（通信与信息系统专业论文）wcdma和cdma2000干扰共存研究.pdf

w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 干扰共存研究 摘要 随着第三代移动通信系统的研究和开发以及各国商用网络的建 设，第三代移动通信系统发展迅速。不同移动通信系统共存时的干扰 问题引起运营商和设备制造商的广泛关注，各大公司纷纷展开对该问 题的研究。我国即将商用3 g ，多个运营商可能采用不同制式，因此 有必要进行符合我国特点的移动通信系统间的干扰共存研究。 本文主要研究w c d m a 系统与c d m a 2 0 0 0 系统的共存问题，本 文主要采用基于m o n t ec a r l o 方法的仿真方法进行干扰仿真，以确定 系统频率干扰保护研究结论，给出不同情况下的干扰解决方法。本文 选题于电信研究院f d d 干扰分析与研究项目。本文首先分析课题的 研究背景，并对第三代移动通信系统特点和发展状况进行了简单介 绍。其次分析了移动通信系统共存时的干扰研究方法，重点分析了移 动通信系统共存的m o n t ec a r l o 仿真方法，然后给出仿真平台和主要 仿真模块的具体分析，详述了基于m o n t ec a r l o 仿真方法的仿真流程， 并给出仿真结果及分析。最后对仿真结果进行总结，提出干扰解决方 法，给出需要进一步研究的问题。 关键词：共存干扰m o n t ec a r l ow c d m aa c i r r e s e a r c ho fi n t e r f e i 也n c ea n d c o e x i s t e n c eo fw c d m aa n dc d m a 2 0 0 0 a b s t r a c t w i t ht h er e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n to ft h et h i r dg e n e r a t i o nm o b i l e c o m m u n i c a t i o ns y s t e m ，a sw e l la sc o m m e r c i a ln e t w o r k sb u i l ti nm a n y c o u n t r i e s ，t h et h i r dg e n e r m i o nm o b i l ec o m m u n i c a t i o ns y s t e md e v e l o p r a p i d l y t h ec o e x i s t e n c ef o rd i f f e r e n tm o b i l es y s t e m sa r ep a y e dm o r e a t t e n t i o nb yo p e r a t o r sa n dm a n u f a c t u r e s m a n ym a j o rc o m p a n i e sh a v e c a r r i e do u tr e s e a r c ho nt h i si s s u e o u rc o u n t r yw i l li a u n c h3 gb u s i n e s s s o o n ，s e v e r a lo p e r a t o r sm a yu s ed i f f c r e n ts t a n d a r d s t h e r e f o r ei ti s n e c e s s a r yt op r o c e e dw i t ht h er e s e a r c ha c c o r d i n gw i t hc h a r a c t e r i s t i c so f c h i n aa b o u tm o b i l ec o m m u n i c a t i o ns y s t e mc o e x i s t e n c e ， t h i s p a p e rs t u d i e st h es y s t e mc o e x i s t e n c ep r o b l e mb e t w e e n w c d m aa n dc d m a 2 0 0 0 t h i sp a p e r m a i n l yp r o c e e di n t e r f e r e n c e s i m u l a t i o nb a s e do nm o n t ec a r l os i m u l a t i o nm e t h o d ，i no r d e rt o d e t e r m i n et h ef r e q u e n c yi n t e r f e r e n c ep r o t e c t i o nr e s e a r c hc o n c l u s i o na n d g i v et h ei n t e r f e r e n c es o l u t i o n su n d e rd i f f e r e n tc i r c u m s t a n c e s t h i st o p i ci s f r o mt h ep r o j e c tn a m e df d di n t e r f e r e n c ea n a l y s i sa n dr e s e a r c ha r o j e c t i nt h et e l e c o m m u n i c a t i o n sr e s e a r c hi n s t i t u t e t h i sp a p e rf i r s t a n a l y s e s t h er e s e a r c hb a c k g r o u n d ，a n d p r e s e n t s t h et h i r d g e n e r a t i o nm o b i l e c o m m u n i c a t i o ns y s t e mc h a r a c t e r i s t i c sa n dt h e d e v e l o p i n g s i t u a t i o n b r i e f l y s e c o n d ，a n a l y s e st h ei n t e r f e r e n c er e s e a r c hm e t h o do fm o b i l e c o m m u n i c a t i o n s y s t e mc o e x i s t e n c e ，m a i n l ya n a l y s e s m o n t ec a r l o s i m u l a t i o nm e t h o du s e df o rm o b i l ec o m m u n i c a t i o ns y s t e m sc o e x i s t e n c e s i m u l a t i o n ，t h e nt h es i m u l a t i o np l a t f o r ma r eg i v e na n dm a i nm o d u l e sa r e s p e c i f i c l ya n a l y s e d ，p a r t i c u l a r l ya n a l y s e ss i m u l a t i o np r o c e s s e sa n dt h e s i m u l a t i o nr e s u l t sa n da n a l y s i sa r eg i v e n f i n a l l yt h es i m u l a t i o nr e s u l t s l l a r es u m m a r i z e da n dt h ei n t e r f e r es o l u t i o n sa r ep u tf o r w a r d s o m ea s p e c t s t h a tn e e df u r t h e ri n v e s t i g a t i o n sa r em e n t i o n e da tt h ee n d k e yw o r d s ：c o e x i s t e n c ei n t e r f e r e n c em o n t ec a r l ow c d m aa c i r i 北京邮 乜人学硕l ：学位论文 缩略语 英文缩弓 3 g 3 g p p 3 g p p 2 a c i r a c l r a c s a r p u b p s k b s c c s a c d g c d m a c w t s d e c t d l e d g e e h s p a e r c f d d g p r s g p s g s m g s m a h a r q h s d p a h s u p a 口 n u i t u r i t u - t 缩略语 英文全拼 t h i r dg e n e r a t i o n t h e3 r dg e n e r a t i o np a r t n e r s h i pp r o j e c t t h e3 r dg e n e r a t i o np a r m e r s h i pp r o j e c t2 a d j a c e n tc h a r m di n t e r f e r e n c er a t i o a d j a c e n tc h a n n e ll e , a k a g ep o w e rr a t i o a d j a c e n tc h a n n e ls e l e c t i v i t y a v e r a g er e v e u u ep e ru s e r b i n a r yp h a s es h i f lk e y b a s es t a t i o n c h i n ac o m m u n i c a t i o n ss t a n d a r d sa s s o c i a t i o n c d m ad e v e l o p m e n tg r o u p c o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s c h i n aw i m l e s st e l e c o m m u n i c a t i o ns t a n d a r d d i g i t a le n h a n c e dc o r d l e s st e l e c o m m u n i c a t i o n s d o w ni i n k e n h a n c e dd a t ar a t ef o rg s me v o l u t i o n e n h a n c e dh i g hs p e e dp a c k e ta c c e s s e u r o p e a nr e s e a r c hc o u l l c i l f r e q u e n c yd i “s i o nd u p l e x g e n c i a ip a c k e tr a d i os e r v i c e g l o b a lp o s i t i o n i n gs y s t e m g l o b a ls y s t e mf o rm o b i l ec o m m u n i c a t i o n s g l o b a ls y s t o nf o rm o b i l ec o m m u n i c a t i o n s a s s o c i a t i o n h y b r i da u t o m a t i cr e p e a tr e q u e s t h i g h - s p e e dd o w n l i n kp a c k e ta c c e s s h i g h s p c c du p l i n kp a c k e ta c c e s s i n t e r n c tp r o t o e n l i n t e m a t i o n a lt c l c c o m m u n i c a t i o nu n i o n n ur a d i o c o m m u n i c a t i o n i t ut e l e c o m m u n i c a t i o ns t a r t d a r d i z a t i o n 7 中文 第三代数字通信 第三代合作伙伴计 划 第三代合作伙伴计 划2 邻信道干扰功率比 邻信道泄渊功率比 邻信道选择性 每户平均收入 二进制相移键控 基站 中国通信标准化协 会 c d m a 发展集团 码分多址 中国无线通信标准 数字增强删无绳电 话标准 f 行链路 增强删数据速率 g s m 演进 增强删高速数据接 入 欧洲研究委员会 频分烈i ： 通h | 无线分组业务 全球定位系统 全球移动通讯系统 全球移动通讯系统 协会 混合白动重传请求 高速f 行分组接入 技术 高述上行链路分组 接入 互联网协议 国际电信联盟 无线电标准 通讯标准 北京邮i 乜人学硕l j 学位论文 缩略语 l c r l o s i j e m c l m i m o n l o s o f d m o s a p h s q a m o o s q p s k s d i v l a t d d t d m a i o wc h i pr a t e l i n eo f s i g i l t l o n gt e r me v o l u t i o n m i n i m u mc o u p l i n gl o s s m u l t i p l e i n p u tm u l t i p l e - o u t p u t n o nl i n eo f s i g h t o r t h o g o n a lf r e q u e n c yd i v i s i o nm u l t i p l e x i n g o p e ns y s t e ma r c h i t e c t u r e p e r s o n a lh a n d y p h o n es y s t e m q u a d r a t u r ea m p l i t u d em o d u l a t i o n q u a l i t yo f s e r v i c e q u a d r a t u r ep h 8 s e - s h i f tk e y i n g s p a c e - d i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s t i m ed i v i s i o nd u p l e x t i m ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s t d - s c d m a t i m ed i v i m o n - s y n c h r o n o u sc d m a u e u l u m t s u t r a u t r a n w l l w r c u s e l e q u l p m e n t u p l i n k u n i v e r s a lm o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o n ss y s t e m u n i v e r s a l t e l e c o m m u n i c a t i o n r a d i o a c c e s s u n i v e r s a it e r r e s t r i a ir a d i oa c c c s sn e t w o r k w i r e l e s sl o c a ll o o p w o r l dr a d i o c o m m u n i c a t i o nc o n f e r e n c e 低码片速率 视距 k 蝴演进 最小耦合损耗 多输入多输出 1 f 视距 正交频分复用 开放系统体系结构 低功率移动电话 止交幅度调制 服务质耸 正交相移键控调制 空分复_ 【f 接入 时分烈i ： 时分多址 时分同步码分多址 接入 终端 上行链路 通州移动通信系统 通j j 地面无线接口 u m t s 陆地无线接 人网 无线本地环路 世界无线电人会 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处， 本人签名：霪至盔 本人承担一切相关责任。 闩期：回二堕：! 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即 研究生在校攻读学位期问论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 导师签名： 日期：塑：垒：! ! r 期：幽：；! ! z 北京邮乜人学硕i ：学位论文 w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 十扰共存研究 1 1 研究背景 第1 章引言 移动通信发展的最终目标是实现任何人可以在任何地点，任何时间与其他任 何人进行任何方式的通信。随着无线通信的迅速发展和技术的不断进步，人们 越来越多地享受到无线通信带来的便捷，然而无线资源( 例如，频带、终端的功 率等) 却日见稀缺。无线系统是资源受限的系统。 纵观移动通信系统的发展史，第一代( 1 g ) 移动通信技术是采用模拟技术 的语音移动通信，第二代( 2 g ) 移动通信技术是采用数字技术的语音移动通信。 目i ； ，世界上的移动通信技术处于第二代，并正在进行系统的改进，改进后的系 统称为2 5 代( 2 5 g ) ，并将继续朝着第三代( 3 g ) 和第四代( 4 g ) 的方向发 展。当前，政府应该在完善某些细节的同时，尽快公布政府的指导意见，包括标 准的选择、牌照的发放以及未来的管制方式，以减少管制不确定性，促进3 g 移 动通信系统的尽早商用。 我国目前存在多个电信运营商，它们都在积极申请移动牌照，而不同运营商 对标准体系的选择有所不同，因此第三代移动通信技术的3 种标准可能会同时在 中国运营，再加上已有的p h s 系统，这将导致在同一地理区域出现采用不同移 动通信体制的多个运营商占用2 g h z 相邻频段的情况，由于高频器件的非线性特 性，这些不同系统或标准之恻将可能存在相互干扰，造成系统容量的损失。随着 3 g 系统商用同期的闩益逼近，多运营商多制式在2 g h z 频段的干扰共存成为业 界普遍关心的一个问题，对各移动通信系统在2 g h z 频段的干扰情形进行分析并 给出相应的解决方案刻不容缓。本文主要对w c d m a 和c d m a 2 0 0 0f a j 的干扰进 行分析研究。 目前，很多公司和标准化组织已经对3 g 三种制式和p h s 自j 的干扰进行了分 析研究，取得了一定成果；对我国自主知识产权的3 g 标准t d s c d m a 和 w c d m a 间的干扰也进行了一些研究。而对w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 两个系统 问干扰研究的较少，本文将在对3 g 三种技术标准进行比较的基础上，给出f d d 系统日j 干扰研究方法，建立仿真模型，搭建仿真平台，给出仿真结果并进行分析， 为我国3 g 工程现网建设提出建议。 北京邮【u 人学硕1 学位论文 w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 十扰共存研究 1 2 研究生期间主要工作 本人在研究生期1 日j 主要从事w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 系统问干扰研究工作， 并且还参与了3 g 其他系统| 日j 的干扰研究工作，进行的主要工作如下： 阅读3 g p p 和3 g p p 2 关于无线接入的协议，通过对w c d m a 基本原理和 c d m a 2 0 0 0 基本原理的研究，对两个系统进行分析比较。 对常用干扰研究方法进行分析对比，确定仿真所用方法。 借鉴现有的干扰研究资料，结合w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 系统问干扰有别于 其他通信系统问干扰的特殊性，研究仿真流程，搭建仿真平台，并对仿真平台中 的主要模块进行研究，重点研究了传播模型、切换策略、功率控制算法和仿真模 型等模块的设计。 作为系统阃干扰仿真主要成员，完成了w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 系统间干扰 研究工作。主要完成了初始化模块、链路损耗计算模块、功率控制模块和系统相 对容量计算模块等的实现，并在仿真工作结束以后对仿真结果进行分析，从而为 工程现网建设提供了依据。 经过以上的理论研究和工作实践，对w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 系统问干扰有 了更深入的理解，比较全面的掌握了通信系统问的干扰研究方法、仿真流程、仿 真平台的搭建和模块划分等相关仿真内容，为论文的研究工作提供了理论依掘和 实际经验。 1 3 论文思路和结构 本文总结了作者对通信系统f 日j 干扰的研究工作和从事w c d m a 和 c d m a 2 0 0 0 两个系统1 白j 干扰仿真工作的经验，使用目前研究干扰共存的常用方 法m o n t ec a r l o 仿真方法对w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 两个系统问干扰进行研究， 然后介绍w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 两个系统白j 干扰仿真的过程和仿真结果。 本论文的构思基于将常用的m o n t e c a r l o 仿真方法用于f d d 系统f 日j 干扰的分 析研究。首先，研究通信系统间的干扰需要借鉴目前已有的移动通信系统问干扰 研究成果。其次，w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 系统有区别于其他移动通信系统的特 殊性，例如：帧结构、射频参数、频率划分、载波带宽等，这些特点会带来仿真 中切换算法、容量准则等的改变。所以，本论文的目的是对w c d m a 和 c d m a 2 0 0 0 系统问干扰进行分析研究，为其他人运用m o n t ec a r l o 仿真方法进行 其他系统问干扰分析研究提供借鉴，比如仿真平台模块的划分和仿真流程以及容 量准则的制定。本文后续章节安排如下： 2 北京邮i 乜人学硕f 学位论j w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 干扰共存研究 第一章介绍w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 系统自j 干扰研究的背景和论文的思路。 第二章对3 g 三个标准的特点和演进路线以及现在通信系统剧干扰类型和干 扰研究方法进行综述，然后在分析w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 系统特点的基础上提 出采用m o n t ec a r l o 仿真方法研究w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 系统间干扰时需要解 决的问题。 第三章首先给出仿真平台的设计和主要仿真模块的分析，并详细论述各模 块，包括基站分配模块、终端分配模块、路径损耗计算模块、功率控制模块、数 据统计模块等。对各模块用到的算法进行了详细研究，最后对仿真中用到的仿真 参数和具体仿真流程进行了分析。 第四章给出仿真结果，并对仿真结果进行了详细分析，并给出了仿真结论。 第五章给出论文工作总结并提出w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 系统问干扰研究中 本文所未关注的问题。 北京邮电人学硕l ：学位论文 w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 干扰共存研究 第2 章相关研究综述 2 1 第三代移动通信系统3 g 概述 为了达到3 g 全球漫游的目的，为了能够提高移动通信的频谱利用斟2 1 ，为 了能够提高移动通信的数据业务传输速率，满足多媒体业务的需求，国际电联 i t u r 在十几年前，就开始研究第三代移动通信的技术和标准。到1 9 9 8 年6 月 3 0 日，即第三代移动通信无线传输技术( r z - t ) 标准征集截止同，i t u r 共收到1 6 种3 gr ，r r 标准提案，其中有6 种是卫星移动的r t t 标准提案吧其余1 0 种是 地面移动的3 g r t t 标准提案，这些提案分别来自于美、欧、中、日、韩等国家 和地区。 l t u r 提出了对第三代移动通信的基本要求： 地面高速移动 f d d 模式下：终端在5 0 0 k m h 的移动速度下，提供1 4 4 k b s 的数据传送速率。 t d d 模式下：终端在1 2 0 k m h 的移动速度下，提供1 4 4 k b s 的数据传送速率。 地面中、低速移动 f d d 、t d d 模式下：终端在中、低速的移动速度下，提供3 8 4 k b s 的数据传 送速率。 地面步行、室内固定用户 f d d 、t d d 模式下：终端在步行的移动速度或固定不移动的情况下，提供 2 m b s 的数据传送速率。根据对3 g 标准的要求，i t u r 对1 0 个地面移动的3 g 标准提案进行了长达近两年的评估、仿真、融合、关键参数确定的工作，最终在 2 0 0 0 年5 月5 同，在土耳其举行的i t u r 全会上，通过了包括中国提案在内的 五个无线传输技术的技术规范，这五个无线传输技术中有三个是基于c d m a 技 术的，有二个是基于t d m a 技术的： 基于c d m a 技术的技术规范： 夺i m t 一2 0 0 0c d m ad s ( w c d m a 、c d m a 2 0 0 0d s ) i m t 2 0 0 0c d m am c ( c d m a 2 0 0 0m c ) 夺i m t 一2 0 0 0c d m at d d ( t d - s c d m a 、t d c d m a ) 北京邮l 乜人学硕 学位论文 w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 十扰共存研究 基于t d m a 技术的技术规范： 夺i m t 一2 0 0 0t d m as c ( u w cl3 6 ) 夺i m t 一2 0 0 0t d m am c ( d e c t ) 由于t d m a 技术不是第三代移动通信的主流技术，因此t d m as c 和t d m a m c 只会作为区域性标准分别用于i s - 1 3 6 和d e c t 系统的升级。基于c d m a 技 术的三个r t t 技术规范成为第三代移动通信的主流技术，也称为一个家族，三 个成员。c d m ad s 和c d m am c 都是频分双工模式( f d d ) ，c d m at d d 是时 分双工模式( t d d ) ，i t u r 分别为3 g 的f d d 模式和t d d 模式划分了独立的频 段，因此，在3 g 中f d d 和t d d 是互存、相互补充的关系。 2 1 1 3 g 三个标准的特点 3 g 网络技术主要有三大技术体制【4 】【5 1 ，也就是w c d m a 、c d m a 2 0 0 0 和 t d s c d m a 技术。前两种技术体制由于提出较早，而且有欧美多家著名电信设 备厂商、研究机构以及运营商的支持，所以无论从标准还是技术成熟度方面来讲， 都走得比较靠前。t d s c d m a 是我固提出的自主知识产权的3 g 标准，虽然提 出的较晚，但是在技术实现上有了很多创新，具有很大的后发优势。 从商用角度来讲，目前t d 还在试验和试运行阶段，而w c d m a 和 c d m a 2 0 0 0 系统已经在全球范围内展丌了大舰模的商用。 2 1 1 1c d m a 2 0 0 0 技术特点 c d m a 2 0 0 0 是国际电信联盟( i t u ) 规定的第三代移动通信无线传输技术之 一，是从窄频c d m ao n e 数字标准衍生出来的 6 1 ，可以从原有的c d m ao n e 结 构直接升级到3 g ，建设成本低廉。按照使用的带宽柬区分，c d m a 2 0 0 0 可以分 为l x 系统和3 x 系统。其中1 x 系统使用1 2 5 m h z 的带宽，提供的数据业务速率 最高只能达到3 0 7 k b i t s 。在l x 系统以后的发展方向是l xe v d o 和l xe v d v 系统。其中l xe v d o 系统重点提高了数据业务的性能，将用户的最大数掘业务 传送速率提高到2 4 m b i t s 。而l xe v d v 系统在将数据业务最大速率提高到 3 1 m b i t s 的同时，又进一步提高了语音业务的容量。 c d m a 2 0 0 0 的发起者主要以美国和韩国为主的以i s 一9 5 c d m a 为标准的制造 商和运营公司h 1 ，它是从c d m a o n e 演进而来的第三代移动通信技术。 c d m a 2 0 0 0 继承了i s 9 5 窄带c d m a 系统的技术特点，网络运营商同样可以在 窄带c d m a 网络中更换或增加部分网络设备过渡到3 g 。事实上，c d m a 2 0 0 0 6 北京邮i u 人学硕l 。学位论文 w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 干扰共存研究 标准是一个体系结构，称为c d m a 2 0 0 0 f a m i l y ，它同样还包含一系列的子标准。 其技术特点有：前反向同时采用导频辅助相干解调：通过不同的相位偏置区分不 同的小区和用户；射频带宽从1 2 5 m h z 到2 0 m h z 可调；快速前向和反向功率控 制；下行信道中采用公共连续导频方式进行相干检测，提高系统容量；码片速率 分别为1 2 2 8 8 m c p s 和3 6 8 6 4 m c p s ，多载波方式能很好地兼容i s 9 5 网络；核心 网络给予a n s i - 4 1 网络的演进，并保持与a n s i 一4 1 网络的兼容性；支持软切换 和更软切换；在同步方式上c d m a 2 0 0 0 与i s 9 5 相同，基站问同步采用g p s 方 式。可以更加有效地使用无线资源；可实现c d m ao n e 向c d m a 2 0 0 0 系统平滑 过渡；核心网协议可使用i s - 4 1 、g s m m a p 以及i p 骨干网标准；前向发送分集； 快速前向功率控制；使用t u r b o 码；辅助导频信道；灵活帧长；反向链路相干解 调。 从2 0 0 0 年开始，3 g p p 2 就在c d m a 2 0 0 0 1 x 基础上制定了1 x 的增强技术， 即1 x e v 的标准【s 】，目i j i i x e v 分为两个阶段。在c d m a 2 0 0 0i xe v 两个发展 阶段中，第一阶段是c d m a 2 0 0 0l xe v d o 【9 1 ，支持平均速率6 5 0 k b i t s 、最高可 达2 4 m b i t s 速率的高速数据业务；第二阶段为c d m a 2 0 0 0 1 xe v d v ，它属于 数据、话音改进型，具有数据信道与话音信道合一的特点，可同时传输数据和话 音两种业务，最大数率可达到5 m b i f f s 。 2 1 1 2w c d m a 技术特点 w c d m a ( w i d e b a n dc d m a ) 标准由3 g p p 组织制定【lo 】，它的主要特点是 无线接入网采用w c d m a 技术，核心网分为电路域和分组域，分别支持话音业 务和数据业务，并提出了丌放业务接入( o s a ) 的概念。 w c d m a 的技术优势主要有以下几点i ：( 1 ) 业务灵活。w c d m a 允许每 个5 m h z 载波处理从8 k b i t s 到2 m b i t s 的混合业务。另外在同一信道上既可进行 电路交换业务也可以进行分组交换业务，利用在单一终端上进行多个电路和分组 交换连接，实现真币的多媒体业务。可以支持不同质量要求的业务( 例如话音和 分组数据) 并保证高质量和完美的覆盖。( 2 ) 频谱效率高。w c d m a 能够高效 利用无线电频谱。由于它采用单小区复用，因此不需要频率规划。利用分层小区 结构、自适应天线阵列和相干解调( 双向) 等技术，网络容量可以得到大幅提高。 ( 3 ) 容量和覆盖范围大。w c d m a 射频收发信机能够处理的话音用户是典型窄 带收发信机的8 倍。每个射频载波可处理8 0 个同时话音呼叫或者5 0 个同时的 i n t e r n e t 数据用户。w c d m a 的容量差不多是窄带c d m a 的两倍。更大的带宽能 在上下行链路中使用相干解调和快速功率控制允许更低的接收机门限。( 4 ) 每 个连接可提供多种业务。w c d m a 符合真j 下的u m t s i m t 一2 0 0 0 要求。分组和电 北京邮i u 人学硕i ：学位论文 w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 十扰共存研究 路交换业务可在不同的带宽内自由地混合，并可同时向同一用户提供。每个 w c d m a 终端能够同时接入多达6 个不同业务，这些业务可以是话音或传真、 电子邮件和视频等数据业务的组合。( 5 ) 无缝的g s m u m t s 接入。双模终端 将在g s m 网络和u m t s i m t - 2 0 0 0 网络之白j 提供无缝的切换和漫游，在两个接 入系统之1 日j 有尽可能大的业务映像。( 6 ) 终端的经济性和简单性。w c d m a 手 机所要求的信号处理大约是复合t d c d m a 技术的1 1 0 。更简单、更经济的终 端易于进行大量生产，从而也就带来了更高的规模经济、更多的竞争，网络运营 公司和用户也将获得更大的选择余地。 w c d m a 的发起者主要是欧洲和闩本标准化组织和厂商，w c d m a 继承了 第二代移动通信体制g s m 标准化程度高和丌放性好的特点，标准化进展顺利。 w c d m a 支持高速数据传输( 慢速移动时3 8 4 k b i t s ，室内走动时2 m b i t s ) ，支持 可变速传输。其主要特点如下：基站支持异步和同步的基站运行方式，组网方便、 灵活；调制方式上行为b p s k ，下行为q p s k ；导频辅助的相干解凋方式：适应 多种速率的传输，同时对多速率、多媒体的业务可通过改变扩频比和多码并行传 送的方式来实现：上、下行快速、高效的功率控制大大减少了系统的多址干扰， 提高了系统容量，同时也降低了传输的功率；核心网络基于g s m g p r s 网络的 演进，并保持与g s m g p r s 网络的兼容性；支持软切换和更软切换，切换方式 包括三种，即扇区问软切换、小区间软切换和载频问硬切换等。 2 1 1 3t d s c d m a 技术特点 t d s c d m a 主要技术特点为：信号带宽为】6 m h z ：码片速率为 1 2 8 m c h i p s ；采用智能天线技术，提高了频谱效率；采用同步c d m a 技术，降 低上行用户问的干扰和保持时隙宽度；接收机和发射机采用软件无线电技术：采 用联合检测技术，降低多址干扰；多时隙，具有上下行不对称信道分配能力，适 应数据业务；采用接力切换，降低掉话率，提高切换的效率；核心网络基于 g s m g p r s 网络的演进，并保持与它们的兼容性；基站问采用g p s 或者网络同 步方式，降低基站问干扰。 2 1 ，1 4 三大标准技术层面比较 c d m a 2 0 0 0 、w c d m a 和t d s c d m a 同属3 g 的主流技术标准，但在技术 上c d m a 2 0 0 0 和w c d m a 是f d d 的标准，而t d s c d m a 则是一个t d d 标准。 w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 都满足i m t 2 0 0 0 提出的全部技术要求，包括支持高比 特率多媒体业务、分组数据和i p 接入等。这两种系统的无线传输技术均基于 北京邮f u 人学硕l ：学位论文w c d m a 和c d m a 2 0 0 0f 扰共存研究 d s c d m a 作为多用户接入技术，单就技术来说，w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 在技 术先进性和发展成熟度上各具优势，但总体来看，w c d m a 似乎更胜一筹， w c d m a 具备一定优势，各家电信企业也因此更加倾向于采用该标准。另外， 在传统网络基础和市场推广上，w c d m a 占据着更大的优势。由于全球移动系 统有8 5 都在用g s m 系统，而g s m 向3 g 过渡的最佳途径就是历经g p r s 演 进到w c d m a ，所以传统网络上的绝对优势使得c d m a 2 0 0 0 难以对w c d m a 形成真j 下的挑战。t d s c d m a 技术的优点l l3 l 是能够为网络运营商提供从第二代 网络向通过现有的传输链接提供第三代业务的网络的渐进、无缝的转换，频谱的 利用率可能会比普通g s m 高出3 到5 倍，这些技术优势将会给运营商和终端 o e m 带来较以往更连贯的经营模式，并能够缩短类似3 g 业务的面市时间，促 进应用和内容的开发，后者是实现a r p u 增长的关键因素。作为i t u ：t 接受的 低码片率t d d 世界级标准，能够在一个移动连接过程中大幅度地调节分配给上 行链路和下行链路通信的时间比例，是t d s c d m a 的一个独一无二的性能。这 种特性最大限度地提高了频谱的利用率，而对于在哑太区呈现增长态势的移动互 联网应用频谱是一个紧缺的宝贵资源。 c d m a 2 0 0 0 的优点主要是产品成熟度较高，近期建网成本可能稍低；其次 非核心频段的产品已大规模商用，有成熟的组网经验，网规网优也比较容易； c d m a 2 0 0 0 1 x 商用终端种类较多。c d m a 2 0 0 0 也有缺点，这主要包括：第一， 将来的规模效应较小；第二，全球漫游能力有一定的局限性，尤其在欧洲；第三， 核心频段上的产品尚未成熟；第四，必须采用g p s 同步，所以存在一定的风险。 w c d m a 的优势首先是规模效应大，全球漫游能力强，因为g s m 网络用户 占移动用户的7 0 以上，1 1 6 家获得3 g 牌照的运营商中的绝大多数( 11 4 家) 选择 了w c d m a ；第二，w c d m a 已有核心网基于r 4 软交换构架的商用产品，向全 i p 网络演进的路线明确；第三，w c d m a 可以采用异步和同步方式，风险小。 w c d m a 劣势主要表现在：第一，标准和产品成熟度较低，版本更新频繁；第 二，目前商用终端种类相对较少，并且互操作性有待验证；第三，目前商用用户 还较少，市场有待进一步培育。 与w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 共享的频分双工f d d 模式不同的是，t d s c d m a 所用的时分双工t d d 技术是国际电联选用的3 种3 g 标准中惟一的t d d 技术， t d s c d m a 组网可以采用t s m 和l c r 两种方式。这使t d s c d m a 在某种程 度上具有不可替代的优越性，它不是其他制式的补充。t d s c d m a 无线接入网 可部署在现有的g s m 核心网基础上，这种方式已由c w t s 制订为t s m 标准。 t s m 可以采用混合组网和独立组网两种方式。t s m 混合组网时，其核心网设备 使用现有的g s m 核心网设备，无线子系统以a g b 接口接入核心网设备，t s m 9 北京邮f u 大学硕j j 学位论文w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 干扰共1 竿研究 独立组网时，则需要新建t s m 核心网设备，一般是g s m 核心网设备。 当然，与前两种标准相比，尤其是与w c d m a 比起来，t d s c d m a 也有不 足的地方。比如，在对c d m a 技术的利用方面，t d s c d m a 因要与g s m 的小 区兼容小区复用系数为3 ，降低了频谱利用率。又因为t d s c d m a 频带宽度 窄，不麓充分利用多径，降低了系统效率，实现软切换和软容量能力较困难。另 外，t i ) s c d m a 系统要精确定时，小区间保持同步，对定时系统要求高。 2 1 2i m t 2 0 0 0 的频谱划分 国际电联对第三代移动通信系统划分配了2 3 0 m h z 频率，即上行 1 8 8 5 2 0 2 5 m h z 、下行2 11 0 - - 2 2 0 0 m h z ，共2 3 0 m h z 。其中1 9 8 0 , - - 2 0 1 0 m h z 和 2 1 7 0 - - 2 2 0 0 m h z 用于移动卫星业务。其它频段上下行频带不对称，主要有一部分 频带分配给t d d 方式。如图2 - 1 所示， 图2 1w r c - -的频谱分配 2 0 0 0 年5 月的w r c 还通过