第三代移動通信系統(tǒng)的無線接入技術(shù)

第三代移動通信系統(tǒng)的無線接入技術(shù)（宋欣莉、孫獻璞、張艷玲）
摘要從無線接入的概念及分類出發(fā)，引入并介紹第三代寬帶多媒體移動通信系統(tǒng)，最后講述我
國提出的第三代無線接入標(biāo)準(zhǔn)TD－SCDMA。
關(guān)鍵詞  第三代移動通信系統(tǒng)  無線接入系統(tǒng)  TD－SCDMA
1無線接入的概念及分類
1.1概念
    無線接入技術(shù)（也稱空中接口）是無線通信的關(guān)鍵問題。它是指通過無線介質(zhì)將用戶終端
與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點連接起來，以實現(xiàn)用戶與網(wǎng)絡(luò)間的信息傳遞。無線信道傳輸?shù)男盘枒?yīng)遵循一定的協(xié)
議，這些協(xié)議即構(gòu)成無線接入技術(shù)的主要內(nèi)容。
    在IMT－2000系統(tǒng)中，空中接口對應(yīng)于OSI模型的低3層。其中，物理層（層一）包括與傳
輸相關(guān)的功能，為高層信息傳輸提供基本無線信道。層二包括鏈路訪問控制（LAC）和媒體訪
問控制（MAC）兩子層，對數(shù)據(jù)傳輸送行控制。網(wǎng)絡(luò)層（層三）對業(yè)務(wù)進行控制（包括呼叫控
制、移動性管理、無線資源的管理等）。
1.2分類
    （1）按承載業(yè)務(wù)，無線接入可分為基于話音的無線接入和基于數(shù)據(jù)的無線接入兩類。前
者目前大多仍采用電路交換方式，后者主要采用分組交換方式。
    （2）按移動性要求，無線接入可分為MWA、NWA和FWA3類。 MWA用于支持較大速率范圍內(nèi)
的業(yè)務(wù)需求（如蜂窩移動通信系統(tǒng)）；NWA主要用于低移動性的室內(nèi)環(huán)境（如無線 LAN）；FWA
則提供固定的與有線系統(tǒng)相同的業(yè)務(wù)，主要為用戶提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。ITU－R對上述3種無線
接人系統(tǒng)定義如下：
    FWA：主要用于終端用戶及連接終端用戶的網(wǎng)絡(luò)接入點是固定的。
    MWA：對應(yīng)于終端用戶是移動的。
    NWA：指終端用戶的位置可以變化，但在使用時需保持靜止。
2第三代移動通信系統(tǒng)無線接入技術(shù)概述
2.1特征
    第三代移動通信系統(tǒng)將在第二代系統(tǒng)的基礎(chǔ)上向?qū)拵�、高效、多業(yè)務(wù)方向發(fā)展。第三代
無線接入技術(shù)應(yīng)具有如下特征：（1）靈活處理各種多媒體業(yè)務(wù)；（2）Internet接入；（3）
高效利用頻譜及網(wǎng)絡(luò)資源；（4）更高的數(shù)據(jù)速率（144kb／s～2Mb／s）；（5）更高的話音
質(zhì)量及全球漫游。
    由此可見，第三代移動通信系統(tǒng)將可使終端用戶在移動的環(huán)境下享受到話音、數(shù)據(jù)及各
種多媒體業(yè)務(wù)，形成一個真正的移動多媒體系統(tǒng)。
2.2標(biāo)準(zhǔn)
    目前，關(guān)于第三代移動通信系統(tǒng)的無線接入技術(shù)已有較為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，包括1個TDMA標(biāo)準(zhǔn)
和3個CDMA標(biāo)準(zhǔn)。
    基于TDMA的EDGE標(biāo)準(zhǔn)是以第二代系統(tǒng)GSM和TDMA／136為基礎(chǔ)而提出的全球無線接入方案。
它在當(dāng)前TDMA系統(tǒng)的工作頻帶上，引入高效的調(diào)制技術(shù)及鏈路自適應(yīng)技術(shù)，提供更高速率的
服務(wù)，同時也有更高的頻譜效率。
    CDMA仍是第三代無線接人技術(shù)的主流。3個 CDMA標(biāo)準(zhǔn)分別是 DS－CDMA、MC－CDMA及TDD
－CDMA。
    （1）DS－CDMA即WCDMA，基于ANSI－41核心網(wǎng)。它使用新的頻帶，F(xiàn)DD工作方式，碼片速
率3.84Mc／s。WCDMA相對于第二代窄帶CDMA有更大的覆蓋范圍，采用自適應(yīng)天線及多用戶檢
測等新技術(shù)，并可支持頻率問切換。
    （2）MC－CDMA即cdma2000，基于GSM核心網(wǎng)。cdma2000以IS－95為基礎(chǔ)，重疊覆蓋IS－
95頻譜，F(xiàn)DD工作方式，碼片速率3.6864Mc／s。MC－CDMA的下行鏈路在幾路并行窄帶CDMA載
波上傳輸數(shù)據(jù)，每一路CDMA載波都與IS-95的載波有相同特性。因此，相對于DS－CDMA來說，
MC－CDMA具有良好的反向兼容性。MCCDMA的上行鏈路采用與DS－CDMA相似的模式，但使用較
低的碼片速率，以便與下行鏈路的碼片速率匹配。
    （3）TDD－CDMA包括 UTRA TDD及TDSCDMA，可同時工作于GSM與 ANSI－41核心網(wǎng)，采用
TDD雙工方式，碼片速率3.84Mc／s。與前幾種方案不同的是，TDD系統(tǒng)可工作于非對稱頻譜。
另外，由于上下行鏈路不是按頻率不同劃分，而是按時域進行分離，因此基站間的同步十分
重要。TDD－CDMA兼有TDMA與CDMA的特征，它將時間分割成互不重疊的時隙，每個時隙中包
含若干個CDMA碼信道，時隙根據(jù)業(yè)務(wù)需求靈活分配，具有提供不對稱業(yè)務(wù)的能力。
3中國的第三代無線接入標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA
    TD－SCDMA是我國提出的一種先進的無線接入技術(shù)，能夠滿足第三代移動通信系統(tǒng)的要
求，可在室內(nèi)、室內(nèi)／外環(huán)境下進行話音。傳真及各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。在該系統(tǒng)中，多用戶終端
的上行CD－MA信號到達基站處的同步是通過軟件及物理層的設(shè)計來實現(xiàn)的。這樣，就保證了
各用戶擴頻碼的正交性，免除了同道干擾問題。各基站根據(jù)核心網(wǎng)處的高穩(wěn)定性時鐘來保持
彼此間同步，從而保證了基站正確的收發(fā)時序�；�站間同步可避免臨近小區(qū)的干擾，這對以
TDD方式工作的系統(tǒng)十分重要。
    每個射頻信道包括7個時隙，每個時隙有16個CDMA碼信道，這些時隙和碼信道通過DS－
CDMA技術(shù)共享同一射頻信道（帶寬1.6M）。
    基站處的智能天城子系統(tǒng)由一組天線及相連的收發(fā)信機和先進的數(shù)字信號處理算法構(gòu)成。
它能產(chǎn)生多個波束，每個波束指向一個用戶終端，以便跟蹤終端用戶，獲得其位置信息。在
接收時，這種通過空間選擇性接收的特點，極大地增加接收靈敏度，減少同道干擾，提高系
統(tǒng)容量。另外，它還可以綜合各多徑分量，抵抗多徑衰落。在發(fā)射時，空間選擇性發(fā)射可減
少對其它同道用戶終端的干擾，增加系統(tǒng)容量和減少輸出功率。TDD雙工方式的采納，不僅
使智能天線更易實現(xiàn)，而且還減少了射頻電路的復(fù)雜性。
    在越區(qū)切換中， TD－SCDMA系統(tǒng)采用稱作接力切換的新型切換技術(shù)。接力切換是指基站
控制器（BSC）實時地獲得移動終端的位置信息，并告知移動終端周圍同頻基站信息，移動
終端同時與兩個基站建立聯(lián)系，切換由BSC判定發(fā)起，使移動終端由一個小區(qū)切換至另一個
小區(qū)。
    軟件無線電是TD－SCDMA系統(tǒng)采用的又一新技術(shù)。它利用數(shù)字信號處理軟件來實現(xiàn)硬件
功能，寬帶A／D／A變換器的位置盡可能靠近天線，盡可能用軟件來定義無線電功能。采用
軟件無線電的優(yōu)點有：（1）良好的靈活性及可編程性，（2）可以代替昂貴的硬件電路來實
現(xiàn)復(fù)雜的功能，（3）對環(huán)境的適應(yīng)性好，不會老化。對TD-SCDMA系統(tǒng)來說，軟件無線電可
用來實現(xiàn)智能天線。同步檢測和載波恢復(fù)等功能。
    TD-SCDMA與現(xiàn)有系統(tǒng)的兼容性也是一個需要考慮的問題。由于TD－SCDMA系統(tǒng)的工作頻
段在2GHz左右，而我國目前900MHz的GSM仍占較大市場，為了實現(xiàn)兩網(wǎng)間漫游，需要一種雙
頻／雙模終端。由于這兩種系統(tǒng)在頻帶、無線接入技術(shù)方面差異較大，這種終端需要有兩個
射頻模塊。基于軟件無線電技術(shù)，該終端在基帶電路部分可采用同一硬件電路，不同的軟件
用來區(qū)分不同的模式。
    總之， TD－SCDMA系統(tǒng)從設(shè)計一個全新系統(tǒng)的角度出發(fā)，引入了許多新技術(shù)，其中包括
同步CDMA。智能天線和軟件無線電等。TD－SCDMA系統(tǒng)可反向兼容GSM和IS-95系統(tǒng)，能使我
國現(xiàn)有的第二代系統(tǒng)平滑地過渡至第三代系統(tǒng)。

摘自《電信快報》