（接上）

1.2.5MBMS技術

組播和廣播業務(MBMS)是對現有WCDMA移動網絡的增強，可與現有移動網絡無縫融合，方便移動運營商對手機電視業務的運營。然而3GPP 在R6版本中的TDD模式下也提出了MBMS。MBMS技術與其他數字電視廣播技術具有完全不同的商業模式，MBMS提供了一套完全由移動運營商運營、控制的廣播/多播傳輸通道。

MBMS可以利用蜂窩網已有的雙向信道實現交互。除了廣播業務，MBMS還可以提供更豐富的組播業務；通過點對點修復機制，實現高可靠的下載業務。通過交互信道實現靈活的計費。MBMS可用于承載移動廣播電視業務，但并不局限于此，MBMS還可以為用戶提供多種豐富的推(PUSH)業務，而其中

如何將MBMS與蜂窩網絡數據復用在一起漸漸成為人們關注的焦點，現在新的提案中大致有兩種模式，一種是時分復用(TDM)模式，另一種是頻分復用(FDM)模式。在TDM模式中，可以使用長的循環嵌綴，來得到更好的抗多徑性能。但TDM模式不支持可變帶寬，只能工作在10 MHz的帶寬下。在FDM模式中，由于MBMS與蜂窩網絡數據復用在一個OFDM符號里，所以只可使用蜂窩系統的CP(CP較短)。但FDM模式支持可變帶寬，可以工作在多種選擇的帶寬模式下。

MBMS的引入對于現有的蜂窩系統是一種有效的補充，可在現有網絡上增加和改善一些功能實體，為用戶提供更多的服務。

1.2.6TD-SCDMA和BWA的融合

TD-SCDMA和寬帶無線接入(BWA)相比，峰值速率不夠高，但可以實現大面積覆蓋，而BWA在低速移動環境下可以提供高速率業務，如 IEEE 802.11a WLAN可以提供54 Mb/s的峰值速率。TD-SCDMA和WLAN的融合，可以在熱點地區使用WLAN來提供高速率業務傳輸，同時使用TD-SCDMA來實現全網覆蓋。

TD-SCDMA與WiMAX的融合也已進入規劃日程，并成為現今技術討論的焦點。WiMAX可以在20 MHz的帶寬下提供75 Mb/s的峰值速率，為TD-SCDMA系統在熱點地區的覆蓋起到了強有力的補充效果，尤其802.16e(WiMAX的擴展版本)的提出，使融合系統在移動速度支持上得到很大改善。TD-SCDMA和BWA的融合需要TD-SCDMA終端可以同時支持BWA接入和TD-SCDMA蜂窩網接入，并且TD- SCDMA和BWA系統應該增加一些特殊的功能實體以支持雙系統融合后的協議標準[4]。

1.3TD-SCDMALTE階段

TD-SCDMA演進的第3個階段則是 LTE，LTE TDD是TD-SCDMA在向4G系統演進過程中的過渡階段，目的是在3G的平臺上使用4G的技術，為3G系統向4G系統的平滑過渡起到良好的鋪墊作用。現在LTE的大部分研究都集中在物理層，這個階段的傳輸性能和通信參數與TDD未來演進時代十分接近，大多數技術特點是用于增強系統性能的，如使用 MIMO、OFDM、靈活的帶寬選擇(1.25 MHz、1.6 MHz、5 MHz、10 MHz、15 MHz、20 MHz)和分布式無線接入網絡。通過使用MIMO和OFDM技術，在20 MHz的帶寬內下行峰值速率可達到100 Mb/s，上行可達到50 Mb/s。所有的服務在共享和公用信道上提供，并且將使用基于IPv6的核心網。

考慮到OFDM技術在上行鏈路的峰均比高，只在下行鏈路使用OFDM技術，而在上行鏈路使用單載波技術，包括交織的頻分多址(IFDMA)和離散傅立葉變換－擴展正交頻分復用(DFT-SOFDM)，在下行主要使用正交頻分多址(OFDMA)技術。IFDMA設計目標是實現沒有多址接入干擾的頻分多址(FDMA)，系統中每一個用戶獨享一個子載波集，對不同用戶的子載波進行交織。在IFDMA中，每個用戶占用的子載波在傳輸頻段上均勻分配，以獲得最大程度上的頻率分集增益。IFDMA的信號在時域設計，從而實現了低峰均值比(PAPR)。在LTE階段，TD-SCDMA系統和其他無線寬帶接入網絡的融合開始進一步加強，從IP核心網的融合開始向無線接入網的融合過渡，核心網基于全IPv6的IMS，業務不僅僅是傳統的點對點的多媒體數據業務，還包括MBMS業務，以及更加靈活的點對點業務。由于采用了先進的物理層處理機制，其頻譜效率將為2 ~5 bps/Hz。

1.3.1LTE單載波系統

在3GPP LTE中，上行鏈路方案在多載波方案(OFDMA)和單載波方案(SC-FDMA)中抉擇，最終由于多載波方案的高峰均比問題，而采用單載波方案作為上行鏈路方案。SC-FDMA單載波系統包括IFDMA和SOFDM系統。SC-FDMA單載波系統有很多優點：低峰均比、用戶間頻域正交使小區內干擾最小化、可以使用低復雜度的頻域均衡、多選擇的碼片速率。在SC-FDMA單載波系統中，DFT-SOFDM和IFDMA兩系統的比較成為業界焦點。 IFDMA系統是時域處理的SC-FDMA單載波系統，而DFT-SOFDM系統是頻域處理的SC-FDMA單載波系統。IFDMA比DFT-SOFDM 的PAPR性能好，但頻譜效率略低；DFT-SOFDM系統比IFDMA實現起來更加復雜。與IFDMA系統相比，DFT-SOFDM與OFDMA系統有更好的兼容性。由以上結果可以看出DFT-SOFDM更適合作上行的單載波系統。

1.3.2LTE正交多載波技術

在3GPPLTE中，下行鏈

1.3.3MIMO-OFDMA技術

MIMO-OFDMA 是下一代通信系統中最具有革命性的技術，是3GPP LTE提高峰值速率和服務質量的基礎。MIMO多天線技術在提高頻帶利用率方面有杰出表現，然而，占用頻帶越寬，多徑現象越明顯。傳統的單載波系統為了實現MIMO檢測而大大增加了接收機的復雜度，而OFDM的出現恰好可以解決這一問題。OFDM可以有效減弱頻率選擇性衰落的影響和符號間干擾，所以很適合在無線寬帶信道中實現高速率數據的傳輸。同時，OFDM由于使用了FFT/IFFT而變得容易實現，并且在每個子載波上使用AMC，可以更有效地利用頻帶。OFDM的這些特點使其在LTE和B3G系統中極具競爭力。把MIMO和OFDM相結合，有頻率選擇性的MIMO信道可以被分成許多平坦的子信道，同時MIMO的檢測系統也被簡化。

1.3.4靈活的動態頻率選擇機制

現今頻譜資源極其短缺，為了能夠有效地利用任意的蜂窩頻譜資源，LTE系統采用靈活的帶寬選擇在不同的帶寬上實現高質量高速率的信息傳輸，這就是動態頻率選擇技術。TD-SCDMA系統將在LTE TDD系統之前部署，所以未來的頻率演變中使用1.6 MHz是很有可能的。另外LTE TDD在中國也應該考慮1.25 MHz、5 MHz、10 MHz、20 MHz的帶寬。這樣，靈活的帶寬選擇可以適應通信系統在時間和區域上的變化，并有效地利用各種不同的帶寬。

1.3.5無線Mesh

在傳統的蜂窩網中，使用的是點對多點的結構，如圖2所示，屬于集中控制機制，每個基站負責一個小區內所有用戶的通信。

在未來演進的通信系統中，為了提高覆蓋范圍和系統容量，引入了多跳的概念。多跳是指在原有的拓撲結構上，使用用戶終端作為中繼，將信號傳輸至更遠的節點，從而提高覆蓋范圍，由于有中繼增益也增大了系統容量。另一方面，由于傳統點對多點結構任何一條鏈路的通信都需要經過基站，即使兩個終端離得很近，也要先將信號傳送至歸屬基站，再由基站傳送至目標終端，再加上信令交互的開銷，這樣一條鏈路浪費了很大的資源。為了避免這種浪費而引入了多點到多點的概念，即指在網絡中任意兩點都可以自由通信，達到更快捷、方便、經濟的傳輸數據。

在傳統的網絡結構中，對于一定發射功率來說，傳輸的數據速率越高，覆蓋范圍會越低。如果超過了最大允許發射功率，發射機必須降低數據傳輸速率以增加覆蓋距離。發射功率一般受到標準規范和用戶設備電池的限制，所以在蜂窩系統中鄰近基站的用戶需要采用自適應技術以提供較高的數據速率，但數據速率會隨著與基站間隔距離增加而急劇下降。而格狀網(Mesh)則不同，Mesh結構正是多跳與多點到多點的融合，如圖3所示。它可以通過跳經一系列中間節點以提供長的端到端通信距離，同時提供足夠高的數據傳輸速率。和發送端到接收端之間的距離相比，各節點之間的距離(每跳)相對較短，每一跳可以完成比直接通信高得多的數據傳輸速率，從而使得在長距離的端到端通信系統中同樣能支持高數據傳輸速率，也就是說Mesh組網方式使得高數據傳輸速率和覆蓋范圍不再是一對矛盾體而是可以同時滿足。在Mesh網絡中，每個節點只需傳輸很短的距離，所以它們的發送功率相對較小，從而大大降低系統內的干擾并使頻率復用可以更加密集。另外，由于可跳經中間節點傳送數據，Mesh網絡使得信號可以繞過障礙物和本地網絡的阻塞物建立健壯的路由。

Mesh結構分為集中式和分布式結構，集中式Mesh結構將傳統的點對多點結構以用戶終端作為中繼進行擴展以增加覆蓋范圍和容量。分布式 Mesh結構更加靈活多變，可以減少系統時延，避免網絡“瓶頸”和單點故障，并可以改善服務質量和提供多種綜合服務。分布式網絡中把用戶信息和控制信令信息分開，以減少服務時延，降低系統融合和部署的成本。可以把投資直接轉化成網絡規模的增長，同時節省網絡部署初始階段的開銷。多選擇性的結構功能可提供靈活和高效傳輸性能，整個網絡的功能因此得到了優化。這樣，B3G和4G的無線接入網只需要在基站和終端做稍許修改即可引進到系統中來[5]。

1.3.6點對點通信技術

現今在計算機網中，點對點技術已經得到廣泛的應用，如網絡電話、比特流(BT)下載等。在無線通信網絡中，點對點技術的引進也將成為必然的趨勢。3GPP已經把點對點業務提到議事日程當中，在LTE及下一代網絡中，點對點技術結合Mesh拓撲結構將得到進一步發展。在802.11中，分布式的 Ad Hoc網絡采用的是多點到多點的拓撲結構，其中必然要與點對點技術相結合，如圖4所示，左圖是傳統的點對多點結構，終端之間不可通信，彼此之間的通信必須要經過基站，由于基站的帶寬有限，就會有很多用戶的請求得不到滿足，從整體上看，下載效率很低。右圖是點對點通信，打破傳統的“服務器/客戶端”結構的概念，在通信中兩通信節點的地位是平等的，可實現任意兩點間的自由通信。點對點系統的精神實質是“節點合作”。因此，只要一個系統中沒有管理者，所有任務都是依靠結點之間的交換與配合完成，這個系統就可以認為是點對點系統。

1.4基于TD-SCDMA的第4代移動通信系統

對于基于TD-SCDMA的后3G或者4G系統來說，將采用TDD模式，主要目的在于實現先進國際移動通信(IMT-Advanced)提出的高速和低速移動環境下峰值速率分別達100 Mb/s和1 Gb/s的無線傳輸能力，使用的關鍵技術包括感知無線電、網絡感知等，還將支持無線泛在服務(Wireless Ubiquitous Service)環境下的各種無線通信機制融合。在泛在服務體系架構下，采用各種先進技術，如超寬帶(UWB)和超窄帶(UAN)技術、感知無線電 (Cognitive Radio)和網絡感知技術等，以提供高速的數據傳輸和最佳的網絡接入和網絡布置方案。網絡信息論作為一門新的學科，在后3G或者4G移動通信系統中將占重要地位，它將指導泛在無線系統的組網和布置。

在TDD未來演進時代，空中接口網絡的多樣性和共存性使得用戶可以得到多樣化的服務，但同時也給用戶在不同系統之間進行切換、漫游帶來很多不便，尤其是終端要適應于各種接入網絡，并且實現起來不可過于復雜，成本也不可過高。結合軟件無線電技術，終端可下載不同標準的接入網模式和流程，實現終端在不同網絡之間的兼容。在未來，組件化的、開放的、分布式體系結構正在成為主流的業務生成與提供模式. 這種模式以屏蔽底層網絡實施的細節作為設計目標之一，提供了良好的設計架構，使業務的生成與部署更加簡便。在移動泛在網絡中，業務種類極其豐富，而且業務提供將面向用戶的最佳體驗，即對服務QoS的保證。不同的網絡在保證QoS的前提下可以提供以用戶為中心的普遍服務。在不同的無線網絡中支持無縫切換和漫游，這些網絡可以分擔服務負載，并可以選擇最優的網絡來提供不同的服務，最大地滿足用戶的需求。

在這個階段，為滿足下一代移動通信系統的高速率傳輸和無所不在的無線信號覆蓋的要求，無線中繼及多跳傳輸技術將會被采用。無線中繼的基本思想是使用中繼站將基站的信號重新處理后再發送出去。這個處理的過程可以很簡單，比如只是接收信號然后放大，也可以很復雜，需要MAC層以上的處理。無線中繼可以分為固定中繼和移動中繼。應用多跳中繼可以擴展小區的覆蓋范圍，服務基站信號的死角地區，如建筑物陰影、地下等，同時還可以平衡負載，轉移熱點地區的業務。另外，引入無線中繼還可以節省終端的發射功率，從而延長電池壽命。

為了簡化無線頻譜管理，將采用感知無線電技術，實現無線環境的感知。環境感知的思想就是將網絡延伸到各個角落，利用新型無線通信網絡節點的環境感知能力，感知當前網絡環境狀況、用戶及周邊環境場景信息尤其是頻譜信息，并根據這些狀況利用大量先進的物理層技術做出計劃、決定和反應，把單個節點獲得的頻譜信息通告給相鄰的節點共享，以便充分利用獲得的頻譜資源，提高無線通信的覆蓋范圍，同時通過靈活的資源分配方式提高頻譜、功率等資源的利用效率。

2 結束語

TD-SCDMA系統的發展目標是提供更高的數據速率、低時延、低成本、優化的系統覆蓋和容量，以及對高移動性的支持。而近年來移動通信業務的快速增長推動著寬帶無線通信系統的演進。數據速率和QoS需求的快速增長是通信系統發展的必然趨勢。按照這種發展趨勢，TD-SCDMA發展演進的歷程分為以下幾個階段：首先的TD-SCDMA階段分為單載波TD-SCDMA和多載波TD-SCDMA；之后是HSxPA階段，其中包括單載波HSxPA、多載波HSxPA以及HSxPA與無線寬帶接入的融合；下一個階段是LTE階段，在這個階段上行傾向于采用單載波傳輸技術，而下行則使用多載波技術；最后是基于TD-SCDMA的第4代移動通信系統階段。整個TDD技術演進的過程將是一個平滑過渡的過程，以最節省的投資獲得新技術的更新、網絡架構的優化，以及最大的用戶滿意度。