多标准共组3G

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  UT斯达康通讯有限公司网管部 陈亚奇博士



  移动通信技术的不断发展,用户需求的不断提高,促使第三代移动通信技术(3G)逐渐浮出水面,终于以一个激动人心的姿态展现在我们面前。但是,您知道3G家族有几种标准吗?



  3G最早由ITU(International Telecommunication Union,国际电信联盟)于1985年提出,当时称为FPLMTS(Future Public Land Mobile Telecommunication System,未来公众陆地移动通信系统),后于1996年更名为IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000)。目前,3G的标准化工作实际上由3GPP(3rd Generation Partner Project,第三代伙伴关系计划)和3GPP2两个标准化组织来推动和实施。






IMT-2000家族结构




  3G最早由ITU(International Telecommunication Union,国际电信联盟)于1985年提出,当时称为FPLMTS(Future Public Land Mobile Telecommunication System,未来公众陆地移动通信系统),后于1996年更名为IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000)。目前,3G的标准化工作实际上由3GPP(3rd Generation Partner Project,第三代伙伴关系计划)和3GPP2两个标准化组织来推动和实施。



  截止1998年9月,各标准团体共提交了多达16种无线传输技术提案。



  多种提案充分反映了许多国家对IMT-2000未来制式确定的关心与力争施加有效影响的基本愿望,但从与现有市场基础向后兼容以及总体特征看,欧洲ETSI的UTRA WCDMA以及美国的CDMA2000这两个提案最具竞争力。我国提出的TD-SCDMA在一些方面存在技术优势,又有我国政府的大力支持,因此在未来的3G市场中也将占据一定的市场份额。




  WCDMA标准




  WCDMA是UMTS(Universal Mobile Telecommunication System,通用移动通信系统)的主要空中接口技术,分为TDD(Time Division Duplexing,时分双工)方式与FDD(Frequency Division Duplexing,频分双工)方式两种。


IMT-2000家族图



  WCDMA核心网基于GSM/GPRS网络而演进,因此可以保持与GSM/GPRS网络的兼容性。核心网络可以基于TDM ATM和IP技术,并向全IP的网络结构演进。其核心网络逻辑上分为电路域和分组域两部分,分别完成电路型业务和分组型业务。



  WCDMA系统具有以下特点:



  ◆ 可适应多种速率的传输,灵活地提供多种业务;



  ◆ 基站之间无需同步;



  ◆ 优化的分组数据传输方式;



  ◆ 支持不同载频之间的切换;



  ◆ 上、下行快速功率控制;



  ◆ 适应高达500km/h的移动速度。



  WCDMA系统可以承载以下四种业务类型:



  ◆ 会话型:双向传输的实时业务,对时延、时延抖动很敏感。典型的业务有:话音、可视电话等;



  ◆ 交互型业务:双向不对称非实时的业务,如WWW游览、电子商务等。要求无错传输,但时延和时延抖动要求不是很高,时延小于1s;



  ◆ 流业务:单向业务,主要是音频流、视频流和FTP、静态图像传输等。音频流和视频流可以有错误传输,FTP和静态图像不能有错误。时延要求较低,一般要求1到10s;



  ◆ 后台型业务:单向或双向非对称业务,主要是电子邮件和传真业务。电子邮件不能出错,传真可以出错。时延要求很低,可以超过10s。




  CDMA2000标准




  CDMA2000体制标准化工作由3GPP2来完成。其电路域继承了2G的IS-95 CDMA网络,引入了以WIN为基本架构的业务平台。分组域是基于Mobile IP技术的分组网络。无线接入网以ATM交换机为平台提供丰富的适配层接口。



  CDMA2000有下列技术特点:



  ◆ 多种信道带宽。前向链路上支持多载波(MC)和直扩(DS)两种方式;反向链路仅支持直扩方式;



  ◆ 可以更加有效地使用无线资源;



  ◆ 可实现CDMA One 向CDMA2000系统平滑过渡;



  ◆ 核心网协议可使用IS-41、GSM-MAP以及IP骨干网标准;



  ◆ 前向发送分集。使用前向链路发射分集技术可以减少发射功率,抗瑞利衰落,增大系统容量;



  ◆ 快速前向功率控制。CDMA2000采用快速功率控制方法。方法是移动台测量收到业务信道的Eb/Nt,并与门限值比较,根据比较结果,向基站发出调整基站发射功率的指令,功率控制速率可以达到800b/s。由于使用快速功率控制,可以达到降低基站发射功率、减少总干扰电平,从而降低移动台信噪比要求,最终可以增大系统容量;



  ◆ 使用Turbo码。Turbo 码具有优异的纠错性能,适于高速率且对译码时延要求不高的数据传输业务,并可降低对发射功率的要求、增加系统容量;



  ◆ 辅助导频信道;



  ◆ 灵活的帧长。与IS-95不同,CDMA2000-1X支持5ms、10ms、20ms、40ms、80ms和160ms多种帧长,不同类型信道分别支持不同帧长;



  ◆ 反向链路相干解调。基站利用反向导频信道发出扩频信号捕获移动台的发射,再用Rake接收机实现相干解调,与IS-95采用非相干解调相比,提高了反向链路性能,降低了移动台发射功率,提高了系统容量;



  ◆ 可选择较长的交织器。




  TD-SCDMA标准




  TD-SCDMA(时分同步码分多址),由大唐电信科技产业集团代表中国提交,并于2000年5月被ITU、2001年3月被3GPP认可,成为3G的三个主要标准之一。



  TD-SCDMA采用智能天线、软件无线电、联合检测、接力切换、下行包交换高速数据传输等一系列高新技术,与其它系统相比具有突出的技术优势:



  ◆ 频谱利用率高。与WCDMA及CDMA2000相比,TD-SCDMA不需要成对的频率,具有最高的频谱利用率,能够更好地支持人口密集地区业务,它可以充分利用零碎频段,能有效缓解运营商频谱资源紧张问题;



  ◆ 系统容量大。由于采用了诸多先进技术,其干扰大大下降,系统容量大幅提高;



  ◆ 特别适合运营商开展数据业务。由于TD-SCDMA可以动态调整上下行数据传输速率,因此特别适合处理上下行不对称的IP数据业务;



  ◆ 系统成本低。TDD上下行工作于同一频率,对称的电波传播特性使之便于使用智能天线等新技术,使系统得以降低发射功率,从而大大降低产品成本;



  ◆ 代表移动技术发展方向,系统易于升级,易于保护运营商投资。目前,国际上三代后技术研究的热点包括:TDMA技术、TDD技术、智能天线技术、软件无线电技术、下行包交换高速数据传输技术等,这些技术在TD-SCDMA系统里已经有所应用。此外,TD-SCDMA在通用硬件平台上采用软件无线电技术进行系统设计,升级十分方便。



  TD-SCDMA系统采用智能天线技术,可以将发射功率集中至小区内活动UE所在的位置,并在UE移动过程中全程监控。智能天线技术可以带来以下好处:



  ◆ 降低小区间干扰;



  ◆ 降低多径干扰的影响;



  ◆ 基站接收灵敏度增加9dB,故仍然可能使用低发射功率达到较远通信距离。在使用相同发射功率级别的手持机条件下,TD-SCDMA的通信距离比WCDMA要大。



摘自 中国计算机用户
   
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