3G標準

3G是第三代移動通信技術，是指支持高速數據傳輸的蜂窩移動通訊技術。3G服務能夠同時傳送聲音及數據信息。3G是將無線通信與國際互聯網等多媒體通信結合的一代移動通信系統。

3G對移動通信技術標準做出了定義，使用較高的頻帶和CDMA技術傳輸數據進行相關技術支持，工作頻段高，主要特徵是速度快、效率高、信號穩定、成本低廉和安全性能好等，和前兩代的通信技術相比最明顯的特徵是3G網絡技術全面支持更加多樣化的多媒體技術。 ^[1] 

ITU在2000年5月確定WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三大主流無線接口標準，寫入3G技術指導性文件《2000年國際移動通訊計劃》；2007年，WiMAX(又名802.16)也被接受為3G標準之一。 ^[2] 

W-CDMA是一種由3GPP具體制定的，基於GSM MAP核心網，UTRAN(UMTS陸地無線接入網)為無線接口的第三代移動通信系統。W-CDMA有Release99、Release4、Release5、Re～lease6等版本。W-CDMA(寬帶碼分多址)是一個ITU(國際電信聯盟)標準，它是從碼分多址(CDMA)演變來的，在官方上被認為是IMT一2000的直接擴展，與市場上通常提供的技術相比，它能夠為移動和手提無線設備提供更高的數據速率。WcDMA採用直接序列擴頻碼分多址(DS—CDMA)、頻分雙工(FDD)方式，碼片速率為3.84Mcps，載波帶寬為5MHz．基於Release99/Release4版本，可在5MHz的帶寬內，提供最高384kbps的用户數據傳輸速率。W-CDMA能夠支持移動/手提設備之間的語音、圖像、數據以及視頻通信，速率可達2Mb/s(對於局域網而言)或者384Kb/s(對於寬帶網而言)。 ^[3] 

值得注意的是W-CDMA系統的容量、覆蓋、質量i者之間的關係是相互影響相互制約的，它們三者又直接影響着建網的投資。在規劃中確定了要滿足的通信質量要求之後，需要解決的就是覆蓋與容量間的平衡問題，運營商在規劃階段的最大挑戰就是容量與覆蓋間的取合。為了很好地解決W-CDMA系統覆蓋與容量之間的矛盾，消除干擾，提升系統容量，滿足用户業務需求，在W-CDMA的後續發展中產生了許多新技術。其中最值得關注的就是高速下行分組接人(HSDPA)。HSDPA是3GPP在R5協議中為了滿足上/下行數據業務不對稱的需求而提出的一種調製解調算法，它可以在不改變已經建設的WCDMA網絡結構的情況下，把下行數據、服務速率提高到10Mbps。該技術是W-CDMA網絡建設後期提高下行容量和數據業務速率的一種重要技術。 ^[3] 

HSDPA採用的關鍵技術是自適應調製編碼(AMC)和混合自動重複(HARQ)。AMC根據信道的質量情況，選擇最合適的調製和編碼方式。HSDPA技術增加了高速下行共享信道(HS—DSCH)，並依靠HARQ和AMC對信道變化進行適應。不同的用户在時分和碼分上共享HS-DSCH信道。為了承載下行信令，還增加了共享控制信道(HS-SCCtI)，與HS—DSCH相關的上行採用DPCCH-HS信道，承載HARQ的ACK/NACK信息和信道質量測量指示(CQI)。同時在NodeB增加了MAC-hs實體，該功能實體包含HARQ和HSDPA的調度功能以及對HS-DSCH的控制功能。HSDPA提高下行數據速率的一種方法是採用多天線發射和多天線接收(MIMO)技術。其他技術也對WCDMA網絡性能的提升提供幫助，比如智能天線和多用户檢測。前者能顯著提高系統的容量和覆蓋性能，提高頻譜利用率，從而降低運營商成本，後者通過對多個用户信號進行聯合檢測，從而儘可能地減小多址干擾來達到提高容量或覆蓋的目的。 ^[3] 

CDMA2000是由窄帶CDMA(CDMAIS95)技術發展而來的寬帶CDMA技術，由美國主推，該標準提出了從CDMAIS95(2G)-CDMA20001x-CDMA20003x(3G)的演進策略。採用的是頻分雙工模式，即上先行鏈路採用不同頻點，這一點與GSM是一樣的。其次，CDMA2000採用的是多載波技術，即用多路載波傳輸信號，可以抗多徑效應和碼間干擾，從而提高空中接口傳輸速率。 ^[3] 

CDMA2000採用了GPS同步方式，切換時RNC(無線網絡控制器)已經知道基站間的時間關係，則不需要UE(用户設備)上報目標基站和源基站之間的時間關係(SFN—CFN)可以直接進行切換。 ^[2] 

TD—SCDMA(Time Division Synchronous Code Division Multiple Access，即時分同步碼分多址存取，是由我國信息產業部電信科學技術研究院提出，與德國西門子公司聯合開發。主要技術特點：時分雙工技術、智能天線技術和軟件無線電技術。 ^[3] 

(1)時分雙工技術。在TDD(時分同步)模式下，TD-SCDMA採用在週期性重複的時間幀裏傳輸基本TDMA突發脈衝的工作模式(與GSM相同)，通過週期性轉換傳輸方向，在同一載波上交替進行上下行鏈路傳輸。 ^[3] 

(2)智能天線技術。智能天線系統由一組天線及相連的收發信機和先進的數字信號處理算法構成，能有效產生多波束賦形，每個波束指向一個特定終端，並能自動跟蹤移動終端。在接收端，通過空間選擇性分集，可大大提高接收靈敏度，減少不同位置同信道用户的干擾，有效合併多徑分量，抵消多徑衰落，提高上行容量；在發送端，智能空間選擇性波束成形傳送，降低輸出功率要求，減少同信道干擾，提高下行容量。智能天線改進了小區覆蓋，智能天線陣的輻射圖形完全可用軟件控制，在網絡覆蓋需要調整等使原覆蓋改變時，均可通過軟件非常簡單地進行網絡優化。此外，智能天線降低了無線基站的成本，智能天線使等效發射功率增加，用多隻低功率放大器代替單隻高功率放大器，可大大降低成本，降低對電源的要求及增加可靠性。智能天線無法解決的問題是時延超過碼片寬度的多徑干擾和高速移動多普勒效應造成的信道惡化。因此，在多徑干擾嚴重的高速移動環境下，智能天線必須和其它抗干擾的數字信號處理技術同時使用，才可能達到最佳效果。這些數字信號處理技術包括聯合檢測、干擾抵消及Rake接收等。 ^[3] 

(3)軟件無線電技術。軟件無線電是利用數字信號處理軟件實現無線功能的技術，能在同一硬件平台上利用軟件處理基帶信號，通過加載不同的軟件，可實現不同的業務性能。 ^[3] 

WiMAX全稱World Interoperability for Microwave Access(全球微波接入互操作性)。是繼W-CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA後的第四個3G標準，與其他3G技術來源於電信領域不同，WiMAX起源於計算機領域。WiMAX是基於IEEE802.16標準的寬帶無線接入城域網(BWA-MAN)技術，也稱為IEEE Wireless MAN，是一種大眾用户提供“最後一英里”的接入方案。WiMAX用户可以再50km以內用最快的速度進行數據的通訊，3G網絡速度與其相比，僅為WiMAX的1/30。 ^[4] 

在WiMAX標準體系中，核心標準是802.16d和802.16e。IEEE802.16d標準，支持固定寬帶無線接入系統空中接口。IEEE802.16c，支持固定和移動的寬帶無線接入系統空中接入標準。這兩個核心標準已經漸漸成為不兼容的兩種技術。IEEE802.16e是802.16/802.16a的增補方案，由於WiMAX在無線鏈路的物理層和MAC層的設計考慮突發的分組數據業務的要求，能夠適應無線信道環境，和有線接入相比，甚至是光纖接入技術競爭。 ^[4] 

WCDMA與CDMA2000都是採用 FDD(頻分數字雙工)模式，TD-SCDMA採用TDD (時分數字雙工)模式。 ^[3] 

WCDMA與CDMA2000都採用了越區“軟切換”技術，即當手機發生移動或是與手機通信的基站話務繁忙使手機需要與一個新的基站通信時，並不先中斷與原基站的聯繫，而是先與新的基站連接後，再中斷與原基站的聯繫，這是經典的CDMA技術。“軟切換”是相對於“硬切換”而言的。FDMA和TDMA系統都採用“硬切換”技術，先中斷與原基站的聯繫，再與新的基站進行連接，因而容易產生掉話。由於軟切換在瞬間同時連接兩個基站，對信道資源佔用較大。而TD-SCDMA則是採用了越區“接力切換”技術，智能天線可大致定位用户的方位和距離，基站和基站控制器可根據用户的方位和距離信息，判斷用户是否移動到應切換給另一基站的臨近區域，如果進入切換區，便由基站控制器通知另一基站做好切換準備，達到接力切換目的。接力切換是一種改進的硬切換技術，可提高切換成功率，與軟切換相比可以減少切換時對鄰近基站信道資源的佔用時間。 ^[3] 

WiMAX採用很多先進技術提高數據速率，含有OFDMA、先進編碼技術CTC、自適應編碼和調製AMC、混合自動重傳請求ARQ、自適應波束成型、時空碼、以及MIMO等相關技術。 ^[4]