移动通信G技术概述

移动通信3G技术概述2004-3-14中国移动与中国联通在移动通信市场的竞争日趋激烈，竞争领域从原先的话音业务发展到增值业务。

伴随着移动增值业务的不断发展，迈向3G（3rd Generation，第三代移动通信）则是两大移动运营商的必然选择。

与前两代系统相比，第三代移动通信系统的主要特征是可提供丰富多彩的移动多媒体业务，其传输速率在高速移动环境中支持144kb/s，步行慢速移动环境中支持384kb/s，静止状态下支持2Mb/s。

其设计目标是为了提供比第二代系统更大的系统容量、更好的通信质量，而且要能在全球范围内更好地实现无缝漫游及为用户提供包括话音、数据及多媒体等在内的多种业务，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。

目前国际电联接受的3G标准主要有以下三种：WCDMA、CDMA2000与TD-SCDMA。

CDMA是Code Division Multiple Access（码分多址）的缩写，是第三代移动通信系统的技术基础。

第一代移动通信系统采用频分多址（FDMA）的模拟调制方式，这种系统的主要缺点是频谱利用率低，信令干扰话音业务。

第二代移动通信系统主要采用时分多址（TDMA）的数字调制方式，提高了系统容量，并采用独立信道传送信令，使系统性能大为改善，但TDMA 的系统容量仍然有限，越区切换性能仍不完善。

CDMA系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显示出巨大的发展潜力。

1、WCDMA全称为Wideband CDMA，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，它与日本提出的宽带CDMA技术基本相同，目前正在进一步融合。

该标准提出了GSM（2G）—GPRS—EDGE—WCDMA（3G）的演进策略。

GPRS是General Packet Radio Service（通用分组无线业务）的简称，EDGE是Enhanced Data rate for GSM Evolution （增强数据速率的GSM演进）的简称，这两种技术被称为代移动通信技术。

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。

2、CDMA2000CDMA2000是由窄带CDMA（CDMA IS95）技术发展而来的宽带CDMA技术，由美国主推，该标准提出了从CDMA IS95（2G）—CDMA20001x—CDMA20003x（3G）的演进策略。

CDMA20001x被称为代移动通信技术。

CDMA20003x与CDMA20001x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。

目前中国联通正在采用这一方案向3G过渡，并已建成了CDMA IS95网络。

3、TD-SCDMA全称为Time Division-Synchronous CDMA（时分同步CDMA），是由我国大唐电信公司提出的3G标准，该标准提出不经过代的中间环节，直接向3G过渡，非常适用于GSM系统向3G升级。

但目前大唐电信公司还没有基于这一标准的可供商用的产品推出。

三个技术标准的比较WCDMA、CDMA2000与TD—SCDMA都属于宽带CDMA技术。

宽带CDMA进一步拓展了标准的CDMA概念，在一个相对更宽的频带上扩展信号，从而减少由多径和衰减带来的传播问题，具有更大的容量，可以根据不同的需要使用不同的带宽，具有较强的抗衰落能力与抗干扰能力，支持多路同步通话或数据传输，且兼容现有设备。

WCDMA、CDMA2000与TD-SCDMA都能在静止状态下提供2Mbit/s的数据传输速率，但三者的一些关键技术仍存在着较大的差别，性能上也有所不同。

1、双工模式WCDMA与CDMA2000都是采用FDD（频分数字双工）模式，TD-SCDMA采用TDD （时分数字双工）模式。

FDD是将上行（发送）和下行（接收）的传输使用分离的两个对称频带的双工模式，需要成对的频率，通过频率来区分上、下行，对于对称业务（如语音）能充分利用上下行的频谱，但对于非对称的分组交换数据业务（如互联网）时，由于上行负载低，频谱利用率则大大降低。

TDD是将上行和下行的传输使用同一频带的双工模式，根据时间来区分上、下行并进行切换，物理层的时隙被分为上、下行两部分，不需要成对的频率，上下行链路业务共享同一信道，可以不平均分配，特别适用于非对称的分组交换数据业务（如互联网）。

TDD的频谱利用率高，而且成本低廉，但由于采用多时隙的不连续传输方式，基站发射峰值功率与平均功率的比值较高，造成基站功耗较大，基站覆盖半径较小，同时也造成抗衰落和抗多普勒频移的性能较差，当手机处于高速移动的状态下时通信能力较差。

WCDMA与CDMA2000能够支持移动终端在时速500公里左右时的正常通信，而TD-SCDMA只能支持移动终端在时速120公里左右时的正常通信。

TD-SCDMA在高速公路及铁路等高速移动的环境中处于劣势。

2、码片速率与载波带宽WCDMA(FDD-DS)采用直接序列扩频方式，其码片速率为s。

CDMA20001x与CDMA20003x的区别在于载波数量不同，CDMA20001x为单载波，码片速率为s，CDMA20003x为三载波，其码片速率为×3＝s。

TD-SCDMA的码片速率为s。

码片速率高能有效地利用频率选择性分集以及空间的接收和发射分集，可以有效地解决多径问题和衰落问题，WCDMA在这方面最具优势。

载波带宽方面，WCDMA采用了直接序列扩谱技术，具有5MHz的载波带宽。

CDMA20001x采用了的载波带宽，CDMA20003x利用三个载波的合并形成的载波带宽。

TD-SCDMA采用三载波设计，每载波具有1.6M的带宽。

载波带宽越高，支持的用户数就越多，在通信时发生网塞的可能性就越小。

在这方面WCDMA具有比较明显的优势。

TD－SCDMA系统仅采用s的码片速率，采用TDD双工模式，因此只需占用单一的1.6M 带宽，就可传送2Mbit/s的数据业务。

而WCDMA与CDMA2000要传送2Mbit/s的数据业务，均需要两个对称的带宽，分别作为上、下行频段，因而TD-SCDMA对频率资源的利用率是最高的。

3、智能天线技术智能天线技术是TD-SCDMA采用的关键技术，已由大唐电信申请了专利，目前WCDMA与CDMA2000都还没有采用这项技术。

智能天线是一种安装在基站现场的双向天线，通过一组带有可编程电子相位关系的固定天线单元获取方向性，并可以同时获取基站和移动台之间各个链路的方向特性。

TD－SCDMA智能天线的高效率是基于上行链路和下行链路的无线路径的对称性（无线环境和传输条件相同）而获得的。

智能天线还可以减少小区间及小区内的干扰。

智能天线的这些特性可显着提高移动通信系统的频谱效率。

4、越区切换技术WCDMA与CDMA2000都采用了越区“软切换”技术，即当手机发生移动或是目前与手机通信的基站话务繁忙使手机需要与一个新的基站通信时，并不先中断与原基站的联系，而是先与新的基站连接后，再中断与原基站的联系，这是经典的CDMA技术。

“软切换”是相对于“硬切换”而言的。

FDMA和TDMA系统都采用“硬切换”技术，先中断与原基站的联系，再与新的基站进行连接，因而容易产生掉话。

由于软切换在瞬间同时连接两个基站，对信道资源占用较大。

而TD-SCDMA则是采用了越区“接力切换”技术，智能天线可大致定位用户的方位和距离，基站和基站控制器可根据用户的方位和距离信息，判断用户是否移动到应切换给另一基站的临近区域，如果进入切换区，便由基站控制器通知另一基站做好切换准备，达到接力切换目的。

接力切换是一种改进的硬切换技术，可提高切换成功率，与软切换相比可以减少切换时对邻近基站信道资源的占用时间。

在切换的过程中，需要两个基站间的协调操作。

WCDMA无需基站间的同步，通过两个基站间的定时差别报告来完成软切换。

CDMA2000与TD-SCDMA都需要基站间的严格同步，因而必须借助GPS（Global Positioning System，全球定位系统）等设备来确定手机的位置并计算出到达两个基站的距离。

由于GPS依赖于卫星，CDMA2000与TD-SCDMA的网络布署将会受到一些限制，而WCDMA的网络在许多环境下更易于部署，即使在地铁等GPS 信号无法到达的地方也能安装基站，实现真正的无缝覆盖。

而且GPS是美国的系统，若将移动通信系统建立在GPS可靠工作的基础上，将会受制于美国的GPS政策，有一定的风险。

5、与第二代系统的兼容性WCDMA由GSM网络过渡而来，虽然可以保留GSM核心网络，但必须重新建立WCDMA的接入网，并且不可能重用GSM基站。

CDMA20003x从CDMA IS95、CDMA20001x 过渡而来，可以保留原有的CDMA IS95设备。

TD-SCDMA系统的的建设只需在已有的GSM 网络上增加TD-SCDMA设备即可。

三种技术标准中，WCDMA在升级的过程中耗资最大。

移动运营商的3G策略目前全球已经颁发了73个WCDMA运营牌照，13个CDMA2000运营牌照。

我国的3G 牌照尚未发放，中国移动、中国联通等运营商将采用何种技术标准目前仍未确定。

不久前信息产业部已经对WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA的使用频率进行了规划，预示着这三种标准在我国都将被采用。

在2G与3G之间衍生出了2.5G技术。

2.5G技术突破了2G电路交换技术对数据传输速率的制约，引入了分组交换技术，从而使数据传输速率有了质的突破，是一种介于2G与3G 之间的过渡技术。

目前中国移动已经建成了代的GPRS网络，正朝着WCDMA的方向发展。

中国联通在发展了GSM网络后突然转向发展CDMA IS95网络，正朝着CDMA2000的方向发展。

虽然CDMA2000在升级的过程中节省投资，但由于中国联通是由GSM网络改而发展CDMA IS95网络，其网络成本投入也相当大。

由于中国联通的CDMA网络建设起步较晚，目前尚未建成代的CDMA20001x网络，在与中国移动的代业务竞争上处于劣势。

今年10月1日，中国移动正式推出了基于代网络的彩信业务（MMS，多媒体信息服务），该业务能在手机短信中加载声音、图像、视频等多媒体信息，利用GPRS网络能达到约40Kbit/s 的传送速度，揭开了移动多媒体时代的序幕，具有彩屏和弦内置数码相机等新功能的手机立刻走俏市场。

为应对中国移动的彩信业务，广东联通不久前推出了彩e业务，但中国联通的CDMA IS95网络只能基于电路交换方式提供s的传送速度，对多媒体信息的发送形成瓶颈。

迅速发展代的CDMA20001x网络已经成为中国联通的当务之急。

我国具有独立知识产权的TD-SCDMA能否在3G技术标准争霸中抢占一席之地倍受关注。