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彻底调查:全球三大3G标准的技术性比较分析

时间:10-02 来源:清华大学 中国无线电管理 龚克 点击:
3. TD-SCDMA

TD-SCDMA较前两种技术标准略显稚嫩,其主要技术特点如下:

信号带宽为1.23MHz;码片速率为1.28Mchip/s;采用智能天线技术,提高了频谱效率;采用同步CDMA技术,降低上行用户间的干扰和保持时隙宽度;接收机和发射机采用软件无线电技术;采用联合检测技术,降低多址干扰; 多时隙,具有上下行不对称信道分配能力,适应数据业务;采用接力切换,降低掉话率,提高切换的效率;语音编码:AMR与GSM兼容;核心网络基于 GSM/GPRS网络的演进,并保持与它们的兼容性;基站间采用GPS或者网络同步方式,降低基站间干扰。

TD-SCDMA目前主要是西门子公司和中国大唐集团在开发,较前两个技术标准而言,对TD-SCDMA进行大力支持和结成产业联盟的企业还比较少。

三种主流标准的比较

虽然cdma2000、WCDMA和TD-SCDMA同属3G的主流技术标准,但是仍然可以将其分为两类:cdma2000、WCDMA并作一类,TD-SCDMA则和前两者分开讨论。之所以可以这样做,是因为在技术上 cdma2000和WCDMA是FDD的标准,而TD-SCDMA则是一个TDD标准。

1. WCDMA与cdma2000

WCDMA和cdma2000都满足IMT-2000提出的全部技术要求,包括支持高比特率多媒体业务、分组数据和IP接入等。这两种系统的无线传输技术均基于DS-CDMA作为多用户接入技术,单就技术来说,WCDMA和 cdma2000在技术先进性和发展成熟度上各具优势,但总体来看,WCDMA似乎更胜一筹,以下是WCDMA相对cdma2000的一些优势所在:

(1) WCDMA使用的带宽和码片速率(3.84Mcps)是cdma2000 1x演进家族的三倍以上,因而能提供更大的多路径分集、更高的中继增益和更小的信号开销。此外,更高的码片速率也改善了接收机解决多径效应的能力。

(2) WCDMA在小区站点同步方面的设计是使用异步基站,而cdma2000基站则通常通过GPS实现同步,这将造成室内和城市小区(采用室内天线)部署的困难。

(3)由于支持1xEV-DO的TDM接入系统采用共享时分复用下行链路,它具有固定时隙,因此cdma2000物理层兼容性较差。

(4) WCDMA较cdma2000能够更加灵活地处理话音和数据混合业务。

(5) WCDMA进行功率控制的频率几乎是cdma2000的两倍,达到每秒1500次(1.5kHz),因而能保证更好的信号质量,并支持更多的用户。

(6) cdma2000的导频信道大约需要下行链路总传输功率的20%,相比之下WCDMA只需要约10%,因而可以节省更多的公用信道的开销。

(7)为支持基于GSM的GPRS业务而部署的所有业务(如计费、安全、漫游等)也支持WCDMA业务,而为了完善新的数据/话音网络,cdma2000 1x必须添加额外的网元或进行功能的升级。

(8)在混合话音和数据流量方面,WCDMA的系统性能比cdma2000也表现得更加出色。

因此,从技术的角度来讲,WCDMA具备一定优势,各家电信企业也因此更加倾向于采用该标准。

另外,在传统网络基础和市场推广上,WCDMA占据着更大的优势。由于全球移动系统有85%都在用的GSM系统,而GSM向3G过渡的最佳途径就是历经GPRS演进到WCDMA,所以传统网络上的绝对优势使得cdma2000难以对WCDMA望其项背。

2. TD-SCDMA

TD-SCDMA与WCDMA和cdma2000相比,具有如下的特点和优势:

(1)频谱利用率高:TD-SCDMA采用TDD方式和CDMA和TDMA的多址技术,在传输中很容易针对不同类型的业务设置上、下行链路转换点,因而可以使总的频谱效率更高。

(2)支持多种通信接口:TD-SCDMA同时满足Iub、A、Gb、Iu、IuR多种接口要求,基站子系统既可作为2G和2.5G的GSM基站的扩容,又可作为3G网中的基站子系统,能同时兼顾现在的需求和未来长远的发展。

(3)频谱灵活性强:TD-SCDMA第三代移动通信系统频谱灵活性强,仅需单一1.6M的频带就可提供速率达2M的3G业务需求,而且非常适合非对称业务的传输。

(4)系统性能稳定:TD-SCDMA收发在同一频段上,上行链路和下行链路的无线环境一致性很好,更适合使用新兴的"智能天线"技术;利用了CDMA和TDMA结合的多址方式,更利于联合检测技术的采用,这些技术都能减少了干扰,提高系统的性能稳定性。

(5)与传统系统兼容性好:TD-SCDMA支持现存的覆盖结构,信令协议可以后向兼容,网络不必引入新的呼叫模式,能够实现从现存的通信系统到下一代移动通信系统的平滑过渡。

(6)系统设备成本低:TD-SCDMA上下行工作于同一频率,对称的电波传播特性使之便于利用智能天线等新技术,这也可达到降低成本的目的;在无线基站方面,TD-SCDMA的设备成本也比较低。

(7)支持与传统系统间的切换功能:TD-SCDMA技术支持多载波直接扩频系统,可以再利用现有的框架设备、小区规划、操作系统、账单系统等,在所有环境下支持对称或不对称的数据速率。

当然,与前两种标准相比,尤其是与WCDMA比起来,TD-SCDMA也有"尚显稚嫩"的地方。比如,在对CDMA技术的利用方面,TD-SCDMA因要与GSM的小区兼容,小区复用系数为3,降低了频谱利用率。又因为TD- SCDMA频带宽度窄,不能充分利用多径,降低了系统效率,实现软切换和软容量能力较困难。另外,TD-SCDMA系统要精确定时,小区间保持同步,对定时系统要求高。而WCDMA则不需要小区间同步,可适应室内、室外,甚至地铁等不同的环境的应用。另外,WCDMA对移动性的支持更加优质,适合宏蜂窝、蜂窝、微蜂窝组网,而TD-SCDMA只适合微蜂窝,对高速移动的支持也较差。尤其是在从GSM网向3G的过渡过程中,WCDMA的优势更加明显。因此,从目前的情况来看,TD-SCDMA和WCDMA虽然各具优势,但WCDMA更应成为3G过渡的主流标准。

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