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1、第5章,第三代移动通信系统,第三代移动通信系统,第三代移动通信系统是当前全球通信领域关注的焦点。第三代移动通信系统与第二代移动通信系统的主要区别在于它可以提供移动环境下的多媒体业务和宽带数据业务，其数据传输速率最高可达2Mbps。,第5章 第三代移动通信系统,5.1 第三代移动通信系统简介 5.2 WCDMA 5.3 CDMA2000 5.4 TD-SCDMA 5.5 WiMax,第5章 第三代移动通信系统,5.2 WCDMA 5.3 CDMA2000 5.4 TD-SCDMA 5.5 WiMax,5.1 第三代移动通信系统简介,5.1.1 概述 5.1.2 第三代移动通信系统的标准 5.1.
2、3 第三代移动通信系统的特点 5.1.4 3G参数,5.1 第三代移动通信系统简介 5.1.1 概述,第三代移动通信系统主要提供移动环境下的多媒体业务和宽带数据业务，是宽带数字系统，主要采用码分多址或时分多址技术。,(图) 蜂窝移动通信系统的演进,5.1.2 第三代移动通信系统的标准,概述 国际电信联盟(ITU)早在1985年就开始研究适于全球运营的第三代移动通信系统，当时称为未来公共陆地移动通信系统(FPLMTS)。 1996年，ITU将FFLMTS更名为IMT-2000,即国际移动通信系统。,工作于2000MHz频段,最高数据传输速率可达2000 kbps(即2 Mbps ),预计2000
3、年左右投入商用,5.1.2 第三代移动通信系统的标准,2000年5月,国际电信联盟(ITU)确定WCDMA, CDMA2000和TD-SCDMA三大主流无线接口标准，写入3G技术指导性文件2000年国际移动通讯计划简称IMT-2000。 2007年10月19日，国际电信联盟( ITU)在日内瓦举行的无线通信全体会议上，经过多数国家投票通过，WiMAX正式被批准成为继WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA之后的第四个全球3G标准。,5.1.2 第三代移动通信系统的标准,2. 标准及相关组织 3G的标准化工作实际上是由3GPP、3GPP2和WiMAX论坛等标准化组织来推动和实施的。 3GP
4、P成立于1998年12月，由欧洲的ETSI、日本的ARIB、韩国的TTA和美国的TIPl等组成。主要采用欧洲和日本的WCDMA技术，构筑新的无线接入网络，在核心交换侧则在现有的GSM移动交换网络基础上平滑演进，提供更加多样化的业务。UTRA ( Universal Tetrestrial Radio Access )为无线接口的标准。,5.1.2 第三代移动通信系统的标准,3GPP2成立于1999年1月，由美国的TIA、日本ARIB、韩国TTA等组成。无线接入技术采用CDMA2000和UWC-I36为标准，其中CDMA2000技术很大程度上采用了美国高通公司的专利。核心网则采用ANSI/IS-
5、41。 WiMAXForum（微波存取全球互通技术论坛）是2001年6月在美国加州注册的产业界为主导的非赢利行业组织，宗旨在于促进WiMAX在全球发展和产业化应用。,5.1.2 第三代移动通信系统的标准,WiMAX论坛的主席单位为英特尔公司。领导小组由13家公司组成，包括中国的中兴通讯。高级会员包括中国的华为公司。运营商包括中国网通。,5.1.2 第三代移动通信系统的标准,WiMAX 论坛组织,技术工作组 认证工作组 市场营销工作组 业务提供商工作组 应用工作组 频谱管理工作组 全球移动漫游工作组 网络工作组,制订一致性测试规范和确定认证服务的内容， 实现全球范围内宽带无线接入系统的互操作性,
6、确保所有经过认证的产品能够符合论坛的标准规范，并互联互通,确保每个业务提供商的市场需求能够得到满足,负责推广WiMAX论坛的各个品牌以及构成BWA系统全球互操作性基础的各个标准,致力于为WiMAX定义能真正体现核心竞争力，并提升技术形象的应用,推动全球范围的频谱资源分配的协调,推动全球范围的移动漫游业务的协调以及相关的标准规范,负责制定IEEE 802.16标准之外的更高级网 络标准,5.1.2 第三代移动通信系统的标准,3G的几种标准：,W-CDMA,CDMA2000,TD-SCDMA,WiMAX,W-CDMA,也称为WCDMA，全称为Wideband CDMA，也称为CDMA Direct
7、 Spread，意为宽频分码多重存取，这是基于GSM网发展出来的3G技术规范，是欧洲提出的宽带CDMA技术与日本提出的宽带CDMA技术融合的产物。 其支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商，日本公司也或多或少参与其中，包括欧美的爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电，以及日本的NTT、富士通、夏普等厂商。,CDMA2000,TD-SCDMA,WiMAX,CDMA2000,CDMA2000是由窄带CDMA(CDMA IS95)技术发展而来的宽带CDMA技术，由美国高通北美公司为主导提出，摩托罗拉、Lucent和后来加入的韩国三星都有参与，韩国现在成为该标准的主导者。 这套系统是从窄频CDMAOne
8、数字标准衍生而来，可以从原有的CDMAOne结构直接升级到3G，建设成本低廉。但目前使用CDMA的地区只有日、韩和北美，所以支持者不如W-CDMA多。,W-CDMA,TD-SCDMA,WiMAX,TD-SCDMA,全称为Time Division - Synchronous CDMA(时分同步CDMA)，1999年6月29日，中国原邮电部电信科学技术研究院（大唐电信）向ITU提出。 该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等技术融于其中，在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等优势。由于中国庞大的市场，该标准受到各大厂商的重视，全球一半以上的设备厂商都可以支持TDSCDMA标准
9、。 该标准提出不经过2.5代的环节，直接向3G过渡。,W-CDMA,WiMAX,CDMA2000,WiMAX,WiMAX又称为802.16无线城域网，是一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线连接方案。 将此技术与需要授权或免授权的微波设备相结合之后，由于成本较低，将扩大宽带无线市场，改善企业与服务供应商的认知度。 2007年10月19日，国际电信联盟在日内瓦举行的无线通信全体会议上，WiMAX正式被批准成为继WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA后的第四个全球3G标准。,W-CDMA,CDMA2000,TD-SCDMA,5.1.3 第三代移动通信系统的特点,采用高频段频谱资源
10、 采用宽带射频信道，支持高速率业务 实现多业务、多速率传送 快速功率控制 采用自适应天线及软件无线电技术,1. 采用高频段频谱资源,为实现全球漫游目标，按ITU规划IMT-2000将统一采用2G频段，可用带宽高达230MHz，分配给陆地网络170MHz，卫星网络60MHz，这网络为3G容量发展，实现全球多业务环境提供了广阔的频谱空间，同时可更好地满足宽带业务。,2. 采用宽带射频信道，支持高速率业务,充分考虑承载多媒体业务的需要，3G网络射频载波信道根据业务要求，在室内、室外和行车的环境中分别支持至少2Mbps, 384kbps以及144Kbps的传输速度，同时进一步提高了码片速率，系统抗多径
11、衰落能力也大大提高。,3. 实现多业务、多速率传送,在宽带信道中，可以灵活应用时间复用、码复用技术，单独控制每种业务的功率和质量，通过选取不同的扩频因子，将具有不同QoS要求的各种速率业务映射到宽带信道上，实现多业务、多速率传送。,4. 快速功率控制,3G主流技术均在下行信道中采用了快速闭环功率控制技术，用以改善下行传输信道性能，这一方面提高了系统抗多径衰落能力，但另一方面由于多径信道影响导致扩频码分多址用户间的正交性不理想，增加了系统自干扰的偏差，但总体上快速功率控制的应用对改善系统性能是有好处的。,5. 采用自适应天线及软件无线电技术,3G基站采用带有可编程电子相位关系的自适应天线阵列，可
12、以进行发信波束赋形，自适应地调整功率，减小系统自干扰，提高接收灵敏度，增大系统容量，另外软件无线电技术在基站及终端产品中的应用，对提高系统灵活性、降低成本至关重要。,5.1.4 3G参数,国际电联对第三代移动通信系统IMT-2000划分了230MHz频率，即上行1885 2025MHz、下行21102200MHz，共230MHz。上下行频带不对称，可使用双频FDD方式和单频TDD方式。 在2000年的WRC2000大会上，在WRC-1992基础上又批准了新的附加频段:806960MHz, 17101885 MHz、25002690 MHz。,3G标准的相关参数及在中国的频谱分配情况,WCDMA
13、 RTT FDD 异步CDMA系统: 无GPS 带宽: 5MHz 码片速率: 3.84Mcps 中国频段: （中国联通） 核心频段：19201980MHz，21102170MHz （分别用于 上行和下行） 补充频率：17551785MHz，18501880MHz （分别用于上行和下行）,CDMA2000 RTT FDD 异步CDMA系统: 有GPS 带宽: 1.23MHz 码片速率: 1.2288Mcps 中国频段: （中国电信公司） 核心频段：825835MHz，870880MHz （分别用于 上行和下行） 补充频率：885915MHz，930960MHz （分别用于上行和下行）,3G标准的
14、相关参数及在中国的频谱分配情况,3G标准的相关参数及在中国的频谱分配情况,TD-SCDMA RTT FDD 异步CDMA系统: 有GPS 带宽: 1.6MHz 码片速率: 1.2288Mcps 中国频段: （中国移动公司） 核心频段：18801920MHz，20102025MHz 补充频率：23002400MHz,3G标准的相关参数及在中国的频谱分配情况,WiMax 全球微波互联接入，另一个名字是802.16 带宽: 1.5M至20MHz 最高接入速度: 70M 最高传输距离: 50公里 码片速率: 不详 中国频段: (暂无),第5章 第三代移动通信系统,5.1 第三代移动通信系统简介 5.3
15、 CDMA2000 5.4 TD-SCDMA 5.5 WiMax,5.2 WCDMA,5.2.1 概述 5.2.2 WCDMA系统组成 5.2.3 系统接口 5.2.4 WCDMA版本,5.2. WCDMA 5.2.1 概述,UMTS（Universal Mobile Telecommunications System、通用移动通信系统）是采用WCDMA空中接口技术的第三代移动通信系统，通常也把UMTS系统称为WCDMA通信系统。,电路交换域 分组交换域,逻辑上,用于处理UMTS系统内所有的话音呼叫和数据连接，并实现与外部网络的交换和路由功能,5.2.1 概述,UMTS系统的物理结构模型,是共
16、享的资源，为其覆盖区域内的所有授权用户提供服务。,是用户用来接入UMTS 业务的设备，通过无线接口与基本结构相连接,由物理节点组成，物理节点完成终止无线接口和支持用户通信业务需要的各种功能。,5.2.1 概述,用户设备域包括具有不同功能的各种类型设备，可能兼容一种或多种现有的接入口（固定或无线）设备。,1移动设备（ME）域 2用户业务识别单元（USIM）域,用户 设备域,完成无线传输和应用。移动设备还可以分为实体，如完成无线传输和相关功能的移动终端（MT），包含端到端应用的终端设备（TE）。对移动终端没有特殊的要求，因为它与UMTS 的接入层和核心网有关。,用户业务识别单元包含清楚而安全地确定身份的数据和过程。这些功能一般存入智能卡中。它只与特定的用户有关，而与用户所使用的移动设备无关。,5.2.1 概述,基本结构域可进一步分为接入网域和核心网域。 接入网域由与接入技术相关的功能模块组成，直接与用户相连接，而核心网域的功能与接入技术无关，两者通过开放接口连接。 从功
