CDMA2000:3G的理想選擇

CDMA2000:3G的理想選擇


毛小兵

CDMAone是唯一有明確的3G發(fā)展規(guī)劃的技術,它建立在現(xiàn)有CDMAone系統(tǒng)框架和設計的基礎之上。
從運營商的觀點來看,在3G的技術移植過程中,基礎設施和頻譜的投資保護是一個相當重要的問
題,利用CDMAone,定義為3G的業(yè)務可以在已有的和未來新的頻譜中得以實現(xiàn),這一點對于老的運
營商(無法或不能選擇新的頻譜)來說非常重要。對于考慮為2G分配PCS頻譜的發(fā)展中地區(qū)來說,
這一點也相當重要,利用CDMAone,這些區(qū)域的運營商和用戶可以獲得當今先進數(shù)字技術的優(yōu)質服
務,同時保護了他們已有的投資。與CDMAone的發(fā)展相比,從GSM到WCDMA的演變過程則需要巨大的
變化。
IS-95B提供了64kbps的ISDN速率,CDMAone的下一階段是稱為1xRTT的標準,可在移動環(huán)境中提供
144kbps的分組數(shù)據(jù)業(yè)務,其他特性包括等待時間和語音容量的兩倍的增長。而所有這些特性都
可以在一個現(xiàn)有的1.25MHz的信道中實現(xiàn)。CDMAone的再下一階段將融入3xRTT 的能力,它支持所
有的信道帶寬(5MHz,10MHz等等),提供2Mbps的電路交換和分組交換數(shù)據(jù),融入先進的多媒體能力,
包括先進的3G語音業(yè)務和語音編碼器結構。
除CDMAone的空中接口外,ANSI-41 核心網絡的變革也將會使用戶繼續(xù)獲得CDMAone平臺先進的服
務,而且也不需要較大的投資在網絡設施上。
一、CDMA2000的兩個階段
數(shù)據(jù)業(yè)務的增長證明了從無線電話到信息工具訪問需求的增長,經常提到的3G應用就是支持高速
Internet訪問的能力。為了逐步提高CDMAone所支持的64kbps數(shù)據(jù)業(yè)務,而不是直接升級到目前
并不需要的2Mbps,CDG將CDMA2000的發(fā)展分成了兩個階段,這一策略滿足了運營商對靈活性和低
成本解決方案的需求。這兩個階段就是1XRTT和3xRTT,第一階段支持CDMA2000 1X空中接口,提供
144kbps的平均數(shù)據(jù)速率;第二階段增加了對3x系統(tǒng)的支持,數(shù)據(jù)速率達2Mbps。
1、第一階段:CDMA2000 1X
IS-2000標準(CDMA2000 1X)由電信工業(yè)協(xié)會(TIA)完成并頒布, 1XRTT是應用在現(xiàn)有CDMAone頻譜
分配棗1.25MHz載波內的CDMA2000,1X指應用了與CDMAone同樣的1.25MHz載波,且?guī)�寬為一個
1.25MHz,RTT意為無線電傳輸技術。
CDMA2000 1X網絡將引入同步語音和數(shù)據(jù)業(yè)務、低延遲數(shù)據(jù)支持及其他優(yōu)良性能,與CDMAone的后
向兼容性更是提供了投資保護,CDMA2000 1X從IS-95B發(fā)展而來,可用于現(xiàn)有的CDMAone信道,并在
以下幾方面作了相當大的改善:
●支持1X和3X 1.25MHz信道
●144kbps分組數(shù)據(jù)速率
●語音容量增加兩倍
●等待時間增加兩倍
●切換方式進一步改善
●與CDMAone的后向兼容性
CDMA2000這一階段的標準即將TIA  TR45.5工作組完成最后階段的工作,廠商也已經開始開發(fā)滿
足這一標準的產品。3G業(yè)務的分階段引入,可以使運營商迅速進入3G領域并保持其市場領先地位,
只有CDMAone的運營商可以不需要附加頻譜可以升級到3G,這是無需要額外的、高昂的投資而迅
速進入市場的一個關鍵因素。
2、第二階段:CDMA2000-3X
CDMA2000 1X應用正在緊鑼密鼓的進行時,CDMA2000平臺上的第二階段的3G技術也正在標準化之
中,并在1X的基礎上增加了以下特性:
●支持各種信道帶寬(6X,9X,12X)
●全面支持電路數(shù)據(jù)業(yè)務和2Mbps分組數(shù)據(jù)業(yè)務
●先進的多媒體呼叫模型
●先進的3G語音業(yè)務和語音編碼器技術框架,包括分組語音和電路交換數(shù)據(jù)。
IS-2000-A標準(CDMA2000-3X)在2000年完成,3X提供了比1X更高的容量,數(shù)據(jù)速率達2Mbps,也提
供了與1X及CDMAone的后向兼容及其他一些性能上的改善。
3X也可應用在現(xiàn)有的及新的分配頻譜上,但它用了更寬的頻譜,3X指N=3(3個1.25MHz載波應用)。
目前在標準中有兩種3X的應用,多載波模式利用3個1.25MHz來傳遞3G業(yè)務,而直接序列模式利用
一個3.75MHz載波完成同樣的業(yè)務,采用哪種模式在很大程度上取決于運營商現(xiàn)在的頻譜分配和
應用。
圖2.3 X應用
利用CDMA2000 3X,運營商可以在其網絡上提供更高的平均數(shù)據(jù)速率和峰值數(shù)據(jù)速率,傳遞多媒體
業(yè)務的QoS也得到了相當大的改善,CDMA2000 3X提供了對CDMAone、1X和3X用戶的同步支持和漫
游,甚至將語音容量提得更高,使無線運營商降低了成本卻改善了服務。
二、碼片速率
對于CDMA2000和WCDMA統(tǒng)一會聚的爭論基于一個事實,即這些基于CDMA的建議定義了一些可以相
互妥協(xié)、相互包容的特定參數(shù),其中討論最多、爭議最多的就是系統(tǒng)的碼片速率。WCDMA的碼片
速率為4.096Mcps,CDMA2000為3.6864Mcps,WCDMA的支持者認為,CDMA2000的低速率降低了網絡
性
能。我們來看看實際情況。
1、不同帶寬時的碼片速率
WCDMA的支持者稱,WCDMA的碼片速率提供了比CDMA2000高出10%的系統(tǒng)容量。這一點應該放在技
術的實際應用環(huán)境中加以考慮,并要包括影響系統(tǒng)性能的所有因素。WCDMA的空中連接采用5MHz、
10MHz或20MHz的無線信道,盡管一些運營商將在只有5MHz的較窄的頻譜寬度上提供3G業(yè)務,大多
數(shù)的運營商將分配更寬的頻譜:10、15、20MHz。這一點非常重要,因為它們都是可用的頻譜,并
與影響系統(tǒng)容量的碼片速率緊密相關。圖3說明了頻譜寬度為10、20MHz時CDMA2000和WCDMA的
應用情況。盡管仍然需要保護頻帶,通過1x和3x信道的組合,CDMA2000獲得了比WCDMA更高的總
容量,通過這一配置可以看出,在20MHz的寬度內,就系統(tǒng)容量而言,CDMA2000比WCDMA要高出13%。
2、碼片速率與其他因素
碼片速率并不唯一確定系統(tǒng)的總體容量,影響CDMA系統(tǒng)容量的一個主要參數(shù)是,每個信息位的能
量與噪聲功率頻譜密度之比(Eb/No),這一參數(shù)也是獲得一定QoS所需要的,就象幀差錯率或位差
錯率一樣。Eb/No值取決于幀結構、編碼和調制特性、不同的技術和信道模型,碼片速率3.6864
Mcps和4.096Mcps間的微小差別對Eb/No的影響微乎其微。相反,其他的系統(tǒng)設計,如信道結構、
功率控制機制、技術的差異、切換效率以及基站同步等,對系統(tǒng)容量有著更為重大的影響。
3、碼片速率與發(fā)射功率
高的碼片速率會對頻譜的應用和功率發(fā)射帶來負面影響,這一點不容忽視。CDMA空中接口信號
必須適用于5MHz的頻譜,以適應全球各地不同的頻率規(guī)劃。舉個例子,如果用于象北美PCS D、
E、F區(qū)這樣的5MHz頻譜,WCDMA系統(tǒng)就不能滿足FCC帶外發(fā)射的要求。
所有主要的無線技術都利用保護頻帶來分離相鄰頻帶的頻譜信號,例如,用于分離TDMA/AMPS和
IS-95A CDMA的保護頻帶為兩邊各270kHz,分離DECT與其相鄰服務頻帶的保護頻帶為低端2.396
MHz,高端1.052MHz,這一問題對于日本的PDC來說尤為重要。而WCDMA沒有這樣的保護頻帶,因
此它的準確運作將讓人難以理解,更不用說IMT-2000頻帶附近還有其他系統(tǒng)在服務。WCDMA的
支持者提出通過更為嚴格的濾波器來解決這一問題,從理論上來講是可行的,但這一濾波器很
難在5MHz的寬度內實現(xiàn)。
在實際應用中必須考慮鄰道干涉問題及FCC功率發(fā)射要求,因此,從本質上來講,WCDMA比CDMA2000
在系統(tǒng)容量上超出10%是不現(xiàn)實的�？傊�,碼片速率并不是一個簡單的問題,需要考慮許多實際
應用中的問題、風險和成本。
三、靈活的信道組合
CDMA2000的完美設計允許運營商在現(xiàn)有的頻譜上使用3G增強業(yè)務,但同時保持對現(xiàn)有CDMAone
 2G業(yè)務的支持,運營商可以在5MHz的頻段內、以1.25MHz的帶寬靈活使用頻率,從而實現(xiàn)CDMA
one和CDMA2000的不同組合。CDMA2000 1X和3X都可以與CDMAone組合在一起,可以使運營商根
據(jù)用戶需求,最大效率的利用頻譜。例如,一個運營商,如果其用戶對高速數(shù)據(jù)業(yè)務有強烈需求,
它可以采用CDMA2000 1X和CDMAone組合,將更多的信道用于CDMA 2000;而另一個運營商,其用
戶不能迅速接受高速數(shù)據(jù)業(yè)務,則可以將更多的信道保留給CDMAone業(yè)務。當CDMA2000 3X逐步
走向實用,在如何使用頻譜以支持新業(yè)務這一問題上,運營商將有更大的選擇權。
CDMA2000的靈活性一直擴展到了頻譜帶寬的應用上,如前所述,只有3G可以在目前所有的蜂窩
技術和PCS頻段中用于移動通信和固定無線系統(tǒng),它也與IMT-2000的頻段相兼容,因此,需要新
頻率的運營商也可以盡享CDMA2000的優(yōu)點。
全球的運營商都正在宣布他們發(fā)展CDMA2000 1X的計劃,隨著計劃的進展,它們越來越意識到,
CDMAone在支持3G業(yè)務時,其移植上的簡便性和低成本策略給它們帶來了巨大的優(yōu)勢。1998年
11月,貝爾大西洋移動公司宣布,次年它將在自己現(xiàn)有的CDMAone系統(tǒng)上分階段引入新的高速無
線數(shù)據(jù)通信能力,其系統(tǒng)基于郎訊科技的CDMA2000 1X。CDMA2000解決方案利用了現(xiàn)有CDMAone
方式的優(yōu)勢,并整合無線頻譜以產生更大的通道用于語音和數(shù)據(jù)傳輸,從而允許3G增強業(yè)務與
現(xiàn)有CDMAone網絡的共存。這一5MHz的多載波方案允許對現(xiàn)有用戶提供同步服務,且同時提供
八倍于MODEM的低成本移動數(shù)據(jù)速率。對CDMAone的后向兼容性是傳遞這些業(yè)務的關鍵,因而運
營商們傾向于在其網絡中采用CDMA2000,這種改變可以使它們迅速地以低成本引入3G數(shù)據(jù)業(yè)務,
并同時在現(xiàn)有頻譜中提高了數(shù)字語音容量,從而使其成本結構在全球無線業(yè)務中更具有競爭能
力。
四、結束語
3G的分階段進程正在按CDG的目標一步步展開,它可以保持CDMAone的技術優(yōu)勢,并為運營商提
供了成本優(yōu)良的解決方案,從而保持它們在市場上的領先優(yōu)勢。明年,CDMA2000  1X將在蜂窩
運營商和PCS運營商現(xiàn)有的CDMAone信道中實際應用,這將給它們帶來不可估量的優(yōu)勢,數(shù)據(jù)速
率、容量和等待時間的增加,大大促進了向先進的數(shù)據(jù)業(yè)務的轉移。
大量注意力集中在了3G技術的協(xié)調和會聚上,CDG及其成員也正在促進與全球運營商的討論,努
力使CDMA2000/WCDMA在一些地區(qū)性標準化組織(如ARIB、ETSI、TIA等)中得以統(tǒng)一。不管3G標
準的發(fā)展結果如何,CDMAone運營商將以現(xiàn)有系統(tǒng)為基礎,擁有一個具有明確發(fā)展方向的、標準
的3G業(yè)務系統(tǒng)的解決方案。

作者:毛小兵
         東方通信