提要
CDMA2000 1x是技術最成熟、商用化最快的第三代移動通訊技術。從技術上講,其前沿研究最有成效,也是迄今為止吞吐率最高的無線通訊技術標準。
更重要的是:CDMAOne→CDMA2000 1x→CDMA2000 3x→CDMA2000 1xEV-DV的演進將是真正的、從基站到核心網全網兼容的演進路線,能夠最大程度地保護運營商的利益。不同的移動終端可以在2G與3G的網絡間無縫漫游,用戶的利益得到了最大程度的保護。
可以預見,在CDMA One大規(guī)模應用之后,CDMA2000將成為一項最有競爭力的3G技術。以中興通訊為代表的民族通訊產業(yè)必將對中國3G的發(fā)展起到巨大的促進作用。
移動通信技術在國內的發(fā)展始于90年代末GSM移動通信系統(tǒng)的群體突破,中興、華為和大唐都推出了自己的GSM第二代移動通訊產品。但是移動通信網絡設備市場具有明顯的先入為主的特點,GSM網絡建設之初,全部為國外設備,今天仍然以國外設備為主。民族移動通訊產業(yè)在GSM技術上的突破并沒有帶來市場的突破。據(jù)統(tǒng)計,1998年國內GSM網上的國產設備為零;1999年國產基站市場占有率為2%,移動交換機為4%。
2001年5月,中興通訊以其自行研發(fā)具有國際同等水平的CDMA基站、交換設備,在中國聯(lián)通的首期CDMA設備招標中,取得了10省區(qū)、110多萬線的市場份額,是國產移動通訊設備的一大突破。2001年8月,中興通訊在海南開通了國內首個CDMA2000 1x試驗局。經過多年的技術積累,以中興通訊為代表的民族通訊產業(yè)在第三代移動通訊技術的技術基礎和研發(fā)實力上與國外的廠商已經基本同步。第三代移動通訊技術的發(fā)展對于民族通訊產業(yè)是趕超國際水平的一個不可多得的良機。
一、CDMA 2000技術概述
作為第三代移動通訊技術的一個主要代表的CDMA2000技術是從CDMAOne演進而來的。CDMA2000標準是一個體系結構,稱為CDMA2000family,它包含一系列子標準。由CDMAOne向3G演進的途徑為:CDMAOne→(IS-95B→)CDMA2000 1x(3x)→CDMA2000 1xEV。其中從CDMA2000 1x之后均屬于第三代技術。演進途徑中各階段特點分別為:
◆ IS-95B:通過捆綁8個話音業(yè)務信道,提供64K數(shù)據(jù)業(yè)務。在多數(shù)國家,IS95B被跨過,直接從CDMAOne演進為CDMA2000 1x。
◆ CDMA2000 1x:在IS-95的基礎上升級空中接口,可在1.25M帶寬內提供307.2K高速分組數(shù)據(jù)速率。
◆ CDMA2000 3x:在5M帶寬內實現(xiàn)2M數(shù)據(jù)速率,后向兼容CDMA2000 1x及IS-95。
◆ CDMA2000 1x EV:增強型1x,包括EV-DO和EV-DV兩個階段。
二、CDMA2000 1x的技術特征
CDMA2000 1X在無線接口性能上較IS-95系統(tǒng)有了很大的增強,主要表現(xiàn)為:
◆ 可支持高速補充業(yè)務信道,單個信道的峰值速率可達3.7.2kbps。
◆ 采用了前向快速功控,提高了前向信道的容量。
◆ 可采用發(fā)射分集方式OTD或STS,提高了信道的抗衰落能力。
◆ 提供反向導頻信道,使反向相干解調成為可能,反向增益較IS95提高3dB,反向容量提高1倍。
◆ 業(yè)務信道可采用比卷積碼更高效的Tubro碼,使容量進一步提高。
◆ 引入了快速地呼信道,減少了移動臺功耗,提高了移動臺的待機時間。此外,新的接入方式減少了移動臺接入過程中的干擾的影響,提高了接入成功率。
◆ 仿真結果表明,CDMA2000 1X系統(tǒng)的話音業(yè)務容量是IS95系統(tǒng)的2倍,而數(shù)據(jù)業(yè)務容量是IS-95的3.2倍。
CDMA2000 1X的無線IP網絡接口采用已應用成熟的、開放的IETF協(xié)議,支持Simple IP和Mobile IP的Internet/Intranet的接入方式,實現(xiàn)了真正的Internet接入的移動性。
從傳輸速率來看,IS-95標準的速率集是CDMA2000 1X速率集的一個子集(RC1,RC2)。同時,CDMA2000提供增強速率集:前向RC3-RC9,反向RC3-RC6,從而在滿足第三代移動通訊高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務的同時實現(xiàn)了從IS-95的平滑過渡。CDMA2000 1X能實現(xiàn)對CDMA(IS-95)系統(tǒng)的完全兼容,技術延續(xù)性好,可靠性較高。同時也使CDMA2000成為從第二代向第三代移動通信過渡最平滑的選擇。
三、CDMA2000在國外的發(fā)展和商用化進程
2000年7月,Qualcomm利用基帶調制解調芯片CSM5000和移動臺調制解調芯片MSM5000,首次成功進行了雙向153kbps的CDMA2000高速無線分組數(shù)據(jù)實驗。測試的結果充分表明,CDMA2000在語音容量、數(shù)據(jù)吞吐量,通話和待機時間方面均有明顯的優(yōu)勢。
三星已于2000年8月在SK Telecom成功開通了世界上第一個CDMA2000 1X實驗局,隨后LG Telecom和KT Freetel也分別開通了CDMA2000 1X商用局。目前已在韓國大規(guī)模商用,CDMA2000 1X基站超過4700個,可以為多達400,000用戶提供144kbps的數(shù)據(jù)服務。Lucent與Qualcomm于2001年初成功進行了CDMA2000 1XEV-DO(HDR)的實驗,系統(tǒng)基于Lucent商用Flexent無線網絡設備,支持網頁瀏覽、視頻流和電子郵件等多種應用。傳輸數(shù)據(jù)速率高達每秒2.4Mbps。Lucent計劃于2002年初實現(xiàn)HDR的商用化。
Motorola公司2001年4月通過交互式賽車游戲首次演示了CDMA 20001xEV-DV的侯選技術之一1XTREME。驗證了其在1.25MHz的頻段內高達4.8Mbps的高速數(shù)據(jù)吞吐能力。
在手機終端方面,三星公司已經有多款商用的1x手機上市,三星公司推出的CDMA2000 1x移動電話SCH-X100和SPH-X1000,持續(xù)通話時間達70-190分鐘,待機時間達125-350小時,數(shù)據(jù)傳輸速率最高達144Kbps,此外還提供彩色動態(tài)圖像傳輸、AOD及VOD等各種多媒體服務。LG、SKT和Motorla等公司也紛紛推出CDMA2000 1X的手機。
四、CDMA2000技術在中國的應用
基于目前我國已有的GSM和CDMA巨大的用戶市場,國內的3G技術發(fā)展主要有兩個主流方向,即CDMA2000和WCDMA。
對于CDMA系統(tǒng),由于所采用的基本技術始終為CDMA,單個載波信道占用的帶寬始終為1.25MHz,因此CDMAOne→CDMA2000 1X→CDMA2000 1xEV→CDMA2000 3x的演進路線是清晰的。無論移動終端還是基站均能夠前后向兼容,是一種真正的意義上的平滑過渡。
CDMA2000與CDMAOne標準上的兼容性使其基站的升級十分容易。以中興通訊(ZTE)的CDMAOne基站為例,在CDMAOne基站的基礎上只需更換或新增一種單板(信道板),再更新部分軟件即可升級為CDMA2000 1x的基站。中興通訊的基站支持IS-95A和CDMA2000 1x的信道板的混插,可以根據(jù)2G到3G演進的各階段的數(shù)據(jù)業(yè)務的不同需求量動態(tài)地配置。運營商用于CDMA2000 1x升級的全部費用約為CDMAOne投資的10%左右,極大地保護了運營商的利益。
由于空中接口標準的兼容及載頻的重合,CDMAOne的終端可以漫游到CDMA2000 1x及1XEV系統(tǒng),CDMA2000的終端在CDMAOne的系統(tǒng)中也能夠正常使用。對用戶來說,購買終端的投資得到了最大程度的保護。以中興通訊的ZTE802手機為例,ZTE802手機可以在CDMA2000 1x的網絡中無縫漫游。并且ZTE802手機是世界上第一款機卡分離的CDMA和機,給終端用戶帶來了極大的便利。中興通訊即將在年底推出多款CDMA2000 1x的手機。
目前我國的移動用戶已經突破1NN 。從我國的國情出發(fā),初期的高速數(shù)據(jù)業(yè)務的需求增加不會太快,2G向3G的過渡必然是一個長期的、漸進的過程。因此,系統(tǒng)的兼容性和平滑過渡顯得尤為重要。在這兩點上,CDMA2000技術具有無法比擬的優(yōu)勢。所以,CDMA2000是國內的2G和3G過渡的一個最佳的選擇。
第三代移動通訊技術的發(fā)展給了中國趕超世界先進水平的機會。目前中國在CDMA2000方向的研究與國外基本同步。繼推出全套IS-95A商用系統(tǒng)后,中興通訊(ZTE)于2000年底成功實現(xiàn)了CDMA2000 1x的語音業(yè)務,并支持IS-95A手機與CDMA2000 1x手機之間的語音通訊。2001年3月成功實現(xiàn)了153.6kbps雙向高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務,通過雙向視頻流、Web瀏覽、FTP等多種高速數(shù)據(jù)業(yè)務應用驗證了其性能。2001年5月完成了軟件的版本測試、大話務量的測試和拉距環(huán)境的測試。2001年8月,中興通訊在海南聯(lián)通成功開通了國內首家CDMA2000 1x的實驗局,可以在移動狀態(tài)下提供雙向視頻流、Web瀏覽、VOD和VPN等高速數(shù)據(jù)業(yè)務,證明了中興通訊的CDMA2000 1x的系統(tǒng)已經具備了大規(guī)模商用化的能力。與國際廠商相比,中興公司CDMA2000 1x產品在完全信道共享、多種信道板混插、1XEV兼容等方面具有一定的領先性。
五、CDMA2000的新技術展望
CDMA2000在探索新技術方向是所有3G標準中最活躍的,也是迄今為止吞吐率最高的無線通訊技術。在無線接口方面,為進一步加強CDMA2000 1x的競爭力,3GPP2從2000年開始在CDMA2000 1x基礎上制定1x的增強技術,即1xEV標準。目前1xEV分為兩個階段:
◆ 第一階段:CDMA2000 1xEV-DO(Data Only),采用與話音分離的信道傳輸數(shù)據(jù)。Qualcomm公司提出的HDR(High Data Rate)技術已成為該階段的技術標準,支持平均速率為650kbps,峰值速率為2.4Mbps的高速數(shù)據(jù)業(yè)務。
◆ 第二階段:CDMA2000 1xEV-DV(Data and Voice),數(shù)據(jù)信道與話音信道合一。目前有多種侯選方案,如1XTREME,LAS-CDMA等。1XEV-DV可提供4.8M甚至更高的吞吐量。目前普遍認為1XEV-DO目前已具備商用化條件,而1XEV-DV還不成熟。
HDR是一種針對分組數(shù)據(jù)業(yè)務進行優(yōu)化的、高頻譜利用率的CDMA無線通訊技術?稍1.25M帶寬內提供峰值速率達2.4Mbps的高速數(shù)據(jù)傳輸服務。這一速率甚至高于WCDMA在5M帶寬內所能提供的數(shù)據(jù)速率。HDR已被3GPP2正式采納為CDMA2000 1XEV-DO唯一標準。
在CDMA2000的新技術的研發(fā)上,中興通訊始終保持與世界先進水平同步。中興通訊是3GPP2、3GPP和CWTS的主要成員,參與制訂了國內CDMA2000的多項標準,在CDMA2000領域申請了多項專利,完成了國家863的第三代移動通訊的多項預研課題。中興通訊的新一代的CDMA2000 1XEVDO設備將采用更先進的軟件無線電、硬件邏輯的動態(tài)下載等技術,計劃在明年將推出。CDMA2000 1XEVDV的研發(fā)工作已經開始。
摘自《通信市場》