从第二代到第三代 几大类网络技术简介

johnnyrong

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2005-11-04
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从第二代到第三代 几大类网络技术简介

GSM

GSM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

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。

GPRS的传输速率可提升至56Kbps—114Kbps。GPRS的核心技术就是所谓的封包(Packet)技术,封包(Packet)就是将Date封装成许多独立的封包,再将这些封包一个一个传送出去。

EDGE

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。

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。

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。但目前使用CDMA的地区只有日、韩和北美,所以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。

CDMA2000 1xEV支持最高3.1Mbps的下行数据速率,以及最高1.8 Mbps的上行速率。

TD-SCDMA

由于中关村在线手机频道的《中国3G自主知识产权 TD-SCDMA技术简介》一文中专门介绍了中国自主知识产权的3G技术——TD-SCDMA的一些相关技术和特点,在此,我们就不再赘述了,详情请点击文章题目链接进入。
 

johnnyrong

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中国3G自主知识产权 TD-SCDMA技术简介

个人还是比较期待WCDMA。。。

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:

时分双工

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。该方案的优势是:

·根据不同业务,上下行链路间转换点的位置可任意调整;
·TD-SCDMA采用不对称频段,无需成对频段,灵活满足3G要求的不同数据传输速率;
·单个载频带宽为1.6MHz,帧长为5ms,每帧包含7个不同码型的突发脉冲同时传输,由于它占用带宽窄,所以在频谱安排上有很大灵活性;
·TDD上下行工作于同一频率,对称的电波传播特性使之便于利用智能天线等新技术,可达到提高性能、降低成本的目的;
·TDD系统设备成本低,无收发隔离的要求,可使用单片IC实现RF收发信机,其成本比FDD系统低20%~50%。

同时这种时分双工技术也存在一定的缺陷:

·采用多时隙不连续传输方式,抗快衰落和多普勒效应能力比连续传输的FDD方式差,因此ITU要求TDD系统用户终端移动速度为120km/h,远远低于频分双工(FDD)水平;
·TDD系统平均功率与峰值功率之比随时隙数增加而增加,考虑到耗电和成本因素,用户终端的发射功率不可能很大,故通信距离(小区半径)较小,一般不超过10km,而FDD系统的小区半径可达数10km;

智能天线

智能天线系统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。

在接收端,通过空间选择性分集,可大大提高接收灵敏度,减少不同位置同信道用户的干扰,有效合并多径分量,抵消多径衰落,提高上行容量;在发送端,智能空间选择性波束成形传送,降低输出功率要求,减少同信道干扰,提高下行容量。

智能天线改进了小区覆盖,智能天线阵的辐射图形完全可用软件控制,在网络覆盖需要调整等使原覆盖改变时,均可通过软件非常简单地进行网络优化。此外,智能天线降低了无线基站的成本,智能天线使等效发射功率增加,用多只低功率放大器代替单只高功率放大器,可大大降低成本,降低对电源的要求及增加可靠性。
  
智能天线无法解决的问题是时延超过码片宽度的多径干扰和高速移动多普勒效应造成的信道恶化。因此,在多径干扰严重的高速移动环境下,智能天线必须和其它抗干扰的数字信号处理技术同时使用,才可能达到最佳效果。这些数字信号处理技术包括联合检测、干扰抵消及Rake接收等。

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多用户检测

多用户检测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。

最佳多用户检测的目标就是要找出输出序列最大的输入序列。对于同步系统,就是要找出函数最大的输入序列。而使联合检测的频谱利用率提高并在基站和用户终端的功率控制部分更加简单,更值得一提的是在不同智能天线情况下,通过联合检测就可在现存的GSM基础设备是通过C=3的蜂窝再复用模式下使TD-SCDMA进行最终的结果是TD-SCDMA可以在1.6MHZ的低载波频带下通过。

软件无线电

软件无线电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。其优点是:

·通过软件方式,灵活完成硬件功能;
·良好的灵活性及可编程性;
·可代替昂贵的硬件电路,实现复杂的功能;
·对环境的适应性好,不会老化;
·便于系统升级,降低用户设备费用。
·对TD-SCDMA系统来说,软件无线电可用来实现智能天线、同步检测和载波恢复等。

接力切换

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。

接力切换可提高切换成功率,降低切换时对临近基站信道资源的占用。基站控制器(BSC)实时获得移动终端的位置信息,并告知移动终端周围同频基站信息,移动终端同时与两个基站建立联系,切换由BSC判定发起,使移动终端由一个小区切换至另一小区。TD-SCDMA系统既支持频率内切换,也支持频率间切换,具有较高的准确度和较短的切换时间,它可动态分配整个网络的容量,也可以实现不同系统间的切换。
 

johnnyrong

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WCDMA简介

WCDMA全名是Wideband CDMA,中文译名为“宽带分码多工存取”,它可支持384Kbps到2Mbps不等的数据传输速率,在高速移 动的状态,可提供384Kbps的传输速率,在低速或是室内环境下,则可提供高达2Mbps的传输速率。而GSM系统目前只能传送9.6Kbps,固定线路Modem也只是56Kbps的速率,由此可见WCDMA是无线的宽带通讯。

WCDMA是一种由3GPP具体制定的,基于GSM MAP核心网,UTRAN(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。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。

  在Release 5版本引入了下行链路增强技术,即HSDPA(High Speed Downlink Packet Access,高速下行分组接入)技术,在5MHz的带宽内可提供最高14.4Mbps的下行数据传输速率。在Release 6版本引入了上行链路增强技术,即HSUPA(High Speed Uplink Packet Access,高速上行分组接入)技术,在5MHz的带宽内可提供最高约6Mbps的上行数据传输速率。

  目前国际上基于Release 99、Release 4、Release 5的WCDMA系统已先后进入商用。

  除了上述标准版本之外,3GPP从2004年即开始了LTE(Long Term Evolution,长期演进)的研究,基于OFDM、MIMO等技术,试图发展无线接入技术向“高数据速率、低延迟和优化分组数据应用”方向演进。目前在3GPP组织内正在进行LTE的标准化工作。

  此外,在同一些传输通道中,它还可以提供电路交换和分包交换的服务,因此,消费者可以同时利用交换方式接听电话,然后以分包交换方式访问因特网,这样的技术可以提高移动电话的使用效率,使得我们可以超过越在同一时间只能做语音或数据传输的服务的限制。

  在费用方面,WCDMA因为是借助分包交换的技术,所以,网络使用的费用不是以接入的时间计算,而是以消费者的数据传输量来定。

  W—CDMA的支持者主要是以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、朗讯、北电,以及日本的NTT、富士通、夏普等厂商。这套系统能够基于现有的GSM网络上,可以较轻易地过渡到3G,而GSM系统相当普及的亚洲对这套新技术的接受度预料会相当高。因此W-CDMA具有先天的市场优势。
 

johnnyrong

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引用第5楼wsmzjq于2008-04-02 10:03发表的 :
初步看下来我国选择TD是因为成本低的关系吧
很有这个可能
。。。。