7．1．2　3G三个国际标准的特性分析

目前，国际电联接受的3G标准主要有以下3种：WCDM A、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。CDM A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。

1．3G三个标准简述

（1）WCDM A

WCDM A全称为Wideband　CDM A，这是基于GSM网发展出来的3G技术规范，是欧洲提出的宽带CDM A技术，它与日本提出的宽带CDM A技术基本相同，目前正在进一步融合。该标准提出了GSM—GPRS—EDGE—WCDM A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　rates　for　GSM Evolution（增强数据速率的GSM演进）的简称，这两种技术被称为2．5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。

WCDM A标准由3GPP组织制订，目前已经有4个版本，即R99、R4、R5和R6，其中R99版本已经稳定。它的主要特点是无线接入网采用WCDM A技术，核心网分为电路域和分组域，分别支持话音业务和数据业务，并提出了开放业务接入（OSA）的概念，最高下行速率可以达到384 kbit／s。R4版本是向全分组化演进的过渡版本，与R99比较，其主要变化在电路域引入了软交换的概念，将控制和承载分离，话音通过分组域传递，另外，R4中也提出了信令的分组化方案，包括基于AT M和IP的两种可选形式。R5和R6是全分组化的网络，在R5中提出了高速下行分组接入（HSDPA）的方案，可以使最高下行速率达到10 Mbit／s。

（2）CDM A2000

CDM A2000是由窄带CDM A（IS－95）技术发展而来的宽带CDM A技术，由美国主推，该标准提出了从CDM A　IS－95—CDM A2000－1X—CDM A2000－3X的演进策略。CDMA2000－3X与CDM A2000－1X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。

CDM A2000标准由3GPP2组织制订，版本包括Release0、ReleaseA、EV－DO和EV－DV，Release0的主要特点是沿用基于ANSI－41D的核心网，在无线接入网和核心网增加支持分组业务的网络实体，此版本已经稳定，单载波最高上下行速率可以达到153．6 kbit／s。ReleaseA是Release0的加强，单载波最高速率可以达到307．2 kbit／s，并且支持话音业务和分组业务的并发。EV－DO采用单独的载波支持数据业务，可以在1．25 M Hz标准载波中支持峰值速率为2．4 Mbit／s的高速数据业务。到EV－DV阶段，可在一个1．25 M Hz的标准载波中，同时提供语音和高速分组数据业务，最高速率可达3．1 Mbit／s。

（3）TD－SCDM A

TD－SCDMA（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。

TD－SCDM A标准也由3GPP组织制订，目前采用的是中国无线通信标准组织（China Wireless　Telecommunication　Standard，CWTS）制订的TSM（TD－SCDMA　over　GSM）标准，基于TSM标准的系统其实就是在GSM网络支持下的TD－SCDM A系统。TSM系统的核心思想就是在GSM的核心网上使用TD－SCDM A的基站设备，其A接口和Gb接口与GSM完全相同，只需对GSM的基站控制器进行升级。一方面利用3G的频谱来解决GSM系统容量不足，特别是在高密度用户区容量不足的问题，另一方面可以为用户提供初期最高达384 kbit／s的各种速率的数据业务，所以基于TSM标准的TD－SCDM A系统对已有GSM网的运营商是一种很好的选择。

2．3G三个技术标准的比较

WCDM A、CDM A2000与TD－SCDM A都属于宽带CDM A技术。宽带CDM A进一步拓展了标准的CDM A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。WCDM A、CD－M A2000与TD－SCDM A都能在静止状态下提供2 Mbit／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

WCDM A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是将上行和下行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。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时通信能力较差。WCDM A与CDM A2000能够支持移动终端在时速500 km左右时的正常通信，而TD－SCDM A只能支持移动终端在时速120 km左右时的正常通信，其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采用直接序列扩频方式，其码片速率为3．84 Mchip／s。CDMA2000－1X与CDM A2000－3X的区别在于载波数量不同，CDMA2000－1X为单载波，码片速率为1．2288 Mchip／s，CDMA2000－3X为三载波，其码片速率为1．2288×3＝3．6864 Mchip／s。TD－SCDMA的码片速率为1．28 Mchip／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。

在载波带宽方面，WCDMA具有5 MHz的载波带宽。CDMA2000－1X采用了1．25 MHz的载波带宽，CDMA2000－3X利用3个1．25 MHz载波的合并形成3．75 MHz的载波带宽。TD－SCDM A每载波具有1．6 M Hz的带宽。载波带宽越高，支持的用户数就越多，在通信时发生阻塞的可能性就越小。在这方面WCDM A具有比较明显的优势。

TD－SCDM A系统仅采用1．28 Mchip／s的码片速率，采用TDD双工模式，因此只需占用单一的1．6 M Hz带宽，就可传送2 Mbit／s的数据业务。而WCDMA与CDMA2000要传送2 Mbit／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－SCDM A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WCD－M A与CDM A2000都还没有采用这项技术。TD－SCDM A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。

（4）越区切换技术

“软切换”是相对于“硬切换”而言的。FDM A和TDM A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。“软切换”是先通后断，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，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。

WCDM A与CDM A2000都采用了越区“软切换”技术，这是经典的CDM A技术。而TD－SCDM A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。WCDM A无须基站间的同步，通过两个基站间的定时差别报告来完成软切换。CDM A2000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，CDM A2000与TD－SCDM A的网络布署将会受到一些限制，而WCDM A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

WCDM A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。CDMA2000－3X从CDMA　IS－95、CDM A2000－1X过渡而来，可以保留原有的CDM A　IS－95设备。TD－SCDM A系统的建设只需在已有的GSM网络上增加TD－SCDM A设备即可。3种技术标准中，WCDM A在升级的过程中耗资最大。

（6）系统性能

下面主要对系统容量和覆盖这两个方面进行比较。

对于话音业务，由于3种系统载波带宽不同，一般比较单位带宽内的平均容量。虽然不同公司在进行系统仿真时设定的条件不完全相同，但是WCDM A和CDM A2000的结果相近，TD－SCDMA也没有大的差别。对于数据业务容量，一般用系统的单位带宽内的数据吞吐量来表示，3G引入了多种速率的数据业务，即使是对同一系统，不同的业务组合也会产生不同的数据吞吐量。一般对数据吞吐量的比较都针对同一小区内用户均使用相同速率的数据业务，对于中低速数据，WCDM A和CDM A2000是基本相当的，但是WCDM A在高速数据业务上具有优势。TD－SCDMA由于其技术特点，在理论上具有较高的频谱效率，适合提供数据业务。

基站的覆盖范围主要由上下行链路的最大允许损耗和无线传播环境决定。在工程上，一般通过上下行链路预算来估算基站的覆盖范围，在相同的频带内，WCDM A和CDM A2000的覆盖基本相同。由于TD－SCDM A采用TDD方式，在覆盖上要逊于采用FDD方式的其他两种技术。

（7）业务提供能力

3GPP和3GPP2都对业务分类和业务生成机制进行了规范，在业务种类方面二者基本相同，包括基本话音业务、补充业务以及多种数据业务。

在业务生成机制方面，3GPP中定义了多种业务生成机制，例如，基于网络的OSA和用户化应用移动网络增强逻辑（Customised　Application　for　Mobile　Network　Enhanced　Logic，CA MEL）、移动执行环境（Mobile　Execution　Environment，MEx E）和USIM应用工具箱（USIM　Application　Toolkit，USA T）等，其中，USIM（Universal　Subscriber　Identity Module）为通用用户识别模块。这些机制都着眼于能使运营商方便快速地提供业务，并本着业务的提供和基础网络相分离的原则，使得业务可以由运营商以外的第三方提供，在业务和网络之间采用开放的标准接口，业务的开发主要由IT开发人员来完成，运营商负责网络的运营和对众多的业务提供商的组织和管理。3GPP2也提出了相应的业务理念，在智能网方面有WIN规范，在开放业务体系方面，目前并无相关规范，打算采用3GPP的OSA概念。所以3GPP2在开放业务体系方面起步较晚，没有3GPP完善。

（8）设备成熟度

设备成熟度是运营商建设网络要考虑的一个重要因素，它关系到网络运行的稳定性、可靠性。从目前的情况看，CDM A2000是最成熟的，尤其在终端方面，用户可以有更多的选择。WCDM A的R99版本的系统产品也基本成熟，终端仍是开展业务的瓶颈。目前，不论在系统还是终端方面，TD－SCDM A的产品成熟度都落后于WCDM A和CDM A2000。

（9）漫游能力

良好的全球漫游能力有利于与其他运营商的合作和吸引高端用户，影响漫游能力的主要因素包括运营商的采用情况、使用频段以及信令的互通性。从运营商的选择看，虽然CDM A2000的商用早于WCDM A和TD－SCDM A，而且应用范围也较广，但是从全球主要运营商的选择来看，80%的运营商选择WCDM A技术，这就为WCDM A的漫游能力提供了良好的发展机会。

从使用的频段看，CDM A2000多采用CDM A　One的800 M Hz频段，WCDM A多采用IT U规定的2 G Hz频段。在我国，原信息产业部已经公布了3 G的频率规划，可以看出，对于FDD和TDD方式都是首先启用2 GHz频段。

从信令互通性看，在核心网方面，WCDMA基于GSM的移动应用协议（M AP），用户识别使用和GSM系统相同的IMSI（国际移动用户识别码），实践证明具有良好的互通性。CDM A2000采用基于CDM A　One的A NSI－41协议，用户识别使用基于MIN的IMSI，虽然在技术上实现互通不成问题，但要对系统进行升级，实践证明这些都影响了漫游能力。

TD－SCDM A目前还没有商用网络，其漫游将有赖于多模终端的出现。

（10）知识产权的影响

由于知识产权对设备厂商的生产成本有一定影响，所以也会影响到运营商的建网成本。WCDM A主要的专利技术分布在多个专利拥有者手中，其中最主要的由爱立信、诺基亚、高通、西门子、DoCo Mo公司拥有。CDM A　One的绝大部分核心专利都由高通公司拥有，在CDM A2000专利中，虽然高通公司拥有的专利较多，但优势已经比在CDM A　One中减小。TD－SCDM A技术由大唐电信提出，因此在这方面具有较多的基本专利，一般认为，TD－SCDM A的基本专利主要集中在大唐和西门子手中，高通公司也占一部分，这些专利多为核心专利，地位和作用都非常重要。其主要原因是大唐电信的专利主要集中在空中接口物理层面上，核心网技术的专利较少，其他公司声称的专利主要集中在核心网方面。与WCDM A和CDM A2000相比，我国企业拥有TD－SCDM A的知识产权更多，在专利谈判中更有发言权，有利于降低设备成本。

从以上分析可以看出，3种技术各有优缺点，并没有一个单一的完美方案。另外，以上分析都基于现阶段的情况，有些因素会随时间推移而改变，尤其是设备的成熟度问题，所以新运营商应根据网络建设开始的时间，综合考虑各种影响因素来选择具体技术。

3．第三代伙伴项目——3GPP和3GPP2

3GPP由欧洲的ETSI、日本ARIB、T TC、韩国TT A、美国的T1和中国CWTS六个标准化组织组成。宗旨是制定以GSM为核心网，WCDM A和CDM A　TDD（TD－SCDM A和U TRA　TDD）融合技术为无线接口的标准。

3GPP2由美国的ANSI（TIA）、日本A RIB、T TC、韩国T T A和中国CWTS五个标准化组织组成。宗旨是制定以A NSI／IS－41为核心网，CDM A2000为无线接口的标准。