WCDMA,CDMA2000,TD技術(shù)比較參考幻燈片

1、WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA技術(shù)比較,裴皎華信郵電咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司 2005年5月,主要3G標(biāo)準(zhǔn)簡介 關(guān)鍵技術(shù)對(duì)比 基站能力對(duì)比 對(duì)未來高速數(shù)據(jù)的支持 演進(jìn)路線對(duì)比,3G主要標(biāo)準(zhǔn)簡介 關(guān)鍵技術(shù)對(duì)比 基站能力對(duì)比 對(duì)未來高速數(shù)據(jù)的支持 演進(jìn)路線對(duì)比,第一部分,全球3G標(biāo)準(zhǔn),3G的核心技術(shù)CDMA技術(shù),WCDMA發(fā)展歷程,CDMA2000發(fā)展歷程,1995,1999,2000,2001,2002,2003+,IS-95-A,cdma2000 1X,1xEV Phase 1 (1xEV-DO),cdma2000 3X MC,1xEV Phase 2 (1xEV-DV),？,T

2、D-SCDMA發(fā)展歷程,3G頻譜劃分,國際電聯(lián)對(duì)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)IMT-2000劃分了230MHz頻率: 上行18852025MHz 下行21102200MHz 上下行頻帶寬度不對(duì)稱 上行 130MHz 下行 90MHz 可使用雙頻FDD方式和單頻TDD方式。,3G頻譜劃分,我國3G頻譜占用情況,3G主要標(biāo)準(zhǔn)簡介 關(guān)鍵技術(shù)對(duì)比 基站能力對(duì)比 對(duì)未來高速數(shù)據(jù)的支持 演進(jìn)路線對(duì)比,第二部分,3G主要標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)體制,GSM MAP,ANSI-41,GSM MAP,核心網(wǎng),TD-SCDMA,CDMA2000兼容 IS95,WCDMA,空中接口,1.6MHz,1.25MHz,5MHz,信號(hào)帶寬,韓國2

3、000,日本2001,預(yù)計(jì)試用期,GSM,窄帶CDMA,GSM,繼承基礎(chǔ),中國,美國、韓國,歐洲、日本,采用國家,TD-SCDMA,CDMA20001X,UMTS,3G基本技術(shù)特征,3G性能比較,WCDMA基本內(nèi)容,WCDMA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),WCDMA主要技術(shù)特點(diǎn),雙向采用快速閉環(huán)功率控制技術(shù) 雙向采用導(dǎo)頻進(jìn)行相干解調(diào) 采用發(fā)射、接收分集技術(shù) 碼片速率高（3.84Mcps） 采用編碼增益高的信道編碼技術(shù) 采用BPSK和QPSK調(diào)制解調(diào)技術(shù) 基站之間不需GPS同步 多種切換技術(shù),WCDMA主要技術(shù)特點(diǎn),多種速率傳輸 支持高速數(shù)據(jù)傳輸 先進(jìn)的無線資源管理算法,WCDMA技術(shù)優(yōu)勢,更大的系統(tǒng)容量 更優(yōu)

4、的話音質(zhì)量 更高的頻譜效率 更快的數(shù)據(jù)速率 更強(qiáng)的抗衰落能力 更好的抗多徑性 適應(yīng)高達(dá)500km/h的移動(dòng)速度,CDMA2000網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),CDMA20001X技術(shù)特點(diǎn),IS-95A/B是cdma2000的子集 碼片速率1.2288 Mcps 擴(kuò)頻調(diào)制前向QPSK 反向HPSK 反向?qū)ьl相干解調(diào) 快速前向和反向功率控制 前向發(fā)射分集OTD STS 信道編碼增加Turbo碼 可變幀長5ms, 10ms, 20ms, 40ms, 80ms,CDMA20001X技術(shù)特點(diǎn),支持F-QPCH(Quick Paging Channel)延長手機(jī)待機(jī)時(shí)間 速率最大可達(dá)307.2kbps 支持QoS協(xié)商 支

5、持多媒體業(yè)務(wù) 支持8K/13K QCELP 8 kbps EVRC 信道容量是IS-95A/B的2倍,CDMA2000 1X候選增強(qiáng)技術(shù),1X-EV-DO版本的最高速率為2.4Mbps的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 目前3GPP2已經(jīng)完成基于HDR的1X-EV-DO版本，正在根據(jù)摩托羅拉朗訊和LAS-CDMA的提案技術(shù)討論1X-EV-DV版本。,CDMA2000 3X技術(shù)特點(diǎn),碼片速率3*1.2288 Mcps、接入速率最大可達(dá)2Mbps,TD-SCDMA 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),TD-SCDMA無線子幀（5ms）結(jié)構(gòu),TD-SCDMA技術(shù)特點(diǎn),TD-SCDMA的主要特點(diǎn)“3S” 智能天線（Smart Antenna)

6、同步CDMA（SynchronousCDMA) 軟件無線電（Software Radio) 智能天線+聯(lián)合檢測 同步CDMA 接力切換,TD-SCDMA與其它兩種3G技術(shù)比較優(yōu)勢,有利于頻譜的有效利用，不需要成對(duì)的頻段，分配頻段也比較簡單。 而WCDMA、CDMA2000系統(tǒng)的FDD技術(shù)卻需要成對(duì)的頻段。 更適用于不對(duì)稱的業(yè)務(wù)，因?yàn)樯舷滦匈Y源可以靈活分配，因此更適用于Internet 多媒體應(yīng)用和文件傳輸業(yè)務(wù)。 而WCDMA 、CDMA2000系統(tǒng)此時(shí)只能是浪費(fèi)一個(gè)上行頻段。,TD-SCDMA與其它兩種3G技術(shù)比較優(yōu)勢,上下行鏈路的相關(guān)性，上下行工作于同一頻率，因此對(duì)稱的電波傳播特性使之便于使

7、用諸如智能天線等新技術(shù)，達(dá)到提高性能、降低成本的作用而WCDMA 、CDMA2000系統(tǒng)上下行不使用同一個(gè)頻段因此不具備相關(guān)性。 TDD設(shè)備成本較低，主要是由于信道是對(duì)應(yīng)的，因此就可能簡化接收機(jī)，無收發(fā)隔離的要求，可以使用單片IC來實(shí)現(xiàn)射頻收發(fā)信機(jī)。,TD-SCDMA與其它兩種3G技術(shù)比較劣勢,基站之間的同步：為了減小基站間的干擾，需要基站間的同步。 TDD中的干擾是一個(gè)重要的問題，在通信系統(tǒng)中的同步非常重要，而TDD系統(tǒng)本身是一個(gè)同步系統(tǒng)，因此對(duì)同步的要求就很高。同時(shí)上下行同處于一個(gè)頻段，又造成了干擾類型的增加。 TD-SCDMA系統(tǒng)的覆蓋較WCDMA系統(tǒng)小。,TD-SCDMA與其它兩種3G

8、技術(shù)比較劣勢,移動(dòng)速度問題，ITU-R要求的TDD支持的最高速率為120km/h， 而FDD系統(tǒng)的最高速率為500km/h。 發(fā)射功率：TD-SCDMA有著TDMA的因素，導(dǎo)致脈沖功率干擾，需較大的瞬時(shí)發(fā)射功率。FDD則是在所有時(shí)隙上發(fā)射的不存在該問題。,WCDMA與CDMA2000技術(shù)比較（一）,信道帶寬 Chip速率 WCDMA:5MHz/3.84Mcps 多徑分辨精度為cdma2000的3倍 提高抗無線信道衰落能力 與1.2288Mcps的碼片速率相比高速移動(dòng)時(shí)可以提高約10% 的容量 CDMA2000:1.25MHz/1.2288Mcps 分離的多徑比WCDMA要少，但頻率規(guī)劃和申請(qǐng)靈

9、活 實(shí)現(xiàn)同樣的話音數(shù)據(jù)承載需要的射頻部件約為WCDMA的三倍,WCDMA與CDMA2000技術(shù)比較（二）,話音編解碼 WCDMA 8種速率AMR語音 系統(tǒng)負(fù)載輕時(shí)提供12.2Kbps語音 網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷較重時(shí)動(dòng)態(tài)改變AMR速率,最低可4.75Kbps, 以容納更多的用戶 支持運(yùn)營商動(dòng)態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)容量和服務(wù)質(zhì)量 CDMA2000 可變速率編碼有8Kbps(EVRC)和13Kbps(QCELP)兩種選擇 非網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)選擇 目前多選用EVRC,WCDMA與CDMA2000技術(shù)比較（三）,功率控制 WCDMA:內(nèi)環(huán)采用1500Hz快速功率控制 抗衰落性能更好提供更優(yōu)通信質(zhì)量 提高容量和覆蓋范圍 CDMA2000

10、:內(nèi)環(huán)采用800Hz快速功率控制,WCDMA與CDMA2000技術(shù)比較（四）,同步 WCDMA:異步或同步（可選） 不依賴GPS 方便基站組網(wǎng) 異步方式時(shí)手機(jī)多耗電約13% CDMA2000:同步GPS 簡化了切換和小區(qū)搜索過程,WCDMA與CDMA2000技術(shù)比較（五）,切換 WCDMA:軟切換/更軟切換/頻間硬切換/GSM 系統(tǒng)間切換 引入壓縮模式異頻或異系統(tǒng)測量不中斷連接 降低系統(tǒng)的掉話率 CDMA2000:軟切換/更軟切換/頻間硬切換/IS-95的 系統(tǒng)間切換 須先中斷與原載頻的通信，然后在新的載頻上重新同步和測量 語音質(zhì)量不穩(wěn)定，易出現(xiàn)掉話現(xiàn)象，基站需要增加額外的導(dǎo)頻信標(biāo)PilotB

11、eacon,WCDMA與CDMA2000技術(shù)比較（六）,發(fā)射分集技術(shù) WCDMA:支持開環(huán)發(fā)射分集和閉環(huán)發(fā)射分 集方式 信道環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng) 終端支持 在低速移動(dòng)下，閉環(huán)發(fā)射分集提供更高的分集增益，提高系統(tǒng)下行容量和覆蓋能力 CDMA2000:系統(tǒng)只提供開環(huán)發(fā)射分集 終端現(xiàn)不支持,WCDMA與CDMA2000技術(shù)比較（七）,接口開放性分析 WCDMA:規(guī)范制定嚴(yán)謹(jǐn)組織嚴(yán)密 3GPP規(guī)范規(guī)定WCDMA所有接口都是開放的 日本的DoCoMo的試驗(yàn)網(wǎng)證明了Iub接口開放的可行性 CDMA2000:標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)謹(jǐn)性有待加強(qiáng) IS95廠家設(shè)備難以互通給運(yùn)營商設(shè)備選型帶來了較大問題 Abis接口不開放不同廠商的

12、BTS和BSC不能互通,3G主要標(biāo)準(zhǔn)簡介 關(guān)鍵技術(shù)對(duì)比 基站能力對(duì)比 對(duì)未來高速數(shù)據(jù)的支持 演進(jìn)路線對(duì)比,第三部分,3G無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃特點(diǎn),無線覆蓋、容量隨如下參數(shù)動(dòng)態(tài)變化 ； 系統(tǒng)負(fù)載； 系統(tǒng)內(nèi)干擾和系統(tǒng)間干擾； 用戶移動(dòng)速度； 數(shù)據(jù)用戶的實(shí)現(xiàn)速率； 軟切換比例的可變性 ； 鏈路預(yù)算與容量規(guī)劃相對(duì)與GSM有較多不確 定性。,各系統(tǒng)覆蓋規(guī)劃差別-鏈路預(yù)算,覆蓋能力分析 主要進(jìn)行上行鏈路預(yù)算、下行鏈路預(yù)算，結(jié)合無線電波傳播模型，得到不同無線環(huán)境下的基站覆蓋半徑。,鏈路預(yù)算：通過對(duì)系統(tǒng)中前反向信號(hào)傳播途徑中各種影響因素進(jìn)行考察，對(duì)系統(tǒng)的上、下行覆蓋能力進(jìn)行估計(jì)，獲得鏈路所允許的最大傳播損耗。,各系統(tǒng)

13、覆蓋規(guī)劃差別-鏈路預(yù)算,最大允許的空間損耗(dB)=移動(dòng)臺(tái)總的ERP(dBm)人體損耗(dB)+基站接收天線增益(dBi)基站饋線損耗總計(jì)(dB)+軟切換增益(dB)衰落余量(dB)干擾余量(dB)基站靈敏度(dBm) 功控余量(dB) 最大允許的路徑損耗(dB)=最大允許的空間損耗(dB)建筑物或車體穿透損耗(dB),各系統(tǒng)覆蓋規(guī)劃差別-上行鏈路預(yù)算,主要系統(tǒng)參數(shù)差異,各系統(tǒng)覆蓋規(guī)劃差別-上行鏈路預(yù)算,主要性能指標(biāo)差異（一）,各系統(tǒng)覆蓋規(guī)劃差別-上行鏈路預(yù)算,主要性能指標(biāo)差異（二）,各系統(tǒng)覆蓋規(guī)劃差別-上行鏈路預(yù)算,上行鏈路預(yù)算結(jié)果,3G系統(tǒng)與GSM系統(tǒng)容量規(guī)劃的差異 3G系統(tǒng)一個(gè)自干擾系統(tǒng)

14、，容量與覆蓋、干擾之間密切相關(guān)。 3G系統(tǒng)是一個(gè)多業(yè)務(wù)，多速率系統(tǒng)，不同業(yè)務(wù)對(duì)系統(tǒng)容量的占用是動(dòng)態(tài)分配（除CDMA20001X與DO之間）的過程，容量業(yè)務(wù)模型的建立極大的影響實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中的容量規(guī)劃。,各系統(tǒng)容量規(guī)劃差別,各系統(tǒng)容量規(guī)劃-單一業(yè)務(wù)靜態(tài)容量預(yù)測 WCDMA與CDMA2000的容量計(jì)算公式相同 1.上行鏈路負(fù)載因子 某一種速率的話音業(yè)務(wù)可寫作： 某一種速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可寫作：,各系統(tǒng)容量規(guī)劃 WCDMA與CDMA2000的容量計(jì)算公式相同 2.下行鏈路負(fù)載因子 某一種速率的話音業(yè)務(wù)可寫作： 某一種速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可寫作：,各系統(tǒng)容量規(guī)劃 TD-SCDMA容量計(jì)算公式 在TD-SCDMA系統(tǒng)

15、中，由于采用了聯(lián)合檢測技術(shù)來抑制多用戶干擾，負(fù)載因子需要修正，如下： 即加入了上行聯(lián)合檢測多用戶干擾消除因子 和采用智能天線為用戶j帶來的賦形增益 。,各系統(tǒng)容量規(guī)劃 除TD-SCDMA系統(tǒng)中有修正因子 和 ，三種3G系統(tǒng)的容量規(guī)劃參數(shù)差異有：Eb/No，擴(kuò)頻因子W，速率R。 各系統(tǒng)容量能力比較 1）CDMA2000占用1.25MHZ，每扇區(qū)（三扇區(qū)基站，50負(fù)載）可提供：25CH，17.5erlang（GOS取2，以下均同）。 2）WCDMA占用5MHZ，每扇區(qū)（三扇區(qū)基站，50負(fù)載）可提供：40CH，31erlang。 3）TD-SCDMA占用1.28MHZ，但因其為碼道受限系統(tǒng)，即當(dāng)語音

16、用戶達(dá)到滿碼道用戶數(shù)8時(shí)，小區(qū)負(fù)載因子遠(yuǎn)小于1，故根據(jù)其滿碼道計(jì)算極限容量：30個(gè)CH，22erlang。 4）GSM每扇區(qū)（4/4/4模式）可提供：30個(gè)CH，22erlang。,3G主要標(biāo)準(zhǔn)簡介 關(guān)鍵技術(shù)對(duì)比 基站能力對(duì)比 對(duì)未來高速數(shù)據(jù)的支持 演進(jìn)路線對(duì)比,第五部分,未來高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)比較,HSDPA：第二階段可實(shí)現(xiàn)14.4M速率。各主流廠家均能夠于2006年實(shí)現(xiàn)商用。,3G主要標(biāo)準(zhǔn)簡介 關(guān)鍵技術(shù)對(duì)比 基站能力對(duì)比 演進(jìn)路線對(duì)比,第五部分,WCDMA演進(jìn)之路,R99,R5,R4,WCDMA版本,目前有三個(gè)版本定義在3GPP TS 23.002中：R99、R4、R5 R99網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中充分考慮了2G/3G兼容性問題，因此網(wǎng)絡(luò)中CS域和PS域是并列的。為支持3G業(yè)務(wù)，有些設(shè)備增添了相應(yīng)的接口協(xié)議，并對(duì)原有的接口協(xié)議進(jìn)行來了改選。,R99 R4 R5,R99、R4和R5的區(qū)別,R99向R4、R5的發(fā)展就是向全I(xiàn)P的發(fā)展，目標(biāo)是最終全部采用IP技術(shù)來承載網(wǎng)絡(luò)側(cè)和無線側(cè)的信令和數(shù)據(jù)； 三個(gè)版本中，PS域特有設(shè)備主體沒有變化，只有協(xié)議的升級(jí)和優(yōu)化；CS域設(shè)備則有些變化； R4網(wǎng)絡(luò)中，(G)MSC可被