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TD-SCDMA 与 WCDMA 、 GSM 比较分析

TD-SCDMA 与 WCDMA 、 GSM 比较分析. 目录. 无线原理及关键技术对比 网络规划对比 业务提供能力对比. 移动通信系统发展历程. 第一代(80年代) 模拟. 第二代( 90 年代) 数字. 第三代(2000) 宽带多媒体. AMPS. GSM. WCDMA. 宽. 语. 数. CDMA. 模. 带. TACS. 音. IS95. 字. 拟. 需求驱动. 需求驱动. 业. 业. CDMA. 技. 技. 务. TDMA. 务. 2000. NMT. 术. 术. IS-136. TD-

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TD-SCDMA 与 WCDMA 、 GSM 比较分析

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Presentation Transcript

  1. TD-SCDMA与WCDMA、GSM比较分析

  2. 目录 • 无线原理及关键技术对比 • 网络规划对比 • 业务提供能力对比

  3. 移动通信系统发展历程 第一代(80年代) 模拟 第二代(90年代) 数字 第三代(2000) 宽带多媒体 AMPS GSM WCDMA 宽 语 数 CDMA 模 带 TACS 音 IS95 字 拟 需求驱动 需求驱动 业 业 CDMA 技 技 务 TDMA 务 2000 NMT 术 术 IS-136 TD- SCDMA 其它 PDC

  4. 3G技术演进 WCDMA 核心网络：基于MAP 3G CDMA2000 TD-SCDMA 标准 核心网络：基于MAP 核心网络：基于ANSI-41 3G普遍采用的多址技术：CDMA

  5. FDMA Power Frequency Time TDMA Power Frequency Time CDMA Power Frequency Time 多址接入技术 频分多址技术 FDMA 业务信道在不同频段分配给不同的用户。如TACS、AMPS。 时分多址技术 TDMA业务信道在不同的时间分配给不同的用户。如GSM、DAMPS。 码分多址技术 CDMA 所有用户在同一时间、同一频段上，根据不同的编码获得业务信道。

  6. 宽带信号 慢速信息 慢速信息 被恢复 TX RX 快速扩频序列 快速扩频序列 Shannon定理—信道编码理论的基础 • Shannon定理：C=W*log2(1+S/N) 其中C是信道容量(单位为bps)，W是RF带宽，S/N是信噪比 例：C=200,000*log2(1+10)=691.886Kbps GSM的数据率为270.833Kbps，是在10dB SNR条件下理论值的40%

  7. GSM的无线传输方式 GSM采用时分多址、频分多址和频分双工(TDMA/FDMA/FDD)制式。频道间隔200 KHz。每载波含8个时隙，时隙宽为0.577ms。8个时隙构成一个TDMA帧，帧长为4.615ms。

  8. WCDMA的无线传输方式和关键技术 不同扩频增益的码， 提供8~384Kbit/s • FDD技术 • Rake接收机 • 分集天线 • 动态信道分配 • 软切换 FDMA+CDMA

  9. 5 ms 3. Carrier (optional) Power density 2. Carrier (optional) DL 15 Frequency (CDMA : codes) 1.6 MHz 0 Time TS0 TS3 TS4 TS5 TS6 TS1 TS2 DL UL UL UL DL DL DL GP DwPTS UpPTS TD-SCDMA的无线传输方式和关键技术 • TDD技术 • 智能天线 • 联合检测 • 上行同步 • 动态信道分配 • 接力切换 FDMA+TDMA+CDMA

  10. 主要技术参数比较

  11. TD-SCDMA与TD-CDMA的比较

  12. 上行 下行 U D 关键技术比较--双工方式 TD-SCDMA WCDMA 时分双工 (TDD) 上行频带和下行频带相同 频分双工 (FDD)上行频带和下行频带不同 D U D U D D D D D U

  13. 关键技术比较--天线 分集天线 智能天线 TD-SCDMA使用智能天线；WCDMA, GSM使用普通天线

  14. 关键技术比较--天线 WCDMA GSM TD-SCDMA • 能量仅指向小区内处于激活状态的移动终端 • 正在通信的移动终端在整个小区内处于受跟踪状态 • 能量均匀分布在整个小区内 智能天线能够降低小区内和小区间干扰，提高系统容量

  15. 关键技术比较--天线 智能天线能提高系统增益，增大覆盖半径

  16. TD-SCDMA 是TD系统核心技术，能有效降低小区内和小区间的干扰； 可以根据上行更好的估计下行，波束赋性的准确度高； 需要跟踪的每时隙用户数少，波束赋性效果好； 每时隙最多8个用户，算法复杂度低。 WCDMA 是WCDMA的可选技术； 因为W上下行在不同频段，相关性较小，根据上行估计下行信道特性的准确度降低，赋形效果不好； 每载扇需要同时跟踪的用户数众多，波束能量过于分散； 每载扇支持用户多，天线算法过于复杂。 关键技术比较--天线 智能天线在TD和W系统的适用度分析

  17. 关键技术比较--检测技术 TD-SCDMA 联合检测 （多用户检测技术） WCDMA Rake接收技术 （单用户检测技术）

  18. d1 d2 d3 t 关键技术比较--检测技术 WCDMA RAKE接收 TD-SCDMA 联合检测 联合检测技术最大处理16条多径，RAKE接收技术最大处理4条多径 联合检测能降低90%的小区内干扰

  19. TD-SCDMA 每时隙最多8个语音用户； OVSF码长16位； Midamble长度144位，并且数量较少。 WCDMA 每载扇语音用户容量在60个左右； 上行OVSF码长可达512位； 没有Midamble做信道估计。 关键技术比较—检测技术 联合检测在TD和WCDMA系统的适用度分析 对于WCDMA系统，因算法过于复杂，采用联合检测技术难度很大

  20. 关键技术比较--切换方式 TD-SCDMA 接力切换 GSM 硬切换

  21. 关键技术比较--切换方式 TD-SCDMA 接力切换 WCDMA 软切换

  22. BS2 BS1 BS0 G BS0 BS1 BS2 BTS Tx Rx 关键技术比较--同步方式 TD-SCDMA Node B之间要求同步 同步精度要求：几微秒 同步方法： • GPS • 空中主从同步 Node B不需要同步 可以是同步或者异步 WCDMA TD-SCDMA是同步CDMA系统，可以降低干扰

  23. 关键技术比较--DCA技术 DCA全面降低干扰，从而使频谱利用率得以优化

  24. 关键技术对比小结 • 物理信道上的差别决定了关键技术方面的不同： • TD-SCDMA在宏蜂窝必须使用智能天线系统，而且能够发挥智能天线的性能。WCDMA一般采用分集天线技术；GSM不支持智能天线，一般采用分集技术。 • TD-SCDMA采用联合检测技术，算法复杂度不高；WCDMA可以采用联合检测技术，但是算法复杂度过高，一般采用RAKE接收技术。 • TD-SCDMA采用接力切换，WCDMA采用软切换，GSM采用硬切换。 • TD-SCDMA系统在空中接口，用户是同步的，而WCDMA则不要求同步。

  25. 目录 • 无线原理及关键技术对比 • 网络规划对比 • 业务提供能力对比

  26. GSM网络规划概述 GSM网络规划 信息收集 无线网络 布站 勘察 覆盖 规划 容量规划 频率规划 Erlang B 模型 链路预算 频率复用 小区分裂

  27. TD-SCDMA与WCDMA在规划方面的差异

  28. 覆盖规划的不同点—呼吸效应 • WCDMA系统存在呼吸效应，TD系统中呼吸效应微弱 • TD-SCDMA各业务覆盖半径近似相同，可实现各种业务的连续覆盖；WCDMA的上行覆盖随数据率的增加而减小。 TD-SCDMA各业务覆盖基本一致 WCDMA各业务覆盖不一致

  29. 容量规划 • 两个系统做容量规划都要首先要进行容量需求的预测。进行容量需求的预测要先进行用户预测和业务预测。 • 在TD-SCDMA和WCDMA网络中，数据业务的比重显著增加，且网络上下行的业务流量普遍呈现出不对称的特性，甚至有可能出现下行容量受限的情况。因此，TD-SCDMA和WCDMA容量估算需从上下行两个方向分别进行。

  30. 容量规划 • 和WCDMA相比，TD-SCDMA由于采用TDD模式、上行同步、智能天线及联合检测技术，可以非常有效的抑制干扰，从而使得TD-SCDMA系统是码道资源受限系统；WCDMA系统为干扰受限系统，通常负载因子约为50～70%。 • TD-SCDMA系统由于采用TDD模式，其上下行时隙可根据需要灵活配置，上下行容量也可以灵活配置，这一特性非常适合不对称业务 。

  31. Voice 12.2 kbps 容量规划 10M带宽下TD-SCDMA容量 用户数 = 24x6-1 = 143个用户 10M带宽（双向）下WCDMA容量 用户数≈60个用户 前提 • 1个载波，考虑小区负载和软切换 • 采用CDMA/FDMA多址方式 • 不采用智能天线、多用户检测 • 大部分为同频切换 前提 • 6个载波 3个时隙 • 采用TDMA/CDMA/FDMA多址方式 • 采用智能天线、联合检测、DCA • 有较多的异频切换

  32. OVSF码 扰码 码资源规划 • 两种系统均采用信道化码和扰码的扩频方案，其中信道化码为OVSF码，在上行用于区分用户；扰码在下行用于区分小区。 数据 比特 扩频后 码片

  33. 码资源规划

  34. 1 1 1 1 1 1 1 1 1 频率资源规划 TD-SCDMA和WCDMA都是同频组网 TD-SCDMA采用N频点同频

  35. 目录 • 无线原理及关键技术对比 • 网络规划对比 • 业务提供能力对比

  36. 业务支持能力对比

  37. U U U D D D U U D D D D U D D D D D 3 up and 3 down 2 up and 4 down 1 up and 5 down TD-SCDMA更适合不对称数据业务 TDD双工模式，更适合上下行不对称的数据业务 提高频谱及设备利用率，更加符合未来业务发展需求

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