3G标准对比

第三代移动通信采用码分多址技术，现已基本形成了三大主流技术，包括有：W-CDMA.CDMA-2000和TD-SCDMA。这三种技术都属于宽带CDMA技术，都能在静止状态下提供2Mbius的数据传输速率。但这三种技术在工作模式、区城切换等方面又有各自不同的特点。 [3] W-CDMA，全称为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，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。

WCDMA的支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商，日本公司也或多或少参与其中，包括欧美的爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电，以及日本的NTT、富士通、夏普等厂商。该标准提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演进策略。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轻易地过渡。预计在GSM系统相当普及的亚洲，对这套新技术的接受度会相当高。因此WCDMA具有先天的市场优势。WCDMA已是当前世界上采用的国家及地区最广泛的，终端种类最丰富的一种3G标准，占据全球80%以上市场份额。CDMA-2000是由窄带CDMA(CDMA IS95)技术发展而来的宽带CDMA技术，也称为CDMA Multi-Carrier，它是由美国高通北美公司为主导提出，摩托罗拉、Lucent和后来加入的韩国三星都有参与，韩国成为该标准的主导者。这套系统是从窄频CDMAOne数字标准衍生出来的，可以从原有的CDMAOne结构直接升级到3G，建设成本低廉。但使用CDMA的地区只有日、韩和北美，所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。不过CDMA2000的研发技术却是目前各标准中进度最快的，许多3G手机已经率先面世。该标准提出了从CDMAIS95(2G)-CDMA20001x-CDMA20003x(3G)的演进策略。CDMA20001x被称为2.5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。中国电信正在采用这一方案向3G过渡，并已建成了CDMAIS95网络。TD-SCDMA全称为Time Division-Synchronous CDMA(时分同步CDMA)，该标准是由中国独自制定的3G标准，1999年6月29日，中国原邮电部电信科学技术研究院(大唐电信)向ITU提出，但技术发明始于西门子公司，TD-SCDMA具有辐射低的特点，被誉为绿色3G。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，在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。另外，由于中国内地庞大的市场，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。该标准提出不经过2.5代的中间环节，直接向3G过渡，非常适用于GSM系统向3G升级。军用通信网也是TD-SCDMA的核心任务。相对于另两个主要3G标准CDMA2000和WCDMA它的起步较晚，技术不够成熟。

工作模式W-CDMA能够工作在FDD和TDD两种方式下，和GSM系统使用同一时钟，实现CDMA与GSM系统手机的双模工作，是一种兼容的系统。FDD是使用分离的两个对称频带实现上行和下行传输的双工模式。它需要成对的频率通过频率来区分上、下行。W-CDMA能够支持移动终端在时速500公里左右时的正常通信。在TDD方式中，W-CDMA的扩频增益不变，可使用多码传输，实现高速数据通信。它的最大特点是具有上行链路多用户检测技术，多用户检测技术可通过测量各用户扩频码之间的非正交性，用矩阵求逆法或迭代法来消除多用户间的相互干扰。而CDMA-2000只支持FDD工作模式。 [3] TD-SCDMA是我国提出的IMT-2000系统设计方案，采用TDD模式。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。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通信能力较差。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。 [3]

区域切换W-CDMA在扇区间及小区间采用了 “软切换”技术，即当手机发生移动或目前与手机通信的基站业务繁忙使手机需要与一新基站通信时，先与新基 站连接后再中断与原基站的联系，W-CDMA的越区 切换是采用异步软切换方式进行的，W-CDMA的基站之间不需同步，也不需特别的同步参考源。载频间的切换采用的硬切换，也就是说，先中断与原基站的 联系再与新基站连接。 [3] CDMA-2000也采用了越区“软切换”技术 ，CDMA-2000需要基站间的严格同步，因面必须借助GPS等设备来确定手机的位置并计算出到达两个基站的距离。载频间采用的是硬切换。 [3] TD-SCDMS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，移动台在越区切换前与认定的基站同步，并报告网络，由网络控制移动台完成越区切换。该方法即适用于同频切换也适用于异频切换。接力切换是一种改进的硬切换技术，降低了掉话率，提高切换成功率，与软切换相比所用的信令和资源都很少。TD-SCDMA需要基站间的严格同步，采用GPS或者网络同步的方法，降低基站间的干扰。 [3]

资源利用率W-CDMA采用直接序列扩频方式，其码片速率为3.84Mchip/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。W-CDMA的每个载波仅占5MHz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。 [3] CDMA-2000在F行链路中存在两种主要的信道结构:多载波和直接扩频。多载波的下行链路传输一般是在5MHz带宽内使用3个连续的载波，每个载波的码片速率为122288Mchip/s;对于直接扩频方式的下行链路传输通常采用3.6864Mchip/s的码片速率。当采用多载波方式时，能支持多种射频带宽采用的是不同射频信道带宽，它可以，1.2kbps-2Mbps甚至更高的速率来传送数据。CD-MA-2000系统还可增加为使用6个、9个、12个基本信道，其信号带宽也会相应地提高，数据传输速率将会更高。 [3] TD-SCDMA的码片速率为1.28Mchip/s。TD-SCDMA采用三载波设计，每载波具有1.6M的带宽。由于采用TDD双工模式，因此只需占用单一的1.6M带宽，就可传送2Mbps的数据业务。而W-CDMA与CDMA-2000要传送2Mbps的数据业务，均需委两个对称的带宽，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]

信号调制编码W-CDMA的信号调制上行采用的是BPSK，下行采用的是QPSK方式。扩频编码上行采用walsh(信道化)+Gold序列241-1(区分用户)，下行采用walsh(信道化)+Gold序列218-1(区分小区)。信道编码为卷积码及RS级连码，分集采用RAKE接收加天线分集。功率控制采用开环K慢速闭环(1.6K)。联合检测时导频符号辅助相干检测RAKE，上行采用专用导频符号，下行采用perch信道+专用导频符号。 [3] CDMA-2000的信号调制上行采用的是BPSK调制方式，下行采用的是QPSK调制方式。扩频编码上行采用walsh(信道化)+Gold序列241-1(区分用户)，下行采用walsh(信道化)+Gold序列215-1(区分小区).在联合检测时，上行采用公共导频信道，下行采用专用导频信道。TD-SCDMA的信号调制方式采用的是QPSK/BPSK调制方式。扩频编码上行采用Walsh(信道化)+时隙号(区分用户)，下行采用walsh(信道化)+Gold序列(区分小区).功率控制采用开环+快速闭环(0-200Hz).联合检测时，上/下行同步信号Gold码+训练序列。 [3] TD-SCDMA中采用的关键技术是智能天线技术。智能天线是在基站采用阵列天线自适应地形成多个波束，分别跟踪多个共享同一信道的用户。接收时通过空域滤波抑制同信道干扰，并将各用户分离;发射时，通过多波束形成使期望用户接收的信号功率最大，对其它位置上非期望用户的干扰最小。这样，即可降低信号的发送功率，又可减少来自其他用户的干扰，从而提高了系统的容量和通信质量。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著提高移动通信系统的频谱效率。 [3] TD-SCDMA系统采用了智能天线和低码片速率信号传输，信号的频谱利用率很高，它能够解决高人口密度地区频率资源紧张的问题，它在互联网浏览、非对称移动数据传输、视频点播多媒体业务等方面具有突出的优势。 [3] TD-SCDMA采用了软件无线电技术，在运营部门增加业务时它能在同一硬件平台上利用软件处理基带信号，通过加载不同的软件来实现不同的业务性能。 [3] 当采用同步CDMA通信方式时，下行到达每个移动台的信号是同步的，上行到达每个基站的信号也是同步的，通过对基站到移动台信号的精确传播时延的测定可获得移动台信号的准确发送时间。TD-SCDMA采用了上行同步CDMA技术，使上行信号与基站解调器完全同步，既降低了上行用户间的干扰和保护时隙的宽度，又提高了系统容量，使硬件得到了简化，成本明显降低。