第三代移动通信系统的研究现状和发展趋势摘要本文介绍了第三代移动通信系统的研究现状，分析和比较了分别以日本、美国和欧洲为主提出的W-CDMA、CdmaOne和TD-CDMA系统的技术特点，最后探讨了第三代移动通信系统的HYPERLINK"http://www.studa.net/fazhan/"发展趋势。关键词第三代移动通信系统码分多址IMT-20001引言第三代移动通信系统是指能够满足国际电联提出的IMT-2000/FPLMTS系统要求的新一代移动通信系统。国际电联于1995年提出了IMT-2000/FPLMTS的评估标准，对未来蜂窝移动通信系统提出了较详细的要求。IMT-2000系统的基本特征有以下几点：①球范围设计的高度兼容性；②MT-2000中的业务与固定HYPERLINK"http://www.studa.net/network/"网络的业务兼容；③质量；④机体积很小，具有全球漫游能力；用的频谱为885MHz～2025MHz，2110MHz～2200MHz（共230MHz）1980MHz～2010MHz，2170MHz～2200MHz（限于卫星使用）动终端可以连接地面网和卫星网，可移动使用也可固定使用；线接口的类型应尽可能得少，而且具有高度的兼容性。从而可以看出未来的第三代移动通信系统要具有很好的网络兼容性，用户终端可在全球范围内几个不同的系统间实现漫游，不仅要为移动用户提供话音及低速数据业务，而且要提供广泛的多媒体业务，这就对无线接口提出了较高的要求。ITU已对IMT-2000的测试环境提出了具体要求，给出了表征IMT-2000系统的最低限度的参数，包括：支持的数据率范围，误码率要求，单向的时延要求，激活因子和业务量模型。根据ITU的要求，目前各大电信公司联盟均已提出了自己的第三代移动通信系统方案，主要以日本DoCoMo公司为首提出的W-CDMA；美国Lucent、Motorola等公司提出的CdmaOne；欧洲西门子、阿尔卡特等公司提出的TD-CDMA。总体来说，在第三代移动通信系统中采用CDMA技术已达成共识，但各自实现方案还有较大差别，下面分别介绍并比较。2三种方案的特点（1）W-CDMA系统由于欧洲的GSM系统已经在数字移动通信市场中占据了很大的份额，美国的窄带CDMA系统（IS-95）也正在迅速赶上来，而日本的第二代数字移动通信系统PDC仅限于国内使用，无法推广到其它国家，所以日本很早就开始从事第三代移动通信系统的开发工作，分别提出了基于TDMA（时分多址）和基于CDMA（码分多址）的第三代移动通信系统，希望在未来的市场中占据有利地位，尤其以DoCoMo公司（NTT）的W-CDMA系统最有竞争力，目前DoCoMo公司正在同爱立信、Motorola、Lucent，以及其它厂家合作，努力完善系统，争取在1998年完成样机，1999年进行商业试验。W-CDMA系统无线接口的基本参数为扩频方式：可变扩频比（4～256）的直接扩频；载波扩频速率：4．096Mchip/s；每载波带宽：5MHz（可扩展为10MHz/20MHz）；载波速率：16kbit/s～256kbit/s帧长度：10ms；时隙长度（功率控制组）：0．625ms；调制方式：QPSK功率控制：开环＋自适应闭环方式（功控速率1．6kbit/s）W-CDMA系统中采用导频符号相干RAKE接收机技术，解决了反向信道的容量限制问题，每个无线帧长度为10ms，分成16个时隙（timeslot），每个时隙长度为0．625ms，在每个时隙的前部插入全“1”或全“0”的导频符号进行信道参数估计，这种方法在其它系统的调制中也有采用的，但W-CDMA系统将从导频符号得到的衰落信道的振幅和相位信息，作为RAKE接收机最大比值合并的加权系数，取得了很好的效果。与IS-95不同，W-CDMA系统不采用GPS精确定时方式，不同基站间不采用精确定时，优点是摆脱了美国GPS系统的控制，可采用较为自由的信道管理方式。缺点是需要快速实现小区搜索。自适应阵列天线技术可以增加系统容量，而干扰消除技术可以减少高速率用户对系统造成的干扰。虽然这两种技术在实际应用中还有许多问题尚未解决，但日本正努力在W-CDMA系统中采用这两项技术。自适应阵列天线技术已经有很多文章论述过，这里不再介绍。干扰消除技术实际上是多用户检测技术的一种实现方式。采用2～3级干扰消除器，容量可增加30％。另外，W-CDMA系统采用了精确的功率控制，即采用基于SIR（信噪比）的开环＋闭环的功率控制方式，在业务信道帧中插入功率控制比特，插入速率1．6kbit/s，比IS-95的功控速率增加一倍，可以跟踪一般的快衰落过程。（2）CdmaOne系统CdmaOne是Lucent、Motorola、Nortel