1、在移動(dòng) HYPERLINK /class_free/147_1.shtml 通信領(lǐng)域,目前為人們所廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)技術(shù)即是第三代移動(dòng)通信技術(shù)(3G)。與第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)相比,第三代移動(dòng)通信技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)是能夠向用戶提供移動(dòng)寬帶數(shù)據(jù)接入,從而能向用戶提供寬帶多媒體業(yè)務(wù)。除了3G以外,從2G向3G演進(jìn)的2.5G、2.75G移動(dòng)通信技術(shù)也能向用戶提供一定的寬帶接入能力。由此,作者也把包括2.5G、2.75G、3G在內(nèi)的能向用戶提供一定寬帶接入能力的蜂窩移動(dòng)通信技術(shù),歸于寬帶無(wú)線接入技術(shù)進(jìn)行介紹。本文主要介紹了包括wcdma系列和cdma2000系列的包括2.5G/2.75G/3G在內(nèi)的蜂窩移動(dòng)寬帶無(wú)

2、線接入技術(shù),如gprs/edge/wcdma、cdma2000 1x/1x EV-DO/1x EV-DV等。 蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展概述 蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)從發(fā)展到現(xiàn)在主要經(jīng)歷了三個(gè)階段,即第一代、第二代和第三代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)。第一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)是模擬蜂窩移動(dòng)通信技術(shù),以美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的先進(jìn)移動(dòng)電話系統(tǒng)AMPS為典型代表。第一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)由于采用模擬技術(shù)和FDMA多址接入方式,在使用中暴露出很多弊端,如頻譜利用率比較低、保密性差、只能提供低速語(yǔ)音業(yè)務(wù)、設(shè)備體積大 HYPERLINK /class_free/77_1.shtml 成本高等,在實(shí)際中已經(jīng)基本不再使用。 第二代移動(dòng)通信技

3、術(shù)是數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng),采用數(shù)字調(diào)制技術(shù),具有頻譜利用率高,保密性好的特點(diǎn),不僅可以支持話音業(yè)務(wù),也可以支持低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),因而又稱為窄帶數(shù)字通信系統(tǒng)。第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)典型代表有美國(guó)的DAMPS系統(tǒng)、IS-95系統(tǒng)和歐洲GSM系統(tǒng),其中DAMPS和GSM都采用TDMA多址接入方式,而IS-95采用則采用CDMA多址接入方式,系統(tǒng)容量比GSM和DAMPS要大的多。第二代數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)是目前廣泛應(yīng)用的蜂窩移動(dòng)通信技術(shù),但由于只能提供窄帶業(yè)務(wù),已經(jīng)不能滿足人們?cè)絹?lái)越多的對(duì)于移動(dòng)寬帶多媒體業(yè)務(wù)的需求。 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)是寬帶數(shù)字通信系統(tǒng),它的目標(biāo)是提供移動(dòng)寬帶多媒體通信,多址方式基本都采用CDM

4、A多址接入,屬于寬帶CDMA移動(dòng)通信技術(shù)。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)能提供多種類型的高質(zhì)量多媒體業(yè)務(wù),能實(shí)現(xiàn)全球無(wú)縫覆蓋,具有全球漫游能力并與固定網(wǎng)絡(luò)相兼容。它可以實(shí)現(xiàn)小型便攜式終端在任何時(shí)候、任何地點(diǎn)進(jìn)行任何種類的通信。第三代移動(dòng)通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作由3GPP和3GPP2兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織來(lái)推動(dòng)和實(shí)施。目前,在世界范圍內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)體制為WCDMA和CDMA2000。下面將對(duì)這兩種體制的第三代移動(dòng)通信技術(shù)以及相應(yīng)的二代半過(guò)渡性技術(shù)進(jìn)行介紹。 WCDMA體制移動(dòng)寬帶無(wú)線接入技術(shù) 1.GPRS技術(shù): GPRS技術(shù)是從第二代移動(dòng)通信GSM技術(shù)向3G移動(dòng)通信技術(shù)WCDMA發(fā)展演進(jìn)的一種過(guò)渡技

5、術(shù),也即屬于所謂的2.5G移動(dòng)通信技術(shù)。GPRS全稱為通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service),是一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)。相對(duì)原來(lái)GSM的撥號(hào)方式的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式,GPRS是分組交換技術(shù),它以一種有效的方式采用分組交換模式來(lái)傳送數(shù)據(jù)和信令。 如圖1中所示,GPRS是在GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上,對(duì)原有GSM網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)和無(wú)線子系統(tǒng)的設(shè)備及功能進(jìn)行增強(qiáng)而成。在網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)中增加了GGSN(網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn))和SGSN(服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn))。這樣,在GPRS網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)中,GGSN和SGSN一起構(gòu)成了分組交換域,可與外部分組交換網(wǎng)絡(luò)如X.25網(wǎng)絡(luò)、IP網(wǎng)絡(luò)直接相連

6、;而原有的MSC和GMSC則構(gòu)成了電路交換域,與PSTN網(wǎng)絡(luò)相連。此外,GPRS還用用戶數(shù)據(jù)和路由信息將GSM網(wǎng)絡(luò)中的HLR增強(qiáng)為GPRS的數(shù)據(jù)庫(kù)(GR)。在無(wú)線子系統(tǒng)中,GPRS增強(qiáng)了BSC的功能,增加了GSM業(yè)務(wù)信道和控制信道的種類,以支持GPRS的多種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 GPRS頻道采用TDMA,一個(gè)TDMA幀劃分8個(gè)時(shí)隙,每個(gè)時(shí)隙對(duì)應(yīng)一個(gè) HYPERLINK /class_free/114_1.shtml 物理信道。在GPRS中,每個(gè)物理信道可以由多個(gè)用戶共享,并可根據(jù)語(yǔ)音和數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)要求動(dòng)態(tài)分配。GPRS還采用了更好物理信道編碼方案,當(dāng)使用8個(gè)時(shí)隙時(shí),每個(gè)用戶的最高接入速率可達(dá)164kbps

7、。GPRS支持IP,X.25等數(shù)據(jù)通信協(xié)議,可提供移動(dòng)臺(tái)與移動(dòng)臺(tái)之間,移動(dòng)臺(tái)與外部分組交換網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)通信。 GPRS可優(yōu)化利用網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線資源,維護(hù)無(wú)線子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)的嚴(yán)格分離,并允許采用其他非GSM標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線子系統(tǒng)接入GPRS網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng),這有利于GPRS網(wǎng)絡(luò)的升級(jí),便于向3G演進(jìn)。GPRS的缺點(diǎn)是其可提供的接入速率有限,可提供的多媒體業(yè)務(wù)相當(dāng)有限。 2.EDGE技術(shù): EDGE是一種基于GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)增強(qiáng)型技術(shù),其英文全稱為Enhanced Data Rate for GSM Evolution,中文含義為“增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率的GSM演進(jìn)技術(shù)”。EDGE相比GPRS最大的變化是在

8、數(shù)據(jù)傳輸時(shí)采用8PSK調(diào)制替代原先GSM/GPRS中的GMSK調(diào)制(高斯最小頻移鍵控,為2PSK調(diào)制),再結(jié)合不同糾錯(cuò)檢錯(cuò)能力的信道編碼方案,EDGE共提供9種不同的調(diào)制編碼方案(MCS),而GPRS采用單一GMSK調(diào)制,僅提供四種編碼方案(CS)。這樣EDGE可以適應(yīng)更惡劣更復(fù)雜多變的無(wú)線 HYPERLINK /class_free/137_1.shtml 傳播 HYPERLINK /class_free/153_1.shtml 環(huán)境。此外,EDGE在鏈路層數(shù)據(jù)發(fā)送和重傳機(jī)制上,采用了“鏈路適配”和“增量冗余”技術(shù),提高了數(shù)據(jù)重發(fā)成功率。鏈路適配技術(shù)可在不同MCS之間根據(jù)實(shí)時(shí)的無(wú)線鏈路質(zhì)量及

9、時(shí)調(diào)整采用最佳MCS方案;增量冗余技術(shù)在重發(fā)信息種加入更多的冗余信息來(lái)提高接收端正確解調(diào)的概率。綜合以上各項(xiàng)技術(shù), EDGE技術(shù)理論數(shù)據(jù)傳輸速率可高達(dá)384Kbps473.6Kbps,與GPRS相比大大提高了用戶數(shù)據(jù)接入速率,因?yàn)橐脖环Q之為2.75G技術(shù)。目前,北美和亞洲少數(shù)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開(kāi)通了基于EDGE的服務(wù),但由于運(yùn)營(yíng)時(shí)間尚短,其成熟性和可靠性還有待進(jìn)一步觀察。 3.WCDMA技術(shù): WCDMA屬于3G移動(dòng)通信技術(shù),目前有R99、R4、R5以及R6共4個(gè)版本。 R99版本接入部分主要定義了全新的5MHz每載頻的寬帶碼分多址無(wú)線接入網(wǎng),采納了功率控制、軟切換及更軟切換等CDMA關(guān)鍵技術(shù),提高了

10、頻譜效率和數(shù)據(jù)傳送能力。基站只做基帶處理和擴(kuò)頻,接入系統(tǒng)智能集中于RNC統(tǒng)一 HYPERLINK /class_free/6_1.shtml 管理,引入了適于分組數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議和機(jī)制,數(shù)據(jù)速率可支持144Kbps 、384Kbps ,最高可達(dá)2Mbps 。基站和RNC之間采用基于ATM的Iub接口,而RNC則分別通過(guò)基于ATM AAL2的Iu-CS和AAL5的Iu-PS分別與核心網(wǎng)的CS域和PS域相連。 R99版本核心網(wǎng)部分向下兼容GPRS,分為CS電路交換域和PS分組交換域,CS域和PS域分別基于演進(jìn)的MSC/GMSC和SGSN/GGSN,CS域主要負(fù)責(zé)與電路型業(yè)務(wù)相關(guān)的呼叫控制和移動(dòng)性管理

11、等功能,呼叫控制采用TUP,ISUP等標(biāo)準(zhǔn)ISDN信令,移動(dòng)性管理上采用了進(jìn)一步演進(jìn)的MAP協(xié)議,物理實(shí)體與GSM類似包括了MSC,GMSC,VLR。PS域主要負(fù)責(zé)與分組型業(yè)務(wù)相關(guān)的會(huì)話控制和移動(dòng)性管理等功能,在原有的GPRS系統(tǒng)基礎(chǔ)上對(duì)一些接口協(xié)議,工作流和和業(yè)務(wù)功能作部分改動(dòng),相對(duì)于GPRS,增加了服務(wù)級(jí)別的概念,分組域的業(yè)務(wù)質(zhì)量保證能力提高,帶寬增加;語(yǔ)音編解碼器在核心網(wǎng)實(shí)現(xiàn),支持系統(tǒng)間切換(GSM/UMTS),增強(qiáng)了安全和計(jì)費(fèi)功能。 R4版本相對(duì)于R99,無(wú)線接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)沒(méi)有改變,改變的只是一些接口協(xié)議的特性和功能的增強(qiáng);但在核心網(wǎng)CS域改變較大。R4核心網(wǎng)CS域采用開(kāi)放式結(jié)構(gòu),控制與底層承載相分離,由MSC服務(wù)器和MGW媒體網(wǎng)關(guān)配合,替代原有的節(jié)點(diǎn)式MSC交換機(jī)實(shí)現(xiàn)呼叫接續(xù)和控制功能,整個(gè)CS核心網(wǎng)由TDM中心節(jié)點(diǎn)交換型演進(jìn)為典型的分組話音分布式體系結(jié)構(gòu)。同時(shí),CS核心網(wǎng)采用ATM/IP分組交換網(wǎng)替代原來(lái)的TDM電路交換,提高了帶寬利用效率。R4版本在無(wú)線寬帶接入速率方面與R99基本相同。 R5版本在無(wú)線接入網(wǎng)方面引入了IP UTRAN和HSDPA高速下行分組接入