TD-SCDMA何以制胜3G？

TD-SCDMA是我国具有完全自主知识产权的第三代移动通讯标准，是世界上第一个采用时分双工（TDD）方式和智能天线技术的公众陆地移动通讯系统，也是唯一采用同步CDMA(SCDMA)技术和低码片速率（LCR）的第三代移动通信系统，该技术同时采用了多用户检测、软件无线电、接力切换等一系列高新技术，具有频谱利用率高、成本低、上下行不对称信道和适用于不对称业务等特点，是一种非常理想的第三代移动通信系统。在具备明显技术优势的同时，TD-SCDMA得到了我国政府的多方面支持，成为具有很强竞争力的3G技术。在2005年的北京国际通信展上，国家领导人、相关部委的领导均参观了TD-SCDMA产业联盟展台和TD产业链厂家展台，对TD-SCDMA产业的发展表示了肯定。

一、政策推动势如破竹

　　TD-SCDMA从标准产生、成为ITU的正式标准和发展到如今的商用前夕，一直得到了政府各个方面的大力支持。从频率规划、网络实验和产业联盟的建立，从经费投入和牌照发放的策略，无不显示着政府支持TD–SCDMA发展的决心。截至2005年8月，中国3G技术TD-SCDMA研发人员投入2750人左右，累计投资超过3.5亿美元。根据官方公布的数据，信产部2003年已经为TD投入了超过2亿元的先期资金，2004年7月，信产部、发改委、科技部又共同向TD联盟发放7亿元专项资金，累计9亿元。

1．频率划分用心良苦

　　TD-SCDMA标准获得55MHz核心频段和100MHz扩展频段，分布在1880MHz到1920MHz、2010MHz到2025MHz、2300MHz到2400MHz之间。从3G频段的划分和此后三部委牵头成立TD-SCDMA联盟可以明确看出中国政府发展本土3G产业的决心。政府支持本土企业自主开发的3G标准，希望能在3G时代改变由国外标准一统天下的局面，一方面是出于对国家安全的考虑，另一方面则是由于经济原因。

　　虽然分配给三个标准的频段中都有国际电联规定的核心频段，但是分配给的TDD频段中的2300-2400MHz的100MHz扩展频段则是政府的精心安排。因为TD-SCDMA如果仅仅拥有国际电联规定的核心频段，即使在中国商用成功，也未必能够推广到世界上去。因为很多国家都已经把国际电联规定的TDD的核心频段分给了其他两个标准，这样TD-SCDMA很难实现国际漫游，而国际漫游正是第三代移动通信的核心意义所在。但是如果使用新的扩展频段商用成功，则能够影响到周边国家，进而推广到世界。目前，在中国周边的国家和地区，2300-2400MHz之间的频段大多为空闲。

2．全体运营商参与测试

　　2005年进行的第三阶段3G测试主要是针对TD-SCDMA的，信息产业部规定运营商必须参加了第三阶段3G测试才有资格获得牌照，所以，第三阶段的测试是联通、移动、网通、电信、铁通、卫通6个运营商同时参加的，这足以证明政府对TD-SCDMA的重视程度。此阶段测试主要是TD-SCDMA产业化专项测试，是TD-SCDMA整体产业商业路线图中的一个关键点,也是国家3G整体战略部署的重要环节，体现出TD-SCDMA在3G标准中的重要地位。

3．牌照定乾坤

　　信息产业部副部长奚国华在2005年12月19日中国电信集团公司2006年度工作会议上说，第三代移动通信(3G)牌照发放的决策时机已到。牌照发放涉及技术和业务成熟性、竞争格局优化、知识产权问题、3G中国标准TD-SCDMA的发展4个问题。他还说，目前通过严格测试，3G的同频组网、智能天线等关键技术得到验证，手机终端也有很大突破。他强调，TD-SCDMA在技术上取得重大突破，涉及这一标准的核心技术、产业链都已形成。在中国的3G布局中，TD-SCDMA要占有一席之地，可能会由有实力的运营商来运营。从这些话语中我们不难看出，TD-SCDMA将在3G牌照的发放中占有重要地位，3G牌照是推动TD-SCDMA发展的最关键因素。

二、商用成熟奠定基础

　　在政府的大力支持下，目前TD-SCDMA产业链日益完善，其中有4套成熟的系统设备（大唐＋上海贝尔阿尔卡特、中兴＋爱立信、普天＋诺基亚、华为＋鼎桥），十几个终端厂家（联想、华立、中电、海信、夏新、英华达、海尔、大霸、三星、LG等），6家终端芯片厂家（展讯、T3G、凯明、ADI/大唐、重邮信科），多个天线厂家（海天、安德鲁、同宇、京信）。国内的TD-SCDMA产业投入已经涵盖了整个产业的各个环节，一条完整的产业链基本形成，具备相当的规模和实力。越来越多的国内和国际厂家开始投入或参与TD-SCDMA产业的发展。

　　2005年12月份完成了所有TD-SCDMA系统的实验室测试和运营商外场测试。2006年初，在北京、上海两城市，电信、网通、移动、联通、铁通和卫通六大运营商将建设TD-SCDMA基站，形成多厂家多运营商的网络连续覆盖，以验证TD-SCDMA独立组网的各项功能特性和性能指标。

　　从各种3G技术的发展看，终端的发展往往成为整个产业发展的瓶颈，在TD-SCDMA领域同样如此，终端的发展和成熟时间相对于系统设备有所滞后。在国家相关部委的推动及有关企业的努力下，TD-SCDMA终端芯片和商用终端同样得到了显著的发展。随着大唐、展讯、凯明、T3G、重邮信科等公司终端芯片去年陆续成功流片，终端ASIC芯片目前正处于验证和后期的优化阶段。在研发ASIC芯片的同时，商用终端的设计和研发正在同步进行。15个芯片和终端厂家的TD-SCDMA终端，将参加目前进行的由信产部组织的终端测试。这样的大规模终端测试必将为TD-SCDMA产业的发展提供强有力的保证。目前，鼎桥系统设备已经实现了与凯明、展讯、大唐等终端的业务互通。

　　目前，国内TD-SCDMA产业的发展吸引着越来越多国内、国际通信巨头加入。如中兴、华为、西门子、阿尔卡特、诺基亚、爱立信、北电、朗讯等公司，正在以多种方式直接参与到产品的研发中。在终端方面，参加MTNet试验的终端厂家并不局限于产业联盟内部企业，包括中国台湾地区企业在内的多家厂家也在积极参与。

三、技术优势制胜3G

　　TD-SCDMA的提出比其他标准较晚，这给产品成熟性带来一定的挑战，但在另一方面，TD-SCDMA吸纳了二十世纪九十年代以来移动通信领域最先进的技术，在一定程度上代表了技术的发展方向，具有前瞻性和强大的后发优势。与其他3G标准相比，TD-SCDMA系统及其技术有着如下明显的优势。

1．频谱利用率高

　　TD-SCDMA系统综合采用了联合检测、智能天线和上行同步等先进技术，系统内的多址和多径干扰得到了极大缓解，从而有效地提高了频谱利用率，提高了整个系统的容量。联合检测和上行同步可极大降低小区内的干扰，智能天线则可以有效抑制小区间及小区内的干扰。另外，联合检测和智能天线对于缓解2G频段上更加明显的多径干扰也有极大作用。所以，TD-SCDMA系统的这一特点决定了它非常适合于在3G网络建设初期提供大容量的网络解决方案。

2．支持多载频

　　TD-SCDMA系统的容量主要受限于码资源。TD-SCDMA支持多载波，载频之间切换很容易实现。TD-SCDMA是时分系统，手机可在控制信道时扫描其它频率，无需任何硬件轻松实现载波间切换，能保证很高的成功率。TD-SCDMA通过多载波可以消除导频污染以及突发导频，从而降低掉话率。TD-SCDMA系统可以将邻小区的导频安排在不同的载波上，从而降低导频污染。

3．不存在呼吸效应及软切换

　　用户数的增加使覆盖半径收缩的现象称之为呼吸效应。CDMA系统是一个自干扰系统，当用户数显著增加时，用户产生的自干扰呈指数级增加，因此呼吸效应是一般CDMA系统的天生缺陷。呼吸效应的另一个表现形式是每种业务用户数的变化都会导致所有业务的覆盖半径发生变化，这会给网络规划和网络优化带来很大的麻烦。TD-SCDMA是一个集CDMA、FDMA、TDMA于一身的系统，它通过低带宽FDMA和TDMA来抑制系统的主要干扰，使产生呼吸效应的因素显著减少；TD-SCDMA通过在每个时隙中采用CDMA技术来提高容量，产生呼吸效应的唯一原因是单时隙中多个用户之间的自干扰，由于TD-SCDMA单时隙最多只能支持8个12.2kbit/s的话音用户，用户数量少造成的用户自干扰也比较少，另外，这部分自干扰通过联合检测和智能天线技术被进一步抑制，因此TD-SCDMA不再是一个干扰受限系统，而是一个码道受限系统，覆盖半径不随用户数的增加而变化，没有呼吸效应。

4．频谱利用灵活、频率资源丰富

　　TD-SCDMA系统采用时分双工模式，它的一个载波只需占用1.6MHz的带宽就可以提供速率达2Mbit/s的3G业务，对于频率分配的要求简单和灵活了许多。在今后多家移动运营商共存的情形下，频谱资源的使用情况会相对复杂，而TD-SCDMA系统大大提高了对频谱资源利用的灵活性。

　　我国政府为TDD分配了155MHz的工作频段，对比于FDD上下行共90MHz的对称频段，TDD系统在频率资源方面的优势为TDD系统的网络扩容和后续发展奠定了基础。除中国外，世界各国3G频谱规划都包括TDD频段，日本、欧洲运营商3G牌照中已经包括TDD频段，这为未来TD-SCDMA进入国际市场提供了机遇，为TD-SCDMA技术的国际化应用和国际漫游提供了必要的条件。

5．能高效地承载非对称数据业务

　　采用TDD技术的TD-SCDMA系统与其它两大3G主流标准FDD系统有根本的区别。TD-SCDMA系统子帧中上下行链路的转换点是可以灵活设置的，根据不同承载业务分别在上下行链路上数据量的分布，上下行资源可以有从3：3的对称分配到1：5的非对称分配调整。在未来3G多样化的业务应用中，非对称的数据业务会占有越来越多的比例，大部分业务的典型特征是上行链路和下行链路中的业务量不对称。FDD系统由于其固定的上下行频率的对称占用，在承载非对称业务时会造成对频谱资源的浪费。而TD-SCDMA系统可以通过配置切换点位置，灵活的调度系统上下行资源，使得系统资源利用率最大化。因此TD-SCDMA系统更加适合未来的3G非对称数据业务和互联网业务方面。

　　综上所述，TD-SCDMA单独组

TD-SCDMA在3G建设中的重要作用

　　在第三代移动通信(3G)标准领域，为了避免重演在2G领域由于各国(地区)频率分配的方式及制式技术选择的不同而造成的全球漫游困难，国际电信联盟(ITU) 在3G中提出了IMT-2000(国际移动通信-2000)的倡议，并由此而催生了最终的三大主流国际标准：WCDMA 、cdma 2000和TD-SCDMA 。其中，由中国提交的TD-SCDMA标准，虽然在ITU的标准征集阶段是后来者，却凭借其独特的技术优势最终胜出。同时，作为三个主流标准中惟一一个TDD标准，该技术从诞生初始就一直备受世人关注。那么，TD-SCDMA技术在我国3G网络建设中将扮演什么角色、发挥什么作用？将会对移动通信运营商和设备制造商产生哪些影响？

　　TD-SCDMA将有效缓解频率资源紧张

　　中国的移动通信用户截止到2003年4月底已达到2.26亿，但普及率仅为16.2%，远低于欧、美、日等普及率为60%以上的发达国家，而且仍以超过500万用户/月的速度稳步增长。同时，由于中国的移动通信用户分布严重不均，人口密度相对较高的城市地区移动通信用户的密度也远远高于平均水平，加之大城市中以商务人员和旅游者为主的流动人口越来越多，这些人大部分持有手机，所以部分地区GSM系统已经出现频率资源紧张的问题。与此同时，面向数据业务的GPRS业务占用的资源成倍增长(GPRS使用时将占用多个信道)，也加剧了GSM的频率危机。2G移动通信的进一步发展已经受到频率瓶颈的严重制约。因此，从某种意义上讲，3G也是移动数据业务进一步发展与2G频率资源严重不足之间难以调和的矛盾下的必然发展方向。那么，3G的出现能否缓解这种危机呢？

　　ITU、国内及欧洲对3G频率的规划方案

　　ITU在3G标准方案的征集之初，出于充分利用频率的考虑同时征集FDD和TDD两种方案，共收到10种地面移动标准提案。

　　从这些提案中可以得出的最后结论，欧、日、美提交的WCDMA和cdma 2000标准草案中均含有FDD、TDD两种方式。只是在后来的标准融合过程中，最终确定了欧洲提出的UTRATDD(TD-CDMA)和中国提出的TD-SCDMA为TDD国际标准。在后续的产业化开发中，由于TD-SCDMA明显的技术优势，使得所有从事于UTRATDD开发的公司全部放弃或转向了TD-SCDMA的开发。也就是说，目前世界上顺利进行产业化开发的3GTDD国际标准只有TD-SCDMA标准，也就意味着国际统一划分的TDD频段，将全部由TD-SCDMA技术使用，TD-SCDMA实现全球应用及漫游首先具备了宝贵的频率资源。

　　2002年初，美国联邦通信委员会(FCC)也正式对外公布了最新的TDD频谱分配方案。其中将原先由联邦政府控制的216-220MHz 、1390-1395MHz、1427-1435MHz 、1670-1675MHz、2385-2390MHz 共27MHz的频率转为TDD商业通信服务用途，加上以前分配的1910-1930MHz的20MHzTDD频段，目前共有47MHz的频率可用于3 GTDD移动通信。

　　在3G牌照发放上步伐较快的欧洲，基本上采取了将FDD频段与TDD频段捆绑发放的原则，几乎每个获得3G牌照的运营商都同时得到了FDD与TDD频段。

　　单纯依靠FDD技术难以有效解决3G的频率紧张问题

　　从3 GFDD系统运营所需的基本频率的角度来进行分析。对FDD中的WCDMA技术来讲，其基本带宽为5MHz×2，如果运营者建设多层网，即用宏蜂窝完成大面积覆盖，用微蜂窝覆盖热点地区，用微微蜂窝提供高速接入，则至少需要3个频点，即15MHz ×2的频率。考虑到在使用过程中的一定灵活性，某些国家也考虑使用20MHz ×2频率。

　　我国的实际3G频率状况是：3GFDD制式(包括cdma 2000和WCDMA) 在中国分得60M×2的频率。假设在3G实施时国内有4家运营商经营3 GFDD移动通信业务，由于不同运营商的3 GFDD网络间难以同步，因此，不同的运营商的3 GFDD网会产生邻频共存干扰。为消除干扰的影响，则要求不同运营商在相邻频段之间预留5M×2的保护频段，以保证各运营商之间的运营质量，四家运营商间至少需要15M×2(30M) 的保护频段。其结果是其中三家运营商仅能得到10M×2的FDD频率，另一家得到15M×2的FDD频率。仅有一家运营商的频率勉强可以支撑3 GFDD 的全国综合性大网。尤其是3G不再单纯以话音业务为主，而是话音加多媒体数据业务的模式，而单一数据终端的传输速率就可达到2 Mbps ，同时要占用5M×2的频宽。同时，除了人———人间的通信外，在3G应用时还会出现大量的机———机之间的数据通信，因此，频率紧张的矛盾会更突出。

　　从另一个角度讲，目前的2G运营商可以使用现有的2G频率构成3G宏蜂窝，但现实的情况是，2G网络的用户数太多，网络短时期内不会在我国退出历史舞台，也就是说，2G网络将与3G网络长期共存。因此，短期内让同时拥有2G和3G运营牌照的运营商清退出2G频率开展3G业务，是不现实的。短期内可启动的扩展频段只有尚未使用的GSM 1800M部分频段，但频段的频率有限。除此之外，只有启用2GHz以上的频段，由于该频段的频率较高，覆盖半径会降低，从而使组网成本上升。

　　TD-SCDMA的频率使用特点将有效解决3G频率紧张的矛盾

　　对TD-SCDMA技术来讲，该技术的单载波带宽为1.6MHz ，而且不需要对称频段，在考虑三级网络结构时，分配5MHz就可组建一个基本的全国网。中国的3G频率规划中为TDD模式划分了155M频率，完全可以满足多个TD-SCDMA 运营商大容量建网的频率需求。

　　同时，TD-SCDMA的技术特点尤其适合3G的应用。在TDD的工作模式中，上下行数据的传输通过控制上、下行的发送时间长短来决定，可以灵活控制和改变发送和接收的时段长短比例，这尤其适合今后的移动因特网、多媒体视频点播等非对称业务的高效传输。由于因特网业务中查询业务的比例较大，而查询业务中，从终端到基站的上行数据量很少，只需传输网址的代码，但从基站到终端的数据量却很大，收发信息量严重不对称。只有采用TDD模式时，才有可能通过自适应的时隙调整将上行的发送时间减少，将下行的接收时间延长，来满足非对称业务的高效传输。这种优势是FDD模式所不具备的。

　　TD-SCDMA有利于国内运营商发展

　　由于ITU为TDD技术在全球都划分了统一分配的频段，欧美各国也为TDD划分了专有频段。鉴于TD-SCDMA技术是目前国际上惟一的进行商业开发的3GTDD技术，只要各国运营商采用TDD技术，必将采用TD-SCDMA技术。因此，当其他国家决定建设TDD移动通信网时，中国运营商可以利用自身作为TD-SCDMA技术的首批运营者所积累的丰富运营经验，走向国际运营市场。

　　TD-SCDMA技术特点适合国内运营商进行业务创新。相对WCDMA和cdma 2000而言，TD-SCDMA是一项新生技术，首批采用TD-SCDMA的运营商，可以更有效地结合TD-SCDMA系统特性进行有针对性的业务创新。同时TD-SCDMA系统具有鲜明的技术特点，例如智能天线提供的强定位和追踪能力、上下行非对称业务、信道分配的灵活性、高频谱利用率等，这些特点都为国内运营商结合我国实际开发运营业务提供有力基础。

　　同时，TD-SCDMA技术的实施将为全球通信设备制造商提供新的机遇。

　　目前，作为国际上惟一在做商用研发的TDD的国际标准，关注、参与TD-SCDMA产品开发的厂商越来越多，TD-SCDMA 技术论坛的成员已突破410家，TD-SCDMA产业联盟的推进工作也逐步深入，包括芯片、系统、仪表的研发和产业化都已取得实质性突破。预计在技术验证和商用试验的基础上，TD-SCDMA将在未来1到2年内就会走向规模商用。

　　从目前来看，包括欧洲在内的世界大多数国家在3G频率规划和发放过程中，一般同时发放FDD和TDD频段。在3G这种以无线数据和多媒体业务为主的系统中，由于频率资源的压力，这些TDD频段早晚会被世界各大运营商使用，摆在3G设备制造商面前的，是如何切入TD-SCDMA设备开发的问题。因此，对全球相关芯片、软件和系统制造商而言，TD-SCDMA 是一个十分难得的历史机遇，特别是作为3G研发领域后来者的国内外设备制造商而言，更具有非同寻常的意义。WCDMA和cdma2000 相对开发时间较长，参与的设备制造商相对较多，但在实际商用运营中，运营商一般对一种标准的产品，只会选择前3至4名的设备制造商的产品，而位于3至4名之后的制造商和新的设备制造商都处于非常不利的地位，在市场上处于竞争劣势。在这种情况下，对落后者和后来者的制造商而言，做WCDMA、cdma2000产品的投资风险是非常大的。

　　同时，从知识产权角度来考虑，由于WCDMA和cdma2000的大部分核心专利由几十家公司所垄断，对于后来者而言，几乎不存在再创造新核心专利的机会。没有核心专利就意味着这些厂商不具备与其他拥有核心专利的公司进行核心专利交叉许可的条件，从而必须向多家拥有核心专利的厂商支付高昂的知识产权费，这将严重削弱这些后进入的设备制造商在3G产品价格上的竞争力，甚至将导致不得不退出自主研发的TD-SCDMA技术可在专网中实现第三代应用。

　　支持话音、数据和多媒体的3G移动通信系统，不仅适合于以公众运营为目的的公共网络，而且也适用于军队、电力、油田、水利等专用通信网络，使得这些专用领域的通信和信息化能力有大的飞跃。在这方面，中国自主知识产权的TD-SCDMA具有得天独厚的优势。

　　首先，包括核心芯片在内，国内厂商基本掌握其核心技术，又拥有相关的自主知识产权，因此，针对专用网络的应用特点，可以为其业务应用进行量身定制，例如提供加密功能、提供各种调度应用功能等。
其次，TD-SCDMA的技术特点可为专网的一些独特应用奠定基础。例如智能天线提供终端定位和跟踪能力、频率分配的灵活性、上下行数据不对称性等等。

　　同时，TD-SCDMA技术先进性带来实现低成本和业务灵活能力，以保证在专网中使用3G系统的经济可行性。据丹麦RTX公司估计，TD-SCDMA实现下来会比WCDMA便宜20%-25%，由于TD-SCDMA的码片速率为1.28Mbps，只是WCDMA标准的三分之一，因此，TD-SCDMA的终端完全可用软件无线电来实现基带处理，可极大地降低终端的成本和功耗，可有效解决专网应用特殊终端专用芯片的用量小、价格下不来的矛盾，而用软件无线电来满足各种特殊应用需求。

　　作为国际3G主流移动通信之一，TD-SCDMA技术为世人提供了一个充分利用宝贵频率资源的方案。同时，这项新生的技术给世界各国的运营商和通信设备制造商，尤其是那些后进入者提供了一个千载难逢的机会，大家将站在同一条起跑线上，在未来TD-SCDMA的巨大市场中共同发展。TD-SCDMA标准的诞生，不仅是中国通信史上的突破，更是世界通信史上的一个伟大创举。TD-SCDMA 技术标准必将把移动通信事业带入一个崭新的发展时代。