三種3G技術(shù)的比較與分析

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上三種3G技術(shù)的比較與分析摘 要隨著信息社會(huì)的到來(lái)，移動(dòng)用戶數(shù)迅速增長(zhǎng)，人們對(duì)移動(dòng)通信的需求與日俱增，3G移動(dòng)通信技術(shù)得到了發(fā)展的契機(jī)。3G技術(shù)的漸進(jìn)發(fā)展必將推動(dòng)3G技術(shù)應(yīng)用的日趨成熟。國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）在2000年5月確定WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三大主流無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)，寫(xiě)入3G技術(shù)指導(dǎo)性文件2000年國(guó)際移動(dòng)通訊計(jì)劃（簡(jiǎn)稱(chēng)IMT2000）；2007年，WiMAX亦被接受為3G標(biāo)準(zhǔn)之一。 CDMA是Code Division Multiple Access (碼分多址)的縮寫(xiě)，是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)。CDMA系統(tǒng)以其頻率規(guī)劃簡(jiǎn)單、系統(tǒng)容量

2、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?。本文?jiǎn)要介紹了WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA這三種3G技術(shù)，并從碼速率、系統(tǒng)容量、功率控制、切換方式等多方面對(duì)這三種技術(shù)作比較分析。關(guān)鍵詞：3G，WCDMA，CDMA2000，TD-SCDMA1 3G概述二代GSM、CDMA等數(shù)字手機(jī) (2G)，第三代手機(jī)（3G）一般地講，是指將無(wú)線通信與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng),未來(lái)的3G必將與社區(qū)網(wǎng)站進(jìn)行結(jié)合，WAP與web的結(jié)合是一種趨勢(shì)，如時(shí)下流行的微博網(wǎng)站：大圍脖、新浪微博等就已經(jīng)將此應(yīng)用加入進(jìn)來(lái)。3G與2G的主要區(qū)別是在傳輸

3、聲音和數(shù)據(jù)的速度上的提升，它能夠在全球范圍內(nèi)更好地實(shí)現(xiàn)無(wú)線漫游，并處理圖像、音樂(lè)、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電話會(huì)議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)，同時(shí)也要考慮與已有第二代系統(tǒng)的良好兼容性。為了提供這種服務(wù)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度，也就是說(shuō)在室內(nèi)、室外和行車(chē)的環(huán)境中能夠分別支持至少2Mbps(兆比特/每秒)、384kbps(千比特/每秒)以及144kbps的傳輸速度（此數(shù)值根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境會(huì)發(fā)生變化)。3G是第三代通信網(wǎng)絡(luò)，目前國(guó)內(nèi)支持國(guó)際電聯(lián)確定三個(gè)無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)，分別是中國(guó)電信的CDMA2000，中國(guó)聯(lián)通的WCDMA，中國(guó)移動(dòng)的TD-SCDMA，GSM設(shè)備采用的是時(shí)分多址

4、，而CDMA使用碼分?jǐn)U頻技術(shù)，先進(jìn)功率和話音激活至少可提供大于3倍GSM網(wǎng)絡(luò)容量，業(yè)界將CDMA技術(shù)作為3G的主流技術(shù)，國(guó)際電聯(lián)確定三個(gè)無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)，分別是美國(guó)CDMA2000，歐洲WCDMA，中國(guó)TD-SCDMA。3G主要特征是可提供移動(dòng)寬帶多媒體業(yè)務(wù)。三種主流的3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA，在技術(shù)上各有千秋，從目前的情況來(lái)看，不會(huì)出現(xiàn)哪種標(biāo)準(zhǔn)“一統(tǒng)江湖”的局面，而至于誰(shuí)能在3G時(shí)代占據(jù)更大的市場(chǎng)份額，關(guān)鍵是看哪個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)更符合市場(chǎng)需求和競(jìng)爭(zhēng)的需要。但需要注意的是，雖然CDMA2000、WCDMA和TD-SCDMA同屬3G的主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但是仍然可以將其分為兩類(lèi)

5、：CDMA2000、WCDMA并作一類(lèi)，TD-SCDMA則和前兩者分開(kāi)討論。之所以可以這樣，是因?yàn)樵诩夹g(shù)上CDMA2000和WCDMA是FDD的標(biāo)準(zhǔn)，而TD-SCDMA則是一個(gè)TDD標(biāo)準(zhǔn)1。2三種3G技術(shù)簡(jiǎn)介2.1 CDMA2000CDMA2000是從CDMAone演進(jìn)而來(lái)的第三代移動(dòng)通信技術(shù)。事實(shí)上，CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)體系結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為CDMA2000 family，它同樣還包含一系列的子標(biāo)準(zhǔn)。其技術(shù)特點(diǎn)如下： 前反向同時(shí)采用導(dǎo)頻輔助相干解調(diào)；在擴(kuò)頻碼選擇采用相同M序列，通過(guò)不同的相位偏置區(qū)分不同的小區(qū)和用戶；射頻帶寬從1.25MHz到20MHz可調(diào)；快速前向和反向功率控制；下行信道中采

6、用公共連續(xù)導(dǎo)頻方式進(jìn)行相干檢測(cè)，提高系統(tǒng)容量；在下行信道傳輸中，定義直擴(kuò)和多載波傳輸兩種方式，碼片速率分別為3.6864Mcps和1.22Mcps，多載波方式能很好地兼容IS-95網(wǎng)絡(luò)；支持F-QPCH，可延長(zhǎng)手機(jī)待機(jī)時(shí)間；核心網(wǎng)絡(luò)給予ANSI-41網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，并保持與ANSI-41網(wǎng)絡(luò)的兼容性；支持軟切換和更軟切換；設(shè)計(jì)了兩類(lèi)碼復(fù)用業(yè)務(wù)信道，基本信道用于傳送語(yǔ)音、信令和低速數(shù)據(jù)，是一個(gè)可變速率信道，補(bǔ)充信道用以傳送高速率數(shù)據(jù)，在分組數(shù)據(jù)傳送上應(yīng)用了ALOHA技術(shù)，改善傳輸性能;在同步方式上cdma2000與IS-95相同，基站間同步采用GPS方式。 CDMA2000的發(fā)起者主要以美國(guó)和韓國(guó)為

7、主的以IS-95 CDMA為標(biāo)準(zhǔn)的制造商和運(yùn)營(yíng)公司，CDMA2000繼承了IS-95窄帶CDMA系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商同樣可以在窄帶CDMA網(wǎng)絡(luò)中更換或增加部分網(wǎng)絡(luò)設(shè)備過(guò)渡到3G2。2.2 WCDMAWCDMA是3G技術(shù)的主流之一，其主要技術(shù)特點(diǎn)如下：支持異步和同步的基站運(yùn)行方式，靈活組網(wǎng)；信號(hào)帶寬為5MHz。碼片速率3.84Mcps 發(fā)射分集方式：TSTD（時(shí)間切換發(fā)射分集）、STTD（時(shí)空編碼發(fā)射分集）、FBTD（反饋發(fā)射分集）。信道編碼采用卷積碼和Turbo碼，支持2M速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；上行調(diào)制方式為BPSK，下行是QPSK。功率控制是，上下行閉環(huán)功率控制，外環(huán)功率控制。解調(diào)方式為導(dǎo)頻

8、輔助的相干解調(diào)；采用AMR，與GSM兼容語(yǔ)音編碼。核心網(wǎng)絡(luò)基于GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，并保持與GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的兼容性。MAP技術(shù)和GPRS隧道技術(shù)是WCDMA體制的移動(dòng)性管理機(jī)制的核心，保持與GPRS網(wǎng)絡(luò)的兼容性。支持軟切換和更軟切換；基站無(wú)需嚴(yán)格同步，組網(wǎng)方便。WCDMA技術(shù)是由歐洲和日本共同提出。目前全球 WCDMA 基本專(zhuān)利掌握在約27家外國(guó)公司手中，其中高通公司、Ericsson、Nokia擁有大部分專(zhuān)利，另外Motorola、NTT、 Lucent、Inter Digital等公司也都擁有WCDMA的部分基本專(zhuān)利，內(nèi)容涉及擴(kuò)頻通信等WCDMA系統(tǒng)無(wú)法跨越的核心技術(shù)3。2.3

9、 TD-SCDMA值得指出的是，TD-SCDMA技術(shù)規(guī)范是我國(guó)第一份自己提出，被ITU全套采納的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)。TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)信息產(chǎn)業(yè)部電信科學(xué)技術(shù)研究院(CATT)和德國(guó)西門(mén)子公司合作開(kāi)發(fā)，具有如下的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：它采用時(shí)分雙工(TDD)、TDMA/CDMA多址方式工作，基于同步CDMA、智能天線、軟件無(wú)線電、聯(lián)合檢測(cè)、正向可變擴(kuò)頻系數(shù)、Turb0編碼技術(shù)、CDMA等新技術(shù)，其目標(biāo)是建立具有高頻譜效率、高經(jīng)濟(jì)效益和先進(jìn)的移動(dòng)通信系統(tǒng)。同步CDMA系統(tǒng)采用上行同步的直擴(kuò)CDMA技術(shù)，另外結(jié)合了智能天線、軟件無(wú)線電及高質(zhì)量話音壓縮編碼技術(shù)。同步CDMA是降低多址干擾，簡(jiǎn)化基站接收機(jī)的一項(xiàng)

10、重要技術(shù)。TD-SCDMA采用不對(duì)稱(chēng)頻段，無(wú)需成對(duì)頻段，系統(tǒng)采用128 Mc/s的低碼片速率，擴(kuò)頻因子有1、2、4、8、16五種選擇，這樣可降低多用戶檢測(cè)器的復(fù)雜度，靈活滿足3G要求的不同數(shù)據(jù)傳輸速率。TDD上、下行工作于同一頻率，對(duì)稱(chēng)的電波傳播特性使之便于利用智能天線等新技術(shù)，可達(dá)到提高性能、降低成本的目的。功率控制分為開(kāi)環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制，閉環(huán)工控分為上、下行的內(nèi)環(huán)功率控制和外環(huán)功率控制。由于中國(guó)內(nèi)的龐大的市場(chǎng)，該標(biāo)準(zhǔn)受到各大主要電信設(shè)備廠商的重視，全球一半以上的設(shè)備廠商都宣布可以支持TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)。 該標(biāo)準(zhǔn)提出不經(jīng)過(guò)2.5代的中間環(huán)節(jié)，直接向3G過(guò)渡，非常適用于GSM系統(tǒng)向3

11、G升級(jí)4。3 三種3G技術(shù)比較與分析雖然CDMA2000、WCDMA和TD-SCDMA同屬3G的主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但是仍然可以將其分為兩類(lèi)：CDMA2000、WCDMA并作一類(lèi)，TD-SCDMA則和前兩者分開(kāi)討論。之所以可以這樣做，是因?yàn)樵诩夹g(shù)上CDMA2000和WCDMA是FDD的標(biāo)準(zhǔn)，而TD-SCDMA則是一個(gè)TDD標(biāo)準(zhǔn)。3.1 WCDMA與CDMA2000WCDMA和CDMA2000都滿足IMT-2000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接入等。這兩種系統(tǒng)的無(wú)線傳輸技術(shù)均基于DS-CDMA作為多用戶接入技術(shù)，單就技術(shù)來(lái)說(shuō)，WCDMA和CDMA2000在技術(shù)先進(jìn)性和

12、發(fā)展成熟度上各具優(yōu)勢(shì)，但總體來(lái)看，WCDMA似乎更勝一籌，以下是WCDMA相對(duì)CDMA2000的一些優(yōu)勢(shì)所在： (1) WCDMA使用的帶寬和碼片速率(3.84Mcps)是CDMA2000 1x演進(jìn)家族的三倍以上，因而能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(xiāo)。此外，更高的碼片速率也改善了接收機(jī)解決多徑效應(yīng)的能力。 (2) WCDMA在小區(qū)站點(diǎn)同步方面的設(shè)計(jì)是使用異步基站，而CDMA2000基站則通常通過(guò)GPS實(shí)現(xiàn)同步，這將造成室內(nèi)和城市小區(qū)(采用室內(nèi)天線)部署的困難。 (3)由于支持1xEV-DO的TDM接入系統(tǒng)采用共享時(shí)分復(fù)用下行鏈路，它具有固定時(shí)隙，因此CDMA2000物理層

13、兼容性較差。 (4) 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)。 (5) WCDMA進(jìn)行功率控制的頻率幾乎是CDMA2000的兩倍，達(dá)到每秒1500次(1.5kHz)，因而能保證更好的信號(hào)質(zhì)量，并支持更多的用戶。 (6) CDMA2000的導(dǎo)頻信道大約需要下行鏈路總傳輸功率的20%，相比之下WCDMA只需要約10%，因而可以節(jié)省更多的公用信道的開(kāi)銷(xiāo)。 (7)為支持基于GSM的GPRS業(yè)務(wù)而部署的所有業(yè)務(wù)(如計(jì)費(fèi)、安全、漫游等)也支持WCDMA業(yè)務(wù)，而為了完善新的數(shù)據(jù)/話音網(wǎng)絡(luò)，CDMA2000 1x必須添加額外的網(wǎng)元或進(jìn)行功能的升級(jí)。 (8)在混合話音和數(shù)據(jù)流量方面，W

14、CDMA的系統(tǒng)性能比CDMA2000也表現(xiàn)得更加出色。 因此，從技術(shù)的角度來(lái)講，WCDMA具備一定優(yōu)勢(shì)，各家電信企業(yè)也因此更加傾向于采用該標(biāo)準(zhǔn)。 另外，在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和市場(chǎng)推廣上，WCDMA占據(jù)著更大的優(yōu)勢(shì)。由于全球移動(dòng)系統(tǒng)有85%都在用的GSM系統(tǒng)，而GSM向3G過(guò)渡的最佳途徑就是歷經(jīng)GPRS演進(jìn)到WCDMA，所以傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)使得CDMA2000難以對(duì)WCDMA望其項(xiàng)背5。3.2 TD-SCDMA(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(duì)不同類(lèi)型的業(yè)務(wù)設(shè)置上、下行鏈路轉(zhuǎn)換點(diǎn)，因而可以使總的頻譜效率更高。 (2)支持多種通信接口

15、：TD-SCDMA同時(shí)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2.5G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(shí)兼顧現(xiàn)在的需求和未來(lái)長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。 (3)頻譜靈活性強(qiáng)：TD-SCDMA第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)頻譜靈活性強(qiáng)，僅需單一1.6M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(duì)稱(chēng)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(wú)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(cè)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

16、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(dòng)通信系統(tǒng)的平滑過(guò)渡。 (6)系統(tǒng)設(shè)備成本低:TD-SCDMA上下行工作于同一頻率，對(duì)稱(chēng)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(wú)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(duì)稱(chēng)或不對(duì)稱(chēng)的數(shù)據(jù)速率。 當(dāng)然，與前兩種標(biāo)準(zhǔn)相比，尤其是與WCDMA比起來(lái)，TD-

17、SCDMA也有“尚顯稚嫩”的地方。比如，在對(duì)CDMA技術(shù)的利用方面，TD-SCDMA因要與GSM的小區(qū)兼容，小區(qū)復(fù)用系數(shù)為3，降低了頻譜利用率。又因?yàn)門(mén)D-SCDMA頻帶寬度窄，不能充分利用多徑，降低了系統(tǒng)效率，實(shí)現(xiàn)軟切換和軟容量能力較困難。另外，TD-SCDMA系統(tǒng)要精確定時(shí)，小區(qū)間保持同步，對(duì)定時(shí)系統(tǒng)要求高。而WCDMA則不需要小區(qū)間同步，可適應(yīng)室內(nèi)、室外，甚至地鐵等不同的環(huán)境的應(yīng)用。另外，WCDMA對(duì)移動(dòng)性的支持更加優(yōu)質(zhì)，適合宏蜂窩、蜂窩、微蜂窩組網(wǎng)，而TD-SCDMA只適合微蜂窩，對(duì)高速移動(dòng)的支持也較差。尤其是在從GSM網(wǎng)向3G的過(guò)渡過(guò)程中，WCDMA的優(yōu)勢(shì)更加明顯。因此，從目前的情況

18、來(lái)看，TD-SCDMA和WCDMA雖然各具優(yōu)勢(shì)，但WCDMA更應(yīng)成為3G過(guò)渡的主流標(biāo)準(zhǔn)6。4 結(jié)語(yǔ)本文在對(duì)目前三種3G技術(shù)的簡(jiǎn)單介紹的基礎(chǔ)上，對(duì)WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA從碼速率、系統(tǒng)容量、功率控制、切換方式等多方面對(duì)這三種技術(shù)作比較分析。通過(guò)比較分析可看出，三種3G技術(shù)各具特色，互有長(zhǎng)短，不會(huì)出現(xiàn)一種技術(shù)獨(dú)占市場(chǎng)的現(xiàn)象。WCDMA使用的帶寬和碼片速率，因而能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(xiāo)。此外，更高的碼片速率也改善了接收機(jī)解決多徑效應(yīng)的能力。WCDMA進(jìn)行功率控制的頻率高，因而能保證更好的信號(hào)質(zhì)量，并支持更多的用戶等等的優(yōu)點(diǎn)。而TD-SCDMA具有頻譜利用率高、支持多種通信接口、頻譜靈活性強(qiáng)、系統(tǒng)性能穩(wěn)定、系統(tǒng)設(shè)備成本低等優(yōu)點(diǎn)。但是TD-SCDMA與另外兩種3G技術(shù)在CDMA技術(shù)應(yīng)用方面稍顯不足，TD-SCDMA頻帶寬度窄，不能充分利用多徑，降低了系統(tǒng)效率。因此，從技術(shù)的角度來(lái)講，WCDMA具備一定優(yōu)勢(shì)，各家電信企業(yè)也因此更加傾向于采用該標(biāo)準(zhǔn)。出于對(duì)民族工業(yè)的支持，TD-SCDMA在中國(guó)一定要上。我國(guó)已經(jīng)在1G、2G時(shí)代落后于世界了，如果能夠基于自主產(chǎn)權(quán)的TD-SCDMA形成3G產(chǎn)業(yè)鏈，就可能帶動(dòng)起中國(guó)的通信制造業(yè)、運(yùn)營(yíng)業(yè)等的快