GPRS(General Packet Radio Service，通用無線分組業(yè)務)作為第二代移動通信技術GSM向第三代移動通信(3G)的過渡技術，是由英國BT Cellnet公司早在1993年提出的，是GSM Phase2+ (1997年)規(guī)范實現(xiàn)的內(nèi)容之一，是一種基于GSM的移動分組數(shù)據(jù)業(yè)務，面向用戶提供移動分組的IP或者X.25連接。

GPRS是在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡基礎上疊加的一個新的網(wǎng)絡，同時在網(wǎng)絡設備上增加一些硬件設備，并對原軟件升級，形成了一個新的網(wǎng)絡邏輯實體。GPRS能給用戶提供端到端的、廣域的無線IP連接。通俗地講，GPRS是一項無線高速數(shù)據(jù)傳輸技術，它以分組交換技術為基礎，用戶通過GPRS可以在移動狀態(tài)下使用各種高速數(shù)據(jù)業(yè)務，包括收發(fā)E-mail、進行Internet瀏覽、即時聊天等。

CDMA網(wǎng)絡

CDMA是碼分多址的英文縮寫(Code Division Multiple Access)，它是在數(shù)字技術上的分支—擴頻通信技術上發(fā)展起來的一種新的無線通信技術。CDMA技術的原理是基于擴頻技術，即將需傳送的具有一定信號帶寬信息數(shù)據(jù)，用一個帶寬遠大于信號帶寬的高速偽隨機碼進行調制，使原數(shù)據(jù)信號的帶寬被擴展，再經(jīng)載波調制并發(fā)送出去。接收端使用完全相同的偽隨機碼，與接收的帶寬信號作相關處理，把寬帶信號換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號即解擴，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

CDMA技術的標準化經(jīng)歷了幾個階段。IS95是CDMAONE系列標準中最先發(fā)布的標準，真正在全球得到廣泛應用的第一個CDMA標準是IS95A，這一標準支持8K編碼話音服務。在ITU向各國征求第三代移動通信無線候選技術時，IS95由于剛取得商用成功，美國TR45標準委員會沒有將很多精力放在第三代標準的研究上，而是正在努力完成IS95B的標準。

在ITU的要求下，在當年提出了CDMA2000的第三代標準，即CDMA2000 1X和3X(1X代表其載波一倍于IS95A的帶寬，3X代表其載波三倍于IS95A的帶寬)，3X又分為下行直接擴譜和三載波兩種方式，后來直接擴譜CDMA2000部分與WCDMA進行了融合，所以實際上目前的CDMA2000就只包括CDMA2000 1X和三載波方式3X。

CDMA 1X是指CDMA 2000的第一階段(速率高于IS95，低于2Mbit/s)，可支持308kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡部份引入分組交換，支持移動IP業(yè)務。是在現(xiàn)有CDMA IS95系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的承載業(yè)務，目的是為CDMA用戶提供分組IP形式的數(shù)據(jù)業(yè)務。

GPRS系統(tǒng)使用現(xiàn)有的GSM無線網(wǎng)絡。GPRS和GSM共用相同的基站和頻譜資源，只是在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡基礎上增加了一些硬件設備和軟件升級。因此，實現(xiàn)GSM升級至GPRS非常容易，且中國移動借助原GSM網(wǎng)絡，所以GPRS覆蓋非常廣。目前中國移動GPRS網(wǎng)絡已覆蓋全國所有省、直轄市、自治區(qū)，網(wǎng)絡遍及240多個城市。

CDMA基于擴頻技術，占用的是全新的800M頻段（GSM占用的是900M頻段），所以不能在原GSM設備上直接升級。目前，中國聯(lián)通通過二期工程建設，對CDMA網(wǎng)絡進行了網(wǎng)絡優(yōu)化和提升，網(wǎng)絡從IS95升級為CDMA1X網(wǎng)絡；同時建成覆蓋全國31個省(自治區(qū)、直轄市)的無線數(shù)據(jù)網(wǎng)。

帶寬比較

GPRS/CDMA與傳統(tǒng)GSM電路型數(shù)據(jù)業(yè)務不同的是，GSM移動用戶長時間獨占一定的無線資源，而在分組數(shù)據(jù)業(yè)務下，所有的移動用戶共享無線資源，并且每個用戶只在有業(yè)務數(shù)據(jù)傳送時，才動態(tài)地申請和占用無線資源，因此采用分組數(shù)據(jù)方式可以做到“永遠在線”。如GPRS的峰值速率為115.2kbit/s，CDMA 1X系統(tǒng)的峰值速率為153.6kbit/s。

與電路型數(shù)據(jù)業(yè)務相比，分組數(shù)據(jù)業(yè)務更適用于支持移動Internet業(yè)務。但另一方面，由于在分組業(yè)務下，多個移動用戶共享一定的無線資源，因此盡管分組業(yè)務可以有較高的峰值業(yè)務速率，但在用戶進行數(shù)據(jù)傳送期間內(nèi)的平均業(yè)務速率仍然較低，而平均業(yè)務速率與峰值業(yè)務速率的比值也成為衡量系統(tǒng)技術的一項重要指標。

經(jīng)過測試，GPRS的平均業(yè)務速率可以達到20kbit/s～40kbit/s，CDMA 1X的平均業(yè)務速率為80kbit/s～100kbit/s。相比較而言，GPRS采用語音和數(shù)據(jù)共享信道，如果網(wǎng)絡用戶數(shù)量或語音用戶數(shù)量增加到一定程度，將導致頻率資源的問題更加突出，那么每個GPRS用戶可以使用的帶寬將進一步的降低。CDMA 1X的數(shù)據(jù)和語音采用不同的信道傳輸，在同一基站下語音用戶數(shù)量增加，也不會影響數(shù)據(jù)通信。

頻率資源比較

CDMA2000 1X占用的是全新的800M頻段，頻率資源豐富。GPRS采用的是GSM的900M頻段。GSM的頻率資源在很多地區(qū)本來就很缺乏，GPRS是用分組業(yè)務，每個用戶占用比話音更多的頻率資源，導致GPRS的頻率資源進一步的匱乏，從而限制了GPRS的數(shù)據(jù)用戶數(shù)量。

向3G過渡對比

GPRS是GSM移動電話系統(tǒng)向第三代移動通信邁進的一個重要步驟，根據(jù)歐洲電信標準化協(xié)會對GPRS發(fā)展的建議，GPRS從試驗到投入商用后，分為兩個發(fā)展階段：第一階段可以向用戶提供電子郵件、Internet瀏覽、即時聊天等數(shù)據(jù)業(yè)務；第二階段是EDGE（增強數(shù)據(jù)速率的GSM演進）的GPRS，簡稱E-GPRS。

WCDMA全稱為Wideband CDMA，這是基于GSM網(wǎng)發(fā)展出來的3G技術規(guī)范，是歐洲提出的寬帶CDMA技術，它與日本提出的寬帶CDMA技術基本相同，目前正在進一步融合。

CDMA2000是由窄帶CDMA（CDMA IS95）技術發(fā)展而來的寬帶CDMA技術，由美國主推。CDMA2000 1x被稱為2.5代移動通信技術。CDMA2000 3x與CDMA2000 1x的主要區(qū)別在于應用了多路載波技術，通過采用三載波使帶寬提高。目前中國聯(lián)通正在采用這一方案向3G過渡，已建成了CDMA2000 1x網(wǎng)絡。

 請問無線通信中載波沖突問題是怎么回事

懸賞分：10 - 提問時間2008-5-17 10:32

我在做這方面的論文，請問無線通信中的載波沖突問題究竟是怎么回事，請大蝦給個概述，據(jù)說和頻率資源有關，呵呵

提問者： syccnu - 試用期 一級

其他回答    共 1 條

擴展頻譜通信最早始于軍事通信，直到80年代末，美國FCC規(guī)劃出了ISM頻段，并且可以由采用擴頻通信機制的商用通信使用。由于擴頻通信在提高信號接收質量，抗干擾，保密性，增加系統(tǒng)容量方面都有突出的優(yōu)點。擴頻通信迅速地在民用，商用通信領域普及開來。近年來在國內(nèi)，擴頻通信技術如雨后春筍般發(fā)展起來，已經(jīng)廣泛應用在室內(nèi)局域網(wǎng)互連，室外遠程城域網(wǎng)互連等領域。眾多的國際無線擴頻廠商紛紛加入了國內(nèi)市場的競爭。如：PCOM（Cylink)，ioWave，Breezecom，SR，Harris，Wireless，Glenayre等。如今,擴頻微波產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應用于中國的電信，移動，金融，證卷，稅務，電力，公安，水利，交通，油田，衛(wèi)生，廣電等部門，并已安裝了上萬套的擴頻微波設備。

常規(guī)無線通信，其載波頻譜寬度集中在其載頻附近的窄帶帶寬內(nèi)。而擴頻通信采用專門的調制技術，即將調制后的信息擴展到很寬的頻帶上去。常用的商用擴展頻譜技術分為兩種：即直接序列擴頻技術和跳頻技術。需要注意的是，即使采用同樣擴頻技術，各種產(chǎn)品實現(xiàn)的方法也是不相同的。一些用戶的擴頻設備很實現(xiàn)了通信連網(wǎng)的目的，而另外一些擴頻設備在應用中則不斷出現(xiàn)問題或實際性能明顯低于期望和產(chǎn)品指標。因此使廣大用戶對擴頻通信技術產(chǎn)生了不同的認識。PCOM，ioWave，Glenayre公司均采用直序擴頻技術，Breezecom公司采用跳頻技術，用戶可以根據(jù)實際應用需要，選用不同的擴頻技術，更好的達到應用目標。

直擴系統(tǒng)

直擴技術使用偽隨機碼（PN CODE）對信息比特進行模2加得到擴頻序列，然后將擴頻序列調制載波發(fā)射到空中，此時系統(tǒng)占用功率譜密度也大大降低。PN碼由偽隨機序列發(fā)生器產(chǎn)生，其碼速比原始信息碼速高的多，每一PN碼的長度（即切普CHIP寬度）很小。

直擴系統(tǒng)的接收一般采用相關接收，分為兩步，即解擴和解調。在接收端，接收信號經(jīng)過放大混頻后，用于發(fā)射端相同且同步的偽隨機碼對中頻信號進行相關解擴，把擴頻信號恢復成窄帶信號，然后再解調，恢復原始信息序列。對于干擾和噪音，由于與偽隨機碼不相關，接收機的相關解擴相當于一次擴頻，將干擾和噪音進行頻譜擴展，降低了進入頻帶內(nèi)的干擾功率，同時使得解調器的輸入信噪比和載干比提高，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。另外，采用不同PN碼即不相關的接收機很難發(fā)現(xiàn)和解出擴頻序列中的信息，由于不同構造的PN碼之間相關性很低，碼分多址CDMA就是采用同樣原理區(qū)別不同的用戶。

對于直擴系統(tǒng)最好是先解擴再解調，因為無線信號在空間傳輸中會有很大的信號衰減。未解擴前的信噪比很低，甚至信號淹沒在噪聲中。一般解調器很難在很低的信噪比下正常解調，導致高誤碼。

但在室內(nèi)通信條件下，由于信號有較高的強度，可以先解調后解擴。當信號達到一定電平時，簡單的解調器已經(jīng)能夠正常的工作，可以先將信號解調為一個數(shù)據(jù)流（未解擴），然后用普通的集成電路進行數(shù)字相關信號解擴。采用直擴的無線局域網(wǎng)卡一般采用這種方法，射頻單元的處理大為簡化，體積可以縮小很多，并且成本明顯下降。

在性能上，先解擴再解調明顯優(yōu)于先解調后解擴。先解擴可以通過解擴過程獲得擴頻增益（擴展的頻譜帶寬與原始信息的帶寬之比），提高接收信號信噪比。室外遠程（2、3公里以上的）擴頻通信必須采用這種方式，以保證通信質量和可靠性。

直擴系統(tǒng)的同步

直擴系統(tǒng)采用先解擴時，首先只有在完成偽隨機碼（PN碼）的同步后才可能用同一碼序列對擴頻信號進行相關解擴。接收機本地PN碼的速率和相位要與接收到的高速擴頻序列保持一致。即使發(fā)射和接收端的相位差大于一個CHIP碼片時，它們的相關性就不存在。解擴的第一步就是要在接收信號中捕獲到一個與本地PN碼一致的相位狀態(tài)。

擴頻序列中的相位捕獲一般采用匹配濾波器或相位搜索電路實現(xiàn)，接收機在搜索同步過程中，通過改變本地PN碼的時鐘速率，使接收信號中的PN碼相位和本地PN碼相位在相關器內(nèi)相對滑動。滑動過程中，當相關峰值超過捕獲門限，標志完成同步捕獲，此時收發(fā)雙方的PN碼的相位誤差已經(jīng)小于一個切普碼寬（Tc）。捕獲進入跟蹤狀態(tài)，相位差進一步縮小，相關性增大，獲得高的解擴信號信噪比，滿足以后的解調門限的要求。

直擴技術中還有一種更高級的接收技術，叫RAKE接收技術。RAKE接收技術可以實現(xiàn)多徑分集。由于大氣狀況，地理位置等各種組合因素影響，信號在空間的傳輸與只有直射波有很大不同，信號經(jīng)過多條路經(jīng)（直射，反射，折射，大氣波導）經(jīng)過不同時延到達接收端，各個信號到達的時間不同，相位不一致，造成最終信號的幅度相互抵消，引起信號大幅度衰落。

先解擴后解調的直擴系統(tǒng)具備了抗多徑的能力，在時間上將主通道（最大峰值）上的相關峰分離出來。從而降低多徑干擾。而RAKE接收技術實現(xiàn)多徑分集技術，可以將接收的各個多徑信號組合起來，獲得加權增益，轉化為合成的信號，達到更高的抗衰落性能。但由于 RAKE技術的接收加權合并實現(xiàn)復雜而且昂貴，目前只有美國少數(shù)幾家公司在其擴頻系統(tǒng)中實現(xiàn)了這一技術。

直擴中的“假擴頻”

假擴頻”即軟擴頻，對于無線局域網(wǎng)，要在室內(nèi)近距離范圍內(nèi)達到速率每秒數(shù)兆比特時，若采用一般的直序擴頻技術，則系統(tǒng)擴展的頻譜帶寬甚至會超過開放ISM頻段規(guī)定的頻率范圍。與“真擴頻”方法不同，軟擴頻實際是采用編碼的方法完成頻率的擴展。軟擴頻是一種（N，K）編碼，K為信息碼由N位長的偽隨機序列來表示。用幾位信息元對應一條偽隨機碼，擴展的倍數(shù)不大，而且不一定是整數(shù)。而對比“真擴頻”，每一位信息碼都與多個整數(shù)位的PN碼相模2加。在室內(nèi)距離通信的條件下，軟擴頻既滿足開放頻段的系統(tǒng)要求，也能達到很高的速率，成本也低。

跳頻技術

跳頻技術與直序擴頻技術完全不同，是另一種意義上的擴頻。跳頻的載頻受一個偽隨機碼的控制，在其工作帶寬范圍內(nèi)，其頻率合成器按PN碼的隨機規(guī)律不斷改變頻率。在接收端，接收機頻率合成器受偽隨機碼控制，并保持與發(fā)射端變化規(guī)律相同。

跳頻是載波頻率在一定范圍內(nèi)不斷跳變意義上擴頻，而不是對被傳送信息進行擴譜，不會得到直序擴頻的處理增益。跳頻相當于瞬時的窄帶通信系統(tǒng)，基本等同于常規(guī)通信系統(tǒng)，由于不能抗多徑，同時發(fā)射效率低，同樣發(fā)射功率的跳頻系統(tǒng)在有效傳輸距離上小于直擴系統(tǒng)。跳頻的優(yōu)點是抗干擾，定頻干擾只會干擾部分頻點。用于語音信息的傳輸，當定頻干擾只占一部分時不會對語音通信造成很大的影響。

跳速的高低直接反映跳頻系統(tǒng)的性能，跳速越高抗干擾的性能越好，軍事上的跳頻系統(tǒng)可以達到每秒上萬跳。實際上移動通信GSM系統(tǒng)也是跳頻系統(tǒng)，其規(guī)定的跳速為每秒217跳。出于成本的考慮，商用跳頻系統(tǒng)跳速都很慢，一般在50跳/秒以下。由于慢跳跳頻系統(tǒng)可以簡單的實現(xiàn)，因此低速無線局域網(wǎng)產(chǎn)品常常采用這種技術。

不同擴頻系統(tǒng)性能

以上描述了各種不同擴頻通信系統(tǒng)的原理和性能，擴頻通信設備的實現(xiàn)方法和難易程度，直接決定了其最終性能和成本。一般講慢跳跳頻系統(tǒng)的實現(xiàn)最簡單，成本最低，但性能最差。采用軟擴頻的編碼技術可以達到高速率，但限制到室內(nèi)近距離范圍內(nèi)應用。先解調后解擴的直擴系統(tǒng)，可以采用集成電路直接對擴頻序列進行數(shù)字處理，但前提是有足夠高的信號強度。

擴頻系統(tǒng)中性能最好的是直接序列擴頻中的先解擴再解調的技術，這種擴頻系統(tǒng)對擴頻信號先相關，再相關解調，需要完成偽隨機碼的同步和載波恢復，大大增加了系統(tǒng)的復雜程度。例如，一個速率64K的直擴系統(tǒng)，其偽隨機碼的速率要超過5Mbit/s左右，其實現(xiàn)方法比之于3M速率的跳頻系統(tǒng)還要復雜的多。因此，高性能的直序擴頻系統(tǒng)的成本很高。

信道特性對擴頻系統(tǒng)的影響

信道特性對無線信號的傳輸至關重要，信號通過不同的信道發(fā)生不同的失真和畸變。通信系統(tǒng)的收發(fā)設備必須依據(jù)信道特征來設計，采用不同技術的無線擴頻系統(tǒng)應用定位也不相同。

在無線通信中由于氣候，環(huán)境，距離等各種因素的影響，接收到的信號幅度和相位是隨機起伏變化的，主要需要考慮的是慢衰落，快衰落，平衰落，頻率選擇性衰落。室內(nèi)信道的時間衰落特性是慢衰落的，同時時延擴展因素小，因而較為簡單的達到通信速率Mbps數(shù)量級以上。而室外無線傳輸信道的特征有很大不同。必須考慮各種快衰落，深度平衰落，長擴展時延等因素。通信速率高（占用帶寬大）時還要考慮頻率選擇性衰落等各種不確定因素。另外其接收靈敏度必須保障在信號衰減上百dB情況下的信號拾取。

為保證通信質量和通信可靠性（用可用度表示）。常規(guī)微波頻段通信系統(tǒng)為了保證足夠的性能指標（誤碼指標）一般會預先在鏈路設計上予留30~50dB的鏈路裕度（或稱衰落儲備）。然而對于多徑傳輸和深度衰落等原因造成的誤碼，除了采用快速自動增益控制AGC等手段之外。必須采用抗多徑衰落的技術。正如前文所敘，采用直擴技術中高性能的實現(xiàn)手段（先解擴再解調）可以很好抵消多徑衰落的不利影響。更好的RAKE接收技術甚至可以實現(xiàn)多徑分集接收，進而抵消室外無線衰落信道系統(tǒng)中的性能嚴重惡化。另外由于直擴技術的頻譜很寬，部分頻帶的選擇性衰落不會影響整體接收。

一般不要將室內(nèi)擴頻設備用于室外，例如，即使利用高的鐵塔和好的傳輸路線空間，無線局域網(wǎng)擴頻產(chǎn)品實際上并不能解決由于信道特性引起的通信質量迅速下降。一般無線局域網(wǎng)擴頻設備使用高增益天線在傳輸距離超過3，4公里后，誤碼率仍舊會迅速上升，并且隨氣候和環(huán)境的變化可用度很低。此時采用加入功率放大器等增加發(fā)射功率的措施是不現(xiàn)實的，考慮到深衰落和設備的非線形失真，誤碼率會出現(xiàn)平展，同時由于匹配非線形產(chǎn)生的寄生輻射甚至可能會影響常規(guī)微波頻段的其他設備正常通信。

無線電管理因素和開放頻段資源的有效利用

各個國家對室外通信系統(tǒng)都有嚴格的無線電管理制度。開放的ISM頻段同樣是寶貴的頻譜資源。例如商用擴頻系統(tǒng)中，慢跳跳頻最易實現(xiàn)，但是從頻率資源占用角度，它實際上會占用整個開放頻段的頻率資源。跳頻系統(tǒng)從功率譜圖形上看是掃描性的占用所有開放頻段，因此慢跳系統(tǒng)是最廉價的，但卻會對整個地區(qū)的頻率資源造成破壞影響。另外，跳頻圖案實際上不能隔離信道，即一個跳頻系統(tǒng)肯定會與另一條跳頻系統(tǒng)沖突。從已有資料上看，即使只有兩個跳頻線路，總的吞吐量也會下降20%到35%。對于網(wǎng)絡應用，可以靠重傳實現(xiàn)，但對于透明信道來說，引起的誤碼率（一般會下降到10E-4以下）通常是不能允許的。如果考慮到各個跳頻系統(tǒng)之間不存在同步機制（各個跳躍的頻度和時間），跳頻系統(tǒng)的容量會顯著下降。相比之下，直序擴頻技術對容量的使用則更為有效，直序技術功率頻譜密度很低，不相關的接收機根本無法發(fā)現(xiàn)，同時直序擴頻有很高的C/I性能。頻譜重新利用率接近于最優(yōu)。第三代移動通信采用的就是基于直序擴頻技術的碼分多址CDMA。

無線擴頻通信的其它相關問題

即使同一種擴頻技術，也可以有多種方法實現(xiàn)。如選擇擴頻增益的大小，雙工方式，接收靈敏度等各個方面。選擇高擴頻增益會提高抗干擾，抗衰落能力，但占用帶寬大；降低擴頻增益可以減少系統(tǒng)帶寬，容易提高系統(tǒng)接收靈敏度，實現(xiàn)簡單；高接收靈敏度，原則上可以增大傳輸距離，保證足夠的鏈路裕度；而高擴頻帶寬，雖然容易導致靈敏度降低，但由于其抗多徑，抗衰落的能力高，卻可以減少鏈路裕度儲備。

擴頻通信的雙工方式也主要是頻分雙工FDD,如：（ioWave），時分雙工TDD,如：（P-COM）。頻分雙工在極限情況下可以傳輸更遠，TDD距離則有雙工協(xié)議的限制。但頻分雙工在改變信道時須更換雙工器，時分雙工可以更靈活地管理和調整頻率使用。但只限在E1以下的低速率適用，因當數(shù)據(jù)速率達到E1時，TDD模式幾乎占用整個擴頻頻段的帶寬，即信道只有一個。

頻分雙工由于接收頻帶比時分雙工的接收機通頻頻帶窄一倍，因此可以容易實現(xiàn)較高的接收靈敏度。但同步TDD在對使用不同偽隨機碼的多個系統(tǒng)中可以更容易實現(xiàn)相位校準，多個用戶碼分的正交性，大大增加擴頻系統(tǒng)的容量。但同樣在高速E1或更高速率的鏈路中，由于受到信道數(shù)的限制，在一個點匯集多條線路時TDD模式只能靠天線角度和極化方式來提高信道隔離度。而頻分產(chǎn)品則可利用不同的模塊來大大提高組網(wǎng)能力。

擴頻通信的應用和可靠性

由于擴頻通信在可靠性和抗干擾性等方面具備了常規(guī)有線通信無法提供的優(yōu)勢，因此擴頻通信成為有關鍵事務通信需求的商業(yè)及工業(yè)機構組成專網(wǎng)的重要手段。近年來，隨著數(shù)據(jù)通信的迅速發(fā)展，比之于采用常規(guī)的有線基帶MODEM，擴頻通信提供了更高的速率和更遠的通信距離。因此電信機構和新興的ISP也大量采用高速擴頻通信技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡接入服務。

無線通信是一門奧妙而精微的科學，不同擴頻技術實現(xiàn)本質上有很大差別。隨著無線MODEM，無線路由器，無線局域網(wǎng)等不同應用擴頻產(chǎn)品出現(xiàn)，只要仔細分析其實現(xiàn)原理和應用定位，我們就能夠更加有效的選擇合適的技術，最終確保擴頻線路的高性能和高穩(wěn)定性。否則既會導致通信可靠性的嚴重降低和實際吞吐量的成倍減少，甚至對有限而寶貴的頻率資源造成損害。