3G基础知识
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目录
一、3G标准简介 (2)
二、3G技术演进 (4)
1.WCDMA技术演进 (4)
1)GSM (4)
2)GPRS (5)
3)EDGE (5)
4)WCDMA (6)
5)HSDPA (7)
6)HSUPA (8)
7)HSPA+ (8)
8)LTE FDD (9)
2.CDMA2000 技术演进 (10)
1)CDMA One (10)
2)CDMA2000 1X/3X (11)
3)CDMA2000 1X EV (12)
3.TD-SCDMA技术演进 (13)
1)TD-SCDMA时代 (13)
2)HSxPA时代 (13)
3)LTE时代 (15)
一、3G标准简介
目前,3G的主流技术有WCDMA,CDMA2000和TD-SCDMA三种。
CDMA2000由美国高通公司提出,技术成熟性最高,有着明确的提高频谱利用率的演进路线,但全球漫游能力一般,韩国已经开通了CDMA2000商用网。
WCDMA由欧洲和日本支持,有较高的扩频增益,发展空间较大,全球漫游能力最强,但技术成熟性一般,在日本已经投入商用。
TD-SCDMA:全称Time Division-Synchronous CDMA时分同步CDMA,在频谱利用率、对业务支持具有灵活性等独特优势。
中国自有3G技术,获政府支持。
WCDMA:全称Wideband CDMA,也称为CDMA Direct Spread,意为宽频分码多重存取,这是基于GSM网发展出来的3G技术规范,是欧洲提出的宽带CDMA技术,
有较高的扩频增益,发展空间较大,全球漫游能力最强,技术成熟性最佳。
CDMA2000:CDMA2000是有窄带CDMA(CDMA IS95)技术发展而来的宽带CDMA技术,也称为CDMA Multi-Carrier,由美国高通公司为主导提出。
它可由原有的
CDMA1X直接升级到3G,建设成本低廉。
3G网络包括WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三种网络制式,由核心网和无线网UTRAN组成。
核心网由于考虑到数据业务的大量引入,在设备构成上又分为CS(电路域)和PS(分组域)。
从技术本身来看,WCDMA的商用版本为R99和R4,其中R99版本的WCDMA需与GSM 网络结合,核心网与GSM网络共用MSC交换中心,增加了PS分组域数据业务,由SGSN和GGSN通过高速以太网接口或POS连接构成全IP分组交换网络,无线网部分RNC与NodeB之间通过ATM技术,语音业务和数据业务以ATM信元承载;R4版本不再考虑原有的移动网络而单独成网,无线网部分和核心网PS分组域与R99相同,不同的是在CS电路域没有采用电路交换模式的MSC,而是采用了基于NGN,控制(MSC Sever)与交换平面(MGW媒体网关)完全分开,MGW可进行TDM、ATM、IP三种方式的业务交换,目前的商用情况主要以TDM交换为主。
CDMA2000在接口和传输模式上与WCDMA R99版本区别不大,CDMA 1X在传送需求上相当于GPRS,而CDMA2000 EV-DO则相当于R99版本的WCDMA。
TD-SCDMA作为我国提出的3G标准,在技术上有一定的继承性和先进型,必将在国内3G网上取得一定的应用,其优势在于无线域和天线方面,接口方式和传输与R99版本的WCDMA没有太大区别。
WCDMA采用1900MHz或更高的频率,基站覆盖范围略低于GSM、CDMA,但随着移动网络技术特别是天线技术的进步,加上载频覆盖效率的提升,WCDMA网络基站的综合覆盖效率会
与GSM网络基站基本相同或者略高,因此在无线本地网如果要实现相同的覆盖效果,WCDMA 与GSM基站的数量应该相当,在发达城市会稍有下降,但数量差别不会太大,其它两种制式也基本类似。
3G网络相对2G网络,为用户带来的主要是在享受数据业务服务上的差别。
从传输网络角度看,3G对传输网络的影响最大的也最主要的是在数据业务,但数据业务服务的推动需要运营商与ISP、ICP长期不懈的努力才能得到广泛的认可和接受,是一个渐进过程,不可能象语音网一样可以通过增长率预期未来带宽的具体需求。
2009年1月7日工业和信息化部宣布,批准中国移动通信集团公司增加基于TD-SCDMA 技术制式的第三代移动通信(3G)业务经营许可,中国电信集团公司增加基于CDMA2000技术制式的3G业务经营许可,中国联合网络通信集团公司增加基于WCDMA技术制式的3G业务经营许可。
下表是对于这三家厂商3G之处以及技术的对比:
二、3G技术演进
1.WCDMA技术演进
1)GSM
GSM全称是Global System for Mobile Communications,中文为全球移动通讯系统,俗称"全球通",是一种起源于欧洲的移动通信技术标准,是第二代移动通信技术。
GSM系统包括 GSM 900、DCS1800及 PCS1900三个频段,一般所谓的双频手机就是在GSM900和DCS1800频段之间切换的手机,而PCS1900则是为别的国家使用的频段如美国。
GSM使用的是时分多址的变体,并且它是目前三种数字无线电话技术(TDMA、GSM和CDMA)中使用最为广泛的一种。
GSM将资料数字化,并将数据进行压缩,然后与其它的两个用户数据流一起从信道发送出去,另外的两个用户数据流都有各自的时隙。
a)GSM900/DCS1800/PCS1900的区别
GSM900是初始的GSM 系统, 手机的功率从输出1W-8W,GSM900的通道从1-124,
DCS1800的通道从512-885; DCS1800是低功率的, 最高是1W;
GSM的频段:GSM900 小区半径35km 上行880~915MHZ 下行将925~960MHZ
PHASE2: 890~925MHZ 和935~960MHZ; 通道号1---124.
GSM1800的频段:小区半径2km(由于1800mhz手机的低功率) 上行1710-1785MHZ
下行1805-1880MHZ。
PHASE2: SAME; 通道号 :512—885. 为高密度的用户
GSM1900的频段: 1850~1910MHZ 1930~1990MHZ
上行和下行组成一频率对, 上行就是手机发射、机站接收;下行就是基站到手机。
b)我国陆地公用蜂窝数字移动通信网GSM通信系统
我国陆地公用蜂窝数字移动通信网GSM通信系统采用900MHz频段:
890~915(移动台发、基站收)935~960(基站发、移动台收)
双工间隔为45MHz,工作带宽为25 MHz,载频间隔为200 kHz。
随着业务的发展,可视需要向下扩展,或向1.8GHz频段的GSM1800过渡,即1800MHz 频段:1710~1785(移动台发、基站收)1805~1880(基站发、移动台收)
双工间隔为95MHz,工作带宽为75 MHz,载频间隔为200 kHz。
c)频道间隔
相邻两频道间隔为200kHz。
每个频道采用时分多址接入(TDMA)方式,分为8个时隙,即8个信道(全速率)。
每信道占用带宽200 kHz/8=25 kHz。
将来GSM采用半速率话音编码后,每个频道可容纳16个半速率信道。
2)GPRS
GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的简称,它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。
它经常被描述成“2.5G”,也就是说这项技术位于第二代(2G)和第三代(3G)移动通讯技术之间。
它通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道,提供中速的数据传递。
GPRS突破了GSM网只能提供电路交换的思维方式,只通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造来实现分组交换,这种改造的投入相对来说并不大,但得到的用户数据速率却相当可观。
GPRS(General Packet Radio Service)是一种以全球手机系统(GSM)为基础的数据传输技术,可说是GSM的延续。
GPRS和以往连续在频道传输的方式不同,是以封包(Packet)式来传输,因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算,并非使用其整个频道,理论上较为便宜。
GPRS的传输速率可提升至56甚至114Kbps。
而且,因为不再需要现行无线应用所需要的中介转换器,所以连接及传输都会更方便容易。
如此,使用者既可联机上网,参加视讯会议等互动传播,而且在同一个视讯网络上(VRN)的使用者,甚至可以无需通过拨号上网,而持续与网络连接。
3)EDGE
EDGE英文全称Enhanced Data Rate for GSM Evolution,即增强型数据速率GSM演进技术。
EDGE是一种GSM到3G的过渡技术,它主要是在GSM系统中采用了一种新的调制方法,即最先进的多时隙操作和8PSK调制技术。
由于8PSK可将现有GSM网络采用的GMSK调制技
术的信号空间从2扩展到8,从而使每个符号所包含的信息是原来的4倍。
EDGE采用现有的GSM频率,是一种介于现有的第二代移动网络与第三代移动网络之间的过渡技术,比二代半技术GPRS更加优良,因此也有人称它为2.75代技术。
EDGE还能够与以后的WCDMA制式共存,这也是其具有的弹性优势。
EDGE技术有效地提高了GPRS信道编码效率及其高速移动数据标准,它的最高速率可大384kbit/s,在一定程度上节约了网络妥字,可以充分满足未来无线多媒体应用的宽带需求。
EDGE是一种能够进一步提高移动数据业务传输速率和从GSM向3G过渡的重要技术。
它在接入业务,带宽得到明显提高,单点接入速率峰值为2Mbit/s,单时隙信道的速率可达到48kbit/s,从而使移动数据业务的传输速率在峰值可以达到384kbit/s;在网络建设方面,EDGE是一种调制编码技术,它改变了空中接口的速率,其空中信道分配方式、TDMA的帧结构等空中接口特性与GSM相同,EDGE不改变GSM或GPRS网的结构,也不引入新的网络单元,只是对BTS进行升级。
核心网络采用3层模型:业务应用层、通信控制层和通信连接层,各层之间的接口是标准化的。
采用层次化结构可以使呼叫控制与通信连接相对独立,可充分发挥分组交换网络的优势,使业务量与带宽分配更紧密,尤其适应VOIP业务。
引入了媒体网关MGW,MGW具有STP功能,可以在IP网中实现信令网的组建(需VPN支持)。
此外,MGW 既是GSM的电路交换业务与PSTN的接口,也是无线接入网RAN与3G核心网的接口。
EDGE 速率高,采用八进制移相键控8PSK调制,在移动环境中可以稳定达到384kbit/s,在静止环境中甚至可以达到2Mbit/s。
EDGE同时支持分组交换和电路交换两种数据传输方式,它支持的分组数据服务可以实现每时隙高达11.2kbit/s-69.2kbit/s的速率。
EDGE可以用28.8kbit/s的速率支持电路交换服务,支持对称和非对称两种数据传输,这在移动设备上网时非常重要,比如说在EDGE系统中,用户可以在下行链路中采用比上行链路更高的速率。
从技术角度讲,EDGE提供了一种新的无线调制模式,提供了三倍于普通GSM空中传输速率。
另一方面,EDGE继承了GSM制式标准,载频可以基于时隙动态地在GSM和EDGE之间进行转换。
4)WCDMA
WCDMA是一种由3GPP具体制定的,基于GSM MAP核心网,UTRAN(UMTS陆地无线接入网)为无线接口的第三代移动通信系统。
目前WCDMA有Release 99、Release 4、Release 5、Release 6等版本。
WCDMA全称是Wideband CDMA,也称为CDMA Direct Spread,意为宽带码分多址,是ITU(国际电信联盟)标准,它是从码分多址CDMA演变而来,在
官方上被认为是IMT-2000的直接扩展。
WCDMA采用直接序列扩频码分多址DS-CDMA、频分双工FDD方式,码片速率为3.84Mbps,载波带宽为5Mhz。
基于Release 99/Release 4版本,可在5Mhz的带宽内,提供最高384kbps的用户数据传输速率。
输入信号先被数字化,然后在一个较宽的频谱范围内以编码的扩频模式进行传输。
窄带CDMA使用的是200Khz 宽度的载频,而WCDMA使用的则是一个5Mhz宽度的载频。
WCDMA采用空时处理技术,空时处理技术通过在空间和时间上联合进行信号处理,可以非常有效地改善系统特性。
随着第三代移动通信系统对空中接口标准的支持以及软件无线电的发展,空时处理技术必将融入自适应调制解调器中,从而达到优化系统设计的目的。
采用空时处理的方法,系统的发送端或接收端使用多个天线,同时在空间和时间上处理信号,它所达到的效果是仅靠单个天线的单时间处理方法所不能实现的:可以在一个给定BER质量门限下,增加用户数;在小区给定的用户数下,改善BER特性;可以更有效地里也利用信号的发射功率等。
由于移动台一般不适于多天线接收,在基站采用多个天线进行发射分集,可以使移动台的接收效果和移动台用多个接收天线时的效果相比拟。
5)HSDPA
HSDPA全称为High Speed Downlink Packet Access高速下行分组接入技术。
HSDPA技术是实现提高WCDMA网络高速下行数据传输速率最为重要的技术,是3GPP在R5协议中为了满足上下行数据业务不对称的需求提出来的,它可以在不改变已经建设的WCDMA系统网络结构的基础上,大大提高用户下行数据业务速率(理论最大值可大14.4Mbps),该技术是WCDMA网络建设中提高下行容量和数据业务速率的一种重要技术。
为了达到提高下行分组数据速率和减少时延的目的,HSDPA主要采用了自适应的编码和调制、快速混合自动重传和快速调度技术。
其实,上述三种技术都属于链路自适应技术,也可以看成是WCDMA技术中可变扩频技术和功率控制技术的进一步提升。
基于演进考虑,HSDPA设计遵循的准则之一是尽可能地兼容R99版本中定义的功能实体与逻辑层间的功能划分。
在保持R99版本结构的同时,在NodeB(基站)增加了新的媒体接入控制(MAC)实体MAC-hs,负责调度、链路调整以及混合ARQ控制等功能。
HSDPA 引入的信道使用与其它信道相同的频点,从而使得运营商可以灵活地根据实际业务情况对信道资源进行灵活配置。
HSDPA信道包括高速共享数据信道(HS-DSCH)以及相应的下行共享控制信道(HS-SCCH)和上行专用物理控制信道(HS-DPCCH)。
下行共享控制信道(HS-SCCH)承载从MAC-hs到终端的控制信息,包括移动台身份标记、H-ARQ相关岑数
以及HS-DSCH使用的传输格式。
这些信息每隔2ms从基站发向移动台。
上行专用物理控制信道(HS-DPCCH)则由移动台用来向基站报告下行信道质量状况并请求基站重传有错误的数据块。
6)HSUPA
HSUPA全称为High Speed Uplink Packet Access高速上行链路分组接入。
HSUPA通过采用多码传输、HARQ、基于Node B的快速调度等关键技术,使得单小区最大上行数据吞吐率达到5.76Mbit/s,大大增强了WCDMA上行链路的数据业务承载能力和频谱利用率。
与HSDPA类似,HSUPA引入了五条新的物理信道E-DPDCH、E-DPCCH、E-AGCH、E-RGCH、E-HICH和两个新的MAC实体MAC-e和MAC-es,并把分组调度功能从RNC下移到NodeB,实现了基于NodeB的快速分组调度,并通过混合自动重传HARQ、2ms无线短帧及多码传输等关键技术,使得上行链路的数据吞吐率最高可达到5.76Mbit/s,大大提高的上行链路数据业务的承载能力。
HSUPA采用了三种主要的技术:物理层混合重传,基于Node B的快速调度,和2ms TTI 短帧传输。
采用HSUPA技术,用户的峰值速率可达到1.4-5.8Mbps。
HSUPA极大的提高了上行传输速率,无论对于发送Email,文件上传还是交互式游戏这样的应用,用户都将体会到HSUPA 提供的高速率和短延迟。
7)HSPA+
HSPA即High-Speed Packet Access,HSPA+是HSPA的向下演进版本,是上下行能力增强的一项技术,在FDD系统中,在上下行资源是分开处理的,因此HSPA+的终端类别要分别从上下两个角度进行。
从标准定义的角度,HSPA+的下行业务信道是HS-DSCH,因此下行的终端类别也称为“HSDPA终端类别”,当然这里的“HSDPA终端类别”不同于3GPP R5中的HSDPA。
同样,HSPA+的上行业务信道是E-DCH,因此上行的终端类别可称为“HSUPA终端类别”,也不同于3GPP R6中的“HSUPA终端类别”。
HSPA+是一部分拥有较多HSDPA、HSUPA专利的厂商希望继续发挥相关专利的价值,同时部分已部署或将部署HSDPA网络的运营商希望3G拥有一个较长的生命周期而有针对性地提出的技术方案,但它提出的时间晚于LTE,因此引起了很大的疑问:它是否会影响
LTE的进程,是否能平滑演进到LTE。
因此,在3GPP RAN#31次会议最终确定了HSPA+的设计目标。
1.HSPA+要在5MHz内达到与LTE一样的频谱效率;
2.HSPA+要尽可能实现与LTE共享部分资源,如LTE的核心网SAE;
3.简化或减少网络节点数量;
4.HSPA+要作为一个仅仅使用高速数据信道(HS-DSCH,E-DCH)的分组网络;
5.HSPA+网络应该后向兼容R99/HSPA的终端;
6.希望能在现有的3G网络上进行小规模的升级即可支持HSPA+的功能。
8)L TE FDD
LTE全称为Long Term Evolution长期演进,LTE技术存在LTE FDD(Frequency Division Duplexing 频分双工)和LTE TDD(Time Division Duplexing 时分双工)两大阵营。
由于无线技术的差异、使用频段的不同以及各个厂家的利益等因素,LTE FDD支持阵营更加强大,标准化与产业发展都领先于LTE TDD。
频分双工FDD和时分双工TDD是两种不同的双工方式。
FDD是在分离的两个对称频率信道上进行接收和发送,用保护频段来分离接收和发送信道。
FDD必须采用成对的频率,依靠频率来区分上下行链路,其单方向的资源在时间上是连续的。
FDD在支持对称业务时,能充分利用上下行的频谱,但在支持非对称业务时,频谱利用率将大大降低。
TDD用时间来分离接收和发送信道。
在TDD方式的移动通信系统中,接收和发送使用同一频率载波的不同时隙作为信道的承载,其单方向的资源在时间上是不连续的,时间资源在两个方向上进行了分配。
某个时间段由基站发送信号给移动台,另外的时间由移动台发送信号给基站,基站和移动台之间必须协同一致才能顺利工作。
TDD与FDD对比:
1)优势
a)能够灵活配置频率,使用FDD系统不易使用的零散频段
b)可以通过调整上下行时隙转换点,提高下行时隙比例,能够很好的支持非对称业务
c)具有上下行信道一致性,基站的接收和发送可以共用部分射频单元,降低了设备成
本
d)接收上下行数据时,不需要收发隔离器,只需要一个开关即可,降低了设备的复
杂度
e)具有上下行信道互惠性,能够更好的采用传输预处理技术,如预RAKE技术、联合
传输JT技术、智能天线技术等,能有效地降低移动终端的处理复杂性
2)不足
a)由于TDD方式的时间资源分别给了上行和下行,因此TDD方式的发射时间大约只有
FDD的一半,如果TDD要发送和FDD同样多的数据,就要增大TDD的发送功率
b)TDD系统上行受限,因此TDD基站的覆盖范围明显小鱼FDD基站
c)TDD系统收发信道同频,无法进行干扰隔离,系统内和系统间存在干扰
d)为了避免与其它无线系统之间的干扰,TDD需要预留较大的保护带,影响了整体频
谱利用效率
2.CDMA2000 技术演进
1)CDMA One
CDMA One是一个2G移动通信标准,根本的信令标准是IS-95,是高通与TIA基于CDMA技术发展出来的2G移动通信标准。
IS-95是CDMA One系列标准中最先发布的一个标准,而真正在全球得到广泛应用的第一个CDMA标准是IS-95A,IS-95A标准是由1995年TIA正式发布的窄带CDMA标准。
在IS-95A的基础上,又分别出版了支持13K话音编码器的TSB74(14.4kbps)标准,支持1.9GHz的CDMA PCS系统的STD-008标准,支持64kbit/s的数据业务的IS-95B。
IS-95B(1998年发布)是一个生不逢时的版本,在发布了IS-95B后仅半年的时间就发布了CDMA2000标准,从技术上来说,IS-95B也没有大的进步,主要改进是采用信道捆绑方式提供中速的数据业务。
IS-95A和IS-95B的主要区别在于可以捆绑多个信道,IS-95A标准对每一个用户只能使用一个码道,而IS-95B用户可以同时使用多达8个码道,从而最大速率提高到76.8/115.2 kbps。
当不使用辅助业务信道时,IS-95B与IS-95A是基本相同的,可以共存于同一载波中。
2)CDMA2000 1X/3X
按照标准的规定,CDMA2000系统一个载波的带宽为1.25MHz。
如果系统分别独立使用每隔载波,则被叫做1x系统;如果系统将3个载波捆绑使用,则叫做3x系统(1x代表其载波一倍于IS-95A的带宽,3x代表其载波三倍于IS-95A的带宽)。
由于1x采用了与3x 完全相同的技术,所以每兆赫兹的语音或数据业务容量也基本一致,并且1x的反向与IS-95A 和IS-95B完全兼容。
从商用情况来看,绝大多数CDMA运营商计划使用1x系统,几乎没有人考虑使用3x系统,CDMA2000 3x相比于CDMA2000 1x唯一的优势就是数据能力高。
CDMA2000 1x就是3G 1X或者1xRTT,它是3G CDMA2000技术的核心,标志1x习惯上指使用一对1.25MHz无线电信道的CDMA2000无线技术。
CDMA2000 1xRTT(RTT-无线电传输技术)是CDMA2000一个基础层,支持最高144kbps数据速率,尽管获得3G技术的官方资格,但是通常被认为是2.5G或者2.75G技术,因为它的速率只是其它3G技术几分之一。
另外,较之之前的CDMA网络,它拥有双倍的语音容量。
CDMA2000 3x利用一对3.75MHz无线信道来实现高速数据速率。
3x版本的CDMA2000有时被叫做多载波(Multi-Carrier或MC)。
CDMA2000与IS-95是通过不同的无线配置RC来区别的,CDMA2000 1x系统设备可以通过设置RC,同时支持1x终端和IS-95A/B终端。
因此,IS-95A/B/1x可以同时存在于同一载波中。
CDMA2000与IS-95系统的主要区别是信道类型以及物理信道的调制得到增强,以适应更多、更复杂的第三代业务。
CDMA2000 1x系统虽然缘于IS-95,但性能比IS-95增强了许多:
a)在无线接口功能上比IS-95系统有了很大的增强,如在反向增加了导频,在前向增
加了快速功率控制,改善了前反向容量,在软切换方面也将原来的固定门限变为相
对门限,增加了灵活性等
b)提供反向引导信道,从而使反向信道也可以做到相干解调,它比IS-95系统反向信
道所采用的非相关解调技术可提高3dB增益,相应的反向链路容量提高一倍
c)采用了前向快速功控技术,从而可以进行前向快速闭环功控,较IS-95系统前向信
道只能进行较慢速的功率控制相比,大大提高了前向信道的容量,并且减少了基站
耗电
d)CDMA2000 1x前向信道还可以采用传输分集发射(ODT和STS),提高了信道的
抗衰落能力,改善了前向信道的信号质量。
CDMA2000 1x前向信道的容量约为
IS-95系统的2倍
e)在CDMA2000 1x中,业务信道可以采用Tubro码,因为信道编码采用Tubro码比
采用Convolutional具有2dB的增益,因此CDMA2000 1x系统的容量还能提高到
未采用Tubro码时的1.6倍
f)在CDMA2000 1x中引入快速寻呼信道,极大地减少了移动台的电源消耗,提高了
移动台的待机时间。
3)CDMA2000 1X EV
对于CDMA2000 1x的演进四路,包括:
a)Qualcomm提出的HDR(High Data Rate)
b)Motorola LSI Logic和Nokia提出的1X TREME
c)中国提出的LAS-CDMA
三种均为CDMA2000 1x的增强技术,为了制定统一的标准以利于CDMA2000 1x系统及其增强系统的应用,按照CDG的建议将1xEV分成两个阶段:
Phase 1,亦称1xEV-DO:支持非实时、高速分组数据业务
Phase 2,亦称1xEV-DV:同时支持高速分组数据业务和实时话音业务CDMA2000 1xEV-DO(Evolution-Data Only)是在一个无线信道传送高速数据报文数据的情况下,支持下行(向前链路)数据速率最高 3.1Mbps,上行(反向链路)速率最高到1.8Mbps。
CDMA2000 1xEV-DV(Evolution-Data and Voice)支持下行(向前链路)数据速率最高3.1Mbps,上行(反向链路)速率最高到1.8Mbps的同时还能支持1x语音用户,1xRTT数据用户和高速1xEV-DV数据用户使用同一无线信道并行操作。
1x EV技术的特点是在CDMA技术的基础上引入了TDMA技术,由于引入了该技术,使1x/EV-DO不能前向兼容,在实际使用中,需要使用独立的载波,移动台也需要使用双模方式来支持语音和数据。
从未来技术演进路线来看,EV-DV原是EV-DO版本的下一步演进,出于各种原因,在2005年高通暂停EV-DV芯片的研制后,大多数厂家停止了EV-DV的研发计划。
同时,EV-DOA版本将替代EV-DV,称为EV-DO版本的后续。
EV-DO的后续演进路线:
a)CDMA2000 1x EV-DO版本A――版本A可以利用CDMA的IP功能,并能支持对
延迟敏感并需要高带宽的应用,如IP语音和即时多媒体信息IMM
b)CDMA2000 1x EV-DO版本B――该标准在多运营商和64QAM模式上将上下行链
路吞吐量分别提高到73.5Mbps和27Mbps
c)CDMA2000 1x EV-DO版本C――支持从1.258MHz到20MHz的灵活动态的信道带
宽延展,并后向兼容版本A和版本B。
版本C不仅可以将下行链路的峰值数据传
输速率提高到200Mbps,还能大大提高扇区吞吐量。
3.TD-SCDMA技术演进
TD-SCDMA是中国政府提出的第三代移动通信技术标准的TDD模式技术,是3GPP标准的一个重要组成部分。
TD-SCDMA的标准起步比起WCDMA和CDMA2000要晚,因此TD-SCDMA的第一个版本为R4,没有R99这个版本。
在R5版本中,在接入网侧,主要增加了HSDPA功能;在R6版本中,主要增加了HSUPA功能。
1)TD-SCDMA时代
TD-SCDMA时代主要包括单载波和多载波的TD-SCDMA,采用的关键技术包括CDMA、上行同步、智能天线、联合检测、动态信道分配等,核心网基于3GPP标准的Release 4版本,单载波极限速率为2Mb/s,而对于N载波技术,理论极限速率是2N Mb/s
2)HSxPA时代
TD-SCDMA演进的第二阶段主要包括引入HSDPA和HSUPA,同时需要考虑和其它无线宽带接入系统的融合,共同支撑高速数据业务的传输,比如TD-SCDMA和WIMAX在核心网的融合等。
此时采用的关键技术主要包括AMC(自适应编码调制)、H-ARQ(混合-自动重传请求)、FPS(快速分组调度)等,核心网基于IMS(IP多媒体子系统),对于单载波HSDPA/HSUPA来说,理论极限速率为2.8Mb/s,对于3载波HSDPA/HSUPA来说,理论
极限速率为8.4Mb/s;当与WIMAX融合时,其理论极限速率可大75Mb/s(20MHz带宽)。
HSxPA时代可分为以下几个阶段:
a)TD-HSDPA――TD-HSDPA可以针对用户所处的无线环境更快、更精确地分配资
源,因而在与R99同样的频谱带宽下,获得更高的通信速率。
HSDPA中主要采用
的技术包括共享高速信道、基于NodeB的快速调度、AMC等。
b)TD-HSPA――在引入HSDPA之后,TD网络的下行传输速率和吞吐量得到极大提
升,相比而言上行速率仍然偏低。
在上行也采用与HSDPA相同的技术如AMC,
NodeB调度等,网络可以支持HSUPA,由此TD-SCDMA网络可以进一步演进到
HSDPA+HSUPA也就是HSPA阶段。
c)TD-HSPA+―― LTE的提出一方面使得已经在3G网络中投入大量资金的运营商担
心到LTE演进的非平滑性,另一方面弱化了设备制造商CDMA相关专利在移动通
信中所起的作用。
因此部分运营商联合设备制造商在3GPP中提出了HSPA+的概
念,希望利用CDMA的HSPA同样可以达到LTE相近的性能。
TD-HSPA+关键技术:
HSPA+是在HSPA基础上的演进,在保留了HSPA的主要特征和控制信道配置基础上,FDD的HSPA+考虑的增强技术包括架构的演进、上行V oIP的RoT控制增强、层2的增强、EFACH、CPC、DL64QAM、UL16QAM、MIMO、干扰消除接收机等。
针对TD-SCDMA系统的特点,在CCSA和3GPP主要由国内厂商主导,确定了TD-HSPA+的主要研究方向和标准化工作方向,包括:
i.HSDPA引入64QAM:64QAM将在高的SNR区间上使频谱效率和系统吞吐量得到
提高,理论上引入64QAM后将使得TD-HSDPA单载波峰值速率和频谱效率提高
1.5倍,即分别达到4.2Mbit/s和3.9bit/s/Hz。
ii.CPC技术:CPC将进一步优化用户在Cell_DCH状态下的性能,进一步降低资源消耗使得UE能够长期保持在Cell_DCH状态,同时降低UE的功耗和复杂性,更
好地保证“一直在线”类业务和V oIP等业务的QoS。
iii.CELL_FACH增强:由于业务的建立和信道分配延时是一个重要的性能指标,将SRB映射到HSPA上将大大降低传输延时。
TDD系统的增强型CELL_FACH旨在
提高CELL_FACH峰值速率和UE状态转换时产生的时延。
iv.层二增强:TD-SCDMA系统在支持64QAMHSDPA、MIMO之后峰值速率会明显增加,需要引入灵活的RLCPDU大小。
较大的RLCPDU的引入势必带来对MAC。