对发展3G和移动宽带无线接入技术的思考

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1、对发展3G和移动宽带无线接入技术的思考前不久有一篇文章题目是“运营商的烦恼：3G刚有眉目，WiMAX又出来搅局”，非常形象地概括了目前3G和移动宽带无线接入之间的竞争局面。文章指出“3G网络的速度是WiMAX的三十分之一，3G发射塔的覆盖面积是WiMAX的十分之一”。3G采用的是码分多址(CDMA)技术，而WiMAX采用正交频分多址(OFDMA)技术，两种无线电技术的性能差距并没有这么大，实际上造成3G频谱效率低的原因是其面向连接的结构不适应突发式IP数据业务的需求。3G系统采用全IP的结构，无线链路分组化也有可能达到与WiMAX等移动宽带无线接入系统相近的性能，问题是

2、3G目前逐步演进的策略有可能使其失去时间和市场。3G是十多年前开发设计的，当时互联网还没有商业化，其设计的基本思路是在话音业务基础上增加多媒体数据业务。3G强调从2G的过渡，保护运营商在2G的已经有的投资，为此与2G一样，3G仍然是一个面向连接提供端到端专门时分复用(TDM)信道的系统。互联网出现后，第3代移动通信合作计划(3GPP)和3GPP2都开始了IP化的演化进程[1]。3GPP已经布设了提供商业服务的采用电路交换的R99，发表了软交换部分IP化的R4、核心网IP化有IP多媒体子系统(IMS)的R5，即将推出R6，进一步还有增强型3G。问题是如果仍然继续保持面向连

3、接的结构，其支持突发式互联网数据业务时频谱效率必然很低。3G可以支持话音和低速率数据，但是其容量实际上不能支持多个高速数据用户。没有高速下行分组接入(HSDPA)，3G用户的使用感受实际上和2.5G是差不多的。13G无线链路的分组化3GPP和3GPP2都认识到支持高速数据用户的问题，试图在原来的体系框架内，在下行链路中采用分组多址技术，大幅度提高IP数据下载和流媒体速率。3GPP在R5以后的系统中引入了HSDPA[2]，HSDPA使用自适应调制编码(AMC)、混合自动重传(HARQ)和快速调度等技术进一步提高数据速率。在WCDMAR5中引入HSDPA技术后，UTRAN部

4、分的结构基本不变，通过增加插卡，新增了高速媒体访问控制(MAC-hs)功能块，并在物理层新增了3种新的物理信道。3GPP对多输入多输出(MIMO)与高阶调制等技术正在进行研究，希望可以进一步提高下行链路的数据速率。目前HSDPA标称速率为10Mb/s，实际速率：宏蜂窝为1～1.5Mb/s，微蜂窝为4～6Mb/s，甚小蜂窝为大于8Mb/s。HSDPA的速率与3GWCDMA的384kb/s相比有了大幅度提高，被称为3.5G系统。3GPP2则发展了CDMA20001xEV-DV。HSDPA和CDMA20001xEV-DV的思路及采用的技术是很相近的，发展演化后它们最终目标的差

5、别将很可能仅仅是带宽不同。HSDPA和CDMA20001xEV-DV是在3GPP(3GPP2)框架中发展的，在考虑与原系统核心网络的兼容后，性能会受些影响。如3GPP虽然经过多个版本演化，它的全IP网仍然不是真正意义上的全IP网，因此作为移动宽带无线接入还不够理想，需要进一步向IP演化。尽管如此，HSPDA和CDMA20001xEV-DV对于3G满足移动宽带无线接入需求来说是非常重要的一步。2系统厂商的努力目前有一些系统厂商突破了3G体系结构限制，采用WCDMA，采用全IP核心网，取得了非常好的效果。如SOMA公司的频分复用(FDD)的SOMA系统和IPWireless

6、公司的采用时分复用(TDD)的IPWireless系统。IPWireless公司的系统的移动宽带无线接入技术采用欧洲的UMTSTDD空中无线电标准。UMTS的FDD标准为IMT2000接受，即WCDMA；IMT2000没有接受UMTS的TDD标准而是接受了TD-SCDMA作为TDD的标准。IPWireless发展了用户分组统计共享空中信道的技术，用户可以保持在线而不占用信道资源。IPWireless的移动宽带无线接入系统不需要使用成对频谱，可使用5～10MHz带宽，最高速率可以达到16Mb/s。SOMA公司采用WCDMAFDD的空中无线电接口标准，号称采用最先进的技术达

7、到了山农定理的理论极限容量。在媒体访问控制(MAC)层采用高效率的无连接的数据传输，以及采用自适应调制和编码、智能RRM算法来压缩报头减小内部开销；在终端中采用自适应均衡功能消除非视线传输的多径干扰。SOMA的核心网为全IP网，自动配置即插即用。系统使用5MHz带宽，一个扇区峰值速率可以达到12Mb/s，一个蜂窝6个扇区峰值速率可以达到72Mb/s。系统支持室内工作，支持低页面延迟Web浏览、FTP高速文件传输、邮件收发、流视频传输、网络管理。用户可通过网页激活话音和数据业务，通过会话启动协议(SIP)网关实现端到端互连接话音业务。SOM