全球三大3G標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)性比較分析

目前，中國(guó)的3G即將進(jìn)入商用化應(yīng)用階段，對(duì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的取舍選擇也成為移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商要仔細(xì)考慮的問(wèn)題，因此有必要對(duì)這三種主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較分析。

本文作者通過(guò)介紹和對(duì)比分析3G的三大主流技術(shù)，預(yù)測(cè)和展望了各種技術(shù)在未來(lái)的應(yīng)用前景，并提出了自己的觀點(diǎn)。

三種主流的3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)——WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA，在技術(shù)上各有千秋，從目前的情況來(lái)看，不會(huì)出現(xiàn)哪種標(biāo)準(zhǔn)“一統(tǒng)江湖”的局面，而至于誰(shuí)能在3G時(shí)代占據(jù)更大的市場(chǎng)份額，關(guān)鍵是看哪個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)更符合市場(chǎng)需求和競(jìng)爭(zhēng)的需要。

而需要注意的是，雖然cdma2000、WCDMA和TD-SCDMA同屬3G的主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但是仍然可以將其分為兩類：cdma2000、WCDMA并作一類，TD-SCDMA則和前兩者分開討論。之所以可以這樣做，是因?yàn)樵诩夹g(shù)上cdma2000和WCDMA是FDD的標(biāo)準(zhǔn)，而TD-SCDMA則是一個(gè)TDD標(biāo)準(zhǔn)。（徹底調(diào)查）

對(duì)比報(bào)告全文：

2000年5月，國(guó)際電聯(lián)（ITU）在土耳其召開全會(huì)，經(jīng)對(duì)IMT-2000無(wú)線接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的10個(gè)候選方案的頻譜效率、網(wǎng)絡(luò)接口、QoS、技術(shù)復(fù)雜性、覆蓋率、靈活性和設(shè)備體積等諸多方面的全面評(píng)估，正式確認(rèn)了五種標(biāo)準(zhǔn)，分別是MS-CDMA、DS-CDMA、TD-CDMA和SC-TDMA、MC-TDMA，這是一個(gè)以CDMA技術(shù)為主體，兼顧TDMA技術(shù)，包含F(xiàn)DD和TDD兩種雙工方式的多元化體系標(biāo)準(zhǔn)。

從移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和可實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)功能分析，基于CDMA制式的3種標(biāo)準(zhǔn)被普遍看好，分別對(duì)應(yīng)cdma2000、WCDMA和TD-SCDMA三種技術(shù)，它們被認(rèn)為是3G的三大主流應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。目前，中國(guó)的3G即將進(jìn)入商用化應(yīng)用階段，對(duì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的取舍選擇也成為移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商要仔細(xì)考慮的問(wèn)題，因此有必要對(duì)這三種主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較分析，以期為我國(guó)3G標(biāo)準(zhǔn)的選擇提供有益的參考。

主流3G標(biāo)準(zhǔn)概要

1. cdma2000 cdma2000是從cdmaOne演進(jìn)而來(lái)的第三代移動(dòng)通信技術(shù)。事實(shí)上，cdma2000標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)體系結(jié)構(gòu)，稱為cdma2000 family，它同樣還包含一系列的子標(biāo)準(zhǔn)。其技術(shù)特點(diǎn)如下：前反向同時(shí)采用導(dǎo)頻輔助相干解調(diào)；在擴(kuò)頻碼選擇采用相同M序列，通過(guò)不同的相位偏置區(qū)分不同的小區(qū)和用戶；射頻帶寬從1.25MHz到20MHz可調(diào)；快速前向和反向功率控制；下行信道中采用公共連續(xù)導(dǎo)頻方式進(jìn)行相干檢測(cè)，提高系統(tǒng)容量；在下行信道傳輸中，定義直擴(kuò)和多載波傳輸兩種方式，碼片速率分別為3.6864Mcps和1.22Mcps，多載波方式能很好地兼容IS-95網(wǎng)絡(luò)；支持F-QPCH，可延長(zhǎng)手機(jī)待機(jī)時(shí)間；核心網(wǎng)絡(luò)給予ANSI-41網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，并保持與ANSI-41網(wǎng)絡(luò)的兼容性；支持軟切換和更軟切換；設(shè)計(jì)了兩類碼復(fù)用業(yè)務(wù)信道，基本信道用于傳送語(yǔ)音、信令和低速數(shù)據(jù)，是一個(gè)可變速率信道，補(bǔ)充信道用以傳送高速率數(shù)據(jù)，在分組數(shù)據(jù)傳送上應(yīng)用了ALOHA技術(shù)，改善傳輸性能；在同步方式上cdma2000與IS-95相同，基站間同步采用GPS方式。

cdma2000的發(fā)起者主要以美國(guó)和韓國(guó)為主的以IS-95 CDMA為標(biāo)準(zhǔn)的制造商和運(yùn)營(yíng)公司，cdma2000繼承了IS-95窄帶CDMA系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商同樣可以在窄帶CDMA網(wǎng)絡(luò)中更換或增加部分網(wǎng)絡(luò)設(shè)備過(guò)渡到3G.

2. WCDMA WCDMA的主要技術(shù)指標(biāo)是：支持高速數(shù)據(jù)傳輸（慢速移動(dòng)時(shí)384kb/s，室內(nèi)走動(dòng)時(shí)2Mb/s），異步BS，支持可變速傳輸，幀長(zhǎng)10ms，碼片速率3.84Mb/s.其主要特點(diǎn)如下：基站同步方式：支持異步和同步的基站運(yùn)行方式，組網(wǎng)方便、靈活；調(diào)制方式：上行為BPSK，下行為QPSK；解調(diào)方式：導(dǎo)頻輔助的相干解調(diào)；接入方式：DS-CDMA方式；三種編碼方式：在話音信道采用卷積碼（R=1/3，K=9）進(jìn)行內(nèi)部編碼和Veterbi解碼，在數(shù)據(jù)信道采用ReedSolomon編碼，在控制信道采用卷積碼（R=1/2，K=9）進(jìn)行內(nèi)部編碼和Veterbi解碼；適應(yīng)多種速率的傳輸，可靈活地提供多種業(yè)務(wù)，并根據(jù)不同的業(yè)務(wù)質(zhì)量和業(yè)務(wù)速率分配不同的資源，同時(shí)對(duì)多速率、多媒體的業(yè)務(wù)可通過(guò)改變擴(kuò)頻比（對(duì)于低速率的32kb/s、64kb/s、128kb/s的業(yè)務(wù)）和多碼并行傳送（對(duì)于高于128kb/s的業(yè)務(wù)）的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)；上、下行快速、高效的功率控制大大減少了系統(tǒng)的多址干擾，提高了系統(tǒng)容量，同時(shí)也降低了傳輸?shù)墓β剩缓诵木W(wǎng)絡(luò)基于GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，并保持與GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的兼容性；BTS之間無(wú)需同步因BS可收發(fā)異步的PN碼，即BS可跟蹤對(duì)方發(fā)出的PN碼，同時(shí)MS也可用額外的PN碼進(jìn)行捕獲與跟蹤，因此可獲得同步，來(lái)支持越區(qū)切換及宏分集，而在BTS之間無(wú)需進(jìn)行同步；支持軟切換和更軟切換，切換方式包括三種，即：扇區(qū)間軟切換、小區(qū)間軟切換和載頻間硬切換。

WCDMA的發(fā)起者主要是歐洲和日本標(biāo)準(zhǔn)化組織和廠商，WCDMA繼承了第二代移動(dòng)通信體制GSM標(biāo)準(zhǔn)化程度高和開放性好的特點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展順利，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商可以通過(guò)在GSM網(wǎng)絡(luò)上引入GPRS網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和新業(yè)務(wù)，培育數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)消費(fèi)群體，逐步過(guò)渡到3G.

3. TD-SCDMA TD-SCDMA較前兩種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)略顯稚嫩，其主要技術(shù)特點(diǎn)如下：信號(hào)帶寬為1.23MHz；碼片速率為1.28Mchip/s；采用智能天線技術(shù)，提高了頻譜效率；采用同步CDMA技術(shù)，降低上行用戶間的干擾和保持時(shí)隙寬度；接收機(jī)和發(fā)射機(jī)采用軟件無(wú)線電技術(shù)；采用聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)，降低多址干擾；多時(shí)隙，具有上下行不對(duì)稱信道分配能力，適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；采用接力切換，降低掉話率，提高切換的效率；語(yǔ)音編碼：AMR與GSM兼容；核心網(wǎng)絡(luò)基于GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，并保持與它們的兼容性；基站間采用GPS或者網(wǎng)絡(luò)同步方式，降低基站間干擾。

TD-SCDMA目前主要是西門子公司和中國(guó)大唐集團(tuán)在開發(fā)，較前兩個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)而言，對(duì)TD-SCDMA進(jìn)行大力支持和結(jié)成產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的企業(yè)還比較少。

三種主流標(biāo)準(zhǔn)的比較

雖然cdma2000、WCDMA和TD-SCDMA同屬3G的主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但是仍然可以將其分為兩類：cdma2000、WCDMA并作一類，TD-SCDMA則和前兩者分開討論。之所以可以這樣做，是因?yàn)樵诩夹g(shù)上cdma2000和WCDMA是FDD的標(biāo)準(zhǔn)，而TD-SCDMA則是一個(gè)TDD標(biāo)準(zhǔn)。

1. WCDMA與cdma2000

WCDMA和cdma2000都滿足IMT-2000提出的全部技術(shù)要求，包括支持高比特率多媒體業(yè)務(wù)、分組數(shù)據(jù)和IP接入等。這兩種系統(tǒng)的無(wú)線傳輸技術(shù)均基于DS-CDMA作為多用戶接入技術(shù)，單就技術(shù)來(lái)說(shuō)，WCDMA和cdma2000在技術(shù)先進(jìn)性和發(fā)展成熟度上各具優(yōu)勢(shì)，但總體來(lái)看，WCDMA似乎更勝一籌，以下是WCDMA相對(duì)cdma2000的一些優(yōu)勢(shì)所在：（1） WCDMA使用的帶寬和碼片速率（3.84Mcps）是cdma2000 1x演進(jìn)家族的三倍以上，因而能提供更大的多路徑分集、更高的中繼增益和更小的信號(hào)開銷。此外，更高的碼片速率也改善了接收機(jī)解決多徑效應(yīng)的能力。

（2） WCDMA在小區(qū)站點(diǎn)同步方面的設(shè)計(jì)是使用異步基站，而cdma2000基站則通常通過(guò)GPS實(shí)現(xiàn)同步，這將造成室內(nèi)和城市小區(qū)（采用室內(nèi)天線）部署的困難。

（3）由于支持1xEV-DO的TDM接入系統(tǒng)采用共享時(shí)分復(fù)用下行鏈路，它具有固定時(shí)隙，因此cdma2000物理層兼容性較差。

（4） WCDMA較cdma2000能夠更加靈活地處理話音和數(shù)據(jù)混合業(yè)務(wù)。

（5） WCDMA進(jìn)行功率控制的頻率幾乎是cdma2000的兩倍，達(dá)到每秒1500次（1.5kHz），因而能保證更好的信號(hào)質(zhì)量，并支持更多的用戶。

（6） cdma2000的導(dǎo)頻信道大約需要下行鏈路總傳輸功率的20%，相比之下WCDMA只需要約10%，因而可以節(jié)省更多的公用信道的開銷。

（7）為支持基于GSM的GPRS業(yè)務(wù)而部署的所有業(yè)務(wù)（如計(jì)費(fèi)、安全、漫游等）也支持WCDMA業(yè)務(wù)，而為了完善新的數(shù)據(jù)/話音網(wǎng)絡(luò)，cdma2000 1x必須添加額外的網(wǎng)元或進(jìn)行功能的升級(jí)。

（8）在混合話音和數(shù)據(jù)流量方面，WCDMA的系統(tǒng)性能比cdma2000也表現(xiàn)得更加出色。

因此，從技術(shù)的角度來(lái)講，WCDMA具備一定優(yōu)勢(shì)，各家電信企業(yè)也因此更加傾向于采用該標(biāo)準(zhǔn)。

另外，在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和市場(chǎng)推廣上，WCDMA占據(jù)著更大的優(yōu)勢(shì)。由于全球移動(dòng)系統(tǒng)有85%都在用的GSM系統(tǒng)，而GSM向3G過(guò)渡的最佳途徑就是歷經(jīng)GPRS演進(jìn)到WCDMA，所以傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)使得cdma2000難以對(duì)WCDMA望其項(xiàng)背。

2. TD-SCDMA

TD-SCDMA與WCDMA和cdma2000相比，具有如下的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：

（1）頻譜利用率高：TD-SCDMA采用TDD方式和CDMA和TDMA的多址技術(shù)，在傳輸中很容易針對(duì)不同類型的業(yè)務(wù)設(shè)置上、下行鏈路轉(zhuǎn)換點(diǎn)，因而可以使總的頻譜效率更高。

（2）支持多種通信接口：TD-SCDMA同時(shí)滿足Iub、A、Gb、Iu、IuR多種接口要求，基站子系統(tǒng)既可作為2G和2.5G的GSM基站的擴(kuò)容，又可作為3G網(wǎng)中的基站子系統(tǒng)，能同時(shí)兼顧現(xiàn)在的需求和未來(lái)長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。

（3）頻譜靈活性強(qiáng)：TD-SCDMA第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)頻譜靈活性強(qiáng)，僅需單一1.6M的頻帶就可提供速率達(dá)2M的3G業(yè)務(wù)需求，而且非常適合非對(duì)稱業(yè)務(wù)的傳輸。

（4）系統(tǒng)性能穩(wěn)定：TD-SCDMA收發(fā)在同一頻段上，上行鏈路和下行鏈路的無(wú)線環(huán)境一致性很好，更適合使用新興的"智能天線"技術(shù)；利用了CDMA和TDMA結(jié)合的多址方式，更利于聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)的采用，這些技術(shù)都能減少了干擾，提高系統(tǒng)的性能穩(wěn)定性。

（5）與傳統(tǒng)系統(tǒng)兼容性好：TD-SCDMA支持現(xiàn)存的覆蓋結(jié)構(gòu)，信令協(xié)議可以后向兼容，網(wǎng)絡(luò)不必引入新的呼叫模式，能夠?qū)崿F(xiàn)從現(xiàn)存的通信系統(tǒng)到下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的平滑過(guò)渡。

（6）系統(tǒng)設(shè)備成本低：TD-SCDMA上下行工作于同一頻率，對(duì)稱的電波傳播特性使之便于利用智能天線等新技術(shù)，這也可達(dá)到降低成本的目的；在無(wú)線基站方面，TD-SCDMA的設(shè)備成本也比較低。

（7）支持與傳統(tǒng)系統(tǒng)間的切換功能：TD-SCDMA技術(shù)支持多載波直接擴(kuò)頻系統(tǒng)，可以再利用現(xiàn)有的框架設(shè)備、小區(qū)規(guī)劃、操作系統(tǒng)、賬單系統(tǒng)等，在所有環(huán)境下支持對(duì)稱或不對(duì)稱的數(shù)據(jù)速率。

當(dāng)然，與前兩種標(biāo)準(zhǔn)相比，尤其是與WCDMA比起來(lái)，TD-SCDMA也有“尚顯稚嫩”的地方。比如，