移动通信3G技术综述Word格式文档下载.docx

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W-CDMA的支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商，日本公司也或多或少参与其中，包括欧美的爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电，以及日本的NTT、富士通、夏普等厂商。

该标准提出了GSM（2G）-GPRS-EDGE-WCDMA（3G）的演进策略。

这套系统能够架设在现有的GSM网络上，对于系统提供商而言可以较轻易地过渡。

预计在GSM系统相当普及的亚洲，对这套新技术的接受度会相当高。

因此W-CDMA具有先天的市场优势。

CDMA2000是由窄带CDMA（CDMAIS95）技术发展而来的宽带CDMA技术，也称为CDMAMulti-Carrier，它是由美国高通北美公司为主导提出，摩托罗拉、Lucent和后来加入的韩国三星都有参与，韩国现在成为该标准的主导者。

这套系统是从窄频CDMAOne数字标准衍生出来的，可以从原有的CDMAOne结构直接升级到3G，建设成本低廉。

但目前使用CDMA的地区只有日、韩和北美，所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。

不过CDMA2000的研发技术却是目前各标准中进度最快的，许多3G手机已经率先面世.该标准提出了从CDMAIS95（2G）-CDMA20001x-CDMA20003x（3G）的演进策略。

CDMA20001x被称为2.5代移动通信技术。

CDMA20003x与CDMA20001x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。

目前中国电信正在采用这一方案向3G过渡，并已建成了CDMAIS95网络。

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TD-SCDMA全称为TimeDivision-SynchronousCDMA（时分同步CDMA），该标准是由中国大陆独自制定的3G标准，1999年6月29日，中国原邮电部电信科学技术研究院（大唐电信）向ITU提出，但技术发明始祖于西门子公司，TD-SCDMA具有辐射低的特点，被誉为绿色3G。

该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中，在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。

另外，由于中国内地庞大的市场，

3该标准受到各大主要电信设备厂商的重视，全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TD—SCDMA标准。

该标准提出不经过2.5代的中间环节，直接向3G过渡，非常适用于GSM系统向3G升级。

军用通信网也是TD-SCDMA的核心任务。

WiMAX的全名是微波存取全球互通（WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess），又称为802•16无线城域网，是又一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线连接方案。

将此技术与需要授权或免授权的微波设备相结合之后，由于成本较低，将扩大宽带无线市场，改善企业与服务供应商的认知度。

2007年10月19日，在国际电信联盟在日内瓦举行的无线通信全体会议上，经过多数国家投票通过，WiMAX正式被批准成为继WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA之后的第四个全球3G标准。

LTE（LongTermEvolution,长期演进）项目是3G的演进，始于2004年3GPP的多伦多会议。

LTE并非人们普遍误解的4G技术，而是3G与4G技术之间的一个过渡，是3.9G的全球标准,它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。

在20MHz频谱带宽下能够提供下行326Mbit/s与上行86Mbit/s的峰值速率。

改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量和降低系统延迟.LTE的研究，包含了一些普遍认为很重要的部分，如等待时间的减少、更高的用户数据速率、系统容量和覆盖的改善以及运营成本的降低。

为了达到这些目标，无线接口和无线网络架构的演进同样重要。

考虑到需要提供比3G更高的数据速率，和未来可能分配的频谱，LTE需要支持高于5MHz的传输带宽。

UTRA和UTRAN演进的目标，是建立一个能获得高传输速率、低等待时间、基于包优化的可演进的无线接入架构。

3GPPLTE正在制定的无线接口和无线接入网架构演进技术主要包括如下内容：

（1）明显增加峰值数据速率。

如在20MHz带宽上达到100Mbit/s的下行传输速率（5bit/s/Hz）、50Mbit/s的上行传输速率（2.5bit/s/Hz）。

（2）在保持目前基站位置不变的情况下增加小区边界比特速率。

如MBMS（多媒体广播和组播业务）在小区边界可提供1bit/s/Hz的数据速率。

（3）明显提高频谱效率。

如2~4倍的R6频谱效率。

（4）无线接入网（UE到E-NodeB用户面）延迟时间低于10ms。

（5）明显降低控制面等待时间，低于100ms。

（6）带宽等级为：

a）5、10、20MHz和可能取的15MHz；

b）1.25、1.6和2.5MHz，以适应窄带频谱的分配。

（7）支持与已有的3G系统和非3GPP规范系统的协同运作。

（8）支持进一步增强的MBMS。

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4上述演进目标涉及到系统的能力和系统的性能，是LTE研究中最重要的部分，也是E-UTRA和E-UTRAN保持最强竞争力的根本。

关键词：

3G蜂窝移动通讯技术WCDMACDMA2000

TD-SCDMA

目录

1.引言.........................................................................1

2.3G的标准...............................................................1

2.1WCDMA.....................................................1

2.2CDMA2000.................................................2

2.3TD-SCDMA................................................2

3.三个技术标准的比较.............................................2

3.1双工模式......................................................2

3.2码片速率与载波带宽..................................3

3.3智能天线技术...............................................3

3.4越区切换技术...............................................4

3.5与第二代系统的兼容性...............................4

4.移动运营商的3G策略..............................................5

5.5.通信技术发展........................................................5

6.3G技术在我国的应用..........................................6

7.中国发展3G的问题探析......................6

8.结束语....................................7

9.参考文献......................................................................8

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引言

所谓3G，其实它的全称为3rdGeneration，中文含义就是指第三代数字通信。

1995年问世的第一代数字手机只能进行语音通话；

1996到1997年出现的第二代数字手机便增加了接收数据的功能，如接受电子邮件或网页；

第三代与前两代的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务[1]。

为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps（兆字节／每秒）、384kbps（千字节／每秒）以及144kbps的传输速度。

1.3G的标准

目前国际电联接受的3G标准主要有以下三种：

WCDMA、CDMA2000与TD-SCDMA。

CDMA是CodeDivisionMultipleAccess（码分多址）的缩写，是第三代移动通信系统的技术基础。

第一代移动通信系统采用频分多址（FDMA）的模拟调制方式，这种系统的主要缺点是频谱利用率低，信令干扰话音业务。

第二代移动通信系统主要采用时分多址（TDMA）的数字调制方式，提高了系统容量，并采用独立信道传送信令，使系统性能大为改善，但TDMA的系统容量仍然有限，越区切换性能仍不完善。

CDMA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。

1.1WCDMA

全称为WidebandCDMA，这是基于GSM网发展出来的3G技术规范，是欧洲提出的宽带CDMA技术，它与日本提出的宽带CDMA技术基本相同，目前正在进一步融合。

该标准提出了GSM（2G）—GPRS—EDGE—WCDMA（3G）的演进策略。

GPRS是GeneralPacketRadioService（通用分组无线业务）的简称，EDGE是EnhancedDatarateforGSMEvolution（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[2]。

61.2CDMA2000

CDMA2000是由窄带CDMA（CDMAIS95）技术发展而来的宽带CDMA技术，由美国主推，该标准提出了从CDMAIS95（2G）—CDMA20001x—CDMA20003x（3G）的演进策略。

目前中国联通正在采用这一方案向3G过渡，并已建成了CDMAIS95网络。

1.3TD-SCDMA

全称为TimeDivision-SynchronousCDMA（时分同步CDMA），是由我国大唐电信公司提出的3G标准，该标准提出不经过2.5代的中间环节，直接向3G过渡，非常适用于GSM系统向3G升级。

但目前大唐电信公司还没有基于这一标准的可供商用的产品推出。

2.三个技术标准的比较

WCDMA、CDMA2000与TD—SCDMA都属于宽带CDMA技术。

宽带CDMA进一步拓展了标准的CDMA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。

WCDMA、CDMA2000与TD-SCDMA都能在静止状态下提供2Mbit/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[3]。

2.1双工模式

WCDMA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（发送）和下行（接收）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（如互联网）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7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（如互联网）。

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下时通信能力较差。

WCDMA与CDMA2000能够支持移动终端在时速500公里左右时的正常通信，而TD-SCDMA只能支持移动终端在时速120公里左右时的正常通信。

TD-SCDMA在高速公路及铁路等高速移动的环境中处于劣势。

2.2码片速宽与载波带宽

WCDMA（FDD-DS）采用直接序列扩频方式，其码片速率为3.84Mchip/s。

CDMA20001x与CDMA20003x的区别在于载波数量不同，CDMA20001x为单载波，码片速率为1.2288Mchip/s，CDMA20003x为三载波，其码片速率为1.2288×

3＝3.6864Mchip/s。

TD-SCDMA的码片速率为1.28Mchip/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。

载波带宽方面，WCDMA采用了直接序列扩谱技术，具有5MHz的载波带宽。

CDMA20001x采用了1.25MHz的载波带宽，CDMA20003x利用三个1.25MHz载波的合并形成3.75MHz的载波带宽。

TD-SCDMA采用三载波设计，每载波具有1.6M的带宽。

载波带宽越高，支持的用户数就越多，在通信时发生网塞的可能性就越小。

在这方面WCDMA具有比较明显的优势。

TD－SCDMA系统仅采用1.28Mchip/s的码片速率，采用TDD双工模式，因此只需占用单一的1.6M带宽，就可传送2Mbit/s的数据业务。

而WCDMA与CDMA2000要传送2Mbit/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-SCDMA对频率资源的利用率是最高的。

2.3智能天线技术

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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WCDMA与CDMA2000都还没有采用这项技术。

智能天线是一种安装在基站现场的双向天线，通过一组带有可编程电子相位关系的固定天线单元获取方向性，并可以同时获取基站和移动台之间各个链路的方向特性。

TD－SCDMA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（无线环境和传输条件相同）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。

2.4越区切换技术

WCDMA与CDMA2000都采用了越区“软切换”技术，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，这是经典的CDMA技术。

“软切换”是相对于“硬切换”而言的。

FDMA和TDMA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。

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。

而TD-SCDMA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。

WCDMA无需基站间的同步，通过两个基站间的定时差别报告来完成软切换。

CDMA2000与TD-SCDMA都需要基站间的严格同步，因而必须借助GPS（GlobalPositioningSystem，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，CDMA2000与TD-SCDMA的网络布署将会受到一些限制，而WCDMA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。

2.5与第二代系统的兼容性

WCDMA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。

CDMA20003x从CDMAIS95、CDMA20001x过渡而来，可以保留原有的CDMAIS95设备。

TD-SCDMA系统的的建设只需在已有的GSM网络上增加TD-SCDMA设备即可。

三种技术标准中，WCDMA在升级的过程中耗资最大。

3.移动运营商的3G策略

我国具有独立知识产权的TD-SCDMA能否在3G技术标准争霸中抢占一席之地倍受关注。

TD-SCDMA能有效地节约频谱资源，能够实现从GSM系统的廉价升级，但其通信质量较WCDMA及CDMA2000差。

毕竟能否节约频谱资源与投资成本只是政府与运营商们关心的事，作为用户永远是将通信质量作为首选。

在我国移动通信市场激烈竞争的格局下，满足用户的需求始终是运营商们努力追求的目标，将来TD-SCDMA可能会在低端3G市场得到应用。

目前TD-SCDMA技术尚未被国外的运营商所采纳，如果今后只有我国采用这一标准将对国际漫游提出新的难题。

大唐电信至今还没有基于TD-SCDMA技术的成熟产品推出，其研发进度落后于WCDMA与CDMA2000。

但不久前我们高兴地看到“TD-SCDMA产业联盟”成立，大唐电信、南方高科、华立、华为、联想、中兴、中国电子、中国普天等8家企业组成了联盟的第一核心，使该技术迈向商用有了强大的技术力量支持。

TD-SCDMA是中国在移动通信领域的第一个标准，它的出现是中国百年电信史上零的突破。

我们乐见TD-SCDMA能够走向成熟。

4.通信技术发展

3G在中国的未来发展将有以下几个特点[4]：

1）与全球发展趋势一样，在技术上将向高速率化、宽带化、IP化方向发展；

2）网络不断向后3G演进，其中WCDMA是沿着HSDPA、HSUPA和HSPA+演进，TD-SCDMA也是向HSDPA、HSUPA和HSPA+演进，CDMA2000则是向EV-DORevA和RevB演进，当然在这个过程中，如果4G的LTE（UMB）发展迅速，也可能国内运营商会跳过某一阶段，直接向前演进；

3）对比韩、日的成功经验，3G数据业务在中国的发展具有强劲的用户基础，未来发展前景明确，预计运营商未来几年增值业务（数据业务）收入占比将快速增长；

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4）2G和3G网络将长期共存，尤其在发展初期，2G/3G双模手机将成为重要过渡期产品；

5）2-3年后，3G用户发展将进入高峰期，2G用户向3G用户迁移的高峰期也将出现，预计5年内将有一半的移动用户成为3G用户；

6）中国3G的发展将极大地推动全球3G的发展，2009年将是继2007年之后，全球发展的又一加速期。

5.3G技术在我国的应用 

　　中国的3G之路刚刚开始,最先普及的3G应用是"

无线宽带上网"

六亿的手机用户随时随地手机上网。

并且，无线互联网的流媒体业务将逐渐成为主导。

当前，一些移动流媒体业务已经能够在2.5G网络上实现，3G网络将为移动业务发展提供更有效的支撑。

由于3G网络拥有更高的数据传输速率和数据业务支撑能力，3G运营商不仅可以向用户提供高质量的语音业务，而且还能够提供高速率的流媒体业务。

比如宽带上网，视屏通话，手机电视，无线搜索等。

　　目前国人对手机、电脑等移动高速上网的需求都在增长，相对于其它业务，移动宽带很可能短时间内成为3G的主流应用。

同时，3G技术的发展不仅扩展了移动通信的应用领域，加速了移动通信行业的发展，也极大的带动了等相关领域的发展，如网络设备和终端产品的研究开发和制造

6.中国发展3G的问题探析

面对即将来临的3G，中国市场自然也不甘寂寞。

在市场的驱动和政府的宏观调控之下，目前我国已经对三大标准进行了3G技术试验，3G产品和技术日渐成熟。

3G技术测试分为两个阶段，尤其以日前结束的第二阶段外场测试最为关键。

这一阶段的主要测试内容包括：

无线网络性能测试、终端测试、业务测试、互操作测试、网管和计费以及无线干扰共六个方面。

国内6大运营商、12家系统设备商以及10家终端厂商积极参与了3G技术试验第二阶段外场测试结果表明，目前3G技术已经基本成熟，3G终端种类也相对丰富。

未来3G的发展在复杂性和智能化将由网络更多地转向终端，中国终端制造商将面临更大的发展机遇和挑战。

无论从市场需求看还是从技术发展看，3G是移动通信发展的必然趋势。

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但是，随着3G钟声的敲响，移动通信网络重复性建设引发的问题也将日趋严重。

首先,各运营商大规模的重复性建设势必造成资金的巨额浪费、占用大量自然资源等问题。

其次,由于目前缺乏政府部门的统一规划管理，各运营商在获取基站站址时常采取排他方式，随着站址资源的日益紧缺，租赁/购买站址机房的成本必然不断增加。

另一方面，人民群众对健康、环保问题的日益重视，因为大量移动通信基站的建设也会带来较多的社会负面效应，如对电磁辐射的担忧、对市容市貌的破坏等。

针对渐趋严重的移动通信基站的重复性建设，我国应建立相关的有效管理机制，统筹规划移动通信的基站建设，有效引导各运营商实现资源共享，尽早实现集约化、景观化的移动通信基站建设，达到通信建设与人类社会和谐发展的目的。

总而言之，我国在迎接3G到来之时，要注意下述三方面问题：

（1）科学决策

坚持我国政府部门确定发展中国3G及3G产业的基本方针与原则，“积极跟进、试验先行、培育市场、支持发展”。

在理性与务实驱动下的3G无论从全球乃至中国已初见曙光，采取更积极的姿态准备与培育市场、支持发展和不失时机地切入推进，已提上紧迫议事日程。

（2）细分市场与积极创新

参考FOMA等成功经验，紧密结合中国国情，正确处理好市场驱动导向与技术驱动支撑的基本关系。

特别要注重终端、应用与服务。

现在看来，对3G应用而言，单一的所谓杀手锏式服务一般并不存在，依然应该将眼光瞄准大众市场，确定一系列可以满足不同阶层用户对其内容、位置与时间