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TDSCDMA的系统结构及关键技术

1引言

1998年，原邮电部电信科学技术研究院（大唐电信集团）在原邮电部科技司的领导和支持下，代表我国向国际电信联盟（ITU）提出了第三代移动通信TDSCDMA（TimeDivision Duple除转向终端市场外xSynchronous Code Division Access）标准建议。2000年5月，世界无线电行政大会正式批准把TDSCDMA作为第三代移动通信国际标准之一（M1457IMT2000RSPEC）。这是一百多年来我国第一次向国际组织完整地提出自己的电信技术标准建议，标志着在移动通信技术方面我国已步入世界先进行列。

TDSCDMA具有上下行链路可以不对称、频谱利用率高、发射功率低等优点，非常适合第三代移动通信将大量应用的非对称数据业务，并可以提供较高的系统容量。本文基于TD-SCDMA的主要技术特点，对其几个关键技术做一下介绍。

2TDSCDMA系统结构

TDSCDMA系统的设计集FDMA，TDMA，CDMA和SDMA技术为一体，并考虑到当前中国和世界上大多数国家广泛采用GSM第二代移动通信的客观实际，他能够由GSM平滑过渡到3G系统。TDSCDMA系统的功能模块，如图1所示，主要包括：用户终端设备（UE）、基站（BTS）、基站控制器（BSC）和核心。在建初期，该系统的IP业务通过GPRS关支持节点（GGSN）接入到X25分组交换机，话音和ISDN业务仍使用原来GSM的移动交换机。待基于IP的3G核心建成后，将过渡到完全的TDSCDMA第三代移动通信系统。3TDSCDMA关键技术

3.1智能天线

(1) 智能天线的基本概念

智能天线采用空分多址技术（SCDMA），利用信号在传输方向上的差别，将同频率或同时隙、同码道的信号区分开来，最大限度地利用有限的信道资源。无线基站中的智能天线由天线阵和基于基带数字信号处理技术组成。

（2）智能天线的工作原理

图2描述了一个具有智能天线、工作于TDD方式CDMA基站的示意方框图。和传统的没有智能天线的基站比较，他在硬件上由一个天线阵和一组收发这类传感器的好处是可以直接和汽车车辆的电源相连信机组成了其射频部分，而在基带信号处理部分的硬件则基本相同。必须说明的是，这一组收发信机将使用同一个本振源，以保证此组收发信机是相干工作的。 图2中，每个射频收发信机都有ADC和DAC，将收到的基带模拟信号转换为数字信号；将待发射的数字信号转换为模拟基带信号。而所有收发数字信号都通过一组高速数字滤波器总线和基带数字信号处理器来连接。

在图2中，我们先研究来自多个用户终端的信号。此上行信号是多址干扰、衰落、多经传播和多谱勒频移等效应，并存在其他干扰和白噪声。将图中第i个接收机在第n时刻的输出用Si(n)表示。通过解扩和相应的数字信号处理，可以获得对每个码道的接收数据。如果以表示第j 码道的第个符号的数据，则在基带进行上行波束赋形（合成）后，将获得智能天线的总接收数据为：

其中：W为上行波束赋形矩阵，其矩阵元素为Wij(∫)。

智能天线的下一步是实现其下行波束赋形，此用户在第j码道的第个符号可以表示为 。而通过智能天线的下行波束赋形（调整基站中各个发射机所发射信号的幅度和相位），在第i个天线阵元所发射的信号可表示为：

显然，为了获得最佳接收效果，就必须找到一种好的上行波束形成算法，即求得W矩阵的方法；而为了让此用户获得最好的信号，就必须找到一种好的下行波束形成算法，即求得U矩阵的方法。必须说明的是，在求此波束形成矩阵时，已知的仅仅是天线阵列的几何结构和各种接收机所收到的信号。对此，学术界作了大量工作，有多种算法可以采用，其主要限制是在基带信号处理能力和对系统3、塑料拉力机使用前必须进行空载运转确保无故障后方可加载使用实时性的要求。

作为一个简