2021-4-10 | 通信技術(shù)
3G即第三代移動(dòng)通信系統(tǒng),根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟ITU規(guī)定:第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)要能兼容第二代移動(dòng)通信系統(tǒng),同時(shí)要提高系統(tǒng)容量,提供對(duì)多媒體服務(wù)的支持以及高速數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。與前兩代系統(tǒng)相比,第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要特征是可提供豐富多彩的移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)。
目前ITU接受的3G標(biāo)準(zhǔn)有WCDMA、CDMA2000與TD-SCDMA三種。WCDMA(WidebandCodeDivisionMultipleAccess),是由歐洲提出的寬帶CDMA技術(shù),在GSM的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)。CDMA2000由美國(guó)主推,是基于IS-95技術(shù)發(fā)展起來(lái)的3G技術(shù)規(guī)范。TD-SCDMA(TimeDivision-SynchronousCodeDivisionMultipleAccess)即時(shí)分同步CDMA技術(shù),則是由我國(guó)自行制定的3G標(biāo)準(zhǔn)。
1WCDMA和CDMA2000技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
1.1WCDMA介紹
由歐洲提出的WCDMA也被稱為CDMADirectSpread,意為寬頻分碼多重存取,國(guó)內(nèi)目前由中國(guó)聯(lián)通公司運(yùn)營(yíng)。該技術(shù)規(guī)范基于GSM網(wǎng)絡(luò),與日本提出的寬帶CDMA技術(shù)基本相同,目前正在進(jìn)一步融合。其支持者以GSM系統(tǒng)的歐洲制造商為主,日本公司也參與其中,如愛(ài)立信、阿爾卡特、諾基亞、朗訊、北電、NTT、富士通、夏普等廠商。系統(tǒng)提供商可以通過(guò)采取GSM(2G)—GPRS—EDGE—WCDMA(3G)的演進(jìn)策略,使其架設(shè)在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)上,較輕易地過(guò)渡到3G。
WCDMA支持高速數(shù)據(jù)傳輸(慢速移動(dòng)時(shí)384Kbps,室內(nèi)走動(dòng)時(shí)2Mbps),支持可變速傳輸,幀長(zhǎng)為10ms,碼片速率為3.84Mbps,異步BS。其主要特點(diǎn)有:支持異步和同步的基站運(yùn)行方式,組網(wǎng)方便、靈活;上、下行調(diào)制方式分別為BPSK和QPSK;采用導(dǎo)頻輔助的相干解調(diào)和DS-CDMA接入;數(shù)據(jù)信道采用ReedSolomon編碼,語(yǔ)音信道采用R=1/3、K=9的卷積碼進(jìn)行內(nèi)部編碼和Veterbi解碼,控制信道則采用R=1/2,K=9的卷積碼進(jìn)行內(nèi)部編碼和Veterbi解碼;多種傳輸速率可靈活地提供多種業(yè)務(wù),根據(jù)不同的業(yè)務(wù)質(zhì)量和業(yè)務(wù)速率分配不同的資源,對(duì)于低速率的32kbps、64kbps、128kbps的業(yè)務(wù)和高于128kbps的業(yè)務(wù)可通過(guò)分別采用改變擴(kuò)頻比和多碼并行傳送的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)多速率、多媒體業(yè)務(wù);快速、高效的上、下行功率控制減少了系統(tǒng)中的多址干擾,提高了系統(tǒng)容量,也降低了傳輸功率;核心網(wǎng)絡(luò)通過(guò)GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)演進(jìn),保持了與GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的兼容性;BS可收發(fā)異步PN碼,即BS可跟蹤對(duì)方發(fā)出的PN碼,同時(shí)MS也可用額外的PN碼進(jìn)行捕獲與跟蹤,因此無(wú)需在BTS之間進(jìn)行同步即可實(shí)現(xiàn)同步來(lái)支持越區(qū)切換及宏分集;支持軟切換和更軟切換,其切換方式包括扇區(qū)間軟切換、小區(qū)間軟切換和載頻間硬切換。
1.2CDMA2000介紹
CDMA2000由美國(guó)高通公司提出,國(guó)內(nèi)現(xiàn)由中國(guó)電信公司運(yùn)營(yíng)。該技術(shù)采用多載波方式,載波帶寬為1.25MHz,分為兩個(gè)階段:第一階段提供144Kbps的數(shù)據(jù)傳送率,第二階段則加速到2Mbps。CDMA2000和WCDMA在原理上沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別,都起源于CDMA(IS-95)系統(tǒng)技術(shù),支持移動(dòng)多媒體服務(wù)是CDMA技術(shù)發(fā)展的最終目標(biāo)。CDMA2000做到了對(duì)CDMA(IS-95)系統(tǒng)的完全兼容,技術(shù)的延續(xù)性保障了其成熟性和可靠性,也使其成為從第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)向第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)過(guò)渡的最平滑的選擇。但是CDMA2000的多載傳輸方式與WCDMA的直擴(kuò)模式相比,對(duì)頻率資源有極大的浪費(fèi),而且所處的頻段與IMT-2000的規(guī)定也產(chǎn)生了沖突。
CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)被稱為CDMA2000family的體系結(jié)構(gòu),其主要技術(shù)特點(diǎn)是:采用相同M序列的擴(kuò)頻碼,通過(guò)不同的相位偏置對(duì)小區(qū)和用戶進(jìn)行區(qū)分;前反向同時(shí)采用導(dǎo)頻輔助相干解調(diào);支持前向快速尋呼信道F-QPCH,可延長(zhǎng)手機(jī)待機(jī)時(shí)間;快速前向和反向功率控制;采用從1.25MHz到20MHz的可調(diào)射頻帶寬;下行信道為提高系統(tǒng)容量采用公共連續(xù)導(dǎo)頻方式進(jìn)行相干檢測(cè),并在其傳輸過(guò)程中,定義了直擴(kuò)和多載波兩種方式,碼片速率分別為3.6864Mcps和1.22Mcps,多載波能很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)IS-95網(wǎng)絡(luò)的兼容;核心網(wǎng)絡(luò)基于ANSI-41網(wǎng)絡(luò)演進(jìn),保持了與ANSI-41網(wǎng)絡(luò)的兼容性;兩類碼復(fù)用業(yè)務(wù)信道設(shè)計(jì),基本信道是一個(gè)可變速率信道,用于傳送語(yǔ)音、信令和低速數(shù)據(jù),補(bǔ)充信道用于高速率數(shù)據(jù)的傳送,使用ALOHA技術(shù)傳輸分組,改善了傳輸性能;支持軟切換和更軟切換;同步方式與IS-95相同,基站間同步采用GPS方式。
由以IS-95CDMA為標(biāo)準(zhǔn)的美國(guó)和韓國(guó)制造商和運(yùn)營(yíng)公司發(fā)起的CDMA2000技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),繼承了IS-95窄帶CDMA系統(tǒng)的特點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商可以通過(guò)更換或增加部分窄帶CDMA網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備平滑過(guò)渡到3G。
1.3WCDMA和CDMA2000比較
就技術(shù)而言,WCDMA和CDMA2000都是FDD標(biāo)準(zhǔn),都滿足了IMT-2000所提出的全部技術(shù)要求,包括支持高比特率多媒體業(yè)務(wù)、分組數(shù)據(jù)和IP接入。但總體來(lái)看,WCDMA似乎更勝一籌,其相對(duì)于CDMA2000的優(yōu)勢(shì)如下:
1)WCDMA使用了CDMA20001x三倍以上帶寬和碼片速率,可以提供更大的多路徑分集、更高的中繼增益和更小的信號(hào)開(kāi)銷。較高的碼片速率(3.84Mcps)也改善了接收機(jī)解決多徑效應(yīng)的能力。
2)由于CDMA2000中支持1xEV-DO的TDM接入系統(tǒng)采用共享時(shí)分復(fù)用下行鏈路,時(shí)隙固定,物理層兼容性較差。
3)WCDMA的功率控制頻率達(dá)到了1.5kHz,接近CDMA2000的兩倍,能保證更好的信號(hào)質(zhì)量和支持更多的用戶。
4)在小區(qū)站點(diǎn)同步方面,WCDMA使用異步基站,而CDMA2000基站則由于通過(guò)GPS實(shí)現(xiàn)同步,使得室內(nèi)天線部署困難。
5)在導(dǎo)頻信道占用下行鏈路總傳輸功率方面,CDMA2000需要約20%的開(kāi)銷,而WCDMA只需要約10%,可以節(jié)省更多的公用信道開(kāi)銷。
6)計(jì)費(fèi)、安全、漫游等為支持GPRS而部署的所有業(yè)務(wù)也支持WCDMA業(yè)務(wù),而CDMA20001x需要添加額外的設(shè)備或進(jìn)行功能升級(jí),才能完善新的數(shù)據(jù)/話音網(wǎng)絡(luò)。
7)WCDMA較CDMA2000能夠更加靈活地處理話音和數(shù)據(jù)混合業(yè)務(wù),在混合話音和數(shù)據(jù)流量方面,WCDMA的系統(tǒng)性能比CDMA2000表現(xiàn)得更為出色。