3G移動通信技術的研究

孫俊杰， 鄢 妍

（①江西電力職業(yè)技術學院，江西 南昌 330032；②江西科技師范學院，江西 南昌 330013）

0 引言

3G是英文3rdGeneration的縮寫，是指第三代移動通信技術。即區(qū)別于傳統(tǒng)的模擬制式的新一代通信技術；目前，中國最大的兩個3G網(wǎng)絡通信主要運營商是中國移動和中國聯(lián)通，其中，中國移動即采用中國自主研發(fā)的3G網(wǎng)絡通信標準（TD-SCDMA），向國際電信聯(lián)盟（ITU）提出申請[1]。而中國聯(lián)通即采用WidebandCDMA，簡稱為WCDMA。

1 TD-SCDMA和WCDMA通信技術工作原理

1.1 TD-SCDMA

TD的標準參考如表1所示。

TD-SCDMA采用 TDD雙工方式，區(qū)別于WCDMA的FDD方式，主要的優(yōu)點：

1）不需要對稱的頻譜，目前在2 GHz以下頻段已經(jīng)很難找到合適的對稱頻段；可以利用FDD無法利用的不對稱頻譜，其中載波頻段只需要有一個就可以使用。

2）不需要對稱的數(shù)據(jù)業(yè)務個數(shù)。

3）成本低：無收發(fā)隔離的要求，可以使用單片IC來實現(xiàn)RF收發(fā)信機。

表1 TD的標準參考

TD-SCDMA的關鍵技術如下。

1）智能天線。有效降低多路徑、多地址的干擾。

2）多用戶聯(lián)合檢測。基于訓練序列的信道估值，同時處理多碼道的干擾抵消.多用戶的聯(lián)合檢測和智能天線技術相結合，理論上可以完全抵消MAI的影響，有效加強整個系統(tǒng)的抗干擾能力[2]。因此，在移動通信系統(tǒng)中，智能天線必須和其他信號處理技術同時使用。

3）動態(tài)信道分配。在時域、頻域、碼域實現(xiàn)以降低干擾，動態(tài)信道分配就是動態(tài)調整無線資源的分配，達到降低干擾，均衡負載，保障Qos的目的。這樣就使得TD可以在頻域，時域，碼域，空域這4個緯度內進行無線資源的動態(tài)分配，為提高系統(tǒng)性能提供了更加靈活的方法。

4）功率控制。功率控制的重要意義：明顯改善傳統(tǒng)的遠近效應；對抗陰影衰落和快速衰落。功率控制的主要目的：保證鏈路質量Qos要求；提高系統(tǒng)容量。

5）功率控制類型。開環(huán)功控制伴隨著隨機接入過程對各個信道初始功率進行設置。內環(huán)功控通過對SIR測量值與SIRtarget值的比較調整UE端的發(fā)射功率，使NodeB接收到的SIR滿足通信要求。

外環(huán)功控制則是根據(jù)BER/BLER與Qos要求的門限值相比較，并根據(jù)規(guī)定的外環(huán)功率控制算法給出既能確保通信質量又能使整個系統(tǒng)容量最大化的SIR目標值。

1.2 WCDMA

WCDMA標準參考如表2所示。

表2 WCDMA的標準參考

WCDMA的關鍵技術如下。

1）Rake接收技術。RAKE接收技術是第三代CDMA移動通信系統(tǒng)中的一項重要技術。在CDMA移動通信系統(tǒng)中，由于信號帶寬較寬，存在著復雜的多徑無線電信號，通信受到多徑衰落的影響。RAKE接收技術實際上是一種多徑分集接收技術，可以在時間上分辨出細微的多徑信號，對這些分辨出來的多徑信號分別進行加權調整、使之復合成加強的信號。由于該接收機中橫向濾波器具有類似于鋸齒狀的抽頭，就像耙子一樣，故稱該接收機為RAKE接收機，用來解決多路徑時信號之間的互相干擾[3]。

2）分集技術。利用分射集收技術可以明顯改善衰落，補償信號通道的損耗，并提供傳送信號多個副本來提高接收信號正確判決率。無線信道是隨機時域變換信號通道，尤其是衰變特性會嚴重影響通信質量。分射集收目前被認為是非常經(jīng)濟，效果比較明顯的抵抗衰變技術。分射集收天線工作原理就是分開發(fā)射信號或接收信號時將性質相同的信號合并一塊處理，從而起到抗衰變的作用。

3）軟切換技術。軟切換技術是WCDMA核心技術之一。軟切換技術可以做到在信號通信終端如果重新開始與某個新的通信基站連接時，此時的連接并不會切斷與初始通信基站的通信，而是新的信道建立成功后再將初始信道進行關閉，這樣可以保證用戶通信的連續(xù)性和穩(wěn)定性。不過，這種切換只能用于具有相同頻率的WCDMA信道之間[4]。

1.3 TD-SCDMA系統(tǒng)與WCDMA系統(tǒng)核心技術對比

TD-SCDMA系統(tǒng)與WCDMA系統(tǒng)核心技術對比如下。

1）雙工方式。TDD：上傳數(shù)據(jù)頻率帶和下載數(shù)據(jù)頻率帶一致。FDD：上傳數(shù)據(jù)頻率帶和下載數(shù)據(jù)頻率帶分開。

2）天線。TD—SCDMA 智能天線：降低移動終端在小區(qū)內和小區(qū)間受到的干擾，提高系統(tǒng)容量；它能夠 提高系統(tǒng)增益，增大覆蓋半徑。WCDMA普通天線：移動終端在小區(qū)內收干擾較明顯。

3）檢測技術[5]。TD—SCDMA聯(lián)合檢測技術：最大處理 16條多徑；能消除小區(qū)內和小區(qū)間的干擾。WCDMA Rake接收技術：最大處理4條多徑；對消除小區(qū)間干擾不大。

4）切換方式[5]。TD-SCDMA接力切換：切換成功率較高；資源占用少；切換時延短；對容量的影響低；呼叫掉話率較低。WCDMA軟切換：切換成功率高；資源占用多；切換時延長；對容量的影響高；呼叫掉話率低。

5）同步方式。TD—SCDMA：同步。WCDMA：同步或異步。

2 結語

總之，3G技術的兩大標準各有自己的優(yōu)勢和劣勢，3G市場的發(fā)展也可謂一波三折，中國在3G發(fā)展過程中應該多向其他相似國家學習成功的經(jīng)驗。雖然TD-SCDMA是中國獨自制定的3G標準，但技術的發(fā)展需要循序漸進，實事求是，一步一個腳印穩(wěn)步發(fā)展。尤其需要技術的積累和制造業(yè)的發(fā)展，盲目地追隨國外技術潮流而不符合中國的國情，這樣就將失去現(xiàn)有的獨特優(yōu)勢，放棄中國獨立自主的知識產(chǎn)權。

[1]王禹峰.3G標準的分析與發(fā)展[J].信息安全與通信保密,2007(09):102-104.

[2]李小文.TD-SCDMA第三代移動通信系統(tǒng)、信令及實現(xiàn)[M].北京:人民郵電出版社,2003:18-22.

[3]譚薇, 胡捍英.WCDMA與 GPRS技術淺析[J].通信技術,2002(05):78-80.

[4]雒艷,史浩山,李強.第三代移動通信系統(tǒng) WCDMA中的軟切換技術[J].信息安全與通信保密,2008(03):40-42,45.

[5]邢其偉,鄭毅,王紹南.TD-SCDMA與WCDMA原理技術的比較分析[J].通信技術,2007,40(09):34-35,75.