TD-SCDMA系统中N频点及多载波HSDPA应用

同3GPP以前的版本类似，3GPP LTE技术路线同样存在FDD和TDD之分。相较而言，TDD模式下频谱分配更加灵活。其中，多载波TD-SCDMA作为TDD模式演进的主要方向之一，强调了兼容性，是TD-SCDMA系统的平滑演进方案。

    TD-SCDMA的N频点特性

    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减少，从而有效地提高了频谱利用率，进而提高了整个系统的容量，但是由于在广播信道上没有进行波束赋型，缺少了波束赋型带来的赋型增益，因此覆盖范围相对较小；另外在同频组网的情况下，由于广播信道全向发射，载波间广播信道的干扰也很严重，也导致了系统效率的降低。为了灵活配置频率资源和码资源，并提高热点地区的系统容量覆盖，在TD-SCDMA系统中引入了N频点的特性。即每个小区配置多个载频，其中，承载P-CCPCH的为主载频，不承载P-CCPCH的载频为辅载频。一个N频点小区可以配置一个主载频、N-1个辅载频。

    根据行标中的描述，支持N频点的小区主要特性包括：每个小区有且仅有一个主载频；主辅载频使用相同的扰码和基本Midamble码；同一UE所占用的上下行时隙配置在同一频点上；主载频和辅载频的时隙转换点建议配置相同；仅在主载频上发送DwPTS和TS0信息，辅载频的TS0不使用。

    对于N频点小区，所有公共信道均配置于主载频，辅载频仅配置业务信道和有条件地配置部分公共信道。

    N频点特性对TD-SCDMA系统的影响

    由于N频点特性中，公共信道只在主载频发送，降低了对发射机功率的要求，并且降低了在同频组网的情况下载频间的干扰，由于采取N频点特性之后，系统容量大幅度提升，在同一个地理区域、同等业务量的条件下，系统负荷减轻，也减轻了系统的干扰，提高了系统的效率。

    但是同时，由于辅载频上没有公共信道的广播信息，在原来TD-SCDMA系统中的无线资源管理算法等方面造成了影响。

    资源分配：由于主载频才有广播和公共信道，用户只能从主载频发起呼叫，而系统可以在该小区的N个载频上进行接纳尝试。除了时隙、扩频码等资源的分配之外，还要考虑频率资源的分配，首先考虑选择哪个频点，然后再在这个频点上选择哪个时隙。载频的优先级顺序可以按负荷轻重（即占用码道数的多少）来确定，优先分配负荷较轻的载频上的资源。

    切换：由于辅载频上没有信标信道，因此UE无法直接获取辅载频的强度信息，这将会对切换判决产生不利影响。另外，对于硬切换的情况，UE在目标小区的上行同步的建立需要使用UpPCH、FPACH等信道，而在同一个扇区中，只有主载频上有这些信道为各个载频所共用，因此，UE需要首先在主载频上进行工作。所以，必须将UE的业务首先转移到主载频上，此时切换时延会增大，并且中间的信道调整和频点转换将增加系统的开销。

    DCA：在信道优先级排队时，应保证一个用户的所占资源分配在一个载频上，需要先选择一个载频，然后在这个载频上再选择时隙，进而选择码道。

    小区重选：一个扇区使用N频点就需要为这个UE选定一个驻留频点，UE驻留在这个扇区的主载频上，当发起呼叫的时候在主载频上完成接入过程，例如同步、开环功率控制，然后再在FACH信道上通知这个UE所在的业务频点，这时，UE可以转到此载频上承载业务。

    功率控制：对于N频点系统，由于在主载频上完成开环功控过程，UE转到辅载频上承载业务时，由于传输损耗会有频选性衰落的问题以及各频点的干扰不同，开环过程计算的发射功率可能会不准确。

    TD-SCDMA多载波HSDPA的应用

    虽然N频点能加强热点地区的系统容量覆盖，但是UE同时只能接收一个载波上的数据，峰值速率比较低。因此在N频点特性的基础上，提出了多载波的技术方案，以提高TD-SCDMA单站的容量和峰值速率。

    简单说来，TD-SCDMA多载波方案就是指一个UE可以同时接收多个载波的数据。和N频点特性相结合后，得到一种优化的方案，即在一个小区内提供多个连续的载波，主载波上提供BCH、UpPCH、DwPCH以及其他信道，用于系统信息广播和终端接入，而在辅载波上，只提供业务信道。UE在通过主载波接入之后，由系统的接纳控制功能根据各个载波资源的情况，统一配置资源。

    以3载波的系统为例，在Carrier0上，发送导频及广播信息，而在辅载频上的TS0及导频信道时隙为空，3个载频的上行、下行时隙，根据资源配置情况，灵活地配置给接入的UE。

    TD-SCDMA HSDPA（High Speed Downlink Packet Access）作为TD-SCDMA的增强型无线技术，支持高速不对称数据服务，可以满足用户日益增长的对高速分组数据业务的需求，也提升了TD-SCDMA系统在数据业务支持方面的竞争力。

    对于FDD，HSDPA理论峰值速率可达14.4Mbps，对于TD-SCDMA，目前3GPPHSDPA使用单个载波，采用5msTTI，最多使用5个下行时隙的全部资源，1.6MHz带宽上理论峰值速率是2.8Mbps。因此，与FDD HSDPA相比，TD-SCDMA HSDPA的频谱效率基本相当，但是单个载波上可提供的下行峰值速率偏低，很难直接满足运营商对高速分组数据业务的需求。

    多载波技术的引入，使得TD-SCDMA系统中的HSDPA技术支持的理论峰值速率大大提高，理论上N个载频的多载波HSDPA方案可以获得N倍于2.8Mbps的峰值速率，如3载频的HSDPA方案理论的峰值速率可以达到8.4Mbps；同时，多载波HSDPA允许一个用户同时使用多个载频上的HSDPA资源，因此，对一个用户而言，也大大提高了高速分组数据业务的支持能力，同样，理论上，一个用户的高速分组数据业务支持能力可达N倍于2.8Mbps。因此在TD-SCDMA系统引入多载波HSDPA技术，对于无线接入网络，可以提高一个小区的高速下行分组业务容量，同时也可以提高一个用户的高速下行分组业务能力。

    在多载波系统中，将主载频作为TD-SCDMA载频，而将辅载频作为TD-SCDMA HSDPA载频，利用TD-SCDMAN频点小区特性，将这两个频点作为一个逻辑小区，在这个逻辑小区内，不同载频采用不同的资源分配方式：话音业务优先分配到TD-SCDMA载频，数据业务优先分配到TD-SCDMA HSDPA载频。通过这种方式，可以在简化TD-SCDMA HSDPA网络规划和设计的同时进一步提高资源利用率。

    为了灵活地利用资源、增加系统容量，TD-SCDMA系统引入了多载波特性，多载波方案在降低系统干扰、提高容量的同时也对于TD系统的无线资源管理等算法提出了新的要求。多载波的引入，大大提升了TD-SCDMA HSDPA的数据支持能力，使得多载波HSDPA成为3GPP LTE TDD模式的重要发展方向之一。目前，多载波HSDPA的技术方案仍需要进一步细化。