1.2.2TD-SCDMA系统的关键技术

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在介绍了物理层的信号结构之后，下面简单地介绍一下TD-SCDMA系统的关键技术。概括总结TD-SCDMA的技术特色，主要有如下几个方面。

①时分双工技术：非成对频率，单频点工作，支持非对称业务，信道对称性应用。

②FDMA+TDMA+CDMA:资源管理与调度灵活方便；动态信道分配（DCA)技术。

③智能天线技术：自适应多天线技术应用，覆盖/干扰抑制/容量/数据率/谱效率。

④短码CDMA与低码片速率：联合检测应用，抗多址与多径干扰；小的资源单位，软件无线电。

⑤完备的时隙结构：基于块的处理，单个时隙完成信道估计与解调，兼容技术扩展。

⑥优化的空口过程:小区搜索，随机接入，同步，功率控制，调度，切换等。

⑦系统同步机制：正常工作的保障，性能提升的基础；多小区间信号/干扰的协调与处理；先进多媒体广播系统——同步/短码/分时隙。

这些技术特色的深入研究和开发决定了系统的性能和技术后续演进的方向，下面就几项具体技术做进一步的介绍。

(1)上行同步技术

同步CDMA所指的同步就是上行同步，即要求分配在同一时隙的来自不同距离、不同用户终端的上行信号能够同步地到达基站。蜂窝移动通信的实际信道环境是非常复杂的，存在干扰、多径传播和多普勒效应，要实现理想的同步是不可能的。但是，如果能够使每个上行信号的主径达到同步，对改善系统性能、简化基站接收机的设计（特别是对TDD系统）都有明显的好处。TD-SCDMA系统的上行同步分为两个过程：同步建立和同步保持。在上行同步的建立过程中，终端首先利用下行导频信道（DwPCH）完成下行同步并解调基站的广播信息，然后通过上行导频信道（UpPCH)的随机接入过程（先开环后闭环）来建立上行同步。在上行同步的保持过程中，基站利用中间码（Midamble）检测上行信号的到达时刻，并通过下行信道利用物理层控制信令对终端的发射时刻进行闭环控制。

(2)动态信道分配

TD-SCDMA系统对信道的分割同时采用了频分、时分和码分的技术，系统中的任何一条物理信道都是通过它的载频/时隙/扩频码的组合来标记的。信道分配实际上就是一种无线资源的分配过程。信道分配可以采用固定的信道分配（FCA，Fixed Channel Allocation)或动态的信道分配（Dynamic Channel Allocation)方式，也可以采用混合的信道分配方式（结合FCA和DCA的方式）。固定的信道分配方式是预先把信道资源固定地分配给各个小区，而动态信道分配则是根据业务特性和信道条件两方面的情况来动态地分配信道。动态信道分配的主要功能包括：信道优先级排序，信道选择和分配，信道调整和资源整合。目前，3GPP的标准中阐述的是一种基于本地干扰测量的信道分配算法，信道分配算法在网络侧由RNC完成，根据UE和NodeB对本地信号及干扰强度的测量来分配信道。

(3)联合检测技术

在CDMA移动通信系统中，存在着严重的多径干扰和多用户干扰。传统的单用户检测方法利用扩频码之间的准正交性来分离各用户的信号。接收端用一个和发送地址码（波形）相匹配的匹配滤波器（相关器）来实现信号分离，在相关器后直接解调解码判决。如果匹配滤波采用的是结合了信道响应的相关波形，相当于是Rake接收机，实现了利用多径信号的作用。这种方法只有在理想正交的情况下，才能完全消除多址干扰的影响。对于非理想正交的情况，必然会产生多址干扰，从而引起误码率的提高。TD-SCDMA系统釆用联合检测技术，利用了所有用户信号及其多径的先验信息，把用户信号的分离当作一个统一的相互关联的联合检测过程来完成。

(4)智能天线技术

在TD-SCDMA系统中，基站使用阵列天线，在基带处理中引入了智能天线信号处理技术。智能天线技术主要包括以下两个方面的内容：一是上行多用户信号的空间滤波，即利用空间信道估计和均衡技术对同一时隙中发往基站的不同用户的信号进行空间滤波；二是下行赋形发送，即利用用户信号和干扰信号的空间方位特性，对不同的用户按照不同的赋形波束来发送下行信号。由于TDD方式所特有的上下行同频链路的对称性，对下行链路的赋形参数可以从上行接收信号的信道估计结果中提取。