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1、3G技术与规划高级培训班教材之四3G原理与概述2004年3月 东莞,主讲人: 林齐兵部门: 北电网络无线产品部职务: 资深经理电子邮件: 手机: 13911183602,内 容,3G标准与技术网络特点接入网核心网市场商用情况3G终端与业务,全球 3G 标准,ITU 3G 技术的演进图,Source: ITU “What is IMT-2000”,TD-SCDMA,主流支持厂家,WCDMA北电网络EricssonNokiaSiemensAlcatel华为中兴UTstarcomLucentMotorolaSamsung (东信)LG,cdma2000北电网络 LucentMotorola中兴华为E
2、ricssonSamsungLG,TD-SCDMA北电网络大唐Siemens华为,技术的可用性和成熟性,含1xRTT,漫游范围,全球2G移动市场份额(用户数),EDGE toUMTS 1.9G deployment,?,?,450MHz,3GPP UMTS 标准,3GPP UMTS 标准,什么是HSDPA,3GPP2 cdma2000标准,定义1xRTT: 1x (1.25 MHz) Radio Transmit Technology (RTT)1xEV-DO: 1xRTT Evolution Data Optimized1xEV-DV: 1xRTT Evolution Data and Vo
3、iceIS-2000 (1xRTT and 1xEV-DV)Release 0 (Oct 1999) 1xRTTRelease A (Jul 2000) 1xRTT with 307 kbps supportRelease B (Apr 2002) 1xRTT with Rescue ChannelRelease C (May 2002) Release C 1xEV-DV, 1xRTT with forward link packet data enhancement.Release D (End 2003) Release D 1xEV-DV, Release C 1xEV-DV plus
4、 reverse link packet data enhancement.IS-856 (1xEV-DO)Release 0 (Oct 2000) 1xEV-DO.Release A (End 2003) 1xEV-DO with reverse link enhancement.,1xRTT,1xEV-DV,1xEV-DO,cdma2000中的几种技术,cdma2000 1xRTT/3xRTT1x (1.25 MHz) and 3x (3.75 MHz) Radio Transmit Technology (RTT)cdma2000 1xEV-DO1xRTT Evolution Data
5、Optimized（一个载波只做数据）cdma2000 1xEV-DV1xRTT Evolution Data and Voice（测试阶段）,无线部分的主要特点有：,快速前向功率控制 - 增加前向容量1.52倍,反向导频信道 - 收端采用相关解调，提高反向容量/覆盖,补充信道(SCH) - 支持高速分组数据业务(最高153.6kbps),引入Turbo编码 提高高速数据业务的纠错能力,媒体接入控制(MAC) - 支持QoS、呼叫状态转移等,1xRTT技术的特点,新的应用,1xRTT的进一步演进,1xEV-DO采用独立的1.25 MHz载波支持高速数据业务; 峰值速率为2.45 Mbps，每扇
6、区平均数据吞吐量约为900kbps(前向链路) & 220 kbps(反向链路)与其它技术相比, 更早地支持2Mbps高速数据应用与1xRTT 网络相配合部署在热点地区或大范围覆盖,1xEV-DV在一个 1.25 MHz 载波上以优化方式同时支持话音和数据业务峰值速率约为3.12Mbps，每扇区平均数据吞吐量稍低于DO；话音容量与1xRTT接近可以更灵活地适应数据市场逐渐发展的过程, 解决不同业务比例波动问题,cdma2000工作频段,无线接入方式与双工方式,TD-SCDMA主要技术特点,利用丰富的非成对TDD频率资源, 上下行链路工作于同一频率，对称的电波传播特性使之便于使用诸如智能天线等新
7、技术通过在时域上调整上下行资源，可以更好地支持上下行非对称业务由于采用了许多新技术(智能天线、联合检测等)，网络性能(容量、覆盖半径、UE移动能力、切换性能)仍有待在实际组网环境中加以验证 短期内难以实现与GSM或WCDMA无线网络间的切换,标准化进程,2000.05ITU正式批准TD-SCDMA为3G标准 2000.12TD-SCDMA论坛成立2001.033GPP正式将TD-SCDMA纳入UMTS标准(3GPP Rel4 低码片率/LCR选项),UTRA FDD3.84Mcps,HCR TDD3.84Mcps,LCP TDD1.28Mcps,3GPP UTRA,当前中国2G/3G移动通信的
8、频谱分配,什么是PHS （小灵通）,标准: RCR STD-28 v2 (TDD+TDMA+FDMA)频率: 1, 895-1918.1 MHz 信道：300kHz, (1895.15 + 0.3N) MHz, N=0,1,.76 在中国, 信产部指定 No.18 No.67 给PHS系统, 其中: - No.24 No.30 : 用于控制信道- No.18No.23 & No.31No.67 (total 43) : 用于话音信道,PHS 技术缺陷,话音质量频繁切换有限的移动性移动速率 (100Km/h)覆盖 (only micro-cell)漫游高额运营成本维护费用(每城市有上千个基站)容
9、量有限 每平方公里少于 100Erlang,中国3G频谱划分,网络特点接入网：CDMA技术, 1950s: CDMA应用于军方需求市场 1956: 提出RAKE接收机的形式 (Rake receiver) 1961: 提出扩频系统中的远近效应 (Near-far problem) 1978: 建议基于研究结果的扩频系统的蜂窝系统应用 1993: 窄带 CDMA系统标准(Narrowband CDMA IS-95) 1995: 在3G系统中定义宽带CDMA (wideband CDMA ) 2000s: 宽带CDMA (wideband CDMA )系统的商业应用,CDMA历史,均基于CDMA技
10、术扩频技术,码片速率, 符号速率和数据速率,例如: WCDMA: 下行 数据速率=384kbps, 符号速率=960ksps,码片速率=3.84Mcps 1xRTT: 下行 数据速率=153.6kbps, 符号速率=307.2ksps c 码片速率=1.2288Mcps,卷积/ Turbo 编码,交织,速率匹配,扩频,扰码,WCDMA: 3.84Mchips/s,cdma2000: 1.2288Mchips/s,符号速率,数据速率,码片速率,70-80Kb/s,3G基本技术特征,3G性能比较,空中接口同步,终端初始化,WCDMA,cdma2000,TD-SCDMA,检测P-CCPCH的基本mi
11、damble码与相应扰码,读取BCH上的广播信息,控制复帧同步,软切换原理举例简述,WCDMA的QoS实现能力,无线接入承载,无线承载,不再局限于2G的 “best-of-effort” 低速数据业务,WCDMA和cdma2000,WCDMA,1xRTT,WCDMA/CDMA2000/GPRS/EDGE性能比较,WCDMA (5MHz),HSDPA (5MHz),VC : 100 usersPDR : 2MbpsADT : 900kbps,VC : same as WCDMAPDR : 10.8MbpsADT : 3Mbps,VC = 每扇区并发话音用户数PDR = 每用户峰值数据速率 Pea
12、k Data RateADT = 每扇区总数据吞吐量 Aggregate Data Throughput per sector,300%+ throughputimpact,WCDMA 的性能演进路线 (5MHz),GSM/GPRS的性能演进路线 (5MHz),HSCSDPDR: 67KbpsADT: 201.6kbps,GPRS,PDR -CS1/2: 38.4kbps; -CS3/4: 62.4kbpsADT : -CS1/2: 179.2 -CS3/4: 208kpbs,EDGE,PDR: - 473.6kbpsADT: - 592kbps,CS DataPDR : 9.6kbps 14
13、.4Kbps,CDMA2000的性能演进路线 (5MHz),WCDMA/CDMA2000 明显优于GSM/GPRS,技术(论题)一 ：自适应调制与编码 (速率控制)技术(论题)二 ：基于新的MAC实体的NodeB排序/重复层 (MAC-hs)技术(论题)三 ： 物理层重发 (混合自动重发请求H-ARQ),HSDPA/DO/DV类似的空中技术,cdma2000和WCDMA空中接口演进,TD-SCDMA 新技术，新挑战,GSM演进之路,GSM/GPRS,EDGE,BTSBSCMSC,需硬件TRX升级个别厂家需要更换BTS需硬件及软件升级个别厂家要软件升级,CS3/4,需软件升级,个别厂家要硬件升级
14、需软件升级,个别厂家要硬件升级个别厂家要软件升级,CDMA演进之路,IS-95,1xRTT,1xEV-DO,Metro Cell BTSBSCMSC,只需增加 双模信道卡只需增加PCF功能 只需软件升级,只需增加DOM 功能增加RNC功能只需软件升级,WCDMA演进之路,WCDMA,HSDPA,BTSRNC核心网,只需软件升级、个别厂家要硬件升级只需软件升级不变,TDS_CDMA,叠加网叠加网、公用共用,WCDMA演进之路,R99,R5,R4,网络特点核心网,3GPP UMTS R99,RAN,Iu-CS,Iu-PS,“call”,TDM,CS-Domain,“session”,IP Back
15、bone,PS-Domain,Intranet/ Internet,PSTN,HLR,SCP,SGSN,GGSN,MSC,GMSC,Gi,Gn,UMTS = WCDMA + MAP + Packet Core,3GPP UMTS R4,UMTS = WCDMA/TD-SCDMA + MAP/ Soft Switch + Packet Core,3GPP UMTS R5,UMTS = WCDMA/HSDPA+ IMS,3GPP标准的组成部分TD-SCDMA,TD-SCDMA 3GPP Rel 4的标准。TD-SCDMA 的Iu接口跟WCDMA一样。TD-SCDMA 可提供跟 WCDMA/FDD一样的业务。,BSC,IS-41 Network,MSC VLR,
