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1、3G发展演进与制式比较发展演进与制式比较1课程内容课程内容课程内容课程内容T第一章第一章 3G发展与演进发展与演进第二章第二章 3G制式比较制式比较 第三章第三章 3G进展与应用进展与应用2不同时期，不同需求不同时期，不同需求不同时期，不同需求不同时期，不同需求3不同需求，不同业务不同需求，不同业务不同需求，不同业务不同需求，不同业务4不同业务，不同技术不同业务，不同技术不同业务，不同技术不同业务，不同技术AMPSTACSNMT其它GSMGSMCDMA CDMA IS95IS95TDMATDMAIS-136IS-136PDCPDC第一代 80年代模拟第二代 90年代数字第三代 IMT-2000
2、UMTSUMTSWCDMAWCDMAcdmacdma20002000需求驱动需求驱动需求驱动需求驱动模拟技术数数字字技技术术语音业务宽带带业务TD-TD-SCDMASCDMA3G为用户与运营商提供了完整的综合业务解决方案为用户与运营商提供了完整的综合业务解决方案5l第三代移动通信的提出第三代移动通信的提出IMT-2000是第三代移动通信系统（3G）的统称第三代移动通信系统最早由国际电信联盟（ITU）1985年提 出，考虑到该系统将于2000年左右进入商用市场，工作的频段在2000MHz，且最高业务速率为2000Kbps，故于1996年正式更名为IMT-2000（International Mo
3、bile Telecommunication-2000）第三代移动通信系统是一种能提供多种类型、高质量多媒体业务，能实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能力，与固定网络相兼容，并以小型便携式终端在任何时候、任何地点进行任何种类通信的通信系统3G3G发展概述发展概述发展概述发展概述63G3G标准化组织标准化组织标准化组织标准化组织73G体制体制 WCDMAWCDMA核心网络：基于MAP和GPRS无线传输技术： WCDMAFDD/TDD TD-SCDMA核心网络：基于MAP无线传输技术：TD-SCDMA cdma2000核心网络：基于ANSI 41和MIP无线传输技术：cdma2000CDMA技术是技术
4、是3G的核心的核心3G3G的核心的核心的核心的核心-CDMA-CDMA技术技术技术技术8WCDMAWCDMA标准发展标准发展标准发展标准发展WCDMA标准规划清晰，制定严谨标准规划清晰，制定严谨l WCDMA支持HSDPA技术，顺应未来高速无线数据业务的需求l WCDMA将分阶段引入IP，目标是实现全网的IP化，标准比较完善l WCDMA 2001/06及以后发布的协议能够保持前向兼容3GPP Rel993GPP Rel4 3GPP Rel5 功能冻结功能冻结时间点时间点2000/032001/032002/03GSM/GPRS核心网WCDMA FDD电路域IP话音承载电路域CS/MGWTD-
5、SCDMAIP实时多媒体HSDPA9WCDMAWCDMA发展历程发展历程发展历程发展历程10GSMGSM网络结构图网络结构图网络结构图网络结构图11WCDMA-R99WCDMA-R99网络介绍网络介绍网络介绍网络介绍GSM /GPRS BSSBTSBSCNodeBRNCPCUUMTS UTRAN SS7SCPSMSSCEPSTNISDNInternet,IntranetMSC/VLRGMSCHLR/AUCSGSNCGBGGGSNGPRS骨干网Other PLMNAGbIu_CSIu_PSGiGpC/D/GsGr/Gs/Gd/GeGc12WCDMA-R4WCDMA-R4网络接口介绍网络接口介绍网
6、络接口介绍网络接口介绍GSM /GPRS BSSBTSBSCNodeBRNCPCUUMTS UTRAN SS7SCPSMSSCEPSTNISDNInternet,IntranetHLR/AUCSGSNCGBGGGSNGPRS骨干网Other PLMNMGWMGWMGWMGWVMSC ServerGMSC ServerIP/ATM BackboneNcMcNb13WCDMA-R5WCDMA-R5网络介绍网络介绍网络介绍网络介绍14cdma2000cdma2000发展历程发展历程发展历程发展历程15cdma2000 RTTcdma2000 RTT技术特点技术特点技术特点技术特点16cdma2000
7、 1Xcdma2000 1X技术特点技术特点技术特点技术特点lIS-95A/B是是cdma2000的子集的子集l码片速率码片速率1.2288 Mcpsl扩频调制：前向扩频调制：前向QPSK，反向反向HPSKl反向导频，相干解调反向导频，相干解调l快速前向和反向功率控制快速前向和反向功率控制l前向发射分集：前向发射分集：OTD、STSl信道编码增加信道编码增加Turbo码码l可变帧长，可变帧长，5ms, 10ms, 20ms, 40ms, 80msl支持支持F-QPCH，延长手机待机时间延长手机待机时间l速率最大可达速率最大可达307.2kbpsl支持支持QoS协商协商l支持多媒体业务支持多媒体
8、业务l支持支持8K/13K QCELP 8 kbps EVRCl信道容量是信道容量是IS-95A/B的的2倍倍 17cdma2000 3Xcdma2000 3X技术特点技术特点技术特点技术特点码片速率码片速率3*1.2288 Mcps，接入速率最大可达接入速率最大可达2Mbps18cdma2000cdma2000过渡过渡过渡过渡1 IS-95A/B载频载频cdma2000 1X载频载频cdma2000兼容兼容IS-95A/B。增加增加SCH以支持分组业务。以支持分组业务。可以通过增加可以通过增加cdma2000 1X BSC和和cdma2000 BTS的方式的方式平滑过渡。即业务可以平滑升级，
9、但设备需增加。平滑过渡。即业务可以平滑升级，但设备需增加。1 IS-95A/B载频载频+ 2 cdma2000 1X载频载频19CDMA2000CDMA2000组网图组网图组网图组网图20TD-SCDMATD-SCDMA发展历程发展历程发展历程发展历程21l基本配置，基本配置，CS/PSTD-SCDMATD-SCDMA系统框架系统框架系统框架系统框架22185019001950200020502100215022002250ITUEuropeUSAMSSPCSADBBCDCE FAFEMSSReserveBroadcast auxiliary2165 MHz1990 MHz1850190019
10、502000205021002150220022501880 MHz1980 MHzUMTSGSM 1800DECTMSS1885 MHz2025 MHz2010 MHzIMT 2000MSSUMTSJapanMSSIMT 2000MSSIMT 2000PHS18951918BC1885AA2170 MHzIMT 20002110 MHz2170 MHzMSSMSSCDMATDDWLLFDDWLL19802025MHzGSM1800CDMAFDDWLL196019201945Chinacellular(1)cellular(2)cellular(2)1805 MHz18651865187018
11、85189018951910193019451965197019753G3G频谱分配频谱分配频谱分配频谱分配23中国中国中国中国3 3GG频谱分配（频谱分配（频谱分配（频谱分配（20022002年年年年1111月）月）月）月）lIMT2000、欧洲的频率划分和中国一致、欧洲的频率划分和中国一致l北美的频率划分与中国的核心频段冲突北美的频率划分与中国的核心频段冲突l第三代公众移动通信系统的工作频段为：第三代公众移动通信系统的工作频段为： （一）主要工作频段：（一）主要工作频段： 频分双工（频分双工（FDD）方式：）方式：19201980MHz21102170MHz；时分双工（时分双工（TDD）方
12、式：）方式：18801920MHz、20102025MHz。 （二）补充工作频率：（二）补充工作频率： 频分双工（频分双工（FDD）方式：）方式：17551785MHz18501880MHz； 时时分分双双工工（TDD）方方式式：23002400MHz，与与无无线线电电定定位位业业务务共共用，均为主要业务，共用标准另行制定。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：（三）卫星移动通信系统工作频段：19802010MHz21702200MHz。 24l全球统一频段、统一标准，全球无缝覆盖全球统一频段、统一标准，全球无缝覆盖l高效的频谱效率高效的频谱效率l高服务质量、高
13、保密性能高服务质量、高保密性能l易于易于2G系统演进过渡系统演进过渡l提供多媒体业务提供多媒体业务u车速环境：144kbpsu步行环境：384kbpsu室内环境：2048kbpsIMT-2000 IMT-2000 的目标的目标的目标的目标25时延时延 误码误码backgroundconversationalstreaminginteractive3G3G的业务应用的业务应用的业务应用的业务应用不同业务不同业务QOS要求要求26会话型业务类别会话型业务类别会话型业务类别会话型业务类别l语音业务语音业务实时会话要求端到端的时延很低且业务是对称或近似对称实时会话要求端到端的时延很低且业务是对称或近似
14、对称使用使用AMR(自适应多速率自适应多速率)技术技术12.2(GSM), 10.2, 7.95, 7.40(IS-41), 6.70(PDC), 5.90, 5.15 和和 4.75kbps.AMR的的比比特特率率可可由由无无线线接接入入网网根根据据空空中中接接口口的的负负荷荷和和话话音音连连接的质量控制。接的质量控制。AMR可可在在网网络络容容量量，覆覆盖盖和和话话音音质质量量之之间间根根据据运运营营商商的的要要求求进行权衡交易进行权衡交易27会话型业务类别会话型业务类别会话型业务类别会话型业务类别l视频电话视频电话时延要求与语音业务类似时延要求与语音业务类似对于对于CS连接：采用连接：采
15、用ITU-T Rec. H.324M对于对于PS连接：连接： 采用采用IETF SIP28数据流型业务类别数据流型业务类别数据流型业务类别数据流型业务类别l多媒体数据流多媒体数据流在数据流的信息实体之间保持时间的联系在数据流的信息实体之间保持时间的联系数据被处理成稳定和连续的流数据被处理成稳定和连续的流非对称业务非对称业务29交互式业务类别交互式业务类别交互式业务类别交互式业务类别l在一定时间内响应在一定时间内响应基于定位的业务基于定位的业务网络计算机游戏网络计算机游戏30后台式业务类别后台式业务类别后台式业务类别后台式业务类别l不需立即采取行动不需立即采取行动E-mail 的传递的传递SMS
16、数据库的下载数据库的下载.31课程内容课程内容课程内容课程内容T第一章第一章 3G发展与演进发展与演进第二章第二章 3G制式比较制式比较 第三章第三章 3G进展和应用进展和应用32TD-SCDMATD-SCDMA技术特点技术特点技术特点技术特点33TD-SCDMATD-SCDMA简介简介简介简介帧结构帧结构帧结构帧结构Radio frame10msMulti frame Sub-frame5msTS5TS4TS0TS2TS1GTS3TS6DwPTSUpPTSDataMidambleData675usgL1144chips34TD-SCDMATD-SCDMA系统的优势系统的优势系统的优势系统的优
17、势l有有利利于于频频谱谱的的有有效效利利用用，不不需需要要成成对对的的频频段段，分分配配频频段段也也比比较较简简单，而单，而WCDMA系统的系统的FDD技术却需要成对的频段；技术却需要成对的频段；l更更适适用用于于不不对对称称的的业业务务，因因为为上上下下行行资资源源可可以以灵灵活活分分配配，因因此此更更适适用用于于Internet，多多媒媒体体应应用用和和文文件件传传输输业业务务；而而WCDMA系系统统此此时只能是浪费一个上行频段；时只能是浪费一个上行频段；l上上下下行行链链路路的的相相关关性性，上上下下行行工工作作于于同同一一频频率率，因因此此对对称称的的电电波波传传播播特特性性使使之之便
18、便于于使使用用诸诸如如智智能能天天线线等等新新技技术术，达达到到提提高高性性能能，降降低低成成本本的的作作用用；而而WCDMA上上下下行行不不使使用用同同一一个个频频段段，因因此此不不具备相关性；具备相关性；35TD-SCDMATD-SCDMA系统的劣势系统的劣势系统的劣势系统的劣势l基站之间的同步：为了减小基站间的干扰，需要基站间的同步；基站之间的同步：为了减小基站间的干扰，需要基站间的同步；lTDD中中的的干干扰扰是是一一个个重重要要的的问问题题。在在通通信信系系统统中中的的同同步步非非常常重重要要，而而TDD系系统统本本身身是是一一个个同同步步系系统统，因因此此对对同同步步的的要要求求就
19、就很很高高。同同时时上下行同处于一个频段，又造成了干扰类型的增加。上下行同处于一个频段，又造成了干扰类型的增加。l移移动动速速度度问问题题，ITU-R要要求求的的TDD支支持持的的最最高高速速率率为为120km/h，而而FDD系统的最高速率为系统的最高速率为500km/h；l发发射射功功率率：TD-SCDMA有有着着TDMA的的因因素素，导导致致脉脉冲冲功功率率干干扰扰，需需较较大大的的瞬瞬时时发发射射功功率率，FDD则则是是在在所所有有时时隙隙上上发发射射的的，不不存存在在该该问题。问题。36关键技术分析关键技术分析关键技术分析关键技术分析37关键技术分析关键技术分析关键技术分析关键技术分析
20、38关键技术分析关键技术分析关键技术分析关键技术分析39WCDMA规范制定严谨，组织严密规范制定严谨，组织严密l3GPP规范规定，WCDMA所有接口都是开放的所有接口都是开放的l日本的DoCoMo的试验网证明了Iub接口开放的可行性cdma2000标准的严谨性有待加强标准的严谨性有待加强lIS95厂家设备难以互通，给运营商设备选型带来了较大问题lAbis接口不开放，不同厂商的BTS和BSC不能互通接口开放性分析接口开放性分析接口开放性分析接口开放性分析40产业支持力度产业支持力度产业支持力度产业支持力度41三种主要体制的比较三种主要体制的比较三种主要体制的比较三种主要体制的比较WCDMAWCD
21、MAWCDMAWCDMAcdma2000cdma2000cdma2000cdma2000TD-SCDMATD-SCDMATD-SCDMATD-SCDMA接收机结构接收机结构接收机结构接收机结构RAKERAKERAKERAKERAKERAKERAKERAKERAKERAKERAKERAKE闭环功率控制闭环功率控制闭环功率控制闭环功率控制支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持越区切换越区切换越区切换越区切换软、硬切换软、硬切换软、硬切换软、硬切换软、硬切换软、硬切换软、硬切换软、硬切换接力切换接力切换解调方式解调方式解调方式解调方式相干解调相干解调相干解调相干解调相干解调相干解调相干解调
22、相干解调相干解调相干解调相干解调相干解调码片速率码片速率码片速率码片速率( (McpsMcps) )( (McpsMcps) )3.843.843.843.84N*1.2288N*1.2288N*1.2288N*1.22881.281.281.281.28发射分集方式发射分集方式发射分集方式发射分集方式TSTDTSTDTSTDTSTDSTTDSTTDSTTDSTTDFBTDFBTDFBTDFBTDOTDOTDOTDOTDSTSSTSSTSSTS无无无无同步方式同步方式同步方式同步方式异步异步异步异步同步同步同步同步同步同步核心网核心网核心网核心网GSM MAPGSM MAPGSM MAPGSM
23、 MAPANSI-41ANSI-41ANSI-41ANSI-41GSM MAPGSM MAPGSM MAPGSM MAP42课程内容课程内容课程内容课程内容T第一章第一章 3G发展与演进发展与演进第二章第二章 3G制式比较制式比较 第三章第三章 3G进展和应用进展和应用433G3G时代已经来临时代已经来临时代已经来临时代已经来临p全球共发放了全球共发放了119119个个3G3G牌照牌照其中其中116116个为个为WCDMAWCDMA牌照，覆盖全球主要移动通信市场牌照，覆盖全球主要移动通信市场WCDMAWCDMA成为未来全球成为未来全球3G3G主导制式，主导制式，3G3G的代名词的代名词p海外海
24、外3G3G网络建设情况网络建设情况日本、英国、意大利和香港等国家和地区日本、英国、意大利和香港等国家和地区3G3G网络已建成（部分正在建设）网络已建成（部分正在建设）GSMGSM协会预测到协会预测到0404年年2 2月份，开通的商用月份，开通的商用WCDMAWCDMA网络将达网络将达30304040个个p3G3G网络运营网络运营截至截至20032003年年8 8月全球已有月全球已有8080个运营商和设备供应商签订了商用合同个运营商和设备供应商签订了商用合同9 9个网络已经开通运营，全球个网络已经开通运营，全球WCDMAWCDMA用户达到用户达到175175万万4420032003年年9 9月，
25、月，Hi3GHi3G在欧洲的在欧洲的3G3G用户已经超过用户已经超过6767万万p和黄在和黄在3G3G投入总额超过投入总额超过170170亿美元，花在牌照上的资金已达亿美元，花在牌照上的资金已达103103亿美元。在欧亿美元。在欧洲拥有英国、意大利、爱尔兰、瑞典、丹麦、以色列、奥地利、挪威洲拥有英国、意大利、爱尔兰、瑞典、丹麦、以色列、奥地利、挪威8 8张牌照张牌照p手机由摩托罗拉和手机由摩托罗拉和NECNEC提供（提供（e606e606、e808e808、e808ye808y、A830A830）p英国建基站英国建基站43004300个，覆盖率为个，覆盖率为7070；意大利建基站；意大利建基站
26、32003200个，覆盖率为个，覆盖率为5050。p英国、意大利英国、意大利3G3G业务于业务于0303年年3 3月推出，奥地利、瑞典、澳大利亚业务也已经开月推出，奥地利、瑞典、澳大利亚业务也已经开通，香港通，香港0303年四季度推出年四季度推出p欧洲欧洲3G3G服务的六大业务服务的六大业务 1 1、可视电话、可视电话 2 2、定位服务、定位服务 3 3、体育服务（新闻、短片）、体育服务（新闻、短片） 4 4、游戏（、游戏（3D3D、JavaJava） 5 5、消息类（、消息类（MMS/SMS/EmailMMS/SMS/Email） 6 6、生活（电视、电影、广播）、生活（电视、电影、广播）
27、运营商分析运营商分析运营商分析运营商分析Hi3GHi3G和黄在欧洲的和黄在欧洲的3G3G网络情况网络情况45DoCoMoDoCoMo 在在在在20032003年取得迅速发展年取得迅速发展年取得迅速发展年取得迅速发展面临激烈竞争面临激烈竞争KDDI的CDMA2000网络，680万用户 注J-Phone的WCDMA网络，约35万用户 注度过艰难时期度过艰难时期开创WCDMA先河，2001年开始部署WCDMA预商用网络在Tokyo、Yokosuka、Kawasaki部署网络，完成了约20%以上的人口区域的覆盖面对着网络覆盖率过低、手机待机及通话时间过短等问题2002年之前，FOMA的用户数始终无法突
28、破20万大关赢得可喜进展赢得可喜进展2003年年1月：新增月：新增1万用户万用户2003年年2月：新增月：新增3.69万用户万用户2003年年3月：新增月：新增13.84万用户万用户到到2003年年6月月,已达已达53万用户数万用户数注 统计数据截至2003年6月46DoCoMoDoCoMo 市场迅速增长的主要原因市场迅速增长的主要原因市场迅速增长的主要原因市场迅速增长的主要原因移动电话的样式、电池性能和附加功能得到改进移动电话的样式、电池性能和附加功能得到改进2003年1月份推出新手机：1月8日F2051上市、1月23日N2051上市、3月15日P2102V上市电池性能显著提高：F2051和
29、N2051待机时间在静止状态下达到230个小时，移动环境达到170个小时，通话时间已增加至110分钟以上F2051、N2051内置30万像素的数码相机，可拍摄静态照片和传送动态视频邮件覆盖得到显著改善覆盖得到显著改善覆盖率由20提高到90仅用了两年时间。47大规模长期大规模长期大规模长期大规模长期3G3G研发投入研发投入研发投入研发投入p人员与投入人员与投入超过 1/3 的研发经费用于3G 产品开发全球化3G研发团队拥有 3500 名优秀工程师，网络规划工程师达到200人p全球化无线研发机构全球化无线研发机构l上海研究所 ：WCDMA接入网l中国深圳总部 ：WCDMA核心网电路域、cdma20
30、00 1X核心网和接入网l北京研究所 ：WCDMA核心网分组域l南京研究所 ： OSSl瑞典研究所 ：WCDMA 核心算法、射频l美国研究所 ：CDMA2000 1X算法、ASICl印度研究所 ：软件技术 （CMM5）l俄罗斯研究所 ：射频技术、算法华为在华为在固定网固定网、移动网移动网、光网络光网络、数据通信数据通信、业务与软件业务与软件等领域已积累丰等领域已积累丰富的经验，全面提供端到端的客户化富的经验，全面提供端到端的客户化3G解决方案解决方案48WCDMAWCDMA成功商用成功商用成功商用成功商用阿联酋阿联酋UAEUAE的的WCDMA R4WCDMA R4商用网络已开通并投入商业商用网
31、络已开通并投入商业运营，运营，20042004年年2 2月月1515日将开始大规模放号。日将开始大规模放号。华为独家为华为独家为SUNDAYSUNDAY提供包括提供包括WCDMAWCDMA基础网络、终端基础网络、终端及业务平台在内的全套及业务平台在内的全套3GPP 3GPP R4R4端到端解决方案。端到端解决方案。 香港SUNDAY首席执行官许博志: “华为已全面掌握WCDMA核心技术，成为全球少数提供全套商用系统的厂商之一。” 阿联酋交通部长Ahmed Humaid Al Tayer宣布中东和阿拉伯国家第一个商用3G网络正式开通，并成为第一个正式用户。他说：这是阿联酋电信的“重要里程碑”，“世界一流的技术改变了每个人的生活”。50
