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1、移动通信关键技术与发展趋势探讨,演 讲 提 纲,移动通信发展历程,3G为用户与运营商提供了完整的综合业务解决方案,1G (1980s),AMPS TACS NMS Others,语音业务,2G (1992-2000),CDMA IS95 GSM TDMA IS136 PDC,语音业务,2.5G (2000-2004),CDMA2000 1x GPRS EGPRS,数据业务,3G (2004-至今),UMTS/WCDMA CDMA2000- EVDO TD-SCDMA WiMAX,宽带业务,技术,业务,多媒体,3G发展概述,第三代移动通信的提出 IMT-2000是第三代移动通信系统（3G）的统称
2、 第三代移动通信系统最早由国际电信联盟（ITU）1985年提 出，1996年正式更名为IMT-2000（International Mobile Telecommunication-2000）,3G目标要求,一,能实现全球漫游，并保持与第二代通信系统的兼容,三,能适应多种环境，综合现有的PSTN、ISDN、卫星通信系统等,二,能提供多种业务类型，包括语音、数据、视频会话、多媒体、电子商务等,四,强大的多种用户管理能力、足够的系统容量、高保密性和高质量的服务,3G对无线传输的要求,一,高速传输以支持多媒体业务（车速144K、步行384、室内2M）,三,上下行链路能适应不对称要求,二,传输速率能按
3、需分配,四,一条链路中能提供不同QoS要求的多种业务（语音、视频、分组数据等）,五,高频谱利用率,工作频段2000MHz,商用时间 2000年左右,最高速率2000Kbit/s,原计划该系统于 2000年左右商用 工作的频段在2000MHz（2.1GHz） 最高业务速率为 2000Kbps（2Mbps）,3G系统要求,3G的演进策略,现有技术 技术趋势IS-95 CDMA2000GSM WCDMA GPRSAMPS UWC-136GSM TD-SCDMA,既保护现有投资和运营商的利用，同时又有利于现有技术的平滑过渡,总体上讲都是渐进的：,TMT-2000：建立IMT-2000系统家族，求同存异
4、，实现不同3G系统上的全球漫游,美国,欧洲,亚洲,中国,韩国,日本,IS-41,GSM,第二带核心网不同,无线接口兼容性问题,IS-136 TDMA,GSM-MAP,GSM-MAP,IS-95 CDMA,PDC,频谱资源问题,知识产权问题,主要技术体制比较,IMT-2000无线接口标准,ITU制定5大标准的主要原因： 第二代核心网的不同； 无线接口的兼容性问题； 频谱分配作用； 知识产权问题； 竞争也是一个主要因素。 通过融合，目前形成三种主流技术标准：WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA 3GPP发展WCDMA、CDMA TDD和EDGE 3GPP2发展cdma2000的技术规范,
5、3GPP2,3GPP,3G主流制式划分,WCDMA,核心网络：基于MAP和GPRS,无线传输技术： WCDMAFDD/TDD,cdma2000,核心网络：基于ANSI 41和MIP,无线传输技术：cdma2000,EDGE,TD-SCDMA,GSM向WCDMA的演进策略,HSCSD,GPRS,WCDMA,GSM,多个全速率语音信道进行共同分配，提供不同空中接口用户速率的多种业务的混合,14.4-64Kbit/s,1.标准无线分组接入； 2.速率最高171.2Kbit/s; 3.可延伸未来无线分组协议；,需要增加网元：SGSN、GGSN及PCU,WCDMA技术体制,GSM /GPRS BSS,B
6、TS,BSC,NodeB,RNC,PCU,UTRAN,HLR/AUC,SGSN,CG,BG,GPRS backbone,CN,MGW,MGW,VMSC Server,GMSC Server,IP/ATM Backbone,CS domain,PS domain,Iu-CS,Iu-PS,RAN,SS7,PSTN/PLMN,Internet, Intranet,SCP,GGSN,基于TDM、ATM、IP技术，并向全IP网结构演进,基于ATM技术，并向全IP方向发展,WDMA技术特点,信道编码：卷积码 ，TURBO码,信道带宽：5MHz 码片速率：3.84Mcps,调制方式：上行BPSK，下行QPS
7、K,解调方式：导频辅助相干解调,发射分集方式： TSTD、STTD、FBTD,功率控制：上下行闭环功率控制，外环功率控制,基站同步方式：支持同步和异步基站运营,语音编码：AMR,WCDMA技术特点,BSC,MSC,HLR,VLR,PDSN,HA,AAA,Internet,PLMN/PSTN,分组域,电路域,BTS,BTS,BTS,M2000,接入网,ANAAA,以WIN为架构的业务平台,以ATM交换机为平台,Mobile IP技术的分组网络,CDMA2000技术体制,CDMA2000技术特点,TD-SCDMA技术体制,GSM /GPRS BSS,BTS,BSC,NodeB,RNC,PCU,UT
8、RAN,HLR/AUC,SGSN,CG,BG,GPRS backbone,CN,MGW,MGW,VMSC Server,GMSC Server,IP/ATM Backbone,CS domain,PS domain,Iu-CS,Iu-PS,RAN,SS7,PSTN/PLMN,Internet, Intranet,SCP,GGSN,TD-SCDMA空中接口,TD-SCDMA技术特点,TD-SCDMA具有3S特点,TD-SCDMA关键技术,智能天线（Smart Antenna） 同步CDMA(Synchronous CDMA) 软件无线电（Software Radio）,智能天线+联合检测 多时隙
9、CDMA+DS-CDMA 同步CDMA 信道译码和交织 接力切换,3G频谱分配,Page 20,中国3G频谱分配（2002年11月）,（一）主要工作频段： 频分双工（FDD）方式：19201980MHz21102170MHz 时分双工（TDD）方式：18801920MHz、20102025MHz （二）补充工作频率： 频分双工（FDD）方式：17551785MHz18501880MHz 时分双工（TDD）方式：23002400MHz，与无线电定位业务共用，均为主要业务，共用标准另行制定 （三）卫星移动通信系统工作频段： 19802010MHz21702200MHz,60MHz,60MHz,15
10、 MHz,FDD (上行),TDD,TDD,扩展 (下行),100 MHz,TDD补充,2400,2300,ISM,2483,5,ISM频段 (WLAN, oven, bluetooth) 83,5 MHz,2500,ITU IMT-2000 扩展频段,2690,190 MHz,卫星,FDD (下行),中国的3G频率规划,1900,1920,1980,2010,2025,2110,2170,1880,1805,1755,30 MHz,30 MHz,1850,FDD补充,FDD补充,40 MHz,现800/900/1800MHz 2G频段均为扩展工作频段,PHS,丰富的3G业务,时延,误码,不同
11、业务QOS要求,会话类业务,流类业务,交互类业务,背景类业务,IMT-2000无线接口标准,CDMA TDMA,IMT-DS WCDMA,IMT-MC cdma2000,IMT-TC TD-CDMA TD-SCDMA,IMT-SC UWC-136,IMT-FT DECT,FDD,TDD,移动运营商世界格局（07年）,国内通信业在电子业中的地位,数据来源：DelloroGroup 研究报告(截止2009年初),设备制造商世界格局,数据来源：DelloroGroup 研究报告（2009第一季度）,设备制造商世界格局（续）,中国移动TD一期试验网厂家分布,设备制造商世界格局（续）,ZTE在一期中领先
12、业界3个月推出分布式基站，以大份额比例获利,设备制造商世界格局（续）,本土企业的崛起,演 讲 提 纲,FDMA（1G模拟时代）,FDMA+TDMA（2G数字时代）,FDMA+TDMA+CDMA（3G时代）,码分多址（CDMA）的技术特点,优点 抗干扰能力强，频率复用度高，频谱利用率高 保密性强：扩频后的信号近似白噪声 软容量，具备一定的话务自适应能力 缺点 占用带宽较大 自干扰系统系统内用户互相干扰 技术实现难度大，需要采用快速功率控制、负载控制等技术,RNC、NodeB 基本功能,无线接入与调制解调,Coding,Interleaving,D 1,D 2,D 3,D 4,D 5,D 6,D
13、7,D 8,D 1,D 2,D 3,D 4,D 5,D 6,D 7,D 8,1,2,3,4,5,6,7,8,Demodulation,Modulation,RNC,NodeB,演 讲 提 纲,Scrambling code 1,Spreading code,WCDMA系统结构及关键技术,OVSF Code,TD-SCDMA系统结构及关键技术,CDMA2000系统结构及关键技术,WCDMA协议版本的演进,R99,保留2G（GSM和GPRS）核心网 核心网分CS电路域和PS分组域 接入网引入WCDMA RAN 核心网和接入网之间的Iu接口基于ATM,R4,保留WCDMA R99 RAN 核心网电路
14、域采用NGN架构，以IP承载话音业务,核心网增加IM（IP多媒体域），增强IP QoS能力 接入网增加HSDPA功能，单载波下载高达14.4Mbps的数据接入能力 接入网向IP RAN方向发展,2000,2001,2002,规范完成时间,全IP解决方案 HSUPA Phase II 单载波上载速率高达5.76Mbps HSPA(64QAM, CPC,MIMO) LTE (OFDMA , MIMO),2004,WCDMA主要参数,双工间隔Duplex Spacing,Time,频率,功率,5 MHz,5 MHz,码分复用Code Multiplex,UL,DL,WCDMA FDD频段,2GHz频段： 上行链路（UE发射，基站接收）：19201980MHz 下行链路（基站发射，UE接收）：21102170MHz 支持190MHz的收发间隔。 1800MHz频段（可选）,WCDMA通信模型,信源解码,信源编码,信道编码 交织,去交织 信道解码,加扰,解扰,扩频,解扩,调制,解调,射频发射,射频接收,无线信道,Page 42,WCDMA 网络结构,GSM /GPRS BSS,
