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WCDMA、CDMA1x、CDMA2000、HSPA、HSDPA、HSUPA

WCDMA、CDMA1x、CDMA2000、HSPA、HSDPA、HSUPA

2009-07-24

11:

421.WCDMA、CDMA1x、CDMA2000、HSPA、HSDPA、HSUPA各是什么?

WCDMA

WCDMA（WidebandCodeDivisionMultipleAccess

）：

WCDMA源于欧洲和日本几种技术的融合。

WCDMA采用直扩（MC）模式，载波带宽为5MHz，数据传送可达到每秒2Mbit（室内）及

384Kbps（移动空间）。

它采用MC

FDD双工模式，与GSM网络有良好的兼容性和互操作性。

作为一项新技术，它在技术成熟性方面不及CDMA2000，但其优势在于GSM的广泛采用能为其

升级带来方便。

因此，近段时间也倍受各大厂商的青睐。

WCDMA采用最新的异步传输模式（ATM）微信元传输协议，能够允许在一条线路上传送更多的语音呼

叫，呼叫数由现在的30个提高到300个，在人口密集的地区线路将不在容易堵塞。

另外，WCDMA还采用了自适应天线和微小区技术，大大地提高

了系统的容量。

WCDMA全名是Wideband

CDMA，中文译名为“宽带分码多工存取”，它可支持384Kbps到2Mbps不等的数据传输速率，在高速移

动的状态，可提供384Kbps的传输速率，在低速或是室内环境下，则可提供高达2Mbps的传输速率。

而GSM系统目前只能传送9.6Kbps，固定线

路Modem也只是56Kbps的速率，由此可见WCDMA是无线的宽带通讯。

此外，在同一些传输通道中，它还可以提供电路交换和分包交换的服务，因此，消费者可以同时利用交换方式接听电话，然后以分包交换方式访问因特网，这

样的技术可以提高移动电话的使用效率，使得我们可以超过越在同一时间只能做语音或数据传输的服务的限制。

在费用方面，WCDMA因为是借助分包交换的技术，所以，网络使用的费用不是以接入的时间计算，而是以消费者的数据传输量来定。

WCDMA的发起者主要是欧洲和日本标准化组织和厂商，WCDMA继承了第二代移动通信体制GSM标准化程度高和开放性好的特点，标准化进展顺利。

WCDMA支持高速数据传输（慢速移动时384kbit/s，室内走动时2Mbit/s），支持可变速传输。

其主要特点如下：

基站支持异步和同步的基站运

行方式，组网方便、灵活；调制方式上行为BPSK，下行为QPSK；导频辅助的相干解调方式；适应多种速率的传输，同时对多速率、多媒体的业务可通过改变

扩频比和多码并行传送的方式来实现；上、下行快速、高效的功率控制大大减少了系统的多址干扰，提高了系统容量，同时也降低了传输的功率；核心网络基于

GSM/GPRS网络的演进，并保持与GSM/GPRS网络的兼容性；支持软切换和更软切换，切换方式包括三种，即扇区间软切换、小区间软切换和载频间硬

切换等。

3GPP的R99、R4、R5、R6等各版本中，R6尚未冻结；R5虽已于2002年3月冻结，但目前正处于各厂家落实设备开发进程而大量提交CR

的阶段，协议还很不稳定，近两三年内尚不具备大规模网络建设条件；R4于2001年3月冻结，协议已基本稳定；3GPPR99于1999年12月冻结，成

熟稳定，目前已有多个网络运营实例。

上述不同版本的改进主要体现在核心网，无线网则改动不大。

CDMA1X技术允许用户通过手机快速下载铃声和图片，实现屏幕保护动画，并能使用手机进行动态游戏、多媒体聊天、卡拉OK，享受电子书籍、股票信

息、移动银行、电子交易等各种信息服务。

CDMA1X手机上网的传输速率可达每秒钟144Kb，比现有CDMA产品高出10倍。

CDMA2000是TIA标准组织用于指代第三代CDMA的名称。

适用于3G

CDMA的TIA规范称为IS-2000，该技术本身被称为CDMA2000。

CDMA2000的第一阶段也称为1x，其使拥有现有IS-95系统的通信公司能将其整体系统容量增加一倍，并可将数据速率增加到高达

614kbps。

比1x更高的CDMA2000技术进展包括1xEV（高速数据速率）。

由QCT推出的MSM5000?

芯片组CDMA2000解决方案向下兼容cdmaOne（IS-95CDMA）。

CDMA2000

标准由3GPP2组织制订，版本包括Release0、ReleaseA、EV-DO和EV-DV，Release

0的主要特点是沿用基于ANSI-41D的核心网，在无线接入网和核心网增加支持分组业务的网络实体，此版本已经稳定。

联通即将开通的CDMA二期工程采

用的就是这个版本，单载波最高上下行速率可以达到153.6kbit/s。

ReleaseA是Release

0的加强，单载波最高速率可以达到307.2kbit/s，并且支持话音业务和分组业务的并发。

EV-DO采用单独的载波支持数据业务，可以在

1.25MHz的标准载波中，同时提供话音和高速分组数据业务，最高速率可达3.1Mbit/s

HSPA如今已经成功投入商用。

它由两种核心技术组成，能够提供远远高于现有3GPPRelease99WCDMA所能支持的数据速率。

HSDPA（高速下行分组接入）在下行链路上能够实现高达14.4Mbit/s的速率。

通过新的自适应调制与编码以及将部分无线接口控制功能从无线

网络控制器转移到基站中，实现了更高效的调度以及更快捷的重传，HSDPA的性能得到了优化和提升。

HSUPA（高速上行分组接入）在上行链路中能够实现高达5.76Mbit/s的速度。

基站中更高效的上行链路调度以及更快捷的重传控制成就了

HSUPA的优越性能。

对用户来说，更高效的重传机制意味着更快的上传与下载速度以及更佳的业务质量，如高质量视频流以及快速电邮业务。

对运营商而言，HSPA实现了这些

高级业务，并且使分组数据吞吐量得到了极大提高，这就意味着一个无线载波能够以更高的数据传输速率支持更多的用户。

换言之，利用HSPA，运营商便能够以

最低的成本为大众市场提供高级业务。

HSDPA---HighSpeedDownlinkPackageAccess是高速下行链路分组接入。

HSDPA

是一种基于分组的数据服务，它增强了移动数据传输的下行部分。

（另外还有刚刚萌芽的EUDCH，即增强上行链路数据通道，用于上行链路）。

HSDPA用在WCDMA下行链路（5MHz带宽）内部，提供的最大数据传输速率达到10Mbps，实际平均速率在4Mbps

和8Mbps之间。

进一步的升级有望把这些速率提高到20Mbps。

HSDPA的目标是提供更高的数据速率和一致的

QoS（服务质量）。

它还提供向同一接收器同时传送语音和数据的能力。

技术上，HSDPA主要可通过软件来实现。

不过情况并非总是如此，因为必须对

3G基站和手机做各种改造。

这些改造包括使用自适应调制和编码（AMC）、混合自动重传请求

（H-ARQ）、快速蜂窝搜索、MIMO（多输入多输出）天线等。

与WCDMA中通常使用的QPSK相比，HSDPA还必须改用16-QAM

调制。

HSDPA来自第三代合作伙伴项目（3GPP），该组织控制着WCDMA规范。

该组织打算把HSDPA

包括在该规范的第5版中，在第6版中包含天线改造。

第4版提供了增强的互联网协议（IP）支持。

现在，包括安捷伦和UbiNetics

在内的一些公司正在提供HSDPA测试系统，而picoChip公司正在提供一种HSDPA

基站参考设计。

在硅芯片方面，贝尔实验室、高通公司和诺基亚公司只是正在研究该技术的其中几家公司而已。

HSUPA采用了三种主要的技术:

物理层混合重传,基于NodeB的快速调度和2msTTI短帧传输,HSUPA和HSDPA都是

WCDMA系统针对分组业务的优化,HSUPA采用了一些与HSDPA类似的技术

HSUPA中的关键技术

HSUPA采用了三种主要的技术：

物理层混合重传、基于Node

B的快速调度及2msTTI短帧传输。

同时还新增了一个专用信道以支持HSUPA的传输。

新增的专用传输信道E-DCH：

在HSUPA中，新增了一个专用传输信道E-DCH来传输HSUPA业务。

R99中DCH和E-DCH可以共存，因

此用户可以享受在DCH上传统的R99语音服务的同时，利用HSUPA在E-DCH进行突发的数据传输。

（1）物理层混合重传[L1（Fast）

HARQ]：

在HSUPA中定义了一种物理层的数据包重传机制，数据包的重传在移动终端和基站间直接进行，基站收到移动终端发送的数据包后会通过空中接口

向移动终端发送ACK/NACK信令，如果接收到的数据包正确则发送ACK信号，如果接收到的数据包错误就发送NACK信号，移动终端通过ACK

/NACK的指示，可以迅速重新发送传输错误的数据包。

由于绕开了Iub接口传输，在10msTTI下，重传延时缩短为40ms。

在HSUPA的物理层混

合重传机制中，还使用到了软合并（softcombing）和增量冗余技术（Incremental

Redundancy），提高了重传数据包的传输正确率。

（2）基于NodeB的快速调度（Node-BScheduling）：

基于Node

B的快速调度的核心思想是由基站来控制移动终端的传输数据速率和传输时间。

基站根据小区的负载情况，用户的信道质量和所需传输的数据状况来决定移动终端当

前可用的最高传输速率。

当移动终端希望用更高的数据速率发送时，移动终端向基站发送请求信号，基站根据小区的负载情况和调度策略决定是否同意移动终端请

求。

如果基站同意移动终端的请求，基站将发送信令提高移动终端的最高可用传输速率。

当移动终端一段时间内没有数据发送时，基站将自动降低移动终端的最高可

用传输速率。

由于这些调度信令是在基站和移动终端间直接传输的，所以基于Node

B的快速调度机制可以使基站灵活快速地控制小区内各移动终端的传输速率，使无线网络资源更有效地服务于访问突发性数据的用户，从而达到增加小区吞吐量的效

果。

（3）2msTTI和10msTTI:

：

WCDMA

R99上行DCH的传输时间间隔（TTI）为10ms，20ms，40ms，80ms。

在HSUPA中，采用了10msTTI以降低传输延迟。

虽然

HSUPA也引入了2msTTI的传输方式，进一步降低传输延迟，但是基于2msTTI的短帧传输不适合工作于小区的边缘。

它们都是现行的3G标准，之间互不兼容。

2.ngn与3g的关系

从广义的无线通信（Wireless

Communications）概念看，无线的宽带化及其宽带资源将呈现出无限广宽的发展空间。

但鉴于无线空间传输介质的不稳定性与时变特征，即使借助最

先进的自适应信号处理技术对抗，在本世纪中可预见的将来仍难奏效。

虽然从物理网络安全角度出发，聪明的网络设计师仍不会忘记大容量多转发器宽带卫星及宽带

多波道微波无线电对特发事件环境中对光纤传输平台的必要补充支持的战略作用，但核心传输平台技术依然是光纤。

因此，宽带无线（BW）及下一代宽带无线

（NGBW）的主要作用在于接入和应用层面，而且可以说，从个人全球多媒体无缝隙连接及愈来愈多及愈来愈显得重要的个性化要求含义上，未来NGN（下一代

网络）及GII（全球信息基础设施）的接入与应用层面，必将是宽带无线的世界。

所谓窄带（Narrowband）接入，常指其携载业务的每用户比特速率≤64kbps；而宽带在此指同时包括≤2Mbps与>2Mbps的

“Wideband”与“Broadband”这两种不同场合。

而通用无线接入通常包括地面固定无线接入（TFWA）、地面移动接入（TMWA）及卫星接

入（SA，同时计及固定及移动）。

通用无线接入可综合包括宏大区、宏区、小区、微小区、微微小区、移动、半移动（包括游牧，Nomadic）、固定等各种

接入覆盖模式，可有效覆盖三维物理空间的任何一角落及有效连接至任何个人用户，这对实现未来全球个人通信而言，其实际连接覆盖（WBAN/WPAN/

WLAN/WMAN/WWAN）的普遍化与重要性及战略意义将不言而喻。

宽带无线的重头戏是以3G演进为中心的宽带移动通信，其演进发展沿1G→

2G→2G+（2.5G，2.75G）→3G→3G+→4G→……方式前进，一般说来这是一种与NGN概念与要求相协调的前、后向兼容式的演进。

相应以

3G为中心的前后向兼容体制标准的演进轨迹为：

GSM→WAP/x-HTML-GPRS/EDGE（IS-136→EDGE）→WCDMA→HSPA（HSDPA/HSUPA）……→

（4G）……—FDD；IS-95A（IS-95A+）→IS-95B→cdma20001X→（GSM1X）→cdma2000

1X（2X）EV-DO→cdma20001X（2X?

）EV-DV（cdma20003X?

）……→（4G）……—FDD；

GSM→TD-SCDMA（UTRA-TDD?

）→ETD-SCDMA/TD-LAS?

……→（TDDBroadbandIP

Wireless?

）→（4G）...—TDD

对应传输速率演进轨迹为:

9.6kbit/s→14.4kbit/s→56/64kbit/s→114/153kbit/s→308/384kbit/s→2.0Mbit

/s→2.4Mbit/s→5.2/6.0Mbit/s→≥10/20Mbit/s……→……（4G,

高速移动.→>20/30Mbit/s~100Mbit/s;接近固定.→≥156Mbit/s~1000Mbit/s）

宽带无线演进,亦是NGN的重要组成部分，特别从个性化含义上看，如上所述，未来NGN及GII的接入与应用层面，必将是无线通信的世界,

而其3G演进所谓全IP网络结构发展亦必须与NGN相协同。

涉及NGN是否应为“全IP化”网络之争的问题，首先，从NGN的发生背景可理解，IP网的飞速发展及巨大市场扩展成功与全球覆盖的现实使人们容易

接受在IP协议基础上进一步演进提高，以较好地融合现有网络，平滑地向期望中的NGN发展；另一方面，Email、WWW浏览及VoIP等业务的普及与飞

速扩展导致IP网的全球覆盖、全方位命名与服务，其开放性及可经济、有效地支持多业务运行的特点使人感觉与GII的构想甚为相似，使人们容易认同采用IP

协议支持核心网平台进行未来网络的融合与演进。

而在此基础上，若要实现最经济有效的各类网络层面的互连，当然应该使网络终端及上述PBN（人体或物件的物

体域网络）、PAN（个人域网）、LAN（局域网）、MAN（城域网）及WAN（广域网）均应以IP协议为基础运作，这便产生“NGN应是所谓全IP化网

络”的观点。

但另一方面，目前的IP网络确有安全失控、QoS无保障、网管弱智及系统结构缺乏中间件缓冲及分布智能处理能力差等多方面缺陷，从而另一种对

立性观点即认为“NGN不应是全IP化网络”。

而且,

将所谓全IP化真是理解为可“包打天下、限制一切”，这亦不科学，不符合发展逻辑。

即使IPv6在地址容量为主、并在安全性、QoS控制、地址资源管理合

理性方面均有较大改进，亦不能说明它十全十美、可永世长存，它毕竞只是“Version

6”版本而已，而且从IPv4至IPv6的不兼容性即可见其IP协议阶段性设计的局限性与巨大弊端。

因此，客观说，这两种观点均有其理由及可取之处，但应

避免偏激对立，否则难以取长补短，取得现实有效的融合与推进－－一方面，想要完全抛开现存IP网是缺乏基础的、不现实的；另一方面，希望用今天的IP网一

统天下显然不切实际、过份乐观与理想化。

今天的IP网协议必然与未来NGN协议有很大差异，NGN亦不等于下一代Internet（NGI）。

研究和发展

NGN必须认真分析这些差距的根源，找出有效的解决办法才行。

即使仍认为NGN要以IP为基础或“全IP化”，IP的概念与含义也要改变，原先意义上的

IP的一系列缺陷将无法实施所期望的NGN的基本目标。

实际上，如上所述，IP和Internet研究的权威机构IETF对现有Internet及IP协

议的缺陷与不足亦已有足够的认识，并相信，在采取一系列有效措施后，以新的IP为基础的网能担当起NGN重任。

因此，作为网络标准制订一贯牵头的国际组织ITU与IETF则应抓紧这一机会，协调各方，博采众长，合理保留与使用IP协议的合理成份，并重视一切

有益概念与现实途径，使NGN的新协议与现实装备可行性均获得长足提高，从而不负众望。

对NGN与GII的关系首先应作出明确合理的阐述，NGN的定义亦

必须逻辑合理，并划分必要的阶段性。

其次，除对网络结构纵向层面进行优化外，对其横向层面、甚至多维层面均应协调，指出其优化结构导向。

在此新IP含义

上，看来不仅核心网，包括接入网在内，均应向这种未来更新后的“全IP”方向逐步演化，“IPOver

Everything”亦将向“EverythingOverIP”/“IPUnderEverything”方向逐步演进发展。

当然，从网络核心层面,

至接入层面乃至应用层面，应不乏大量应用中间件、分布智能控制、软交换及软件无线电等一系列有效的软件工程技术，等等。

在这一含义上，从而，移动通信与

Internet的飞速发展这全球信息社会中最耀眼的两大亮点的联手，将把人类实现全球个人多媒体通信－－任何人无论何时、何地都能与任何对象，按自己感

兴趣的任何方式实现所谓5W或5A信息交流－－的梦想真正能一步步变为现实。

无线移动数据业务的进一步发展需要Internet网络平台的支撑才能进一步

起飞；而Internet的个人连接能力如欲进一步发展，亦必须摆脱固定终端的束缚，才能真正向个性化服务,

即全球个人多媒体通信迈进。

而且全球信息网络化及全球电子商务的普及真正能获得有效发展，亦离不开无线Internet（WI）或移动（MIP）。

因此，

无线/移动与Internet/IP相结合是历史发展的必然，亦为NGN及BGNW发展的主要组成，深刻洞察与牢牢把握这一新机遇对宽带无线发展战略上尤

为重要。