Jak działa TD-SCDMA?

Jak działa TD-SCDMA?

TD-SCDMA (Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access) to technologia radiowa trzeciej generacji (3G), która została opracowana głównie w Chinach jako alternatywa dla istniejących standardów WCDMA i CDMA2000. Wyróżnia się unikalnym połączeniem technik TDMA (Multipleksacja z podziałem czasu), CDMA (Multipleksacja z podziałem kodu) oraz synchronizacji czasowej. Celem TD-SCDMA było zapewnienie efektywnego wykorzystania pasma oraz stworzenie niezależnego standardu sieci mobilnych z myślą o lokalnym rynku.

Technologia ta została zatwierdzona przez 3GPP jako część rodziny standardów UMTS, jednak ze względu na swoje unikalne właściwości, różni się od klasycznego WCDMA. TD-SCDMA wykorzystuje jednokanałową transmisję w trybie TDD (Time Division Duplex), co pozwala na elastyczne zarządzanie zasobami między uplink (transmisją od urządzenia do sieci) a downlink (od sieci do urządzenia).

Podstawowe cechy TD-SCDMA

• Użycie Time Division Duplex (TDD) zamiast Frequency Division Duplex (FDD), dzięki czemu uplink i downlink dzielą ten sam kanał częstotliwościowy, ale różne przedziały czasowe.
• Synchronizacja czasowa – wszystkie stacje bazowe i terminale są zsynchronizowane, co umożliwia eliminację zakłóceń i lepsze zarządzanie pasmem.
• Wykorzystanie kodów ortogonalnych i rozpraszania widma (CDMA) do rozróżniania użytkowników na tym samym kanale czasowym.
• Obsługa dynamicznego przydziału zasobów – możliwa jest zmiana liczby slotów czasowych w zależności od zapotrzebowania na transmisję w danym kierunku.
• Obsługa inteligentnych anten i technik beamformingu dla zwiększenia przepustowości i zmniejszenia interferencji.

TD-SCDMA wykorzystuje 5 MHz szerokości kanału, a w każdej ramce znajduje się 7 slotów czasowych. Te sloty są dynamicznie dzielone pomiędzy uplink i downlink, w zależności od aktualnego ruchu w sieci.

Dlaczego TD-SCDMA stosuje TDD zamiast FDD?

Wybór trybu TDD umożliwia operatorowi dynamiczne zarządzanie pasmem między kierunkiem wysyłania a odbierania danych. Jest to szczególnie korzystne w sytuacjach, gdy zapotrzebowanie na dane jest asymetryczne – np. więcej danych jest pobieranych niż wysyłanych. Dodatkowo TDD nie wymaga par częstotliwości uplink/downlink, co ułatwia alokację spektrum, szczególnie w zatłoczonych środowiskach.

Czym różni się TD-SCDMA od WCDMA?

Główna różnica to wykorzystanie różnych trybów dupleksu – WCDMA stosuje FDD, natomiast TD-SCDMA TDD. Dodatkowo TD-SCDMA wymaga ścisłej synchronizacji czasowej pomiędzy urządzeniami a siecią, co nie jest wymagane w WCDMA. Dzięki temu możliwe jest stosowanie zaawansowanych technik, takich jak współdzielenie kanałów, multipleksowanie użytkowników w tym samym slocie czy inteligentne anteny. WCDMA natomiast lepiej sprawdza się w scenariuszach o równym ruchu uplink/downlink i większym zasięgu.

Czy TD-SCDMA zapewnia obsługę głosu?

Tak, technologia ta obsługuje transmisję głosu przy użyciu kodeków takich jak AMR (Adaptive Multi-Rate). Głos przesyłany jest jako pakiety w określonych slotach czasowych. W przeciwieństwie do tradycyjnych systemów 2G, w których głos był przesyłany w trybie ciągłym, TD-SCDMA optymalizuje transmisję głosu, co pozwala na oszczędność pasma i zwiększenie liczby obsługiwanych połączeń.

Dlaczego Chiny wybrały TD-SCDMA jako własny standard?

TD-SCDMA był wspierany przez rząd Chin jako sposób na uniezależnienie się od zachodnich firm i technologii telekomunikacyjnych. Dzięki temu lokalne firmy mogły rozwijać sprzęt i oprogramowanie bez konieczności opłacania wysokich licencji. Choć technologia ta miała ograniczony sukces poza Chinami, w kraju była szeroko wdrażana przez operatora China Mobile, zanim została zastąpiona przez TD-LTE.

Czy TD-SCDMA jest nadal używane?

W dzisiejszych czasach technologia ta została praktycznie wycofana na rzecz bardziej zaawansowanych systemów LTE i 5G. Jednak jej rozwój miał znaczenie strategiczne i ekonomiczne dla Chin, a wiele elementów koncepcji TD-SCDMA, takich jak TDD, znalazło zastosowanie w standardzie TD-LTE, który jest obecnie szeroko wykorzystywany globalnie, szczególnie w zastosowaniach takich jak routery bezprzewodowe, IoT czy sieci prywatne.

TD-SCDMA stanowi interesujące połączenie różnych technologii dostępu do medium, oferując unikalne możliwości w zarządzaniu zasobami radiowymi. Jako technologia przejściowa odegrała ważną rolę w rozwoju infrastruktury mobilnej w Chinach oraz stanowiła fundament pod kolejne generacje systemów bezprzewodowych.