【文章內(nèi)容簡介】 但系統(tǒng)開銷會使應(yīng)用層速率減少 50%左右。 三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 14 3. 無線電波間存在相互影響的現(xiàn)象，特別是同頻段、同技術(shù)設(shè)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(shù)據(jù)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(xiàn)多用戶的同時高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 4. 無線電波在傳播中根據(jù)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(zhì)量和信號的穩(wěn)定性都不如 有線接入方式。 5. WIFI 實現(xiàn)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(shù)十到上百倍。 6. WIFI 技術(shù)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(wù)，適用于 WEB 瀏覽、 FTP 下載以及收發(fā) Email 等；語音通信、視頻傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)的 QoS 很難 得到保障。它是一種局域網(wǎng)技術(shù)，主要用于解決“最后 100m”的接入問題。從其與有線寬帶網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系來看， WIFI 利用其技術(shù)優(yōu)勢能夠作為網(wǎng)絡(luò)延伸手段進一步擴大有線接入網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積及擴展移動通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。 1. 3G 技術(shù) 3G 是英文 3rd Generation 的縮寫，指第三代移動通信技術(shù)。 ITU 在 2021 年 5 月確定 WCDMA、 CDMA2021 和 TDSCDMA 三大主流無線接口標(biāo)準(zhǔn)，寫入 3G 技術(shù)指導(dǎo)性文件《 2021 年國際移動通訊計劃》 (簡稱 IMT2021)。為了提供 3G 服務(wù)，無線 網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度，也就是說在室內(nèi)、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(biāo)準(zhǔn)組織主要由 3GPP、 3GPP2 組成，以 CDMA 碼分多址技術(shù)為核心。其中TDSCDMA、 WCDMA 由 3GPP 負(fù)責(zé)具體標(biāo)準(zhǔn)化工作；而 CDMA2021 由 3GPP2 負(fù)責(zé)具體標(biāo)準(zhǔn)化工作。 WCDMA WCDMA 是一種由 3GPP 具體制定的，基于 GSM MAP 核心網(wǎng)， UTRAN(UMTS 陸地?zé)o線接入網(wǎng) )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(shù)學(xué)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(nèi)，提供最高384kbps 的用戶數(shù)據(jù)傳輸速率。在 Release5 版本引入了下行鏈路增強技術(shù)，即 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)技術(shù)，在 5MHz 的帶寬內(nèi)可提供最高 的下行數(shù)據(jù)傳輸速率。在 Release6 版本引入了上行鏈路增強技術(shù)，即 HSUPA(High Speed Uplink Packet Access)技術(shù)，在 5MHz 的帶寬內(nèi)可提供最高約 6Mbps 的上行數(shù)據(jù)傳輸率。 CDMA2021 CDMA2021 是由 IS95A/B 標(biāo)準(zhǔn)演進而來的第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)，由3GPP2 負(fù)責(zé)具體標(biāo)準(zhǔn)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(shù)的版本，以及 由 EIA/TIA 發(fā)布的支持 CDMA20211XEVDO 的 IS856 和 IS856A 標(biāo)準(zhǔn)。 CDMA2021 1xEVDO 定位與 Inter 的無線延伸，能以較少的網(wǎng)絡(luò)和頻譜資源 (在 標(biāo)準(zhǔn)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(jié)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(nèi)，提供最高 384kbps 的用戶數(shù)據(jù)傳輸速率。 TDSCDMA 在 Release5 版本引入了HSDPA 技術(shù)，在 帶寬上理論峰值速率可達到 。 3G 技術(shù)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(jīng)開通 3G 網(wǎng)絡(luò)，三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)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(shù)，保證通話和數(shù)據(jù)的安 全，不管是話音還是數(shù)據(jù)都具備很強的保密性，通過多層的協(xié)議控制，數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中可以非常安全的傳輸。 3. 技術(shù)成熟度： 3G 于 1996 年提出標(biāo)準(zhǔn)， 2021 年完成包括上層協(xié)議在內(nèi)的完整標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作。 3G 網(wǎng)絡(luò)部署已具備相當(dāng)?shù)膶嵺`經(jīng)驗，有一成套建網(wǎng)的理論，包括對網(wǎng)絡(luò)的鏈路預(yù)算，傳播模型預(yù)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(wǎng)絡(luò)得到眾多設(shè)備商、終端制造商、內(nèi)容提供商支持，具備一個非常全的產(chǎn)業(yè)鏈。 WIMAX 與 WIFI、原 3G 技術(shù)的對比分析 WIMAX 與 WIFI 技術(shù) 對比 1. WIMAX 與 WIFI 的技術(shù)定位不同 i. WIFI 標(biāo)準(zhǔn)是局域網(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)，用來解決最后 100 米無線通信接入問題；而 WIMAX 2. 是城域網(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)，最大的傳輸功率只有 20dBm。 標(biāo)準(zhǔn)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(shè)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(nèi)速率可達 70Mbps。可以采用先進的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?(網(wǎng)狀網(wǎng) )和天線技術(shù) (波束賦形、 STC、天線分集 )來進一步改善覆蓋。這些先進技術(shù)也可用來提高頻譜效率、容量、復(fù)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(shè)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(shè)計大不相同的 OFDM。它們的設(shè)計要求是低功耗，因此必然三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)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(shù)十米或幾百米設(shè)計的，而 被設(shè)計成高功率， OFDM 可覆蓋數(shù)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(fù)用 (頻率復(fù)用 )，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擴展時，可以作為增加小區(qū)容量的一種手段。此標(biāo)準(zhǔn)還支持自動發(fā)送功率控制和信道質(zhì)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(dāng)用戶數(shù)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(biāo)準(zhǔn)對多信道帶寬的支持使設(shè)備制造商能夠提供一種手段，以適應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(chǎn)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(chǔ)是 CSMA/CA，基本上是一個無線以太網(wǎng)協(xié)議，其擴展能力較差，類似于以太網(wǎng)。當(dāng)用戶增加時，吞吐量就明顯減小。而 標(biāo)準(zhǔn)中的 MAC層卻能在一個射頻信道內(nèi)從一個擴展到數(shù)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(xié)議來接入媒體的，它支持不同的服務(wù)水平。此協(xié)議在下行鏈路采用 TDM 數(shù)據(jù)流，在上行鏈路采用 TDMA，通過集中調(diào)度來支持對時延敏感的業(yè)務(wù)，如話音和視像等。由于確保了無碰撞數(shù)據(jù)接入， 的 MAC 層改善了系統(tǒng)總吞吐量和帶 寬效率，并確保數(shù)據(jù)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(shù)還使支持多播和廣播業(yè)務(wù)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(wù)。 WIFI 技術(shù)和產(chǎn)品均已成熟，并達到相當(dāng)?shù)膽?yīng)用、產(chǎn)業(yè)和市場規(guī)模。與 WIFI相比， WIMAX 在技術(shù)上有明顯優(yōu)勢，但由于標(biāo)準(zhǔn)推出時間尚短，要達到產(chǎn)品成熟并形成相當(dāng)應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)和市場規(guī)模尚三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 18 需假 以時日，而且目前成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 WIFI。在表 中給出了 WIMAX 與WIFI 詳細(xì)技術(shù)對比。 表 21 WIMAX 與 WIFI 詳細(xì)技術(shù)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(shù) 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(xié)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(shù)對比 1. 定位不同 WIMAX 的基本定位是一種無線城域網(wǎng)技術(shù)，目標(biāo)是實 現(xiàn)寬帶接入的無線化、移動化；而 3G 技術(shù)的基本定位是以無線廣域網(wǎng)為基本模式，其最終目標(biāo)是實現(xiàn)無線接入的寬帶化。 2. 標(biāo)準(zhǔn)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(xié)議以及核心網(wǎng)部分的標(biāo)準(zhǔn)不在 WIMAX 技術(shù)所包含的標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。目前， WIMAX 還不能構(gòu)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(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 19 中接口、核心網(wǎng)以及業(yè)務(wù)規(guī)范都已經(jīng)完成了標(biāo)準(zhǔn)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(shù)據(jù)接入帶寬，必然犧牲覆蓋和移動性。因此 WIMAX 在相當(dāng)長的時間內(nèi)將主要解決熱點覆蓋，網(wǎng)絡(luò)可以提供部分的移動性， 主要應(yīng)用會集中在低速移動狀態(tài)下的數(shù)據(jù)接入。 3G 覆蓋是連續(xù)的，用戶可以實現(xiàn)不間斷的通信。 4. 業(yè)務(wù)能力不同 從業(yè)務(wù)能力上看， WIMAX 提供的主要是具有一定移動特性的寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，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(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)共同設(shè)計的，首先保證提供大容量高質(zhì)量語音業(yè)務(wù)的需求，在此基礎(chǔ)上提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 WIMAX 可以為用戶提供相對于 3G 技術(shù)的更高的帶寬，也就是說 WIMAX 的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力要比 3G 強，某 種程度上WIMAX 犧牲了移動性換取了數(shù)據(jù)傳輸能力的提高。 5. 設(shè)備成熟度不同 由于 3G 技術(shù)相對于 WIMAX 技術(shù)來說，已經(jīng)相當(dāng)成熟，各種相關(guān)設(shè)備已經(jīng)實現(xiàn)了規(guī)模生產(chǎn)，所以其系統(tǒng)設(shè)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(shù)的詳細(xì)技術(shù)對比。 三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 20 表 22 WIMAX 與 3G 技術(shù)的詳細(xì)技術(shù)對比 WIMAX 3G 標(biāo)準(zhǔn)化程度 主要對空中接口的物理層和 MAC層進行了標(biāo)準(zhǔn)化 對整個網(wǎng)絡(luò)都進行了標(biāo)準(zhǔn)化、 包括空中接口規(guī)范、核心網(wǎng)系 列規(guī)范及業(yè)務(wù) 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