1.3 TD-SCDMA的技術創新

1.3.1 TD-SCDMA標準中的技術創新

第三代移動通信系統TD-SCDMA歷經10余年的磨礪，于2009年正式商用。TD-SCDMA的技術演進如圖1.3所示。

由圖1.3可以看出，TD-SCDMA標準中的技術創新發展和未來技術演進可以大致分為3個階段和2大類別。3個階段分別是TD-SCDMA及TD-SCDMA增強型技術標準階段、TD-SCDMA長期演進（TD-LTE）技術階段、IMT-Advanced（4G）技術階段。2大類別技術分別是指第一階段TD-SCDMA及TD-SCDMA增強型技術是基于CDMA的技術，屬于一類；第二階段的TD-LTE技術和第三階段4G技術是基于OFDM的技術，屬于另一類。

TD-SCDMA技術與標準的第一階段又可以分為TD-SCDMA基本型版本階段及TD-SCDMA增強型版本階段。TD-SCDMA基本型版本即3GPP R4版本，主要是實現語音和中低速率數據業務，采用的關鍵技術集CDMA、TDMA、FDMA、SDMA技術優勢于一體，如智能天線、上行同步、接力切換、動態信道分配、軟件無線電等獨具特色的關鍵技術。

TD-SCDMA增強型版本是指TD-SCDMA的3GPP R5/R6/R7版本。TD-SCDMA增強型技術是在TD-SCDMA現有技術的基礎上，通過引入局部的先進技術，如HARQ、AMC、高階調制、快速調度機制、MIMO等技術，取得明顯的性能提升，來滿足TD-SCDMA現有網絡的快速升級和部署。采用的基本技術以CDMA技術為基礎，沒有技術體制上的更新換代，TD-SCDMA增強型技術以HSDPA、HSUPA、MBMS、HSPA+為代表。

TD-SCDMA標準第二階段可以稱為TD-LTE長期演進階段，TD-LTE在基本多址接入技術上引入OFDM技術來替代CDMA技術，在智能天線（SA）基礎上進一步引入MIMO技術，形成OFDM+MIMO+SA核心先進技術集合，同時保持了特殊時隙和同步，以及聯合檢測等原有技術優勢和技術特點，在性能上獲得巨大提升（5～6倍于3GPP R6版本）的同時，還盡量保證TD-SCDMA及TD-SCDMA增強型網絡向TD-LTE網絡的平滑演進。在TD-LTE標準化過程中，以大唐移動為主的我國企業、研究院所、高校繼續主導著標準和技術的發展，擁有TD-LTE核心技術知識產權。

TD-SCDMA標準第三階段稱為IMT-Advanced（4G）階段。IMT-Advanced是ITU為滿足未來10～15年全球移動通信需求而啟動的標準化項目，2012年1月我國主導制定的TD-LTE-Advanced同時成為IMT-Advanced（4G）國際標準。在技術上，ITU設計未來移動通信系統的空中接口技術，采用MIMO增強型、載波聚合、感知無線電、中繼技術、無線Mesh、異構網絡融合等突破性關鍵技術，大幅度地提高無線頻譜效率和系統可實現性。目前，在國家有關主管部門的統一領導和組織下，各主流設備廠商的TD-LTE-Advanced系統的研發工作也在有條不紊地進行中。

1.3.2 TD-SCDMA的核心技術

1.TD-SCDMA系統架構

TD-SCDMA系統架構主要包括核心網（CN）、無線接入網（UTRAN）和用戶終端（UE） 3個部分，如圖1.4所示。CN主要處理網絡內部所有的語音呼叫、數據連接和交換，以及與外部其他網絡的連接和路由選擇。UTRAN完成所有與無線有關的功能。核心網與接入網之間通過Iu接口相連，終端與接入網之間通過空中接口Uu相連。

核心網又分為電路域（CS）和分組域（PS）兩大部分。電路域是核心網中負責處理語音呼叫部分，采取軟交換的方式工作。分組域直接繼承了GPRS系統架構，支持分組方式的數據傳輸，滿足用戶利用移動終端接入Internet或其他分組數據網絡的需求。

2.TD-SCDMA的基本關鍵技術

TD-SCDMA作為具有自主知識產權的國際標準，在頻譜利用率、對業務支持的靈活性、頻率靈活性及成本控制等方面具有獨特優勢。如圖1.5所示，TD-SCDMA集CDMA、TDMA、FDMA、SDMA技術優勢于一體，對用戶在頻率、時間、碼道、功率和空間波束上進行區分。

TD-SCDMA系統匯集了TDD、智能天線、上行同步、聯合檢測、接力切換、動態信道分配等獨具特色的基本關鍵技術，如圖1.6所示。依賴于這些先進的基本關鍵技術優勢， TD-SCDMA能夠提供優化無線資源分配，獲得良好性能。

TD-SCDMA系統中基本關鍵技術的技術原理和技術優勢，參見表1.2。

3.TD-SCDMA與其他3G制式技術比較

3GPP和3GPP2在制定3G系統標準的過程中，結合了1G和2G系統特征，考慮到系統的后向兼容性，簡化了2G向3G系統的過渡。3G系統包括3個主流標準：TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000。三者之間的比較情況參見表1.3。

TD-SCDMA與其他兩種3G標準之間最本質的區別在于空中接口所采用的技術不同， TD-SCDMA的空中接口采用TDD（時分方式），而WCDMA和CDMA2000的空中接口采用的FDD（頻分方式）方式，相對于WCDMA和CDMA2000，TD-SCDMA自身具有的技術優勢在于：

（1）頻譜利用率高；

（2）智能天線，抑制干擾，有效地提高了上行系統容量；

（3）動態資源分配，提高系統容量；

（4）TD-SCDMA系統分配非對稱上/下行傳輸，適用于承載互聯網業務；

（5）結合智能天線技術，提供快速精確定位業務。

1.3.3 TD-SCDMA商業部署中的無線技術創新

1.商業部署中面臨的技術挑戰

TD-SCDMA產業的發展與技術創新息息相關。目前，TD-SCDMA無線網絡建設部署中面臨的主要技術挑戰參見表1.4。

2.中國移動推動TD-SCDMA產業發展

運營和發展TD-SCDMA對于中國移動來講，也是一個全新的課題。TD-SCDMA網絡建設沒有經驗可循，幾乎是從零開始。2009年年初中國移動被頒發3G牌照時，WCDMA和CDMA2000兩大3G國際標準早已起步，全球同期商用網數量、用戶數量和終端產品等各方面已呈現出大規模發展的勢頭。當時全球只有中國移動一家運營商在建設TD-SCDMA的網絡，終端匱乏，中國移動需要贏得產業鏈的支持，盡快推動TD的產業化和商用化發展，面臨著重重困難。

中國移動對TD-SCDMA產業的拉動作用是舉足輕重的，2009年，中國移動投入588億元人民幣開展設備集中化采購，堅定了產業鏈成員集中力量推動產業化發展的信心。2009年至今，中國移動對TD-SCDMA的總投資達到1945億元人民幣開展集中采購，極大拉動了TD-SCDMA系統中終端、芯片、系統設備、測試儀器等全產業鏈的快速發展。中國移動建設、運營的TD-SCDMA網絡，用3年半的時間就完成了歐美運營商12年所走的路。

從2007年開始試商用至今，TD-SCDMA已經進行到第五期工程建設，至2012年4月底，中國移動部署的TD-SCDMA基站達到了22.8萬個，覆蓋了全國337個地級市。正是這樣的規模部署，帶動了TD-SCDMA系統設備核心技術指標達到或超過了其他3G制式同類產品水平，TD-SCDMA系統設備的國產化率達到了90%以上。TD-SCDMA第五期工程部署5.7萬個基站，2012年第三季度將全部完成。中國移動正在醞釀啟動TD-SCDMA第六期網絡建設，計劃到2014年TD-SCDMA網絡實現40萬個基站部署，主要完善室內覆蓋，實現TD-SCDMA精品網絡的目標。

在TD商用部署和運營中，中國移動創新性地提出了“TD/2G融合”的發展思路和“三不、三新、三融合”的組網策略。“三不”是指2G用戶在“不換卡、不登記、不換號”的情況下，只需更換一部TD手機即可同時使用2G現有業務和TD特色業務。“三新”即“新機制、新標準、新測量”，是提高TD與2G網絡切換和重選質量的全新規范。“三融合”即網絡融合、業務融合和應用融合。如今，這些創新規范不僅僅是中國移動遵循的企業標準，也被國內乃至全球同行業從業者廣泛借鑒，其中“三新”標準更上升為行業標準和3GPP國際標準。

為了提升TD網絡業務服務質量，中國移動自2009年初開始，連續每年在全國開展“TD-SCDMA網絡質量大會戰”，破解了一系列影響TD發展的瓶頸問題。目前，全國TD覆蓋區域內平均掉話率降低至0.31%，無線接通率提升至99.4%，切換成功率提升至98.2%，各項核心指標已達到甚至超過2G和其他3G通信系統水平。

3.商業部署中的技術創新

面對挑戰，TD-SCDMA技術創新工作一刻沒有停止過。結合TD-SCDMA現網特點和難點，選擇一個或多個城市進行試點，達到預期效果后進行選擇性推廣或全網推廣。來自現網試驗的一線創新成果為TD-SCDMA產業積累了豐富的、寶貴的經驗，也成為進一步擴大TD-SCDMA市場和吸引用戶的推動引擎。正是通過在實際建設運營過程中探索創新技術，才能逐步解決現網存在的問題，持續提升TD-SCDMA網絡質量和承載能力，有力支撐TD-SCDMA無線網絡建設和商業部署。

表1.5中系統總結了TD-SCDMA運營過程中提出的無線網絡創新技術、新舉措和創新應用，全面涵蓋了容量提升、組網方案、網絡優化、工程建設、性能功能提升、手段增強方面等新舉措，根據技術和產品的成熟度及應用特性，區分并加以推廣應用、局部應用和試點應用。