第三代移動通信系統最早1985年由 國際電信聯盟（ITU）提出，當時稱為未來公眾陸地移動通信系統（FPLMTS），1996年更名為 IMT-2000（國際移動通信-2000），而后各國正式、非正式團體組織投入了巨大的人力、物力、財力參與標準的開發制定。在此過程中，我國提出了采用TDD（時分雙工）雙工模式的TD-SCDMA,并在對此無線傳輸技術（RTT）的開發和不斷改進基礎上與國際合作，完成了TD-SCDMA標準制定，成為第三代移動通信國際標準重要的組成部分。當前，TD-SCDMA產業聯盟在不斷地推動著TD-SCDMA技術向前發展，產業化局勢日欲明朗，不斷地吸引越來越多的國內外廠商的關注，正逐漸掀起TD-SCDMA技術研究的熱潮。

1 常規時隙中用戶數據的處理

1.1 數據調制

TD-SCDMA系統的物理信道是將一個突發在所分配的無線幀的特定時隙發射。無線幀的分配可以是連續的，即每一幀的相應時隙都分配給某物理信道；也可以是不連續的，即將部分無線幀中的相應時隙分配給該物理信道。TD-SCDMA系統突發結構如圖1所示，一個突發由兩個數據部分、一個訓練序列和保護間隔組成。一個突發的持續時間是一個時隙，在這里僅討論單個突發數據域部分的調制方式。兩個數據域分別位于訓練序列兩側。通過物理信道映射的數據比特流在進行擴頻處理之前，先要經過數據調制，即把連續的幾個比特映射為一個復數值符號。

為了克服符號間干擾（ISI）的影響，在IFFT變換后要添加一個大于信道最大時延的循環前綴（CP）作為保護間隔，以保證接收端可以分離出不受ISI影響的信號部分，實現無ISI的信號傳輸。

1.5 OFDM解調和檢測

OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）即正交頻分復用技術，實際上OFDM是MCM Multi-CarrierModulation,多載波調制的一種。其主要思想是：將信道分成若干正交子信道，將高速數據信號轉換成并行的低速子數據流，調制到在每個子信道上進行傳輸。正交信號可以通過在接收端采用相關技術來分開，這樣可以減少子信道之間的相互干擾 ICI .每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關帶寬，因此每個子信道上的可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號間干擾。而且由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，信道均衡變得相對容易。

接收端執行與發射端相逆的過程，對接收到的信號進行符號定時同步、串并變換和去除CP,然后根據估計出的頻率偏移進行頻率校正，并執行N點的FFT變換，以實現OFDM解調。同時采用一定的信道估計算法估算出OFDM各個子載波上的信道系數。可以用帶有midamble碼的OFDM符號作為導頻符號來執行信道估計。然后對OFDM解調后的信號執行單用戶或多用戶檢測，以判決出發送的數據。基帶接收機結構如圖3所示。

2 TD-SCDMA幀結構中OFDM參數設計

TD-SCDMA系統的物理信道采用四層結構：系統幀、無線幀、子幀和時隙/碼。時隙用于在時域上區分不同的信號，具有TDMA特性。一個無線幀的長度為10 ms,分成兩個5 ms的子幀，每個子幀又分成長度為675 ?滋s的7個常規時隙和3個特殊時隙：DwPTS（下行導頻時隙）、GP（保護間隔）、UpPTS（上行導頻時隙）。在7個常規時隙中，TS0總是分配給下行鏈路，而TS1總是分配給上行鏈路。上行時隙和下行時隙之間由轉換點分開。在TD-SCDMA系統中，每個5 ms的子幀中有兩個轉換點，轉換點的位置取決于小區上行時隙和下行時隙個數的配置。通過靈活地配置上下行時隙的個數，使TD-SCDMA適應于上下行對稱及非對稱的業務。

由于OFDM技術的諸多優點，國際上許多公司和科研團體都把它作為增強3G系統性能特別是TD-SCDMA系統性能的方案之一。由CATT、RITT、ZTE、Huawei、TD-tech等共同提出的一種針對TDD LCR系統的增強和演進方案備受人們關注[5].這種基于E-UTRA TDD系統的下行鏈路OFDM信道參數如表1所示。

從表1中可以看出：根據不同的傳輸速率需要，可以使用長、短兩種不同保護間隔；1個675 ?滋s的時隙可以支持9個使用短保護間隔的OFDM符號，或者8個使用長保護間隔的OFDM符號；按照3GPP長期演進計劃的要求，系統應該具有盡可能大的吞吐量和良好的性能。但是通過對該組幀結構參數的分析可以發現，系統容量還有很大的提高余地。

根據OFDM的性質可知，當傳輸帶寬固定時，通過減少子載波間的間隔，增加子載波數，能夠提高系統的容量。設計新OFDM符號參數時，傳輸帶寬、時隙間隔和抽樣頻率與協議中相同，通過改變FFT點數及子載波數來達到提高系統容量的目的?？蓮挠布崿F的角度考慮，一般選擇FFT點數為2的整數次方。這里以短保護間隔類型為例。

對于表2中的各種參數，可以估算其系統容量，見表3.

從表3中可以看到，子載波數增加時，子載波之間的間隔減少，頻譜利用率更高而且系統的容量有了明顯的提高（相同調制方式和編碼速率下）。

3 仿真性能

通過仿真說明所設計參數的性能。信道模型采用"case3"信道，其中速度120 km/h,最大多徑時延約為4個抽樣時間間隔，小于保護間隔的長度。仿真曲線見圖4.

從圖4中可以看到，N=256的性能略好于N=128的性能，這是因為N=256時的保護間隔時間（35.4 μs）大于N=128時的保護間隔時間（7.29 μs），且新參數的引入使系統容量有了很大的提高。

但是，N增加，計算復雜度就會變大，并且在消除符號間干擾和信道間干擾方面也帶來了一定的麻煩，在實際的設計過程中選擇N=128或N=256.以短保護間隔為例進行性能仿真時，N=256的性能略好于N=128的性能，但是以長保護間隔為例進行性能仿真時，N=256的性能略差于N=128的性能，因為對于長保護間隔而言，N=256時子載波間隔相對較窄，受到多普勒頻移的影響較大，但其較長的保護間隔又可以改善一定性能。

隨著OFDM技術的成熟應用，其已成為Long Term Evolution（LTE）的關鍵技術之一，在B3G和4G的發展過程中將起到至關重要的作用。本文提出了一種基于OFDM技術的演進型TD-SCDMA系統幀結構，與以前提出的參數相比具有更大的系統容量，能夠作為向LTE過渡的備選幀結構參數之一。TD-SCDMA和OFDM技術結合起來的方案具有其獨特的優點，可以有效地對抗多徑干擾。