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WCDMA與GSM系統(tǒng)規(guī)劃差異性的對比分析

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GSM系統(tǒng)是目前全球覆蓋范圍最廣的第二代無線網(wǎng)絡(luò)，它采用TDMA(時分多址)接入方式，即在一個載頻信道內(nèi)，按相同的時間間隔劃分成每幀若干時隙的固定循環(huán)周期，每個時隙承載一個業(yè)務(wù)用戶信息和必要的信令 。這樣，一個載頻信道由若干個用戶按時間順序依次占用，以不同時隙作為區(qū)分不同用戶的方式 。
GSM的特征
在GSM系統(tǒng)中，每個載頻信道帶寬為200KHz，每幀8個時隙，即理論上可同時為8個用戶提供傳輸通道，時隙長度0.577ms，每幀時長4.615ms 。WCDMA系統(tǒng)作為第三代無線網(wǎng)絡(luò)的主要標(biāo)準(zhǔn)之一，將高速移動接入和基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的服務(wù)結(jié)合起來，在提高無線頻率利用效率的同時，為用戶提供內(nèi)容更豐富的無線通信服務(wù) 。WCDMA的多址接入方式為CDMA，即碼分多址接入方式，它是在擴(kuò)頻通信技術(shù)上發(fā)展起來的一種移動通信多址接入技術(shù) 。
原理是基于擴(kuò)頻技術(shù)，將需傳送的具有一定信號帶寬的信息數(shù)據(jù)，用一個帶寬遠(yuǎn)大于信息帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號的帶寬被擴(kuò)展，再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去 。利用不同偽隨機(jī)碼序列之間的自相關(guān)特性和互相關(guān)特性，接收端作相關(guān)處理，把寬帶信號還原成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號即解擴(kuò) 。不同用戶分配不同的擴(kuò)頻碼作為區(qū)分標(biāo)志，達(dá)到在同載頻內(nèi)多用戶互不干擾且同時通信的目的 。在WCDMA網(wǎng)絡(luò)中，一個載頻的帶寬是5MHz 。由于CDMA接入方式具有很好的抗干擾能力，它的各個小區(qū)使用相同的載頻 。
WCDMA系統(tǒng)是基于CDMA接入方式的網(wǎng)絡(luò)，其技術(shù)特點(diǎn)更接近CDMA，因而與GSM存在諸多不同 。
WCDMA的獨(dú)特優(yōu)勢
WCDMA系統(tǒng)能提供比GSM質(zhì)量高的語音服務(wù)，同時具有高速率業(yè)務(wù)、很好的頻譜利用率和非常強(qiáng)的移動能力(軟和更軟切換) 。
同時，由于3G網(wǎng)絡(luò)的綜合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，對網(wǎng)絡(luò)設(shè)計提出了更高的要求 。北電網(wǎng)絡(luò)作為全球為數(shù)不多的擁有5種無線接入技術(shù)(TDMA，GSM，IS-95，WCDMA，CDMA2000)及提供其產(chǎn)品的廠商之一，在全球已為客戶建立了300多個移動網(wǎng)絡(luò)，其中包括分布在9個國家的30多個CDMA運(yùn)營商建設(shè)的CDMA網(wǎng)絡(luò)，18個國家59個TDMA運(yùn)營商建設(shè)的TDMA網(wǎng)絡(luò)以及31個國家60多個GSM運(yùn)營商的GSM網(wǎng)絡(luò) 。
同時，北電網(wǎng)絡(luò)還在給6大泛歐運(yùn)營商及北美運(yùn)營商建設(shè)WCDMA網(wǎng)絡(luò) 。從這些網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，北電網(wǎng)絡(luò)已積累了十分豐富的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)經(jīng)驗和專長，更深刻地體會到WCDMA、GSM接入技術(shù)不同的內(nèi)涵，本文將從無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計規(guī)劃角度來闡述這些不同點(diǎn)及其對無線網(wǎng)絡(luò)性能的影響 。
鏈路預(yù)算與上行覆蓋
鏈路預(yù)算是無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的基本工具，鏈路預(yù)算的結(jié)果決定小區(qū)的覆蓋半徑 。我們首先來分析WCDMA和GSM在鏈路預(yù)算方面的差別 。
GSM系統(tǒng)中，上行鏈路和下行鏈路是基本平衡的，小區(qū)半徑可以由基站下行信號電平高于某一設(shè)計要求的門限值決定 。WCDMA系統(tǒng)中，上行鏈路和下行鏈路的平衡并非網(wǎng)絡(luò)設(shè)計目標(biāo) 。基站功率在下行由小區(qū)所有用戶及信令共享，因而不會成為覆蓋受限鏈路 。相反，手機(jī)發(fā)射功率是在規(guī)范中加以定義的 。
由于手機(jī)發(fā)射功率有限，上行鏈路則成為WCDMA系統(tǒng)覆蓋的受限鏈路 。也就是說，小區(qū)的最大半徑取決于功率上限最小的一類手機(jī) 。所以WCDMA系統(tǒng)的鏈路預(yù)算通常是指上行鏈路預(yù)算，即從最大答應(yīng)的上行損耗中除掉路徑損耗以外的其他損耗和增益，從而得到最大答應(yīng)的路徑損耗，再將最大答應(yīng)的路徑損耗值帶入傳播模型中，得到預(yù)期的小區(qū)覆蓋半徑和覆蓋面積 。應(yīng)該注重，這樣得出的小區(qū)半徑是在無負(fù)載情況下的最大小區(qū)半徑，即空載孤立小區(qū)的覆蓋半徑 。由于WCDMA的覆蓋區(qū)域不像GSM那樣由信號電平的絕對值來決定，它的覆蓋與系統(tǒng)的負(fù)載或干擾水平相關(guān) 。加入負(fù)載和鄰近小區(qū)干擾后，小區(qū)半徑會作相應(yīng)的收縮 。在WCDMA的鏈路預(yù)算中，要引入一個參數(shù)稱之為負(fù)載因子，北電網(wǎng)絡(luò)建議取50%來作為覆蓋設(shè)計的負(fù)載余量 。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中給所有小區(qū)均勻加入負(fù)載余量，使得系統(tǒng)在實(shí)際上非均勻的負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下仍然能通過小區(qū)呼吸調(diào)整維持平衡 。這是北電網(wǎng)絡(luò)多年CDMA網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、運(yùn)維、優(yōu)化過程中的經(jīng)驗總結(jié) 。這在GSM網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中是無須考慮的 。

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