3.1时分双工
在FDD系统中，使用不同的频段来做上行和下行传输，而在TDD系统中，同一个频段同时被上行和下行传输使用，但上行或下行传输只在其特定的时隙中进行。频谱是一个有限而宝贵的资源，相对FDD系统，灵活的频谱分配在TDD系统中更容易实现。在TDD系统中，时隙的长度可以不相等，并且每帧中的上行时隙和下行时隙的数目也可以是不相同的。采用TDD的优点是其具有能够很好地容纳下行和上行间高速非对称业务的能力，这是未来B3G系统应具有的显著特征之一。另外，TDD系统上行和下行信道间的对称性有利于链路自适应技术，如自适应波束赋形、发射分集和自适应调制等。链路自适应技术能够提高系统的吞吐率和简化接收机结构。
3.2多址接入方式
CDMA因为具有比别的多址接入方式更高的频谱利用率，所以已经在3G系统中得到了广泛的应用。但是，当数据速率高达100Mbit/s以上时，宽带CDMA的性能会因为多径信道的严重多址干扰和符号间干扰而遭受到很大的影响。为了更好地利用频率资源来满足多媒体业务的需要，OFDM技术可以帮助CDMA系统减弱多径衰落信道的不良影响，并保持高频谱效率。OFDM采用了更长的符号持续时间，并有循环前缀来避免频率选择性的影响。同时，它最小化子载波间的间距来增加频谱利用率。与OFDM结合，CDMA系统能够获得更佳的系统性能，所以，OFDM-CDMA系统是未来移动通信系统最有前途的多址接入方案之一。过去提出的OFDM和CDMA相结合的方式根据数据扩展的方向分成两类[3]，一类是将原始数据流在频域进行扩展；另一类是在时域进行扩展，类似于传统直扩CDMA。因此，可以分别使用频域和时域Rake接收机。一般称前者为MC-CDMA。因为各个子载波的衰落是不相同的，通过解扩合并过程，MC-CDMA能够获得良好的频率分集增益，但仅凭自身的扩频解扩，该方式无法获得时间分集的增益。后者被称为MC-DS-CDMA，它是将OFDM技术引入直扩CDMA系统的一种良好策略，特别是在准同步的移动通信系统中，但若采用这种方式，必须结合良好的编码和频域交织方式，才能够得到部分频率分集增益，而单凭其本身是无法做到的。所以，在时域和频域两维同时扩展，可以同时利用时/频域的分集增益，这种方式将会很好地替代传统的单纯只在时域或频域扩展的策略[4]。使用二维扩展策略时，利用一个一维长扩频码将数据扩展到二维上，从而获得时/频域上的最大分集增益。必须适当地设计在时域和频域上的扩展网格，使得扩展后的数据码片能够尽可能地经历各种独立的衰落，以获得分集增益的最大化。
3.3多天线技术
空时块码（STBC）[5]可以通过接收端简单的线性最大似然解码器获得充分的分集增益。它使用正交设计区分来自不同发射天线的信号，并且因为正交性，解码算法是一种非常简单的线性合并。另一方面，空间复用技术，如贝尔实验室的分层空时码技术（BLAST）[6]也得到了极大的关注。BLAST技术能够在无需增加发射功率和带宽的前提下，提供非常高的数据速率。在BLAST系统中，一组高速数据流被分成一些低速率的数据流，然后每个低速率数据流分别进行编码、调制并在各个不同的天线上发射。接收机利用空间均衡器和干扰消除算法将来自不同发射天线的信号区分开。
在实际系统中，由于硬件实现的局限性，终端的天线数目通常要小于基站端的天线数目，而BLAST检测算法需要接收天线数目不小于发射天线数目。这样，上行链路可以较容易地使用BLAST技术，而在下行链路将空间复用和发射分集结合，即将BLAST和STBC结合，可以降低需要的接收天线数目到原来的一半或更少，并同时获得“提高数据速率”和“更多的分集增益”，这种方法是解决下行问题最好的策略之一。
3.4链路自适应技术
链路自适应的基本思想是根据信道环境的变化来调整发射信号的各种参数，从而实现对信道环境的充分利用。可以调整的基本参数，因素包括调制阶数、编码速率和重传策略。为了有利于系统性能，其他一些参数也可以被调整，如发射功率、扩频因子和天线加权系数等。在所有的链路自适应技术中，自适应编码调制（AMC）和混合自动请求重传（HARQ）是两种最有效的方式，并已经成功地应用在3G的HSDPA中。
AMC的原理是在系统条件允许的范围内，根据信道环境的变化来改变调制和编码方案。AMC的主要优点是：对于处于有利位置的用户可以获得更高的数据速率，从而提高小区的平均吞吐量；用户处于较差的信道环境时，选用低速率进行传输，虽然此时平均吞吐量较低，却具有较强的抗干扰和纠错能力，传输数据的可靠性得到提高。由于这里的链路自适应技术是基于改变调制/编码策略而不是发射功率，因此可以降低信号干扰的变化。
在AMC中，根据明确的信噪比测量或类似的策略来选择调制和编码方式，而在HARQ中，使用链路层的反馈确认、终端的测量、网络来做重传的决定。AMC本身提供了一些根据信道的变化选择合适的调制和编码策略的灵活度，但是，需要精确地测量并且会有一些延时效应。与AMC相比，HARQ是非显式的链路自适应技术，它自动地适应信道环境的瞬时变化，对测量错误和延时不敏感。
将AMC和HARQ相结合可以同时获得两者的优点：AMC提供总的数据速率选择，而HARQ则根据信道环境来更精细地调整数据速率。
具有OFDM和MIMO技术的B3G系统在频域和空间域上提供了很多的子信道，赋予链路自适应技术更大的灵活性，如B3G系统可以实现自适应子载波、比特和功率分配，更好地开发利用OFDM链路的特性，根据MIMO链路的特点来实现自适应发射功率的分配等。
4、TD-SCDMA向B3G的演进：TD-CDM-OFDM
如何使TD-SCDMA系统能够无缝地过渡到未来的B3G系统，成为目前研究的热点之一，TD-CDM-OFDM[7]吸收了TD-SCDMA系统的优点，并应用了OFDM和MIMO等新技术，能够提供比3G系统高得多的数据传输速率。TD-CDM-OFDM主要的系统参数见表1。
表1 TD-CDM-OFDM主要系统参数
系统的帧结构如图1所示，持续时间5ms的无线帧被分成长度为473.6µs的10个常规时隙和3个特殊时隙，包括下行同步时隙（DLS）、切换点（switchpoint）和上行同步时隙（ULS）。时隙TS0总是用于下行传输，时隙TS1用于上行传输，而其他的时隙根据切换点位置的不同可以用于上行或下行传输。常规时隙是由数据符号、导频符号和保护间隔这3部分组成。
图1 TD-CDM-OFDM系统的帧结构
5、小结
本文讨论了基于TDD模式的TD-SCDMA向未来B3G系统——TD-CDM-OFDM系统的演进。可以清楚地看到，TDD模式在未来的B3G系统中有非常广阔的前景如更灵活的容量分配，更高的频谱利用率，更方便的资源分配和更有利于链路自适应的信道互惠性等，并且，可以通过将两种强有力的技术：MIMO和OFDM相结合来实现TD-CDM-OFDM系统的大范围覆盖、高速数据传输和高频谱效率。
参考文献
1CWTS-WG1.Physicallayer-generaldescription.TSC101，V3.1.1，Sept 2000
2EsmailzadehR，NakagawaM，JonesA.TDD-CDMA for the 4th generation of wireless communication.IEEE Transaction on Wireless Communications，2003，10（4）
