移動通信發展的核心問題是系統抗干擾和容量之間能夠得到很好均衡,一方面希望能在有限的頻率資源上傳送更多的業務;另一方面由于業務增多使系統的干擾增強,致使降低干擾和提高靈敏度以保證業務正確傳輸的難度加大。1G移動通信系統主要采用頻分復用和模擬技術,用戶之間的干擾通過采用不同的頻點來隔離(即每個頻點只能傳送一個用戶),用戶業務通過模擬技術來提供,系統容量和抗干擾能力相當有限。2G中的GSM移動通信系統主要采用頻分復用、時分復用和數字技術,用戶之間的干擾通過采用不同頻點和時隙來隔離,每個頻點可以傳送多個用戶,用戶業務通過數字技術來提供,與1G移動通信系統相比,系統容量和抗干擾能力有質的飛躍。在3G移動通信系統中,不同的3G標準都采用了CDMA技術來提升容量,但由于多個CDMA用戶存在嚴重的自干擾,因此不同的3G標準采用了不同的自干擾抑制技術,從而導致不同的3G標準在抗干擾方面有較大的差別,這些差別使系統能力差異顯著,集中體現在組網過程中。下面對TD-SCDMA、cdma2000及WCDMA抗干擾能力進行分析比較.
1、TD-SCDMA的抗干擾能力
TD-SCDMA是目前容量和抗干擾能力都能達到良好均衡的移動通信系統。在容量上,TD-SCDMA采用的CDMA技術極大地提高了系統容量。在抗干擾方面,TD-SCDMA的抗干擾能力有3個特點。
1)采用了低帶寬頻點(1.6MHz),不同的頻點之間的干擾可以得到很好的隔離;而低帶寬還可以在有限的頻率資源上提供更多的頻點,這不僅可以使頻率的使用率得到大幅提升,而且豐富的頻點可以使組網時的干擾得到很好的抑制。
2)采用時分復用技術(7個業務時隙)使影響自干擾的因素顯著降低。CDMA的自干擾隨用戶數量的增加呈指數級增長。將CDMA用戶分配到不同的時隙上,由于不同時隙的干擾可以被很好隔離,CDMA自干擾因素僅僅為單個時隙的CDMA用戶(對于12.2kbit/s的話音用戶,一個1.6MHz頻點有24個信道,一個時隙只有8個信道,8個用戶的自干擾是主要干擾),自干擾因素顯著降低。
3)采用智能天線和聯合檢測來抑制剩余的CDMA自干擾,通過智能天線和聯合檢測的有機結合,利用上、下行波束賦形可以有效地解決多徑干擾和多址干擾等問題。由于一個時隙的信道數只有8個12.2kbit/s信道,8個用戶的自干擾通過智能天線和聯合檢測可以得到很好解決。
可見,TD-SCDMA系統通過CDMA、FDMA、TDMA、智能天線和聯合檢測等多種技術解決了干擾和容量之間的均衡問題,不但系統容量增大,而且系統的干擾可控,這決定了TD-SCDMA在組網時具有不可抗拒的優勢。從容量和抗干擾的良好均衡上來說,GSM是1G向2G的平滑演進,TD-SCDMA是2G向3G的平滑演進。
2、cdma2000的抗干擾能力
cdma2000的抗干擾和容量得到一定程度的均衡。在容量上,cdma2000采用的CDMA技術極大地提高了系統容量。在抗干擾方面,cdma2000的抗干擾能力有3個特點。
1)采用低帶寬頻點(1.25x2MHz),與TD-SCDMA一樣,低帶寬可以提供更多的頻點使組網干擾得到抑制。
2)將全部CDMA用戶分配到一個時隙上,對于12.2kbit/s的話音用戶,一個1.25x2MHz頻點有30個信道,30個用戶的自干擾是主要干擾,自干擾因素比較高。
3)cdma2000是一個干擾受限系統而不是碼道受限系統,自干擾主要靠功率控制技術來降低。功率控制的實質是在存在干擾的前提下實現容量的最大化,但無法從根本上消除干擾,當用戶數達到一定程度時,系統必然會出現呼吸效應和難于邊緣覆蓋。
可見,cdma2000沒有采用時分復用等干擾消除技術,系統容量雖然得到增大,但抗干擾技術要落后2G中的GSM移動通信系統,干擾問題引起的呼吸效應現象和難于邊緣覆蓋等問題將時刻影響組網、業務發展、網絡質量和網絡穩定性等。
3、WCDMA的抗干擾能力
WCDMA系統中抗干擾和容量是否得到均衡還需要進一步研究。WCDMA與cdma2000所采用的技術和方法基本相同,除了頻點帶寬和系統容量的差別外,沒有其他根本性差別,但頻點帶寬和系統容量使WCDMA呈現與cdma2000完全不一樣結果:首先,WCDMA的頻點帶寬為5x2 MHz,因而90x2 MHz只有18個獨立頻點,在組網時由于室內覆蓋、熱點覆蓋、盲區覆蓋和頻率保護間隔等往往需要獨立的頻點,這樣WCDMA對帶寬的需求比較高,而且帶寬浪費現象較嚴重;其次,在有限的頻點資源下往往難于滿足獨立頻點的要求,這就必然要求采用同頻點工作,而同頻點工作的干擾肯定要遠大于異頻點工作,而且網絡是否能同頻點工作是個未知數。這是WCDMA特有的現象:一個5x2 MHz頻點有128個信道,128個用戶的自干擾是主要干擾,自干擾因素遠遠超過cdma2000,這導致WCDMA一個5x2 MHz頻點實際可用的信道只有60個,這樣WCDMA的容量雖然比GSM有所提高,但比IS-95要小得多。
可見,WCDMA由于采用了高帶寬頻點,不但在容量上而且在抗干擾方面都要遠遠落后于cdma2000,更不用說與TD-SCDMA進行比較,按現有的技術水平,從嚴格意義上來說,WCDMA容量和干擾沒有得到均衡。