第一篇:移动通信系统作业二
信息工程肖銮娟2009050886
第二章
2-1 陆地移动通信的电波传播方式主要有哪三种?
答:直射波、反射波和地表面波
2-4 在市区工作的某调度电话系统,工作频率为150MHz,某站天线高度为100m,移动台天线高度为2m,传输路径为不平坦地形,通信距离15km,其传输衰耗为多少?
解:Lbs=32.45+20lgd+20lgf=32.45+20lg15+20lg150=99.49(dB)
Am(f,d)= Am(150,15)=27(dB)
Hb(hb,d)=Hb(100,15)=-7(dB)
Hm(hm,f)= Hm(2,150)=-1.8(dB)
LT=Lbs+Am(f,d)-Hb(hb,d)-Hm(hm,f)=99.49+27+7+1.8=135.29(dB)
LA=LT-KT
2-5 在郊区工作的某一移动电话系统,工作频率为900MHz,基站天线高度为100m,移动台天线高度为1.5m,传输路径为准平滑地形,通信距离为10km。试用Okumura模型求传输路径的衰耗中值。
解:a(hm)=3.2X[lg(11.75X1.5)] 2-4.97=-0.0009
LT=69.55+26Xlg900-13.82lg100+0.0009+[44.9-6.55lg100]Xlg10
=150.52(dB)
2-6 信号通过移动信道时,在什么情况下遭受平坦衰落?在什么情况下遭受频率选择性衰落?
答:对于移动信道来说,存在一个相关带宽,当信号带宽小于相关带宽时,发生平坦衰落,当信号带宽大于相关带宽时,发生频率选择性衰落。
第二篇:移动通信作业。。。
随着时代的进步,在新技术和市场需求的共同作用下,移动通信技术呈现出一下几大趋势:网络业务数据化、分组化,移动互联网已逐步形成;忘了技术数字化、宽带化;网络设备智能化、小型化;应用更高的频段,有效利用频率;移动网络的综合化、全球化、个人化;;各种网络的融合;高速率、高质量、低费用。不管是GSM、GPRS、EDEG、WCDMA/FDMA、TD-LTE/FDD-LTE,都是朝着这个方向所发展。
在我国,移动通信发展的起步虽然晚,但是发展极其迅速。移动通信技术的发展日新月异,从1978年的第一代模拟蜂窝网电话系统的诞生至今,第二代全数字的蜂窝网电话,第三代通信,第四代通信都已经问世,就是我们生活中常说的2G,3G,4G。当然如今使用最多的还是第二代,第三代,第四代也正在普及中。下面是找的一些关于4G的资料:4G(第四代移动通信技术)的概念可称为宽带接入和分布网络,具有非对称的超过2Mb/s的数据传输能力。它包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统和交互式广播网络。第四代移动通信标准比第三代标准具有更多的功能。第四代移动通信可以在不同的固定、无线平台和跨越不同的频带的网络中提供无线服务,可以在任何地方用宽带接入互联网(包括卫星通信和平流层通信),能够提供定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。此外,第四代移动通信系统是集成多功能的宽带移动通信系统,是宽带接入IP系统。4G具有一下几个特点:
1.具有很高的传输速率和传输质量。未来的移动通信系统应该能够承载大量的多媒体信息,因此要具备50-100Mbit/s的最大传输速率,非对称的上下行链路速率、地区连续覆盖、Qos机制、很低的比特开销等功能;
2.灵活多样的业务功能。为了的移动通信网络应该使各类媒体、通信主机及网络志建进行无缝连接;
3.开放的平台。未来的移动通信系统应该在移动终端、业务节点及移动机制上具有开饭性,使得用户能自由的选择协议、应用和网络;
4.高智能化的网络,为了的移动通信网僵尸一个高度自治、自适应性的网络,以便满足不同用户在不同环境下的通信需求。
4G移动通信接入系统的显著特点是,智能化多模式终端(multi mode terminal)基于公共平台,通过各种接入技术,在各种网络系统(平台)之间实现无缝连接和协作。在4G移动通信中,各种专门的接入系统都基于一个公共平台,相互协作,以最优化的方式工作,来满足不同用户的通信需求。当多模式终端接入系统时,网络会自适应分配频带、给出最优化路由,以达到最佳通信效果。就现在而言,4G移动通信的主要接入技术有:无线蜂窝移动通信系统(例如2G、3G);无绳系统(如DECT);短距离连接系统(如蓝牙);WLAN系统;固定无线接入系统;卫星系统;平流层通信(STS);广播电视接入系统(如DAB、DVB-T、CATV)。随着技术发展和市场需求变化,新的接入技术将不断出现。
不同类型的接入技术针对不同业务而设计,因此,我们根据接入技术的适用领域、移动小区半径和工作环境,对接入技术进行分层。
* 分配层:主要由平流层通信、卫星通信和广播电视通信组成,服务范围覆盖面积大。
* 蜂窝层:主要由2G、3G通信系统组成,服务范围覆盖面积较大。
* 热点小区层:主要由WLAN网络组成,服务范围集中在校园、社区、会议中心等,移动通信能力很有限。
* 个人网络层:主要应用于家庭、办公室等场所,服务范围覆盖面积很小。移动
通信能力有限,但可通过网络接入系统连接其他网络层。
* 固定网络层:主要指双绞线、同轴电缆、光纤组成的固定通信系统。
网络接入系统在整个移动网络中处于十分重要的位置。未来的接入系统将主要在以下三个方面进行技术革新和突破:(1)为最大限度开发利用有限的频率资源,在接入系统的物理层,优化调制、信道编码和信号传输技术,提高信号处理算法、信号检测和数据压缩技术,并在频谱共享和新型天线方面做进一步研究。(2)为提高网络性能,在接入系统的高层协议方面,研究网络自我优化和自动重构技术,动态频谱分配和资源分配技术,网络管理和不同接入系统间协作。(3)提高和扩展IP技术在移动网络中的应用;加强软件无线电技术;优化无线电传输技术,如支持实时和非实时业务、无缝连接和网络安全。
4G移动通信的软件系统v4G移动通信的软件系统趋于标准化、复杂化、智能化。软件系统的首要任务是,创建一个公共的软件平台,使不同通信系统和终端的应用软件,通过此平台“互连互通”;并且,通过此软件平台,实现对不同通信系统和终端的管理和监控。因此,建立一个统一的软件标准和互连协议,是4G移动通信软件系统的关键。
软件系统将逐步采用Web服务模式,以代替现行的客户/服务器模式。新的计算机语言如XML,将用于未来的这种基于Web的分布式服务。另一方面,软件系统还将在网络安全上做进一步研究,以保障通信网络的正常工作、数据完整和其他特殊需要。
就是因为4G的种种特点,所以开始的时候4G人群主要有以下几类:
1.经常需要高速移动网络的商务人士。试想你的笔记本里存着成百兆上千兆的重要资料急需发给客户,就算是连上公共WIFI速度也慢如蜗牛,这个时候4G网络只要几分钟就能帮你发送出去,还有什么比这更给力的呢?顺便说一句,钱不是事儿。
2在线视频发烧友。回家之后连上WIFI下载离线电影,第二天上班路上再慢慢看,这个真不能叫“在线视频”。4G时代可以令高清在线视频“零延迟”,跟看本地视频几乎没有区别,邻居再也不用担心我夜夜“蹭网”了。
3.微视频发布者。无论微博还是微信,社交网站上的照片和GIF动画已经不能满足大家八卦的心了,未来加入微视频发布的自媒体,才是最博人眼球的,目测一大帮“海天盛筵”的拥趸蠢蠢欲动了。
随着时间的推移,所有的移动用户都会慢慢转变为4G用户,因为网络、手机和套餐都会慢慢“4G化”。期待我们也4G化。
第三篇:移动通信作业
以下答案是我个人看书做的,不代表标准答案。
2.1
答:电磁波到达的时延不同,会导致码间干扰,若多射线强度较大,且时延不能忽略,则会产生误码,且这种误码无法靠增加发射功率来消除,对数字移动通信系统会产生严重影响。
2.2
解:
100W=20dBw=50dBm
自由空间损耗L=32.45+20lgF+20lgD=71.5dBm
自由空间中距离天线100m处接收功率=50dBm-71.5dBm=21.5dBm
2.3
100解:v=60km/h=6 m/s
fd=vcosα/λ 当cosα=1时,fd最大
60*103*800*106
fdmax=v/λ=vf0/c=3*10*3600 =44.4HZ
2.4
答:时延扩展:由多径效应引起的接收信号中脉冲的抗毒扩展现象。
相关带宽:表征的是信号中两个频率分量基本相关的频率间隔。
多普勒扩展:因辐射源的视向运动而导致的辐射频率偏移。
相关时间:指信道冲激响应维持不变的时间间隔的统计平均值。
2.5
不会做
2.6
解:
VA= =1.85*10-3*v*f=74HZ λ/2
2.7
不会做
2.8
解:
由题意可得:Cterrain忽略,hre=2m,hte=40m,d=15km
城市的路径损耗LP=69.55+26.16lg900-13.82lg40-3.2[lg(11.75*2)]2
-4.97+(44.9-6.55lg40)lg15=164.1dB
郊区的路径损耗LP=69.55+26.16lg900-13.82lg40-3.2[lg(11.75*2)]2
-4.97+(44.9-6.55lg40)lg15-2[lg(900/28)]2-5.4=154.2dB
乡村的路径损耗LP=69.55+26.16lg900-13.82lg40-3.2[lg(11.75*2)]2
-4.97+(44.9-6.55lg40)lg15-4.78(lg900)2-18.33lg900-40.98=27.3dB
第四篇:移动通信系统概念
移动通信系统
目录[隐藏] 移动通信系统 1 ,蜂窝系统 2 ,集群系统 3 ,卫星通信系统 4,AdHoc 网络系统 5,无线通信网 6,移动通信系统的特点 1 7,相关图书信息内容简介 1 图书目录
[编辑本段 移动通信系统 编辑本段]移动通信系统 编辑本段
移动通信系统主要有蜂窝系统,集群系统,AdHoc 网络系统,卫星通信系统,分 组无线网,无绳电话系统,无线电传呼系统等.
[编辑本段 编辑本段]1 , 蜂窝系统 编辑本段
蜂窝系统是覆盖范围最广的陆地公用移动通信系统.在蜂窝系统中,覆盖区域一 般被划分为类似蜂窝的多个小区.每个小区内设置固定的基站,为用户提供接入和信 息转发服务.移 动用户 之间以及移动用 户和非 移动用户之间的 通信均 需通过基站进 行.基站则一般通过有线线路连接到主要由交换机构成的骨干交换网络.蜂窝系统是 一种有连接网络, 一旦一个信道被分配给某个用户, 通常此信道可一直被此用户使用.蜂窝系统一般用于语音通信.
[编辑本段 编辑本段]2 , 集群系统 编辑本段
集群系统与蜂窝系统类似,也是一种有连接的网络,一般属于专用网络,规模不 大,主要为移动用户提供语音通信.
[编辑本段 编辑本段]3 , 卫星通信系统 编辑本段
卫星通信系统的通信范围最广,可以为全球每个角落的用户提供通信服务.在此 系统中, 卫星起着与基站类似的功能.卫星通信系统按卫星所处位置可分为静止轨道, 中轨道和低轨道3种.卫星通信系统存在成本高,传输延时大,传输带宽有限等不足.
上述移动通信系统都需要有线网络通信基础设施的支持,如基站,交换机,卫星 等.这些设施的建立和运转需要大量的人力和物力,因此成本比较高,同时建设的周 期也长.Ad Hoc 网络不需要基站的支持,由主机自己组网,因此,网络建立的成本 低,同时时间短,一般只要几秒钟或几分钟.上述通信系统中,移动终端之间并不直 接通信,并且移动终端只具备收发功能,不具备转发功能.而 Ad Hoc 网络由移动主 机构成,移动主机之间可以直接通信,而移动主机不仅收发数据,同时还转发数据.此外目前的移动通信系统主要为用户提供语音通信功能,通常采用电路交换,拓扑结 构比较稳定.而 Ad Hoc 网络使用分组转发技术,主要为用户提供数据通信服务,拓 扑结构易于变化.
[编辑本段 , AdHoc 网络系统 编辑本段]4, 编辑本段
Hoc 网络是一种没有有线基础设施支持的移动网络, 网络中的节点均由移动 Hoc 网络最初应用于军事领域,它的研究起源于战场环境下分组无线
Ad
主机构成.Ad
网数据通信项目,该项目由DARPA资助,其后,又在1983年和1994年进行了抗 毁可适应网络SURAN(Survivable Adaptive Networ k)和全球移动信息系统GloMo(Global Information S y
stem)项目的研究.由于无线通信和终端技术的不断发展,Ad Hoc 网络在民 用环境下也得到了发展,如需要在没有有线基础设施的地区进行临时通信时,可以很 方便地通过搭建 Ad Hoc 网络实现.在 Ad Hoc 网络中,当两个移动主机(如图1中的主机A和B)在彼此的通信覆 盖范围内时,它们可以直接通信.但是由于移动主机的通信覆盖范围有限,如果两个 相距较远的主机(如图1中的主机A和C)要进行通信,则需要通过它们之间的移动 主机B的转发才能实现.因此在 Ad Hoc 网络中,主机同时还是路由器,担负着寻找 路由和转发报文的工作.在 Ad Hoc 网络中,每个主机的通信范围有限,因此路由一 般都由多跳组成,数据通过多个主机的转发才能到达目的地.故 Ad Hoc 网络也被称 为多跳无线网络.其结构如图2所示.Ad Hoc 网络可以看作是移动通信和计算机网络的交叉.在 Ad Hoc 网络中,使 用计算机网络的分组交换机制,而不是电路交换机制.通信的主机一般是便携式计算 机,个人数字助理(PDA)等移动终端设备.Ad Hoc 网络不同于目前因特网环境 中的移动 IP 网络.在移动 IP 网络中,移动主机可以通过固定有线网络,无线链路和 拨号线路等方式接入网络,而在 Ad Hoc 网络中只存在无线链路一种连接方式.在移 动 IP 网络中,移动主机通过相邻的基站等有线设施的支持才能通信,在基站和基站(代理和代理)之间均为有线网络,仍然使用因特网的传统路由协议.而 Ad Hoc 网 络没有这些设施的支持.此外,在移动 IP 网络中移动主机不具备路由功能,只是一 个普通的通信终端.当移动主机从一个区移动到另一个区时并不改变网络拓扑结构, 而 Ad Hoc 网络中移动主机的移动将会导致拓扑结构的改变.
[编辑本段 , 无线通信网 编辑本段]5, 编辑本段
分组无线网是一种利用无线信道进行分组交换的通信网络,即网络中传送的信息 要以“分组”或者称“信包”为基本单元.分组是由若干比特组成的信息段.通常包含“包头”和“正文”两部分.包头中含有 该分组的源地址,宿地址和有关路由等信息等.正文是真正需要传送的信息.适用特点:分组无线网特别适用于实时性要求不严和短消息比较多的数据通信.网络结构:星形结构 分布式结构
[编辑本段 , 移动通信系统的特点 编辑本段]6, 编辑本段
1.移动通信必须利用无线电波进行信息传输 移动通信必须利用无线电波进行信息传输 这种传播煤质允许通信中的用户可以在一定范围内自由活动,其位置不受束缚, 不过无线电波的传播特性一般要受到诸多因素的影响.移动通信的 运行环 境十分复杂,电 波不仅 会随着传播距离 的增加 而发生弥散消 耗,并且会受到地形,地物的遮蔽而发生“阴影效应”,而且信号经过多点
反射,会从 多条路径到达接收地点,这种多径信号的幅度,相位和到达时间都不一样,它们互相 叠加会产生电平衰落和时延扩展.移动通信常常在快速移动中进行,这不仅会引起多普勒频移,产生随机调频,而 且会使得电波传输特性发生快速的随机起伏,严重影响通信质量.故移动通信系统须 根据移动信道的特征,进行合理的设计.2, 通信是在复杂的干扰环境中运行的 , 移动通信系统是采用多信道共用技术,在一个无线小区内,同时通信者会有成百 上千,基站会有多部收发信机同时在同一地点工作,会产生许多干扰信号,还有各种 工业干扰和认为干扰.归纳起来有通道干扰,互调干扰,邻道干扰,多址干扰等,以 及近基站强信号会压制远基站弱信号,这种现象称为“远近效应”.在移动通信中,将 采用多种抗干扰,抗衰落技术措施以减少这些干扰信号的影响.3, 移动通信业务量的需求与日俱增 , 移动通信可 以利用 的频谱资源非常 有限, 但不断地扩大移 动通信 系统的通信容 量,始终是移动通信发展中的焦点.要解决这一难题,一方面要开辟和启动新的频段, 另一方面要研究发展新技术和新措施,提高频谱利用率.因此,有限频谱合理分配和 严格管理是有效利用频谱资源的前提,这是国际上和各国频谱管理机构和组织的重要 职责.4, 移动通信系统的网络结构多种多样 , 网络管理和控制必须有效 , 根据通信地区的不同需要,移动通信网路结构多种多样,为此,移动通信网络必 须具备很强的管理和控制能力,如用户登记和定位,通信(呼叫)链路的建立和拆除, 信道分配和管理,通信计费,鉴权,安全和保密管理以及用户过境切换和漫游控制等.5, 移动通信设备(主要是 移动台)必须适于在移动环境中使用 , 移动通信设备(主要是移动台 移动通信设备要求体积小,重量轻,省电,携带方便,操作简单,可靠耐用和维 护方便,还应保证在振动,冲击,高低温环境变化等恶劣条件下能够正常工作.
第五篇:基于移动通信系统报告
关于移动通信发展的调查报告
班级:电信姓名:李忠凯
学号:091
090819311
在世界范围内,移动通信的发展如日中天。从用户规模来看,目前全球的移动用户数已达到7亿户,并仍以每天新增70-80万户的速度增长着。在我国,截至2001年12月底,已有移动用户1.45亿户,而且还在以每月新增500万用户的速度不断增长着。在这种情况下,对现有移动通信系统进行技术改进的需求越来越迫切,一方面要求通过采用新的技术,不断提高
系统容量,以支持日益增长的移动用户数,另一方面要求提供尽可能丰富的移动业务,满足移动用户不断增长的业务需求。移动通信系统正是在这两个需求的驱动下,不断得到发展的。
一、移动通信系统的发展
从所提供业务的角度来看,移动通信的发展可以分为三个阶段。
第一阶段是提供移动语音业务,包括在2001年底已停止运行的模拟TACS系统、早期的GSM系统和IS-95系统等。
第二阶段是提供电路型数据业务,如GSM系统的电路型数据业务平面和IS-95A/B系统的电路型数据业务平面。所能提供的业务包括传真和其他承载业务,如WAP等。电路型数据业务中移动用户独占一定的无线资源,由于无线资源的限制,移动系统所能分配给某一个移动用户的无线资源有限,因此电路型数据业务的速率往往较低,如GSM系统能提供的业务速率约为10kbit/s。由于速率较低,数据量较少,因此在实际应用中使用得较少。联通公司在新建立的CDMA系统中就没有建设电路型数据平面,为提高电路型数据业务的速率,GSM和CDMA系统都考虑使用多信道捆绑的方式来提高业务速率,如GSM系统曾发展为HSCSD,IS-95A系统发展为IS-95B,支持最多8个信道的捆绑,但由于无线资源的限制,在实际运行中仍难以达到较高的速率。HSCSD尚未进入商用阶段就被放弃,取而代之的是分组数据业务GPRS。
IS-95B在日本和韩国得到一定程度的应用,业务速率可以达到64kbit/s。
第三阶段是提供分组数据业务,如GPRS系统和cdma2000-1x系统。Internet是一种典型的分组数据业务,随着Internet用户的快速增长,对移动Internet接入的需求不断增加。近几年来,全球几乎所有的移动运营商和设备开发商都将注意力集中在分组数据业务的开发和试验上。GSM系统希望首先演进为GPRS技术,实现分组数据业务,并最终过渡到W-CDMA技术,以进一步提高业务速率。IS-95系统将升级为cdma2000-1x系统,然后随着业务速率的提高,将逐步升级为1xEV DO(HDR)或1xEV DV技术。
与电路型数据业务下移动用户长时间独占一定的无线资源不同的是,在分组数据业务下,所有的移动用户共享无线资源,并且每个用户只在有业务数据传送时才动态地申请和占用无线资源,因此采用分组数据方式可以做到“永远在线”。如GPRS的峰值速率为115.2kbit/s,cdma2000-1x系统的峰值速率为153.6kbit/s,因此与电路型数据业务平面相比,分组数据业务平面更适于支持移动Internet业务。但另一方面,由于在分组业务下,多个移动用户共享一定的无线资源,因此尽管分组业务可以有较高的峰值业务速率,但在用户进行数据传送期间内的平均业务速率仍然较低,而平均业务速率与峰值业务速率的比值也成为衡量系统技术的一项重要指标。从近一年多的试验来看,GPRS的平均业务速率可以达到20kbit/s-40kbit/s,cdma2000-1x技术的平均业务速率为70 kbit/s-80kbit/s。相比较而言,cdma2000-1x技术较GPRS技术成熟。三代技术的核心就是解决如何更好地支持分组数据业务,一方面需通过采用更先进的空中接口技术提高峰值传输速率,同时还要通过改进资源调度算法提高平均业务速率,以满足移动通信发展的需求。
二、三代及三代增强技术
1999年11月,ITU确定了三代标准的五种技术,其中最具代表性的是三种基于CDMA的技术,即DS0-CDMA(WCDMA)、MC-CDMA(cdma2000)、TDD-CDMA(HCR TDD和LCR TDD)。这三种技术具有不同的特点。
(一)MC-CDMA(cdma2000)
MC-CDMA(cdma2000)由美国提出,是由IS-95系统演进而来的,并向下兼容IS-95系统,主要技术掌握在Qualcomm公司手中。IS-95系统是世界上最早的CDMA移动系统,已在世界范围内进行了10多年的试验和运营,现已被证明是十分稳定的系统。cdma2000系统继承了IS-95系统在组网、系统优化方面的经验,并进一步对业务速率进行了扩展,同时通过引入一些先进的无线技术,进一步提升了系统容量。
cdma2000系统在空中接口方面完全向下兼容IS-95系统。在核心网络方面,cdma2000系统继续使用IS-95系统的核心网作为其电路域来处理电路型业务,如话音业务和电路型数据业务,同时在系统中新增加分组域设备(PDSN和PCF)来处理分组数据业务。因此在建设cdma2000系统时,原有的IS-95的网络设备可以继续使用,只要新增加分组域设备即可。在基站方面,由于IS-95与1x的兼容性,可以做到仅更新信道板,并将系统软件升级,即可将IS-95基站升级为cdma2000-1x基站。联通公司在其CDMA网络建设中就是采用了这种升级方案。由于cdma2000系统具有良好的兼容性,因此现在已有多家厂商可以提供cdma2000-1x的商用设备。在韩国已经开始了cdma2000-1x的商业运营,实际测试结果表明,对于语音业务,1x系统的容量是IS-95系统的1.6倍。现对cdma2000技术的增强,即1xEV的研究和标准化工作正在进行,其第一个增强版1xEV DO(HDR)已被ITU接纳为国际标准,1xEV DV标准正在制定中。HDR是完全针对分组数据业务设计的无线技术,在一个1.25MHz带宽内可以提供的峰值速率为2.4Mbit/s,已达到ITU对三代系统的速率要求。使用HDR技术时,分组数据业务仍然利用分组域设备(PDSN和PCF)来处理,无需再增加网络单元。由于HDR在射频方面与cdma2000-1x/IS-95完全相同,因此只需在原cdma2000-1x基站中更新HDR信道板,再将软件升级即可。现在Qualcomm公司、日本和韩国已开始进行现场试验,峰值速率可达到2.4Mbit/s,平均速率可达600kbit/s-1.2Mbit/s。
HDR需使用一个独立的1.25MHz载波来传输分组数据业务,采用时分复用的方式并利用基于传输质量的调度算法实现多个移动用户共享全部的无线资源。从理论上讲,将资源占用较少的话音业务与短时资源占用较高的分组数据业务放在同一个载波内进行传输,通过合理的优化可以实现更高的无线资源利用率,但由于话音业务和分组数据业务对服务质量(QoS)的要求有较大的差异,优化算法将变得十分复杂。1x EV DV正在向这个方向努力,预计2002年上半年可以完成标准化工作。
(二)DS-CDMA(W-CDMA)
DS-CDMA(W-CDMA)由日本和欧洲提出,从事W-CDMA标准研究和设备开发的厂商最多,其中包括爱立信、诺基亚、北电、摩托罗拉、三星、西门子/NEC和阿尔卡特/富士通等。在W-CDMA的市场前景尚无法预知的情况下,Qualcomm公司也已开始着手进行W-CDMA基站和终端芯片的开发。为打破Qualcomm公司对CDMA技术的垄断,W-CDMA在最初设计时,采用了一些技术试图绕过Qualcomm公司的专利,如基站间不采用GPS进行同步、不采用连续导引信道的系统/小区搜索方法等。但这些技术的采用将直接影响到CDMA的一些固有优势的发挥,如软切换等,因此这些技术在实际运用中的效果还需验证。尽管理论上W-CDMA系统在异步的情况下仍可以进行软切换,但几乎所有现在开发的设备都使用了GPS进行同步,或使用较高代价实现基于网络的同步方案。随着标准化工作的展开,在W-CDMA系统中也逐渐引入了连续的导引信道,使得终端系统得到简化。现在W-CDMA将连续导引信道和不连续导引信道的方式都保留在标准中,具体使用哪种方式可以由厂家自行决定,因此W-CDMA未来可能会出现较多的互联问题,而且两种导引信道同时存在增加了系统的开销。有消息说,Qualcomm公司在开始开发W-CDMA芯片前,曾用了一年半的时间研究需开发W-CDMA的哪些功能项,但最终难以决定。如,若使用连续导引信道方式,则系统性能最佳,且与IS-95/cdma2000-1x十分相似,开发也很容易,但考虑到由于专利问题,其他厂家极有可能使用非连续导引信道的方式,则将来在终端的互联上可能存在较大的问题。上述担心造成Qualcomm公司的W-CDMA芯片开发计划一再推迟。尽管Qualcomm公司现在已着手开发W-CDMA芯片,但仍将很多问题留到未来互联时再确定。国内一些制造商现正在进行W-CDMA设备的开发,也将面临着同样的问题。
由于开发W-CDMA设备的厂家很多,因此造成投资比较分散,技术问题没有得到集中解决,这又将给未来系统互联造成较多的问题。同时W-CDMA的核心专利被21家公司掌握,因此对国内的设备开发厂商来说,未来在专利问题的处理上也将会十分复杂。
W-CDMA系统每个载波占用5MHz的带宽,每个运营商在布置W-CDMA系统时仅能使用2-3个载波,因此W-CDMA在初始设计时,即考虑在同一个载波内支持话音和数据业务。为此,W-CDMA系统定义了十分复杂的MAC层,根据不同的业务类型使用不同的复接方案。由于MAC层过于复杂,众多的基站和终端厂商几乎都只能支持其中的一个子集,这就进一步增加了系统互联的难度和复杂程度。
另一方面,W-CDMA将不同QoS要求的业务在同一个载频内进行共同优化,其过程会比较复杂。另外,由于W-CDMA试图通过MAC层将不同QoS要求的业务复接在一个或多个物理信道上,这种复杂的复接方法削弱了业务的QoS与物理层的无线资源控制间的关系,增加了对无线资源管理的难度。因此W-CDMA在短时间内很难将其系统容量优化到可以与cdma2000-1x比拟的程度。
W-CDMA的主要运营商将会出自于现在的GSM运营商,对于GSM运营商来说,理想的演进方式是GSM→GPRS→EDGE/W-CDMA,即首先通过GPRS建立全新的分组域核心网络,再引入EDGE/W-CDMA提高业务速率。但由于GPRS在近期的试验结果不是很好,因此对W-CDMA的推广会产生一定的影响。同时由于W-CDMA在开发中发现的问题较多,使得W-CDMA的商用计划一再推迟,所有这些问题都使得W-CDMA已不像两年前那样被广泛看好。如果W-CDMA不能尽快进入运营阶段,也不能排除原GSM运营商直接采用HDR技术提供分组数据业务,并过渡到全面使用cdma2000技术的可能。(三)TDD-CDMA(HCR TDD和LCR TDD)
TDD-CDMA包括两种制式,即欧洲提出的TD-CDMA(ITU标准中称为高码片速率TDD,HCR TDD)和中国提出的TD-SCDMA(ITU标准中称为低码片速率TDD,LCR TDD)。
HCR TDD最早由西门子公司提出,主要是针对解决微蜂窝和微微蜂窝覆盖的技术方案。但由于技术和资金等方面的原因,西门子已逐渐放弃其HCR TDD的研究和开发,而转入与大唐合作开发TD-SCDMA。因此事实上TDD-CDMA的标准只剩下TD-SCDMA。
TD-SCDMA是由我国的大唐集团在原SCDMA技术上提出的一种TDD技术方案,并希望能够用于支持从微微蜂窝至宏蜂窝的各种应用环境。TD-SCDMA中使用了大量的先进技术,如智能天线技术和联合检测技术等。所有这些技术以及TDD的组网方案都还未在其他系统中得到较好的运用,因此与W-CDMA相比,TD-SCDMA更不成熟,也更需要时间进行验证。
在标准中,智能天线技术和联合检测技术均为可选择使用的技术,但如果不采用这两项技术,TD-SCDMA的系统容量将远远低于cdma2000系统。除了这两项技术本身需要验证外,由于使用这两项技术,还使得基站间的同频覆盖变得较难解决,如不解决同频覆盖问题,则TD-SCDMA的系统容量也将远远低于cdma2000系统。
另外,在使用了智能天线技术、联合检测技术和TDD技术后,在网络规划和网络优化方面也与其他系统存在较大的差异,几乎没有可借鉴的经验,这也给TD-SCDMA的大规模商用设置了不小的障碍。
TD-SCDMA除空中接口技术外,高层沿用了W-CDMA的协议栈,只是针对物理层的改变作了适当的修改。TD-SCDMA是一种时分复用系统,在复用策略上与W-CDMA存在较大的差异,因此沿用W-CDMA复杂的MAC层方案可能会产生比W-CDMA更多的问题,这些问题在无线资源管理和优化上会显得尤为突出。因此TD-SCDMA需要更大的投入来解决这些问题。
由于TD-SCDMA是时分复用系统,所以从技术的角度来看,GSM/GPRS的核心网络和高层协议更适合于TD-SCDMA,而不是3GPP的网络结构和高层协议。因此西门子和大唐也提出了TD-SCDMA over GSM(TSM)的技术方案,但该方案现在还未得到运营商的广泛认可。如果排除系统推出时间上的问题,TSM与EDGE相比应该有较大的技术优势。
由此可见,在所有的3G技术方案中,cdma2000技术较为成熟,具有最好的系统性能和最强的适用性,而且从2G向3G的过渡方案也是最平滑的,因此,cdma2000系统较W-CDMA和TD-SCDMA会最早投入商业运行。HDR技术是最成熟的基于微蜂窝和宏蜂窝的数据接入解决方案,并且能够满足运营商和用户的全部需求,现已开始技术试验,相信2002年底即可投入商业运营。