移动通信的展望——个人通信(ppt50页)

第11章 移动通信的展望个人通信第第11章章 移移动动通信的展望通信的展望个人通信个人通信1.1.个人通信概述个人通信概述2.2.关于个人通信的国关于个人通信的国际标际标准准*11.3 第三代移第三代移动动通信新技通信新技术术第11章 移动通信的展望个人通信11.1 个人通信概述个人通信概述11.1.1 个人通信的概念个人通信的概念长期以来，人们就有一种美好的愿望：未来总有一 天会做到无无论论任任何何人人(Whoever)在在任任何何时时候候(Whenever)和和任任何何地地点点(Wherever)都都能能和和另另一一个个人人(Whomever)进进 行任何方行任何方式式(Whatever)的通信。的通信。第11章 移动通信的展望个人通信移动能信的根本特征是移动性(Mobility)。移动性有两 种含义：一是“终端移动性(Terminal Mobility)”；二是“个人移动性(Personal Mobility)”。基于终端移动性的通信属于“通信到终端”，基于个人移动性的通信称为“通信到个 人”。所谓通信到终端是给每个终端分配一个特定的“终端 号码”(类似于电话单机的号码)，呼叫者只要拨通终端号码，即可与使用该终端的个人进行通信。如果被呼者远离 其终端，即使拨通其终端号码，也不能和被呼者进行适时 通信。倘若终端的体积很小，重量很轻，使用者可以随身 携带，那么，无论使用者在什么地方，只要不超过通信网 络的覆盖区，均可向其发起呼叫并与之建立通信，从而实 现了个人通信业务(PCS)。第11章 移动通信的展望个人通信所谓通信到个人是给每一个通信者都分配一个特定的“个 人号码”，个人号码与终端号码没有必然的联系，也不限制通信者是不是随身携带其终端，通信时，利用当时当地的通信设 施(固定的或移动的)，按照被呼者的个人号码进行呼叫，无论 被呼者处于什么地方，均可找到被呼者并与之通信。这种通信 方式取消了必须携带终端的约束，但要求通信系统(或多种网 络的综合系统)必须具有足够大的覆盖范围和智能化很强的管 理功能，是个人通信的长远目标和方向。国际电信联盟(ITU)在 其 ITU-TSSG1建 议 中 所 提 的“通 用 个 人 通 信”(UPT,Universal Personal Telecommunication)可以说明这种个人通信的含义，其定义是：“UPT允允许许在在个个人人移移动动的的情情况况下下获获得得电电信信业业务务。它它 能能使使一一个个UPT用用户户享享用用一一组组由由用用户户规规定定的的预预订订业业务务，并并利利用用一一 个个对对网网络络透透明明的的UPT个个人人号号码码，跨跨越越多多个个网网络络，在在任任何何地地理理 位位置置的的任任何何一一个个固固定定的的或或移移动动的的终终端端上上发发起起或或接接受受呼呼叫叫。它它 只只受受终终端端和和网网络络能能力力以以及及网网络络经经营营者者的的规规定定所所限限制制。”第11章 移动通信的展望个人通信11.1.2 实现实现个人通信的途径个人通信的途径(1)规划、设计和开发一种覆盖世界范围的全新个人 通信网。(2)选择现有的某一种移动通信网络进行扩充和改 造，实现一个遍及全球、功能齐全和适应各种运行环境 的个人通信网。把蜂窝通信系统的小区分为宏小区、微小区和微 微小区，混合配置，以适应城市和乡村、户内和户外的 不同需要和扩大个人通信的服务范围。把无绳电话系统扩展，由室内应用扩展到室外应 用，通过Telepoint覆盖整个服务地区，并赋予双向呼 叫、过区切换和漫游功能，以提供个人通信业务。第11章 移动通信的展望个人通信 利用中低轨道移动通信卫星实现个人通信网络是近年来人们非常关注并纷纷开展研究和开发的通信技 术。(3)综合利用现有各种通信网络，发挥各自的优点，取长补短，在统一要求和统一标准的条件下，突破关键 技术，解决各种网络之间的互连互通，加强通信网络的 智能化管理功能，以实现全球性的个人通信网。第11章 移动通信的展望个人通信11.2 关于个人通信的国关于个人通信的国际标际标准准1.1.第三代移第三代移动动通信系通信系统统理理论论研究和研究和发发展概况展概况已提出的第三代移动通信系统主要有：(1)由国际电信联盟(ITU)提出的“未来公共陆上移动通 信 系 统”(FPLMTS)，后 改 名 为“国 际 移 动 通 信 2000”(IMT-2000)。(2)由欧洲电信标准协会(ETSI)提出的“通用移动通信 系统”(UMTS)。第11章 移动通信的展望个人通信(3)截至 1998 年12月，世界各国已向ITU提交的无 线传输技术(RTT)建议有：以TDMA为基础的两种：DECT(DigitalEnhancedCordless Telecommunications)(来自ETSI计划(EP)DECT)。UWC-136(Universal Wireless Communications)(来 自美国TIA TR45.3)。第11章 移动通信的展望个人通信 以CDMA为基础的八种：WINSW-CDMA(Wireless Multimedia and Messaging Service Wideband CDMA)(来自美国TR46.1)。TD-SCDMA(TimeDivision Synchronous CDMA)(来自中国电 信技术研究院(CATT)。W-CDMA(Wideband CDMA)(来自日本ARIB)。CDMA(Asynchronous DS-CDMA)(来自韩国TTA)。UTRA(UMTS Terrestrial Radio Access)(来自ESTI SMG2)。NA:W-CDMA(Notrh American Wideband CDMA)(来自美国T1P1-ATIS)。CDMA2000(Wideband CDMA(IS-95)(来自美国TIA TR45.5)。CDMA(Multiband Synchronous DS-CDMA)(来自韩国TTA)。第11章 移动通信的展望个人通信 用于卫星系统的五种：SAT-CDMA(轨道高度 2 000 km,轨道平面 7 个，总 共 49 颗低轨道卫星)(来自韩国TTA)。SW-CDMA(Satellite Wideband CDMA)(来自ESA)。SW-CTDMA(SatelliteWidebandhybrid CDMA/TDMA)(来自ESA)。ICO-RTT(轨道高度 10 390 km，轨道平面 2 个，总 共 10 颗中轨道卫星)(来自ICO Global Communication)。Horizons(Horizons satellite system)(来自Inmarsat)。第11章 移动通信的展望个人通信11.2.2 几个主要几个主要标标准化准化组织组织的活的活动动情况情况简简介介(1)1985 年，ITU-R(CCIR)成立了临时工作组IWP 8/13，开始研究适用于全球运营的FPLMTS。1991 年正式 成立工作组TG8/1，专门负责FPLMTS的标准制订。至 1997 年2月底，TG8/1 工作组已起草和制订了 24 个建议，分为概念与原则、要求与结构、技术评估与选择、技术 规范等四类。预期的进度是：1997 年3月至 1998 年 6 月，征集空中接口的无线传输技术候选方案；1997 年 10 月至 1998 年 9 月，对候选方案进行评估；1999 年 3 月，确定 无线传输技术方案；1999 年1 月至 1999 年 12 月，完成空 中接口和网络接口规范；2000 年以后推出产品。第11章 移动通信的展望个人通信1992 年，世 界 无线电管理大会(WARC)分配给 FPLMTS/IMT-2000 使用的频段为：18852 025 MHz 和 2 1102 200 MHz，共计 230 MHz。其中，19802 010MHz和 2 1702 200 MHz限移动卫星使用。由于频段不 对称，所以采用频分双工(FDD)的系统不能利用全部频 段，理想的选择是频分双工(FDD)和时分双工(TDD)结 合。第11章 移动通信的展望个人通信2)欧洲电信联盟在 1987 年提出UMTS的概念后，在 一些大型科研计划中对UMTS中可能采用的技术进行了广泛而深入的研究。这些研究计划有：欧洲先进通信计划 (RACE)、先进技术和业务计划(ACTS)以及科技领域合作 研究计划(COST)。UMTS的标准制订由ETSI 特别移动组(SMG)的分组 SMG5 负责。SMG5 于 1992 年开始工作，下设五个工作 组(业务、无线电、网络、安全和卫星综合)。欧洲各个 UMTS科研项目的研究成果都要送交SMG5，由它进行标 准制订。按照计划，UMTS的标准要在 1998 年完成，1999年完成测试标准，大约在 2000 年推出产品。第11章 移动通信的展望个人通信1998 年 1 月28 日到 29 日，于巴黎举行的ETSI SMG24 第二次会议上，与会代表就UMTS的地面无线接 口(UTRA)达成了一项重要协议。决议将把W-CDMA和 TD-CDMA两种技术，用于第三代移动通信系统UMTS的 无线电接口：在对称频段(FDD，频分双工)中，采用W-CDMA技术；在非对称频段(TDD，时分双工)中，采用 TD-CDMA技术。前者用于广域移动通信，后者用于低移 动性的室内通信.第11章 移动通信的展望个人通信 W-CDMA方案(宽带直接序列码分多址，简称方 案)。主要以 ATCS 中“未来无线宽带多址接入系统(FRAMES)”计划的合作者所提出的方案为基础，获得了日本NTT DoCoMo、欧爱立信等公司的支持。其基本参数和 特性为如下：多址方式：DS-CDMA。双工方式：主要为FDD，也考虑TDD模式。扩频子码速率：4.096 Mc/s(可扩展到 8.192 Mc/s或16.384 Mc/s，相应的载波间隔也要加倍或增大到 4 倍)。载波间隔：4.45.2 MHz(是 200 kHz的整数倍，或者 说阶距为 200 kHz)。第11章 移动通信的展望个人通信信息速率：广域应用达 384 kb/s，局域应用达 2 Mb/s，为提供可变速率业务，采用可变扩频因子(4256)和多码扩频技术。帧长度：10 ms。时隙长度：0.625 ms。信道编码：标准业务仅采用码率为 1/2(反向链路与控 制信道)或 1/3(正向链路)和约束长度 K=9 的卷积编码，高 质量业务在卷积码的基础上再增加码率为 4/5 的RS码。数据调制：正向QPSK，反向0QPSK。第11章 移动通信的展望个人通信扩展调制：QPSK。检测方式：正向链路为基于导频信道或导频参考码元 的相干检测，反向链路为基于导频参考码元的相干检测。抗干扰和抗衰落措施：多用户检测、宏分集，正向 链路采用自适应天线阵列等。功率控制：正向链路为快速(1.6 kb/s)闭环控制方式(动 态范围 20 dB)，反向链路为开环加快速闭控制方式(动态范 围 80 dB),二者均能自适应改变控制量即台阶尺寸。切换方式：移动台控制的软切换。网络结构：支持分层小区结构以提高组网的灵活性和 扩大网络通信容量。第11章 移动通信的展望个人通信 TD-CDMA方案(简称方案)。方案的设计目标同 样是选择先进的无线传输技术，以获得较高的频谱利用 率，提供灵活多样的通信业务和支持通信终端的高速移 动性，等等。其基本参数如下：多址方式：TD-CDMA。双工方式：FDD/TDD。载波间隔：1.6 MHz(200 kHz的整倍数)。扩频方式：在TDMA的基础上，每码元扩展成 16个子码的正交特征码。扩频子码速率：2.167 Mc/s。第11章 移动通信的展望个人通信时隙长度：577 s。每帧时隙数：8。每时隙信道数：8。信息传输速率：几 kb/s 2 Mb/s，灵活可变(用多时隙 和多码来实现)。每帧用户数：164。信道编码：码率为 1/4 的卷积码。数据调制：QPSK/16 QAM。扩展调制：G