进。自从3GPP和3GPP2成立之后，IMT-2000的标准化研究工作就主要由这两个组织承担，而ITU则负责标准的正式制定和发布方面的管理工作。
内 部注
意 保 密
1.4.2 3GPP 的标准化进展 3GPP 主要制定基于GSM MAP 核心网，WCDMA 和CDMA TDD 无线接口的标准，称为UTRA 。同时也在无线接口上定义与ANSI-41核心网兼容的协议。它的核心网GSM MAP 将完全在第二代MSC+GPRS 的网络基础上演进，而无线接入网（RAN ）则是全新的。
3GPP 发布的协议主要分成两个大类，一类是技术规范（TS ），另外一类是技术报告（TR ），具体是：
3GPP TS ab.cde （技术规范）； 3GPP TR ab.cde （技术报告）。
技术报告主要作用于规范的前期或对规范中的任务描述进行解释，它们的部分内容经讨论后将进入规范，有的一直以技术报告的形式存在。3GPP 的规范多来自GSM 系统并包含了GSM 系统规范，因而它也有与GSM 相类似的编号规则。为了更加灵活地使用编号和便于扩展，3GPP 的技术规范和技术报告都采用了2+3位数字的编号规则（ab.cde ，GSM 系统为2+2）。若GSM 规范在生成3GPP 的对应规范时得到了增强或修改，那么GSM 的编号（ab ）就被增加20，而‘c ’被置为0，‘de ’保
持不变。对3GPP 新创建的规范，‘c ’不等于0。对于技术报告，‘c ’通常等于9或8。
无线接入部分协议（UMTS ）：25.xxx
25.1xx ：UTRAN 的无线性能； 25.2xx ：UTRAN 的物理层；
25.3xx ：UTRA N 的层2和 层3； 25.4xx ：UTRAN 的Iub 、Iur 和Iu 接口。 1.4.3 TD-SCDMA 标准的进展情况
9 2000-05 TD-SCDMA 被ITU 批准为3G 标准； 9 2001-03 TD-SCDMA 被3GPP 批准为R4标准； 9 2001-04 TD-SCDMA 打通第一个电话；
注意
92001-07 TD-SCDMA基站与模拟终端实现图象传输；
92001-10 TD-SCDMA内部试验网系统信号调通；
92002-02 TD-SCDMA内部试验网演示（车速125km/h，半径16km）；
92002-02 通过国家863 C3G验收；
92002-05 通过信产部的MTnet第一阶段测试（以话音业务为主）；
92002-08 14位院士及8名专家确认不存在颠覆性技术问题；
92002-11 TD-SCDMA现场试验网建成；
92002-12 通过信产部的MTnet第二阶段测试（以数据业务为主，测试52项指标一次性通过）。
图1-6 TD-SCDMA技术实现里程碑
1.5 TD-SCDMA产业状况及开发计划
目前，参加TD-SCDMA系统开发的力量主要是大唐电信和德国西门子公司。随着TD-SCDMA 产业化进程的不断推进，正有越来越多的国内、外企业开始加盟此标准的研发。
【研发情况】
标准：大唐、西门子、北邮、重邮、清华、传输所、华为、三星等；
RAN部分： Node B —大唐、西门子；
RNC —大唐、UT斯达康；
CN部分：大唐、UT斯达康；
终端部分：①大唐与飞利浦、三星电子联合组建公司致力于TD-SCDMA终端芯片组和参考设计方案的核心技术研发；
②大唐与TI、Nokia、LG、大霸、普天等联合成立上海凯明公司，进行TD-SCDMA//
WCDMA双模终端芯片开发；
③大唐与ST半导体合作进行多模终端芯片技术开发；
④大唐与南方高科、重邮合作开发TD-SCDMA/GSM双频双模试验终端；
仪器仪表部分：①雷卡公司、日本仪器仪表公司、泰克公司合作开发TD-SCDMA专用仪器；
②安捷伦公司提供基于TD-SCDMA技术的射频仪表。
内 部 资
料
意 保 密
大唐关于TD-SCDMA 系统产品的开发计划：
图1-7 TD-SCDMA 系统产品开发计划
1.6 TD-SCDMA 网络架构
UMTS 系统由CN 、UTRAN 和UE 三部分组成。
UMTS 的核心网CN 是由GSM 系统的CN 演化而成，它具有与GSM 系统相似的结构。CN 通过A 接口与GSM 系统的BSC 相连，通过Iu 接口与UTRAN 的RNC 相连。其中Iu 接口又被分为连接到电路交换域的Iu-CS ，分组交换域的Iu-PS ，广播控制域的Iu-BC 。
UTRAN 由若干通过Iu 接口连接到CN 的无线网络子系统（RNS ：Radio Network Subsystem ）组成（见图1-8）。每一个RNS 包含一个RNC 和一个或多个Node B 。Node B 与RNC 之间的接口叫做Iub 接口。在UTRAN 内部，RNCs 通过Iur 接口进行信息交互。Iur 接口可以是RNCs 之间物理上的直接连接，也可以靠通过任何合适传输网络的虚拟连接来实现。每个RNS 管理一组小区的资源。在UE 和UTRAN 的每个连接中，其中一个RNS 充当服务RNS （SRNS ：Serving RNS ）。如果需要，一图1-8 UTRAN 结构图
Phase I: based on GSM CN
1st
TD-SCDMA call Field Trial Commercial Products Q2/ 2001 End 2001 4Q/2003
Phase II: Based on UMTS CN
Trial Commercial products Q1/2004 Q4/ 2004
由于TD-SCDMA的内容是写在3GPP的R4中的，在R99中只包含了3.84Mcps TDD。TD-SCDMA 是在R4之后的版本才被纳入3GPP的，此时TDD包括了3.84Mcps和1.28Mcps两个Option，后者即为TD-SCDMA。所以将TD-SCDMA RAN接入R4核心网也是很自然的事情。R4相对于R99，提供了更加强大的功能，诸如安全、定位等方面的考虑。在R4架构下，MSC分离为MSC-Server（MSC 服务器）和CS-MGW（电路域-媒体网关）。标准的兼容性决定了1.28 Mcps TDD能够提供R99中所需要的全部功能。基于R4核心网的TD-SCDMA网络结构及接口如图1-9所示。
作为TD-SCDMA技术，其实只是在UTRAN接入网方面同WCDMA有所区别，而在上层核心网及业务等方面并没有什么实质性的差别。在R99中，UMTS的核心网CN是由GSM系统的CN演化而成，它具有与GSM系统相似的结构。CN通过A接口与GSM系统的BSC相连，通过Iu接口与UTRAN的RNC相连。因此，TD-SCDMA系统同样可以接入R99核心网。基于R99核心网的TD-SCDMA网络结构及接口如图1-10所示。
1.7 TD-SCDMA系统的一些问题
TDD系统的主要问题是在终端的移动速度和覆盖距离等方面。由于TDD系统采用多时隙的不连续的传输方式，对抗快衰落和多普勒效应的能力比连续传输的FDD方式差；另一方面，TDD系
内部
资
料
注意
保
密
统中的平均功率和峰值功率的比随时隙数的增加而增加，考虑到耗电和成本因素，用户终端的发射功率不可能很大，故通信距离（小区半径）就比较小。如FDD系统的小区半径可能达到数十公里，而TDD系统一般不超过十公里。TD-SCDMA系统，由于采用了特殊的物理层技术，上述两个问题已经得到基本解决。
1.7.1 移动速度与覆盖
移动速度的主要限制是多普勒效应所产生的频移和快衰落，它们都需要基带数字信号处理技术来克服。在TD-SCDMA系统中，基带数字信号处理技术是基于智能天线和联合检测，其限制在设备基带数字信号处理能力和算法复杂性之间的矛盾。最新的研究成果为：在移动速度为250km/h和UMTS（3GPP）移动环境下，TD-SCDMA系统全部码道均使用时，链路仿真结果表明系统是能够支持的。此结果和WCDMA系统相当，证明TD-SCDMA系统同样也可以工作于高速移动环境下。
通信距离是由链路估算来说明的。在同等发射功率，同样衰落环境和同样接收灵敏度下，不同CDMA系统应当有基本相同的通信距离。对此，TD-SCDMA和WCDMA没有明显差别。
另外，TDD系统的一个特殊要求是上、下行之间必须要有一个保护时隙，预留给远距离的用户终端，以达到上行同步。目前TD-SCDMA系统的保护时隙可以提供的通信距离为12km，但是，当要求提供通信半径超过10km的基站时，可以提高网络管理系统设置，少使用一个上行时隙，则小区半径就仅仅取决于发射功率，和FDD系统相同。虽然少使用一个上行时隙，系统容量减少了14%，但仍然比其它系统高50%以上。
【定性分析】
为避免DwPTS（DL）和UpPTS（UL）间的干扰，在两者之间设置切换点GP（96 chips）。它所对应的半径为11.25km。对于大小区，UpPTS的提前将干扰临近UE的DwPTS的接收，这在TD-SCDMA系统中也是允许和可接受的，主要是因为：
?对于大小区，两UE靠近的可能性不大；
?DwPTS无需在每一帧中均被UE接收，初始小区搜索中几个DwPTS未能接收亦无大妨；
?UpPTS并不在每一帧中发射，它仅在随机接入或切换时需要，故干扰的概率很小。
表1-1 TD-SCDMA小区半径分析
Potentially Interfering UL
Signal Potentially Interfered DL
Signal
T gap in μs d max in km
UpPTS DwPTS 75 11.25
UpPTS TS0 150 22.5
TS1 DwPTS 200 30
TS1 TS0 275 41.25
以上情况表明，移动通信一定是以FDD为主流的传统观点受到挑战，TDD系统在第三代移动
通信中的位置得以加强。FDD或TDD系统均可用来建设全国和国际移动通信网，而TDD系统用来
在城市人口集中地区提供高密度和高容量的话音、数据及多媒体业务则有明显优势。
在CDMA TDD模式下，有两个不同码片速率的选项：UTRA TDD和TD-SCDMA。这两个标准
在高层信令和部分物理层技术上是相同的。但是，它们的设计出发点不同，使用的技术也有差别，
从而导致其主要特性和用途均不同。UTRA TDD是WCDMA（FDD）系统的一个补充，是一个使用
于室内环境，提供数据和多媒体的系统；而TD-SCDMA是基于ITU对IMT-2000的全部要求来设计
的，它解决了移动速度和小区半径等TDD的问题，它本身就可以组成一个完整的蜂窝网络。
1.7.2 干扰问题
TDD的干扰主要来自功率脉冲干扰、TDD蜂窝内的干扰、蜂窝间的干扰、不同运营商间的干扰