中國大陸TD-SCDMA系統進展及前景分析

文／工研院經資中心呂懿慧

前言：

在ITU確定的3G標準中，支援TD-SCDMA技術的廠商較少，但卻有頻譜利用率、以及製造成本的優勢。加上中國大陸官方表態支援，聲勢似有水漲船高之勢。 \

TD-SCDMA系統之進展

國際電信聯合會(International Telecommunications Union；ITU)確定的第三代行動通信(3rd Generation；3G)標準中，從多址方式來看，有分時多工(Time Division Multiple Access；TDMA)和分碼多工(Code Division Multiple Access；CDMA)兩種。從雙工方式來看，則有頻分雙工(FDD)和時分雙工(TDD)兩種。

不過，第三個標準──TD-SCDMA，則與前兩者有很大的不同。 TD-SCDMA是一個TDD標準，起步相對比較晚，由於ITU在制訂3G國際標準時，TDD系統比FDD系統要低，因此TDD系統支援高速行動的能力較令人質疑，支援TD-SCDMA技術的廠商又比較少，因而TD-SCDMA並未取得與WCDMA和CDMA2000同樣的地位。
但是，TD-SCDMA具有頻譜利用率的優勢、製造成本的優勢、及從GSM平滑演進到3G方面的優勢，加以中國大陸官方的表態支援，使得其聲勢漸有水漲船高之勢，各大廠如摩托羅拉(Motorola)、北電網絡(Nortel Networks)等紛紛加入TD-SCDMA技術論壇。

TD-SCDMA標準的進展也在加速中。首先，是2001年3月TD-SCDMA被3GPP所接納，正式成?3GPP標準的一部分，同年4月TD-SCDMA完成了首次呼叫演示，於2001年7月TD-SCDMA公開展示圖像傳輸能力。

到了2002年2月初，更在北京進行首次戶外行動通話測試。TD-SCDMA終端的移動時速超過每小時一百二十五公里，基地站信號功率覆蓋半徑超過十五公里，且通話語音清晰，圖像傳輸穩定。

預計在2002年底前，將實現TD-SCDMA的商用化，屆時基站覆蓋半徑將達到三十公里，系統允許的終端移動速度將可以超過每小時兩百四十公里。另一方面，TD-SCDMA手機開發也取得了實質性突破，TD-SCDMA和GSM雙頻雙模手機已完成原理樣機的開發，三百餘台試驗手機已經投?，將用於營運商的現場試驗，種種進展揭示TD-SCDMA系統逐步邁向商品化。

全球3G服務的推遲已成定局，這將對3G市場?生微妙的影響，也使得營運業者更?冷靜地面對各種技術，使CDMA 2000、WCDMA以及由大陸提出的TD-SCDMA三大標準的影響力有可能更?接近，也給TD-SCDMA技術發展較為充分的時間。
其中，受影響較大的，應是WCDMA，因歐洲和日本的營運商過去在發展3G方面較積極，對WCDMA的壓力就更大，如：終端和標準等的不成熟，使WCDMA系統商用不得不放慢腳步。而對於CDMA2000來說，其CDMA2000 1x雖然進展順利，但CDMA面臨著第二代網路規模遠小於GSM的問題，從這個角度來看3G的延遲，對cdma2000來說，也是一利多。

TD-SCDMA發展前景

大陸科技單位雖強力推銷，TD-SCDMA系統也具有種種技術優勢，但事實上3G系統的決勝關鍵在於市場的應用，而非取決於技術，但TD-SCDMA在政策主導下，勢必占有一席之地。

技術優勢

TD-SCDMA是一個TDD模式的標準，可在非成對的頻譜上實現所有3G業務，其特點是收發在相同的頻率上。而FDD模式的標準，需要兩段對稱的頻率，分別用於收發。同時由於TD-SCDMA採用CDMA和TDMA的多址技術，使TD-SCDMA在傳輸中，容易設置一個上行和下行鏈路的轉換點，來針對不同類型的業務提供頻段。

對於像網際網路(Internet)這樣的「不對稱」傳輸業務，可使其轉換「不對稱」，而對於像語音這樣的「對稱」傳輸業務，可以使其轉換「對稱」，使頻譜效率更高。FDD模式卻不能做到這一點，因?其上行鏈路和下行鏈路是相互獨立的，資源不能相互利用。對於對稱的業務，FDD有很好的頻譜利用率，而對於不對稱的業務，其頻譜利用率將有所降低。

由於TD-SCDMA收發在同一頻段上，使上行鏈路和下行鏈路的無線環境一致性很好，更適合使用「智慧天線」技術；而利用CDMA和TDMA結合的多址方式，更利於採用聯合檢測技術，有效降低干擾，進而提高系統容量和性能。而TD-SCDMA，不同的傳輸方式可以DSP軟體來實現，亦即TD-SCDMA系統朝向軟體無線電應用發展。
此外，TD-SCDMA還有其獨特的技術，如：「接力切換」，與CDMA的「軟切換」技術相比，可簡化用戶端的設計，克服軟切換要長期大量占用網路資源和基地站下行容量資源的缺點。

由於系統採用了5ms的子幀(Frame)結構，TD-SCDMA系統可以5ms的周期跟蹤用戶的移動，而不會丟失用戶。在現有晶片條件下，經實驗測試結果證實，TD-SCDMA可支援兩百四十八公里的時速。在TD-SCDMA的小區應用半徑方面，該系統是?人口密集地區設計，在保證一定系統容量的基礎上，小區半徑可達十一公里。若設計?三十公里，其系統容量仍高於FDD模式。

市場應用才是決勝關鍵

TD-SCDMA系統要掌握市場，必須要有網路營運商、系統設備商、終端廠商三方的支援，現階段大陸業者的發展態勢分析如下。

網路營運商

在營運商方面，目前中國移動正在進行GPRS網路的測試商用，其3G系統統選擇，可能是WCDMA、TD-SCDMA兼具。雖然中國移動在重大的公開場合都表示支援TD-SCDMA，但中國移動高層一再委婉地表示，如果政府允許讓企業自己選擇3G系統，會選擇技術成熟度高，全球漫遊能力強的標準，顯然中國移動較偏向採用WCDMA。
在3G的進展上，中國移動目前已在深圳及北京進行3G開發研究及測試有關技術及網路，高層並宣稱將於2003至2004年初推出WCDMA服務。而中國聯通在興建窄頻CDMA網的前提下，向3G演進的方向更可能是cdma2000。因此未來TD-SCDMA的發展，仍須視大陸當局發放3G執照的態度而定。

在大陸於2001年底重組中國電信之下，新的中國網通及中國電信都將是3G執照的候選者，尤其在無2G網路包袱下，可能逕採TD-SCDMA系統。

系統設備和終端設備商

大唐是TD-SCDMA主要的研發單位，在設備開發方面大唐的方針是在自主開發核心技術的基礎上，廣泛對外合作，走聯合開發之路。

在標準與基地站系統開發方面，大唐1999年開始與Siemens合作。在手機終端方面，大唐將和德州儀器(Texas Instrument；TI)、諾基亞、LG、普天集團、台灣廠商等十家國內外企業共同成立一個股份公司，聯合進行TD-SCDMA手機的晶片、IC及手機的參考設計。

大唐電信科技?業集團更於2001年9月20日，與中電東方通信研究中心有限公司(CECW)、飛利浦(Philips)半導體三家公司聯手簽署了TD-SCDMA終端方面合作意向書，並宣布將以成立合資公司的方式，共同開發TD-SCDMA終端晶片。大唐將?新公司提供TD-SCDMA技術解決方案；飛利浦將提供3G核心晶片開發所用的標準通信平臺；CECW則將提供終端有關的協定軟體和終端測試技術。

大陸其他系統及終端設備廠商，對於TD-SCDMA的前景，則持觀望態度，大部分業者選擇開發WCDMA、cdma2000（參見＜圖一＞），這對於TD-SCDMA系統的商用發展較為不利。但是也因為大陸廠商對TD-SCDMA系統的涉入不深，台商才有與大陸謀求進一步發展空間的機會。

圖一：大陸廠商3G的研發廠商


（資料來源：工研院經資中心，2001）

結語

中國大陸已成為全球行動通訊成長最快速的市場，於2001年7月大陸行動用戶總數為全球第一，至2001年底大陸行動電話用戶數達一億四千四百八十萬戶。IEK預測，至2005年將突破三億用戶。因此，若從大陸行動通訊市場的發展來看，其市場量大到可以支援自有的TD-SCDMA標準的發展，但是否可跨越鴻溝進軍國際市場與其他3G系統角逐，則值得評估。

因目前在進行TD-SCDMA系統研發有成果的廠商不多，僅有大唐、西門子(Siemens)及丹麥的RTX，中國大陸廠商並未有實質研發成果，這也是大唐廣泛尋求合作對象之因。除了加速TD-SCDMA系統的商用化，也在尋求國際大廠的加入以壯大TD-SCDMA系統的聲勢。

歐美行動通訊產業的發展行之有年，WCDMA、CDMA 2000各有電信服務商、電信設備及終端廠商支援，除非TD-SCDMA系統在商用時程、技術、建網成本、終端成本具有絕對的優勢，否則難以撼動這些電信設備巨擘在歐美市場的地位，但該系統將隨著其在大陸市場的占有率的提昇，影響力將逐漸擴散至其他亞太地區或新興地區。而TD-SCDMA系統在大陸的發展前景，端視其標準的進展、商用進展及政府的支援程度而定。

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