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1、WCDMA數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)及其與CDMA2000的比較郭經(jīng)紅???本文主要對(duì)WCDMA數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)物理層及其特點(diǎn)作了詳細(xì)的描述，并與CDMA2000系統(tǒng)作了比較。1、引言移動(dòng)通信技術(shù)經(jīng)歷了從模擬調(diào)制到數(shù)字調(diào)制技術(shù)的發(fā)展。第一代采用頻分多址（FDMA）模擬調(diào)制方式，這種系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是頻譜利用率低，信令干擾話音業(yè)務(wù)。第二代蜂窩系統(tǒng)采用時(shí)分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）的數(shù)字調(diào)制方式，提高了系統(tǒng)容量，并采用獨(dú)立信道傳送信令，使系統(tǒng)性能大為改善。TDMA方式的主要缺點(diǎn)是：（1）系統(tǒng)容量仍不理想；（2）和FDMA方式一樣，
2、TDMA方式的越區(qū)切換性能仍不完善。為了克服FDMA和TDMA兩種多址方式的缺點(diǎn)，北美推出了IS-95／CDMA數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)，IS-95／CDMA系統(tǒng)以其頻率規(guī)劃簡(jiǎn)單、系統(tǒng)容量大、頻率復(fù)用系數(shù)高、抗多徑能力強(qiáng)、通信質(zhì)量好、軟容量等特點(diǎn)顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿?，立即在全世界范圍?nèi)掀起一股研究CDMA技術(shù)的熱潮。隨著社會(huì)進(jìn)步及用戶數(shù)量的急劇增長(zhǎng)，頻率資源日益緊張，要求第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)IMT-2000能提供更大的系統(tǒng)容量，更高的通信質(zhì)量，并能提供2Mbit／s數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，以滿足人們對(duì)多媒體通信的要求并適應(yīng)通信個(gè)人化的發(fā)展方向。第三代
3、數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的兩大主要候選方案是北美的CDMA2000系統(tǒng)和歐洲的WCDMA系統(tǒng)，都是建立在CDMA技術(shù)基礎(chǔ)上，CDMA已被廣泛接收為第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的重要技術(shù)。第三代移動(dòng)通信區(qū)別于現(xiàn)有的第一代和第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)概括為：（1）全球普及和全球無(wú)縫漫游的系統(tǒng)。第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)一般為區(qū)域或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，而第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)將是一個(gè)在全球范圍內(nèi)覆蓋和使用的系統(tǒng)。它將使用共同的頻段，全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。（2）具有支持多媒體業(yè)務(wù)的能力，特別是支持Internet業(yè)務(wù)?，F(xiàn)有的移動(dòng)通信系統(tǒng)主要以提供話音業(yè)務(wù)為主，隨著發(fā)展一般也
4、僅能提供100-200kbit／s的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，GSM演進(jìn)到最高階段的速率能力為384kbit／s。而第三代移動(dòng)通信的業(yè)務(wù)能力將比第二代有明顯的改進(jìn)。它應(yīng)能支持從話音分組數(shù)據(jù)到多媒體業(yè)務(wù)；應(yīng)能根據(jù)需要，提供帶寬。ITU規(guī)定的第三代移動(dòng)通信無(wú)線傳輸技術(shù)的最低要求中，必須滿足在以下三個(gè)環(huán)境的三種要求。即：快速移動(dòng)環(huán)境，最高速率達(dá)144kbit／s室內(nèi)環(huán)境，最高速率達(dá)2Mbit／s室外到室內(nèi)或步行環(huán)境，最高速率達(dá)384kbit／s（3）便于過(guò)渡、演進(jìn)。由于第三代移動(dòng)通信引入時(shí)，第二代網(wǎng)絡(luò)已具有相當(dāng)規(guī)模，所以第三代的網(wǎng)絡(luò)一定要能在第二代
5、網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上逐漸靈活演進(jìn)而成，并應(yīng)與固定網(wǎng)兼容。（4）高頻譜效率、高服務(wù)質(zhì)量、低成本、高保密性。目前IMT-2000無(wú)線傳輸技術(shù)（RTT）提案有16個(gè)之多，其中地面系統(tǒng)RTT提案有10個(gè)，移動(dòng)衛(wèi)星系統(tǒng)的RTT提案有6個(gè)。從市場(chǎng)基礎(chǔ)及總體系統(tǒng)特征看，地面系統(tǒng)以歐洲UTRA（WCDMA／TD-CDMA）及美國(guó)CDMA2000這兩個(gè)提案最具競(jìng)爭(zhēng)力，我國(guó)的RTT提案是TD-SCDMA。根據(jù)ITU的時(shí)間表，1999年底前將完成IMT-2000無(wú)線技術(shù)規(guī)范。2、WCDMA的主要特點(diǎn)信息社會(huì)的到來(lái)對(duì)通信手段提出了越來(lái)越高的要求，WCDMA是
6、應(yīng)運(yùn)而生的全新第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)方案，與前兩代系統(tǒng)相比有較多的優(yōu)點(diǎn)，主要概括為以下幾方面：（1）比第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)有更好的性能。包括更大的系統(tǒng)容量和更大的覆蓋區(qū)域，且可以從第二代系統(tǒng)逐步演進(jìn)。WCDMA由于自身的帶寬較寬，因而由多徑效應(yīng)引起的信號(hào)衰落較小，上下行鏈路發(fā)射時(shí)分復(fù)用導(dǎo)頻信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)相干解調(diào)，能大幅度提高鏈路容量。WCDMA中采用快速功率控制技術(shù)，使發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率總是處于最小的水平，從而減少了多址干擾。另外，在下行鏈路發(fā)送用戶專用導(dǎo)頻信號(hào)而不是公共導(dǎo)頻信號(hào)，能使下行鏈路使用自適應(yīng)天線成為可能，從而減少小區(qū)的多用
7、戶干擾，這些技術(shù)都提高了系統(tǒng)容量，對(duì)一般話音服務(wù)，系統(tǒng)容量至少提高兩倍。（2）提供更加靈活的服務(wù)。包括：支持更寬范圍的服務(wù)，最高可支持2Mbit／s的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；支持一條連線上傳輸多條并行業(yè)務(wù)；支持高速率的分組接入。WCDMA最重要的一個(gè)特點(diǎn)是功率對(duì)用戶來(lái)說(shuō)是共享資源。在下行鏈路上，基站中碼分復(fù)用的用戶分享總的功率，上行鏈路中，基站有一個(gè)最大干擾容限，這個(gè)功率在小區(qū)中產(chǎn)生干擾的移動(dòng)臺(tái)之間分配。共享功率使WCDMA能靈活地處理個(gè)有不同速率的業(yè)務(wù)。當(dāng)數(shù)據(jù)速率變化時(shí)，無(wú)須對(duì)碼字、時(shí)隙等重新分配，也即無(wú)須重新分配物理信道，只要調(diào)整功
8、率分配即可保證業(yè)務(wù)傳輸質(zhì)量不受影響。WCDMA中使用正交變擴(kuò)頻增益擴(kuò)頻碼（OVSF），這種碼字保證了下行鏈路不同用戶信道或同一用戶不同業(yè)務(wù)信道的正交性，對(duì)于不同的數(shù)據(jù)速率，這種正交性仍然存在。這一措施也保證了WCDMA適應(yīng)多種業(yè)務(wù)的要求。WCDMA方案中采用了對(duì)不同QOS要求
