什么是3G
第三代移动通信系统是国际电信联盟(ITU)在1985年首先提出的,当时被称为未来公众陆地移动通信系统,即FPLMTS(Future Public Land Mobile Telecommunication Systems)。随着时间的推移,IMT-2000的要求和目标愈加清晰,由于FPLMTS这个名称含义不准确,发音拗口,1996年ITU正式将其更名为全球移动通信系统IMT-2000,意即工作在2000MHz频段,预期在2000年左右商用的系统。IMT-2000最主要的目标和特征为:
(1) 全球统一频段、统一制式,全球无缝漫游;
(2) 高频谱效率;
(3) 支持移动多媒体业务,即室内环境支持2Mbps、步行/室外到室内支持384kbps、车速环境支持144kbps等。
3G技术和标准的组成
在1999年11月的ITU-R TG8/1会议上,通过了IMT-2000的无线接口技术规范,包括CDMA和TDMA两大类共五种技术;并在2000年5月的ITU-R全会上正式通过,标志着第三代移动通信技术的格局最终确定。
目前,国际上最具代表性的3G技术标准有三种,它们分别是TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000。其中TD-SCDMA属于时分双工(TDD)模式,是由中国提出的3G技术标准;而WCDMA和CDMA2000属于频分双工(FDD)模式。
国际上,TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000的具体标准化工作主要是由两个第三代移动通信合作伙伴组织:3GPP、3GPP2负责的。其中TD-SCDMA、WCDMA由3GPP负责具体标准化工作;而CDMA2000由3GPP2负责具体标准化工作。
在我国,由信息产业部领导的中国无线通信标准研究组(CWTS)以及后来的中国通信标准化协会(CCSA),积极参与ITU及3GPP、3GPP2等组织的标准化活动,推动TD-SCDMA标准的不断完善与发展。
TD-SCDMA是中国第一个拥有自主知识产权的国际标准,开创了中国参与国际电信标准化的先河。TD-SCDMA标准的提出,是中国通信业技术创新的典范,也是中国对第三代移动通信发展所做出的重要贡献。
TD-SCDMA简介
TD-SCDMA(Time Division-Synchronization Code Division Multiple Access)的中文含义为时分同步码分多址接入。
TD-SCDMA从2001年3月开始,正式写入3GPP的Release 4版本。目前TD-SCDMA已有Release 4、Release 5、Release 6等版本。
TD-SCDMA采用不需成对频率的TDD双工模式以及FDMA/TDMA/CDMA相结合的多址接入方式,使用1.28Mcps的低码片速率,扩频带宽为1.6MHz,同时采用了智能天线、联合检测、上行同步、接力切换、动态信道分配等先进技术。基于Release 4版本,TD-SCDMA可在1.6MHz的带宽内,提供最高384kbps的用户数据传输速率。
TD-SCDMA在Release 5版本引入了HSDPA技术,在1.6MHz带宽上理论峰值速率可达到2.8Mbps。通过多载波捆绑的方式可进一步提高HSDPA系统中单用户峰值速率。TD-SCDMA上行链路增强(或称HSUPA)的研究和标准制定工作目前也正在3GPP、CCSA等组织内进行。
在3GPP开展的LTE研究和标准化工作中,TD-SCDMA长期演进技术的研究和标准化工作也在同步进行。
WCDMA简介
WCDMA是一种由3GPP具体制定的,基于GSM MAP核心网,UTRAN(UMTS陆地无线接入网)为无线接口的第三代移动通信系统。目前WCDMA有Release 99、Release 4、Release 5、Release 6等版本。
WCDMA采用直接序列扩频码分多址(DS-CDMA)、频分双工(FDD)方式,码片速率为3.84Mcps,载波带宽为5MHz。基于Release 99/ Release 4版本,可在5MHz的带宽内,提供最高384kbps的用户数据传输速率。
在Release 5版本引入了下行链路增强技术,即HSDPA(High Speed Downlink Packet Access,高速下行分组接入)技术,在5MHz的带宽内可提供最高14.4Mbps的下行数据传输速率。在Release 6版本引入了上行链路增强技术,即HSUPA(High Speed Uplink Packet Access,高速上行分组接入)技术,在5MHz的带宽内可提供最高约6Mbps的上行数据传输速率。
目前国际上基于Release 99、Release 4、Release 5的WCDMA系统已先后进入商用。
除了上述标准版本之外,3GPP从2004年即开始了LTE(Long Term Evolution,长期演进)的研究,基于OFDM、MIMO等技术,试图发展无线接入技术向“高数据速率、低延迟和优化分组数据应用”方向演进。目前在3GPP组织内正在进行LTE的标准化工作。
CDMA2000简介
CDMA2000是由IS-95A/B标准演进而来的第三代移动通信标准,由3GPP2负责具体标准化工作。目前CDMA2000有由3GPP2制定的Release 0、A、B、C和D五个支持CDMA2000 1X及其增强型技术的版本,以及由EIA/TIA发布的支持CDMA2000 1X EV-DO的IS-856和IS-856A标准。
CDMA2000 1x采用直接序列扩频码分多址(DS-CDMA)、频分双工(FDD)方式,码片速率为1.2288Mcps,载波带宽为1.25MHz。
CDMA2000 1x EV-DO(也称为HRPD)技术,主要对数据业务进行了增强,不支持语音,在1.25MHz的带宽内可提供最高2.4Mbps的下行数据传输速率。DO Rel 0版本已经在韩国、美国和日本等国家商用。目前正在向DO Rel A版本发展,该版本在1.25MHz的带宽内可提供最高3.1Mbps的下行数据传输速率。在DO Rel A的基础上,采用多载波捆绑的方式进一步提高数据速率,形成了DO Rel B标准,也称为空中接口演进(AIE)Phase 1,该标准已经发布。而目前3GPP2正在制定 AIE Phase 2标准,与3GPP的LTE演进类似,同样以OFDM、MIMO等技术为基础。
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WCDMA
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CDMA2000
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TD-SCDMA
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核心网
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基于
GSM-MAP
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基于
ANSI-41
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基于
GSM-MAP
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双工方式
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FDD
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FDD
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TDD
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双向信道带宽(
MHz
)
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10
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2.5
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1.6
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码片速率(
Mcps
)
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3.84
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1.2288
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1.28
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帧长(
ms
)
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10ms
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可变
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10ms
(分两个
5ms
子帧)
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基站同步
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异步(同步可选)
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同步
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同步
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功率控制(
Hz
)
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开环+快速闭环
1500
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开环+快速闭环
800
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开环+慢速闭环
200
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3G三大技术体制主要的区别是空中接口的不同,也即无线传输技术的不同。另外,TD-SCDMA还采用了智能天线、联合检测、上行同步、接力切换等对系统性能有很大提高的关键技术。