(一) 不同网络制式技术简析
1、GSM/GPRS/EDGE
目前,GSM制式手机最普遍。所谓GSM,即是全球移动通讯系统——Global System for Mobile Communications的简称,最早起源于欧洲,是第二代移动通信技术。GSM网络只能提供电路交换以及简单的语音和信息服务,属于比较初级的网络系统,主要用于语音通话和文本SMS短信。GSM在数据传输速率方面最高只能达到10Kbps左右。
GPRS是通用分组无线业务——General Packet Radio Service的简称,它突破了GSM网只能提供电路交换的思维方式,而且能够通过增加相应的功能实体和对现有的GSM基站系统进行部分改造就可以实现分组交换,也就是说,GPRS是一种以GSM为基础的数据传输技术,可说是GSM的延续。
EDGE技术是英文Enhanced Data Rate for GSM Evolution的缩写,即增强型数据速率GSM演进技术。EDGE是一种从GSM到3G的过渡技术,采用了一种新的调制方法——多时隙操作和8PSK调制技术。
由于8PSK可将现有GSM网络采用的GMSK调制技术的信号空间从2扩展到8,从而使每个符号所包含的信息是原来的4倍。EDGE技术有效地提高了GPRS信道编码效率及其高速移动数据标准,它的最高速率可达384kbps。
2、WCDMA
WCDMA是一种由3GPP制定的、基于GSM MAP核心网、以UMTS陆地无线接入网为无线接口的第三代移动通信系统。目前WCDMA有Release 99、Release 4、Release 5、Release 6等版本。WCDMA是国际电信联盟制定的IMT-2000标准之一的3G网络,它是从码分多址(CDMA)演变来的,被称为宽频码分多址技术(即Wideband CDMA)。它能够为移动和手提无线设备提供更高的数据速率。
WCDMA采用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,而传统CDMA使用的是200KHz宽度的载频。WCDMA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(局域网而言)或者384Kb/s(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。
3、CDMA2000
CDMA2000即为CDMA2000 1xEV,是国际电信联盟制定的IMT-2000标准之一的3G移动通信网络。CDMA2000分两个阶段:CDMA2000 1×EV-DO(Data Only),采用话音分离的信道传输数据;和CDMA2000 1×EV-DV(Date and Voice),即数据信道于话音信道合一。
CDMA2000由美国高通公司提出,摩托罗拉、Lucent和后来加入的韩国三星都有参与,韩国现在成为该标准的主导者。这套系统是从窄频CDMA One数字标准衍生出来的,可以从原有的CDMA One结构直接升级到3G,建设成本低廉。但目前CDMA2000的支持者不如WCDMA多。不过CDMA2000的研发技术却是目前各标准中进度最快的。
4、TD-SCDMA
TD-SCDMA是有中国3G自主知识产权 TD-SCDMA,人们习惯上将其称为“3G国标”。
TD-SCDMA即是Time Division - Synchronized Code Division Multiple Access的缩写,也就是我们所说的时分同步码分多址技术。TD-SCDMA主要包括以下几个特点和核心技术:
(1) 时分双工,即在TDD(时分同步)模式下,TD-SCDMA采用在周期性重复的时间帧里传输基本TDMA突发脉冲的工作模式(与GSM相同),通过周期性转换传输方向,在同一载波上交替进行上下行链路传输。
(2) 智能天线,它由一组天线及相连的收发信机和先进的数字信号处理算法构成,能有效产生多波束赋形,每个波束指向一个特定终端,并能自动跟踪移动终端。
(3) 多用户检测,其主要是指利用多个用户码元、时间、信号幅度以及相位等信息来联合检测单个用户的信号,以达到较好的接收效果。
(4) 软件无线电,它是利用数字信号处理软件实现无线功能的技术,能在同一硬件平台上利用软件处理基带信号,通过加载不同的软件,可实现不同的业务性能。
(5) 接力切换,指移动通信系统采用蜂窝结构,在跨越空间划分的小区时,必须进行越区切换,即完成移动台到基站的空中接口转换,及基站到网入口和网入口到交换中心的相应转移。
由于采用智能天线可大致定位用户的方位和距离,所以TD-SCDMA系统的基站和基站控制器可采用接力切换方式,根据用户的方位和距离信息,判断手机用户现在是否移动到应该切换给另一基站的临近区域。如果进入切换区,便可通过基站控制器通知另一基站做好切换准备,达到接力切换的目的。
5、WiMAX
WiMAX 的全名是微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access),又称为802•16无线城域网,是又一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线连接方案。将此技术与需要授权或免授权的微波设备相结合之后,由于成本较低,将扩大宽带无线市场,改善企业与服务供应商的认知度。
2007年10月19日,在国际电信联盟在日内瓦举行的无线通信全体会议上,经过多数国家投票通过,WiMAX正式被批准成为继WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA之后的第四个全球3G标准。
(二) 两大标准主要参数对比
由于目前中国手机市场只涉及WCDMA与TD这两种制式的手机,所以ZDC主要对这两大标准的参数进行对比。
两大标准主要参数对比 | ||
参数 | WCDMA | TD-SCDMA |
无线电传输技术(RTT) | FDD | TDD |
系统 | 异步CDMA系统:无GPS | 同步CDMA系统:有GPS |
带宽 | 5MHz | 1.6MHz |
码片速率 | 3.84Mcps | 1.28Mcps |
中国频段 | 1920-1980MHz/2110-2170MHz/1755-1785MHz/1850-1880MH | 1880-1920MHz/2010-2025MHz/2300-2400MHz |
在无线电传输技术方面,WCDMA采用的是FDD模式,其特点是频分双工模式,TD采用的是TDD是时分双工模式。前者在对称业务时,能充分利用上下行的频谱,但在非对称的分组交换(互联网)工作时,频谱利用率则大大降低(由于低上行负载,造成频谱利用率降低约40%)。而在这方面,TDD模式在非对称分组交换时的频谱利用率则较高,因为TDD系统有以下点:
其一,不需要成对的频率,能使用各种频率资源,试商用于不对称的上下行数据传输速率,特别试商用于IP型的数据业务;
其二,上下行工作于同一频率,电波传播的对称特性使之便于使用智能天线等新技术,达到提高性能、降低成本的目的;
其三,设备成本较低,比FDD系统低20%-50%。
由于包交换与因特网业务等主要为非对称业务,从这个角度来看,TD制式产品在对3G的支持方面更有发展潜力。但是在带宽及码片速率方面,TD技术方面逊色于WCDMA。