在歐洲,關(guān)于3G技術(shù)的選擇經(jīng)歷了一個(gè)很長(zhǎng)的研究與選擇過(guò)程,首先是RACEⅠ(Research of Advanced Communication Technologies in Europe)于1988年開始了最基本的3G方面的技術(shù)研究,隨著基于CDMA的CODIT(Code Division Testbed)和基于TDMA的ATDMA(Advanced TDMA Mobile Access)的空中接口的提出和發(fā)展,這個(gè)項(xiàng)目之后被RACE Ⅱ接手并繼續(xù)完成未結(jié)束的研究,此外在歐洲的很多移動(dòng)通信公司在那時(shí)都對(duì)寬帶空中接口的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究。
為了支持移動(dòng)通信的研究與發(fā)展,1995年末,歐洲啟動(dòng)了ACTS(Advanced Communication Technologies and Services)項(xiàng)目的研究。這個(gè)項(xiàng)目提出一種關(guān)于UMTS無(wú)線接入系統(tǒng)的建議,并且開始了FRAMES課題的研究。參加FRAMES研究的主要公司包括Nokia、Siemens、 Ericsson、法國(guó)電信和CSEM/Pro電信公司,同時(shí)還包括歐洲一些在通信方面非常著名的大學(xué)。為了對(duì)FRAMES中的方案進(jìn)行初始評(píng)估,定義了一個(gè)混合的多址接入平臺(tái)。這個(gè)平臺(tái)包括兩種模式:(1)FMA1:一種寬帶的TDMA方式;(2)FMA2:一種寬帶的CDMA方式。FRAMES的這兩種模式后來(lái)被提交給ETSI作為UMTS空中接口和ITU IMT-2000的候選方案。
經(jīng)過(guò)了各方在1996年以及1997年早期的商議與相互磋商之后,1997年6月,ETSI把UTRA的空中接口建議分為不同的5組標(biāo)準(zhǔn),這一事件是無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展的一個(gè)里程碑。這5組標(biāo)準(zhǔn)分別是:WCDMA、WTDMA、TDMA/CDMA、OFDMA和ODMA。關(guān)于這些建議的評(píng)估主要基于ITU IMT-2000技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所提出的(ETSI專門在UMTS 21.01和在UMTS 30.03中對(duì)評(píng)估原則和要求進(jìn)行了介紹),這些評(píng)估的結(jié)果在標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn) UMTS 30.06中進(jìn)行了比較。
1、WCDMA組
上面所提到的WCDMA標(biāo)準(zhǔn)是圍繞FRAMES/FMA2、Fujitsu、NEC和Panasonic等公司關(guān)于WCDMA的提議所形成的,而WCDMA組就是由這些結(jié)構(gòu)組成的,它是一個(gè)專門研究WCDMA技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)組織。歐洲、日本和美國(guó)的一些公司都曾致力于WCDMA標(biāo)準(zhǔn)的研究并且加入了該組。WCDMA的上行物理層主要采用來(lái)自FRAMES/FMA2工程組的建議,而下行鏈路的解決方案則隨著支持WCDMA系統(tǒng)的各不同廠商和研發(fā)機(jī)構(gòu)所提議的原理不同而不斷調(diào)整。WCDMA系統(tǒng)基本的特性和在未來(lái)的技術(shù)體系中還可能增加的技術(shù)詳見下表1。
表1:ETSI UMTS各標(biāo)準(zhǔn)研究組所采用的技術(shù)特征
WCDMA之所以在眾多候選組中得到最廣泛的支持,其中一個(gè)很重要的技術(shù)因素就是它的物理層具有同時(shí)支持不同類型業(yè)務(wù)的能力,從而帶來(lái)了很大的靈活性,這是一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn),這對(duì)中、低比特率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)特性特別重要。當(dāng)然WCDMA也有它自身的缺陷,連續(xù)的接收和發(fā)送數(shù)據(jù),在類似于無(wú)線的運(yùn)行環(huán)境中純WCDMA技術(shù)并不能提供很好的干擾消除技術(shù),在相同或相近的頻譜中,如果同時(shí)存在TDD模式的CDMA系統(tǒng),來(lái)自于TDD系統(tǒng)的干擾使得WCDMA系統(tǒng)幾乎無(wú)法工作。
2、寬帶TDMA組
WTDMA組是由那些來(lái)自FRAMES/FMA1中,支持不擴(kuò)頻的方法進(jìn)行移動(dòng)通信技術(shù)傳輸?shù)臋C(jī)構(gòu)組成。FRAMES/FMA 1思想幾乎完全基于TDMA技術(shù),有1.6MHz的載波帶寬用來(lái)實(shí)現(xiàn)寬帶業(yè)務(wù)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的目的是通過(guò)跳頻和數(shù)據(jù)拆分技術(shù),使得干擾平均分布在整個(gè)運(yùn)營(yíng)商的帶寬內(nèi),從而最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的容量提高。寬帶TDMA系統(tǒng)基本的特性和可能增加的特性詳見表1。
該系統(tǒng)主要的缺陷是低比特速率時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),基于TDMA的系統(tǒng)的時(shí)隙持續(xù)時(shí)間僅僅是幀長(zhǎng)度的1/64。這容易導(dǎo)致PAPR(高尖峰功率和低輸出平均電平比),即高峰均值出現(xiàn)。對(duì)于持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的序列比如話音業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō),WTDMA這種思想將不具有優(yōu)勢(shì),但是它的優(yōu)點(diǎn)是只需要一個(gè)很窄的帶寬。
3、寬帶TDMA/CDMA組
WTDMA/CDMA組采用的基本思想主要基于FRAMES/FMA 1的思想并且采用擴(kuò)頻機(jī)制,也就是說(shuō)它是一種混合的CDMA/TDMA技術(shù),具有1.6MHz的載波帶寬。系統(tǒng)基本的特性和在未來(lái)可能使用的技術(shù)詳見表1。
在最初的標(biāo)準(zhǔn)選擇階段,特別是涉及到接收機(jī)的復(fù)雜性的討論時(shí),這種思想曾引起人們激烈的爭(zhēng)論。
4、OFDMA組
OFDMA由Telia、Sony和Lucent等公司提出,而國(guó)際上的一些論壇關(guān)于OFDMA的討論促進(jìn)了這種思想的發(fā)展,比方說(shuō)日本的標(biāo)準(zhǔn)化論壇ARIB就促進(jìn)了OFDMA技術(shù)的不斷發(fā)展。OFDMA系統(tǒng)的基本特性和可能增加的技術(shù)詳見表1中。
這種思想的一個(gè)主要的技術(shù)弱點(diǎn)就是在上行傳輸方向,該技術(shù)所引起的包分組數(shù)據(jù)的變化將會(huì)影響功率放大器的設(shè)計(jì)。
5、ODMA組
由Vodafone提出的ODMA(Opportunity Driven Multiple Access)技術(shù)本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是一種轉(zhuǎn)播協(xié)議,而不是一種純粹的多址接入技術(shù)。 ODMA己包含在WCDMA和WCDMA/TDMA這兩種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中,在標(biāo)準(zhǔn)的選擇過(guò)程中它并沒(méi)有作為一種單獨(dú)的接入技術(shù)進(jìn)行考慮。ODMA在3GPP標(biāo)準(zhǔn)化的過(guò)程中曾有一段時(shí)間作為主要的技術(shù)進(jìn)行研究,但最終并沒(méi)有作為標(biāo)準(zhǔn)的一部分而被采納。
由于仿真的結(jié)果很大程度上依賴于預(yù)先所作的假設(shè),因而不容易得到一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。盡管如此,以上所列舉出來(lái)的提議和技術(shù)基本上可以滿足UMTS的技術(shù)需要。然而只有WCDMA和WCDMA/TDMA作為兩個(gè)主要的候選對(duì)象,同時(shí)類似的技術(shù)是否在全球具有潛在的發(fā)展力,所有的這些影響了最后的技術(shù)結(jié)論得出,即使能夠取得的最后結(jié)論具有很多的片面性。因此日本ARIB最終選擇了WCDMA作為其3G關(guān)鍵接口標(biāo)準(zhǔn),而有的國(guó)家則選擇了不同的候選標(biāo)準(zhǔn)。
ETSI在1998年1月對(duì)這幾種技術(shù)進(jìn)行了評(píng)估和選擇,最終選擇WCDMA作為UTRA空中接口使用對(duì)稱帶寬時(shí)的(比如說(shuō)FDD工作模式)標(biāo)準(zhǔn);而WCDMA/TDMA則作為不使用對(duì)稱帶寬時(shí)(比如說(shuō)TDD工作模式)系統(tǒng)采用的標(biāo)準(zhǔn)。從歐洲研究項(xiàng)目的啟動(dòng)到最終UTRA技術(shù)的確定一共花費(fèi)了十年時(shí)間,具體的UTRA的標(biāo)準(zhǔn)化細(xì)節(jié)問(wèn)題的研究一直在ETSI中進(jìn)行著,后來(lái)這項(xiàng)工作由3GPP接管,1999年初技術(shù)工作也轉(zhuǎn)到3GPP進(jìn)行。
欲了解3GPP關(guān)于WCDMA標(biāo)準(zhǔn)研究情況的請(qǐng)進(jìn)入。