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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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 图6 多载波与直扩方式举例(N=3)
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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。
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WCDMA |
cdma2000 |
UWC-136HS |
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136+ |
室内环境 |
室外环境 |
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双工方式 |
FDD |
FDD |
FDD/TDD(室外环境可选) |
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多址方式 |
DS-CDMA |
MCCDMA |
TDMA |
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所需带宽 |
5MHz |
N×1.25MHz, N=1,3 (可扩展6,9,12) |
30KHz |
200KHz |
1.6MHz |
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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 |
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帧(frame) 长度 |
10ms |
5,10,20,40,80ms |
40 msec |
4.615 msec |
4.615 msec |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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基带滤波 |
平方根升余弦, 滚降系数0.22 |
同IS-95 |
平方根名余弦,滚降系数0.35 |
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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 |
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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 |
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基站间 精确同步 |
不需要(同步可选) |
需要 |
需要 |
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是否跳频 |
否 |
否 |
是,216.7跳/秒 |
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语音编码 |
自适应多速率 |
可变速率 |
可变速率 | |
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