作为“近百年来中国通信史上第一个具有完全自主知识产权的国际通信标准”，TD-SCDMA的技术特点究竟有哪些？它的优势何在？又面临哪些技术上的挑战？
任何一个完整的3G系统都包含核心网、射频接入网（RAN）和用户终端设备（手机，以及通过3G数据卡获取数据服务的终端设备）三大部分。其中RAN和用户终端之间的通信接口就是业内所称的空中接口。
TD-SCDMA标准与其他两大标准WCDMA、CDMA2000的主要区别之处，就在于它在空中接口部分定义采用了六大核心技术，堪称六大亮色:时分双工（TDD）、动态链路分配（DCA）、智能天线（SA）、联合检测（JD）、上行同步（ULSC）和接力切换（BHO）。
亮色一：时分双工
CDMA2000和WCDMA标准均规定采用频分双工（FDD）的双工方式，即规定上下行数据链路占用不同的频点，因此这两个标准都需要采用所谓对称频段（paired frequency）。TD-SCDMA标准则定义采用时分双工方式，上下行数据链路共用相同频点：一方面不需要采用对称频段，使得频率部署更加灵活；另一方面，由于上下行链路频点相同，因此两者传输特性相同，更有利于实现智能天线等先进的技术。同时，通过TDD还能支持非对称流量，上下行链路速率可依据具体应用而动态调整。另外，频分双工需要在RF收发器集成上下行链路的隔离功能，时分双工则免除了这一需要，降低了收发器的复杂度和成本。
时分双工模式在带来一系列优势的同时，也带来一系列的难题。由于采用时分双工，必然要求小区内各用户的上行信号需要进行同步调整，以保证不同用户同一时隙的上行信号能够严格同步。
TD-SCDMA系统对上行信号的同步要求非常苛刻，由此可能引发诸多问题。如果用户终端与基站建立同步不精确，会带来与其他信道之间的串扰。另外，如果用户终端无法与基站建立同步，则基站就无法为该用户提供任何服务。在实际情况中，是有可能存在用户终端无法与基站建立同步的情况的。比如，当室内采用直放站或室内天线的时候，若用户在室内外天线覆盖范围内切换，或在不同增益的室内天线覆盖范围内切换，Node B就无法根据其发射功率判断该用户的远近，给出正确的同步调整数值。
时分双工模式带来的第二大技术难题是接力切换。在WCDMA和CDMA2000系统中，当软切换发生的时候，RNC通知所有相邻的Node B测量移动台的信号强度。虽然在基站切换中，信道利用率有所下降，但切换成功率得以保障。而在TD-SCDMA系统中，由于移动台与各Node B的相对方位均有所不同，移动台不可能与多个Node B同时建立上行同步。因此，在移动台需要切换基站的时候，RNC必须根据当前Node B测量功率的变化以及智能天线的接收模式判断该移动台的当前位置和移动方向，只通知最可能靠近的Node B对该移动台进行监测。如果移动台移动速度过快，或方向变化过于突然，就很容易造成RNC误判，从而导致目标基站导频丢失，用户掉话。相比软切换而言，接力切换能够稍许提高系统效率，但牺牲了系统稳定性，代价高昂。
亮色二：动态链路分配
动态链路分配（DCA）主要指系统根据当前链路干扰情况，为通信选择质量最好的链路。对于CDMA2000和WCDMA而言，主要指选择干扰最小的载频；对于TD-SCDMA而言，由于综合了频分、时分和空分（通过智能天线）三维信道分割技术，因此可以从时隙、载频、天线覆盖模式三个方面进行优化，生成针对该用户的覆盖模式，并选择干扰最小的时隙和载频。
动态链路分配可以为用户提供尽可能好的通信信道，但是DCA的引入带来更长的呼叫建立时间，以及复杂的呼叫控制。对TD-SCDMA系统而言，如要同时获得载频、时隙和天线覆盖模式三个方面的优化，就必须采用频率敏感的接收机，设计复杂的时隙分配算法和波束赋形算法。同时，由于信道集中分配，因此，需要更快的骨干网络。
动态链路分配算法的好坏关系到系统的性能。优秀的算法能够提高频带利用率，减轻系统负荷，简化信道规划和分配，但若DCA算法与实际情况不符，则适得其反。
亮色三：智能天线
TD-SCDMA的核心技术之一是智能天线。智能天线的优劣直接影响到覆盖率、信道分配、抗干扰能力以及基于位置的业务。
智能天线的工作原理是采用多根天线，根据用户终端的方向和距离基站的远近，通过波束赋形生成针对该用户终端的波束。在波束主瓣覆盖目标终端的同时，尽量减少旁瓣强度和覆盖范围，从而减少对其他用户终端的干扰。因此，智能天线的技术能够提高频谱利用率，提高通信质量，降低链路干扰。另外，在智能天线技术中以多个小功率运放取代大功率运放，从而带来成本的显著下降。CDMA2000和WCDMA系统在今后的演进中也可能逐步采用智能天线技术。
波束赋形算法是智能天线技术的关键之一。算法好坏直接决定了系统性能。同时，再好的算法也无法适应所有的应用环境。面对复杂而多样的应用环境，适用于某种情况下的波束赋形算法很可能在其他环境下无法使用。这就使得系统性能有很大的不确定性，没有经过验证的应用环境下系统性能就无法保障。此外，不同的基站可能需要修正算法参数或者采用不同的算法，这不但增加了基站调测人员和网络优化人员的工作量，而且也增加了出错的概率和管理的难度。智能天线拥有巨大的技术优势，同时也带来巨大的技术挑战。要将一套优秀健壮的波束赋形算法设计出来，并能适用于多种应用环境，难度是很大的。
此外，智能天线形成的波束方向图覆盖面较宽，在会场等用户密集的场所，很难同时跟踪多个用户。随着用户数增多，算法复杂度将呈指数型增长。目前开发的算法还不具备有效的（“有效”主要指成本控制在可以接受的程度内）同时追踪多个用户的能力。除非优化算法，降低复杂度，提高系统处理能力，否则，实现多用户同时追踪的成本将非常高昂。
其实，智能天线并非新鲜事物，在军方早有应用，但其精度要求极高，性价比极低，因而长期以来智能天线技术一直无缘民用。随着DSP技术的不断进步，智能天线技术的成本不断下降，越来越多的算法开发机构、芯片设计厂商和通信设备厂商探索如何进一步降低成本，使之付诸商用，如应用于WiMAX以及第三代移动通信技术之中。
不仅TD-SCDMA阵营在研究，WCDMA阵营以及CDMA2000阵营目前也在研究智能天线技术。比如，美国的Array Comm公司自1992年成立以来，一直在研发基于智能天线的移动网络（如GSM/WCDMA，WiMAX等）解决方案。2005年年底，三星公司宣布开始研发基于智能天线的WCDMA基站。而在CDMA2000阵营，朗讯公司于2002年12月10日就推出Flexent Modular Cell 4.0基站设备，支持IA（Intelligent Antenna）和BLAST（Bell-labs LAyered Space-Time的缩写，一种MIMO技术）。从IEEE文献库中记录数量看，根据关键字smart antenna和CDMA仅能索引到262篇文档。
我国对智能天线的商用研发主要针对TD-SCDMA 系统。目前IEEE文献库中以smart antenna和TD-SCDMA为关键字的论文数为16篇。国内研发智能天线技术的龙头企业是西安海天，该公司于2005年11月15日与大唐移动签约宣布成立嘉载通信设备有限公司，注册资本2000万美元，共同研发用于TD-SCDMA系统的智能天线以及TD-SCDMA微蜂窝基站。迄今为止，在TD-SCDMA网的相关测试中，所用智能天线均由海天提供。根据海天公司发布的新闻，至2006年2月27日，海天公司已完成第一批100套TD-SCDMA智能天线的交货任务。根据目前的测试结果来看，海天的TD-SCDMA智能天线尚需要进一步改进。
智能天线是TD-SCDMA其他核心技术得以实现的基石。如果没有智能天线技术，联合检测效果将大为降低，空分多址将无法实现，系统无法追踪用户，上行同步无法建立，接力切换和基于空间的动态链路分配都失去了基础。
亮色四：联合检测
对于码分多址系统，每个用户都被分配一个扩展码，以区分同一载频（CDMA2000和WCDMA）或同一载频、同一时隙（TD）的不同用户。因此，基站设备需要根据扩展码检测并区分不同用户的数据流。所谓联合检测，是指多个用户的数据流在单个步骤同时被检测。多个用户数据流的同时检测使得多接入干扰（MAI）得以有效抑制。理论上联合检测是解调性能最好的用户检测技术，但是其算法复杂度很高，只适用于一载频、同一时隙中用户数较少的TD-SCDMA系统，不适用于同一载频中用户数较多的CDMA2000和WCDMA系统。
亮色五：上行同步
所谓上行同步，是指通过同步调整，使得小区内同一时隙内各用户的上行信号在同一时刻到达基站。对于TD-SCDMA系统，空中接口的上行同步非常重要。WCDMA和CDMA2000系统不是时分系统，不需要上行同步。
可以通过时隙调度很方便地实现上下行不对称业务，是TD-SCDMA系统的技术优势。但这类业务会对直放站的设计带来很大挑战。为了同时提供数据业务和语音业务，同一扇区内必须有多个载频，否则带宽不够。多载频的同时存在会带来一系列问题，比如：对于语音业务，上下时隙对称分配；对于数据业务，上行时隙应该比下行时隙少很多。各载频上下行时隙切换点的不一致不可避免，在这样的情况下，必须对各载频分路处理。
另外，由于考虑系统成本，在多载波处理的情况下，直放站不支持上下行链路的动态分配。多载波上下行链路的切换点必须固定在同一位置。换言之，最大上行链路速率和最大下行链路速率之间的比例固定。如果业务带宽需求模式与其设定不吻合，就会造成很大的带宽浪费。数据业务本身具有突发性和带宽需求的多样性。在众多数据业务同时存在的时候，固定的切换点显得众口难调。因此，TD-SCDMA技术在如何兼顾语音业务和数据业务方面还要投入很多精力去研究。
亮色六：接力切换
由于TD-SCDMA系统需要上行同步，因此在用户终端从一个基站的覆盖范围移动到另一个基站的覆盖范围时，首先需要与目标基站预同步。目标基站指示用户终端在切换之后的上行信道同步调整量以及发送功率。WCDMA和CDMA2000系统不需要上行同步，采取硬切换、软切换和更软切换。
链接一：关于TD-SCDMA标准
TD-SCDMA移动通信系统标准是中国提出并被国际电信联盟（ITU）接纳的第三代移动通信标准。TD-SCDMA集成了频分（FDMA）、时分（TDMA）、码分（CDMA）和空分（SDMA）四种多址接入技术的优势，全面满足ITU提出的IMT-2000的要求，与WCDMA、CDMA2000一起成为公认的三种主流的3G技术标准。
TD-SCDMA是近百年来我国通信史上第一个具有完全自主知识产权的国际通信标准，它的出现在我国通信发展史上具有里程碑的意义，极大地提高了我国在移动通信领域的技术水平，是整个中国通信业的重大突破。作为3G的国际主流标准之一，TD-SCDMA技术必将引导中国乃至全球3G及后3G技术的演进和发展。TD-SCDMA凭借频谱利用率高、系统容量大、建网成本低和高效支持数据业务等优势，必定会在全球范围内占有一席之地。
TD-SCDMA的关键技术，如时分双工（TDD）、智能天线（SA）、联合检测（JD）、上行同步（ULSC）、动态信道分配（DCA）和接力切换（BHO），使得系统的容量、性能有了很大的提升。另外由于TD-SCDMA的固有特点在支持3G应用方面也具有独特的优势。
通过近几年业界的共同努力，TD-SCDMA产业链目前已经基本成熟，其规模还在不断扩展和壮大。产业链各个环节的厂商都陆续推出了自己的商用产品，其中大唐移动自行研发的TD-SCDMA RAN系统，终端及网优、网规系统已经通过了一系列的试验和测试，具备了规模商用的能力。
链接二：TD-SCDMA发展大事记
2006年1月20日，信息产业部正式确立TD-SCDMA为中国3G通信行业标准。
2005年6月底，TD-SCDMA产业化专项测试完成，专家组认为：TD-SCDMA技术性能已完全成熟，完全可以满足大规模独立组网需要。
2005年4月，TD-SCDMA国际峰会成功举行，来自国内外的14个厂商开发的近20款TD－SCDMA手机集体亮相。至此，一直被业界看做TD-SCDMA商用瓶颈的终端问题获得整体突破。
2005年1月，大唐移动TD-SCDMA数据卡率先实现384K数据业务演示，该款数据卡是大唐移动自主开发的业界第一款TD-SCDMA数据终端。
2004年11月，由信息产业部组织的3G MT Net外场试验结果公布，TD－SCDMA顺利通过试验，试验结果充分证明了其独立组网的商用能力和突出的技术优势。
2002年10月30日，大唐、华立、华为、联想、中兴、中电、中国普天等8家知名通信企业发起成立TD-SCDMA产业联盟。
2002年10月23日，信息产业部发布【2002】479号文件，公布了3G频谱规划，为TD-SCDMA标准划分了总计155MHz的频段。
2001年3月16日，TD-SCDMA标准被3GPP（第三代移动通信伙伴项目）正式接纳。
2000年5月，TD-SCDMA被ITU批准为第三代移动通信国际标准。
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