1、WCDMA移動通信技術(shù)的發(fā)展1G1G模擬制式的移動通信系統(tǒng)，得益于70年代的兩項關(guān)鍵突破：微處理器的發(fā)明和交換及控制鏈路的數(shù)字化。AMPS是美國推出的世界上第一個1G移動通信系統(tǒng)，充分利用了FDMA技術(shù)實現(xiàn)國內(nèi)范圍的語音通信。2G2G 風靡全球十幾年的數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)，80年代末開發(fā)。2G是包括語音在內(nèi)的全數(shù)字化系統(tǒng)，新技術(shù)體現(xiàn)在通話質(zhì)量和系統(tǒng)容量的提升。GSM(Globalsystemformobilecommunication)是第一個商業(yè)運營的2G系統(tǒng)，GSM采用TDMA技術(shù)。2.5G2.5G25G 在2G基礎(chǔ)上提供增強業(yè)務(wù)，如WAP。3G3G3G是移動多媒體通信系統(tǒng)，提供的業(yè)務(wù)包括語音

2、，傳真，數(shù)據(jù)，多媒體娛樂和全球無縫漫游等。NTT和愛立信1996年開始開發(fā)3G（ETSI于1998年），1998年國際電聯(lián)推出WCDMA和CDMA2000兩商用標準（中國2000年推出TD-SCDMA標準，2001年3月被3GPP接納，起源于李世鶴帶頭搞的SCDMA）第一個3G網(wǎng)絡(luò)運營于2001年的日本。3G技術(shù)提供2MBPS標準用戶速率（高速移動下提供144KBPS速率）。3G3G技術(shù)概述技術(shù)概述 3G是“3rdGeneration”(第三代)的縮寫，即第三代移動通信系統(tǒng)(IMT-2000)，它是高速移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域的行業(yè)術(shù)語。 狹義地講，3G就是指國際電信聯(lián)盟(ITU)確定的三大主流無

3、線接口標準：W-CDMA(寬頻分碼多重存取)、CDMA2000(多載波分復用擴頻調(diào)制)和TDS-CDMA(時分同步碼分多址接入)。縱觀移動通訊系統(tǒng)的發(fā)展歷史，模擬移動手機被稱作“第一代”；數(shù)字移動手機被列入“第二代”；而其后的發(fā)展技術(shù)被稱作“第三代”。當前全球還存在多種第一代和第二代通訊系統(tǒng)，它們成為全球范圍內(nèi)普及單一通訊終端設(shè)備的一個阻力。另外，3G技術(shù)面臨的最大挑戰(zhàn)是系統(tǒng)的標準化，如何能夠支持單一通訊終端設(shè)備可以在全球范圍內(nèi)得到通用。3G技術(shù)的設(shè)計基礎(chǔ)是支持全系列的移動多媒體系統(tǒng)，其對多種數(shù)據(jù)速率提供靈活的支持，不僅可以傳送語音數(shù)據(jù)，還可以根據(jù)需要傳送視頻數(shù)據(jù)。使用3G網(wǎng)絡(luò)，我們可以傳輸需

4、要高帶寬的應(yīng)用數(shù)據(jù)，它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁瀏覽、電話會議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。為了提供這種服務(wù)，無線網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度，也就是說在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中能夠分別支持至少2Mbps(兆字節(jié)/每秒)、384kbps(千字節(jié)/每秒)以及144kbps的傳輸速度。 3 3G G技術(shù)體制技術(shù)體制WCDMA由歐洲標準化組織3GPP(3rd Generation Partnership Project)所制定，受全球標準化組織、設(shè)備制造商、器件供應(yīng)商、運營商的廣泛支持，將成為未來3G的主流體制。Cdma2000體制是基于IS-95的標準基礎(chǔ)上提出的3G

5、標準，目前其標準化工作由3GPP2來完成。TD-SCDMA標準由中國無線通信標準組織CWTS提出，目前已經(jīng)融合到了3GPP關(guān)于WCDMA-TDD的相關(guān)規(guī)范中。三種制式技術(shù)比較WCDMA概述 WCDMA全稱為Wideband CDMA，也稱為CDMA Direct Spread，意為寬頻分碼多重存取，這是基于GSM網(wǎng)發(fā)展出來的3G技術(shù)規(guī)范，是歐洲提出的寬帶CDMA技術(shù)，它與日本提出的寬帶CDMA技術(shù)基本相同，目前正在進一步融合。W-CDMA的支持者主要是以GSM系統(tǒng)為主的歐洲廠商，日本公司也或多或少參與其中，包括歐美的愛立信、阿爾卡特、諾基亞、朗訊、北電，以及日本的NTT、富士通、夏普等廠商。

6、該標準提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演進策略。這套系統(tǒng)能夠架設(shè)在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)上，對于系統(tǒng)提供商而言可以較輕易地過渡。預計在GSM系統(tǒng)相當普及的亞洲，對這套新技術(shù)的接受度會相當高。因此W-CDMA具有先天的市場優(yōu)勢。 WCDMA發(fā)展歷程GSMGPRSWCDMAWCDMA與CDMA的區(qū)別從發(fā)展地理上看WCDMA是歐洲標準，CDMA是美國標準從技術(shù)上看WCDMA是寬帶碼分多址的縮寫，CDMA是碼分多址的縮寫。二者在技術(shù)上有差異，雖然名稱上都帶有CDMA，但WCDMA并不是從CDMA的基礎(chǔ)上發(fā)展過來的在中國來看WCDMA的電信運營商為聯(lián)通，網(wǎng)速最快，針對中高端；CD

7、MA2000是中國電信為運營商，優(yōu)點是與中國電信原有的有線上網(wǎng)和固網(wǎng)整合，目前用的是CDMA2000-EVDO，只有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，單純的CDMA是窄帶從發(fā)展歷程來看WCDMA是第三代移動通信技術(shù)，也就是3G，由GSM演進而來，也是目前國際上應(yīng)用的最廣泛的3G標準。CDMA是第二代移動通信技術(shù)，即2G，其3G演進制式是CDMA2000區(qū)別區(qū)別WCDMA從整體技術(shù)上與CDMA區(qū)別并不是很大，都是碼分復用采用共享的策略為用戶提供服務(wù)擴頻碼：WCDMA采用OVSF碼，CDMA采用Walsh碼擾碼：WCDMA采用GOLD碼，CDMA采用PN長碼信道：WCDMA信道多而雜，每一個信道都完成一個特定的功能；CD

8、MA信道相對而言要簡單一些，數(shù)量也少一些移動臺的行為：WCDMA分為4個狀態(tài)，CDMA只有3個狀態(tài)，WCDMA比CDMA多一個空閑狀態(tài)，可以達到快速移動時減少切換的目的WCDMA系統(tǒng)組成RNS無線接入網(wǎng)系統(tǒng)RNCCNNode B nNode B1Node B2UE UE UE Iu接口Iub接口Uu接口RNSIur接口WCDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)CSRNCPSNodeBUEUuIu-CSIu-PSCN(核心網(wǎng)核心網(wǎng))UTRAN（接入網(wǎng)）（接入網(wǎng)）Iu-bIu-rWCDMA通信模型信源編碼信道編碼交織擴頻加擾調(diào)制射頻發(fā)射無線信道信源解碼去交織信道解碼解擴解擾解調(diào)射頻接收WCDMA頻段劃分 國際上給WCDM

9、A分配的頻段為 上行：1920-1980MHz 下行：2110-2170MHz 中國聯(lián)通目前的頻段為 上行：1940-1955MHz 下行：2130-2145MHzWCDMA信道的分類WCDMA信道邏輯信道傳輸信道物理信道公共傳輸信道控制邏輯信道業(yè)務(wù)邏輯信道業(yè)務(wù)傳輸信道上行物理信道下行物理信道WCDMA的相關(guān)技術(shù) 多址技術(shù)和雙工技術(shù) 糾錯編碼技術(shù) 交織技術(shù) 擴頻技術(shù) 分集技術(shù) 復用技術(shù)技術(shù)的選用是圍繞要克服的問題來進行的WCDMA多址接入方式糾錯編碼技術(shù)交織技術(shù)復用技術(shù)擴頻技術(shù)分集技術(shù)高速率、大容量無線傳播中的干擾深衰落多媒體業(yè)務(wù)抗干擾提高系統(tǒng)容量WCDMA采用5MHz的寬頻帶，用于解決3G對

10、高速率、大容量的需求糾錯編碼技術(shù)可以將信號中由于干擾產(chǎn)生的誤碼糾正回來，對抗了無線傳播中的干擾交織技術(shù)將深衰落產(chǎn)生的突發(fā)錯誤轉(zhuǎn)換為隨機錯誤，克服了深衰落的影響復用技術(shù)將不同QoS要求的業(yè)務(wù)復用到一個物理信道中，使給用戶提供多媒體業(yè)務(wù)成為可能擴頻技術(shù)固有的抗干擾能力是對付無線信道干擾的有效手段分集技術(shù)的處理增益使系統(tǒng)容量得以提高多址技術(shù)采用調(diào)頻的多址技術(shù).業(yè)務(wù)信道在不同頻段分配給不同的用戶。TACS、AMPS各用戶使用不同的頻率采用時分的多址技術(shù)。業(yè)務(wù)信道在不同的時間分配給不同的用戶GSM、DAMPS各用戶使用不同的時隙 CDMA是采用擴頻的碼分多址技術(shù)所有用戶在同一時間、同一頻段上、根據(jù)不同的

11、編碼獲得業(yè)務(wù)信道各用戶使用不同的正交化碼序列WCDMA是寬帶碼分多址時間頻率 FDMA頻率時間TDMA頻率時間碼字CDMA雙工技術(shù)區(qū)分用戶的上、下行信息 頻分雙工（頻分雙工（FDDFDD）：以不同頻率區(qū)分上行和下行）：以不同頻率區(qū)分上行和下行WCDMA、CDMA2000使用FDD優(yōu)點：實現(xiàn)簡單缺點：在上下行業(yè)務(wù)不對稱時（主要是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)）頻譜利用效率低 時分雙工（時分雙工（TDDTDD）：以不同時隙區(qū)分上行和下行）：以不同時隙區(qū)分上行和下行TD-SCDMA使用TDD優(yōu)點：在上下行業(yè)務(wù)不對稱時可以給上下行靈活分配不同數(shù)量的時隙，頻譜利用效率高缺點： 實現(xiàn)較復雜，需要比較精確的同步，CDMA體制下，

12、需要GPS同步 和CDMA技術(shù)一起使用時，上下行之間的干擾控制困難交織技術(shù)在通信系統(tǒng)中，為了減少突發(fā)干擾對連續(xù)數(shù)據(jù)造成的大面積差錯，常采用交織來將突發(fā)干擾造成的連續(xù)差錯化解為隨機獨立差錯，使其適合于譯碼器的錯誤糾正。交織，就是打亂原來的數(shù)據(jù)排列規(guī)則，按照一定順序重新排列。WCDMA系統(tǒng)采用了分組交織器（又稱矩形交織器）和均勻交織器兩種技術(shù)。分組交織器在第一次交織（幀間交織）和第二次交織（幀內(nèi)交織）中用到，特點是方式簡單、對短序列交織效果較好，但交織后碼元的去相關(guān)不徹底。均勻交織器在Turbo編碼中用到，其特點是交織算法復雜，但去相關(guān)較徹底。復用技術(shù)復用技術(shù)是指將具有相同或不同QoS要求的業(yè)務(wù)復

13、用到一個物理信道中進行傳輸?shù)募夹g(shù)。由于業(yè)務(wù)種類及其QoS要求千變?nèi)f化，但物理信道的能力只是有限的幾個等級。如何在保證各種業(yè)務(wù)QoS要求的前提下高效地復用到一個物理信道中傳輸是復用算法首要考慮的問題。這就牽涉到速率匹配的問題，它是復用技術(shù)的核心之所在，同時還牽涉到信道編碼方案等其它技術(shù)的選用問題。業(yè)務(wù)3業(yè)務(wù)2業(yè)務(wù)1業(yè)務(wù)4擴頻技術(shù)DATA信道碼OVSF擾碼Symbol rateChip rate3.84MHzChip rate3.84MHz分為擴頻和加擾兩個步驟：符號速率 SF = 3.84MbpsWCDMA中，上行信道碼的SF為：4256 下行信道碼的SF為：4512CDMA2000 1.25M

14、帶寬，1.2288MHzTD-SCDMA1.6M帶寬1.28MHz擴頻就是將信號的頻譜展寬后進行傳輸?shù)募夹g(shù)。其理論解釋為Shannon定理： C=Wlog2(1+P/N)C - 信道容量(用傳輸速率度量) W - 信號頻帶寬度 P - 信號功率 N - 白噪聲功率 該公式表明：在給定的傳輸速率C不變的條件下，頻帶寬度W和信噪比P/N是可以互換的。即可通過增加頻帶寬度的方法，在較低的信噪比P/N(S/N)情況下傳輸信息。擴展頻譜換取信噪比要求的降低。高速擴頻信號高速擴頻信號低速信號低速信號TX解調(diào)信號解調(diào)信號RX高速擴頻信號高速擴頻信號 擴頻信號擴頻信號擴頻示意圖fS（f）f0擴頻前的信號頻譜信

15、號S（f）ff0擴頻后的信號頻譜信號S（f）ff0解擴頻后的信號頻譜信號干擾噪聲fS（f）f0解擴頻前的信號頻譜信號干擾噪聲信號脈沖干擾白噪聲擴頻的方式pWCDMA采用直接擴頻（DSSS）方式：即通過將偽噪聲序列與基帶脈沖數(shù)據(jù)相乘來擴展基帶數(shù)據(jù)，其偽噪聲序列由偽噪聲生成器產(chǎn)生。其誤碼率受限于多址干擾和遠近效應(yīng)的影響用功率控制來克服遠近效應(yīng)，受限于功率檢測的精度分集技術(shù)分集技術(shù)是通過自然界無線傳播環(huán)境中的獨立（或至少高度不相關(guān)）多徑信號來實現(xiàn)的。 空間分集空間發(fā)射分集空間接收分集 極化分集：利用水平分量和垂直分量的不相關(guān)性 頻率分集：寬帶信號 時間分集： 以超過信道相干時間的時間間隔重復發(fā)射信號，RAKE接收機，認為：一個碼片時間信道的相關(guān)時間 分集技術(shù)相對投資低廉 可以克服小尺度衰落（由移動臺附近物體的復雜反射引起），可以采用雙天線接收分集 可以克服大尺度衰落（由于周圍環(huán)境地段和地物的差別而導致的陰影區(qū)引起），可以選擇一個所發(fā)信號不在陰影區(qū)的基站位置選擇發(fā)射分集 發(fā)射分集技術(shù)還用來提高無線通信中單用戶的峰值吞吐率WCDMA發(fā)展前景最為明朗GSMGSM運營商運營商100%100%向向WCDMAWCDMA演進演進TD-SCDM