发信人: sandy (爱我中华), 信区: ECE
标  题: W-CDMA与CDMA2000的分歧与融合
发信站: 哈工大紫丁香 (2000年10月12日10:02:23 星期四), 站内信件

摘  要  本文对IMT-2000候选建议的两大主流方案W-CDMA和CDMA2000的技术特性
的相容性以及造成它们之间分歧的主要原因进行了深入探讨，并分析了它们对第
三代移动通信无线标准制定的影响。

关键词 IMT-2000 W-CDMA CDMA2000

1  基于CDMA的两个主流建议
——1999年新年刚过，国际电联（ITU）关于第三代移动通信系统IMT-2000的无
线传输技术（RTT）标准的制定工作即将进入最后的实质性阶段，1998年底前，
共有16个RTT候选方案提交给ITU并获得进入下一阶段的资格。从提交的候选方案
来看，基于CDMA技术的解决方案成为新一代移动通信系统RTT的主流。

——此次向ITU提交的几个基于CDMA的陆上移动通信候选建议，根据各自的技术
特征主要可以分为两个大的派别：一方以欧洲ETSI和日本ARIB的W-CDMA方案为主
体，其中还可包含韩国TTA Ⅱ的宽带CDMA，美国的T1P1、TR46.1提交的方案，它
们的技术特性非常近似，可以概括为W-CDMA一派；另一方以美国TR45.4提交的
CDMA2000（也称Wideband cdmaOne）为主体，韩国的TTA I的方案与它很相似。

——就这两个建议的技术特点来看，由于它们各自不同的设计出发点，造成了它
们不同的技术特色。W-CDMA技术建议充分考虑了与第二代GSM移动通信系统的互
操作性和对GSM核心网络的兼容性。CDMA2000的开发策略是对以IS-95标准为蓝本
的cdmaOne系统的平滑升级。这两个标准的主要差异可以归纳为如下几点：

——（1）扩频码片速率与射频信道结构：W-CDMA根据ITU关于5MHz信道基本带宽
的划分规则，将基本码片速率定为。4.096 Mchip／s，在一个完整的信道内，使
用直接扩频调制；CDMA2000为了兼容cdmaOne，以原cdma0ne的基本码片速率的三
倍，即3.6864Mchip／s作为CDMA2000的基本速率进行直接扩频调制。同时，
CDMA2000还定义了以原cdma0ne系统3个基本信道（带宽1.25 MHz）作频分复用的
多载波扩频调制方式。

——（2）支持不同的核心网络标准：W-CDMA要求实现与GSM网络的全兼容，所以
它把GSM MAP协议作为上层核心网络协议；CDMA2000要求完全兼容cdma0ne，因此
，它支持ANSI-41作为自己的核心网络协议。

——（3）基站之间的同步问题：CDMA2000沿袭了cdrna0ne各个基站依靠GPS测量
实现前向信道同步的要求；而W-CDMA没有基站同步的要求。

——由于这两个建议分别代表了对第二代移动通信系统两大不同技术体制的兼容
，因此，W-CDMA和CDMA2000都有各自的众多支持者。虽然各方经过历时两年多的
磋商，仍然不能就达成一个统一的RTT技术标准取得一致。

2  W-CDMA和CDMA2000技术标准的相容性
——W-CDMA和CDMA2000的技术特点比较如表1所示。
表1  W-CDMA与CDMA2000的比较

1                  W-CDMA                   CDMA2000

信道带宽(MHz)      1.25,5,10,20             1.25,5,10,20

下行射频信道结构   直接扩频                 直接扩频或多载波

码片速率(Mchip／s) 1.024/4.096/             直接扩频:1.2288/3.6864/
                   8.192/16.384             7.3728/11.0592/14.7456
                                            多载波:n×1.2288
                                            (n=1,3,6,9,12)

帐长(ms)           10／20(可选)             20(一般的数据和控制信道)
                                            5(基本和指定控制信道)

扩频调制           下行:平衡QPSK            下行:平衡QPSK
                   上行:双通道QPSK          上行:双通道QPSK
                   复杂扩频电路结构         复杂扩频电路结构

数据调制           下行:QPSK                下行:QPSK
                   上行:BPSK                上行:BPSK

相干检测           上／下行均采用时分复     上行:时分复用导频,
                   用导频,下行无公共导频    下行:连续的公共导频和辅助       
                                            导频


上行信道复用       控制和导频通道时分复用,  控制／导频／基本／补充
                   I&Q通道关于数据／控制    通道按码字复用,I&Q通道
                   信息复用                 关于数据／控制信息复用

多速率业务支持     可变扩频增益／多码道     可变扩频增益／多码道

扩展因子           4～256                   4～256

功率控制           开环结合快速闭环(1.6kHz)  开环结合快速闭环(800Hz)

下行扩频码         通道分割:变长的正交序     通道及用户分割:变长的
                   列,小区和用户分割218      Walsh序列,小区分割:215的
                   的GOLD序列(截断周期       M序列(相同序列作不同时
                   10ms)                     移用于不同小区,I&Q通道
                                             码字不同)

上行扩频码         通道分割:变长的正交序列   通道分割:变长的正交
                   ,用户分割:241的GOLD序列   序列,241的M序列分割不
                   (截断周期10ms),I&Q通道    同用户(不同用户的时移
                   的序列时移不同            不同)

越区切换          软切换／载频间切换          软切换／载频间切换

——通过以上对W-CDMA和CDMA2000的主要项目的比较，能够得出一个十分明确的
结论：就技术方案中关键性问题的设计方法而言，W-CDMA和CDMA2000的确是相容
的。

——首先，就总的无线信道的空中接口结构而言，这两类方案有如下的共同特点
：

——（1）都是采用定时长的帧结构作为基本的传送单位，在一个帧上实施速率
匹配，卷积纠错，交织运算等操作。

——（2）以短的可变长度正交序列调制出独立的物理通道（“通道化”），并
遵循ITU建议M. 1035，将这些独立的通道映射为具有不同功能的逻辑通道。

——（3）在一个独立通道内，又可将导频引导字、功率控制消息、数据速率信
息进行时分复用。

——（4）在完成了利用短码调制的“通道化”之后，不同通道可以按不同的加
权增益组合起来进行在I／O信道的复用。

——（5）为了分隔不同小区和不同用户，采用长码（如大M序列或GOLD序列）进
行最后的扩频调制，完成整个“复杂扩频电路”结构。

——其次，关于W-CDMA和CDMA2000建议中对于导频的设计和使用。导频在CDMA移
动通信系统计中占有举足轻重的地位。W-CDMA和CDMA2000都是依靠导频信道来完
成相干接收的。在上下行方向，W-CDMA都采用了直接指派到用户的时分复用的导
频，以配合多速率以及分组突发业务的接收。
CDMA2000则仍沿用了IS-95标准下的导频设计方法：上行信道上码分复用导频，
下行信道采用公共连续导频。这里，由于W-CDMA和CDMA2000在下行信道上的导频
设计不同，直接导致W-CDMA成为“异步”的CDMA，即相邻小区之间异步；而
CDMA2000依靠下行公共导频和GPS，实现相邻小区间的同步。但由于W-CDMA拥有
指派到用户的时分导频，在异步环境下的越区切换同样没有问题。

——再次，关于多速率业务的支持，W-CDMA和CDMA2000方案都采用可变扩频增益
／多码道并行调制，并且扩频指数都是4～256。

——最后，关于功率控制方法，两个方案都采用了开环结合快速闭环的控制。综
上所述，就RTT主要技术项目的设计方法来看，W-CDMA和CDMA2000是相容的。
W-CDMA和CDMA2000建议的争论，与其说是技术角度的分歧，还不如说是商业利益
上的斗争。

3  兼容不同体制，影响集团利益

——为了更清楚地探讨W-CDMA与CDMA2000的争议所在，让我们分析一下移动通信
市场的形势。一方面，以TDMA为基础的GSM系统在全球移动通信市场得到了巨大
的发展。据统计，目前全世界移动通信系统有80％是基于TDMA的，预计2002年以
前，全世界GSM用户将达3亿。各国的大型移动通信企业在GSM上都进行了大量的
投资，而以CDMA为基础的IS95以及增强一代的cdma0ne却只占到移动通信市场10
％左右的份额。另一方面，近年来对于CDMA技术的研究，使人们越来越感到基于
CDMA的移动通信系统具有比基于TDMA的系统更为优异的性能，因此，在IMT-2000
标准的候选建议中，基于CDMA的建议成为了主流。

——设想如果一个基于CDMA的建议被接纳为IMT-2000的标准，首先，它要兼容
GSM。因为如果一个新的标准不能兼容目前占有80％以上市场份额的GSM，它绝对
不会有市场。在欧洲、日本、北美的大部分地区，GSM系统占有绝对的优势，诸
如爱立信等一些世界著名的移动通信公司在GSM市场上拥有巨大的利益，而
Wk-CDMA正是代表了GSM集团的利益。1998年12月爱立信公司（中国）副总裁曾经
指出，爱立信基于W-CDMA的全套解决方案已经开发完成，它将完全与GSM的核心
网络相兼容。

——但以IS-95为代表的第二代CDMA移动通信系统及其增强的cdmaOne虽然只经过
了短短几年的发展，也已拥有了1 600万用户并且在近40个国家开设了商用或试
验系统。cdma0ne标准化组织CDG坚持认为基于CDMA的第三代移动通信标准应当是
基于对cdmaOne的平滑升级。正如本文第一部分所谈到的，CDMA2000正是采用了
这样一种平滑升级的设计思路，它代表了第二代移动通信系统cdma0ne投资集团
的利益。

4 IMT-2000无线技术标准的最终融合
——在本世纪的最后一个年头，全球电信业的发展到了一个关键的转折点。ITU
确信：基于IMT-2000标准的全球移动通信的竞争，将成为全球无线通信产业的关
键的推动力量；如果在未来的几个月里各方不能就IMT-2000的RTT标准达成一致
，这就意味着全球的移动通信用户必须花费更多的钱购买支持多个标准的通信设
备。人们对于“任何时间，在任何地方，同任何人，进行任何形式的通信”的希
望将继续成为梦想。

——作为任务组8／1成员的各国移动通信企业的代表们正在达成一种共识：选择
一种能够全面支持IMT-2000定义的服务的标准，同时在不增加IMT-2000所定义的
功能的基础上又能兼容第二代移动通信的各种制式（如GSM，IS-95）的妥协方案
。这有些类似于当年彩色电视机要兼容两种制式的黑白电视机。开发一个基于
IMT-2000概念的全球一致的第三代移动通信标准的共识正在增强。新年伊始，刚
刚到任的ITU总秘书长Yoshio Utsumi开始就3G标准的制定问题与国际移动通信业
界各个主要方面进行紧急磋商，国际著名的移动通信组织包括无线通信联盟（
UWCC）、CDMA开发组（CDG）、GSM联盟都表示IMT-2000的标准化工作不能被阻隔
，它们呼吁有关各方达成妥协。有关RTT标准的最后发布日期，被确定为1999年
底。

——在未来这几个月，ITU任务组8／1将就有资格的候选建议进行讨论，从而选
定最适合IMT-2000的无线接口标准。衷心期望W-CDMA和CDMA2000这两个代表候选
建议主流的方案，能够就主要技术问题达成妥协，彼此互相补充、互取所长，融
合出一个全球统一的第三代移动通信RTT标准。

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