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WCDMA

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点击数:7615 次   录入时间:03-04 11:50:11   整理:http://www.55dianzi.com   通信技术

  根据是否需要从接收机到发射机的反馈电路,发送分集技术可以分为开环和闭环两种类型,前者发射机不需要任何信道方面的知识。开环发送分集方式有空时发送分集(STTD)、正交发送分集(OTD)、时间切换发送分集(TSTD)、延迟发送分集(DTD)以及分层的空时处理和空时栅格编码;闭环发送分集方式有选择发送分集(STD)。发送分集各方式具体如下。

  3.4.1、正交发送分集(OTD)   

  经过编码和交织后的数据分成两个不同的子流在两个不同的天线上同时发送。为保证正交性,这两个子流所用的Walsh码是不同的。   

  3.4.2、时间切换发送分集(TSTD)   

  在某一时刻每个用户只使用一个天线,使用伪随机码机制在两个天线之间切换。   

  3.4.3、选择发送分集(STD)   

  由于在TSTD方式中,瞬时使用的发送天线并不一定能在接收端得到最大的信噪比,所以使用一个反馈电路来选择能提供使接收端得到最大信噪比的天线。   

  3.4.4、空时发送分集(STTD)   

  空时发送分集是按如图2所示的方法将数据编码之后在两个天线上发送出去。   

  3.4.5、延迟发送分集(DTD)   

  用多个天线在不同时刻发送同一原始数据信号的多个复本,人为地产生多径。   

  3.4.6、分层空时结构(Bell Layered SPACe-Time Architecture, BLAST)   

  首先将原始信息比特分解成n个并行的数据流(称为层),送入不同的编码器,再将编码器的输出调制以后使用相同的Walsh码通过不同的天线发送出去。接收机侧使用一个BF(迫零或MMSE准则)来分离不同的编码数据流,然后将数据送入不同的解码器,解码器的输出再重新组合建立原始的信息比特流。由于在波束成形处理中,MSE和迫零方法都没有充分利用接收机天线阵的分集潜力,所以提出了改进方案将接收处理也进行分级。即首先使用ViterbiMLSE算法译出最强的信号,然后将该强信号从接收的天线信号中去除后再检测第二强的信号,如此反复直到检测出最弱的信号。   

  该机制中,层到天线的映射并不是固定的,而是每np个码符号之后周期性地改变。这种映射关系保证了这些数据流最大可能地在不同的天线上被发送出去。   

  3.4.7、空时栅格编码   

  根据秩准则和行列式准则设计码字,使设计出的码字得到最大分集增益和编码增益。以四进制相移键控(QPSK)四状态空时栅格编码为例,假定使用两根天线发射,则星座图和格形如图4所示。   

  最右边的元素编号S1S2的涵义是:从第一根天线发射出去的字符为S1,从第二根天线发射的字符为S2。

  3.5、结束语

  空时处理技术已显示出非常诱人的发展前景,第三代移动通信标准中也支持空时处理技术,标准的出台为我们继续研究物理可实现的空时处理技术提供了可能性,但将此技术实用化还存在许多亟待解决的方法和技术问题,有待于我们进一步研究。

  四、运营优势

  在联通CDMA建网之前,从全球来看,WCDMA运营热点正由亚太地区向欧洲转移,而制造业却呈现中国崛起的局面。   

  截至2008年6月,全球WCDMA用户数已经突破2.5亿,有91个国家部署了211张WCDMA商用网络,占3G网络总数的72%。在中国发牌前,亚洲地区共计拥有12张WCDMA牌照。作为WCDMA技术发展的代表性国家,日本和韩国在WCDMA的发展和应用上起到了先锋作用,但是欧洲用户数已超过亚太地区。   

  日本的NTTDoCoMo是全球第一个发展3G的运营商,也是目前全球提供WCDMA技术的最大的3G移动服务运营商。韩国是全球3G业务发展最快的市场之一,韩国三大运营商SKT、KTF和LGT都推出了3G业务。尽管SKT和KTF获得的是WCDMA的运营许可证,并且也在2004年年初推出了商用业务,但是目前他们仍以CDMA2000的业务为主。   

  欧洲市场的商用网络部署更加突出。截至2007年底,欧洲就已经累计部署了111个WCDMA商用网络、96个HSDPA商用网络和18个HSUPA商用网络。一些运营商的WCDMA网络已经形成相当规模,T-Mobile在德国的WCDMA网络覆盖率超过50%,Vodafone在英国的WCDMA网络覆盖率达到40%,而Telefónica在瑞典的网络覆盖率达到了75%。预计到2010年底,全球3G用户数将接近8亿,其中使用WCDMA的用户数将占到用户总数的75%。西欧的发展尤其令人瞩目,新增移动用户中WCDMA用户超过30%。   

  最早进入WCDMA领域是爱立信、摩托罗拉等国外设备商,凭借卓越的研发和市场化能力,他们赢得了WCDMA第一桶金。随后,从R99版本到HSPA,WCDMA技术经历了巨大的变化,在这一过程中,中国制造商拥有了后发优势。

   综合2007年以来的公开信息,伴随中兴、华为等国内设备厂商的快速崛起,部分传统优势厂商正在逐步衰落。除了北电、摩托罗拉之外,阿尔卡特朗讯和诺基亚西门子在欧洲的传统优势供应商地位也正在遭受国内设备商的挑战。在比利时等地,华为替换了阿朗的WCDMA;罗马尼亚运营商Zapp、巴西最大运营商BrT则选择了中兴作为UMTS网络建设的合作伙伴。   

  据Gartner统计数据分析,2007年中兴通讯无线新增合同全球第一,GSM出货量同比增长300%,WCDMA系统2007年至2008年间获11个正式合同,其中4个来自欧洲市场。华为方面则表示,公司2007年无线收入达70亿美元。这一成就的取得很大程度上得益于后发优势。   

  2006年,国内通信设备企业开始大规模进军国际市场,而此时也是HSDPA技术逐步成熟,3G步入务实阶段的开始。没有R99的包袱,国内通信设备商直接切入HSDPA市场,因而占得了先机。分析人士认为,中国联通此次建设WCDMA网络,仍将首先给国内企业带来机会,同时也将带动WCDMA运营中心向亚洲回归。 截至2008年第三季度末,全球WCDMA用户数达到2.9亿。目前,WCDMA用户占3G用户总数的78%。中国联通2008年7月开始的试验网建设。在上海、深圳、佛山、柳州、郑州、保定、无锡和武汉八地各进行约100个基站规模的外场测试。200城市“中国联通移动通信网升级改造项目”将在全国超过200个城市实施。首批招标规模将在7万基站左右。

  五、概念辨析

  5.1、WCDMA与CDMA

  名字跟CDMA很相近,同时WCDMA[3]跟CDMA关系也很微妙。两者都基于码分多址技术,都使用了美国高通(Qualcomm)的部分专利技术。一般认为WCDMA的提出是部分厂商为了绕开专利陷阱而开发的,其方案已经尽可能地避开高通专利。   

  在移动电话领域,术语 CDMA 可以代指码分多址扩频复用技术,也可以指美国高通(Qualcomm)开发的包括IS-95/CDMA1X和CDMA2000(IS-2000)的CDMA标准族。在Qualcomm为IS-95协议使用它之前,CDMA复用技术已经存在了很长时间。然而,由于采用CDMA复用方法是IS-95协议区别于当时的GSM(采用TDMA)等其它协议的主要特征,现在通常将该协议也称为CDMA。   

  WCDMA 也使用CDMA的复用技术而且它跟Qualcomm的标准也很相似。但是WCDMA不仅仅是复用标准。它是一个详细的定义移动电话怎样跟基站通讯,信号怎样调制,数据帧怎么构建等的完整的规范集。   

  总之: 术语CDMA在移动通讯领域通常特指Qualcomm开发的CDMA标准族。它们定义了一组移动通讯协议。CDMA作为复用技术,既用于WCDMA空中接口协议,也用于Qualcomm的CDMA协议。WCDMA专指在IMT-2000中定义的移动电话协议。WCDMA协议与Qualcomm开发的CDMA无关。CDMA标准族(IS-95/CDMA One和CDMA2000)不兼容WCDMA标准族。

  5.2、WCDMA与3G

  5.2.1、3G三种制式:   

  我国要发放TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000三张牌照,将分属中国移动、中国联通和中国电信。   

  TD-SCDMA:全称Time Division - Synchronous CDMA(时分同步CDMA),在频谱利用率、对业务支持具有灵活性等独特优势。优势:中国自有3G技术,获政府支持   

  WCDMA:全称为Wideband CDMA,也称为CDMA Direct Spread,意为宽频分码多重存取,这是基于GSM网发展出来的3G技术规范,是欧洲提出的宽带CDMA技术。优势:有较高的扩频增益,发展空间较大,全球漫游能力最强,技术成熟性最佳。   

  CDMA2000:CDMA2000是由窄带CDMA(CDMA IS95)技术发展而来的宽带CDMA技术,也称为CDMA Multi-Carrier,由美国高通公司 为主导提出。优势:可以从原有的CDMA1X直接升级到3G,建设成本低廉。说联通的WCDMA比移动的TD好,也不完全对,各有各的特点。TD-SCDMA是我国自主3G标准,2000年5月,ITU(国际电信联盟)公布TD-SCDMA正式成为ITU第三代移动通信标准3G国际标准的一个组成部分,与欧洲WCDMA、美国CDMA2000并列为三大主流3G国际标准。TD-SCDMA于2008年4月1日试商用。   

  TD-HSDPA是TD-SCDMA的下一步演进技术,采用TDD方式。作为后3G的HSDPA技术可以同时适用于WCDMA和TD-SCDMA两种不同制式。TD-HSDPA之后,TD也将实现TD-HSUPA,实现2.2Mbps的上行速率,最后讲演进到LTE TDD。WCDMA是GSM的升级(GSM是2G技术,其演进是GSM、GPRS、EDGE、WCDMA),同时也是全球3G技术中用户最广(GSM系技术拥有全球85%移动用户)、技术和商业应用最成熟的。WCDMA运营商遵循WCDMA、HSPA、LTE演进路线。   

  HSDPA和HSUPA统称HSPA,后者上行速率更快,中国联通采用HSPA技术,其中大城市使用HSUPA,在09年6、7月份即可完成部署。HSPA后的HSPA+技术也已经开始在澳大利亚、新加坡等地开始建设,速率高达21Mbps。

  5.3、WCDMA与CDMA2000

  目前,移动通信系统正朝第三代发展,由于存在两种不同的2G制式,所以2G向3G的演进也存在两条路线。GSM采用WCDMA的演进策略,窄带CDMA采用CDMA2000的演进策略。WCDMA和CDMA2000作为未来的主流技术,已经得到业界的广泛认可。WCDMA与CDMA2000两种制式无论是无线技术还是网络技术都存在很多相似之处,但又有许多差别。

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