1、3G主要特征
3G系统有别于第一、二代以提供语音和低速数据业务为主的移动通信系统，ITU对3G提出了更高要求，其主要特点概括如下。
(1)全球普及和全球无缝漫游的系统。2G一般为区域或国家标准，而3G将是一个在全球范围内覆盖和使用的系统，它将使用共同的频段并统一标准；
(2)具有支持多媒体业务的能力，特别是Internet业务。可满足具有不同通信要求的各类用户的需要；
(3)具有可变的高速数据率。3G同时支持无线接口不同的高低数据比特率。在快速移动环境下，最高速率达144kbit/s；在室外到室内或步行环境下，最高速率达384kbit/s；在室内环境下，最高速率达2Mbit/s；
(4)便于过渡、演进。为保护已有投资，3G网络一定要能在2G网络的基础上灵活演进而成，并应与固定网兼容；
(5)高频谱效率、高服务质量、低成本、高保密性。
除了以上所述之外，3G还有许多其它优点，如提供可靠的信道编码、灵活配置的传输信道和逻辑信道、支持多种语音编码方案、为用户提供更灵活的接入服务等。此外，3G还继承了容易通过使用软件无线电实现窄带CDMA系统、语音质量高、手机功耗小等优点。
1.1 WCDMA
WCDMA的发起者主要是欧洲和日本，继承了2G标准化程度高和开放性好的特点。WCDMA全名为宽带分码多工存取，能同时支持电路交换业务(如PSTN、ISDN)和分组交换业务(如IP网)，支持高速数据传输和可变速传输，支持异步和同步的基站运行方式，灵活组网；具有多种编码方式，与GSM兼容。该系统使用的灵活的无线协议可在一个载波内同时支持语音、数据和多媒体业务，并通过透明或非透明传输来支持实时、非实时业务。功率控制减少了多址干扰，提高了系统容量。支持软切换和更软切换。其核心网络基于GSM/GPRS网络的演进，并保持与GSM/GPRS网络的兼容性。
1.2 cdma2000
cdma2000由美国高通北美公司为主导提出。cdma2000的一个主要特点是与现有的TIA/EIA-95-B标准后向兼容，可从IS 95B系统的基础上平滑地升级到3G，建设成本低。但目前使用CDMA(码多分址技术)的地区只有日、韩和北美，所以cdma2000的支持者不如WCDMA多。
cdma2000采用MC-CDMA多址方式，可支持语音、分组和数据等业务，也可实现QoS的协商。cdma2000包括1x和3x两部分，也可扩展到6x、9x和12x。另外，cdma2000还可采用辅助导频、正交分集和多载波分集等技术来提高系统的性能。
1.3 TD-SCDMA
时分同步码分多址(TD-SCDMA)是由中国原邮电部电信科学技术研究院提出的，在频谱利用率、对业务支持、频率灵活性及成本等方面具有独特优势。它是目前世界上唯一采用智能天线的3G系统，还采用了联合检测、接力切换、同步CDMA、软件无线电、低码片速率、多时隙、可变扩频系、自适应功率调整等技术。
由于采用TDD模式，上下行链路使用同一频率，同一时刻上下行链路的空间物理特性完全相同，可以实现上下行链路间的灵活切换。这一模式的优势是，在上下行链路间的时隙分配可以被一个转换点改变，以满足不同的业务要求。通过改变上下行链路的转换点就可以实现所有3G对称和非对称业务。
TD-SCDMA与联合检测相结合，在传输容量方面表现非凡。通过引进智能天线，容量还可以进一步提高。智能天线凭借其定向性降低了小区间频率复用所产生的干扰，并通过更高的频率复用率来提供更高的话务量。
WCDMA、cdma2000及TD-SCDMA的无线空中接口参数如表1所示。
表1 WCDMA、cdma2000及TD-SCDMA的无线空中接口参数
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规范参数
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WCDMA
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cdma2000
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TD-SCDMA
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复用方式
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FDD/TDD
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TDD
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基本带宽
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5MHz
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1.25MHz或3.75MHz
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1.6MHz
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码片速率
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3.84Mchip/s
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1.228/3.6864Mchip/s
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1.28Mchip/s
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无线帧长
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10ms
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10/5ms
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10ms
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信道编码
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卷积编码、Turbo码等
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卷积编码、Turbo码等
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卷积编码、Turbo码等
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数据调制
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QPSK(下行链路)、HPSK(上行链路)
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QPSK(下行链路)、BPSK(上行链路)
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QPSK和8PSK(高速率)
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扩频方式
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QPSK
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QPSK
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QPSK
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功率控制
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开环+闭环功率控制，控制步长1dB、2dB或3dB
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开环+闭环功率控制，控制步长1dB，可选0.5/0.25dB
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开环+闭环功率控制，控制步长1dB、2dB或3dB
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功率控制速率
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1600次/s
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800次/s
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200次/s
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智能天线
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——
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——
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在基站端有8个天线组成天线阵
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基站间同步关系
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同步或非同步
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同步
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多址方式
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DS-CDMA
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MC-CDMA
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TD-SCDMA
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支持的核心网
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GSM-MAP
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ASNI-41
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GSM-MAP
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上行信道
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相干解调
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相干解调
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相干解调
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2、3G标准对比分析
WCDMA和cdma2000都是FDD标准，而TD-SCDMA是TDD标准。因此，将WCDMA和cdma2000合为一类，TD-SCDMA单独列为一类。
2.1 WCDMA与cdma2000的比较
WCDMA和cdma2000都满足IMT-2000提出的全部技术要求，支持高速多媒体业务、分组数据和IP接入等。这两种系统的无线传输技术均基于DS-CDMA作为多用户接入技术。WCDMA和cdma2000在技术先进性和发展成熟度上各具优势，总体来看，WCDMA略胜一筹。
(1)WCDMA使用带宽和码片速率(3.84Mchip/s)是cdma2000 1x的3倍以上，因而能提供更大的多路径分集、更高的中继增益和更小的信号开销，也改善了接收机解决多径效应的能力；
(2)在小区站点同步方面，cdma2000基站通过GPS实现同步，将造成室内和城市小区部署的困难，而WCDMA设计可以使用异步基站；
(3)由于支持cdma2000 1x EV-DO的TDM接入系统采用共享时分复用下行链路，它具有固定时隙，因此cdma2000物理层兼容性较差；
(4)WCDMA进行功率控制的速度是cdma2000的两倍，因而能保证更好的信号质量，并支持更多的用户；
(5)cdma2000的导频信道大约需要下行链路总传输功率的20%，WCDMA只需约10%，因而可以节省更多的公用信道的开销；
(6)为了使支持基于GSM的GPRS业务而部署的所有业务也支持WCDMA业务，为了完善新的数据/话音网络，cdma2000 1x必须添加额外的网元或进行功能升级；
(7)在混合话音和数据流量方面，WCDMA的系统性能比cdma2000表现更佳。并且WCDMA较cdma2000能够更加灵活地处理话音和数据混合业务。
因此，WCDMA在技术上具备一定的优势。由于全球移动系统的85%都在用GSM系统，而GSM向3G过渡的非常好的途径就是由GPRS过渡到WCDMA，所以从传统基础网络这个角度上看，WCDMA也具备一定的优势。
2.2 TD-SCDMA与WCDMA和cdma2000比较
TD-SCDMA集CDMA、TDMA、FDMA技术优势于一体，系统容量大、抗干扰能力强，与WCDMA和cdma2000比较有如下优势。
(1)频谱利用率高。TD-SCDMA采用TDD方式和CDMA、TDMA的多址技术，在传输中容易针对不同业务设置上下行链路转换点，因而可以使频谱效率更高；
(2)TD-SCDMA系统频谱灵活性强，仅需单一1.6M的频带就可提供速率达2Mbit/s的3G业务需求，而且非常适合非对称业务的传输；
(3)支持多种通信接口。TD-SCDMA同时满足多种接口要求，基站子系统既可作为2G和2.5G的GSM基站的扩容，又可作为3G网中的基站子系统，能同时兼顾现在的需求和将来的发展；
(4)系统性能稳定。TD-SCDMA收发在同一频段上，上下行链路的无线环境一致性好，适合使用新兴的智能天线技术。利用了CDMA和TDMA结合的多址方式，便于联合检测技术的采用，能减少干扰并提高系统的稳定性；
(5)兼容性好。TD-SCDMA支持现存的覆盖结构，信令协议可以后向兼容，网络不必引入新的呼叫模式，就能够实现从现有的通信系统到下一代移动通信系统的平滑过渡；
(6)系统设备成本低。TD-SCDMA上下行信道工作于同一频率，对称的电波传播特性便于智能天线的利用，可达到降低成本的目的；在无线基站方面，TD-SCDMA的设备成本比较低；
(7)支持与传统系统间的切换功能。TD-SCDMA支持多载波直接扩频系统，可以利用现有的框架设备、小区规划、操作系统、账单系统等在所有环境下支持对称或不对称的数据速率。
与前两种标准尤其是与WCDMA相比，TD-SCDMA也有不足。比如，在对CDMA技术的利用方面，TD-SCDMA因要与GSM的小区兼容，小区复用系数为3，降低了频谱利用率。又因为TD-SCDMA频带宽度窄，不能充分利用多径，降低了系统效率，实现软切换和软容量能力较差。另外，小区间要保持同步，对定时系统要求高。而WCDMA则无需小区同步，可适应室内外等不同的环境。WCDMA对移动性的支持更加优越，适合宏蜂窝、蜂窝、微蜂窝组网，而TD-SCDMA只适合微蜂窝，对高速移动的支持也较差。
3、结束语
对于3G标准的选择不仅要看其技术特点、技术成熟程度，还要结合本国国情、市场孕育情况等因素进行考虑。就我国而言，既要支持民族工业，发展本国标准，又要保护现有的投资并使其产生最大的效益。因此，在满足业务发展需要的同时，要充分利用已建的2G网络，保护用户业务的连续性，这就要求新建的3G网络必须与2G网络有很好的后向兼容性，WCDMA应是首选。TD-SCDMA系统的使用可在已有的2G网络上，增加TD-SCDMA设备即可，根据我国GSM网络的现状，该系统可分阶段向3G网络过渡。因此，政府将会鼎立支持TD-SCDMA。而cdma2000标准则可能会被2G时代即依托CDMA的中国联通采用。WCDMA已经在全球共有30多个国家投入商用，cdma2000也在40多个国家得以商用，TD-SCDMA在中国的商用呼之欲出。
WCDMA和cdma2000都是FDD标准，而TD-SCDMA是TDD标准。因此，将WCDMA和cdma2000合为一类，TD-SCDMA单独列为一类。
2.1 WCDMA与cdma2000的比较
WCDMA和cdma2000都满足IMT-2000提出的全部技术要求，支持高速多媒体业务、分组数据和IP接入等。这两种系统的无线传输技术均基于DS-CDMA作为多用户接入技术。WCDMA和cdma2000在技术先进性和发展成熟度上各具优势，总体来看，WCDMA略胜一筹。
(1)WCDMA使用带宽和码片速率(3.84Mchip/s)是cdma2000 1x的3倍以上，因而能提供更大的多路径分集、更高的中继增益和更小的信号开销，也改善了接收机解决多径效应的能力；
(2)在小区站点同步方面，cdma2000基站通过GPS实现同步，将造成室内和城市小区部署的困难，而WCDMA设计可以使用异步基站；
(3)由于支持cdma2000 1x EV-DO的TDM接入系统采用共享时分复用下行链路，它具有固定时隙，因此cdma2000物理层兼容性较差；
(4)WCDMA进行功率控制的速度是cdma2000的两倍，因而能保证更好的信号质量，并支持更多的用户；
(5)cdma2000的导频信道大约需要下行链路总传输功率的20%，WCDMA只需约10%，因而可以节省更多的公用信道的开销；
(6)为了使支持基于GSM的GPRS业务而部署的所有业务也支持WCDMA业务，为了完善新的数据/话音网络，cdma2000 1x必须添加额外的网元或进行功能升级；
(7)在混合话音和数据流量方面，WCDMA的系统性能比cdma2000表现更佳。并且WCDMA较cdma2000能够更加灵活地处理话音和数据混合业务。
因此，WCDMA在技术上具备一定的优势。由于全球移动系统的85%都在用GSM系统，而GSM向3G过渡的非常好的途径就是由GPRS过渡到WCDMA，所以从传统基础网络这个角度上看，WCDMA也具备一定的优势。
2.2 TD-SCDMA与WCDMA和cdma2000比较
TD-SCDMA集CDMA、TDMA、FDMA技术优势于一体，系统容量大、抗干扰能力强，与WCDMA和cdma2000比较有如下优势。
(1)频谱利用率高。TD-SCDMA采用TDD方式和CDMA、TDMA的多址技术，在传输中容易针对不同业务设置上下行链路转换点，因而可以使频谱效率更高；
(2)TD-SCDMA系统频谱灵活性强，仅需单一1.6M的频带就可提供速率达2Mbit/s的3G业务需求，而且非常适合非对称业务的传输；
(3)支持多种通信接口。TD-SCDMA同时满足多种接口要求，基站子系统既可作为2G和2.5G的GSM基站的扩容，又可作为3G网中的基站子系统，能同时兼顾现在的需求和将来的发展；
(4)系统性能稳定。TD-SCDMA收发在同一频段上，上下行链路的无线环境一致性好，适合使用新兴的智能天线技术。利用了CDMA和TDMA结合的多址方式，便于联合检测技术的采用，能减少干扰并提高系统的稳定性；
(5)兼容性好。TD-SCDMA支持现存的覆盖结构，信令协议可以后向兼容，网络不必引入新的呼叫模式，就能够实现从现有的通信系统到下一代移动通信系统的平滑过渡；
(6)系统设备成本低。TD-SCDMA上下行信道工作于同一频率，对称的电波传播特性便于智能天线的利用，可达到降低成本的目的；在无线基站方面，TD-SCDMA的设备成本比较低；
(7)支持与传统系统间的切换功能。TD-SCDMA支持多载波直接扩频系统，可以利用现有的框架设备、小区规划、操作系统、账单系统等在所有环境下支持对称或不对称的数据速率。
与前两种标准尤其是与WCDMA相比，TD-SCDMA也有不足。比如，在对CDMA技术的利用方面，TD-SCDMA因要与GSM的小区兼容，小区复用系数为3，降低了频谱利用率。又因为TD-SCDMA频带宽度窄，不能充分利用多径，降低了系统效率，实现软切换和软容量能力较差。另外，小区间要保持同步，对定时系统要求高。而WCDMA则无需小区同步，可适应室内外等不同的环境。WCDMA对移动性的支持更加优越，适合宏蜂窝、蜂窝、微蜂窝组网，而TD-SCDMA只适合微蜂窝，对高速移动的支持也较差。
3、结束语
对于3G标准的选择不仅要看其技术特点、技术成熟程度，还要结合本国国情、市场孕育情况等因素进行考虑。就我国而言，既要支持民族工业，发展本国标准，又要保护现有的投资并使其产生最大的效益。因此，在满足业务发展需要的同时，要充分利用已建的2G网络，保护用户业务的连续性，这就要求新建的3G网络必须与2G网络有很好的后向兼容性，WCDMA应是首选。TD-SCDMA系统的使用可在已有的2G网络上，增加TD-SCDMA设备即可，根据我国GSM网络的现状，该系统可分阶段向3G网络过渡。因此，政府将会鼎立支持TD-SCDMA。而cdma2000标准则可能会被2G时代即依托CDMA的中国联通采用。WCDMA已经在全球共有30多个国家投入商用，cdma2000也在40多个国家得以商用，TD-SCDMA在中国的商用呼之欲出。
