【2】三種主流3G技術(shù)比較

1、中國傳媒大學(xué) 學(xué)年第 學(xué)期 課程題 目 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 班 級(jí) 學(xué)生所屬學(xué)院 任課教師 教師所屬學(xué)院 成 績 摘要：伴隨著移動(dòng)增值業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，邁向3G(3rd Generation，第三代移動(dòng)通信)則是各大移動(dòng)運(yùn)營商的必然選擇。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)，其傳輸速率在高速移動(dòng)環(huán)境中支持144kb/s，步行慢速移動(dòng)環(huán)境中支持384kb/s，靜止?fàn)顟B(tài)下支持2Mb/s。其設(shè)計(jì)目標(biāo)是為了提供比第二代系統(tǒng)更大的系統(tǒng)容量、更好的通信質(zhì)量，而且要能在全球范圍內(nèi)更好地實(shí)現(xiàn)無縫漫游及為用戶提供包括話音、數(shù)據(jù)及多媒體等在內(nèi)的多種業(yè)務(wù)，同時(shí)也要考慮與已有第二

2、代系統(tǒng)的良好兼容性。關(guān)鍵詞：3G、三種主流技術(shù)、對比、WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA正文：一、概述：近些年信息通信領(lǐng)域中，發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的就是無線通信技術(shù)。在移動(dòng)中實(shí)現(xiàn)的無線通信又通稱為移動(dòng)通信，人們把二者合稱為無線移動(dòng)通信。這一應(yīng)用已深入到人們生活和工作的各個(gè)方面。移動(dòng)通信這個(gè)神奇新興的產(chǎn)業(yè)，使人類居住的地球變得越來越小，在任何時(shí)間任何地點(diǎn)、與任何人進(jìn)行任何類型的信息業(yè)務(wù)部能夠得以實(shí)現(xiàn)。移動(dòng)通信主要依靠三類無線通信：無線局域網(wǎng)(WLAN)、城市蜂窩網(wǎng)(2G3G)和衛(wèi)星通信(GEOMEOLEO)。一般說來，城市蜂窩網(wǎng)主要用于城市，為攜帶輕便手機(jī)的移動(dòng)用戶提供通信便利。要實(shí)現(xiàn)

3、全球用戶連通，就是期望世界各地和各城市的蜂窩網(wǎng)統(tǒng)一程式，或加裝互相連通所必需的設(shè)備。當(dāng)今世界上實(shí)際應(yīng)用的城市蜂窩網(wǎng)(主要還是2G)，并不完全屬于同樣的制式。各國現(xiàn)行的2G蜂窩網(wǎng)雖都屬于數(shù)字式，但有些2G采用時(shí)分多址(TDMA)，另一些則采用碼分多址(CDMA)，特別是北美和歐洲兩大地區(qū)各自使用兩類不同的制式。有些國家容許同一城市同時(shí)存在兩種不同制式，各有不同的手機(jī)用戶，互不侵犯，這顯然很不合理。為了方便世界范圍內(nèi)用戶的互聯(lián)，現(xiàn)在，世界各國的蜂窩網(wǎng)準(zhǔn)備連通為全世界統(tǒng)一的無線通信網(wǎng)，統(tǒng)一成同樣的制式。國際上認(rèn)真討論并一致同意第三代(3G)蜂窩網(wǎng)必須使用統(tǒng)一的最新制式。二、3G應(yīng)運(yùn)而生從消費(fèi)觀點(diǎn)來看

4、，需要更大語音容量以可靠地接納更多的電話呼叫、通過增加計(jì)費(fèi)的使用分鐘(MOU)以產(chǎn)生更多的收益、高速數(shù)據(jù)服務(wù)(移動(dòng)384kbs，固定2Mbs)以滿足日益增長的移動(dòng)用戶群體的需要。所提出的3G技術(shù)將支持這些需要，任何3G技術(shù)的主要要求應(yīng)包括：語音質(zhì)量可與公用交換電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN)相比擬；對于乘機(jī)動(dòng)車輛在大范圍快速運(yùn)行的用戶，數(shù)據(jù)速率為144kbs；對于站立不動(dòng)或者在小范圍慢速移動(dòng)的行人，數(shù)據(jù)速率為384kbs；逐步達(dá)到支持2048Mbs運(yùn)行的辦公室應(yīng)用；支持?jǐn)?shù)據(jù)包交換和電路交換兩者的數(shù)據(jù)服務(wù)；適用于大多數(shù)因特網(wǎng)通信高度非對稱特性的無線接口，其下行鏈路較之上行鏈路具有大得多的帶寬；使現(xiàn)行頻譜有更

5、高效的利用率；支持種類繁多的移動(dòng)設(shè)備(如電話、手機(jī)、PDA等)；可靈活引入新服務(wù)和新技術(shù)。對開發(fā)3G的另一個(gè)重要?jiǎng)恿κ怯捎谝苿?dòng)Intemet激增所造成的對移動(dòng)接入能力的要求。在美國和歐洲這兩個(gè)地區(qū)，研究表明移動(dòng)電話的擁有者都希望成為Intemet的用戶。鑒于目前75訪問Intemet的用戶都是在常規(guī)基礎(chǔ)上進(jìn)行的，這表明具有接受移動(dòng)數(shù)據(jù)服務(wù)的巨大潛力。理想上，3G應(yīng)當(dāng)隨時(shí)隨地提供無縫的個(gè)人通信服務(wù)。從供應(yīng)商的觀點(diǎn)來看，對移動(dòng)數(shù)據(jù)的需求在某種程度上也可以說是由供應(yīng)方面促成的。無論是傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商還是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商，這兩方面人士都在開發(fā)移動(dòng)接人以解決他們各自面臨的問題，讓公眾滿意并提供111tem

6、et對移動(dòng)電話用戶的接入。三、三種主流的3G技術(shù)目前國際電聯(lián)接受的3G標(biāo)準(zhǔn)主要有以下三種：WCDMA、CDMA2000與TD-SCDMA。中國的3G格局是中國移動(dòng)采用我國提出的國際標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA，中國電信采用美國提出的國際標(biāo)準(zhǔn)CDMA2000，而中國聯(lián)通采用歐洲提出的國際標(biāo)準(zhǔn)WCDMA。CDMA是Code Division Multiple Access(碼分多址)的縮寫，是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)。第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)采用頻分多址(FDMA)的模擬調(diào)制方式，這種系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是頻譜利用率低，信令干擾話音業(yè)務(wù)。第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要采用時(shí)分多址(TDMA)的數(shù)字調(diào)制方式，提高了系統(tǒng)容量

7、，并采用獨(dú)立信道傳送信令，使系統(tǒng)性能大為改善，但TDMA的系統(tǒng)容量仍然有限，越區(qū)切換性能仍不完善。CDMA系統(tǒng)以其頻率規(guī)劃簡單、系統(tǒng)容量大、頻率復(fù)用系數(shù)高、抗多徑能力強(qiáng)、通信質(zhì)量好、軟容量、軟切換等特點(diǎn)顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?、 WCDMA全稱為Wideband CDMA，這是基于GSM網(wǎng)發(fā)展出來的3G技術(shù)規(guī)范，是歐洲提出的寬帶CDMA技術(shù)，它與日本提出的寬帶CDMA技術(shù)基本相同，目前正在進(jìn)一步融合。該標(biāo)準(zhǔn)提出了GSM(2G)GPRSEDGEWCDMA(3G)的演進(jìn)策略。GPRS是General Packet Radio Service(通用分組無線業(yè)務(wù))的簡稱，EDGE是Enhanced D

8、ata rate for GSM Evolution(增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率的GSM演進(jìn))的簡稱，這兩種技術(shù)被稱為2.5代移動(dòng)通信技術(shù)。根據(jù)重組方案，新中國聯(lián)通將根據(jù)該方案重建3G網(wǎng)絡(luò)。2、 CDMA2000CDMA2000是由窄帶CDMA(CDMA IS95)技術(shù)發(fā)展而來的寬帶CDMA技術(shù)，由美國主推，該標(biāo)準(zhǔn)提出了從CDMA IS95(2G)CDMA20001xCDMA20003x(3G)的演進(jìn)策略。CDMA20001x被稱為2.5代移動(dòng)通信技術(shù)。CDMA20003x與CDMA20001x的主要區(qū)別在于應(yīng)用了多路載波技術(shù)，通過采用三載波使帶寬提高。重組之前中國聯(lián)通正在采用這一方案向3G過渡，并已建成了

9、CDMA IS95網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)重組方案，該網(wǎng)絡(luò)將整體轉(zhuǎn)讓給“新中國電信”。3、 TD-SCDMA全稱為Time Division-Synchronous CDMA(時(shí)分同步CDMA)，是由我國大唐電信公司提出的3G標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)提出不經(jīng)過2.5代的中間環(huán)節(jié)，直接向3G過渡，非常適用于GSM系統(tǒng)向3G升級(jí)。根據(jù)重組方案，“新中國移動(dòng)”將根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)，并且已經(jīng)在初步在部分區(qū)域建成投入試運(yùn)行。四、三個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的比較WCDMA、CDMA2000與TDSCDMA都屬于寬帶CDMA技術(shù)。寬帶CDMA進(jìn)一步拓展了標(biāo)準(zhǔn)的CDMA概念，在一個(gè)相對更寬的頻帶上擴(kuò)展信號(hào)，從而減少由多徑和衰減帶來的傳播問題，具有更

10、大的容量，可以根據(jù)不同的需要使用不同的帶寬，具有較強(qiáng)的抗衰落能力與抗干擾能力，支持多路同步通話或數(shù)據(jù)傳輸，且兼容現(xiàn)有設(shè)備。WCDMA、CDMA2000與TD-SCDMA都能在靜止?fàn)顟B(tài)下提供2Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，但三者的一些關(guān)鍵技術(shù)仍存在著較大的差別，性能上也有所不同。1、 雙工模式WCDMA與CDMA2000都是采用FDD(頻分?jǐn)?shù)字雙工)模式，TD-SCDMA采用TDD(時(shí)分?jǐn)?shù)字雙工)模式。WCDMA與CDMA2000能夠支持移動(dòng)終端在時(shí)速500公里左右時(shí)的正常通信，而TD-SCDMA只能支持移動(dòng)終端在時(shí)速120公里左右時(shí)的正常通信。TD-SCDMA在高速公路及鐵路等高速移動(dòng)的環(huán)境中處

11、于劣勢。2、 碼片速率與載波帶寬碼片速率高能有效地利用頻率選擇性分集以及空間的接收和發(fā)射分集，可以有效地解決多徑問題和衰落問題，WCDMA在這方面最具優(yōu)勢。載波帶寬方面，帶寬越高，支持的用戶數(shù)就越多，在通信時(shí)發(fā)生網(wǎng)塞的可能性就越小。在這方面WCDMA具有比較明顯的優(yōu)勢。TD-SCDMA系統(tǒng)采用TDD雙工模式，因此只需占用單一的1.6M帶寬，因而TD-SCDMA對頻率資源的利用率是最高的。3、 智能天線技術(shù)智能天線技術(shù)是TD-SCDMA采用的關(guān)鍵技術(shù)，已由大唐電信申請了專利，目前WCDMA與CDMA2000都還沒有采用這項(xiàng)技術(shù)。智能天線是一種安裝在基站現(xiàn)場的雙向天線獲取方向性，還可以減少小區(qū)間及

12、小區(qū)內(nèi)的干擾。智能天線的這些特性可顯著提高移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻譜效率。4、 越區(qū)切換技術(shù)WCDMA與CDMA2000都采用了越區(qū)“軟切換”技術(shù)，即當(dāng)手機(jī)發(fā)生移動(dòng)或是目前與手機(jī)通信的基站話務(wù)繁忙使手機(jī)需要與一個(gè)新的基站通信時(shí)，并不先中斷與原基站的聯(lián)系，而是先與新的基站連接后，再中斷與原基站的聯(lián)系。而TD-SCDMA則是采用了越區(qū)“接力切換”技術(shù)，智能天線可大致定位用戶的方位和距離，基站和基站控制器可根據(jù)用戶的方位和距離信息，判斷用戶是否移動(dòng)到應(yīng)切換給另一基站的臨近區(qū)域，如果進(jìn)入切換區(qū)，便由基站控制器通知另一基站做好切換準(zhǔn)備，達(dá)到接力切換目的。在切換的過程中，需要兩個(gè)基站間的協(xié)調(diào)操作。WCDMA無需基

13、站間的同步，通過兩個(gè)基站間的定時(shí)差別報(bào)告來完成軟切換。CDMA2000與TD-SCDMA都需要基站間的嚴(yán)格同步，因而必須借助GPS等設(shè)備來確定手機(jī)的位置并計(jì)算出到達(dá)兩個(gè)基站的距離。由于GPS依賴于衛(wèi)星，CDMA2000與TD-SCDMA的網(wǎng)絡(luò)布署將會(huì)受到一些限制，而WCDMA的網(wǎng)絡(luò)在許多環(huán)境下更易于部署，即使在地鐵等GPS信號(hào)無法到達(dá)的地方也能安裝基站，實(shí)現(xiàn)真正的無縫覆蓋。而且GPS是美國的系統(tǒng)，若將移動(dòng)通信系統(tǒng)建立在GPS可靠工作的基礎(chǔ)上，將會(huì)受制于美國的GPS政策，有一定的風(fēng)險(xiǎn)。5、與第二代系統(tǒng)的兼容性WCDMA由GSM網(wǎng)絡(luò)過渡而來，雖然可以保留GSM核心網(wǎng)絡(luò)，但必須重新建立WCDMA的接

14、入網(wǎng)，并且不可能重用GSM基站。CDMA20003x從CDMA IS95、CDMA20001x過渡而來，可以保留原有的CDMA IS95設(shè)備。TD-SCDMA系統(tǒng)的的建設(shè)只需在已有的GSM網(wǎng)絡(luò)上增加TD-SCDMA設(shè)備即可。三種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，WCDMA在升級(jí)的過程中耗資最大。五、移動(dòng)運(yùn)營商的3G策略目前在2G與3G之間衍生出了2.5G技術(shù)。2.5G技術(shù)突破了2G電路交換技術(shù)對數(shù)據(jù)傳輸速率的制約，引入了分組交換技術(shù)，從而使數(shù)據(jù)傳輸速率有了質(zhì)的突破，是一種介于2G與3G之間的過渡技術(shù)。目前中國移動(dòng)已經(jīng)建成了2.5代的GPRS網(wǎng)絡(luò)，通過TD-SCDMA的廉價(jià)升級(jí)，可以以較小的代價(jià)升級(jí)到3G網(wǎng)絡(luò)。中國聯(lián)

15、通前期建設(shè)的CDMA IS95網(wǎng)絡(luò)，正朝著CDMA2000的方向發(fā)展。雖然CDMA2000在升級(jí)的過程中節(jié)省投資，但其網(wǎng)絡(luò)成本投入也相當(dāng)大，雖然已經(jīng)將C網(wǎng)整體賣給了“新中國電信”。但目前尚未建成2.5代的CDMA20001x網(wǎng)絡(luò)，在與中國移動(dòng)的2.5代業(yè)務(wù)競爭上處于劣勢。中國移動(dòng)目前已經(jīng)推出了基于2.5代網(wǎng)絡(luò)的彩信業(yè)務(wù)(MMS，多媒體信息服務(wù))，該業(yè)務(wù)能在手機(jī)短信中加載聲音、圖像、視頻等多媒體信息，利用GPRS網(wǎng)絡(luò)能達(dá)到約40Kbit/s的傳送速度，揭開了移動(dòng)多媒體時(shí)代的序幕，具有彩屏和弦內(nèi)置數(shù)碼相機(jī)等新功能的手機(jī)立刻走俏市場。但CDMA IS95網(wǎng)絡(luò)只能基于電路交換方式提供14.4Kbit/

16、s的傳送速度，對多媒體信息的發(fā)送形成瓶頸。我國具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的TD-SCDMA能否在3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)爭霸中搶占一席之地倍受關(guān)注。TD-SCDMA能有效地節(jié)約頻譜資源，能夠?qū)崿F(xiàn)從GSM系統(tǒng)的廉價(jià)升級(jí)，但其通信質(zhì)量較WCDMA及CDMA2000差。畢竟能否節(jié)約頻譜資源與投資成本只是政府與運(yùn)營商們關(guān)心的事，作為用戶永遠(yuǎn)是將通信質(zhì)量作為首選。在我國移動(dòng)通信市場激烈競爭的格局下，滿足用戶的需求始終是運(yùn)營商們努力追求的目標(biāo)，將來TD-SCDMA可能會(huì)在低端3G市場得到應(yīng)用。考慮到中國移動(dòng)的客戶擁有量的穩(wěn)定性，許多客戶對改缺點(diǎn)應(yīng)該能夠容忍。目前TD-SCDMA技術(shù)尚未被國外的運(yùn)營商所采納，其研發(fā)進(jìn)度落后于WC

17、DMA與CDMA2000。目前“TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”包括大唐電信、南方高科、華立、華為、聯(lián)想、中興、中國電子、中國普天等8家企業(yè)，使該技術(shù)邁向商用有了強(qiáng)大的技術(shù)力量支持，中國移動(dòng)的加入可能能給該技術(shù)的進(jìn)一步提高帶來活力。六、國際上3G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況日本是全球提供3G業(yè)務(wù)最早的國家，也是最成熟的國家之一，NTTDoCoMo于2001年10月開通了全球第一張WCDMA商用網(wǎng)絡(luò)。為推動(dòng)日本3G 市場發(fā)展，日本政府于2005年又發(fā)放了兩張WCDMA制式的3G許可證，軟銀和eMobile獲得了這兩張3G許可證。來自電信研究院的數(shù)據(jù)顯示，日本的2G用戶從2003年開始減少，向3G用戶轉(zhuǎn)移。2006年

18、，日本的3G用戶超過2G用戶，標(biāo)志著日本真正進(jìn)入3G時(shí)代。截止到2007年底，日本的3G用戶達(dá)到8330.4萬戶，占總移動(dòng)用戶的82.9%。在電視或電影中，觀眾經(jīng)常能看到日本用戶通過手機(jī)進(jìn)行視頻聊天或者高速上網(wǎng)下載音樂、游戲等場面。在日本，娛樂業(yè)務(wù)與3G技術(shù)實(shí)現(xiàn)了出色的融合。通過手機(jī)下載音樂在日本成為潮流。此外，通過手機(jī)進(jìn)行支付也是日本3G用戶市場的一大特色，調(diào)查顯示，截止到2007年4月，NTTDoCoMo的移動(dòng)支付用戶達(dá)到2150萬。移動(dòng)支付業(yè)務(wù)向消費(fèi)信貸領(lǐng)域滲透，用戶可以通過手機(jī)透支消費(fèi)的消費(fèi)理念在日本逐漸流行。繼日韓之后，歐洲市場是3G商用發(fā)展的熱點(diǎn)地區(qū)。數(shù)據(jù)顯示，在歐洲部分國家甚至已經(jīng)達(dá)到了100%，開發(fā)新興數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)尋求新的突破點(diǎn)是運(yùn)營上對3G技術(shù)的期望。目前，如英國、西班牙、芬蘭、挪威、德國、盧森堡、克羅地亞等許多國家和地區(qū)都已經(jīng)開通或正在試運(yùn)行3G網(wǎng)絡(luò)，并且他們都采用了 WCDMA/UMTS技術(shù)。但歐洲3G市場自2007年以前發(fā)展緩慢，進(jìn)入2007年后歐洲3G市場開始提速。電信研究院調(diào)查顯示，2007年隨著歐洲地區(qū)WCDMA用戶發(fā)展的全面提速，其用戶份額也大幅上升，2007年底預(yù)計(jì)將達(dá)到57.64%。與此同時(shí)，歐洲3G市場在商用網(wǎng)絡(luò)部署方面步伐加快，電信研究院的分析稱，2007年，歐洲部署的HSDPA和HSUPA商用網(wǎng)絡(luò)都占到