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蜂窝移动宽带无线接入技术


3.WCDMA技术:
WCDMA属于3G移动通信技术,目前有R99、R4、R5以及R6共4个版本。
R99版本接入部分主要定义了全新的5MHz每载频的宽带码分多址无线接入网,采纳了功率控制、软切换及更软切换等CDMA关键技术,提高了频谱效率和数据传送能力。基站只做基带处理和扩频,接入系统智能集中于RNC统一管理,引入了适于分组数据传输的协议和机制,数据速率可支持144Kbps 、384Kbps ,最高可达2Mbps 。基站和RNC之间采用基于ATM的Iub接口,而RNC则分别通过基于ATM AAL2的Iu-CS和AAL5的Iu-PS分别与核心网的CS域和PS域相连。
R99版本核心网部分向下兼容GPRS,分为CS电路交换域和PS分组交换域,CS域和PS域分别基于演进的MSC/GMSC和SGSN/GGSN,CS域主要负责与电路型业务相关的呼叫控制和移动性管理等功能,呼叫控制采用TUP,ISUP等标准ISDN信令,移动性管理上采用了进一步演进的MAP协议,物理实体与GSM类似包括了MSC,GMSC,VLR。PS域主要负责与分组型业务相关的会话控制和移动性管理等功能,在原有的GPRS系统基础上对一些接口协议,工作流和和业务功能作部分改动,相对于GPRS,增加了服务级别的概念,分组域的业务质量保证能力提高,带宽增加;语音编解码器在核心网实现,支持系统间切换(GSM/UMTS),增强了安全和计费功能。


R4版本相对于R99,无线接入网网络结构没有改变,改变的只是一些接口协议的特性和功能的增强;但在核心网CS域改变较大。R4核心网CS域采用开放式结构,控制与底层承载相分离,由MSC服务器和MGW媒体网关配合,替代原有的节点式MSC交换机实现呼叫接续和控制功能,整个CS核心网由TDM中心节点交换型演进为典型的分组话音分布式体系结构。同时,CS核心网采用ATM/IP分组交换网替代原来的TDM电路交换,提高了带宽利用效率。R4版本在无线宽带接入速率方面与R99基本相同。
R5版本在无线接入网方面引入了IP UTRAN和HSDPA高速下行分组接入。IP UTRAN在无线接入网部分采用IP来承载用户信令和用户数据;HSDPA(高速下行分组接入)用于实现WCDMA网络高速下行数据业务,下行数据接入速率理论上可高达14.4 Mbps,同时可以把同样无线频段中的系统数据容量提高一倍以上。HSDPA能达到这样高的接入速率,在于其引入了先进技术以及相应的无线接入网结构的一些改进,如引入了高速下行共享信道HS-DSCH,采用缩短的子帧和高阶QAM调制、采用自适应调制编码AMC和物理层混合自动重传HARQ II/III,直接在NodeB中进行快速包调度等。R5版本在核心网方面增加了IP多媒体子系统(IMS),但IMS域还无法完全取代R4分组化的CS域, R5只是R4的补充和满足IP多媒体业务的需求的一个版本。
R6版本中引入了HSUPA高速上行分组接入以及MBMS多媒体广播和组播业务。与HSDPA相类似,HSUPA采用自适应调制编码AMC、混合自动重传HARQ以及更加灵活的NodeB快速调度等技术,理论上可为用户提供5.8Mbps的上行数据接入。MBMS可在无线接入网中实现点到多点的高速多媒体业务广播和组播,实现了网络资源的共享,提高了网络资源特别是无线资源的利用效率。目前R6版本还没完全确定,还在3GPP的讨论和不断演化之中。

CDMA2000体制移动宽带无线接入技术

1.CDMA2000 1X:
cdma2000 1x是由IS-95A/B演化而来的,它是cdma2000第三代移动通信系统的第一个阶段,可以看作是2.5G技术。cdma2000 1x在IS-95A/B的基础上,对无线接入网络部分进行了改进,采用比IS295A/ B 更先进的技术,在无线信道类型、物理信道调制和无线分组接口功能上都有很大的增强。cdma2000 1x的话音容量大约是IS-95A/B的1.5～2倍,能够在1.25 MHz的带宽上提供高达153.6kbit/ s的双向数据业务。核心网部分则原来的电路交换网基础上, 增加了一个分组交换网络,支持移动IP业务,支持QoS,能适应更多、更复杂的多媒体业务。
根据IMT-2000原定计划,cdma2000系统将从1x起步,即首先使用单载波系统来保证与第二代移动通信系统的兼容。随着技术的发展,通过把三个或三个以上的载波捆绑在一起的方式,进一步提高性能。但之后,多个载波的方式没有成为主要的研究方向。而是在单个载波的基础上,提出了一系列新的技术,来增强cdma2000 的性能。这些新的技术被叫做1x EV技术,即1x技术的演进。这些1x EV技术主要包括1x EV-DO和1x EV-DV。
2.CDMA2000 1X EV-DO:
1x EV-DO采用将数据业务和和语音业务分离的思想,在独立于cdma2000 1x的载波上向移动终端提供高速无线数据业务,不支持话音业务。1x EV-DO针对高速分组数据传输的特点,在前向链路上采用了诸如前向最大功率发送、高阶调制、动态速率控制、自适应编码调制、HARQ、多用户分集和调度以及时分调度等多项技术,前向链路速率可达2.46Mbps;而对于反向链路上的数据传输,和cdma2000 1x基本相同。
1x EV-DO与1x不完全兼容,1x EV-DO单模终端不能在cdma2000 1x网络中通信,同样cdma2000 1x单模终端也不能在1x EV-DO网络中通信。在组网方面,对于那些只需要分组数据业务的用户,1x EV-DO可以单独组网,此时的核心网配置可采用基于IP的、较为简单的网络结构;对于同时需要语音、数据业务的用户,可以与cdma2000 1x联合组网,同时提供语音与高速分组数据业务,不过这时用户终端需要采用同时支持1x EV-DO与cdma2000 1x的双模终端。
1x EV-DO保持了与cdma2000 1x在设计和网络结构上的兼容性。在无线射频部分,1x EV-DO具有与cdma2000 1x相同的射频特性及实现方式,升级时可以直接使用已有的cdma2000 1x射频部分;在核心网部分,1x EV-DO也可以与cdma2000 1x共用相同的分组数据核心网。目前国际上,1x EV-DO已经商用,技术较为成熟。
3.CDMA2000 1X EV-DV:
与1x EV-DO只提供高速数据业务不同,1x EV-DV的设计目标要求能提供混合高速数据和话音业务。1x EV-DV可完全后向兼容cdma2000 1x,便于从1x网络升级,其空中接口标准分两个版本:Rel.C和Rel.D。Rev.C主要改进和增强了CDMA2000 1X的前向链路,前向峰值速率达到3.1Mbps,Rev.D则改进和增强了反向链路,反向峰值速率达到1.8Mbps,而在Rev.C中反向峰值速率仅为230.4kb/s。但Rev.C和Rev.D版本中对话音容量都没有很大的改善。
Rel.C结合诸多新技术如自适应调频编码(AMC)、混合自动重发请求(HARQ)、使用TDM/CDM混合的新高速分组数据信道(F-PDCH);可支持多种业务组合;后向兼容cdma2000 1x,不必采用双模终端,可由1X系统平滑演进到1X EV-DV;能更有效地支持数据业务等。
Rev.D主要技术特点有:反向链路增强,采用灵活的反向链路控制方式,通过改进的快速调度控制和速率控制实现反向链路速率控制,有效的缩短了时延,改善了Qos;提供点到多点的广播和组播业务(BCMC);快速呼叫建立;3G移动设备标识(MEID)支持等。
相比于1x,1x EV-DV 可以提供更高的数据速率和更完善的QoS机制。目前,3GPP2 基本完成CDMA2000 1x EV-DV技术规范的制定工作,并已开始相关测试规范的讨论和制定,一些厂家也已经推出了1x EV-DV的系统,但1x EV-DV技术还不成熟,目前还没有实现商用。

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