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1、2020/7/11,南通大学,1,第7章 第三代移动通信系统（3G）,7.1 概述 7.2 WCDMA 7.3 cdma2000 7.4 TD-SCDMA 7.5 三种主流标准的方案性能比较,2020/7/11,南通大学,2,7.1 概述,移动通信发展的最终目标: 是实现任何人（Whoever）可以在任何地点（Wherever）任何时间（Whenever）与其他任何人（Whomever）进行任何方式（Whatever）的通信（即W5的个人通信）。,2020/7/11,南通大学,3,蜂窝移动通信的发展阶段,第一代（1G）：模拟蜂窝移动通信系统； 第二代（2G）：数字蜂窝移动通信系统； (2.5G
2、) ：GPRS、cdma2000-1x； 第三代（3G）：宽带数字移动通信系统； 国际移动通信系统(IMT-2000) 第四代（4G）：超宽带数字移动通信系统。,2020/7/11,南通大学,4,IMT-2000 的主要特性：,（1）全球化。IMT2000是一个全球性的系统，它包括多种系统，在设计上具有高度的通用性，该系统中的业务以及它与固定网之间的业务可以兼容，能提供全球漫游。 （2）多媒体化。提供高质量的多媒体业务，如话音、可变速率数据、视频和高清晰图像等多种业务。 （3）综合化。能把现存的各类移动通信系统综合在统一的系统中，以提供多种服务。,2020/7/11,南通大学,5,（4）智能化
3、。主要表现在智能网的引入，移动终端和基站采用软件无线电技术。 （5）个人化。用户可用惟一个人电信号码（PTN）在终端上获取所需要的电信业务，这就超越了传统的终端移动性，真正实现个人移动性。 真正的全球漫游和多媒体业务是第三代移动通信系统所追求的主要目标。IMT-2000应该能够提供各种不同的业务，适应各种不同的营运机制。,2020/7/11,南通大学,6,第三代移动通信系统的运行环境,图7-1 IMT-2000系统的营运环境,2020/7/11,南通大学,7,7.1.1 IMT2000的网络标准,为了方便迅速地接入各种通信业务，保证公开竞争，促进各国通信市场的发展，可以方便地增加新的通信业务，
4、WARC-92的ITU-RM.1036建议给出了IMT-2000频带使用原则，如表7-1所示。,1. 各种规定的基本原则,2020/7/11,南通大学,8,2. 频率划分,在WARC-92会议上，ITU会员一致同意IMT-2000的频段为2GHz，即18852025MHz和21102200MHz，其中19802010MHz和21702200MHz用于移动卫星业务（MSS）。 在WRC-95会议上对WARC-92的决议进行了修改，主要是移动卫星业务（MSS）的2GHz频段，具体修改为：此频段在2000年投入使用，届时不能使用的区域改用19902025MHz和2160 2200MHz。表7-2是I
5、MT-2000卫星的频段划分。WRC-95会议第46号决议给出卫星-IMT的主要标准，整个标准将分两步实施：确定整个网络的频率分配，并协调可能受到影响的系统。,2020/7/11,南通大学,9,表7-2IMT-2000卫星的频段划分,2020/7/11,南通大学,10,3. 卫星技术,容量与覆盖是无线系统的两个关键的技术指标。对于人口较密集的地区，移动系统的容量（每单位面积的负荷）是最重要的；而对于一些边远地区，覆盖问题占了主要地位。卫星移动系统（MSS）是解决实现全球覆盖问题的有效方法。作为陆地系统的补充，卫星移动通信系统具有覆盖面积大、信号稳定、不受地形地貌影响、不受距离限制等特点。IMT
6、-2000将是综合陆地与卫星系统的一个有机整体。,2020/7/11,南通大学,11,卫星轨道的选择是卫星系统要考虑的首要问题之一。卫星轨道可以分为地球同步轨道（GEO）和非地球同步轨道（NGEO）两类。IMT-2000趋向于使用非地球同步轨道，因为NGEO可以较好地实现全球覆盖，时延较小。同时，可以使用小口径的天线减小波束的投射范围，从而获得更好的全球频率重用系数。但NGEO的一个缺点是所需使用的卫星数目要比GEO的多，并且卫星相对于地区不是静止的。,2020/7/11,南通大学,12,表7-3三种3G标准比比较,2020/7/11,南通大学,13,表7-3三种3G标准比较,2020/7/1
7、1,南通大学,14,7.1.2 3G的三大标准的演进路径,WCDMA和TD-SCDMA网络从原先GSM的基础上演进。GSM自1992年投入商用以来，GSM标准得到不断验证，而且稳步发展。GSM网络采用电路交换（CS）的方式，主要用于语音通话，而因特网上的数据传递则采用分组交换（PS）的方式。 制定GPRS标准的目的就是要改变这两种网络互相独立的现状。通过采用GPRS技术，可使现有GSM网络方便地实现与高速数据分组的简便接入。WCDMA和TD-SCDMA网络保留了GSM的PS和CS主要结构，兼容GSM原有的手机终端设备，使GSM网络平稳演进至3G。,1. WCDMA和TD-SCDMA,2020/
8、7/11,南通大学,15,2. cdma2000,cdma2000主要由IS-95和IS-41标准发展而来。它与AMPS、D-AMPS和IS-95都有较好的兼容性。它在反向信道也使用了导频，同时又采用了一些新技术，使其能满足IMT-2000的要求。cdma2000可分为cdma2000-1X（单载波，1倍于IS-95A的带宽）和cdma2000-3X（多载波，3倍于IS-95A的带宽）两个系统。 IS-95A是CDMA网络的第一个标准，支持8kb/s编码话音服务。其后又分别出版了13kb/s话音编码器的TSB74标准，支持1.9GHz的CDMA PCS系统的STD-008标准，其中13kb/s
9、编码话音服务质量已非常接近有线电话的话音质量。,2020/7/11,南通大学,16,随着移动通信对数据业务需求的增长，1998年2月，美国高通公司宣布将IS-95B标准用于CDMA基础平台。 IS-95B可提供CDMA系统性能，并增加用户移动通信设备的数据流量，提供对64kb/s数据业务的支持。 cdma2000-1X是cdma2000第三代无线通信系统的第一个阶段，是1999年6月由ITU确立的标准，有人称之为2.75G移动通信系统。其主要特点是与IS-95A/B完全兼容，并可与IS-95B系统的频段共享或重叠。cdma2000-1X与IS-95是通过不同的无线配置(RC)来区别的；通过设置
10、RC，可以同时支持1X终端和IS-95A/B终端。因此，IS-95A/B/1X可以同时存在于同一载波中。,2020/7/11,南通大学,17,cdma2000-1X网络部分则引入了分组交换方式，支持移动IP业务，可以提供144kb/s的数据业务，容量比cdmaOne（IS-95A/B网络的简称）高一倍，而且增加了辅助码分信道等，可以对一个用户同时承载多个数据流和多种业务。因此，cdma2000-1X提供的业务比IS-95有很大的提高，为支持各种多媒体分组业务打下了基础。,2020/7/11,南通大学,18,北美有关运营商在2000年6月开始cdma2000-1X的现场试验，2001年底已提供商
11、用。韩国已在2000年10月开通了cdma2000-1X网络。目前，美洲、亚洲和大洋洲的众多运营商采用了cdma2000-1X进行商用运行。中国联通的cdma2000-1X网络于2002年下半年开始商用。 第三代移动通信伙伴计划2（3GPP2）从2000年初开始在cdma2000-1X基础上制定1X的演进技术，即1X-EV的标准。,2020/7/11,南通大学,19,1X-EV的空中接口标准是对现有cdma2000-1X的一个扩展，以支持至少2Mb/s的高速数据和1.25MHz的宽信道的更高话音容量。1X-EV分为两个发展阶段。两个阶段都使用一个标准的1.25MHz载波,因此cdma2000-
12、1X-EV被认为是与IS-95CDMA网络后向兼容的。演进的第一阶段(1X-EV-DO)要求在标准的1.25MHz专用信道中，下行分组数据业务达到2.4Mb/s的峰值速率。 演进的第二阶段（1X-EV-DV）要求在提供2.4Mb/s峰值速率的分组数据业务的同时，与电路交换型话音和数据用户共享频谱。,2020/7/11,南通大学,20,（1）第一阶段：1X-EV-DO(DataOnly)。,基于Qualcomm公司提出的HDR(HighDataRate)技术，采用与语音分离的信道传输数据,支持平均速率为650kb/s，峰值速率为2.4Mb/s的高速数据业务，不支持话音业务。1XEV-DO的空中接
13、口标准已经由3GPP2完成，并由TIA发布IS-856，目前已经商用。1X-EV-DO需要一个单独的载波用于承载数据，但如果系统需要同时提供语音和数据服务，这个载波将能切换到1X载波上。运营商通过分配一个用于数据的单独载波，将能为用户提供超过2Mb/s的传输速率。,2020/7/11,南通大学,21,（2）第二阶段：1X-EV-DV(DataandVoice)。,1X-EV-DV是1X-EV-DO基础上的技术方案，目标是在一个载波的宽度(1.25MHz)内，不仅实现高速的语音和非实时的分组数据业务，而且能够提供实时的多媒体业务，最高数据速率大于5Mb/s。 因此，cdma2000演进发展过程如
14、图7-2所示。,2020/7/11,南通大学,22,图7-2 cdma2000演变发展过程,2020/7/11,南通大学,23,7.1.3 3G业务,3G业务可分为以下四类： （1）交互式业务，包括电话、移动银行、可视电话和可视会议等。 （2）点对点业务，包括短信、电子邮件、语音邮件、Web、视频邮件、远程医院等。 （3）单向信息业务，包括数字报纸/出版、远程教育/视频购物、移动音频播放器、移动视频播放器、视频点播和卡拉OK等。 （4）多点广播业务，包括文本数字信息传送、语音信息传送、先进汽车导航、视频信息传送、移动收音机和移动电视等。,2020/7/11,南通大学,24,具体有以下一些业务：
15、 （1）无线一键通(PoC或PTT)业务。 PoC是一种半双工的通信方式,通过PoC技术，用户只需按一下按钮，就能以类似对讲机的方式使用手机进行通信。目前,PoC在北美地区已经非常普及，在欧亚等地区也方兴未艾，但必须解决它的互通性问题。,2020/7/11,南通大学,25,PoC技术标准规范已于2003年8月提交“开放移动联盟(Open Mobile Alliance，简称OMA)”审批，目前爱立信、摩托罗拉和西门子等三家公司都在敦促OMA尽快推出最终版本的PoC技术标准，并希望更多的厂商加入互通性测试，以确保未来PoC产品在不同设备以及服务器之间的兼容性。2003年10月，这三家公司宣布,基
16、于3GPPIMS的PoC开放规范已经正式完成。目前的版本是1.0。该规范可保证各厂商系统间的互联互通，并让用户更加容易地使用。,2020/7/11,南通大学,26,使用PoC技术进行通信同使用对讲机非常相似，通过这项技术，用户可以轻松的实现“一对一”或者组群之间的通信。同传统的手机技术不同，用户将不再需要输入复杂的手机号码，而是按下一个按钮进入好友列表，选定要联系的好友后再按一下按钮，双方就可以通话了。 诺基亚将其“无线一键通”（Push to talk over Cellular）技术简称为“PoC”，高通公司则译为“即按即说”，并缩写成“PTT”（Push-To-Talk）。PoC技术将极大地增强现有的电话服务，将成为未来移动运营商新的增值点。,2020/7/11,南通大学,27,（2）彩E业务。 互联网信息接入协议（IMAP）是一种收/发电子邮件的协议。MobileMAP(M-IMAP)业务允许一个移动台存取和操作M-IMAP服务器上的电子邮件消息。该协议确定了移动台和服务器之间的通信方法。其业务通过一个M-IMAP客户端和一个M-IMAP服务器实现。MI
