3G主流技術(shù)的分析與比較

3G主流技術(shù)的分析與比較3G主流技術(shù)的分析與比較3G主流技術(shù)的分析與比較xxx公司3G主流技術(shù)的分析與比較文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計，管理制度課程設(shè)計移動通信移動通信課程設(shè)計報告課程設(shè)計報告題目：3G主流技術(shù)分析比較班級：姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：成績：電子與信息工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院信息與通信工程系13G移動通信主流標(biāo)準(zhǔn)概述3G移動通信主流標(biāo)準(zhǔn)有WCDMA（寬帶碼分多址），CDMA2000（碼分多址）和TDSCDMA（時分同步碼分多址）。TDSCDMA為中國移動的3G網(wǎng)絡(luò)模式，CDMA2000為中國電信的3G網(wǎng)絡(luò)模式，而WCDMA為中國聯(lián)通的3G網(wǎng)絡(luò)模式，其中TDSCDMA為中國技術(shù)，WCDMA為歐洲技術(shù)，而CDMA2000為美國技術(shù)。23G移動通信三大標(biāo)準(zhǔn)簡介

WCDMA

該技術(shù)方案主要源于歐洲的ETSI和日本的ARIB標(biāo)準(zhǔn)化組織，主要倡導(dǎo)者有歐洲愛立信和諾基亞等公司。它的核心網(wǎng)基于GSM-MAP，同時可通過網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展方式提供基于ANSI-41的運行能力。WCDMA系統(tǒng)能同時支持電路交換業(yè)務(wù)(如和分組交換業(yè)務(wù)(如IP網(wǎng))。該系統(tǒng)使用的靈活的無線協(xié)議可在一個載波內(nèi)同時支持話音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)，并通過透明或非透明傳輸來支持實時、非實時業(yè)務(wù)。其技術(shù)特點：為了與現(xiàn)行的GSM系統(tǒng)使用同一時鐘，實現(xiàn)WCDMA與GSM系統(tǒng)手機(jī)的雙模工作，是一種兼容的系統(tǒng);可適應(yīng)多種速率、多種業(yè)務(wù);上下行快速功率控制;

反向相干解調(diào);

支持不同載頻間切換;

基站之間無需同步，也不需要特別的同步參考源;

WCDMA的越區(qū)切換是采用移動臺發(fā)起的異步軟切換方式進(jìn)行的，基站需要確定在什么時間、什么位置為移動臺啟動軟切換算法。WCDMA的移動臺可在同一頻率下檢測到其他基站與本基站的信號，確定它們之間的時間差。檢測到的時間信息經(jīng)由本基站到達(dá)新的候選基站，候選基站調(diào)整它新的專用信道的發(fā)射時間，即在發(fā)送信息的時間上進(jìn)行調(diào)整，使不同基站在這個信息比特期間與下行碼道同步。

電磁干擾影響小;

適用于高速環(huán)境;

具有上行鏈路的多用戶檢測技術(shù)，多用戶檢測技術(shù)可通過測量各用戶擴(kuò)頻碼之間的非正交性，用矩陣求逆法或迭代來消除多用戶間的相互干擾表2-1WCDMA無線接口基本參數(shù)參數(shù)名稱參數(shù)值頻譜分配FDD模式：上行1850—1910MHz，下行2110—2170MHz信道間隔5MHz中心頻率200KHz的整數(shù)倍上、下行頻帶間隔—MHz碼片速率Mc/s雙工模式FDD或者TDD用戶設(shè)備的發(fā)送功率21、24、27或者33dBm接收機(jī)靈敏度誤碼率為的情況下，基站-121dBm，用戶設(shè)備-117dBm功率控制步長用戶設(shè)備1dB、2dB或者3dB,基站或者1dB發(fā)送功率控制命令下可能的最大發(fā)射功率變化范圍用戶設(shè)備26dB,基站12dB數(shù)據(jù)速率鄉(xiāng)村室外高速移動環(huán)境下144kb/s,市區(qū)和郊區(qū)室外中，低速移動環(huán)境下384kb/s,室內(nèi)或者室外低速環(huán)境下2Mb/s

CDMA2000

該方案即3GPP2提交的CDMA2000方案中多載波(MC)方案。它源于美國TIA(電話工業(yè)協(xié)會)的標(biāo)準(zhǔn)，由美國高盛公司提出。CDMA2000是從CDMAOne發(fā)展而來的一種3G技術(shù)，目的是為現(xiàn)有的CDMA運營商提3G的途徑，其核心是Lucent,

Motorola,

Nortel和Qualcomm聯(lián)合提出的寬帶CDMAOne技術(shù)。CDMA2000的一個主要特點是與現(xiàn)有的TIA/EIA-95-B標(biāo)準(zhǔn)向后兼容，并可與IS-95B系統(tǒng)的頻段實現(xiàn)共享或重疊，這樣就使運營商可以在IS-95B系統(tǒng)的基礎(chǔ)上平滑地過渡，保護(hù)已有的投資。CDMA2000的核心網(wǎng)基于ANSI-41，但通過網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展方式，也可提供基于在GSM-MAP核心網(wǎng)上運行的能力。

其技術(shù)特點是:

1)反向信道連續(xù)導(dǎo)頻;2)相干接收;

3)前向發(fā)送分集;

4)電磁干擾影響小;

5)與IS-95CDMA，及CDMA1x的兼容性好;

6)綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能較好。TD-SCDMA

TD-SCDMA是一種TDD模式技術(shù)，是多時隙TDMA與直擴(kuò)CDMA、同步CDMA技術(shù)合成的新技術(shù)。它是由中國無限通信標(biāo)準(zhǔn)化組織（CWTS）提出并得到ITU通過的3G無線通信標(biāo)準(zhǔn)。

多址技術(shù)

為了提高頻率、時間和正交擴(kuò)頻碼等資源的利用律，提高系統(tǒng)容量，并滿足用戶不斷增長的需求，在TD-SCDMA系統(tǒng)中，同時使用了FDMA、TDMA和CDMA三種多址技術(shù)來實現(xiàn)這一目標(biāo)。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，每一個單元的無線資源都是由特定的無線載頻、特定的時隙、以及特定的正交擴(kuò)頻碼所決定的。

2)智能天線技術(shù)

智能天線技術(shù)利用信號傳輸?shù)目臻g特性，達(dá)到抑制干擾、提取信號的目的。智能天線所形成的波束可實現(xiàn)空間濾波，在提高期望信號增益的同時，還可抑制干擾信號。在上行鏈路，如果在基站采用智能天線，則對小區(qū)外的干擾以相同的比率同時抑制。CDMA系統(tǒng)本身是干擾受限系統(tǒng)，對干擾的抑制必將轉(zhuǎn)化為容量的增加，這對于頻譜日益緊張的無線通信，益處是不言而喻的。采用智能天線技術(shù)，還可跟蹤強(qiáng)信號，減少或抵消干擾信號，提高信噪比，增加移動通信系統(tǒng)容量，降低信號發(fā)射功率，提高通信的覆蓋范圍，從而減少基站樹木，降低建設(shè)成本。

3)上行同步技術(shù)

同步CDMA或上行同步，是降低多址干擾，簡化基站接受機(jī)的一項重要技術(shù)。TD-SCDMA系統(tǒng)中，上行鏈路和下行鏈路一樣，都采用正交碼擴(kuò)頻。移動臺動態(tài)調(diào)整發(fā)往基站的發(fā)射時間，使上行信號主徑到達(dá)基站時保持同步，保證了上行信道信號的不相關(guān)，降低了碼間串?dāng)_。這樣，系統(tǒng)容量由于碼間串?dāng)_的降低而大大提高，同時基站接受機(jī)的復(fù)雜度也大為降低。

4)

動態(tài)信道的分配

信道分配算法可以分為固定信道分配（FCA）和動態(tài)信道分配（DCA）兩種。

在動態(tài)信道分配DCA中，小區(qū)和信道之間并沒有固定信道分配FCA那樣固定的關(guān)系。所有的信道都被集中到一起分配，只要該信道能夠提供足夠的鏈路質(zhì)量，即大于最小載干比時，任何小區(qū)都可以將該信道分配給呼叫。在通信系統(tǒng)運行過程中，DCA根據(jù)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，動態(tài)地將信道分配給某個小區(qū)。在一定的區(qū)域內(nèi)，幾個小區(qū)可用信道資源被集中起來，例如由無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC管理。RNC將根據(jù)小區(qū)呼叫阻塞概率，候選信道的使用頻率，信道的再用距離等諸多代價函數(shù)，動態(tài)地將信道分配給呼叫。動態(tài)信道分配DCA的優(yōu)點是頻率利用率高，無須信道預(yù)規(guī)劃，無非常適合網(wǎng)絡(luò)中負(fù)載變化大的情況，是TDD模式的優(yōu)勢之一。

3第三代移動通信系統(tǒng)主要標(biāo)準(zhǔn)的對比分析

本部分將著重對目前主要的三種3G標(biāo)準(zhǔn)—WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA技術(shù)先進(jìn)性進(jìn)行對比分析。

頻率利用率

TD-SCDMA采用TDD模式，不需要對稱頻率，只需占用單一的頻帶寬度，就可傳送2Mbit/s的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。而WCDMA和CDMA2000則是采用FDD模式，需要對稱頻率，由于現(xiàn)今大量Internet業(yè)務(wù)都是上下行不對稱的，因此，F(xiàn)D在承載Internet業(yè)務(wù)時頻譜利用率較低。同時，在所有被ITU批準(zhǔn)的3G標(biāo)準(zhǔn)中，在同樣傳輸2Mbit/s的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時，TD-SCDMA所占用的頻帶最節(jié)省，其頻譜利用率大約是其他標(biāo)準(zhǔn)的4~5倍。相比之下，TD-SCDMA技術(shù)在頻率選擇上更加靈活，能夠充分利用零碎頻段，頻譜利用率最高。由于TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)采用了智能天線，有效降低了系統(tǒng)的多址干擾，極大地提高了系統(tǒng)的容量。在三個3G標(biāo)準(zhǔn)中，在占有同等帶寬的情況下，TD-SCDMA的系統(tǒng)容量明顯高于其他標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)容量，更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)容量。它適用于城市及郊區(qū)局部覆蓋，以支持高話務(wù)密度業(yè)務(wù)。

小區(qū)覆蓋半徑

小區(qū)覆蓋半徑的擴(kuò)大對于提高系統(tǒng)的整體覆蓋能力，以及降低基站設(shè)備成本，從而降低整體投資起到了至關(guān)重要的作用。研究結(jié)果顯示:由于采用智能天線和聯(lián)合檢測技術(shù)，在同等功率條件下，TD-SCDMA的小區(qū)覆蓋半徑比其它第三代標(biāo)準(zhǔn)大出近一倍。根據(jù)TD-SCDMA系統(tǒng)仿真的結(jié)果，他的小區(qū)半徑最高可以達(dá)到40km。在目前的實驗系統(tǒng)中，系統(tǒng)能夠達(dá)到的小區(qū)半徑已經(jīng)高達(dá)21km。

QoS

QoS的對比主要體現(xiàn)在最大數(shù)據(jù)流量的承受能力對比上，因為WCDMA、CDMA2000及TD-SCDMA同作為主要3G標(biāo)準(zhǔn)，可能在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的初期一些QoS的指標(biāo)會著一些高低，比如象服務(wù)可用性、時延、抖動、丟包率和信噪比等，但是隨著網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的日益完善，網(wǎng)優(yōu)工作的逐步細(xì)致深入，這些純技術(shù)上的優(yōu)化環(huán)節(jié)最終都能夠得到解決，使它們處在同一水平上。然而，唯有對數(shù)據(jù)流量的承載卻不是單單技術(shù)能夠解決的，因為它還受到可用信道的多少、無線資源等非技術(shù)因素的制約。

在三種主要的3G標(biāo)準(zhǔn)中，TD-SCDMA由于擁有比另外兩種標(biāo)準(zhǔn)寬得多的頻帶，以及不需要對稱頻段，可以根據(jù)業(yè)務(wù)需要動態(tài)分配所有頻段中的空閑信道，因此在為用戶提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，尤其是大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的時候，其性能更佳，用戶可以享受到更快、更迅捷的無線上網(wǎng)體驗。

全球漫游能力

一個技術(shù)的全球漫游能力將更多地取決于世界上會有多少的運營商選擇相同的技術(shù)制式，也就是取決于該技術(shù)制式在全球的使用規(guī)模。對于不同的運營者，由于第二代網(wǎng)絡(luò)不同，發(fā)展的戰(zhàn)略、策略不同，對第三代標(biāo)準(zhǔn)會有不同的選擇。在第二代移動通信系統(tǒng)中，全球有將近80%的運營商選擇了GSM作為標(biāo)準(zhǔn)，因此它們在選擇3G標(biāo)準(zhǔn)中勢必考慮到平滑過渡的問題。由于第三代移動通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)在無線接入技術(shù)方面與第二代有著根本的區(qū)別，所謂平滑過渡的問題主要集中在對信令協(xié)議和控制框架的繼承上，而在現(xiàn)有的3G標(biāo)準(zhǔn)中，只有WCDMA和TD-SCDMA兩種技術(shù)是基于GSM網(wǎng)絡(luò)的，因此WCDMA和TD-SCDMA較CDMA2000在實現(xiàn)全球漫游上更具良好的基礎(chǔ)。

表3-1三大主流技術(shù)比較制式WCDMACDMA2000TDSCDMA采用國家和地區(qū)歐洲、美國、中國、日本、韓國等美國、韓國、中國等中國繼承基礎(chǔ)GSM窄帶CDMAGSM雙工方式FDDFDDTDD同步方式異步/同步同步同步碼片速率Mchip/sMchip/sMchip/s信號帶寬2*5MHz2*MHzMHz峰值速率384kb/s153kb/s384kb/s核心網(wǎng)GSMMAPANSI-41GSMMAP標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP3GPP2[1]3GPP載頻間隔5MHzMHzMHz幀長10ms10ms20ms功率控制快速功控：上、下行1500Hz0~200Hz反向：800Hz前向：慢速、快速功控編碼方式卷積碼Turbo碼卷積碼Turbo碼卷積碼Turbo碼從表中可以看出，WCDMA和CDMA2000屬于頻分雙工方式（FDD，F(xiàn)requencyDivisionDuplex）而TD-SCDMA屬于時分雙工方式（TDD，TimeDivisionDuplex）。WCDMA和CDMA2000是上下行獨享相應(yīng)的帶寬，上下行之間需要頻率間隔以避免干擾；TD-SCDMA是上下行采用同一頻譜，上下行之間需要時間間隔以避免干擾。4TDSCMA特點和優(yōu)勢

TD-SCDMA與WCDMA、CDMA2000相比，具有如下的特點和優(yōu)勢：

1）頻譜利用率高：TD-SCDMA采用TDD方式和CDMA和TDMA的多址技術(shù)，在傳輸中很容易針對不同類型的業(yè)務(wù)設(shè)置上、下行鏈路轉(zhuǎn)換點，因而可以使總的頻譜效率更高。

2）支持多種通信接口：TD-SCDMA同時滿足Iub、A、Gb、Iu、IuR多種接口要求，基站子系統(tǒng)既可作為2G和的GSM基站的擴(kuò)容，又可作為3G網(wǎng)中的基站子系統(tǒng)，能同時兼顧現(xiàn)在的需求和未來長遠(yuǎn)的發(fā)展。

3）頻譜靈活性強(qiáng)：TD-SCDMA第三代移動通信系統(tǒng)頻譜靈活性強(qiáng)，僅需單一的頻帶就可提供速率達(dá)2M的3G業(yè)務(wù)需求，而且非常適合非對稱業(yè)務(wù)的傳輸。

4）系統(tǒng)性能穩(wěn)定：TD-SCDMA收發(fā)在同一頻段上，上行鏈路和下行鏈路的無線環(huán)境一致性很好，更適合使用新興的"智能天線"技術(shù)；利用了CDMA和TDMA結(jié)合的多址方式，更利于聯(lián)合檢測技術(shù)的采用，這些技術(shù)都能減少了干擾，提高系統(tǒng)的性能穩(wěn)定性。

5）與傳統(tǒng)系統(tǒng)兼容性好：TD-SCDMA支持現(xiàn)存的覆蓋結(jié)構(gòu)，信令協(xié)議可以后向兼容，網(wǎng)絡(luò)不必引入新的呼叫模式，能夠?qū)崿F(xiàn)從現(xiàn)存的通信系統(tǒng)到下一代移動通信系統(tǒng)的平滑過渡。

6）系統(tǒng)設(shè)備成本低：TD-SCDMA上下行工作于同一頻率，對稱的電波傳播特性使之便于利用智能天線等新技術(shù)，這也可達(dá)到降低成本的目的；在無線基站方面，TD-SCDMA的設(shè)備成本也比較低。

7）支持與傳統(tǒng)系統(tǒng)間的切換功能：TD-SCDMA技術(shù)支持多載波直接擴(kuò)頻系統(tǒng)，可以再利用現(xiàn)有的框架設(shè)備、小區(qū)規(guī)劃、操作系統(tǒng)、賬單系統(tǒng)等，在所有環(huán)境下支持對稱或不對稱的數(shù)據(jù)速率。5心得體會通過本次課程設(shè)計讓我對第三代移動通信系