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高速网络时代 三大主流3G技术对比分析
通拓商城 / 2009-04-06

最近几年,全球移动通信业发展迅速,特别是在我国,移动通信增长的态势迅猛。目前,中国手机用户已超过5亿,并仍在加速增长,市场规模巨大。但是,现有系统的容量有限,难以实现高速数据服务、全球覆盖、国际漫游等服务业务。随着通信技术的发展,第三代移动通信技术提供了全球无缝覆盖和漫游、更大的容量、支持窄带业务,并提供高速数据服务。今天我就为大家简单介绍下3G时代几大主流技术各自的特点以及它们之间的对比分析情况。

3G商用浪潮将至 TD手机雨后春笋涌现
三星TD-SCDMA手机

  3G即为英文3rd Generation的缩写,代表着第三代移动通信技术。手机自问世至今,共经历了第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、TDMA等数字手机(2G),而当前通信运营商和终端产品制造商倡导的3G是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它主要定位于实时视频、高速多媒体和移动Internet访问业务。利用先进的空中接口技术、核心包分组技术,再加上对频谱的高效利用,是可以实现上述业务的。虽然高速数据传输能力是第三代无线网络的关键特征之一,但其真正优势是扩大高质量话音业务容量。

  3G技术的标准:国际电信联盟(ITU)早在2000年5月即确定了W-CDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三个主流3G标准。

  W-CDMA:即Wideband CDMA,意为宽频分码多重存取,采用FDD制式,是由GSM网发展出来的3G技术规范,其支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商,包括欧美的爱立信、诺基亚、朗讯、北电以及日本的NTT、富士通、夏普等厂商。这套系统能够架设在现有的GSM网络上,对于系统提供商而言可以较方便地过渡,而GSM系统相当普及的亚洲对这套新技术的接受度会比较高。因此,W-CDMA具有先天的市场优势。目前W-CDMA手机已有多种产品面世,但国内还没有完善的3G网络可以应用。

  CDMA2000:采用FDD制式,由美国高通北美公司为主导提出,摩托罗拉、朗讯和韩国三星都已参与,韩国现在成为该标准的主导者。这套标准是从窄频CDMA2000 1X数字标准衍生出来的,可以从原有的CDMA2000 1X结构直接升级到CDMA2000 3X(3G),建设成本低廉。但目前使用CDMA的地区只有日、韩和北美,中国联通正是也应用了该模式过渡的,CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。不过CDMA2000的研发技求却是目前各标准中进度最快的,许多3G手机也已率先面世。

  TD-SCDMA:全称Time Division-Synchronous CDMA,采用TDD制式,该标准是由我国大唐电信公司提出的3G标准。该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中。由于中国国内庞大的市场,该标准受到各大主要电信设备厂商的重视,全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TD-SCDMA标准,对于中国通信事业实为一大机遇。

 由于要实现3G商用的工程非常的浩大,所牵扯的层面多且复杂,想从现有的2G网络直接过渡到3G网络是一项不可能完成的任务,因而2.5G/2.75G的手机就应运而生。目前已经中国国内进行商业应用的2.5G/2.75G移动通信技术包括:GPRS、EDGE、CDMA2000 1X。

  2.5G包括了CDMA2000 1X和GPRS,在国内也就有了中国联通和中国移动两大对立阵营,可以说两个阵营都为各自的标准逐步迈向3G。

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联通CDMA业务

  CDMA就是Code Division Multiple Access(码分多址访问技术)的简称。也就是说,由于通信运营商为了向尽可能多的用户提供服务,因此就需要让多个用户共用同一个频带。此时,就可以通过利用叫做伪随机噪声码(Pseudo noise Code,PN码)的特殊符号,来区分每位用户的通话信道。CDMA2000 1x被称为2.5代移动通信技术,可以认为是CDMA2000 3X(3G)的过渡阶段。

  CDMA2000 3x与CDMA2000 1x的主要区别在于应用了多路载波技术,通过采用三载波使带宽提高,而CDMA2000 1x只使用1个频带,因而就叫“1x”。目前中国联通正在采用这一方案向3G过渡,并已建成了CDMA2000 1x网络。

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GPRS PC调制解调器卡

  GPRS就是General Packet Radio Service(通用分组无线服务)的简称。它是在现有的GSM网络基础上开通的一种新型的高速分组数据传输技术。相对于原来的GSM以拨号接入的电路交换数据传送方式,GPRS是分组交换技术,具有“永远在线”、“自如切换”、“高速传输”等优点。它能使移动数据通讯服务更强大,更便捷。目前中国移动正在采用这一方案向3G过渡,并已将原有的GSM网络升级为GPRS网络,通过其完善的GSM网为用户提供全方位的GPRS服务。

  EDGE是Enhanced Data rate for GSM Evolution(增强数据速率的GSM演进)的简称,是速度更高的GPRS后续技术,所以又被公众称为2.75G技术。EDGE完全以目前的GSM标准为架构,不但能够将GPRS的功能发挥到极限,还可以透过目前的无线网络提供宽频多媒体的服务。可以应用在诸如无线多媒体、电子邮件、网络信息娱乐以及电视会议上。让我们初步体验3G技术的魅力。

  以上2G-3G的过渡技术均是民间说法,非官方正式名称。

TD-SCDMA是ITU的三大3G主流标准技术之一,我国拥有完全的自主知识产权,采用TDD方式,另外两种标准为WCDMA和CDMA2000,采用FDD制式.TD-SCDMA综合了FDMA、TDMA、CDMA技术的优点而采用了智能天线、联合检测和动态信道分配等先进技术。

高速网络时代 三大主流3G技术对比分析

  TD-SCDMA--Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access (时分同步的码分多址技术),又称时分同步CDMA。这是的同步指所有用户的上行链路信号在到达基站的解调器处完全同步,这是通过软件及物理层设计来实现的,这样可以使正交扩频码的各个码道在解扩时完全正交,相互间不会产生多址干扰,克服了异步CDMA带来的问题,这提高了TD-SCDMA系统的容量和频谱利用率,还可简化电路,降低成本。

TD-SCDMA的发展过程:

  1998年初,在当时的邮电部科技司的直接领导下,由电信科学技术研究院组织队伍在SCDMA技术的基础上,研究和起草符合IMT-2000要求的我国的TD-SCDMA建议草案。该标准草案以智能天线、同步码分多址、接力切换、时分双工为主要特点,于ITU征集IMT-2000第三代移动通信无线传输技术候选方案的截止日1998年6月30日提交到ITU,从而成为IMT-2000的15个候选方案之一。ITU综合了各评估组的评估结果,在1999年11月赫尔辛基ITU-RTG8/1第18次会议上和2000年5月在伊斯坦布尔的ITU-R全会上,TD-SCDMA被正式接纳为CDMATDD制式的方案之一。

  CWTS(中国无线通信标准研究组)作为代表中国的区域性标准化组织,从1999年5月加入3GPP以后,经过4个月的充分准备,并与3GPPPCG(项目协调组)、TSG(技术规范组)进行了大量协调工作后,在同年9月向3GPP建议将TD-SCDMA纳入3GPP标准规范的工作内容。1999年12月在法国尼斯的3GPP会议上,我国的提案被3GPPTSGRAN(无线接入网)全会所接受,正式确定将TD-SCDMA纳入到Release 2000(后拆分为R4和R5)的工作计划中,并将TD-SCDMA简称为LCRTDD(低码片速率TDD方案)。

  经过一年多的时间,经历了几十次工作组会议几百篇提交文稿的讨论,在2001年3月棕榈泉的RAN全会上,随着包含TD-SCDMA标准在内的3GPPR4版本规范的正式发布,TD-SCDMA在3GPP中的融合工作达到了第一个目标。

  至此,TD-SCDMA不论在形式上还是在实质上,都已在国际上被广大运营商、设备制造商所认可和接受,形成了真正的国际标准。

TD-SCDMA的覆盖:

  在覆盖解决方案上,宏蜂窝覆盖整个区域,微蜂窝完成对话务密集的街区的覆盖。在郊区和农村,主要采用全向站实现宏蜂窝组网,进行区域的覆盖。在写字楼、宾馆、酒店、购物中心、机场等话务密集的地区,为达到有效话务吸收和“无死角”覆盖目的,可以使用分布式天线系统DAS进行专门的室内覆盖。TD-SCDMA在使用室内覆盖系统DAS时,不需要使用智能天线系统,完全可以使用常规的室内天线对室内进行覆盖。

  在覆盖能力方面,从协议帧结构角度出发,TD-SCDMA在干扰程度可以接受的情况下,可支持最大41.25km的小区覆盖半径,在阻塞TSI并将其用于SYNC-UL接入的情况下,可支持最大112.5km的小区覆盖半径。在实际外场测试中,心R话音业务,城区覆盖能够达到约1.8km的小区半径;PS64/128/384业务,城区覆盖能够达到约1.7km的小区半径。

独立组网的前提条件:

  对TD-SCDMA,单载波带宽为1.6MHz,核心频段55MHz,有33个核心频点。补充频段100MHz,有62个补充频点,所以说TD-SCDMA有着丰富的频率资源。话音业务需耍6个频点(10MHz带宽),数据需要12个频点(20MHz带宽),盲区覆盖需要1个频点,室内覆盖需要1个频点,保护间隔需要1个频点,这样共需要21个频点,考虑到话音业务带宽的富裕性,30MHz带宽(18个频点)能够满足一个独立TD-SCDMA网络的需要,也就是说30MHz频宽是TD-SCDMA独立组网的前提条件。

与其它3G系统一样,TD-SCDMA能提供包括话音业务和数据业务在内的全业务解决方案:

  (1)话音业务支恃AMR4.75Kbps-12.2Kbps所有标准AMR速率;

  (2)CS业务支持28.8Kbps、32Kbps、64Kbps等典型业务速率;

  (3)PS业务支持32Kbps、64Kbps、128Kbps、144Kbps、384Kbps等典型速率业务,TD-SCDMA后续将提供满足TDD HSDPA等更高速率的业务的需求。

  TD-SCDMA独立组网需相应的无线资源,即频段分配,表1给出了TDD的频段分配:

MHz

第一段

第二段

第三段

总带宽

ITU

1885-1990

2010-2025

 

50

中国

1880-1920

2020-2025

2300-2400

155

表1 时分双工TDD分配表

  从表l可以看出,中国3G标准在国内所获得的频宽比ITU的指配多了105MHz,这表明了中国政府相关决策者对民族IT产业的政策性取向和支持。另外,经过了外场测试,信息产业部于2006年春节前将TD-SCDMA列为国内通信行业标准,这又从另一个侧面佐证了中国对TD-SCDMA的大力支持。

中国TD与其他主流3G技术对比:

TD-SCDMA畅想无线乐趣 3G知识点大搜罗
三大主流3G技术对比

TD-SCDMA优点:

  1.频谱利用率高  TD一个载频 1.6M   W一个载频 10M

  2.对功控要求低  TD 0~200MZ   W 1500MZ

  3.采用了智能天线和联合测试   引入了所谓的空中分级,但效果如何,还待验证

  4.避免了呼吸效应  TD不同业务对覆盖区域的大小影响较小,易于网络规划

TD-SCDMA缺点:

  1.同步要求高   TD需要GPS同步,同步的准确程度影响整个系统是否正常工作

  2.码资源受限   TD 只有16个码,远远少于业务需求所需要的码数量

  3.干扰问题     上下行、本小区、邻小区都可能存在干扰

  4.移动速度慢   TD 120KM/H   W 500KM/H

最后总结:

  在政府和运营商的全力支持下,TD-SCDMA产业联盟和产业链已基本建立起来,产品的开发也得到进一步的推动,越来越多的设备制造商纷纷投入到TD-SCDMA产品的开发阵营中来。随着设备开发、现场试验的大规模开展,TD-SCDMA标准也必将得到进一步的验证和加强。

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