第三代移动通信系统概述

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1、第三代移动通信系统概述北京电信教育培训中心 通信技术事业部1培训专用培训专用第三代移动通信系统概述第一部分 第三代移动通信技术的发展 第二部分 UMTS网络概述 第三部分 UMTS的空中接口 第四部分 CDMA2000 1X网络概述 第五部分 CDMA2000 1X空中接口2培训专用培训专用第一部分第三代移动通信技术的发展3培训专用培训专用IMT-2000介绍 IMT-2000是指International Mobile Telecom System-2000(国际移动电信系统- 2000) IMT-2000是第三代移动通信系统的标准 IMT-2000包括地面系统和卫星系统，要 求实现全球无缝

2、覆盖4培训专用培训专用IMT-2000的由来(1) 80年代末90年代初，第二代移动通信系 统出现，第一代模拟系统在大规模发展 。当时第一代系统制式繁多，如美国的 AMPS，西欧和中国TACS的，北欧的 NMT等等，第二代系统也只是区域内统 一，如欧洲的GSM系统，美国D-AMPS 的和IS-95 CDMA系统。5培训专用培训专用IMT-2000的由来(2) 由于上述情况，国际电信联盟（ITU- International Telecommunication Union） 提出IMT-2000概念，目的是： 制式统一，实现真正意义上的全球覆盖 能够提供带宽更宽，更加灵活的业务 2000有两个含

3、义： 当时预计系统在2000年左右商用 系统的一期主频段在2GHz频段附近6培训专用培训专用IMT-2000标准的要求（1） 全球性标准 业务与其他固定网络业务兼容 高质量 使用全球公共频带 具有全球性使用的小型终端 具有全球漫游能力 具有多媒体应用业务和终端7培训专用培训专用IMT-2000标准的要求（2） 提高频率使用效率 具有易于向下一代系统发展的灵活性 具有高速的分组数据速率 在固定位置环境下能达到2Mbps 步行用户能达到384Kbps 车载用户能达到144Kbps8培训专用培训专用IMT-2000定义的3G网络标准 以欧洲为主体的3G标准化合作组织- 3GPP(The 3rd Ge

4、neration Partnership Project)制定的基于GPRS核心网的第三代 通用移动电话系统 (UMTS-Universal Mobile Telephone System)标准 以美国为主体的3G标准化合作组织- 3GPP2制定的基于IS-41核心网的第三代 标准CDMA20009培训专用培训专用IMT-2000无线传输技术(RTT) 2000年5月，ITUR最终通过IMT2000 无线接口规范（M.1457） 主要是以下三种CDMA技术： CDMA2000（美国TIA） WCDMA（欧洲ETSI） TD-SCDMA(中国CATT)10培训专用培训专用第三代移动通信的演进路线

5、(1)TACSNMTGSMAMPSIS-95AUMTSEDGEGPRSCDMA2000IS-95B1G2G2.5G3G11培训专用培训专用第三代移动通信的演进路线(2) 3G的演进路线分两条主路： 以欧洲为主的UMTS路线，在此路线上，1G 2G2.5G都有商用网络，UMTS网络还在 试用阶段，没有商用系统。 以美国为主的CDMA2000路线，在此路线上 ，1G2G2.5G都有商用网络， CDMA2000网络现在中国联通及国外都有商 用系统正在运营，但初期速率没有达到3G的 理想目标，因此也还称为2.5G移动通信系统 。12培训专用培训专用3G所能提供的服务 话音业务 数据业务（支持分组交换）

6、 短信业务 多媒体业务 高速数据业务（最高可到2Mbps） 增值业务 CDMA2000系统所提供的定位技术13培训专用培训专用3G在中国可能的发展 CDMA2000系统已在中国联通商用。 EDGE在2.5G就没有在中国被采用，虽然 在欧洲有使用，但效果不太好，中国应 不会走此路线发展。 中国移动可能选择TACSGSMGPRS UMTS，原因是基本上从2.5G3G不 换核心网，理论上可实现平滑过渡。 其它网络运营商建3G网不受上述限制。14培训专用培训专用第二部分UMTS网络概述15培训专用培训专用UMTS网络概述 UMTS网络组成 UMTS网络特点 UMTS主要网络接口16培训专用培训专用UM

7、TS网络组成UMTS网络由以下几个子系统组成，如下 页图所示，为便于理解，同时列出原 GSM网络和GPRS网络： MS（Mobile Station移动台） AN（Access Network 接入网络） CN(Core Network核心网络)17培训专用培训专用UMTS网络18培训专用培训专用支持点对点短信服务的网络配置图19培训专用培训专用支持广播短信服务的网络配置图20培训专用培训专用GSM网 络21培训专用培训专用GPRS网络DHLRMSCVLRSMSCSMSGMSCSMSIWMSCGGSNTEMTEIRTEGGSNSGSNBSSSGSN信令数据RUmGbGnGiAECGd GsGr

8、GcGnGr Gp其它PLMNPDN22培训专用培训专用UMTS网络结构的特点（1） 核心网络基本上与GSMGPRS网络一致 ，因此在核心网络可实现硬件平滑过渡 ，理论上只需做软件升级即可，实际很 多厂家的设备还需做硬件升级，以支持 高速数据业务的传送。 接入网络完全是新的，因为空中接口接 入技术已从TDMA改为CDMA，所以接 入网络硬件要全换新的。23培训专用培训专用UMTS网络结构的特点（2） 网络设备之间采用ATM技术，对上层应 用无限制，使用固定长度的信元来传送 数据，可使网络的处理简单化，传送数 据的链路是共享及固定占用共存，根据 网络层中传送的数据的特点而定。 实现快速分组技术，

9、时延小。 按QoS（Quality of Service服务质量）选 择路径，可保证服务质量。24培训专用培训专用MS(Mobile Station移动台) 功能： MS是普通移动用户可唯一看到的网络组成 部分，它提供了用户接入网络的人机界面， 使用户可享受网络所能提供的各项服务，如 通话及高速数据服务。 组成： MS包括ME和SIM或USIM：25培训专用培训专用MS组成 ME(Mobile Equipment移动设备) UMTS ME 功率等级：1-33dBm，2-27dBm ，3-24dBm，4-21dBm（目前只用等级3和4 ，话音时用4 -21dBm ，数据时用3 -24dBm ）

10、GSM ME 功率等级：4-33dBm，5-29dBm SIM(Subscriber Identity Module用户识别 模块，用于原GSM网络) USIM(UMTS Subscriber Identity Module UMTS用户识别模块，用于UMTS网 络)26培训专用培训专用The Access Network (接入网络) 功能： 接入网络可支持用户无线接入，并实现了到 核心网络的连接功能，是连接无线用户和陆 地有线网络的中间设备。 组成： GSM接入网络，BSS（基站子系统） UMTS接入网络，UTRAN（UMTS陆地无线 接入网络）27培训专用培训专用The Base Sta

11、tion System （基站子系统） 功能： 可支持GSM用户的无线接入 组成： 由一个BSC和若干个BTS构成 Base Station Controller 基站控制器(BSC) Base Transceiver Station 基站收发信台(BTS)28培训专用培训专用UMTS Terrestrial Radio Access Network 功能： 可支持UMTS用户的无线接入 组成： 由多个RNS（ The Radio Network System 无 线网络系统）构成 RNS由一个RNC和多个Node B构成 Radio Network Controller无线网络控制器 (RN

12、C) Node B节点B29培训专用培训专用Core Network(核心网络) 功能：支持网络功能和电信服务 网络功能是指管理用户位置信息及用户所订 购服务信息 电信服务是指传送信令和用户产生的信息( 话音或数据) 组成：由CS（电路交换）域和PS（包交 换）域组成30培训专用培训专用CS域和PS域（1） CS域和PS域的区别在于支持用户业务的 方式不同。 CS域和PS域是互相重叠的，如它们包含 一些公共实体，一个PLMN网可只实现一 个域或两个域都有。 CS域指一系列支持“CS类型连接”方式来 传用户业务信息及相关信令的CN网络实 体。31培训专用培训专用CS域和PS域（2） CS类型连接

13、是指在连接建立时指配一专 用网络资源，在连接释放时释放该资源 。 PS域指一系列支持“PS类型连接”方式来 传用户业务信息及相关信令的CN网络实 体。 PS类型连接是指用自动串联的比特（称 为包）来传送用户信息，每个包的路由 是不同的。32培训专用培训专用CN的组成 Entities common to the PS and CS domains （PS域和CS域的共同实体） Entities of the PS domain（PS域内的实体 ） Entities of the CS domain（CS域内的实体 ）33培训专用培训专用Entities common to the PS and

14、 CS domains（1） The Home Subscriber Server (HSS-归属用 户服务器) HSS是用户的主数据库，它是包含与用户所 申请业务相关信息的实体，以使网络实体处 理呼叫及其它服务。它包括： The Home Location Register (HLR-归属位置寄存 器) 通过Gr 和Gc 接口接入PS域实体，如SGSN和GGSN， 可使用户接入PS域服务。34培训专用培训专用Entities common to the PS and CS domains（2） 通过C 和D 接口接入CS域实体，如MSC和GMSC，可 使用户接入CS域服务，也支持原GSMUM

15、TS CS域 网络之间的漫游。 The Authentication Centre (AuC-鉴权中心) AuC对应一HLR，为相对应的HLR中登记的每个移动 用户存储一识别密钥，用于为每一移动用户产生安全 数据： 用于IMSI和网络相互鉴权的数据 用于验证无线路径完整性的密钥 用于无线路径加密的密钥35培训专用培训专用Entities common to the PS and CS domains（3） AuC 通过一非标准化的H接口只与相关的HLR通信， HLR从AuC要用于鉴权和加密的数据，存储下来，并 发给需用其来为一个移动用户实现保密功能的VLR和 SGSN。 The Visitor Location Register (VLR-访问 位置寄存器) VLR只负责某一指定区域内的用户， 一个 VLR可能负责一个或多个MSC。 VLR中包含用于处理呼叫建立的信息和用户 发来的登记信息。36培训专用培训专用Entities common to the PS and CS domains（4） The Equipment Identity Register (EIR-设备 识别寄存器) 用于鉴定用户所使用的移动设备是否合法 SMS Gateway MSC (SMS-GMSC) 提供了短信服务中心到PLMN的接口，使用 户可从短信服务