1、 http:/ 系统组网方式TD-SCDMA 系统组网方式TD-SCDMA 系统独立组网TD-SCDMA 系统支持独立组网。TD-SCDMA 组网方式在此方案中,将使用基于 3GPP R4 版本全 IP 核心网络取代 GSM 的核心网络。由于 R4 版本的核心网络具有向下兼容的特性,故原有的无线子系统仍将可以通过 A/Gb 接口接入 R4 版本的核心网络。其网络拓扑结构如下图 1 所示。图 1 TD-SCDMA 系统组网图覆盖方式分析TD-SCDMA 系统满足在各种覆盖和传播环境下的覆盖要求。具体来讲,TD-SCDMA 系统能够提供宏小区、微小区和微微小区的覆盖模式,能够满足在密集市区、市区、
2、郊区和农村无线传播环境下的覆盖要求。图 2 宏小区、微小区和微微小区下面,我们举个简单的例子来分析一下 TD-SCDMA 系统上行链路的允许损耗情况。以 12.2Kbit/s 的话音业务为例,用户环境为 120Km/h(此种环境下为最恶劣的信道环境)的移动速度,覆盖区域内接入概率为 95%。上行链路:手机发射端:用户 EIRP 值: 24dBm基站接收端:等效最小接收电平:-132dBm衰落储备:8.6dB穿透损耗:城市:15dB郊区:10dB农村:7dB室外最大允许路径损耗:147.4dB传播模型采用 COST-231 模型:Cost -231 模型的链路损耗估算公式为:L(dB) = 46
3、.3+33.9 MHzflog10-13.82 10logh )(2a+ (44.96.55 10logh) kmd0l-K其中 h1 和 h2 是基站和移动台天线的相对高度(单位为 m) ;dkm是链路距离(单位为 km) ;fMHz是中心频率(单位为 MHz) ;a(h2)是天线高度增益校正因子,其值为:= (1.1 log 10 fMHz - 0.7)h2 (1.56 log 10 fMHz 0.8)公式中的因子 K 为不同地形环境下的校正因子,在 2G 频段其修正值为:dB52.8103农 村郊 区市 区密 集 市 区根据公式进行计算,得到在如表 1 所示的典型覆盖距离。表 1 典型覆
4、盖距离传播环境 典型的覆盖范围城市 24Km郊区 610Km农村 11.25Km故 TD-SCDMA 系统在网络覆盖方面,是完全能够满足独立组网条件的。终端移动速度分析TD-SCDMA 系统能够满足终端高速移动条件的要求。从目前的仿真结果分析,在终端的移动速度达到 250Km/h 时,系统仍能够具有较好的性能。从目前的现场测试的结果来分析,在终端的移动速度达到 120Km/h(由于目前测试条件的限制,终端的最高移动速度为 120Km/h)时,系统具有较好的性能。所以,TD-SCDMA 系统在终端移动速度方面,是完全能够满足系统独立组网条件的。系统容量分析大唐移动通信设备有限公司根据系统独立组网
5、的容量需求,开发了单载波基站、3 载波基站和 9 载扇基站,能够满足客户的不同容量需求。其中,9 载扇基站能够提供 400Erl/基站左右的话务容量,相当于 2 部 S-8/8/8 的 GSM 基站提供的话务容量,完全能够满足系统热点覆盖的需求,适合于架设在高业务量的密集商务地区中。3 载波基站能够提供 120Erl/基站左右的话务容量,相当于1 部 S-6/6/6 的 GSM 基站提供的话务容量,能够满足普通市区这种中业务密度需求的地区。单载波基站适合于郊区和农村的业务容量需求。由于 TD-SCDMA 系统基站系列产品具有丰富的基站型号供客户选择,故在容量需求方面,完全满足独立组网的需求。独
6、立组网总结TD-SCDMA 系统在系统覆盖方面、容量方面和终端移动速度方面均能够满足各种条件下的需求,故 TD-SCDMA 系统完全能够独立组网。TD-SCDMA 与 WCDMA 网络联合组网TD-SCDMA 与 WCDMA 网络共用关系TD-SCDMA 与 WCDMA 共用 RNC 的情况分析在 3GPP 的协议标准中,TD-SCDMA 与 WCDMA 的不同之处主要存在于 UTRAN 部分,即无线接入网络部分,在核心网中无大的差别。因此,对应 TD-SCDMA 的 RNC 与 WCDMA 的 RNC 在高层协议处理过程上大部分是相同的,只有几个协议过程有区别,但在无线资源管理上 TD-SC
7、DMA 的 RNC 与 WCDMA 的 RNC 区别比较大。在 RNC 层二协议MAC、RLC 、 PDCP、BMC 、 RRC 中,TD-SCDMA 与 WCDMA 的 UTRA TDD 仅在 MAC 与 RRC 方面有些差别,主要是随机接入过程、物理信道配置、上行同步及其参数的不同以及在功控方面的一些差别。在其余的协议中无差别。在 RNC 第三层协议方面,TD-SCDMA 与 WCDMA 的 UTRA TDD 在 Iu 接口上无差别,在 Iub 和 Iur 接口上有一些差别(协议栈相同,消息及 IE、某些数据帧结构不同) ,主要原因为:有些过程和功能(Iub 和 Iur 中的 NBAPRN
8、SAP)和某些数据帧(IubIur UP)与以下 TD-SCDMA 特有的或与 UTRA TDD 不同的物理层方面有关。下面主要从 RNC 处理的功能和协议过程上进行比较:、RRM 的区别WCDMA 系统和 TD-SCDMA 系统的无线资源管理差别比较大,主要原因是 TD-SCDMA 和 WCDMA 在物理层上差别比较大,这是由于物理层帧结构、资源单元使用、同步方式以及智能天线等不同所造成的。差别最主要体现在DCA 上,包括快速 DCA 以及慢速动态信道分配( Slow DCA)是 TD-SCDMA 系统特有的功能。另外,切换控制功能TD-SCDMA 没有软切换,有更高性能的接力切换;而 WC
9、DMA 有软切换没有接力切换。其他功率控制、接入控制、小区选择等由于考虑智能天线的应用在算法和策略上也有一定程度的不同。、压缩模式控制压缩模式是 WCDMA 特有的一种模式,很多过程都与压缩模式相关:如无线链路建立与无线链路增加,同步与非同步无线链路重配,同步无线链路准备取消等。、共享信道的管理TDD 与 FDD 有所不同,WCDMA 特有的传输信道:公共分组信道(CPCH ) ;TD-SCDMA 特有的传输信道上行共享信道(USCH) ,DSCH 两者都有但使用上有区别;另外,与 WCDMA 相比,TD-SCDMA 去掉了 CPCH 数据帧,增加了 USCH 数据帧。、同步区别由于 TD-S
10、CDMA 系统和 WCDMA 系统在 Node B 间同步和无线接口同步方面的差异,使得以下小区同步过程为TDD 所特有:Cell Synchronization Initiation ,Cell Synchronization Reconfiguration,Cell Synchronization Adjustment。、过程区别 TDD 特有过程: Physical shared channel allocation PUSCH capacity request Uplink Physical Channel Control FDD 特有: Active set update Assis
11、tance data delivery、物理信道管理使用的区别 WCDMA 主要分配的无线资源包括:频率,扩频因子,信道化码,扰码等。 TD-SCDMA 主要分配的无线资源主要包括:频率,时隙,扩频因子,信道化码,midanble 码等。 TD-SCDMA 中特殊的物理信道:UpPCH,DwPCH,FPACH,PUSCH 等。综上所述,如果 TD-SCDMA 与 WCDMA 共用 RNC,那就要求 RNC 同时支持 TD-SCDMA、WCDMA 的无线资源管理、MAC、RRC、物理层的功能与过程。TD-SCDMA 与 WCDMA 共用核心网的情况分析TD-SCDMA 与 WCDMA 的主要区别
12、是在 UTRAN 部分,而在核心网及业务方面没有任何差别。在核心网与 UTRAN 的 Iu 接口上,从目前 3GPP 的规范来看,是不区分 FDD 和 TDD 的,因此 TD-SCDMA 与WCDMA 的 Iu 接口也是一致的。从核心网的角度看,TD-SCDMA、WCDMA 是两种不同的接入方式,不同的接入方式的差别已经在 RNC 得到处理,核心网所见的是一个统一的 Iu 接口。对核心网来讲,唯一可见两种接入方式的是在无线接口层三协议(由 TS24.008 规定) ,在 TS 24.008 中,有两个 bit 示出 TD-SCDMA 与 WCDMA 的区别,具体如下: Mobile Stati
13、on Classmark 3 信息单元(TS24.008 中 10.5.1.7)此信息单元指示一般的移动台特征,其内容将会影响网络对移动台的操作。Mobile Station Classmark 3 中有两个 bit(UMTS FDD Radio Access Technology Capability 和 UMTS 1.28 Mcps TDD Radio Access Technology Capability) ,用于在重定位请求时分别指示移动台对 WCDMA 和 TD-SCDMA RAT 的支持能力。 MS Radio Access capability 信息单元(TS24.008 中
14、10.5.5.12a)MS Radio Access capability 是一个 GPRS 移动性管理的信息单元,用于向网络的无线部分提供移动台无线特征的信息,其内容将会影响网络对移动台的操作。MS Radio Access capability 中有两个 bit(UMTS FDD Radio Access Technology Capability 和 UMTS 1.28 Mcps TDD Radio Access Technology Capability) ,用于路由区更新及附着请求时分别指示移动台对 WCDMA 和 TD-SCDMA RAT 的支持能力。此两项只是移动台在接入或区域发
15、生变化时用来向网络指示其是否支持 TD-SCDMA 和 WCDMA,其实现的操作过程相同,对于流程及底层的传输并不产生大的影响,且并不影响接口和流程。综上所述,TD-SCDMA 与 WCDMA 是可以共用核心网的。TD-SCDMA 与 WCDMA 网络切换关系TD-SCDMA 和 WCDMA 网络的切换存在以下几种情况:、TD-SCDMA 和 WCDMA 共用核心网时 intra-MSC假设 MSC 所管理的 RNC1 是个 TD-SCDMA RNC,RNC2 是个 WCDMA RNC。当双模终端从 RNC1 切换到RNC2(或从 RNC2 切换到 RNC1) ,支持切换控制的是 Iu 接口的
16、 RANAP 信令,RANAP 信令是不区分 TDD和 FDD 的,从 MSC 的角度看,切换的处理流程与同一接入模式 RNC 间的切换是一样的。图 3 Intra-MSC Inter-MSC假设 MSC1 所管理的 RNC1 是个 TD-SCDMA RNC,MSC2 所管理的 RNC2 是个 WCDMA RNC,RNC1 和RNC2 的管辖区相邻。当双模终端从 RNC1 切换到 RNC2(或从 RNC2 切换到 RNC1) ,支持切换控制的是 Iu接口的 RANAP 信令和核心网内部的 MAP、GTP 信令,RANAP、MAP、GTP 信令是不区分 TDD 和 FDD 的,因此,核心网中对切
17、换的处理与同一接入模式 RNC 间的切换处理是一样的。图 4 Inter-MSC、TD-SCDMA 与 WCDMA 各自组成不同的网络时 切换发生在 TD-SCDMA MSC 与 WCDMA MSC 之间假设 RNC1 是个 TD-SCDMA RNC,MSC2RNC2 是个 WCDMA RNC,RNC1 和 RNC2 的管辖区相邻。当双模终端从 RNC1 切换到 RNC2(或从 RNC2 切换到 RNC1) ,支持切换控制的是 Iu 接口的 RANAP 信令和核心网内部的 MAP、GTP 信令,RANAP、MAP、GTP 信令是不区分 TDD 和 FDD 的,因此,这与同一接入模式RNC 间的
18、切换是一样的。CNNodeBRNC1 TD-SCDMA RANMSRANAPMSCRANAPWCDMA RAN RNC2MSMSC1CNNodeBRNC1 TD-SCDMA RANMS RANAPMSC2RANAPMAP/GTP WCDMA RAN RNC2MS图 5TD-SCDMA 与 WCDMA 网络漫游关系TD-SCDMA 和 WCDMA 网络的漫游存在以下两种种情况:、TD-SCDMA 和 WCDMA 共用核心网时当双模终端从一个 TD-SCDMA UTRAN 的覆盖区漫游到 WCDMA UTRAN 的覆盖区(或相反) ,将发生位置更新和路由区更新过程,这些过程由 RANAP、MAP、
19、无线接口层三信令支持,从前所述,我们知道 RANAP、MAP、无线接口层三信令是独立于接入网的,可以实现此种情况下的无缝漫游。、TD-SCDMA 与 WCDMA 各自组成不同的网络时与 TD-SCDMA 和 WCDMA 共用核心网时的情况相同。TD-SCDMA 与 CDMA2000 网络的关系CDMA2000 是 3GPP2 基于 ANSI-41 核心网,IS2000 为无线接口的标准,由一系列标准组成,如空中接口(IS-95/J-STD 008、IS2000) ,网络结构( IS-634 A INTERFACE) ,系统漫游与呼叫传递、切换(IS-41C、D、P) ,短消息( IS-637)
20、 ,OTA( IS-683) ,数据业务(IS-707)等等。是在 IS-95 CDMA 的基础上演进。TD-SCDMA 是 3GPP 基于 TDD 的一种全新的接入网,其核心网 GSM MAP 将在第二代 MSC + GPRS 的基础上演进。在现阶段实现中,TD-SCDMA 与 CDMA2000 由于空中接口方面的巨大差异,接入网络无共用的可能。在核心网部分,已在 CDMA2000 的无线接口定义了与 GSM MAP 核心网兼容的协议,在 3GPP 的无线接口定义了与ANSI-41 核心网兼容的协议,故理论上 3GPP 与 3GPP2 的无线接入网可以和 GSM MAP 核心网、ANSI-4
21、1 核心网互连。图 6图 6WCDMA CNMSC1TD-SCDMA CNNodeBRNC1 TD-SCDMA RANMSRANAPMSC2RANAPMAP/GTP WCDMA RAN RNC2MSGSM MAP 核心网ANSI-41 核心网WCDMA(TDD、FDD )TD-SCDMACDMA 2000在现阶段的实现中,核心网可分为分组域和电路交换域两部分来分析其设备共用的可能性。TD-SCDMA 的电路交换域同 GSM 系统基本一致,CDMA2000 的电路交换域采用ANSI-41 标准,故 TD-SCDMA 与 CDMA2000 在电路交换域无共用设备的可能性。TD-SCDMA 的分组域采用 GPRS,而 CDMA2000 采用其专用的分组接入设备(PCF + PDSN) ,从其协议栈可以看出,其共用设备的可能性也很小。