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移动通信原理与系统
1.6.1.4 5.1.4 3G的三种主流技术

5.1.4 3G的三种主流技术

通过一年半时间的评估和融合,1999年11月5日ITU确认了五种第三代移动通信无线传输技术(RTT)技术,如图5.2所示。其中采用CDMA技术的三种标准是IMT-2000的主流标准。

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图5.2 IMT-2000的地面无线接口标准

下面对三种CDMA技术作简要说明。

1.WCDMA

IMT-2000CDMA DS是3GPP的WCDMA技术与3GPP2的CDMA2000技术的直接扩频部分(DS)融合后的技术,仍称为WCDMA。WCDMA主要由Ericsson、Nokia公司为代表的欧洲通信厂商和以NTT DoCoMo为主的日本公司提出。目前其标准化工作由3GPP来完成。

核心网基于GSM/GPRS网络的演进,保持与GSM/GPRS网络的兼容性。核心网络可以基于TDM ATM和IP技术,并向全IP的网络结构演进。核心网络逻辑上分为电路域和分组域两部分,分别完成电路型业务和分组型业务。

UTRAN基于ATM技术,统一处理语音和分组业务,并向IP方向发展。

MAP技术和GPRS隧道技术是WCDMA体制移动性管理机制的核心。

空中接口特性如下所述。

(1)空中接口:采用WCDMA;

(2)信号带宽:5MHz;

(3)码片速率:3.84M片/s;

(4)语音编码:AMR语音编码;

(5)同步方式:支持同步/异步基站运营模式;

(6)功率控制:上下行闭环加外环、上行开环功率控制方式;

(7)发射分集方式:下行包括开环发射分集和闭环发射分集,提高UE的接收性能;开环发射分集又包括空时发射分集(STTD,Space Time Transmit Diversity)和时分发射分集(TSTD,Time Switched Transmit Diversity),而闭环发射分集也包括两种模式发射分集,是可选项;

(8)解调方式:导频辅助的相干解调方式提高解调性能;

(9)编码方式:卷积码和Turbo码的编码方式;

(10)调制方式:上行BPSK和下行QPSK调制方式。

2.CDMA2000

IMT-2000CDMA MC,即CDMA2000。在融合后,只含多载波方式,即1x、3x、6x、9x等。CDMA2000是在IS-95系统的基础上由Qualcomm、Lucent、Motorola和Nortel等公司一起提出的,CDMA2000技术的选择和设计最大限度地考虑和IS-95系统的后向兼容,很多基本参数和特性都是相同的,并在无线接口进行了增强。目前其标准化工作由3GPP2来完成。

电路域继承2GIS-95CDMA网络,引入以WIN为基本架构的业务平台。

分组域是基于Mobile IP技术的分组网络。

无线接入网以ATM交换机为平台,提供丰富的适配层接口。

空中接口特性如下所述。

(1)空中接口:采用CDMA2000,兼容IS-95;

(2)信号带宽:N×1.25MHz,N=1,3,6,9,12;

(3)码片速率:N×1.228 8M片/s;

(4)语音编码:8kbit/s/13kbit/s QCELP或8kbit/s EVRC语音编码;

(5)同步方式:基站需要GPS/GLONASS同步方式运行;

(6)功率控制:上下行闭环加外环、上行开环功率控制方式;

(7)发射分集方式:下行可以采用正交发射分集(OTD,Orthogonal TransmitDiversity)和空时扩展分集(STS,Space Time Spreading)提高信道的抗衰落能力,改善了下行信道的信号质量;

(8)解调方式:上行采用导频辅助的相干解调方式提高了解调性能;

(9)编码方式:采用卷积码和Turbo码的编码方式;

(10)调制方式:上行BPSK和下行QPSK调制方式。

3.TD-SCDMA

IMT-TD,也就是IMT-2000CDMA TDD,目前IMT-2000CDMA TDD实际上包括了低码片速率TD-SCDMA和高码片速率UTRA TDD(TD-CDMA)两种技术。目前两个技术的物理层完全分开,分别采用我国和3GPP的两套技术规范。由于目前欧洲主推基于FDD的WCDMA,UTRA TDD没有受到太多重视;而TD-SCDMA技术的先进性及中国政府的大力支持,使其备受关注。

核心网基于GSM/GPRS网络的演进,保持与GSM/GPRS网络的兼容性。核心网络可以基于TDM ATM和IP技术,并向全IP的网络结构演进。核心网络逻辑上分为电路域和分组域两部分,分别完成电路型业务和分组型业务。

UTRAN基于ATM技术,统一处理语音和分组业务,并向IP方向发展。

MAP技术和GPRS隧道技术是WCDMA体制移动性管理机制的核心。

空中接口采用TD-SCDMA。TD-SCDMA具有“3S”特点,即智能天线(Smart Antenna)、同步CDMA(Synchronous CDMA)和软件无线电(Software Radio)。

TD-SCDMA采用的关键技术有:智能天线+联合检测、多时隙CDMA+DS-CDMA、同步CDMA、信道编译码和交织、接力切换等。

4.三种主要技术体制的对比

三种主要技术体制的对比情况如表5.1所示。

表5.1 三种主要技术体制比较

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