对时分码分多址通信系统技术的比较分析

来源 :中小企业管理与科技 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mn666666
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  第三代移动通信系统(3G)是由国际电信联盟(ITU)提出的工作于2000MHz频段的陆地移动通信系统。ITU于2000年5月经过严格筛选最终确定了5种3G技术,包括3种主流的CDMA标准:WCDMA、CDMA2000和CDMA TDD;以及2种非主流的TDMA标准:UWC-136(目前已全面转向GSM EDGE和WCDMA)和DECT(因频谱原因而保留的)。其中,CDMA TDD又包括由我国提出的TD-SCDMA(又称为低码片率TDD,LCR TDD)和欧洲提出的TD-CDMA(又称为高码片率TDD,HCR TDD)。
  TD-SCDMA与TD-CDMA在UMTS接口协议栈的结构方面是一致的,其最大差异在于空中接口L1层所采用的具体技术上的不同。TD-SCDMA采用1.28Mchips/s低码片速率技术,单载波仅需要1.6MHz的带宽,而TD-CDMA采用3.84Mchips/s的
  不同于FDD,在3GPP的规范中,LCR TDD与HCR TDD空中接口L1规范在相同的协议中所定义,只是在协议中通过不同的章节以“1.28Mcps Option”和“3.84Mcps Option”加以区分。图2给出了适用于LCR TDD与HCR TDD的3GPP L1规范示意。
  一、物理信道结构的差异
  1、LCR TDD物理信道结构 LCR TDD系统的物理信道采用四层结构:系统帧号(SFN)、无线帧、子帧、时隙/码。系统使用时隙和扩频码来在时域和码域上区分不同的用户信号。图1给出了LCR TDD系统中物理信道的层次结构。系统定义的一个TDMA帧长度为10ms,并将一个无线帧分成两个结构完全相同的子帧,每个子帧的时长为5ms。每一个子帧又分成长度为675us的7个常规时隙(TS0~TS6)和3个特殊时隙:DwPTS(下行导频时隙)、G(保护间隔)和UpPTS(上行导频时
  


  2、HCR TDD物理信道结构 与LCR TDD不同,HCR TDD系统的物理信道采用三层结构:系统帧号、无线帧、时隙/码。所有物理信道的每个时隙需要有一个保护周期(Guard Period)。系统使用时隙和扩频码来在时域和码域上区分不同的用户信号。每个无线帧长度10ms,它由15个时隙所构成,如图2所示。
  


  
  二、帧结构的差异
  
  1、LCR TDD帧结构 LCR TDD除DwPTS和UpPTS外,其它所有用于信息传输的突发都具有相同的结构:由两个数据部分、一个训练序列码和一个保护时间片组成(参见图1)。数据部分对称地分布于训练序列的两端,一个突发的持续时间就是一个时隙。突发的训练序列是一个长为144chips的midamble码。LCR TDD每个子帧有两个转换点(UL到DL和DL到UL),第一个转换点固定在TS0结束处,而第二个转换点则取决于小区上下行时隙的配置。帧结构中共定义了4种类型的时隙,它们分别是DwPTS、UpPTS、GP和TS0~TS6。其中DwPTS和UpPTS分别用作上行同步和下行同步,不承载用户数据,GP用作上行同步建立过程中的传播时延保护,TS0~TS6用于承载用户数据或控制信息。GP是为避免UpPTS和DwPTS间干扰而设置的,它确保无干扰接收DwPTS,半径11.25km。
  2、HCR TDD帧结构 HCR TDD突发由两个数据部分、一个训练序列和一个保护周期组成,训练序列有两种长度:256chips和512chips。系统有三种突发类型,包括业务型突发、随机接入型突发和同步型突发。随机接入型只用于上行链路,同步型只用于下行链路,业务型则是双向的。HCR TDD可以对一帧之内的15个时隙分别进行上行或下行链路分配。
  
  三、LCR TDD与HCR TDD主要特征比较
  
  LCR TDD与HCR TDD在3GPP范围内进行了融合,最大程度地共享了高层以及网元的重要特性。它们主要区别在于物理层结构和关键特征。为此,LCR TDD在HCR TDD的基础上,对高层和接口上的一些信元、参数进行了增加、修改或扩展以适应物理层上的变化。同时,它们在RF、系统性能和一致性测试等方面也表现出了不同的特点。具体表现如下:
  ⑴HCR TDD的频谱带宽5MHz,而LCR TDD的频谱带宽只需1.6MHz。这样对于某些未获得5MHz带宽的运营商具有优势,UTRA FDD需上、下行对称的5MHz带宽,UTRA TDD也至少需要有5MHz的带宽。⑵ LCR TDD的码片率为1.28Mcps,而HCR TDD为3.84Mcps。虽然LCR TDD的码片率仅有HCR TDD的1/3,但它仍然能够实现IMT 2000对于3G的数据速率要求,即:室外步行环境至少384kbps、室内环境至少2Mbps。LCR TDD除了采用QPSK调制方式外,对于2Mbps时采用8PSK调制方式。⑶与FDD相对比,HCR TDD和LCR TDD均提供了对于不对称信道分配的高频谱使用效率。⑷HCR TDD与LCR TDD所采用的扰码相同,长度均为16chips。上、下行链路中较FDD更短的扰码使得联合检测的接收复杂度降低。⑸在物理信道方面,FPACH、DwPCH、UpPCH为LCR TDD所专有,SCH和PNBSCH为HCR TDD所专有。⑹信道编码和复用方案,FDD与LCR TDD、HCR TDD相差不大。来自MAC层和高层的数据流经编码后在空中进行发送,并提供传输业务。数据包以每个TTI的间隔提供给信道编码,FDD和UTRA TDD的TTI取值可以是:10、20、40、80ms等四种可能;而LCR TDD系统中,对于RACH基于5ms的子帧增加了一种5ms的可能。⑺LCR TDD和HCR TDD均支持两种不同的第二次交织模式:基于帧的交织和基于时隙的交织。基于时隙的交织模式对于当小区中干扰变化较大时有利。这一点上与UTRA FDD不一样,FDD只有基于帧的交织模式。另外,由于LCR TDD在一个10ms的帧中分成了两个5ms的子帧,这样便要求有一个子帧的分割过程,编码后的比特流需要平均分配到两个5ms的子帧中。⑻TFCI对应于来自高层的传输格式组合(TFC)指示,这些信息比特为接收方对相关DPCH中所使用的传输格式及其组合进解码提供了参考。对于TFCI的编码取决于其长度,根据长度的不同,LCR和HCR均有三种不同的编码方案:较长TFCI(6~10bit)、较短TFCI(3~5bit)和极短TFCI(1~2bit),它们采用的具体编码器也相同。
  但是,由于LCR TDD另外支持8PSK的调制方式,TFCI的编码也支持较长TFCI(6~10bit)、较短TFCI(3~5bit)和极短TFCI(1~2bit)的编码方案,但具体采用的编码器与QPSK调制时不一样。
  另外,TFCI码字在HCR TDD中是映射到一个业务突发中midamble码的两侧的,而LCR TDD则是映射到连续两个子帧的4个位置上。
  CDMA TDD是由ITU确定的第三代移动通信标准之一,它与另外两种FDD技术(WCDMA、CDMA2000)共同成为全球三大3G通信体制。CDMA TDD又包括LCR TDD和HCR TDD两种可选方案,其中LCR TDD即TD-SCDMA是由我国提出的具有自主知识产权的通信系统,它不但可以单独运营组网,而且也可以与WCDMA混合组网,它适合于向城市人口密集区提供高密度大容量话音、数据和多媒体等业务,同时也适合于农村、城乡结合部的非人口密集区域实现广域覆盖。而HCR TDD则主要应用于作为WCDMA的热点覆盖补充,同时它主要定位于宽带无线接入领域的应用。
其他文献
我院1995-06~1999-12共收治小体重(10kg以下)心脏复合畸形患儿39例。现将术后呼吸道管理的体令,报告如下。