第三代移动通信技术三种主流技术标准的比较分析(通信论文)

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第三代移动通信技术三种主流技术标准的比较分析(通信论文)

      第三代移动通信技术三种主流技术标准的比较分析(通信论文)
第三代移动通信技术三种主流技术标准的比较
如今,世界各国都在选择建设3G网络,这就要考虑标准的稳定性、系统性能、设备成熟性、漫游能力、业务提供能力以及知识产权等方面的因素,下面就这几个方面对WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA进行比较分析。
3.4.1  标准稳定性
    WCDMA标准由3GPP组织制订,目前已经有四个版本,即R99、R4、R5和R6,其中R99版本已经稳定,目前处于完善过程中。它的主要特点是无线接入网采用WCDMA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,目前的设备多基于R99版本,最高下行速率可以达到384kbit/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ATM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10Mbit/s,目前标准仍在制订中。
    CDMA2000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。联通即将开通的CDMA二期工程采用的就是这个版本,单载波最高上下行速率可以达到153.6kbit/s。ReleaseA是Release0的加强,单载波最高速率可以达到307.2kbit/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1.25MHz标准载波中支持平均速率为600kbit/s、峰值速率为2.4Mbit/s的高速数据业务,到EV-DV阶段,可在一个1.25MHz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3.1Mbit/s。
    TD-SCDMA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-SCDMA系统。TSM系统的核心思想就是在GSM的核心网上使用TD-SCDMA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384kbit/s的各种速率的数据业务,所以基于TSM标准的TD-SCDMA系统对已有GSM网的运营商是一种很好的选择。以后TD-SCDMA将融入3GPP的R4及后续标准中。
    在标准的完整性方面,三种技术在无线接入技术方面都有完整的定义和提高速率的方案,在核心网技术方面,都有向分组化演进的路线,但3GPP在标准规范方面的思路更清晰。在业务、网管、计费相关规范方面,3GPP的定义更严谨、更完善。
3.4.2  系统性能
    系统性能主要表现为系统容量和覆盖,对于蜂窝系统来说,单纯从理论上计算单小区的容量是没有实际意义的,只能作为参考,必须从蜂窝组网的情况来考察,一般系统容量可以通过系统仿真和实测来获得,下面主要对这两个方面进行比较。
    首先是容量。在讨论无线系统的容量时,不能脱离具体的业务和无线环境,因此在采用CDMA技术的系统中,空中接口的容量与业务的Eb/I0(比特能量与干扰功率密度之比)、增益处理、其它小区的干扰、基站发射功率和信道码的数量均有关系,下面分别说明对于话音业务和高速分组数据业务,三种技术的容量差别。对于话音业务,由于三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WCDMA和CDMA2000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,从仿真的结果看,对于中低速数据,WCDMA和CDMA2000是基本相当的,但是WCDMA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,但还需要得到更多试验的验证。
    其次是覆盖。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,WCDMA和CDMA2000的覆盖基本相同。由于TD-SCDMA采用TDD方式,在覆盖上要逊于采用FDD方式的其它两种技术。
    总之,WCDMA和CDMA2000同为FDD的CDMA技术,技术上没有本质差别,许多仿真和现场试验结果反映系统性能基本相当。TD-SCDMA与其它两种技术有较大差别,要做更多的仿真和试验验证其性能。

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