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第三代移動(dòng)通信衛(wèi)星系統(tǒng)RTT的評(píng)估和比較（文郁、吳詩(shī)其）
摘要 本文重點(diǎn)介紹了第三代移動(dòng)通信衛(wèi)星RTT提案的進(jìn)展，對(duì)幾個(gè)主要的衛(wèi)星RIT的方案
作了評(píng)估和比較，提出了對(duì)我國(guó)發(fā)展衛(wèi)星系統(tǒng)的建議。
關(guān)鍵詞 第三代移動(dòng)通信；衛(wèi)星系統(tǒng)；RTT提案
1第三代移動(dòng)通信簡(jiǎn)介
移動(dòng)通信的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)任何人可以在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間與其它任何人進(jìn)行任何
方式的通信。移動(dòng)通信現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到了第二代。第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)是采用FDMA方式的
模擬蜂窩系統(tǒng)，如AMPS、TACS等，其缺點(diǎn)是容量小，不能滿足飛速發(fā)展的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)量
的需求；第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)采用TDMA或CDMA為主的數(shù)字蜂窩系統(tǒng)，如GSM/DCS1800、Is
－95等，其容量和功能都比模擬系統(tǒng)有了很大的提高，但是其業(yè)務(wù)種類主要限于話音和低
速數(shù)據(jù)。隨著對(duì)通信業(yè)務(wù)種類和數(shù)量需求的劇增，人們已不再滿足于第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)
所能提供的業(yè)務(wù)和容量。
國(guó)際電聯(lián)早在1985年就提出了第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的概念，當(dāng)時(shí)稱FPLMTS，后來(lái)在
1996年改為IMT－2000。國(guó)際電聯(lián)在1995年提出了相應(yīng)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)未來(lái)蜂窩移動(dòng)通信
系統(tǒng)提出了較詳細(xì)的要求。IMT-2000計(jì)劃于21世紀(jì)初的前幾年投入運(yùn)行和開(kāi)放業(yè)務(wù)，工作
于2000MHz頻段范圍。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要特性有：
·全球化：IMT－2000是一個(gè)全球性的系統(tǒng)，各個(gè)地區(qū)多種系統(tǒng)組成了一個(gè)IMT-2000
家族，各個(gè)系統(tǒng)間設(shè)計(jì)上有高度的互通性，能提供全球漫游。與固定網(wǎng)的業(yè)務(wù)可以兼容。
·綜合化：提供多種業(yè)務(wù)，特別是寬帶多媒體業(yè)務(wù)。有能力容納新類型的業(yè)務(wù)。
·個(gè)人化：全球唯一的個(gè)人電信號(hào)碼，足夠的系統(tǒng)容量，高保密性，高服務(wù)質(zhì)量。
WARC－92已經(jīng)為IMT-2000分配了共230MHz帶寬的頻譜，上行頻段為1885－2025MHz，
下行頻段為2110－2200MHz。其中1980－2010MHz和2170－2200MHz用于移動(dòng)衛(wèi)星業(yè)務(wù)（MSS）。
第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的引入將經(jīng)歷一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程，并將充分考慮向后兼容的原則。
第三代系統(tǒng)與第二代系統(tǒng)將在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)處于共存狀態(tài)。
2IMT-2000無(wú)線傳輸技術(shù)（RTT）的研究進(jìn)展
無(wú)線傳輸技術(shù)（RTT）主要包括多址技術(shù)、調(diào)制解調(diào)技術(shù)、信道編解碼與交織、雙工
技術(shù)、信道結(jié)構(gòu)和復(fù)用、幀結(jié)構(gòu)、RF信道參數(shù)等。根據(jù)國(guó)際電聯(lián)對(duì)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的
要求，各大電信公司聯(lián)盟均已提出了自己的無(wú)線傳輸技術(shù)（RTT）提案。至1998年9月，包
括移動(dòng)衛(wèi)星業(yè)務(wù)在內(nèi)的RTT提案多達(dá)16個(gè)，它們基本來(lái)自IMT-2000的16個(gè)RTT評(píng)估組成員。
其中有10個(gè)是IMT-2000地面系統(tǒng)提案，6個(gè)是衛(wèi)星系統(tǒng)提案。出現(xiàn)這么多提案充分反映出
很多集團(tuán)、國(guó)家對(duì)IMT-2000未來(lái)制式的關(guān)注與力爭(zhēng)施加有效影響的愿望。我國(guó)原郵電部電
信科學(xué)技術(shù)院（CATT）也向ITU提交了具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的候選RTT方案：TD－SCDMA。
TD-SCDMA具有較高的頻譜利用率、較低的成本和較大的靈活性，具有競(jìng)爭(zhēng)性。
從市場(chǎng)基礎(chǔ)、后向兼容及總體特征看，歐洲ET－SI的UTRA、美國(guó)的cdma2000最具競(jìng)爭(zhēng)
力。cdma2000主要由IS－95和IS－41標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展而來(lái)，與AMPS、DAMPS、IS－95都有較好的兼
容性，同時(shí)又采用了一些新技術(shù)，以滿足IMT-2000的要求。W－CDMA源于歐洲，歐洲的候選
方案UTRA在對(duì)稱頻段采用W－CDMA技術(shù)，在非對(duì)稱頻段采用TD－CDMA技術(shù)。在歐洲ETSI的
UTRA提案中，W－CD－MA應(yīng)用較多，主要用于廣域范圍內(nèi)的移動(dòng)通信，而TD－CDMA將主要
用于低移動(dòng)性室內(nèi)通信。在UTRA的兩種模式中，TD－CDMA在載頻帶寬、chip速率、幀長(zhǎng)等
關(guān)鍵參數(shù)上向W－CDMA靠攏，如TDD模式的幀長(zhǎng)由4.615ms改為10ms，chip速率由2.167Mbit/s
改為4.096Mbit/s，調(diào)制方式也采用跟FDD一樣的QPSK。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)RTT融合的關(guān)鍵
就在于UTRA和cdma2000這兩個(gè)提案的融合能否取得有效的進(jìn)展。
在繼續(xù)使用第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)的同時(shí)引進(jìn)了新的第三代系統(tǒng)。第二代系統(tǒng)的GSM和
IS－95等系統(tǒng)都已經(jīng)得到了廣泛的使用，眾多的運(yùn)營(yíng)商、投資商和廣大用戶都不愿意第二
代系統(tǒng)的龐大基礎(chǔ)設(shè)施毀于一旦，而希望其繼續(xù)發(fā)揮效益。由于標(biāo)準(zhǔn)的融合統(tǒng)一關(guān)系到區(qū)
域、集團(tuán)間市場(chǎng)開(kāi)發(fā)、業(yè)務(wù)后向兼容等經(jīng)濟(jì)利益，在第三代系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)制定上很難相互妥
協(xié)。為此，IMT－2000的發(fā)展策略已經(jīng)改變了過(guò)去完全“一統(tǒng)”的概念，而注意到以各地
區(qū)現(xiàn)有第二代系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)為參考來(lái)制定比較現(xiàn)實(shí)的過(guò)渡辦法，并在1997年通過(guò)了“IMT
－2000家族”的概念，著重致力于制定網(wǎng)絡(luò)接口的標(biāo)準(zhǔn)和互通方案。
3、衛(wèi)星無(wú)線傳輸技術(shù)（RTT）的研究進(jìn)展
第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)最終將是一個(gè)提供全球無(wú)縫覆蓋并能實(shí)現(xiàn)全球漫游通信的系統(tǒng)。
衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)（MSS）雖然只是地面蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)和地面固定網(wǎng)的補(bǔ)充和延伸，
而且用戶數(shù)量遠(yuǎn)比后兩者少，但它卻是實(shí)現(xiàn)無(wú)通信盲區(qū)，全面覆蓋地域、空域、海域，達(dá)
到全球無(wú)縫覆蓋的關(guān)鍵手段。因此，為了真正實(shí)現(xiàn)全球通信，衛(wèi)星系統(tǒng)是第三代移動(dòng)通信
系統(tǒng)中不可替代的重要組成部分。
WARC－92為衛(wèi)星IMT－2000分配了1980－2010MHz和2170－2200MHz共60MHz帶寬的頻譜。
然而這些頻段，包括IMT－2000的地面部分的頻段，在很多國(guó)家和地區(qū)都已經(jīng)被部分占用了，
這使得頻譜問(wèn)題成了衛(wèi)星RTT提案必須認(rèn)真對(duì)待的一個(gè)重要問(wèn)題。IMT－2000在不同地區(qū)的
頻帶占用情況。
在已經(jīng)提交的16個(gè)RTT提案中有6個(gè)是衛(wèi)星系統(tǒng)提案，分別是歐洲ESA的寬帶CDMA衛(wèi)星系
統(tǒng)SW－CDMA、歐洲ESA的混合寬帶CDMA/TDMA衛(wèi)星系統(tǒng)SW－CYDMA、ICO全球通信公司的ICORTT、
INMARSAT的Horizons系統(tǒng)、Iridium LLC公司的IOLLC RTT、韓國(guó)TTA的SAT－CDMA衛(wèi)星系統(tǒng)。
近年來(lái)已掀起一股全球／區(qū)域LEO／MEO／GEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)建設(shè)熱潮，有大約30個(gè)
已建成的／準(zhǔn)備建設(shè)的窄帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)，大約20個(gè)寬帶（Ka或Ku波段）多媒體衛(wèi)星通信
系統(tǒng)，還有約15個(gè)規(guī)劃中的更高頻段（V／Q／W波段）的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。值得注意的是，美
國(guó)的cdma2000并沒(méi)有提交與地面協(xié)議對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星部分的提案，盡管cdma2000在地面RTT提案
中是最具競(jìng)爭(zhēng)力的。美國(guó)僅有幾個(gè)衛(wèi)星通信公司提出了基于自己已建／在建的衛(wèi)星系統(tǒng)的
RTT提案。下面主要介紹INMARSAT、IOLLC和ESA的衛(wèi)星RTT提案。
3.1 INMARSAT Horizons衛(wèi)星系統(tǒng)
INMARSAT Horzons衛(wèi)星RTT提案是根據(jù)INMARSAT90年代初就開(kāi)始計(jì)劃提供的INMARSAt P
業(yè)務(wù)的基本設(shè)計(jì)思路作出的。Horizons系統(tǒng)采用的是同步衛(wèi)星的星座結(jié)構(gòu)，目的是要提供
能覆蓋全球的多媒體業(yè)務(wù)，傳輸速率可達(dá)144kbit／s。由于衛(wèi)星軌道高度高，手持終端也
必然較重�？尚行苑治霰砻�750克重的終端是可行的。INMARSA Horizons系統(tǒng)采用的是TDMA
多址接入方式，每個(gè)信道占用帶寬100kHz。沒(méi)有采用CDMA接入方式主要是考慮到延時(shí)太長(zhǎng)
（同步軌道衛(wèi)星），占用帶寬太大。
INMARSAT Horizons衛(wèi)星系統(tǒng)無(wú)線接口的基本參數(shù)列于表1。Untitled Document 表1 Horizons系統(tǒng)基本參數(shù)
| 支持的衛(wèi)星種類 | GEO |
| 多址方式 | TDMA |
| 用戶信息速率 | 最高144kbps |
| 誤碼率 | 低于（10的負(fù)6次方） |
| 載波帶寬 | 100KHz |
該系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)目標(biāo)是數(shù)據(jù)，特別是可以和公共Internet和Intranet相連的數(shù)據(jù)業(yè)
務(wù)，這樣的業(yè)務(wù)主要用于e-mail和信息瀏覽。同時(shí)傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)，如話音和傳真，也可以支
持。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)之一是RTT與業(yè)務(wù)類型無(wú)關(guān)。在MAC層，該系統(tǒng)與ATM類似，它
的TDMA時(shí)槽有效負(fù)荷是48個(gè)字節(jié)，使得它可以運(yùn)行在ATM之上。
Horizons系統(tǒng)特別強(qiáng)調(diào)了系統(tǒng)對(duì)業(yè)務(wù)的無(wú)依賴性，對(duì)數(shù)據(jù)、話音等都是采用同樣的傳
輸方式。它提供了與地面ATM網(wǎng)絡(luò)的兼容，這樣可以在ATM上傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)也同樣可以在該系
統(tǒng)上傳輸。
Horizons系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是提供對(duì)Internet相關(guān)業(yè)務(wù)的支持。Internet業(yè)務(wù)區(qū)別
于傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)的主要特點(diǎn)是突發(fā)性和非對(duì)稱性。但該系統(tǒng)并沒(méi)有特別的針對(duì)上述特點(diǎn)而
采取相應(yīng)的優(yōu)化措施，僅僅提到動(dòng)態(tài)的帶寬分配和可變的數(shù)據(jù)速率可以對(duì)此給予支持。事
實(shí)上幾乎所有的RTT提案都支持動(dòng)態(tài)的帶寬分配和可變的數(shù)據(jù)速率。
3.2 IOLLC衛(wèi)星RTT提案
IOLLC衛(wèi)星RTT提案是根據(jù)研究中的INX（Iridium next generation）作出的。該提案
是針對(duì)非同步軌道移動(dòng)通信衛(wèi)星系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，這個(gè)系統(tǒng)也稱為GMPCS。
INX系統(tǒng)能提供用戶到PSTN、PSDN和其它數(shù)據(jù)網(wǎng)的互聯(lián)，支持與PLMN和其它地面無(wú)線
網(wǎng)的漫游。
INX系統(tǒng)可能采用兩種星座結(jié)構(gòu)：衛(wèi)星數(shù)量很多的低軌系統(tǒng)，或者是少量衛(wèi)星的中軌
系統(tǒng)。如果采用低軌衛(wèi)星系統(tǒng)的話，將有星際鏈路，這些星際鏈路運(yùn)行在Ka波段，有在同
一軌道平面內(nèi)和在不同軌道平面間的兩種星際鏈路。
INX系統(tǒng)有兩種衛(wèi)星用戶空中接口： FDMA－TDMA和FDMA－CDMA。由于衛(wèi)星通信系統(tǒng)的
時(shí)延較長(zhǎng)，CDMA的功率控制的效果比地面移動(dòng)通信系統(tǒng)要差，因此在信號(hào)強(qiáng)弱變化很快時(shí)，
不采用CDMA而采用TDMA的接入方式。在環(huán)境較穩(wěn)定，功率控制效果較好時(shí)，采用CDMA接入
方式。CDMA采用的是窄帶方式。INX系統(tǒng)給CDMA和TDMA各分配了2×7.5MHz的帶寬。
總的來(lái)看，INX系統(tǒng)還在不斷完善中，并沒(méi)有提供一個(gè)具體的可投入運(yùn)行的方案，基
本上還處于總體設(shè)計(jì)階段。INX系統(tǒng)基本參數(shù)列于表2。
表2 INX系統(tǒng)基本參數(shù)
| 支持的衛(wèi)星種類 | LEO/MEO |
| 多址方式 | DS、CDMA和TDMA |
| 雙工方式 | FDD和TDD |
| Chip速率 | 1，2，4Mcps |
| 載波帶寬 | 1.25MHz(CDMA方式)50KHz（TDMA方式） |
| 幀長(zhǎng) | 40ms |
| 用戶信息速率 | 0.3-144kbps |
| 誤碼率 | 10-3(話音)10-2--10-6（數(shù)據(jù)） |
| 交織 | Intraburst |
| 調(diào)制 | QPSK BPSK |
| 衛(wèi)星分集 | 支持 |
| 切換 | 軟、硬切換 |
| 功率控制 | 前向和反向都有 |
3.3歐洲ESA的SW－CDMA和SW-CTDMA
歐洲的衛(wèi)星提案是ETSI的UTRA提案（包括W－CDMA和TD－CDMA兩種RTT）在衛(wèi)星部分的
延續(xù)，SW－CDMA和SW－CTDMA提案在制定時(shí)充分考慮了與地面協(xié)議的融合，在很多重要的
參數(shù)上，如幀結(jié)構(gòu)、chip碼速率、載頻帶寬等，都和地面部分相同或接近。當(dāng)然由于衛(wèi)星
系統(tǒng)的特點(diǎn)，不可避免地有很多差異。
W－CDMA和SW－CTDMA對(duì)相應(yīng)的衛(wèi)星系統(tǒng)類型并沒(méi)有具體的要求。
LEO/MEO/HEO/GFO系統(tǒng)都可以應(yīng)用兩種提案。這兩個(gè)提案都非常注重與地面網(wǎng)的融合，
而這恰恰是其它衛(wèi)星RTT提案所欠缺的。
（1）SW－CDMA
SW－CDMA與現(xiàn)有的CDMA移動(dòng)通信衛(wèi)星系統(tǒng)相比，引入了一些先進(jìn)的技術(shù)，具有很多優(yōu)
點(diǎn)：支持多種業(yè)務(wù)速率、引入頻譜效率更高的調(diào)制／擴(kuò)頻方式、支持反向鏈路相干檢測(cè)、
支持衛(wèi)星自適應(yīng)天線系統(tǒng)等，從而改進(jìn)了功率和頻譜效率。提供了一個(gè)用于透過(guò)建筑物傳
遞信息的高穿透性尋呼信道。
SW－CDMA的主要技術(shù)參數(shù)如表3所示。
表3 SW-CDMA的主要技術(shù)參數(shù)
| 支持的衛(wèi)星種類 | LEO/MEO/HEO/GEO |
| 多址方式 | DS-CDMA |
| 雙工方式 | FDD |
| Chip速率 | 2.048Mc/s或4.096Mc/s（3.84Mc/s） |
| 載波帶寬 | 2.5MHz或5KHz |
| 幀長(zhǎng) | 20ms或10ms |
| 擴(kuò)頻因子 | 從16到256 |
| 多速率 | 正交可變速率（高于64kbit/s的采用multicode） |
| 衛(wèi)星分集 | 支持 |
| 功率控制 | 前向和反向都有 |
SW－CDMA有2.0Mcps和4.096Mcps兩種碼速率，前者稱半碼速率，后者稱全碼速率。由
于在地面第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中W－CDMA和cdma2000這兩種最主要的IMT－2000 RTT在碼片
速率上的分歧正在爭(zhēng)論中（歐洲4.096Mbps，北美3.686Mcps，歐洲方面表示可以折衷降到
3.84Mcps，1999年5月ITU TG8/1第17次會(huì)議上傾向于采納3.84Mcps），SW－CDMA的碼速率
也可能相應(yīng)改變。
SW－CDMA采用DS－CDMA多址方式，擴(kuò)頻因子可以從16到256。SW－CDMA的幀長(zhǎng)為20m
（半速）或10m（全速），載波帶寬為2.5MHz或5MHz。
SW－CDMA的信道類型、結(jié)構(gòu)和幀格式與地面的UTRA基本相同。信道有邏輯信道和物理
信道兩種。邏輯信道被分為業(yè)務(wù)信道和控制信道，其中控制信道又被分為幾種類型。普通
控制信道都是固定速率的，相應(yīng)的載波都沒(méi)有功率控制；邏輯業(yè)務(wù)信道也可被分為專用業(yè)
務(wù)信道和隨機(jī)業(yè)務(wù)信道。邏輯信道將被映射到不同的物理信道上去。
SW－CDMA每幀被分為16個(gè)時(shí)隙，每一時(shí)隙又分為DPCCH（專用物理控制信道）和DPDCH
（專用物理數(shù)據(jù)信道）。60（半碼速為30）個(gè)幀組成一個(gè)超幀，時(shí)長(zhǎng)為600ms，正好是GSM
的MF長(zhǎng)度的5倍。
SW－CDMA前向和反向鏈路都有閉環(huán)功率控制。閉環(huán)功率控制的目的是把檢測(cè)的SIR控
制在目標(biāo)值上。目標(biāo)值本身通過(guò)開(kāi)環(huán)控制加以調(diào)整，這種調(diào)整是基于FER檢測(cè)的。為支持
FER檢測(cè)，每幀附加了8個(gè)bit的CRC（對(duì)2400bit/s是4bit）。開(kāi)環(huán)功率控制同樣用在分組
傳輸和呼叫建立階段的初始功率設(shè)置。
（2）SW－CTDMA
SW一CTDMA在很多方面跟SW－CDMA都有相似之處。SW－CTDMA也有2.048Mcps和4.096
Mcps兩種chip碼速率，也可能降到3.84Mcps。SW－CTDMA的信道類型、結(jié)構(gòu)與SW－CDMA基
本相同，這里不再具體描述。
SW－CTDMA采用的是CDMA／TDMA混合方案：在前向鏈路采用正交C／TDMA方式，在反向
鏈路采用難同步（準(zhǔn)正交）C／TDMA方式。SW－CTDMA中的擴(kuò)頻調(diào)制不同于DS－CDMA，它具
有很強(qiáng)的適應(yīng)性，既可適應(yīng)于GSM所采用的QPSK／GMSK方式，又可適應(yīng)于多載波CDMA和脈
沖壓縮CDMA，從而確保了對(duì)GSM系統(tǒng)的兼容性和對(duì)新技術(shù)開(kāi)放性。
SW-CTDMA主要技術(shù)參數(shù)列于表4。
表4SW-CTDMA主要技術(shù)參數(shù)
| 支持的衛(wèi)星種類 | LEO/MEO/HEO/GEO |
| 多址方式 | W-O-C/TDMA（前向鏈路） W-QS-C/TDMA（反向鏈路） |
| 雙工方式 | FDD（前向鏈路） FDD或F/TDD（反向鏈路） |
| Chip速率 | 2.048Mc/s或4.096Mc/s(3.84Mc/s) |
| 載波帶寬 | 2.5MHz或5MHz |
| 幀長(zhǎng) | 20ms |
| 調(diào)制 | QPSK或DuaBPSK或BPSK |
| 擴(kuò)頻 | QPSK或CPM approx(PFM) |
| 擴(kuò)頻因子 | 從16到256 |
| 多速率 | 正交可變速率（高于64kbit/s 的采用multicode） |
| 衛(wèi)星分集 | 支持 |
| 分組接入方式 | 雙模式（普通和專用信道） |
| 切換 | 快速硬切換 |
| 功率控制 | 前向和反向都有 |
SW－CTDMA的幀結(jié)構(gòu)與SW－CDMA不盡相同。SW－CTDMA的一個(gè)復(fù)幀由9個(gè)幀組成，其中
一個(gè)是異步業(yè)務(wù)幀，另外8個(gè)幀是準(zhǔn)同步業(yè)務(wù)幀，每頓時(shí)長(zhǎng)20ms，其中準(zhǔn)同步幀每幀又分
為8個(gè)時(shí)隙。之所以引入異步業(yè)務(wù)幀是因?yàn)榉聪蜴溌飞显诤艚薪⒌某跏冀尤�、重建連接、
傳送突發(fā)性短數(shù)據(jù)包時(shí)等情況下，由于連接尚未建立，時(shí)間上沒(méi)有調(diào)整到同步，不可避
免的要采用非同步方式傳輸。
在反向鏈路采用準(zhǔn)同步方式是SW－CTDMA的很重要的一個(gè)特點(diǎn)。在準(zhǔn)同步方式下要處
理非同步業(yè)務(wù)是有一定難度的。結(jié)合衛(wèi)星系統(tǒng)的特性，SW－CTDMA將反向鏈路在定時(shí)上的
不確定性減少到特定衛(wèi)星波束覆蓋范圍內(nèi)的往返時(shí)延差內(nèi)。根據(jù)有關(guān)資料，各種衛(wèi)星系
統(tǒng)相對(duì)波束中心點(diǎn)的最大往返時(shí)延差范圍在+9.6到-5ms內(nèi)。SW－CTDMA的幀長(zhǎng)選擇考慮到
了最大往返時(shí)延差，突發(fā)接入分組長(zhǎng)度定為2.5ms，綜合上述考慮，幀長(zhǎng)定在20ms，這樣
的長(zhǎng)度足以保證突發(fā)接入分組能完全在該幀中。
由于引進(jìn)了一個(gè)非同步幀，常規(guī)的數(shù)據(jù)傳輸會(huì)被打斷，使得傳輸時(shí)延增加了一個(gè)幀
的長(zhǎng)度，即20ms。這是W－CTDMA的一個(gè)主要缺點(diǎn)。
另外，由于W－CTDMA把所有非同步業(yè)務(wù)放到一個(gè)特殊幀里，在非同步業(yè)務(wù)和準(zhǔn)同步
業(yè)務(wù)之間的業(yè)務(wù)負(fù)荷比率上沒(méi)有靈活性，因?yàn)樵谙到y(tǒng)運(yùn)行中不可能改變復(fù)幀的結(jié)構(gòu)。這
樣，如果非同步業(yè)務(wù)負(fù)荷較大的話，盡管可以采取措施控制保證傳輸負(fù)載不致過(guò)大，但
會(huì)導(dǎo)致呼叫建立的延時(shí)和分組數(shù)據(jù)的遲滯、堆積。
值得注意的是，由于SW－CTDMA允許包括GEO在內(nèi)的各種衛(wèi)星系統(tǒng)，時(shí)延必須得到解
決。對(duì)LEO衛(wèi)星系統(tǒng)，最大時(shí)延大概在20ms左右，可以在一幀里（每20ms）傳送一個(gè)功率
控制命令（TPC）。對(duì)其它衛(wèi)星系統(tǒng)，SW－CTDMA提案中并沒(méi)有考慮這個(gè)問(wèn)題。
由于正向和反向鏈路多徑衰落保持不相關(guān)所需的頻率間隔為50－250MHz，而ITU分配
給衛(wèi)星系統(tǒng)FDD的頻率間隔為190MHz。顯然，兩鏈路的衰落并不能確保有足夠的相關(guān)性，
于是采用開(kāi)環(huán)功率控制將有潛在的危險(xiǎn)，即不能克服多徑衰落的影響，而只能對(duì)弱遮蔽
起補(bǔ)償作用。所以本提案中不予考慮。
（3）SW－CDMA和SW－CTDMA的比較
由于SW－CDMA和SW－CTDMA在多址方式、同步方式等基本技術(shù)上的不同，使得兩者性
能上有一些差異。SW－CTDMA與SW－CDMA相比，更適合于采用多用戶檢測(cè)，支持F／TDD模
式時(shí)對(duì)天線雙工器（diplever）性能要求較低，更適合于支持高穿透性服務(wù)。SW－CTDMA
在沒(méi)有快速和精確的功率控制的情況下也能避免不穩(wěn)定性，而不穩(wěn)定性是SW－CDMA系統(tǒng)
潛在的危險(xiǎn)。但是，SW－CTDMA較不適于采用自適應(yīng)干擾消除技術(shù)（因?yàn)椴捎昧薚DMA這種
不連續(xù)的操作模式）；不適于加入非同步的業(yè)務(wù)（沒(méi)有時(shí)間控制的隨機(jī)接入）；有較高
的峰值／均值功率，更容易對(duì)敏感電子設(shè)備產(chǎn)生干擾；較不適于利用話音的靜默期來(lái)增
加系統(tǒng)容量；較不適于采用衛(wèi)星路徑分集和軟切換。
由于SW－CDMA和SW－CTDMA在多址方式、同步方式等關(guān)鍵技術(shù)上的差別，使得它們
的應(yīng)用前景也各不相同�？偟膩�(lái)說(shuō)，SW－CDMA較適用于全球的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)，星座
結(jié)構(gòu)為低軌（LEO）或中軌（MEO），而SW－CTDMA更適合于區(qū)域的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)，星
座結(jié)構(gòu)采用橢圓軌道（HEO）或同步軌道（GEO）。
（4）SW－CDMA和SW－CTDMA的技術(shù)兼容性分析
第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)能成功的一個(gè)關(guān)鍵是必須實(shí)現(xiàn)第二代系統(tǒng)向第三代系統(tǒng)的平穩(wěn)
過(guò)渡。第三代系統(tǒng)與第二代系統(tǒng)將在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)處于共存的局面。在建成一個(gè)龐大的
GSM／IS－95網(wǎng)絡(luò)后，在這些網(wǎng)絡(luò)的壽命周期內(nèi)，必然要盡可能充分發(fā)揮它們的作用，以
獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。IMI-20000系統(tǒng)在投入商用時(shí)這些網(wǎng)絡(luò)可能正處于運(yùn)營(yíng)收益的顛峰。
因此，必須保證第二代系統(tǒng)與第三代系統(tǒng)能共存，并向第三代系統(tǒng)平穩(wěn)過(guò)渡。
作為第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)將主要存在兩種標(biāo)準(zhǔn)：一個(gè)是能與GSM反向兼容的UTRA，一
個(gè)是能與IS－95反向兼容的cdma2000。從現(xiàn)在各種因素綜合來(lái)看，作為第三代移動(dòng)通信
系統(tǒng)IMT-2000已經(jīng)不大可能實(shí)現(xiàn)一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。不過(guò)，同第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)的GSM、
IS－95、DAMPS、PDC的多種標(biāo)準(zhǔn)相比，IMT-2000已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步。在第三代系統(tǒng)
中多址方式都采用了CDMA技術(shù)，頻段和業(yè)務(wù)也得到了統(tǒng)一，可以通過(guò)“系統(tǒng)家族”和多
模手機(jī)實(shí)現(xiàn)全球漫游。
歐洲已經(jīng)進(jìn)行了很多工作來(lái)實(shí)現(xiàn)后向兼容�，F(xiàn)在的GSM系統(tǒng)正在引入新的業(yè)務(wù)和功能，
使其性能逐步升級(jí)以進(jìn)入第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)。GSM在1996年推出了GSM2（phase two），
實(shí)現(xiàn)了與DCS－1800的雙頻運(yùn)作，采用了增強(qiáng)的全速率話音編碼（FER）技術(shù)。GSMZ＋
（phase tWO plus）將引人高比特的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)GPRS，即通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)；同時(shí)還引人
了高速電路交換型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（HSCSD），它是對(duì)GSM現(xiàn)有電路交換中的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的一個(gè)擴(kuò)
展。GPRS將GSM業(yè)務(wù)擴(kuò)展到可以與X.25公用數(shù)據(jù)網(wǎng)和Injternet相連。HSCSD和GPRS寬帶
數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)，代表了GSM向第三代移動(dòng)通信發(fā)展的方向。特別是GPRS采用了IN數(shù)據(jù)
思想的通用數(shù)據(jù)平臺(tái)，有革命性的突破，為GSM向IMT-2000平穩(wěn)過(guò)渡奠定了良好的基礎(chǔ)。
SW－CDMA、SW－CTDMA由于衛(wèi)星系統(tǒng)的特性，在幀結(jié)構(gòu)和幀長(zhǎng)度上與地面的W－CDMA、
TD- CDMA稍有差別，但大致上很接近。TD－CDMA在經(jīng)過(guò)協(xié)調(diào)后在載波帶寬。chip速率、
幀長(zhǎng)等關(guān)鍵參數(shù)上向W－CDMA靠攏，取得了一致。TD－CDMA在協(xié)調(diào)前與GSM在載波帶寬、
Chip速率、幀長(zhǎng)等關(guān)鍵參數(shù)上是基本一致的，但為了更好地與W－CDMA互通，1998年在
歐洲ETSI的SMG2會(huì)議上，TD－CD－MA方案作了如下改動(dòng)：chip速率由2.167Mbit／s改
為4.096Mbit／s；幀長(zhǎng)由4.615ms改為10ms；調(diào)制方式改用QPSK，脈沖成形用根方升余
弦波形（滾降系數(shù)為0.22）。以上參數(shù)改動(dòng)后都與W－CDMA的相應(yīng)參數(shù)完全一樣。這樣
做后W－CDMA、TD－CDMA和GSM的兼容性要差一些，由于物理層的許多基本參數(shù)不同，在
做WCDMA/GSM雙模手機(jī)時(shí)物理層要做兩個(gè)不同的部分。
上述幾種系統(tǒng)的一些關(guān)鍵參數(shù)比較如表5所示。
表5幾種系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)比較
| | SW-CDMA | SW-CTDMA | W-CDMA | TD-CDMA | GSM |
| Chip速率 （Mc/s） | 2.048或4.096(3.84) | 2.048或4.096(3.84) | 4.096 (3.84) | 4.096 (3.84) | N/A |
| 幀長(zhǎng) | 20或10ms | 20ms | 10ms | 10ms | 4.615ms |
| 載波帶寬 | 2.5MHz或5MHz | 2.5MHz或5MHz | 5MHz | 5MHz | 200KHz |
| 每幀時(shí)隙數(shù) | 16 | 8 | 16 | 16 | 8 |
| 切換方式 | 軟切換 | 硬切換 | 軟切換 | 硬切換 | 硬切換 |
| 雙工方式 | FDD | FDD或F/TDD | FDD或TDD | FDD或TDD | FDD |
4總結(jié)與建議
本文首先簡(jiǎn)單介紹了第三代移動(dòng)通信及其標(biāo)準(zhǔn)制定的基本情況，進(jìn)而重點(diǎn)介紹了衛(wèi)
星RTT提案的進(jìn)展，對(duì)幾個(gè)主要的衛(wèi)星RTT的方案作了評(píng)估和比較。在對(duì)國(guó)外衛(wèi)星RTT進(jìn)
行評(píng)估的同時(shí)，我們應(yīng)該適時(shí)提出適合我國(guó)國(guó)情的自己的IMT-2000衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的
提案。
衛(wèi)星RTT有針對(duì)全球性系統(tǒng)和區(qū)域性系統(tǒng)兩種類型。本文中介紹一的衛(wèi)星RTT大多是
全球性系統(tǒng)，只有SW－CTDMA可適用于區(qū)域性衛(wèi)星系統(tǒng)。
對(duì)衛(wèi)星系統(tǒng)而言，與地面系統(tǒng)的互通是非常重要的，與地面移動(dòng)通信系統(tǒng)的兼容性
好可以節(jié)省成本，提高效率，真正實(shí)現(xiàn)全球的無(wú)縫覆蓋�，F(xiàn)在已經(jīng)提交ITU的衛(wèi)星RTT中，
ICO全球通信公司的ICORTT、INMARSAT的Horizons系統(tǒng)。Iridum LLC公司的INX系統(tǒng)、韓
國(guó)TTA的SAT-CDMA衛(wèi)星系統(tǒng)都是獨(dú)立的衛(wèi)星系統(tǒng)提案，基本上沒(méi)有考慮同地面系統(tǒng)的兼容。
只有ESA的SW－CDMA和SW－CTDMA由于有成熟的GSM地面移動(dòng)通信系統(tǒng)的背景，非常注重與
地面系統(tǒng)的兼容。
由于衛(wèi)星系統(tǒng)不同星座結(jié)構(gòu)之間的差異非常大，各種衛(wèi)星系統(tǒng)的服務(wù)目的也千差萬(wàn)
別，而且現(xiàn)在已經(jīng)投入使用的和在建的衛(wèi)星系統(tǒng)很多，它們之間的差異也很大，因此最
后是否會(huì)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)也很難確定，總的來(lái)看比較困難。不過(guò)對(duì)于服務(wù)目的是高速
率、多媒體數(shù)據(jù)通信的衛(wèi)星系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，制定一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)是很有必要的。
我國(guó)將擁有世界上最大的移動(dòng)通信市場(chǎng)，也將擁有很大的衛(wèi)星通信市場(chǎng)，如何根據(jù)
我國(guó)國(guó)情，抓住現(xiàn)在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)制定的機(jī)遇，發(fā)展我國(guó)新一代衛(wèi)星移動(dòng)通
信，為我國(guó)的民族工業(yè)和廣大用戶爭(zhēng)取最大的利益，是當(dāng)前值得認(rèn)真關(guān)注和積極研究的
重要問(wèn)題。
從當(dāng)前的發(fā)展情況看，衛(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)展將會(huì)出現(xiàn)全球低軌寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)和區(qū)域性衛(wèi)
星系統(tǒng)齊頭并進(jìn)的局面。
全球低軌寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)將主要用來(lái)支持需求越來(lái)越大的多媒體和Internet業(yè)務(wù)，它
們多采用衛(wèi)星數(shù)量很多的低軌（LEO）系統(tǒng)，可以滿足寬帶和低時(shí)延的要求。這些系統(tǒng)
和地面移動(dòng)通信系統(tǒng)可以用雙模手機(jī)自由切換，能實(shí)現(xiàn)全球漫游。對(duì)這種全球系統(tǒng)，我
國(guó)限于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)實(shí)力和市場(chǎng)開(kāi)拓能力，難于自己發(fā)展，應(yīng)該積極參與、跟蹤相關(guān)技術(shù)
的發(fā)展和有關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，并選擇合適的系統(tǒng)進(jìn)行合作，以避免決策失誤。
我國(guó)應(yīng)該逐步建立自己的以小衛(wèi)星群支持的區(qū)域性系統(tǒng)。只有積極發(fā)展我國(guó)自己的
衛(wèi)星通信系統(tǒng)，才不會(huì)受制于人。
摘自《移動(dòng)通信》
