W-CDMA與CDMA2000的分歧與融合----楊洪生宋國文

2019-11-03 09:52:10

字體：大中小

來源：轉載

供稿：網友

W-CDMA與CDMA2000的分歧與融合----楊洪生宋國文摘要本文對IMT－2O00候選建議的兩大主流方案W－CDMA和CDMA2000的技術特性的相容性以及造成它們之間分歧的主要原因進行了深入探討，并分析了它們對第三代移動通信無線標準制定的影響。關鍵詞 IMT－2000 W－CDMA CDMA20001 基于CDMA的兩個主流建議 1999年新年剛過，國際電聯（ITU）關于第三代移動通信系統IMT－2OOO的無線傳輸技術（RTT）標準的制定工作即將進入最后的實質性階段。1998年底前，共有16個RTT候選方案提交給ITU并獲得進入下一階段的資格。從提交的候選方案來看，基于CDMA技術的解決方案成為新一代移動通信系統RTT的主流。此次向ITU提交的幾個基于CDMA的陸上移動通信候選建議，根據各自的技術特征主要可以分為兩個大的派別：一方以歐洲ETSI和日本ARIB的W－CDMA方案為主體，其中還可包含韓國TTAI的寬帶CDMA，美國的TipI、TR46.1提交的方案，它們的技術特性非常近似，可以概括為W－CDMA一派；另一方以美國TR45.5提交的CDMA20OO（也稱Wide－band cdmaOne）為主體，韓國的 TTAI的方案與它很相似。這些建議之間的關系如圖1所示。就這兩個建議的技術特點來看，由于它們各自不同的設計出發點，造成了它們不同的技術特色。W－CDMA技術建議充分考慮了與第二代GSM移動通信系統的互操作性和對GSM核心網絡的兼容性。CDMA2O00的開發策略是對以IS－95標準為藍本的cdmaOne系統的平滑升級。這兩個標準的主要差異可以歸納為如下幾點：（1）擴頻碼片速率與射頻信道結構：W－CDMA根據ITU關于5 MHz信道基本帶寬的劃分規則，將基本碼片速率定為4.O96 Mchip／s，在一個完整的信道內，使用直接擴頻調制；CDMA2000為了兼容cdmaOne，以原cdmaOne的基本碼片速率的三倍，即 3.6864 Mchip／s作為 CDMA200O的基本速率進行直接擴頻調制。同時，CDMA2O00還定義了以原cdmaOne系統3個基本信道（帶寬 1.25 MHz）作頻分復用的多載波擴頻調制方式。（2）支持不同的核心網絡標準：W－CDMA要求實現與GSM網絡的全兼容，所以它把GSMMAP協議作為上層核心網絡協議；CDMA20OO要求完全兼容cdmaOne，因此，它支持ANSI-41作為自己的核心網絡協議。（3）基站之間的同步問題：CDMA2000沿襲了cdmaOne各個基站依靠GPS測量實現前向信道同步的要求；而W－CDMA沒有基站同步的要求。由于這兩個建議分別代表了對第二代移動通信系統兩大不同技術體制的兼容，因此，W－CDMA和CDMA2000都有各自的眾多支持者。雖然各方經過歷時兩年多的磋商，仍然不能就達成一個統一的RTT技術標準取得一致。2 W－CDMA和CDMA2000技術標準的相容性 W－CDMA和 CDMA2000的技術特點比較如表 1所示。通過以上對W－CDMA和CDMA2000的主要項目的比較，能夠得出一個十分明確的結論：就技術方案中關鍵性問題的設計方法而言，W－CDMA和CDMA2000的確是相容的。首先，就總的無線信道的空中接口結構而言，這兩類方案有如下的共同特點：（1）都是采用定時長的幀結構作為基本的傳送單位，在一個幀上實施速率匹配，卷積創錯，交織運算等操作。（2）以短的可變長度正交序列調制出獨立的物理通道（“通道化”），并遵循ITU建議M.1035，將這些獨立的通道映射為具有不同功能的邏輯通道。（3）在一個獨立通道內，又可將導頻引導字、功率控制消息、數據速率信息進行時分復用。（4）在完成了利用短碼調制的“通道化”之后，不同通道可以按不同的加權增益組合起來進行在I／Q信道的復用。（5）為了分隔不同小區和不同用戶，采用長碼（如大M序列或GOLD序列）進行最后的擴頻調制，完成整個“復雜擴頻電路”結構。其次，關于 W－CDMA和 CDMA2O00建議中對于導頻的設計和使用。導頻在CDMA移動通信系統計中占有舉足輕重的地位。W－CDMA和CDMA2000都是依靠導頻信道來完成相干接收的。在上下行方向，W－CDMA都采用了直接指派到用戶的時分復用的導頻，以配合多速率以及分組突發業務的接收。CDMA2000則仍沿用了IS－95標準下的導頻設計方法：上行信道上碼分復用導頻，下行信道采用公共連續導頻。這里，由于W－CDMA和CDMA2000在下行信道上的導頻設計不同，直接導致W－CDMA成為“異步”的CDMA，即相鄰小區之間異步；而CDMA2000依靠下行公共導頻和GPS，實現相鄰小區間的同步。但由于W－CDMA擁有指派到用戶的時分導瀕，在異步環境下的越區切換同樣沒有問題。再次，關于多速率業務的支持，W－CDMA和CDMA2000方案都采用可變擴頻增益／多碼道并行調制，并且擴頻指數都是4～256。最后，關于功率控制方法，兩個方案都采用了開環結合快速閉環的控制。綜上所述，就RTT主要技術項目的設計方法來看，W－CDMA和 CDMA2000是相容的。W－CDMA和CDMA2000建議的爭論，與其說是技術角度的分歧，還不如說是商業利益上的斗爭。3 兼容不同體制，影響集團利益為了更清楚地探討W－CDMA與CDMA2000的爭議所在，讓我們分析一下移動通信市場的形勢。一方面，以TDMA為基礎的GSM系統在全球移動通信市場得到了巨大的發展。據統計，目前全世界移動通信系統有8O％是基于TDMA的，預計2002年以前，全世界GSM用戶將達3億。各國的大型移動通信企業在GSM上都進行了大量的投資，而以CDMA為基礎的IS-95以及增強一代的cdmaOne卻只占到移動通信市場10％左右的份額。另一方面，近年來對于CDMA技術的研究，使人們越來越感到基于CDMA的移動通信系統具有比基于TDMA的系統更為優異的性能，因此，在IMT－2000標準的候選建議中，基于CDMA的建議成為了主流。設想如果一個基于CDMA的建議被接納為IMT－20O0的標準，首先，它要兼容GSM。因為如果一個新的標準不能兼容目前占有80％以上市場份額的GSM，它絕對不會有市場。在歐洲、日本、北美的大部分地區，GSM系統占有絕對的優勢，諸如愛立信等一些世界著名的移動通信公司在GSM市場上擁有巨大的利益，而 Wb－CDMA正是代表了 GSM集團的利益。 1998年12月愛立信公司（中國）副總裁曾經指出，愛立信基于W－CDMA的全套解決方案已經開發完成，它將完全與GSM的核心網絡相兼容。但以IS-95為代表的第二代CDMA移動通信系統及其增強的。dmaOne雖然只經過了短短幾年的發展，也已擁有了 16O0萬用戶并且在近40個國家開設了商用或試驗系統。cdmaOne標準化組織CDG堅持認為基于CDMA的第三代移動通信標準應當是基于對cdmaOne的平滑升級。正如本文第一部分所談到的，CDMA2OOO正是采用了這樣一種平滑升級的設計思路，它代表了第二代移動通信系統。dmaOne投資集團的利益。4 IMT－2000無線技術標準的最終融合在本世紀的最后一個年頭，全球電信業的發展到了一個關鍵的轉折點。ITU確信：基于IMT－2000標準的全球移動通信的競爭，將成為全球無線通信產業的關鍵的推動力量；如果在未來的幾個月里各方不能就IMT－2000的RTT標準達成一致，這就意味著全球的移動通信用戶必須花費更多的錢購買支持多個標準的通信設備。人們對于“任何時間，在任何地方，同任何人，進行任何形式的通信”的希望將繼續成為夢想。作為任務組8／1成員的各國移動通信企業的代表們正在達成一種共識：選擇一種能夠全面支持IMT－2O00定義的服務的標準，同時在不增加 IMT－2OOO所定義的功能的基礎上又能兼容第二代移動通信的各種制式（如GSM，IS－95）的妥協方案。這有些類似于當年彩色電視機要兼容兩種制式的黑白電視機。開發一個基于IMT－2OOO概念的全球一致的第三代移動通信標準的共識正在增強。新年伊始，剛剛到任的ITU總秘書長YoshioUtsumi開始就3G標準的制定問題與國際移動通信業界各個主要方面進行緊急磋商，國際著名的移動通信組織包括無線通信聯盟（UWCC）、CDMA開發組（CDG）、GSM聯盟都表示IMT－2000的標準化工作不能被阻隔，它們呼吁有關各方達成妥協。有關RTT標準的最后發布日期，被確定為1999年底。在末來這幾個月，ITU任務組8／1將就有資格的候選建議進行討論，從而選定最適合IMT－2000的無線接口標準。衷心期望W－CDMA和CDMA2000這兩個代表候選建議主流的方案，能夠就主要技術問題達成妥協，彼此互相補充、互取所長，融合出一個全球統一的第三代移動通信RTT標準。