【文章內容簡介】 但系統(tǒng)開銷會使應用層速率減少 50%左右。 三門峽職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 14 3. 無線電波間存在相互影響的現象，特別是同頻段、同技術設備之間將存在明顯影響。在多運營商環(huán)境中，不同 AP 間的頻率干擾會使數據傳輸速率明顯降低在有三個運營商同時運營的環(huán)境中不能實現多用戶的同時高速數據業(yè)務。 4. 無線電波在傳播中根據障礙物不同將發(fā)生折射、反射、衍射、信號無法穿透等情況，其質量和信號的穩(wěn)定性都不如 有線接入方式。 5. WIFI 實現規(guī)模覆蓋的最大的缺陷在于需要密集的有線傳輸資源。3G/WIMAX 基站的覆蓋范圍比 WIFI AP 覆蓋范圍大數十到上百倍。 6. WIFI 技術本身不支持移動性，即便 可能會對 WIFI MESH 的移動性進行增強，最多也只能支持步行的移動速度。而 3G 和WIMAX 都支持 120km/h 以上的移動性。 7. WIFI 空中接口沒有 QoS 保障機制，只支持 BE 業(yè)務，適用于 WEB 瀏覽、 FTP 下載以及收發(fā) Email 等；語音通信、視頻傳輸等業(yè)務的 QoS 很難 得到保障。它是一種局域網技術，主要用于解決“最后 100m”的接入問題。從其與有線寬帶網絡的關系來看， WIFI 利用其技術優(yōu)勢能夠作為網絡延伸手段進一步擴大有線接入網絡的覆蓋面積及擴展移動通信網絡的應用。 1. 3G 技術 3G 是英文 3rd Generation 的縮寫，指第三代移動通信技術。 ITU 在 2021 年 5 月確定 WCDMA、 CDMA2021 和 TDSCDMA 三大主流無線接口標準，寫入 3G 技術指導性文件《 2021 年國際移動通訊計劃》 (簡稱 IMT2021)。為了提供 3G 服務，無線 網絡必須能夠支持不同的數據傳輸速度，也就是說在室內、室外和行車的環(huán)境中能夠分別支持至少 2Mbps、 384kbps 以及 144kbps 的傳輸速度。 3G 標準組織主要由 3GPP、 3GPP2 組成，以 CDMA 碼分多址技術為核心。其中TDSCDMA、 WCDMA 由 3GPP 負責具體標準化工作；而 CDMA2021 由 3GPP2 負責具體標準化工作。 WCDMA WCDMA 是一種由 3GPP 具體制定的，基于 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(tǒng) 。目前 WCDMA 有三門峽職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 15 Release9 Release Release Release6 等版本。 WCDMA 采用直接序列擴頻碼分多址 (DSCDMA)、頻分 全 雙工 (FDD)方式，碼片速率為 ，載波帶寬為 5MHz。 Release99/Release4 版本，可在 5MHz 的帶寬內，提供最高384kbps 的用戶數據傳輸速率。在 Release5 版本引入了下行鏈路增強技術，即 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)技術，在 5MHz 的帶寬內可提供最高 的下行數據傳輸速率。在 Release6 版本引入了上行鏈路增強技術，即 HSUPA(High Speed Uplink Packet Access)技術，在 5MHz 的帶寬內可提供最高約 6Mbps 的上行數據傳輸率。 CDMA2021 CDMA2021 是由 IS95A/B 標準演進而來的第三代移動通信標準，由3GPP2 負責具體標準化工作。目前 CDMA2021 有由 3GPP2 制定的 Release0、 A、B、 C 和 D 五個支持 CDMA2021 1X及其增強型技術的版本，以及 由 EIA/TIA 發(fā)布的支持 CDMA20211XEVDO 的 IS856 和 IS856A 標準。 CDMA2021 1xEVDO 定位與 Inter 的無線延伸，能以較少的網絡和頻譜資源 (在 標準載波中 )支持平均速率為：靜止或慢速移動： (無分集 )和 (分集接收 )。中高速移動： 700Kbps(無分集 )和 (分集接收 )。其峰值速率可達 ， 而且在 IS856A 中可支持高達 的峰值速率。 TDSCDMA TDSCDMA(Time DivisionSynchronization Code Division Multiple Access)的中文含義為時分同步碼分多址接入。 TDSCDMA 從 2021 年 3 月開始，正式寫入 3GPP 的 Release4 版本。目前 TDSCDMA 已有 ReleaseRelease Release6 等版本。 TDSCDMA 采用不需成對頻率的 TDD 雙工模式以及 FDMA/TDMA/CDMA 相結合的多址接入方式，使用 ，擴頻帶寬為 。基 Release4 版本， TDSCDMA 可在 的帶寬內，提供最高 384kbps 的用戶數據傳輸速率。 TDSCDMA 在 Release5 版本引入了HSDPA 技術，在 帶寬上理論峰值速率可達到 。 3G 技術的優(yōu)勢 1. 漫游能力：良好的全球漫游能力。目前全球大部分國家已經開通 3G 網絡，三門峽職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 16 其中 80%運營商選擇 WCDMA 和 20%運營商選擇 CDMA2021。良好的全球漫游能力有利于與其他運營商的合作和吸引高端用戶。 2. 安全性： 3G 采用了很多種加密技術，保證通話和數據的安 全，不管是話音還是數據都具備很強的保密性，通過多層的協議控制，數據在網絡中可以非常安全的傳輸。 3. 技術成熟度： 3G 于 1996 年提出標準， 2021 年完成包括上層協議在內的完整標準的制訂工作。 3G 網絡部署已具備相當的實踐經驗，有一成套建網的理論，包括對網絡的鏈路預算，傳播模型預算，以及計算機仿真等。 4. 商業(yè)模式：商業(yè)運作模式成熟， 3G 網絡得到眾多設備商、終端制造商、內容提供商支持，具備一個非常全的產業(yè)鏈。 WIMAX 與 WIFI、原 3G 技術的對比分析 WIMAX 與 WIFI 技術 對比 1. WIMAX 與 WIFI 的技術定位不同 i. WIFI 標準是局域網接入標準，用來解決最后 100 米無線通信接入問題；而 WIMAX 2. 是城域網接入標準，用來解決最后 1 公里的無線通信接入問題。 3. 覆蓋范圍不同 a) WIFI 與 WIMAX 在覆蓋范圍上有很大的差別，覆蓋問題由多個因素決定。就傳輸功率而言，對于 WIMAX，功率放大器最大輸出功率 BS 是43dBm， MS 是 23dBm；對于 WIFI， 標準，最大的傳輸功率只有 20dBm。 標準是為在各種傳播環(huán)境 (包括視距、近視距和非視距 )中獲得最優(yōu)性能而設計的。即使在鏈路狀況最差的情況下，也能提供可靠的性能。 OFDM 波在 240 km 的通信距離上支持高頻譜效率 (bit/s/Hz)，在一個射頻內速率可達 70Mbps?？梢圆捎孟冗M的網絡拓撲 (網狀網 )和天線技術 (波束賦形、 STC、天線分集 )來進一步改善覆蓋。這些先進技術也可用來提高頻譜效率、容量、復用以及每射頻信道的平均與峰值吞吐量。此外，不是所有的 OFDM 都是相同的。為 BAW 設計的 OFDM 具有支持較長距離傳輸和處理多徑或反射的能力。相反， WLAN 和 系統(tǒng)在它們的核心不是采用基本的 CDMA，就是使用設計大不相同的 OFDM。它們的設計要求是低功耗，因此必然三門峽職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 17 限制了通信距離。 WLAN 中的 OFDM是按照系統(tǒng)覆蓋數十米或幾百米設計的，而 被設計成高功率， OFDM 可覆蓋數十公里。 4. 可擴展性不同 a) 在物理層， 支持靈活的射頻信道帶寬和信道復用 (頻率復用 )，當網絡擴展時，可以作為增加小區(qū)容量的一種手段。此標準還支持自動發(fā)送功率控制和信道質量測試，可以作為物理層的附加工具來支持小區(qū)規(guī)劃和部署以及頻譜的有效使用。當用戶數增加時，運營商可通過扇 形化和小區(qū)分裂來重新分配頻譜。還有，此標準對多信道帶寬的支持使設備制造商能夠提供一種手段，以適應各國政府對頻譜使用和分配的獨特管制辦法，這是世界各地的運營商都面臨的一個問題。 標準規(guī)定的信道寬度 ，在這中間還可以有許多選擇。 b) 但是，基于 WIFI 的產品要求每一信道至少為 20MHz( 中規(guī)定在 頻段為 22MHz)，并規(guī)定只能工作在不需牌照的頻段上，包括 ISM、 5GHz ISM 和 5GHz UNII。在 MAC 層， 的基礎是 CSMA/CA，基本上是一個無線以太網協議，其擴展能力較差，類似于以太網。當用戶增加時，吞吐量就明顯減小。而 標準中的 MAC層卻能在一個射頻信道內從一個擴展到數百個用戶。這是 不可能做到的。 5. QoS 差別 的 MAC 層是依靠同意 /請求協議來接入媒體的，它支持不同的服務水平。此協議在下行鏈路采用 TDM 數據流，在上行鏈路采用 TDMA，通過集中調度來支持對時延敏感的業(yè)務，如話音和視像等。由于確保了無碰撞數據接入， 的 MAC 層改善了系統(tǒng)總吞吐量和帶 寬效率，并確保數據時延受到控制，不致太大 (相反， CSMA/CA 沒有這種保證 )。TDM/TDMA 接入技術還使支持多播和廣播業(yè)務變得更容易。 WLAN 由于在其核心采用 CSMA/CA，故其目前已實施的系統(tǒng)無法提供 系統(tǒng)的QoS。由于接入方便、成本低廉且無需申請牌照，使 WIFI 特別適用于普遍的公共接入服務。 WIFI 技術和產品均已成熟，并達到相當的應用、產業(yè)和市場規(guī)模。與 WIFI相比， WIMAX 在技術上有明顯優(yōu)勢，但由于標準推出時間尚短，要達到產品成熟并形成相當應用、產業(yè)和市場規(guī)模尚三門峽職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 18 需假 以時日，而且目前成本遠遠高于 WIFI。在表 中給出了 WIMAX 與WIFI 詳細技術對比。 表 21 WIMAX 與 WIFI 詳細技術對比 WIMAX WIFI（ ） WIFI（ ） 傳輸速率 最大 75Mbit/s 最大 11Mbit/s 最大 54Mbit/s 覆蓋范圍 最大 50km 約 100m 約 100m 頻率 266GHz GHz 5GHz(a)、(g) 帶寬 22MHz 20MHz 物理層核心技術 OFDM/OFDMA、 AMC、 HARQ等 DOSS OFDM 雙工方式 TDD、 FDD 半雙 TDD 半雙工 TDD 頻譜效率 小于 MAC 協議 請求 /許可 CSMA/CA CSMA/CA QoS 支持 不支持 不支持 安全性 強 弱 弱 Mesh 支持 是 否 否 WIMAX 與原 3G 技術對比 1. 定位不同 WIMAX 的基本定位是一種無線城域網技術，目標是實 現寬帶接入的無線化、移動化；而 3G 技術的基本定位是以無線廣域網為基本模式，其最終目標是實現無線接入的寬帶化。 2. 標準化程度不同 WIMAX 僅僅定義了空中接口的物理層和 MAC 層，在 MAC 層之上采用的協議以及核心網部分的標準不在 WIMAX 技術所包含的標準之內。目前， WIMAX 還不能構成完整的移動通信系統(tǒng)；而 3G 卻是完整的移動通信系統(tǒng)，其對空三門峽職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 19 中接口、核心網以及業(yè)務規(guī)范都已經完成了標準化工作。 3. 覆蓋范圍不同 從覆蓋范圍上看， WIMAX 為了獲得較高的數據接入帶寬，必然犧牲覆蓋和移動性。因此 WIMAX 在相當長的時間內將主要解決熱點覆蓋，網絡可以提供部分的移動性， 主要應用會集中在低速移動狀態(tài)下的數據接入。 3G 覆蓋是連續(xù)的，用戶可以實現不間斷的通信。 4. 業(yè)務能力不同 從業(yè)務能力上看， WIMAX 提供的主要是具有一定移動特性的寬帶數據業(yè)務，面向的用戶主要是筆記本終端和 WIMAX 終端持有者。 3G 最初就是為語音業(yè)務和數據業(yè)務共同設計的，首先保證提供大容量高質量語音業(yè)務的需求，在此基礎上提供分組數據業(yè)務。 WIMAX 可以為用戶提供相對于 3G 技術的更高的帶寬，也就是說 WIMAX 的數據業(yè)務能力要比 3G 強，某 種程度上WIMAX 犧牲了移動性換取了數據傳輸能力的提高。 5. 設備成熟度不同 由于 3G 技術相對于 WIMAX 技術來說，已經相當成熟，各種相關設備已經實現了規(guī)模生產，所以其系統(tǒng)設備成本以及終端成本以及終端的種類相對于 WIMAX 都有很大的優(yōu)勢。在表 中給出了 WIMAX 與 3G 技術的詳細技術對比。 三門峽職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 20 表 22 WIMAX 與 3G 技術的詳細技術對比 WIMAX 3G 標準化程度 主要對空中接口的物理層和 MAC層進行了標準化 對整個網絡都進行了標準化、 包括空中接口規(guī)范、核心網系 列規(guī)范及業(yè)務 規(guī)范等 多址方式 TDMA/OFDMA CDMA/FDMA/TDMA 頻帶 211GHz部分不需要許可 用于全球統(tǒng)一的頻譜資源 頻譜效率 () 3bps/Hz() 傳輸速率 75Mbit/s() 30Mbit/s() 2Mbit/s 雙工方式