1.3 TD-SCDMA的技术创新

1.3.1 TD-SCDMA标准中的技术创新

第三代移动通信系统TD-SCDMA历经10余年的磨砺，于2009年正式商用。TD-SCDMA的技术演进如图1.3所示。

由图1.3可以看出，TD-SCDMA标准中的技术创新发展和未来技术演进可以大致分为3个阶段和2大类别。3个阶段分别是TD-SCDMA及TD-SCDMA增强型技术标准阶段、TD-SCDMA长期演进（TD-LTE）技术阶段、IMT-Advanced（4G）技术阶段。2大类别技术分别是指第一阶段TD-SCDMA及TD-SCDMA增强型技术是基于CDMA的技术，属于一类；第二阶段的TD-LTE技术和第三阶段4G技术是基于OFDM的技术，属于另一类。

TD-SCDMA技术与标准的第一阶段又可以分为TD-SCDMA基本型版本阶段及TD-SCDMA增强型版本阶段。TD-SCDMA基本型版本即3GPP R4版本，主要是实现语音和中低速率数据业务，采用的关键技术集CDMA、TDMA、FDMA、SDMA技术优势于一体，如智能天线、上行同步、接力切换、动态信道分配、软件无线电等独具特色的关键技术。

TD-SCDMA增强型版本是指TD-SCDMA的3GPP R5/R6/R7版本。TD-SCDMA增强型技术是在TD-SCDMA现有技术的基础上，通过引入局部的先进技术，如HARQ、AMC、高阶调制、快速调度机制、MIMO等技术，取得明显的性能提升，来满足TD-SCDMA现有网络的快速升级和部署。采用的基本技术以CDMA技术为基础，没有技术体制上的更新换代，TD-SCDMA增强型技术以HSDPA、HSUPA、MBMS、HSPA+为代表。

TD-SCDMA标准第二阶段可以称为TD-LTE长期演进阶段，TD-LTE在基本多址接入技术上引入OFDM技术来替代CDMA技术，在智能天线（SA）基础上进一步引入MIMO技术，形成OFDM+MIMO+SA核心先进技术集合，同时保持了特殊时隙和同步，以及联合检测等原有技术优势和技术特点，在性能上获得巨大提升（5～6倍于3GPP R6版本）的同时，还尽量保证TD-SCDMA及TD-SCDMA增强型网络向TD-LTE网络的平滑演进。在TD-LTE标准化过程中，以大唐移动为主的我国企业、研究院所、高校继续主导着标准和技术的发展，拥有TD-LTE核心技术知识产权。

TD-SCDMA标准第三阶段称为IMT-Advanced（4G）阶段。IMT-Advanced是ITU为满足未来10～15年全球移动通信需求而启动的标准化项目，2012年1月我国主导制定的TD-LTE-Advanced同时成为IMT-Advanced（4G）国际标准。在技术上，ITU设计未来移动通信系统的空中接口技术，采用MIMO增强型、载波聚合、感知无线电、中继技术、无线Mesh、异构网络融合等突破性关键技术，大幅度地提高无线频谱效率和系统可实现性。目前，在国家有关主管部门的统一领导和组织下，各主流设备厂商的TD-LTE-Advanced系统的研发工作也在有条不紊地进行中。

1.3.2 TD-SCDMA的核心技术

1.TD-SCDMA系统架构

TD-SCDMA系统架构主要包括核心网（CN）、无线接入网（UTRAN）和用户终端（UE） 3个部分，如图1.4所示。CN主要处理网络内部所有的语音呼叫、数据连接和交换，以及与外部其他网络的连接和路由选择。UTRAN完成所有与无线有关的功能。核心网与接入网之间通过Iu接口相连，终端与接入网之间通过空中接口Uu相连。

核心网又分为电路域（CS）和分组域（PS）两大部分。电路域是核心网中负责处理语音呼叫部分，采取软交换的方式工作。分组域直接继承了GPRS系统架构，支持分组方式的数据传输，满足用户利用移动终端接入Internet或其他分组数据网络的需求。

2.TD-SCDMA的基本关键技术

TD-SCDMA作为具有自主知识产权的国际标准，在频谱利用率、对业务支持的灵活性、频率灵活性及成本控制等方面具有独特优势。如图1.5所示，TD-SCDMA集CDMA、TDMA、FDMA、SDMA技术优势于一体，对用户在频率、时间、码道、功率和空间波束上进行区分。

TD-SCDMA系统汇集了TDD、智能天线、上行同步、联合检测、接力切换、动态信道分配等独具特色的基本关键技术，如图1.6所示。依赖于这些先进的基本关键技术优势， TD-SCDMA能够提供优化无线资源分配，获得良好性能。

TD-SCDMA系统中基本关键技术的技术原理和技术优势，参见表1.2。

3.TD-SCDMA与其他3G制式技术比较

3GPP和3GPP2在制定3G系统标准的过程中，结合了1G和2G系统特征，考虑到系统的后向兼容性，简化了2G向3G系统的过渡。3G系统包括3个主流标准：TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000。三者之间的比较情况参见表1.3。

TD-SCDMA与其他两种3G标准之间最本质的区别在于空中接口所采用的技术不同， TD-SCDMA的空中接口采用TDD（时分方式），而WCDMA和CDMA2000的空中接口采用的FDD（频分方式）方式，相对于WCDMA和CDMA2000，TD-SCDMA自身具有的技术优势在于：

（1）频谱利用率高；

（2）智能天线，抑制干扰，有效地提高了上行系统容量；

（3）动态资源分配，提高系统容量；

（4）TD-SCDMA系统分配非对称上/下行传输，适用于承载互联网业务；

（5）结合智能天线技术，提供快速精确定位业务。

1.3.3 TD-SCDMA商业部署中的无线技术创新

1.商业部署中面临的技术挑战

TD-SCDMA产业的发展与技术创新息息相关。目前，TD-SCDMA无线网络建设部署中面临的主要技术挑战参见表1.4。

2.中国移动推动TD-SCDMA产业发展

运营和发展TD-SCDMA对于中国移动来讲，也是一个全新的课题。TD-SCDMA网络建设没有经验可循，几乎是从零开始。2009年年初中国移动被颁发3G牌照时，WCDMA和CDMA2000两大3G国际标准早已起步，全球同期商用网数量、用户数量和终端产品等各方面已呈现出大规模发展的势头。当时全球只有中国移动一家运营商在建设TD-SCDMA的网络，终端匮乏，中国移动需要赢得产业链的支持，尽快推动TD的产业化和商用化发展，面临着重重困难。

中国移动对TD-SCDMA产业的拉动作用是举足轻重的，2009年，中国移动投入588亿元人民币开展设备集中化采购，坚定了产业链成员集中力量推动产业化发展的信心。2009年至今，中国移动对TD-SCDMA的总投资达到1945亿元人民币开展集中采购，极大拉动了TD-SCDMA系统中终端、芯片、系统设备、测试仪器等全产业链的快速发展。中国移动建设、运营的TD-SCDMA网络，用3年半的时间就完成了欧美运营商12年所走的路。

从2007年开始试商用至今，TD-SCDMA已经进行到第五期工程建设，至2012年4月底，中国移动部署的TD-SCDMA基站达到了22.8万个，覆盖了全国337个地级市。正是这样的规模部署，带动了TD-SCDMA系统设备核心技术指标达到或超过了其他3G制式同类产品水平，TD-SCDMA系统设备的国产化率达到了90%以上。TD-SCDMA第五期工程部署5.7万个基站，2012年第三季度将全部完成。中国移动正在酝酿启动TD-SCDMA第六期网络建设，计划到2014年TD-SCDMA网络实现40万个基站部署，主要完善室内覆盖，实现TD-SCDMA精品网络的目标。

在TD商用部署和运营中，中国移动创新性地提出了“TD/2G融合”的发展思路和“三不、三新、三融合”的组网策略。“三不”是指2G用户在“不换卡、不登记、不换号”的情况下，只需更换一部TD手机即可同时使用2G现有业务和TD特色业务。“三新”即“新机制、新标准、新测量”，是提高TD与2G网络切换和重选质量的全新规范。“三融合”即网络融合、业务融合和应用融合。如今，这些创新规范不仅仅是中国移动遵循的企业标准，也被国内乃至全球同行业从业者广泛借鉴，其中“三新”标准更上升为行业标准和3GPP国际标准。

为了提升TD网络业务服务质量，中国移动自2009年初开始，连续每年在全国开展“TD-SCDMA网络质量大会战”，破解了一系列影响TD发展的瓶颈问题。目前，全国TD覆盖区域内平均掉话率降低至0.31%，无线接通率提升至99.4%，切换成功率提升至98.2%，各项核心指标已达到甚至超过2G和其他3G通信系统水平。

3.商业部署中的技术创新

面对挑战，TD-SCDMA技术创新工作一刻没有停止过。结合TD-SCDMA现网特点和难点，选择一个或多个城市进行试点，达到预期效果后进行选择性推广或全网推广。来自现网试验的一线创新成果为TD-SCDMA产业积累了丰富的、宝贵的经验，也成为进一步扩大TD-SCDMA市场和吸引用户的推动引擎。正是通过在实际建设运营过程中探索创新技术，才能逐步解决现网存在的问题，持续提升TD-SCDMA网络质量和承载能力，有力支撑TD-SCDMA无线网络建设和商业部署。

表1.5中系统总结了TD-SCDMA运营过程中提出的无线网络创新技术、新举措和创新应用，全面涵盖了容量提升、组网方案、网络优化、工程建设、性能功能提升、手段增强方面等新举措，根据技术和产品的成熟度及应用特性，区分并加以推广应用、局部应用和试点应用。