Сравнительный анализ cdma2000 и WCDMA

W-CDMA

Расширение спектра и модуляция

В системе cdma2000 используются ортогональные каналы для передачи пилот - сигналов, управляющей информации и данных, что позволяет снизить уровень взаимных помех. Для передачи высокоскоростной и низкоскоростной информации применяются, соответственно, длинные и короткие ортогональные последовательности. В качестве та - ких кодов, аналогично, как и в стандарте IS-95, используются последовательности Уолша. Квадратурная модуляция QPSK осуществляется до расширения спектра сигнала. Каждые два информационных бита отображаются в один QPSK символ. В результате необходимое число последовательностей Уолша снижается в два раза по сравнению со случаем, если бы использовалась BPSK модуляция. Кроме того, длина последовательностей Уолша мо - жет регулироваться, что позволяет гибко изменять скорость передачи информации в ра - диоканале.

W-CDMA (другое название — UMTS, Universal Mobile Telecommunication System —

универсальная система мобильной связи), — это стандарт, который принят в Европе и Японии. UMTS, по сути дела, — это апгрейд стандарта GSM через GPRS и EDGE. Назем -

ная часть UMTS известна как UTRA (UMTS Terrestrial Radio Access). FDD- компонент

UTRA основан на стандарте W-CDMA (UTRA FDD). Теоретически он обеспечивает пере - дачу данных со скоростью до 2 M бит /c, однако на практике скорости гораздо ниже: сис - темы W-CDMA обладают определенными техническими ограничениями. Работа по стан -

дартизации UMTS координируется группой Third Generation Partnership Project (3GPP).

Технология UMTS также содержит другой стандарт радиопередачи, который упомина - ется гораздо реже, чем W-CDMA — TD-CDMA (другое название — TDD UTRA). Стан - дарт TD-CDMA, разработанный немецким концерном Siemens, использует технологию TDD, и, в отличие от W-CDMA, использующей технологию FDD, которая требует так на - зываемого парного спектра 1, может использовать непарный спектр. Считается, что техно - логия TDD хорошо приспособлена для передачи данных в интернет.

Радиоинтерфейс UMTS, получивший название UTRAN (Universal Terrestrial Radio Ac-cess Network), основан на кодовом разделении и практически не имеет ничего общего сфизическим уровнем GSM. На сетевом уровне предлагаемый стандарт целиком опирается на «ютовую» инфраструктуру GSM. Поэтому он особенно выгоден фирмам - поставщикам оборудования GSM, ряд из которых (Nokia, Eriksson) принимал самое непосредственное участие в его разработке. Для завершения работы над спецификацией стандарта создано организационное ядро 3GPP (3G Partnership Project), наименование которого часто ис - пользуется как синоним названия самого проекта UMTS.

Второй проект, известный под именем cdma2000, является максимально преемствен - ным по отношению к системе cdmaOne (IS-95) Процесс доводки спецификации этого стандарта также интернационализирован и контролируется органом, называемым 3GPP2(3G Partnership Project number 2).

Ранее уже говорилось о конкурентной борьбе, которая развернулась на этапе гармони - зации проектов cdma2000 и WCDMA, и чем окончилось противостояние между компа - ниями Ericsson и Qualcomm. Принятое в конце 1999 г. компромиссное решение открыло дорогу к 3- му поколению сразу двум технологиям. Североамериканский проект cdma2000 окончательно дорабатывается в рамках стандарта IMT-MC (вариант MC-CDMA), а работы по WCDMA и UTRA разделились на два направления. Первый стандарт IMT-DS базиру - ется на технических решениях WCDMA FDD и UTRA FDD (для парных полос частот), а второй IMT-TC (для непарных полос частот) основан на технических решениях европей - ского проекта UTRA TDD и китайского проекта TD-SCDMA.

Ключевое отличие cdma2000 и WCDMA, которое стало предметом острой полемики, - разные чиповые скорости 3,6884 и 3,84 Мчип / с. Выбор чиповой скорости в проекте cdma2000 произведен из условия обеспечения обратной совместимости с cdmaOne (3x1,2288 Мчип / с) и возможности использования на переходном этапе к IMT-2000 двух - режимных терминалов типа cdma2000/cdma0ne. В отличие от cdmaOne, разрабатываемый в Европе и Японии стандарт WCDMA не преследует целей обеспечения совместимости с существующими сетями связи, хотя заложенные в нем решения базируются на использо - вании единых базовых сетей GSM MAP, ANSI-41 и IP- сетей. Для разделения сигналов ба - зовых станций в cdma2000 используются короткие коды длиной 2¹⁵ с разными цикличе - скими сдвигами, что требует их взаимной синхронизации.

Асинхронный принцип построения сети WCDMA делает ее независимой от внешнего источника синхронизации. Такая возможность обеспечивается за счет использования раз - ных кодов Голда для разделения базовых станций. Начальная синхронизация мобильных станций в системе cdma2000 обеспечивается по общему пилот - сигналу, излучаемому каж - дой базовой станцией. Так как все БС в сети синхронны, то никакой дополнительной син - хронизации не требуется. После захвата пилот - сигнала мобильная станция определяет все параметры, необходимые для когерентной демодуляции сигнала и обеспечения хэндовера.

Процедура начального поиска в системе WCDMA более сложная, так как осуществля - ется в три этапа. Однако с точки зрения быстродействия она обладает преимуществом, т. к. на каждом этапе область неопределенности сравнительно невелика. Время установления начальной синхронизации в cdma2000 несколько выше из - за большой априорной неопре - деленности.

Между рассматриваемыми технологиями есть и много общего. Прежде всего, для уве - личения пропускной способности в них используется мультикодовая передача, позво - ляющая выделить одному пользователю сразу несколько каналов. Оба стандарта преду - сматривают динамическое управление мощностью в прямом и обратном каналах связи, хотя в проекте WCDMA используется более быстродействующая схема управления мощ - ностью. Повышение помехоустойчивости обеспечивается за счет разнесения на передаче, использования сверточных и турбо - кодов и др.

Краткие сравнительные характеристики системы cdma2000 и WCDMA приведены в таблице 11.1

Таблица 11.2. Сравнительные характеристики cdma2000 и WCDMA

Характеристика	Система	cdma2000	WCDMA
Диапазон частот,МГц	824-849/869-894 и 1900	1920-1980.2110-2170
Полоса частот,МГц	3.75 (3х1,25)-базовая	5 - базовая
		1,25xN, где N=1,6,9,12	1,25; 10 и 20
Метод доступа		MC-CDMA	DS-CDMA
Совместимость		Обратная совместимость с	Совместная эксплуатация с
		cdmaOnе	GSM
			и обеспечение хэндовсра
Чиповая скорость,	3,6864 (3x1,2288) – базовая	3,84 (базовая). 7,78 и 15,56
Мчип/с		Nx 1,2288, где N 1,6,9,12
Кодирование		Сверточный код(К=9, R1/2, 1/3,	Свсрточный код(К=9: R -1/2.
		1/4), турбо-код (К=4)	1/3) +код Рида-Соломона, тур-
			бо-код(К=3)
Синхронизации базовых	Синхронная работа	Асинхронная работа
станций			(возможна синхронная)
Ортогональные коды	Функции Уолша и квазиортого-	Ортогональные коды пере-
		нальные коды	менной длиныOVSFс коэф-
			фициентом расширения1-512
			(4-256 в UTRA)
Расширяющие последо-	Короткие коды длиной2^15и	Коды Голда
вательности		длинные коды длиной(2^42-1)
Схема поиска сот		По пилот-сигналу	Трехэтапный поиск(поиск ко-
			да Голда,кадровая синхрони-
			зация,идентификация скремб-
			лирующего кода)
Длина кадра,мс		5, 20
Модуляция дан-	«вниз»	QPSK	QPSK
ных	«вверх»	BPSK	BPSK
Расширяющая	«вниз»	QPSK	QPSK
модуляция	«вверх»	QPSK	QPSK или HPSK (OCQPSK)
Метод автоматического	Мягкий,жесткий межчастотный)	Мягкий,жесткий(межчастот-
переключения каналов		ный или межсистемный)
Управление мощностью	Скорость0.8кбит/с.шаг управ-	Скорость1,6кбит/с,шаг
		ления0,25;0,5и1,0	управления0,25-1,5

Дата добавления: 2014-01-15