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5.3 第三代移动通信系统的无线传输技术

发布时间: 2005-10-25  来源:
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评估IMT-2000系统无线传输技术的基本原则是:频谱效率;技术复杂性/经济性;质量;灵活性;优选准则;对网络接口的影响;手持机能力;覆盖/功率效益。这里对几种RTT技术,即WCDMA(UTRA FDD)、cdma2000和UWC-136的系统性能和特征进行介绍。而采用TDD方式的系统,适用于慢速移动和较小覆盖范围的环境,在支持非对称业务时,具有较好的适应性。

5.3.1    WCDMA(UTRA FDD)

       WCDMA主要由欧洲ETSI和日本ARIB提出,WCDMA系统的核心网是基于GSM-MAP的,同时可通过网络扩展方式提供在基于ANSI-41的核心网上运行的能力。

      WCDMA系统支持宽带业务,可有效支持电路交换业务(如PSTN、ISDN网)、分组交换业务(如IP网)。灵活的无线协议可在一个载波内对同一用户同时支持话音、数据和多媒体业务。通过透明或非透明传输块来支持实时、非实时业务。

     WCDMA采用DS-CDMA多址方式,码片速率是3.84Mcps,载波带宽为5MHz。系统不采用GPS精确定时,不同基站可选择同步和不同步两种方式,可以不受GPS系统的限制。在反向信道上,采用导频符号相干RAKE接收的方式,解决了CDMA中反向信道容量受限的问题。

    WCDMA采用精确的功率控制,包括基于SIR的快速闭环、开环和外环三种方式。功率控制速率为1500次/秒,控制步长0.25~4dB可变,可有效满足抵抗衰落的要求。

    WCDMA还可采用一些先进的技术,如自适应天线(Adaptive antennas)、多用户检测(Multi-user detection)、分集接收(正交分集、时间分集)、分层式小区结构等,来提高整个系统的性能。

5.3.2   cdma2000

    美国TIA TR45.5向ITU提出的RTT方案称为cdma2000,其核心是由Lucent、Motorola、Nortel和Qualcomm联合提出的Wideband cdmaOne技术。cdma2000的一个主要特点是与现有的TIA/EIA-95-B 标准向后兼容,并可与IS-95B系统的频段共享或重叠,这样就使cdma2000系统可从IS-95B系统的基础上平滑地过渡、发展,保护已有的投资。另外,cdma2000也能有效地支持现存的IS-634A标准。cdma2000的核心网是基于ANSI-41,同时通过网络扩展方式提供在基于GSM-MAP的核心网上运行的能力。

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6 多载波与直扩方式举例(N=3)

    cdma-2000采用MC-CDMA(多载波CDMA)多址方式,可支持话音、分组数据等业务,并且可实现QoS的协商。cdma-2000包括1X和3X两部分,也可扩展到6X、9X、12X。对于射频带宽为N×1.25MHz的cdma2000系统,采用多个载波来利用整个频带,图6给出了N=3时的情况。支持一个载波的cdma2000标准IS2000已在1999年6月通过。

    cdma2000采用的功率控制有开环、闭环和外环三种方式,速率为800次/秒或50次/秒。cdma2000还可采用辅助导频、正交分集、多载波分集等技术来提高系统的性能。

5.3.3   UWC-136

    UWC-136(Universal Wireless Communications 136)是由美国TIA TR45.3提出的RTT方案,采用Wideband TDMA技术。UWC-136实际上是一个协议族的总称,包括IS-136、IS-136+、IS-136HS。UWC-136的目标是使现有的IS-136移动通信系统(基于TDMA)能够顺利地过渡到第三代移动通信系统。IS-136已经完成了标准化,IS-136+是一种过渡方案,在30KHz带宽内提供增强的话音、数据传输能力,已于1998年完成标准化工作。而IS-136HS(简称136HS)才是真正意义上的第三代移动通信系统的RTT。136HS分室外/移动环境和室内环境两种。136HS(室外)在高速移动应用下提供384Kbps数据传输能力, 136HS(室内)在低速移动应用(室内)下支持高于2Mbps的数据传输。

    表1给出了UTRA、cdma2000和UWC-136HS的系统参数。

 

WCDMA

cdma2000

UWC-136HS

136+

室内环境

室外环境

双工方式

FDD

FDD

FDD/TDD(室外环境可选)

多址方式

DS-CDMA

MCCDMA

TDMA

所需带宽

5MHz

N×1.25MHz,
N=1,3
(可扩展6,9,12)

30KHz 

200KHz

1.6MHz

码片速率

3.84Mcps

N×1.2288Mcps,
N=1, 3
(可扩展6,9,12)

24.3K kSymbols/s

270.833 kSymbols/s

2.6
Msymbols/s

帧(frame)
长度

10ms

5,10,20,40,80ms

40 msec

4.615 msec

4.615 msec

信道码

OVSF,
512~4(前向)
256~4(反向)

反向:Walsh和长码
前向:Walsh和准正交码

---

扰码

前向:18位GOLD码
反向:短扰码,取自S(2)
码族:长扰码,24位GOLD码

长码和短PN码

---

导频结构

前向:公用或专用导频
反向:专用导频

前向:公用\专用辅助导频
反向:专用导频

---

VBR支持方式

变速扩频+多个扩频码

变速扩频+多个扩频码

时隙集合和链路适应

调制方式

QPSK(前向)/BPSK(反向)

QPSK(前向) /BPSK(反向)

π/4 DQPSK, 
8-PSK

GMSK,8-PSK

B-O-QAM
Q-O-QAM

基带滤波

平方根升余弦,
滚降系数0.22

IS-95

平方根名余弦,滚降系数0.35

FEC编码

卷积码(码长:9,
码率:1/2,1/3);
Turbo Code

卷积码,码长:9,
R=1/2,1/3,1/4或1/6; Turbo编码
K=4,R=1/2,1/3或1/4

凿孔卷积码

功率控制

快速闭环,开环,外环,
速率:1500Hz
功率调整步长:
0.25-4dB

开环 闭环(800Hz或
50Hz)功率调整步长:
1.0,0.5,0.25dB

按时隙和载波控制率

基站间
精确同步

不需要(同步可选)

需要

需要

是否跳频

,216.7跳/秒

语音编码

自适应多速率

可变速率

可变速率

 

 


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