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1、第三代移动通信各种制式比较第三代移动通信各种制式比较第三代移动通信各种制式比较目录目录一摘要-2二正文-22.13G 概述-22.2 WCDMA 简介-22.3 CDMA2000 简介-32.4TD-SCDMA 简介-42.5三种制式的技术特点的对比-52.6我国三大运营商的业务对比-72.7三种制式的现状的对比-92.8结束语-11三参考文献-11第三代移动通信各种制式比较一摘要一摘要本文向大家大致介绍了第三代移动通信（简称 3G），及它的主要的三种制式：欧洲的WCDMA、美国的CDMA2000 和中国自主研发的 TD-SCDMA。然后对这三种制式，从它们的技术特点、我国国内运营商的相关资费
2、业务和当今现状三方面进行了详细的比较。通过比较发现：三种制式在技术特点方面都比第二代移动通信先进不少，并且各有千秋，我们尤其关注了我国自主研发的 TD-SCDMA 制式，发现了很多比其它两种制式有优势的地方。但是在实际应用当中，WCDMA 是最成熟、最稳定、用户最多的，其次是 CDMA2000,而我们的 TD 还是有很多不成熟的地方，需要在以后的市场运营中不断地去完善。二正文二正文2.12.13G3G 概述概述3G 是第三代移动通信技术的简称（3rd-generation），特指能支持高速数据传输的一种蜂窝移动通讯技术。它能够同时传送声音(通话)及数据信息(电子邮件、即时通信等)，提供高速数据
3、业务。3G 诞生于 2000 年 5 月，它是由国际电信联盟（ITU）统一制定的结果，一是欧洲和日本流行的 WCDMA，二是美国流行的CDMA2000，这两种制式分别由第二代制式GSM 和CDMA IS-95发展而来，三是我国自主提出的一种新制式TD-SCDMA。2009 年 1 月 7 日，工业和信息化部批准发放第三代移动通信牌照，此举标志着我国正式进入了 3G 时代。今天我们要谈论的主要是国内应用的WCDMA、CDMA2000 和 TD-SCDMA 三种制式。下面分别简要介绍这三种制式，并且对这三种制式进行比较。2.22.2WCDMAWCDMA 简介简介WCDMA 是英文 Wideband
4、 Code Division Multiple Access 的缩写，也叫 Code DivisionMultiple Access Direct Spread，中文译名为“宽带分码多工存取”，也叫“宽带码分多址”，它所代表的含义为宽频分码多重存取。这种标准是按照国际电气通信协会制定的 IMT-2000 规格之一IMT-DS开发出来的新技术。WCDMA 标准的最初提出者是欧洲电信联盟协会，它是基于现有 GSM 网络发展得来的，它与日本提出的宽带CDMA 技术基本相同，目前正在进一步融合，其支持者主要是以 GSM 系统为主的欧洲厂商，日本公司也或多或少参与其中，包括欧美的爱立信、阿尔卡特、诺基亚
5、、朗讯、北电，以及日本的NTT、富士通、夏普等厂商。1第三代移动通信各种制式比较WCDMA 能够为移动和手提无线设备提供更高的数据速率。它采用的是直接序列扩频码分多址（DS-CDMA）、频分双工（FDD）方式，码片速率为 3.84Mcps，载波带宽为 5MHz基于 Release 99/Release 4版本，可在 5MHz 的带宽内，提供最高 384kbps 的用户数据传输速率。W-CDMA能够支持移动/手提设备之间的语音、图象、数据以及视频通信，速率可达 2Mb/s（对于局域网而言）或者384Kb/s（对于宽带网而言）。输入信号先被数字化，然后在一个较宽的频谱范围内以编码的扩频模式进行传输
6、。窄带 CDMA 使用的是 200KHz 宽度的载频，而 W-CDMA使用的则是一个 5MHz 宽度的载频。目前，WCDMA 牌照被划分给中国联通。2.32.3CDMA2000CDMA2000 简介简介CDMA2000 是英文 Code Division Multiple Access 2000 的缩写，是近年来在数字移动通信进程中出现的一种先进的无线扩频通信技术。CDMA2000的发起者主要以美国和韩国为主的以IS-95 CDMA为标准的制造商和运营公司，CDMA2000 作为宽带 CDMA 的一个重要实施标准，是IS-95 体制移动通信系统的发展，其第一阶段 CDMA2000 1X 在技术
7、上已经成熟，可同时提供话音和分组数据业务，物理层最大速率可达 307.2kbps。CDMA2000 1X 目前已经在韩国开始商用，这为IS-95 体制的第二代通信系统向第三代通信系统的过渡跨出了稳健的一步，而 CDMA2000 的理想发展模式为从最初的窄带 CDMA 技术向 CDMA20001X 技术发展，然后向CDMA20003X（3G）方向过渡。CDMA2000 技术提供了多种带宽范围的选择来支持从与TIA EIA-95-B 兼容的9.6Kbps 到大于 2Mbps 的数据业务（包括电路和分组数据业务），允许运营商在很多方面实现最大的灵活性。CDMA2000 的信令标准时 IS-2000，
8、信令既支持 TIAEIA-95-B 的信令和呼叫模式，也支持扩展的 CDMA2000 上层结构支持的宽范围的先进业务。该系统可以提供综合的业务，并伴有一套完善的多业务同时运作的模式。新一代 CDMA2000 技术提供了业内最高水平的无线频谱利用率，可以在现有 CDMA 数字无线网络上有效地翻番语音容量，并为用户提供高速、永不断线的互联网连接。CDMA2000 技术是从 CDMA One 演进而来的。CDMA2000 标准是一个体系结构，称为 CDMA2000family，它包含一系列子标准。由 CDMA One 向 3G 演进的途径为：CDMAOne(IS-95B)CDMA2000 1x(3x
9、)CDMA2000 1xEV。其中从 CDMA2000 1x 之后均属于第三代技术。演进途径中各阶段特点分别为：(1)IS-95B：通过捆绑 8 个话音业务信道，提供64K 数据业务。在多数国家，IS95B 被跨过，直接从 CDMA One演进为 CDMA2000 1x。(2)CDMA2000 1x：在 IS-95 的基础上升级空中接口，可在1.25M 带宽内提供 307.2K 高速分组数据速率。2第三代移动通信各种制式比较(3)CDMA2000 3x：在 5M 带宽内实现 2M 数据速率，后向兼容 CDMA2000 1x 及 IS-95。(4)CDMA2000 1x EV：增强型1x，包括两
10、个阶段：CDMA2000 1EV-DO（Data Only），采用话音分离的信道传输数据，和CDMA2000 1EV-DV（Data and Voice），即数据信道与话音信道合一目前，CDMA2000 牌照被划分给中国电信。2.42.4TD-SCDMATD-SCDMA 简介简介TD-SCDMA 是英文 Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access（时分同步码分多址）的简称，是一种第三代无线通信的技术标准，也是 ITU（国际电信联盟）批准的三个 3G 标准中的一个，相对于另两个主要 3G 标准“CDMA2000”或“WCDMA”
11、，它的起步较晚。TD-SCDMA 目前主要是西门子公司和中国大唐集团在开发，较前两个技术标准而言，对 TD-SCDMA 进行大力支持和结成产业联盟的企业还比较少。TD-SCDMA 标准是中国电信技术研究院所提出的。1999 年 6 月 29 日，中国原邮电部电信科学技术研究院（现大唐电信科技股份有限公司）向ITU 提出了该标准。该标准将智能天线、同步 CDMA 和软件无线电（SDR）等技术融于其中。作为具有中国独立知识产权的新技术，将成为在中国地区和 WCDMA、CDMA2000 同时采用的 3G 标准。该方案的主要技术集中在大唐公司手中，它的设计参照了TDD(时分双工)在不成对的频带上的时域
12、模式。TDSCDMA 的无线传输方案灵活地综合了FDMA，TDMA 和 CDMA 等基本传输方法。通过与联合检测相结合，它在传输容量方面表现非凡。通过引进智能天线，容量还可以进一步提高。智能天线凭借其定向性降低了小区间频率复用所产生的干扰，并通过更高的频率复用率来提供更高的话务量。基于高度的业务灵活性，TDSCDMA 无线网络可以通过无线网络控制器（RNC）连接到交换网络，如同三代移动通信中对电路和包交换业务所定义的那样。在最终的版本里，计划让 TDSCDMA 无线网络与 INTERNET 直接相连。TDSCDMA 所呈现的先进的移动无线系统是针对所有无线环境下对称和非对称的 3G 业务所设计
13、的，它运行在不成对的射频频谱上。TDSCDMA 传输方向的时域自适应资源分配可取得独立于对称业务负载关系的频谱分配的最佳利用率。因此，TDSCDMA 通过最佳自适应资源的分配和最佳频谱效率，可支持速率从 8kbps 到 2Mbps 的语音、互联网等所有的3G 业务。TD-SCDMA 作为中国提出的第三代移动通信标准(简称 3G)，自正式向 ITU(国际电信联盟)提交以来，已经历十多年的时间，完成了标准的专家组评估、ITU 认可并发布、与 3GPP(第三代伙伴项目)体系的融合、新技术特性的引入等一系列的国际标准化工作，从而使TDSCDMA 标准成为第一个由中国提出的，以我国知识产权为主的、被国际
14、上广泛接受和认可的无线通信国际标准。这是我国电信史上重要的里程碑。3第三代移动通信各种制式比较目前，TD-SCDMA 牌照被划分给中国移动。2.52.5三种制式的技术特点的对比三种制式的技术特点的对比表 1：3G 各种制式的技术特点信号带宽码片速率双工方式帧长信道编码调制方式功率控制功率控制速率基站同步WCDMA5M*23.84Mchip/sFDD10ms卷积码，Turbo 码QPSK/BPSK开环，快速闭环结合1500 次/s同步/异步率；2.同步 CDMA 技术：降低用户间干扰；3.联合检测：降低用户间干扰；4.接力切换：降低掉话率，提高切换效率。5.基站间须同步，以减少基站间干扰。TD-
15、SCDMA1.6M1.28Mchip/sTDD10ms(子帧 5ms)卷积码，Turbo 码QPSK/8PSK开环，闭环结合200 次/s同步1.智能天线：提高频谱效1.发 射 分 集：TSTDSTTD、FBTD；2.支持软切换和更软切关键技术换；3.MAP 和 GPRS 隧道技术是 WCDMA 模式移动性管理的关键。STS；2.支持 F-QPCH，延长手机待机时间；3.采用可变帧长；4 核心网基站于ANSI 网络的演进，并保持与ANSI 网络的兼容性。5 支持软切换和更软切换。CDMA20001.25M*21.228Mchip/sFDD20ms卷积码，Turbo 码数据调制：QPSK/BPS
16、K开环，快速闭环结合800 次/s同步1.前向发射分集：OTD、由表 1 可以得出，从理论上来说 TD-SCDMA 系统具有显著的优势。它同时采用智能天线和联合检测技术，减少了用户间的干扰，增加系统容量；采用上、下行时隙不对称分配，提高了频谱利用效率，更适应于数据业务的传输；采用接力切换技术，有效地结合了软切换的低掉话率和硬切换的高资源利用率。然而，由于 TD-SCDMA 系统特殊的物理层结构和对同步精度的较高要求，导致其所支持的用户移动速率比较低；同时，它仍然存在 TDD 系统所固有的基站间干扰问题。WCDMA 和 CDMA2000 的特点比较相似，而且WCDMA 更具有基站间无需严格同步的
17、特点。TD-SCDMA、WCDMA 和 CDMA2000 都在提高系统下行速率方面有了很大发展。下面将具体分析这三种通信系统的区别：4第三代移动通信各种制式比较不同的双工模式不同的双工模式TD-SCDMA 系统采用 TDD 双工方式，无线帧传输不再需要成对频谱，使频谱的分配更加灵活；上、下行时隙可以根据不同的业务灵活分配，可同时适用于对称的语音业务和不对称的数据传输或 IP 业务，大大提高了频谱的利用效率。WCDMA 和 CDMA2000 采用 FDD 双工方式，比较适合于相对对称的业务，如语音，交互式实时数据传输业务等。多址及检测技术多址及检测技术TD-SCDMA 采用空分多址 SDMA，码
18、分多址 CDMA，频分多址 FDMA，时分多址TDMA 相结合的方式，利用智能天线、联合检测和上、下行同步等技术降低同信道干扰（CCI）、码间干扰（ISI）和多址干扰（MAI），缩短了频谱复用距离，提高频谱利用效率并且有效地降低了系统成本。WCDMA 和 CDMA2000 采用码分多址 CDMA 和频分多址 FDMA 相结合的技术，采用智能天线导频符号辅助相干检测的技术，降低系统中各种干扰，提高频谱的利用效率。信道分配信道分配在基于 CDMA 技术的 3G 系统中，信息传输都是占用公共信道。因而，固定信道分配（FCA）没有被采用，而是采用动态信道分配（DCA）和随机信道分配（RCA）相结合的方
19、式。虽然 3G 系统中主要采用 DCA 信道分配方式，但是由于数据包长度有限，可能无法及时地传送足够的信道质量信息，此时采用与 RCA 结合的方法能够更有效的利用资源。在 TD-SCDMA 系统中，采用 DCA 信道分配方式，可以在空域、时域、频域以及码域根据实时测得的信道质量，灵活的进行信道分配。该方式能够有力的保证信道有效利用，增加系统容量，但 TD-SCDMA系统对设备的要求相对较高。切换方式切换方式在 3G 系统中，软切换取代了以往的硬切换方式，有效地降低掉话率，保证了通信质量。WCDMA 系统在扇区间和小区间采用软切换，载频间切换则采用硬切换。WCDMA 系统是异步系统，因此不需要外
20、部同步资源。在执行软切换之前，终端须测量两个基站之间的下行共享信道的定时差别，并将该差别报告给服务基站，服务基站根据该差别调整下行软切换执行时间。CDMA2000 同样采用扇区间和小区间的软切换，以及载频间的硬切换。软切换的过程与WCDMA 时分类似。TD-SCDMA 系统采用接力切换，它不同于传统的软切换和硬切换，而是采用二者结合的方式。他支持同频或异频操作，根据用户的位置（通过智能天线和用户定位技术），结合算法和上行同步技术准确的将移动终端切换到新基站，大大提高了通信质量，同时节省了系统资源开销。5第三代移动通信各种制式比较功率控制技术功率控制技术在 WCDMA 和 CDMA2000 系统
21、中，采用前向和反向信道快速功率控制。而在TD-SCDMA 系统中，继承第二代 GSM 功率控制的基础上，采用开环和闭环的慢速功率控制（控制速度仅为 0-200 次/sec）。在未来的3G 技术发展过程中，克服功率控制与信道通信性能之间的矛盾仍然是一个值得研究的问题。2.62.6我国三大运营商的业务对比我国三大运营商的业务对比众所周知，我国国内有三种制式，分配给了三大运营商：中国移动的 TD-SCDMA，中国联通的 WCDMA，中国电信的 CDMA2000。下面就来说说三大运营商的3G 资费的情况。表 2：手机语音标准资费由表可知,在标准资费中，中国联通以每分钟0.36 元的价格占据最低表 3：
22、语音通话套餐6第三代移动通信各种制式比较由上表知，按单分钟时间算资费，中国电信的套餐资费占据最低，随后是中国移动，中国联通收费最高。表 4：可视电话资费在本环节的对比中，中国移动无论是在本地拨打，还是漫游通话中，都比联通要低。而中国电信，目前暂时没推广手机视频通话业务。表 5：无线宽带月付费对比7第三代移动通信各种制式比较相对而言，中国联通最低 150 元/月包 3G 的套餐，跟中国移动多样化的资费套餐相比处于劣势；而与中国电信的按时长计费比，显得过于单一。2.72.7三种制式的现状的对比三种制式的现状的对比TD-SCDMATD-SCDMA 的现状：的现状：1、技术不成熟，整个产业链都不成熟，
23、导致从机房，基站到手机中端都还存在相当多的问题。2、传输速度慢且不稳定。理论峰值速度384k/s。大家要知道，目前edge 的峰值速度都已经达到 480k/s 了。实际使用起来，情况确实如此。将其接入互联网下载的平均速度只有10k 左右，很怀疑他凭什么叫 3G。3、网络问题最为致命。由于其基站设备庞大（单部基站：2m 左右，500kg-800kg），辐射严重，必将给其将来布设全覆盖率的网络带来重大障碍。据我所知，从4 月试商用以来，接近一年，在北京主城区还有部分地区网络覆盖的不是很好，只要由于基站找不到合适的地方布设。毕竟谁也不愿意一个大家伙整天在自己头上朝着自己辐射高频电磁信号。4、正因为
24、TD 网络的覆盖不能达到无缝，所以在没有TD 网的地方手机用户需要通过 GSM网（目前移动和联通用的2G 网络均属于 GSM 网）来进行通信。所以目前的TD 手机均采用了GSM 和 TD 双模结构。这种结构的一大缺点是耗电，这是双模手机的通病。另一大致命缺点是目前为止，TD 手机还没能很好的解决 TD 到 GSM 和 GSM 到 TD 之间网络切换死机的问题，包括目前市面上最好的TD 手机-三星 i688。在网络切换的时候经常会出现死机。也就是说你开车穿越 TD 覆盖区时，下到地铁或进入地下车库 TD 没有信号时，或者不知不觉，手机就已经死机了，因为网络没切换成功。（话说回来，TD 和 GSM
25、 双模芯片本是国产技术，我们应该支持，但是当技术本不成熟就将其推向市场，这是对消费者的一种不负责任！）5、不能国际漫游。TD 的手机到欧美去，就不能用 3G。全球漫游最广的 3G 网络是 WCDMA，包括欧美，澳大利亚，港澳台，日韩，中东，南美和非洲等较发达地区。而 CDMA2000 目前只有美国，日韩拥有，拥有CDMA 的印度和澳大利亚均表示其3G 的发展方向是 WCDMA。WCDMAWCDMA 的现状：的现状：1、除了是国外的技术外，其均为合格，通过10 多年的发展和 6 年的商用，使其成为目前世界上最成熟的 3G 技术。2、上网速度快。目前上海布设的 HSUPA 网络（WCDMA 的高级
26、版）理论峰值下载速度是14.4M/s，上传速度是6.8M/s。实际应用目前还没试过，但是估计一下应该在1M 以上。因为人家欧洲的制式缩水应该没TD 这么严重吧。哪怕只有 200k，就已经赶上一般家庭宽带的速度了。8第三代移动通信各种制式比较欧洲在 3G 领域更是出奇的统一，通过欧盟的工作，全欧洲所有的国家都采用了WCDMA 标准，这一方面保证了欧洲国家之间漫游非常方便。也节约了建设成本，终端因为生产量，生产成本也大大降低，终端的价格也相对较低，这都为消费者带来了很大的好处，也为欧洲通信设备制造商带来好处。CDMA2000CDMA2000的现状的现状:1、网络覆盖达不到很高的程度。目前CDMA
27、基站只有 4 万个左右，覆盖率是所有网络中最低的，大部分乡镇基本没有信号。升级后虽然可以覆盖主城区，但是肯定达不到 WCDMA 那种程度，因为CDMA2000 的基站很庞大，建设起来面临跟移动同样的困境。而且由于3G 网络的绕射性（信号穿墙）能力比 2G 要差很多，所以室内，尤其是大型写字楼，地下商场估计覆盖起来都会很困难。2、传输速度较快，目前发布的数据是峰值速度2-3M/s。比起 WCDMA 的 14.4M/s 显然要逊色很多。3、手机终端较贵。因为“高通”（CDMA2000 芯片商）收取的高额专利费，而且由于销量一直赶不上 WCDMA 手机，相比之下，CDMA2000 制式的手机价格偏高
28、，且缺少手机巨头诺基亚的加入，使消费者少了很多选择的余地。2.82.8结束语结束语通过上文的描述，我们可以发现，我国自主研发的TD-SCDMA 在技术上，相比WCDMA 和 CDMA2000 有理论上的明显优势，比如：频谱利用率高、支持多种通信接口、性能稳定等优点但是，在实际应用中，TD 有很多不足之处，尤其与WCDMA 相比，TD 还略显稚嫩，比如，在对 CDMA 技术的利用方面，TD-SCDMA 因要与 GSM 的小区兼容，小区复用系数为 3，降低了频谱利用率。又因为 TD-SCDMA 频带宽度窄，不能充分利用多径，降低了系统效率，实现软切换和软容量能力较困难。另外，TD-SCDMA 系统
29、要精确定时，小区间保持同步，对定时系统要求高。而WCDMA 则不需要小区间同步，可适应室内、室外，甚至地铁等不同的环境的应用。另外，WCDMA 对移动性的支持更加优质，适合宏蜂窝、蜂窝、微蜂窝组网，而TD-SCDMA 只适合微蜂窝，对高速移动的支持也较差。尤其是在从GSM 网向 3G 的过渡过程中，WCDMA 的优势更加明显。在当今的移动通信市场中，频谱资源日益匮乏。找到能够供 FDD 系统利用的成对频谱已经非常困难。在这种情况下，具有很高频谱效率，并且不需要成对频谱构成上、下行链路的TD-SCDMA 系统的优势将日益显现。它不但可以解决频谱资源不足问题，并且可以满足用户密集区的通信要求。在诸
30、多标准中，起步较晚的 TD-SCDMA 系统将以其特殊的优势，和相对较9第三代移动通信各种制式比较低的成本称为未来 3G 市场中强有力的竞争者。这里，我要说的是，虽然 TD-SCDMA 有很多不完善之处，但是我相信，在不久的将来，我们的TD 会越来越成熟，越来越好。三参考文献三参考文献【1】Rouffet,Denis;Sehier,Philippe,“Convergence and Competition on the Way Towards4G,”Radio and Wireless Symposium,2007 IEEE 9-11 Jan.2007 Page(s):277-280【2】.【3】佟学俭，罗涛，OFDM 移动通信技术原理与应用.人民邮电出版社.2003.6指导教师签字：年月10日