摘 要：對TD-SCDMA" title="TD-SCDMA">TD-SCDMA與WiMAX的標準進展情況、技術特點、產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀進行了對比分析，并對TD-SCDMA與WiMAX未來在中國的發(fā)展前景進行分析。
關鍵詞：TD-SCDMA；WiMAX；LTE
?
TD-SCDMA與WiMAX概述
??? TD-SCDMA是對GSM/GPRS業(yè)務的繼承和發(fā)展，繼承了GSM網中成熟的業(yè)務，增強了GPRS網的數(shù)據(jù)業(yè)務，并引入了可視電話等標志性業(yè)務。
??? WiMAX全名是Worldwide Interoperability for Microwave Access，是一項無線城域網（WMAN）接入技術，經過一段時間的發(fā)展已從最開始的802.16標準演化出了目前的802.16a、802.16d、802.16e等一系列標準。分為固定WiMAX（802.16d）和移動WiMAX（802.16e）兩部分。固定WiMAX空中接口規(guī)范(頻段：10GHz～66GHz和＜11GHz)于2004年通過，不支持移動環(huán)境；移動WiMAX空中接口規(guī)范(頻段＜6GHz)于2005年通過，支持便攜和移動環(huán)境，最終支持的移動速度可以達到120km/h。
??? 目前討論最多的是移動WiMAX，特別是在WiMAX的子集成IMT-2000(即3G標準)出臺之后，關于WiMAX與TD-SCDMA的關系及定位問題一直成為討論的熱點。
??? TD-SCDMA與WiMAX的整體情況對比如表1所示。
?
?
?
標準進展情況
TD-SCDMA
??? 在標準化方面，由中國通信標準化協(xié)會主導，TD-SCDMA的標準不斷演進，目前已經制訂完成了TD-SCDMA基站、分布式基站、核心網、 N頻點技術，TD-HSDPA標準及測試規(guī)范。正在制訂TD-HSUPA標準。2008年中國通信標準化協(xié)會對兩項TD-MBMS標準進行正式公示，這為TD多媒體廣播業(yè)務后續(xù)試驗和推廣奠定了規(guī)范基礎。
??? TD-HSDPA所采用的增強技術主要有共享信道、高階調制、自適應調制編碼、混合自動重傳和快速小區(qū)選擇等。在單載波1.6Mb/s的帶寬下，HSDPA理論峰值速率為2.8Mb/s[3]，引入多載波HSDPA技術，使得TD-HSDPA技術支持的理論峰值速率大大提高，如3載頻的HSDPA方案理論的峰值速率可以達到8.4Mb/s。
??? 2007年11月，中國移動牽頭在國際上推動基于我國TDD標準的優(yōu)化和融合。基于TD-SCDMA的幀結構統(tǒng)一了延續(xù)已有標準的兩種TDD(即LCR，HCR)模式，最終成功實現(xiàn)LTE唯一TDD標準化，為TD-LTE產業(yè)的國際化布局開辟了重要發(fā)展空間。在統(tǒng)一的版本中，TD-SCDMA現(xiàn)有的核心技術大部分得到了繼承。TD-SCDMA LTE中長期獨立演進的戰(zhàn)略問題基本得到解決，我國繼續(xù)掌握著TD-SCDMA LTE的核心知識產權。預計2008年6月將向3GPP組織提交TD-LTE核心規(guī)范的第一個完整版本。
??? TD-SCDMA LTE規(guī)范在3GPP主導下推進，總體方向是網絡結構向全IP化、扁平化發(fā)展，業(yè)務向多樣化、多媒體化和個性化方向發(fā)展，無線接口向高速傳輸分組數(shù)據(jù)的方向發(fā)展，用戶終端向支持多模多頻段方向發(fā)展。
WiMAX
??? IEEE 802.16標準系列包括802.16、802.16a、802.16c、802.16d（802.16-2004）、802.16e(802.16-2005)、802.16m、802.16g等標準。目前還有其他的任務組和研究組正在進行相關的研究工作。目前關注度最高的是移動WiMAX(802.16e)及其演進技術(802.16m)。
??? 中國通信標準化協(xié)會正在積極開展研究工作?；?02.16d的一系列行業(yè)標準已經制定?；?02.16e的行業(yè)標準正在制訂，基于WiMAX的多播業(yè)務MBS也正在研究中。
??? 2007年10月，在日內瓦舉行的無線通信全體會議批準OFDMA TDD WMAN(WiMAX的一個子集)成為IMT-2000(3G)標準，實際提交的技術稱為IP-OFDMA技術，它只包括WiMAX的TDD部分，而不支持FDD，且只支持5MHz帶寬和10MHz帶寬。WiMAX融入3G標準，打破了3G技術和市場的現(xiàn)有格局。對WiMAX頻率資源和業(yè)務發(fā)展都有非常重要的意義，是WiMAX發(fā)展的重要步驟。由于目前TD也是工作在TDD頻段，無線電大會將2.3GHz～2.4GHz頻段分配給IMT，而這也意味著WiMAX今后在國際上仍將會與TD正面競爭頻段資源。雖然目前大部分國家的TDD頻段都處于閑置狀態(tài)，但WiMAX最后能否取得大規(guī)模商用還尚待探討。我國以增加腳注“中國主管部門不同意本次全會批準OFDMA TDD WMAN成為IMT-2000（3G）標準”的形式反對通過有關建議書，明確表達了對WiMAX成為IMT-2000標準持保留意見[1]。
??? WiMAX陣營也在積極研究向未來演進的問題，IEEE于2006年12月啟動了802.16m標準制訂工作。802.16m將是基于移動WiMAX（802.16e）進行的增強，以適應下一代移動通信網絡的需求。系統(tǒng)將以滿足ITU對于4G的需求為目標，作為4G的候選技術向ITU進行提交。IEEE計劃2009年完成802.16m技術標準的制訂工作。802.16m并非WiMAX的一部分，但在兩種標準之間將存在跨平臺的兼容性。另外，802.16m標準還將兼容未來的4G無線網絡。
??? 目前，TD-SCDMA與WiMAX的一個分支同為IMT-2000（3G）標準，WiMAX能夠解決長期困擾自身的頻率資源問題，而TD-SCDMA的國際市場將受到一定程度的影響。WiMAX的演進技術802.16m與TD-SCDMA的演進技術都在爭取成為4G標準，兩者之間的競爭必將存在。
技術特點
TD-SCDMA
??? TD-SCDMA的技術特點主要表現(xiàn)在：
? ?(1)智能天線：智能天線是由多根天線陣元組成的天線陣列。智能天線的原理是通過調節(jié)各陣元信號的加權幅度和相位來改變陣列天線的方向圖，從而抑制干擾，提高信噪比，實現(xiàn)天線和傳播環(huán)境與用戶和基站之間的最佳匹配。空間波束賦形的結果使得在保持小區(qū)覆蓋不變的情況下，極大地降低總的射頻發(fā)射功率，一方面改善了空間電磁環(huán)境，另一方面也降低了無線基站的成本。可以有效地減少同信道干擾，提高下行容量。TD-SCDMA 2005年推出的智能天線是8陣元的智能天線，但是天線尺寸過大，在工程實施方面存在較多問題。之后通過增加優(yōu)化算法，在不明顯降低性能的情況下，將陣元數(shù)量從8根降低到4根。
?? (2)聯(lián)合檢測：聯(lián)合檢測技術即“多用戶干擾”抑制技術，是消除和減輕多用戶干擾的主要技術，充分利用對多用戶信道的估計，根據(jù)某種信號估計準則，估計同時工作的多個碼道的用戶信息，在多個用戶中檢測、提取出所需的用戶信號。它把所有用戶的信號都當作有用信號處理，這樣可以充分利用用戶信號的擴頻碼、幅度、定時、延遲等信息，從而大幅度降低多徑多址干擾。與智能天線技術相結合，聯(lián)合檢測技術可以獲得更加理想的效果。
?? (3)動態(tài)信道分配：TD-SCDMA所采用的動態(tài)信道分配技術可以實現(xiàn)在時域、空域和碼域對無線資源的靈活配置。采用動態(tài)信道分配技術使得TD-SCDMA系統(tǒng)能夠較好地避免干擾，使信道重用距離最小化，從而高效率地利用有限的無線資源，提高系統(tǒng)容量。此外，通過使用時域動態(tài)地分配信道，可以靈活分配時隙" title="時隙">時隙資源，動態(tài)地調整上、下行時隙的個數(shù)，從而靈活地支持對稱和非對稱的業(yè)務。
?? (4)接力切換：TD-SCDMA系統(tǒng)的基站和基站控制器可采用接力切換技術，根據(jù)用戶的方位和距離信息，判斷手機用戶現(xiàn)在是否移動到應該切換給另一基站的臨近區(qū)域。如果進入切換區(qū)，便可通過基站控制器通知另一基站做好切換準備，達到接力切換的目的。使用上行預同步技術，在切換過程中，UE從源小區(qū)接收下行數(shù)據(jù)，向目標小區(qū)發(fā)送上行數(shù)據(jù)，即上下行通信鏈路先后轉移到目標小區(qū)?？梢酝ㄟ^減少切換時間，達到提高切換成功率、降低切換掉話率的目的。在切換操作中大大減少因失步造成的丟包，這樣在不損失容量的前提下，極大地提升了通信質量。
WiMAX
??? WiMAX的技術特點主要表現(xiàn)在：
?? (1)OFDM與OFDMA
????OFDM/OFDMA 技術與CDMA 技術相比，具有頻譜效率高、帶寬擴展性強、頻域資源分配方便、有利于改善射頻功率峰均比的優(yōu)點，同時也具有抗多徑衰落和易與 MIMO 技術聯(lián)合運用的優(yōu)點。射頻功率峰均比的改善，既可舒緩射頻設備設計壓力，又能夠減小對鄰近鏈路的干擾。TD-SCDMA的后續(xù)演進技術LTE也采用OFDM技術。
?? ?OFDMA是TDMA、FDMA、DAMA (按需分配多址)的綜合運用。 將激活的載波子信道化，一個子信道的載波不需要相鄰。OFDM所有載波的幅值都是相同的，一個時隙同時只能由一個用戶使用。OFDMA將載波分成若干個組，每個組里又有多個載波。下行鏈路可以分為48個組，每組32個載波，上行鏈路可以分為53個組，每組32個載波，其余為保護頻帶和導頻。每個子載波采用獨立的編碼、調制方式和信號功率，以便基于信道條件優(yōu)化網絡資源。將時隙分成多個子信道，多個用戶可以同時使用一個時隙。
??? (2)MIMO
??? MIMO是一種多天線技術，它將多徑作為有利因素加以利用。MIMO系統(tǒng)利用各發(fā)射接收天線間的通道響應獨立，創(chuàng)造出多個并行空間信道，空時編碼形成多個信息子流經多個信道在同一頻帶同時發(fā)送可以成倍地增加系統(tǒng)容量，同時可以提高信道的可靠性，降低誤碼率。目前很少有成熟的產品出現(xiàn)，估計在MIMO技術的研發(fā)和實現(xiàn)上，還需要一段時間才能夠取得突破[2]。
??? (3)切換
??? 移動WiMAX支持三種切換方式：硬切換（HHO），快速基站切換（FBSS），宏分集切換（MDHO）。硬切換是必選項，另外兩種是可選項。快速基站切換：MS從/向一個Anchor 基站接收/發(fā)送數(shù)據(jù)，該Anchor 基站在激活集中選擇，并且可變。宏分集切換：MS同時向/從多個BS發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。
?? (4)調制技術
??? WiMAX采用QPSK、16QAM和64QAM三種調制方式，QPSK利用載波的4種不同相位差來表示不同數(shù)據(jù)，其實際效率較高。而相比之下，QAM在機理上更加復雜，與其他調制技術相比，QAM調制技術具有充分利用帶寬、抗噪聲強等特點。802.16d/e采用了塊Turbo碼、卷積Turbo碼等糾錯能力很強但解碼延時較大的信道碼，同時也考慮使用低復雜度、低延時的LDPC碼。
?TD-SCDMA和移動WiMAX都采用了TDD技術，有很多相似性。TD-SCDMA目前版本以CDMA技術為主，結合自身特點采用智能天線、接力切換、聯(lián)合檢測等技術。TD-SCDMA繼承了傳統(tǒng)移動通信網絡的特征，對話音業(yè)務、漫游切換有較好的保障。WiMAX采用了TD-SCDMA的未來演進技術中的OFDM、MIMO等先進技術，網絡結構更趨向扁平化，采用全IP架構，適合互聯(lián)網業(yè)務。
產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
TD-SCMDA
??? 按照最新的統(tǒng)計，TD-SCDMA產業(yè)聯(lián)盟成員達到51家，覆蓋了TD-SCDMA產業(yè)鏈從系統(tǒng)、芯片、終端、配套到測試儀表的各個環(huán)節(jié)。以國內廠家為主，國際巨頭較少直接參與，通常以合資公司形式參與。目前形成了從系統(tǒng)、芯片、終端、配套到儀表的多廠家供貨環(huán)境。
??? TD-SCDMA終端也取得了較快進展，截止到2008年4月，獲得入網許可證的TD-SCMDA終端有17款，數(shù)據(jù)卡3款，共20款。設備廠家推出的TD-SCDMA終端有100款左右。
??? 在國內，由多個廠家供貨，分別由中國移動、中國電信、中國網通在10個城市建設了TD-SCDMA大規(guī)模試驗網絡。今年4月1日， TD-SCDMA面向北京、上海、天津、沈陽、廣州、深圳、廈門和秦皇島8個城市放號。在成為3G標準8年之后，TD-SCDMA終于迎來了試商用。在TD-SCDMA的發(fā)展上邁出了關鍵的一步，是正式商用前的最后一個階段。但是這次試商用是與社會化業(yè)務測試兩步并作一步走的，在網絡覆蓋、終端方面還需要進一步完善。
??? TD-SCDMA的國際化運作相當滯后，至今僅有中興在羅馬尼亞建立了TD-SCDMA試驗網，另外在韓國、中國香港等地先后建設了小規(guī)模的TD-SCMDA試驗網。
?? ?2007年底，信息產業(yè)部電信研究院組織了相應的TD-SCDMA系統(tǒng)設備廠商在懷柔進行了TD-HSDPA外場測試。
WiMAX
??? WiMAX論壇是2001年4月9日成立的非贏利組織，旨在對基于IEEE802.16標準的寬帶無線接入產品制定一套測試規(guī)范和認證體系，對其進行一致性和互操作性認證，以推動IEEE802.16標準的市場化進程。IEEE是標準的制定者；WiMAX論壇是標準的推動者。WiMAX論壇成員包括芯片制造商、接入及終端系統(tǒng)設備商、網絡系統(tǒng)設備商、運營商等在內的完整產業(yè)鏈，目前WiMAX論壇成員超過530家。WiMAX論壇成員以英特爾等IT巨頭為核心，而一些在3G技術不具優(yōu)勢的電信設備商，如北電、摩托羅拉等，已經全面向WiMAX技術轉型，更增加了WiMAX在全球市場競爭中的實力。
??? WiMAX論壇大力進行宣傳推廣，重點推動WiMAX的商用化進程。在WiMAX陣營的共同努力下，移動WiMAX技術產品和市場保持了較快的發(fā)展速度，很多運營商和設備制造商都對WiMAX表現(xiàn)出極大的熱情。
??? 目前，移動WiMAX在2.3GHz頻段有8款產品獲得了WiMAX論壇的產品認證，其中包括4款基站設備，4款用戶設備，標志著移動WiMAX設備進入了正式商用階段。WiMAX論壇預計到今年年底有100款設備通過產品認證。預計到2012年WiMAX用戶達到1.33億，其中70%為移動WiMAX用戶。
??? 韓國是最先部署移動WiMAX商用網絡的國家。WiBro（Wireless Broadband）是韓國提出的寬帶無線接入標準，應用在2.3GHz頻段上。WiBro標準完全遵從IEEE 802.16e標準，可以看作是IEEE 802.16e標準的子集。采用OFDMA/TDD技術，系統(tǒng)帶寬9MHz，下行速率18.4Mb/s，上行速率6.1Mb/s。韓國運營商KT 2006年開始部署WiBro網絡，截止目前，其WiBro用戶已經超過14萬，預計到年底將超過41萬用戶[4]。
??? Sprint Nextel于2006年8月宣布計劃部署基于移動WiMAX標準的寬帶無線接入系統(tǒng)。2007年初，Sprint Nextel宣布斥資8億美元，分別與諾基亞、三星在德州與華盛頓特區(qū)部署移動WiMAX網絡。Sprint Nextel選擇了三星、摩托羅拉、英特爾、諾基亞、中興等作為系統(tǒng)、芯片和終端合作伙伴，提供CPE、PCMCIA卡、手機等WiMAX終端，提供互聯(lián)網接入業(yè)務。Sprint Nextel，在更換CEO之后，對WiMAX的推出計劃進行了一些調整，計劃將其WiMAX網絡商用時間從今年年中推遲至今年底。
??? 今年4月，澳大利亞政府宣布將廢除其與Optus/Elders合資公司簽訂的在全國建立WiMAX寬帶網絡的合同，停止WiMAX全國建網計劃。主要原因是，2007年11月，澳大利亞政府對該項目重新評估后認為，在澳大利亞全國建設WiMAX網絡的計劃很難滿足全國覆蓋要求，因此政府決定取消該計劃。對WiMAX發(fā)展有一定影響。
??? 2007年7月，我國臺灣省頒發(fā)了6張WiMAX牌照，并給每張牌照在2.5GHz頻段上分配了30MHz的頻寬。臺灣省通過一個為期4年的“M-臺灣”計劃通過在臺灣創(chuàng)建一個完整的WiMAX生態(tài)系統(tǒng)，推出一體化的移動服務，將臺灣建成全球WiMAX和下一代無線通信技術的中心。
??? 全球范圍內現(xiàn)在已經有很多WiMAX的預商用試驗網，目前主要是一些中小運營商和固網運營商對WiMAX興趣較大，并計劃建設WiMAX試驗商用網。擁有完善的3G網絡并且占主導地位的移動運營商對WiMAX興趣并不大，主流移動運營商中只有Sprint Nextel 正在建網，很多運營商對Sprint Nextel的WiMAX試驗網還持觀望態(tài)度。
??? 總體來看，TD-SCDMA目前主要由國內部門推動進行產業(yè)化，國際公司參與力度較小，形成了較為完整的產業(yè)鏈，已經開始試商用，規(guī)模較小。WiMAX陣營力量比較強大，有多家國際巨頭參與，目前能夠提供經過WiMAX論壇認證的移動WiMAX設備有韓國的WiBro商用一年，但規(guī)模有限。
未來發(fā)展前景
??? TD-SCDMA作為我國具有自主知識產權的3G標準和國家自主創(chuàng)新的標志，得到政府的大力支持，已經投入了大批資金進行設備研發(fā)、網絡試驗。主管部門已經給TD-SCDMA分配了155MHz頻率。但是TD-SCDMA的牌照還沒有發(fā)放，TD-SCDMA在中國的市場規(guī)模還不能準確預測?？梢灶A見的是國家將從研發(fā)、運營、設備制造等方面加大對TD-SCDMA的支持力度，TD-SCDMA產業(yè)鏈將會不斷完善、壯大。
??? 我國大陸目前還沒有為WiMAX指定頻率。沒有頻率將直接導致WiMAX無法在國內電信市場得到正式商用，我國運營商和設備制造商只能持觀望的態(tài)度。目前有部分試驗性質的WiMAX網絡在3.5GHz頻段建設，規(guī)模較小。WiMAX在我國正式起步或者大規(guī)模發(fā)展有待明確分配頻率之后。WiMAX的牌照發(fā)放方式也將直接影響WiMAX未來的市場定位。
??? WiMAX的一部分成為3G標準之后，在一定程度上與TD-SCDMA存在競爭。但是，從WiMAX與TD-SCDMA的市場定位看，WiMAX的優(yōu)勢在于高速數(shù)據(jù)業(yè)務，作為3G部分的WiMAX目前離成熟還有一定距離。對于支持高速移動及切換還需要加強。而TD-SCDMA在于話音業(yè)務及一定速率的數(shù)據(jù)業(yè)務，在高速移動及漫游切換方面有優(yōu)勢，所以，兩者并不構成完全的競爭關系。
??? TD-SCDMA與WiMAX在覆蓋范圍、服務對象、業(yè)務提供能力方面不盡相同。TD-SCDMA主要是提供高速的廣域接入技術，提供高速移動環(huán)境下的快速切換能力。WiMAX可以提供高速無線接入，作為TD-SCDMA網絡或者其他移動通信網絡的補充，在數(shù)據(jù)業(yè)務密集地區(qū)吸收業(yè)務量。
??? WiMAX移動通信系統(tǒng)主要定位于分組數(shù)據(jù)的業(yè)務傳輸，其峰值數(shù)據(jù)傳輸速率可達到75Mb/s，比TD-SCDMA系統(tǒng)高很多，但其主要應用是為固定、便攜或者低速移動的用戶提供接入，在網絡建設初期和中期階段并不支持高速移動下的無縫漫游。而TD-SCDMA移動通信系統(tǒng)具有支持快速漫游以及可提供全網覆蓋的通話業(yè)務功能優(yōu)點?？梢越Y合TD-SCDMA與WiMAX的技術特點以及產業(yè)化進度，提出混合組網的方案。TD-SCDMA與WiMAX混合組網可以參考WLAN與3G混合組網的方式，有松耦合與緊耦合兩種方式，目的是發(fā)揮兩種技術的優(yōu)勢，提高投資收益率，提升用戶體驗。當然TD-SCDMA與WiMAX混合組網有一個前提條件，就是需要先由主管部門為WiMAX分配頻率。
??? TD-SCDMA技術發(fā)展將逐步引入IMS技術，目前基于IMS技術的一些業(yè)務已經得到商用。中國通信標準化協(xié)會正在對統(tǒng)一IMS進行研究。在將來，TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000、2G、WiMAX、WLAN、PSTN、Cable、電力線等將作為一種接入手段，接入到統(tǒng)一的核心網，通過IMS來開展業(yè)務，最終形成TD-SCDMA、WiMAX、其他有線無線寬帶接入等多種技術的融合，能夠實現(xiàn)無縫覆蓋的網絡，最大程度滿足客戶的需要。
??? TD-SCDMA與WiMAX將向共同的方向演進?？罩薪涌贗P化都將采用OFDM、MIMO等技術。從目前來看，TD-SCDMA未來演進技術LTE的標準和產品的進程可能會比WiMAX慢。最后將通過網絡融合、終端融合、業(yè)務融合，為用戶提供無時不在、無所不在的信息傳遞環(huán)境。
??? TD-SCDMA作為3G技術的一種與WiMAX分別代表了電信陣營與互聯(lián)網陣營的力量，兩種技術各有一定的優(yōu)勢。至于未來市場規(guī)模有多大，需要看兩方及相關技術的產業(yè)鏈競爭能力，最終還需要接受市場的檢驗，由用戶決定。
參考文獻
[1] 何廷潤.3G及其演進中市場競爭格局的變遷.移動通信，2008，(1)：14-18.
[2] 彭木根.移動WiMAX的關鍵技術及未來演進.電信科學，2007，(7)：26-32.
[3] 劉洋，李燕.TD-SCDMA 系統(tǒng)與標準演進技術.移動通信，2007，(11)：19-21.
[4] WiMAX論壇.http：//www.wimaxforum.org/