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1、第三代移动通信技术原理第三代移动通信技术原理孙震强孙震强2004.3.122004.3.12内容提要内容提要l第三代移动通信的现状与未来l第三代移动通信的空中接口lWCDMA网络的结构与演进第一部分第三代移动通信的现状与未来第三代移动通信的现状与未来孙震强孙震强第一部分l概述l国内外3G频段l3G主流技术标准l国内外3G研发现状l3G主流技术的商用情况l移动通信是一种沟通移动用户与固定用户之移动通信是一种沟通移动用户与固定用户之间或移动用户之间的通信方式。它具有快速、间或移动用户之间的通信方式。它具有快速、便捷、可靠、不受时空限制的特点。便捷、可靠、不受时空限制的特点。l18971897年，马
2、可尼在固定站和一艘拖船之间进年，马可尼在固定站和一艘拖船之间进行的无线通信实验，标志着移动通信的诞生。行的无线通信实验，标志着移动通信的诞生。19471947年贝尔实验室提出了蜂窝通信的概念，年贝尔实验室提出了蜂窝通信的概念，7070年代试验，年代试验，8080年代开始使用。年代开始使用。l时至今日，蜂窝移动通信经过了两代成熟的时至今日，蜂窝移动通信经过了两代成熟的发展，并且进入了第三代移动通信的研制、发展，并且进入了第三代移动通信的研制、试验和建设阶段。试验和建设阶段。1 1 概述概述蜂窝移动通信的发展历程AMPSTACSNMTC450NAMTS模拟技术DAMPS IS-95 GSMPDC数
3、字技术CDMA2000 WCDMA语音业务多媒体业务技术驱动业务驱动第一代模拟蜂窝移动通信系统80年代第二代数字蜂窝移动通信系统90年代第三代数字蜂窝移动通信系统21世纪FDMA话音TDMA话言和低速数据CDMA宽带多媒体技术技术驱动驱动l3G3G最早由最早由ITUITU在在19851985年年提出，称为未来公众陆提出，称为未来公众陆地移动通信系统（地移动通信系统（FPLMTSFPLMTS）。）。l19961996年更名为国际移动通信年更名为国际移动通信20002000即即IMT2000IMT2000。工作频段2000MHz商用时间2000年左右最高速率2000Kbit/sIMT-2000的含
4、义第一部分l概述l国内外3G频段l3G主流技术标准l国内外3G研发现状l3G主流技术的商用情况2 2 IMT-2000IMT-2000的核心频段的核心频段185019001950200020502100215022002250ITU欧洲欧洲美国美国MSSPCSADBTDDBCDCE FAFEMSS保留保留2165 MHz1850190019502000205021002150220022501880 1980 TDDFDDDECTMSS 1885 2025 2010 TDDTDDFDDMSSFDD日本日本MSSFDDMSSFDDPHS2170 FDD2110 2170 MSSMSS保保 留留保
5、保 留留保保 留留FDDWLLFDDWLL中国中国MSS19201980TDDTDDWLL18651880 189519001920194519601980191819802010 2025 19202010 2025 2110 2170 2170 2110 2110 蜂窝 蜂窝 保保 留留IMT-2000的扩展频谱60MHz60MHz15 MHzFDD (上行上行)TDDTDD扩展扩展 (下行下行)100MHzTDD补充补充24002300ISM2483,5ISM频段(WLAN, oven, bluetooth)83,5 MHz2500ITU IMT-2000 扩展频段扩展频段2690190
6、 MHz卫星卫星FDD (下行下行)中国的3G频率规划1900 19201980201020252110217018801805175530 MHz30 MHz1850FDD补充补充FDD补充补充40MHz 现现800/900/1800800/900/1800MHz 2GMHz 2G频段均为扩展工作频段频段均为扩展工作频段PHSPHS当前中国2G/3G移动通信的频谱分配825-835835-839870-880880-884890-903903-909929-935935-948948-954954-960839-845885-890909-915ReservedTACS-C (Rx)AMPS
7、-A(Rx)825-835AMPS-B(Rx)835-845TACS-A(Rx)890-897.5TACS-B (Rx)897.5-905GSM(Rx)905-915TACS-A(Tx)935-942.5TACS-B (Tx)942.5-950GSM(Tx)950-960TACS-C(Tx)924-935联通CDMACT2(空)中移动GSM联通GSMETACS中移动GSM联通GSMAMPS-A(Tx)870-880AMPS-B(Tx)880-890ETACS联通CDMAReservedReserved Tx & Rxare from the baseperspective中移动联通信产部信产部
8、 尚未发放尚未发放美国标准美国标准中国电信中国电信ITU标准标准TDD频谱频谱CMCCDCS1800Guard BandTDDTD-SCDMADCS 1800未发放CDMAPCS联通DCS1800DCS 1800未发放联通DCS1800中移动DCS1800SCDMACDMAPCS(空)DCS1800 Rx1710 - 1785DCS1800 Tx1805 1880中国电信CDMAWLLPCS1900 Rx1850 - 1910CDMAPCS(空)PCS1900 Tx1930 - 1990ITU IMT-2000 Rx1920 - 1980中移动DCS1800ITU MSS1980 - 2010
9、PHS1805-18201900-19101850-18651865-18801880-19001945-19601960-19801710-17251745-17551840-18501755-17851785-18052010-20251990-20101910-19201980-1990中国电信CDMAWLL第一部分l概述l国内外3G频段l3G主流技术标准l国内外3G研发现状l3G主流技术的商用情况 3 IMT-2000无线接口标准 CDMA TDMA IMT-DSWCDMAIMT-MCcdma2000 IMT-TCTD-CDMATD-SCDMAIMT-SCUWC-136IMT-FTDE
10、CTFDDTDDIMT-2000无线接口标准lITUITU制定制定5 5大标准的主要原因：大标准的主要原因：第二代核心网的不同；第二代核心网的不同；无线接口的兼容性问题；无线接口的兼容性问题；频谱分配作用；频谱分配作用；知识产权问题；知识产权问题；竞争也是一个主要因素。竞争也是一个主要因素。l通过融合，目前形成三种主流技术标准：通过融合，目前形成三种主流技术标准：WCDMAWCDMA、CDMA2000CDMA2000、TD-SCDMATD-SCDMA3GPP3GPP发展发展WCDMAWCDMA、CDMA TDDCDMA TDD和和EDGEEDGE3GPP23GPP2发展发展cdma2000cd
11、ma2000的技术规范的技术规范3G的演进策略l总体上讲都是渐进的。总体上讲都是渐进的。 现有技术现有技术 技术趋势技术趋势 IS-95 IS-95 CDMA2000CDMA2000 GSM GSM WCDMA WCDMA GPRS GPRS AMPS AMPS UWC-136UWC-136 GSM GSM TD-SCDMATD-SCDMA3GPP23GPP3G主流制式划分 WCDMAWCDMA核心网络：基于核心网络：基于MAP和和GPRS无线传输技术：无线传输技术： WCDMAFDD/TDD cdma2000cdma2000核心网络：基于核心网络：基于ANSI 41和和MIP无线传输技术：无
12、线传输技术：cdma2000EDGEEDGETD-SCDMATD-SCDMA第三代移动通信标准化进展第三代移动通信标准化进展 PS域CS域UTRAN业务网 3G网络结构 WCDMA网络-R99GbIubIubIurIuPSIuCSPSTNAInternetGn 核心网电路域核心网电路域ANSI-41 核心网分组域核心网分组域MIP 无线部分无线部分 PDSN/FA BSC PCF HA IP AAA VLR MSC/ SSP HLR/AC PSTN/ ISDN BTS BSC BTS PCF BTS cdma2000 网络A10、A11A8、A9A1、A2A3、A7IS-95 TD-SCDMA
13、网络lPhase1-TD-SCDMAPhase1-TD-SCDMA接入到接入到GSMGSM核心网核心网无线接口物理层采用无线接口物理层采用TD-SCDMATD-SCDMA，层二、层三与层二、层三与GSMGSM接近（主要无线资源控制不同）接近（主要无线资源控制不同）以以A A、GbGb接口接入到接口接入到GSM/GPRSGSM/GPRS核心网络核心网络lPhase2-TD-SCDMAPhase2-TD-SCDMA接入到接入到R4R4核心网核心网无线接口物理层采用无线接口物理层采用TD-SCDMA,TD-SCDMA,层二、层三与层二、层三与WCDMAWCDMA的结构类似（主要无线资源控制不同）的结
14、构类似（主要无线资源控制不同）以以IuIu接口接入到接口接入到R4R4核心网核心网第一部分l概述l国内外3G频段l3G主流技术标准l国内外3G研发现状l3G主流技术的商用情况4 4国内外国内外3 3G G研发现状研发现状WCDMAWCDMA lWCDMAWCDMA的设备供应商已能提供商用系统设备。软件版的设备供应商已能提供商用系统设备。软件版本基于本基于R99 2001R99 2001年年6 6月版本，并支持后续版本中重要月版本，并支持后续版本中重要的的CRCR（主要涉及主要涉及GSMGSM和和WCDMAWCDMA的切换）。的切换）。 l各厂家均预测可在各厂家均预测可在20032003年到年到
15、20042004年初推出基于年初推出基于3 3GPP GPP R4R4版本的产品。版本的产品。l各厂家系统之间已经进行了多次互操作性测试各厂家系统之间已经进行了多次互操作性测试( (IOT)IOT)，以及与终端间的以及与终端间的IOTIOT。 l参加参加MTNETMTNET下一阶段测试的厂家有下一阶段测试的厂家有1212个，分别是：华个，分别是：华为、中兴、爱立信、诺基亚、西门子为、中兴、爱立信、诺基亚、西门子/ /NECNEC、北电、北电、阿尔卡特阿尔卡特/ /富士通、朗讯、摩托罗拉、富士通、朗讯、摩托罗拉、UTUT斯达康、东斯达康、东信、广州信、广州LGLG。 国内外国内外3 3G G研发
16、现状研发现状cdma2000cdma2000l目前给联通目前给联通CDMA1XCDMA1X供货的有朗讯、爱立信、摩托供货的有朗讯、爱立信、摩托罗拉、北电、上海贝尔、中兴、东信等厂家。罗拉、北电、上海贝尔、中兴、东信等厂家。lcdma2000cdma2000的设备供应商都能提供的设备供应商都能提供cdma2000 1Xcdma2000 1X的非的非核心频段的产品。核心频段的产品。 l20022002年年8 8月，月，CDGCDG联合爱立信、联合爱立信、LGLG、朗讯、摩托罗朗讯、摩托罗拉、北电、高通、三星、中兴拉、北电、高通、三星、中兴8 8家无线通信厂商签家无线通信厂商签署协议，根据市场需求提
17、供署协议，根据市场需求提供2.12.1GHzGHz的终端、基础的终端、基础设施和相关技术。设施和相关技术。 国内外国内外3 3G G研发现状研发现状TD-SCDMATD-SCDMAl基于基于TD-SCDMA TSMTD-SCDMA TSM标准的商用基站产品，大唐标准的商用基站产品，大唐/ /西门子西门子预计预计20032003年底提供年底提供, ,TSMTSM商用终端商用终端20042004年提供。年提供。l 11 11月月2 2日，拥有完全自主知识产权的我国第一台日，拥有完全自主知识产权的我国第一台3 3商用手机在重庆研制成功。商用手机在重庆研制成功。l基于基于TD-SCDMA LCRTD-
18、SCDMA LCR标准的商用基站产品预计标准的商用基站产品预计20042004年左年左右提供，右提供， LCRLCR标准的商用终端预计标准的商用终端预计20052005年左右提供。年左右提供。 l目前从事系统产品开发的厂家较少。大唐和西门子两目前从事系统产品开发的厂家较少。大唐和西门子两家研发家研发NODE BNODE B，华为和北电准备参与华为和北电准备参与RNCRNC。参加参加TD-TD-SCDMASCDMA产业联盟的其它厂家还没有进行产品开发。产业联盟的其它厂家还没有进行产品开发。IMTIMT20002000家族家族业务平台统一业务平台统一!终端多频多模终端多频多模!第一部分l概述l国内
19、外3G频段l3G主流技术标准l国内外3G研发现状l3G主流技术的商用情况5 5国内外国内外3 3G G商用现状商用现状目前全球目前全球WCDMAWCDMA商用的网络有商用的网络有1212个个：NTTNTT DoCoMo DoCoMo、J-J-phonephone、MOBILKOMMOBILKOM、HutchisonHutchison的的6 6个个H3GH3G网络。网络。据统计，到据统计，到20032003年年9 9月月NTTNTT DoCoMo DoCoMo商用用户数超过商用用户数超过100100万。万。EMCEMC报道，报道，20032003年年1010月日本商用用户数超过月日本商用用户数超
20、过116116万，意大万，意大利利4343万，英国万，英国2222万。全球超过万。全球超过200200万。万。 20042004年年1 1月月, ,全球全球超过超过300300万。万。目前有目前有3434种商用终端，种商用终端，FOMAFOMA提供提供1515种终端，种终端，H3GH3G初期提初期提供供3 3种终端。种终端。 国内外国内外3 3G G商用现状商用现状目前全球有目前全球有6363个商用的个商用的cdma2000 1Xcdma2000 1X网络，网络，8 8个个cdma2000 1xEV-DOcdma2000 1xEV-DO的商用网络。的商用网络。据统计，据统计，20032003年
21、年1010月，月，cdma2000cdma2000用户达到用户达到64506450万左右；在亚洲，万左右；在亚洲，cdma2000cdma2000用户超过用户超过40004000万左万左右。右。 20042004年年1 1月，月，cdma2000cdma2000用户达到用户达到82108210万左万左右；右； 20042004年年1 1月，月，cdma2000 1xEV-DOcdma2000 1xEV-DO用户达到用户达到553553万左右；万左右；目前目前，cdma2000 1xcdma2000 1x有有422422种终端，种终端，cdma2000 cdma2000 1xEV-DO1xEV-
22、DO有有4040多种终端。多种终端。 结论结论v第三代移动通信的发展已经起步。vcdma2000 1X已经大规模商用，近期WCDMA也开始大规模商用。v目前cdma2000 1X的商用用户数高于WCDMA。但是从中长期比较，由于全球选择WCDMA的运营商占98%，(在核心频段全球已发放在核心频段全球已发放117117个个WCDMAWCDMA执照，执照，3 3个个cdma2000cdma2000执照执照), ), 所以说WCDMA的潜在市场规模更大，商业前景更好。 第二部分第三代移动通信的空中接口第三代移动通信的空中接口孙震强孙震强第二部分l无线传播特性概述概述电波的各种传播方式电波的各种传播方
23、式各个波段的传播特点各个波段的传播特点无线信道的复杂性无线信道的复杂性移动信道研究的基本方法移动信道研究的基本方法电波传播特性研究的结果电波传播特性研究的结果l无线接口的主要技术l3G技术的特点和优势1.11.1概述概述l传播特性直接关系到通信设备的能力、天线传播特性直接关系到通信设备的能力、天线高度的确定、通信距离的计算、以及为实现高度的确定、通信距离的计算、以及为实现优质可靠的通信所必须采用的技术措施等一优质可靠的通信所必须采用的技术措施等一系列系统设计问题。系列系统设计问题。l移动通信系统的无线信道环境比固定无线通移动通信系统的无线信道环境比固定无线通信的信道环境更复杂，必须根据移动通信
24、的信的信道环境更复杂，必须根据移动通信的特点按照不同的传播环境和地理特征进行分特点按照不同的传播环境和地理特征进行分析和仿真。析和仿真。1.2电波的各种传播方式l表面波传播表面波传播电波是紧靠着地面传播的，地面的性质，电波是紧靠着地面传播的，地面的性质，地貌，地物等的情况都会影响电波的传播。地貌，地物等的情况都会影响电波的传播。一方面使电波发生变化和引起电波的吸收。一方面使电波发生变化和引起电波的吸收。另一方面由于地球表面是球型，使沿它传播另一方面由于地球表面是球型，使沿它传播的电波发生绕射。的电波发生绕射。l外层空间传播外层空间传播电磁波由地面发出，经低空大气层和电电磁波由地面发出，经低空大
25、气层和电离层而到达外层空间的传播，如卫星传播、离层而到达外层空间的传播，如卫星传播、宇宙探测等均属于这种远距离传播。宇宙空宇宙探测等均属于这种远距离传播。宇宙空间近似于真空状态，传输特性比较稳定。间近似于真空状态，传输特性比较稳定。电波的各种传播方式l天波传播天波传播籍此电离层的反射作用，电波在地面与籍此电离层的反射作用，电波在地面与电离层之间来回反射传播至较远的地方。我电离层之间来回反射传播至较远的地方。我们把经过电离层反射到地面的电波叫作天波。们把经过电离层反射到地面的电波叫作天波。l散射传播散射传播当天线辐射出去的电波，投射到那些不当天线辐射出去的电波，投射到那些不均匀体的时候，类似于光
26、的散射和反射现象，均匀体的时候，类似于光的散射和反射现象，电波发生散射或反射，一部分能量传播到接电波发生散射或反射，一部分能量传播到接收点，这种传播称为散射传播。收点，这种传播称为散射传播。电波的各种传播方式l空间波传播空间波传播移动通信移动通信电磁波直接从发射天线传播到接收天线，电磁波直接从发射天线传播到接收天线，另外还可以经地面反射而到达接收天线。所另外还可以经地面反射而到达接收天线。所以接收天线处的场强是以接收天线处的场强是直接波和反射波直接波和反射波的合的合成场强，直接波不受地面影响，地面反射波成场强，直接波不受地面影响，地面反射波要经过地面的反射，因此要受到反射点地质要经过地面的反射
27、，因此要受到反射点地质地形的影响。地形的影响。空间波在大气的底层传播，传播的距离空间波在大气的底层传播，传播的距离受到地球曲率和低空大气层的影响。收，发受到地球曲率和低空大气层的影响。收，发天线之间的最大距离被限制在天线之间的最大距离被限制在视线范围内视线范围内，要扩大通信距离，就必须增加天线高度。一要扩大通信距离，就必须增加天线高度。一般地说，视线距离可以达到般地说，视线距离可以达到5050kmkm左右。左右。覆盖区大小与天线的高度和增益成比例。在蜂窝系统中，基站天线高度从20m100m不等，其具体取值由环境确定，例如城市中天线高度约为30m，郊区高度取50m，乡村取80m。天线增益的取值同
28、样依赖于环境 空间波空间波传播环境 1.3各个波段的传播特点长波传播长波传播（波长（波长10001000米以上）米以上）以以表面波表面波或天波的形式传播。或天波的形式传播。对其他接受台干扰很强烈；天电干扰对长波对其他接受台干扰很强烈；天电干扰对长波的接收的影响严重，特别是雷雨较多的夏季的接收的影响严重，特别是雷雨较多的夏季中波传播中波传播（波长（波长100-1000100-1000米）米）以表面波或天波的形式传播以表面波或天波的形式传播波长在波长在20002000200200米的中短波主要用于广播米的中短波主要用于广播短波传播短波传播（波长（波长10-10010-100米）米）靠表面波和靠表面
29、波和天波天波传播。传播。各个波段的传播特点l超短波和微波超短波和微波（波长为（波长为1010米以下）的米以下）的频率很高频率很高，表，表面波衰减很大；电波穿入电离层很深，甚至不能反面波衰减很大；电波穿入电离层很深，甚至不能反射回来，所以超短波、微波一般不用表面波、天波射回来，所以超短波、微波一般不用表面波、天波的传播方式，而只能用的传播方式，而只能用空间波、散射波和穿透外层空间波、散射波和穿透外层空间的传播方式空间的传播方式。l超短波和微波超短波和微波的的频带很宽频带很宽。超短波广泛应用于电视，。超短波广泛应用于电视，调频广播，雷达等方面。利用微波可同时传送几千调频广播，雷达等方面。利用微波可
30、同时传送几千路电话或几套电视节目。路电话或几套电视节目。l超短波和微波超短波和微波的传播特点基本上相同，主要是在低的传播特点基本上相同，主要是在低空大气层做空大气层做视距传播视距传播。因此，为了增大通信距离，。因此，为了增大通信距离，一般把天线架高。一般把天线架高。1.4传播性能的指标l传送的传送的功率功率指的是发射机所发射的能量。拥有较高指的是发射机所发射的能量。拥有较高的传输功率将有助于压制它的频带内其他的干扰信的传输功率将有助于压制它的频带内其他的干扰信号，但是拥有较高传输功率的设备也将可能耗电较号，但是拥有较高传输功率的设备也将可能耗电较多，同时对别的信号的干扰也加强。多，同时对别的信
31、号的干扰也加强。l灵敏性灵敏性指的是在信道中可以被接收机接受的最弱信指的是在信道中可以被接收机接受的最弱信号的测量。数值愈低的那台接收机的设备就愈好。号的测量。数值愈低的那台接收机的设备就愈好。但是这要求所有的制造商和标准都用相同的参考值但是这要求所有的制造商和标准都用相同的参考值（如包丢失率）来定义灵敏度。（如包丢失率）来定义灵敏度。l信道是对无线通信中发送端和接收端之间的通路的信道是对无线通信中发送端和接收端之间的通路的一种形象比喻，信道有一定的一种形象比喻，信道有一定的带宽带宽。1.5移动信道的复杂性l模拟有线信道中典型的信噪比约为模拟有线信道中典型的信噪比约为4646dBdB。通过选择
32、通过选择合适的材料与精心加工，可以确保有一个相对稳定合适的材料与精心加工，可以确保有一个相对稳定的电气环境。信噪比的波动通常不超过的电气环境。信噪比的波动通常不超过l l一一2 2dBdB。l陆地移动系统中，移动台处于城市建筑群之中或处陆地移动系统中，移动台处于城市建筑群之中或处于地形复杂的区域，其天线将接收从多条路径传来于地形复杂的区域，其天线将接收从多条路径传来的信号，再加移动台本身的运动，使得移动台和基的信号，再加移动台本身的运动，使得移动台和基站之间的无线信道多变且难以控制。站之间的无线信道多变且难以控制。衰落是经常发衰落是经常发生的，衰落深度可达生的，衰落深度可达3030dBdB。l
33、无线信道包括了电波的多径传播，无线信道包括了电波的多径传播，时延扩展，衰落时延扩展，衰落特性以及多普勒效应特性以及多普勒效应多径快衰落l由于电波通过各个路径的距离不同，因而各个路径由于电波通过各个路径的距离不同，因而各个路径来的反射波到达时间不同，相位也就不同。不同相来的反射波到达时间不同，相位也就不同。不同相位的多个信号在接收端迭加，有时迭加而加强（方位的多个信号在接收端迭加，有时迭加而加强（方向相同），有时迭加而减弱（方向相反）。这样，向相同），有时迭加而减弱（方向相反）。这样，接收信号的幅度将急剧变化，即产生了接收信号的幅度将急剧变化，即产生了快衰落快衰落。l在城市环境中，一辆快速行驶车
34、辆上的移动台的接在城市环境中，一辆快速行驶车辆上的移动台的接收信号在一秒钟之内的显著衰落可达数十次。收信号在一秒钟之内的显著衰落可达数十次。l多径传播使接收端的信号近似于一种叫做多径传播使接收端的信号近似于一种叫做RayleighRayleigh分布的数学分布，故多径快衰落又称为分布的数学分布，故多径快衰落又称为 RayleighRayleigh衰衰落。落。慢衰落l接收信号除瞬时值出现快衰落之外，场强平接收信号除瞬时值出现快衰落之外，场强平均值也会出现缓慢变化。这种由阴影效应和均值也会出现缓慢变化。这种由阴影效应和气象原因引起的信号变化称为慢衰落。慢衰气象原因引起的信号变化称为慢衰落。慢衰落接
35、收信号近似服从一种叫做落接收信号近似服从一种叫做对数正态分布对数正态分布的数学分布，变化幅度取决于障碍物状况、的数学分布，变化幅度取决于障碍物状况、工作频率、障碍物和移动台移动速度等。工作频率、障碍物和移动台移动速度等。l快衰落和慢衰落是由相互独立的原因产生，快衰落和慢衰落是由相互独立的原因产生，随着移动台的移动，这二者构成移动通信接随着移动台的移动，这二者构成移动通信接收信号不稳定的因素。收信号不稳定的因素。时延扩展由于电波通过各个路径的距离不同，因而各由于电波通过各个路径的距离不同，因而各个路径来的反射波到达时间不同，也就是各个路径来的反射波到达时间不同，也就是各信号的时延不同。当发送端发
36、送一个极窄的信号的时延不同。当发送端发送一个极窄的脉冲信号时，移动台接收的信号由许多不同脉冲信号时，移动台接收的信号由许多不同时延的脉冲组成，我们称为时延扩展。时延的脉冲组成，我们称为时延扩展。多普勒频移在移动通信中，当移动台移向基站时，频率变高，在移动通信中，当移动台移向基站时，频率变高，远离基站时，频率变低，所以我们在移动通信中要充远离基站时，频率变低，所以我们在移动通信中要充分考虑分考虑“多普勒效应多普勒效应”, ,这也加大了移动通信的复杂性。这也加大了移动通信的复杂性。最大多普勒频移最大多普勒频移f fm m与载波频率与载波频率f fc c及接收机最大移动及接收机最大移动速度速度v v
37、m m相关：相关：f fm m= = f fc c v vm m/C/C 其中其中c c为无线电波传播速度。为无线电波传播速度。发射机的载波频率为发射机的载波频率为910910MHzMHz，l以步行速度以步行速度1.331.33m/sm/s移动由此引起的最大多普勒频移为移动由此引起的最大多普勒频移为44HzHz；l以以6060英里英里/ /小时的速度移动，则多普勒频移将增加到小时的速度移动，则多普勒频移将增加到120120HzHz。1.5移动信道研究的基本方法（1 1）理论分析，即用电磁场理论或统计理论分析电波）理论分析，即用电磁场理论或统计理论分析电波在移动环境个中的传播特性，并用各种数学模
38、型来在移动环境个中的传播特性，并用各种数学模型来描述移动信道。往往要提出一些描述移动信道。往往要提出一些假设条件假设条件使信道数使信道数学模型简化，所以数学模型对信道的描述都是近似学模型简化，所以数学模型对信道的描述都是近似的。的。（2 2）现场电波传播实测，即在不同的传播环境中，做）现场电波传播实测，即在不同的传播环境中，做电波传播电波传播实测试验实测试验。测试参数包括接收信号幅度、。测试参数包括接收信号幅度、延时以及其它反映信道特征的参数。对实测数据进延时以及其它反映信道特征的参数。对实测数据进行统计分析，可以得出一些有用的结果。行统计分析，可以得出一些有用的结果。（3 3）移动信道的计算
39、机模拟，计算机具有很强的计算）移动信道的计算机模拟，计算机具有很强的计算能力，能灵活快速地模拟各种移动环境。能力，能灵活快速地模拟各种移动环境。相辅相成，可用于研究进程的不同阶段相辅相成，可用于研究进程的不同阶段1.6电波传播特性研究的结果1 1、对移动环境中电波传播特性给出某种统计描述。、对移动环境中电波传播特性给出某种统计描述。理论分析和实测试验结果表明，在移动环境中接理论分析和实测试验结果表明，在移动环境中接收信号的幅度在大多数情况下符合瑞利（收信号的幅度在大多数情况下符合瑞利（RayleighRayleigh）分布。在有些情况，则更符合其它分布分布。在有些情况，则更符合其它分布: :
40、RICERICE信道、信道、RUMMERRUMMER信道、信道、 自定义多径信道等。自定义多径信道等。2 2、建立电波传播模型。、建立电波传播模型。模型可包括图表、近似计算公式等。近年来，在模型可包括图表、近似计算公式等。近年来，在计算机上建模也越来越流行。应用电波传播模型可对计算机上建模也越来越流行。应用电波传播模型可对无线电波在传播过程中的各种干扰和损耗进行预测，无线电波在传播过程中的各种干扰和损耗进行预测，直接为系统工程设计服务。直接为系统工程设计服务。第二部分l无线传播特性l无线接口的主要技术双工技术双工技术码分多址技术码分多址技术信源编码技术信源编码技术信道编码技术信道编码技术功率控
41、制技术功率控制技术软切换技术软切换技术3 3G G增强技术增强技术l3G技术的特点和优势3G关键技术多址技术多址技术 编码技术编码技术RAKE RAKE 接收机接收机* *智能天线智能天线* *软件无线电软件无线电* *功率控制技术功率控制技术 软切换技术软切换技术调制技术调制技术。l高速率传输以支持多媒高速率传输以支持多媒体业务传输体业务传输l速率能够按需分配速率能够按需分配l上下行链路能适应不对上下行链路能适应不对称要求称要求l提供不同提供不同QoSQoS要求的多种要求的多种业务业务l高频谱利用率高频谱利用率l高容量高容量l高抗干扰能力高抗干扰能力1 双工技术lFDD: FDD: 上下行频
42、率配对上下行频率配对WCDMAWCDMA的基本带宽为的基本带宽为5 5MHz2MHz2，如果运营者建设多层网，即用宏蜂如果运营者建设多层网，即用宏蜂窝完成大面积覆盖，用微蜂窝覆盖热点地区，用微微蜂窝提供高窝完成大面积覆盖，用微蜂窝覆盖热点地区，用微微蜂窝提供高速接入，则至少需要速接入，则至少需要3 3个频点，即个频点，即1515MHz2MHz2的频率。的频率。lTDDTDD：上下行频率相同上下行频率相同TD-SCDMATD-SCDMA的单载波带宽为的单载波带宽为1.61.6MHzMHz，而且不需要对称频段，在考而且不需要对称频段，在考虑三级网络结构时，分配虑三级网络结构时，分配5 5MHzMH
43、z就可组建一个基本的就可组建一个基本的全国网全国网。在在TDDTDD的工作模式中，上下行数据的传输通过控制上、下行的发送的工作模式中，上下行数据的传输通过控制上、下行的发送时间长短来决定，这尤其适合今后的移动因特网、多媒体视频点时间长短来决定，这尤其适合今后的移动因特网、多媒体视频点播等非对称业务的高效传输。播等非对称业务的高效传输。2 多址技术lSDMASDMA：lFDMA:FDMA:lTDMATDMA：lCDMACDMA：3G3G智能天线智能天线OFDMOFDMEVDOEVDO码分多址技术l3G3G技术方案已基本上统一到技术方案已基本上统一到CDMACDMA（码分码分多址多址）技术上。技术
44、上。在在CDMACDMA系统中系统中, ,移动台与基站之间采用码分多址方式进行连移动台与基站之间采用码分多址方式进行连接接, , 这种多址方式完全区别于传统的信号调制方式这种多址方式完全区别于传统的信号调制方式, ,信号信号在频率在频率, ,时间和空间上互相重叠时间和空间上互相重叠；l采用码分多址接入技术和扩频技术，加上丰富的码字资源，采用码分多址接入技术和扩频技术，加上丰富的码字资源，使得使得3 3G G系统具有系统具有极高的频率利用率极高的频率利用率，而且同一频率还可以，而且同一频率还可以在相邻小区中复用，这使在相邻小区中复用，这使频率规划简单，容量大频率规划简单，容量大。在相同。在相同的
45、频段内提供的系统容量比模拟的频段内提供的系统容量比模拟TDMATDMA系统大系统大10102020倍，比倍，比TDMATDMA数字系统大数字系统大4 46 6倍。倍。l3 3G G用码字区分信道，码字长度不同，信道提供的速率就不用码字区分信道，码字长度不同，信道提供的速率就不同，所需要的功率也不同，这为同，所需要的功率也不同，这为3 3G G系统有效支持多种业务、系统有效支持多种业务、提供不同等级的服务质量奠定了基础。提供不同等级的服务质量奠定了基础。 CDMA 概念类比: 国际性集会-同一房间（频率）的多个交谈-每一对话的音量要控制到最小(功率控制）-使用不同的语言（码分）q小区呼吸小区呼吸
46、q软容量软容量TimePowerFrequency GSM - FDMA/TDMA 混合方案 窄带载频复用 WCDMA 使用CDMA直接扩频技术 码分多址 - 多个用户同时使用一个载频 单频复用CDMA 概念FrequencyCDMAPowerTime宽带扩频技术窄带系统大衰落大衰落发射信号发射信号接收到的衰落信号接收到的衰落信号频率频率频率频率强度强度强度大衰落发射信号接收到的衰落信号频率频率强度强度宽带系统最大优点：抗衰落性能强频率复用因子N=12 frequency reuse65432187912101165432187912101165432187912101165432187912
47、1011GSMGSM111111111111111111111111111111111111111111111N=1 frequency reuseWCDMAWCDMA信源编码信源编码有效性有效性采用速率可变信源编码进一步提高编码效率采用速率可变信源编码进一步提高编码效率AMR(动态多码率编码动态多码率编码)：AMR编码允许系统根据无线编码允许系统根据无线接口的资源动态调整话音编码速率接口的资源动态调整话音编码速率 8K EVRC（Enhanced Variable Rate Vocoder),8K QCELP,13KQCELP （Qualcomm Code-Excited Linear Pr
48、edictive ）3 信源编码技术根据不同的区域根据不同的区域/时效时效/用户，提供不同用户，提供不同QoS服务服务负载重的情况下，减轻负载，增加系统容量负载重的情况下，减轻负载，增加系统容量负载轻的情况下，尽量提高负载轻的情况下，尽量提高QoS，增加满意度增加满意度采用采用4.75Kbps时相对时相对12.2Kbps容量提高约容量提高约40%AMR控制4、信道编码-可靠性无纠错编码： BER10-1 10-2不能满足通信需要卷积编码： BER10-3满足语音、信令、低速数据通信需要Turbo 码： BER10-6满足数据通信需要WCDMA采用高性能的信道编码和二次交织，提高系统性能采用高性
49、能的信道编码和二次交织，提高系统性能编解码极大地降低了工作点的信噪比，是无线传输中的常用手段编解码极大地降低了工作点的信噪比，是无线传输中的常用手段Turbo码能够使传输信号的信噪比接近码能够使传输信号的信噪比接近Shannon极限极限混合编码： HARQHARQ：FEC+ARQ HSDPAWCDMA: WCDMA: 数据速率数据速率= =384384KbpsKbps, , 符号速率符号速率= =960960KspsKsps, , 码片速码片速率率=3.84Mcps=3.84Mcps信源信源编码编码交织交织信道信道编码编码扩频扩频 扰码扰码WCDMA: WCDMA: 3.84Mchips/s3
50、.84Mchips/scdma2000: cdma2000: 1.2288Mchips/s1.2288Mchips/s符号速率符号速率数据速率数据速率码片速率码片速率5、RAKE接收机l专为专为CDMACDMA系统设计的系统设计的分集分集相干扩频相干扩频接收器接收器l可对多个携有相同信息且衰落特性相互独立可对多个携有相同信息且衰落特性相互独立的单径信号进行的单径信号进行相位校正相位校正并进行并进行最大比合并最大比合并处理，从而达到克服多径衰落，提高接收信处理，从而达到克服多径衰落，提高接收信号与干扰比的目的。号与干扰比的目的。l实际的实际的CDMACDMA系统中的系统中的信道估计是根据发射信信
51、道估计是根据发射信号中携带的导频符号完成的号中携带的导频符号完成的。通过接收带有通过接收带有确知信息的导频信号，可以对多径信号的幅确知信息的导频信号，可以对多径信号的幅度和相位信息进行估计，从而使得多径分集度和相位信息进行估计，从而使得多径分集和相干接收成为可能。和相干接收成为可能。RAKE接收机接收机单径接收电路单径接收电路单径接收电路搜索器计算信号强度与时延合 并合并后的信号tts(t)s(t)6.智能天线全向小区全向小区三扇区小区三扇区小区智能天线小区智能天线小区干扰干扰UE最大优点：能有效降低干扰，提供系统覆盖和容量TD-SCDMATD-SCDMA上下行链路工作于同一频率，对称的电波上
52、下行链路工作于同一频率，对称的电波传播特性使之便于使用传播特性使之便于使用智能天线智能天线等新技术等新技术7.SDR技术lSDR Forum：能够实现充分可编程通信，对信息进行有效控制，覆盖多个频段，支持大量波形和应用软件的通信设备 l无线8F组 ：政府关注l软件无线电的核心思想是在尽可能靠近天线的地方使用宽带A/D和D/A变换器,并尽可能多地用软件来定义无线功能，各种信号处理功能都尽可能用软件实现。 l由于第三代移动通信标准难以统一，软件无线电作为个人全球漫游极有前景的解决手段，会越来越多地应用到下一代多模多频终端中。 第二部分l无线传播特性l无线接口的主要技术l3G技术的特点和优势3 3G
53、 G技术的特点技术的特点技术技术特点特点9/17/202468BSS Package第三部分WCDMAWCDMA网络的结构与演进网络的结构与演进孙震强孙震强第三部分l3G3G技术标准技术标准选取选取lWCDMAWCDMA标准版本选择标准版本选择lWCDMAWCDMA无线接入网络无线接入网络lWCDMAWCDMA核心网络核心网络1 1、3 3G G主流技术标准比较主流技术标准比较l标准分析标准分析l网络性能网络性能l终端分析终端分析l漫游分析漫游分析l知识产权知识产权l风险分析风险分析标准分析l无线网：无线网：l核心网：核心网：l业务：业务：lQoSQoS： WCDMA cdma2000带宽带宽
54、 5 5MHz 1.25MHzMHz 1.25MHz码片速率码片速率 3.84 3.84Mcps Mcps 1.2288Mcps 1.2288Mcps 最高速率最高速率 2 2Mbps 153.6kbps(0) Mbps 153.6kbps(0) (R5)810Mbps 307.2kbps(A) (R5)810Mbps 307.2kbps(A) 2.4Mbps(DO) 2.4Mbps(DO) 3.1Mbps(DV) 3.1Mbps(DV) WCDMA cdma2000信令协议信令协议 ITU No.7 ITU No.7 北美北美No.7 No.7 网络结构网络结构 R99R99中引入中引入Iu
55、 Iu 电路域电路域: :IS-41EIS-41E演进演进 R4R4中中BICSCN BICSCN 分组域：分组域：Mobile IP Mobile IP R5 R5中中IMS(SIP) ALL IP(SIP)IMS(SIP) ALL IP(SIP) 智能网智能网 CAMEL WINCAMEL WINWCDMA:WCDMA:R99R99制定了网络业务能力提供、应用程序接口制定了网络业务能力提供、应用程序接口、业业务开发平台及业务开发工具一系列规范务开发平台及业务开发工具一系列规范在在R4R4版中，对业务开发平台、部分业务开发工具版中，对业务开发平台、部分业务开发工具（包括（包括LCSLCS、M
56、exEMexE、USATUSAT）作了修改，加强了其功作了修改，加强了其功能，还提出了文本电话（能，还提出了文本电话（Text telephonyText telephony）、）、多多媒体信息业务（媒体信息业务（MMSMMS）等业务规范。等业务规范。 R5R5版的规范还在制定当中，提出了版的规范还在制定当中，提出了IPIP多媒体业务多媒体业务（IMSIMS）、）、Push ServicePush Service、Streaming ServiceStreaming Service等等业务。业务。cdma2000cdma2000：业务与网络分离的思想业务与网络分离的思想在个别方面如定位（在个别
57、方面如定位（LCSLCS）、）、增强信息业务增强信息业务（EMSEMS）上提出了一些规范上提出了一些规范 WCDMA cdma2000QoSQoS参数参数 四类四类 无无无线网无线网 接入控制接入控制 无无 QoSQoS协商协商 无线资源动态分配无线资源动态分配核心网核心网 MPLSMPLS和和DiffServ DiffServDiffServ DiffServ 网络性能l语音容量语音容量l数据容量数据容量l覆盖覆盖l同步同步l发射分集发射分集v多个厂家提供的数据综合如下：多个厂家提供的数据综合如下： cdma2000：3545个个8kbps_calls/1.25MHz/sector WCDM
58、A：79100个个12.2kbps_calls/5MHz/sectorv广州研发中心测试结果表明广州研发中心测试结果表明: : WCDMA语语音音极极限限容容量量为为137个个12.2kbps_calls/5MHz/sector cdma2000语语音音极极限限容容量量为为60个个8kbps_calls/1.25MHz/sectorv数数据据业业务务的的容容量量与与用用户户的的业业务务模模型型、用用户户移移动动速速率率等等因因素素有有关关，总总体体上上对对于于尽尽力力而而为为（Best Effort）的的数数据据业务，两者容量相近业务，两者容量相近v多个厂家提供的数据综合如下：多个厂家提供的数
59、据综合如下： cdma2000：300570 kbps/1.25MHz /sector WCDMA： 11002688 kbps/5MHz/sectorv广州研发中心测试结果表明广州研发中心测试结果表明: : 对对384kbps业业务务，WCDMA容容量量达达到到1536kbps/5MHz/sector;对对 144kbps业业 务务 ， 容容 量量 达达 到到2066kbps 5MHz/sector; 对对 144kbps业业 务务 ， cdma2000 1X容容 量量 达达 到到410kbps/1.25MHz/sector；比比WCDMAWCDMA低低 v在在相相同同条条件件下下，两两种种
60、制制式式在在覆覆盖盖上上基基本本相相同同，比比1800MHz GSM稍好；稍好；v多个厂家提供的数据综合如下：多个厂家提供的数据综合如下： 城区，语音业务覆盖半径大约为城区，语音业务覆盖半径大约为0.41km； 郊区，语音业务覆盖半径大约为郊区，语音业务覆盖半径大约为25km；vH3GH3G在罗马支持在罗马支持Videocall的典型数据是：的典型数据是： 密集城区覆盖半径为密集城区覆盖半径为350m，城区为城区为600m，郊区为郊区为1350m，农村为农村为3500m；vWCDMA采用异步方式，同步可选；采用异步方式，同步可选；vcdma2000采用同步方式；采用同步方式； v都都可以采用发
61、射分集提高网络性能可以采用发射分集提高网络性能终端分析l机卡分离机卡分离l功能功能l业务生成环境业务生成环境cdma2000 1Xcdma2000 1X终端比终端比WCDMAWCDMA成熟性好，种类多成熟性好，种类多, ,WCDMAWCDMA可支持电可支持电路域可视电话，电池使用时间已经接近路域可视电话，电池使用时间已经接近2 2G G终端。从发展来看，终端。从发展来看，两者硬件技术和业务能力相差不大，价格取决于商用规模。两者硬件技术和业务能力相差不大，价格取决于商用规模。 v WCDMAWCDMA和和TD-SCDMATD-SCDMA支持机卡分离支持机卡分离v cdma2000有待改进有待改进
62、v 最高速率有所不同最高速率有所不同v 都支持短信都支持短信、多媒体短信、多媒体短信、WAPWAPv WCDMA WCDMA支持电路域可视电话支持电路域可视电话v WCDMAWCDMA采用采用J2MEJ2MEv cdma2000cdma2000采用采用BREW BREW l信令体系信令体系l用户标识用户标识l频率频率l可漫游区域可漫游区域漫游分析vWCDMA的信令体系采用的信令体系采用ITU的的No.7信令标准信令标准vcdma2000cdma2000的信令体系采用北美的的信令体系采用北美的No.7No.7信令标准信令标准 v在体现兼容性的高层信令方面，在体现兼容性的高层信令方面，WCDMA的
63、的MAP优于优于cdma2000的的ANSI-41 vWCDMAWCDMA使用使用ITUITU的的IMSIIMSI号码来统一号码来统一全球移动用户号码，漫游功能实现全球移动用户号码，漫游功能实现简便，规范完整。简便，规范完整。vcdma2000cdma2000使用的是使用的是ANSI-41ANSI-41的的MINMIN号码管理，目前其不具备全球漫游号码管理，目前其不具备全球漫游的体系，因此需要使用其它一些补的体系，因此需要使用其它一些补充方法来实现全球漫游充方法来实现全球漫游 WCDMAWCDMA的国际漫游能力优于的国际漫游能力优于cdma2000cdma2000。TD-SCDMATD-SCD
64、MA必必须采用多模终端才能实现国际漫游。须采用多模终端才能实现国际漫游。v WCDMAWCDMA目前全部在目前全部在2 2G HzG Hz核心频核心频段上使用，段上使用，GSMGSM在在900900MHzMHz、1800MHz1800MHz、1900MHz1900MHz上使用。上使用。v cdma2000/cdma2000/cdmaOnecdmaOne目前主要在目前主要在800800MHzMHz、1800MHz1800MHz、1900MHz1900MHz上使用，上使用，明确在明确在2 2GHzGHz上使用的只有上使用的只有KDDIKDDI、LGT LGT v国内、亚太两者都可国内、亚太两者都可
65、vcdma2000cdma2000美洲美洲 vWCDMAWCDMA欧洲欧洲知识产权专利拥有现状专利拥有现状WCDMAWCDMA专利分布比较分散专利分布比较分散cdma2000cdma2000专利分布也较为分散，高通地位的变化给专利分布也较为分散，高通地位的变化给专利费用的分配带来一定的影响，预计专利费不会专利费用的分配带来一定的影响，预计专利费不会超过超过IS95IS95的比例的比例TD-SCDMATD-SCDMA专利中，诺基亚、爱立信、西门子等国外专利中，诺基亚、爱立信、西门子等国外厂商持有大部分基本专利，大唐在物理层专利中占厂商持有大部分基本专利，大唐在物理层专利中占有较大比重有较大比重
66、进入进入WTOWTO，厂商之间需要通过市场规则合理解决知厂商之间需要通过市场规则合理解决知识产权问题，应尽早进行。识产权问题，应尽早进行。 知识产权谈判进程和知识产权谈判进程和结果，直接决定结果，直接决定3 3G G进程。进程。风险分析l产品商用化进程的风险产品商用化进程的风险 设备设备终端终端 非核心频段cdma2000 1X风险较小，WCDMA、cdma2000 1xEV-DO终端种类较少，有待进一步市场推动，TD-SCDMA存在较大风险。 l GPSGPS的依赖风险的依赖风险 cdma20001x、TD-SCDMA对GPS有较强的依赖性， WCDMA就不存在该依赖性。WCDMA的选取优势
67、：优势：规模效应规模效应全球漫游能力全球漫游能力信令组网方便信令组网方便核心网采用软交换的架构，有利于网络的演进核心网采用软交换的架构，有利于网络的演进 业务拓展灵活业务拓展灵活可以和可以和TD-SCDMATD-SCDMA混合组网混合组网劣势：劣势：目前终端种类相对较少，互操作性有待验证目前终端种类相对较少，互操作性有待验证 目前商用用户较少，市场有待进一步培育目前商用用户较少，市场有待进一步培育 CDMA2000的选取优势：优势：产品成熟度较高，近期建网成本可能稍低产品成熟度较高，近期建网成本可能稍低 非核心频段的产品已经大规模商用，有成熟的组网经验非核心频段的产品已经大规模商用，有成熟的组
68、网经验可以借鉴可以借鉴 cdma2000 1Xcdma2000 1X商用终端（非机卡分离、非核心频段）种类商用终端（非机卡分离、非核心频段）种类较多较多 劣势：劣势：全球漫游能力有一定的局限性全球漫游能力有一定的局限性远期规模效益不如远期规模效益不如WCDMAWCDMA核心频段产业链尚未成熟核心频段产业链尚未成熟GPSGPS同步问题，存在政策风险同步问题，存在政策风险芯片供货厂家单一芯片供货厂家单一TD-SCDMA的选取优势：优势：TD-SCDMATD-SCDMA无需对称频谱、适合非对称数据传输无需对称频谱、适合非对称数据传输 中国掌握一定比例的知识产权中国掌握一定比例的知识产权 政府政策支持
69、政府政策支持 ( (TSM/LCR)TSM/LCR)劣势：劣势：产业规模太小产业规模太小 产业化进程较慢产业化进程较慢 微蜂窝单独组网成本高，基站需求数量远远多于微蜂窝单独组网成本高，基站需求数量远远多于FDDFDD方式方式 目前世界上尚无一家运营商表示单独用目前世界上尚无一家运营商表示单独用TDDTDD系统建网，系统建网，国际漫游受到限制国际漫游受到限制 目前目前TD-SCDMATD-SCDMA的产品基于的产品基于TSMTSM标准标准 ，无法支持平滑升，无法支持平滑升级级至至LCR LCR WCDMATD-SCDMA的选取优势：优势：可从可从WCDMAWCDMA起步，待起步，待TD-SCDM
70、ATD-SCDMA成熟后逐步引入成熟后逐步引入TD-SCDMATD-SCDMA既利用了既利用了WCDMAWCDMA的各种优点，又体现了对自主知识产权的支持的各种优点，又体现了对自主知识产权的支持相对于相对于TD-SCDMATD-SCDMA单独组网，漫游能力有所加强单独组网，漫游能力有所加强一定条件下，两种制式混合组网可以发挥各自技术优势一定条件下，两种制式混合组网可以发挥各自技术优势容易争取政策支持容易争取政策支持 劣势：劣势：两种制式混合组网的能力还需验证两种制式混合组网的能力还需验证网络规划运营复杂，尚无经验网络规划运营复杂，尚无经验同步建网难度较大同步建网难度较大目前目前TD-SCDMA
71、TD-SCDMA的产品侧重在的产品侧重在TSMTSM，但，但TSMTSM不适合与不适合与WCDMAWCDMA混合组网混合组网对对终终端端的的要要求求较较高高，TD-SCDMA/WCDMATD-SCDMA/WCDMA双双模模终终端端开开发发计计划划尚尚未未提提上上日程日程制式选择的建议v WCDMA 和cdma2000 1X两种制式在技术上并无本质区别 ；v WCDMA的产业规模效应 、良好的全球漫游能力以及灵活的业务拓展能力得到了一致认可 ；v cdma2000 1X产品的成熟性较高，TD-SCDMA较差； 选择选择WCDMAWCDMA更有利于中国电信的长远可持续发展！更有利于中国电信的长远可
72、持续发展！第三部分l3G3G技术标准技术标准选取选取lWCDMAWCDMA标准版本选择标准版本选择lWCDMAWCDMA无线接入网络无线接入网络lWCDMAWCDMA核心网络核心网络WCDMAWCDMA标准化现状标准化现状 lR99 R99 0000lR4R40101lR5R50202lR6R60303v无线接入网采用无线接入网采用WCDMAWCDMA技术技术: :RNC+Node BRNC+Node B vIurIur 、IubIub 、IuIu采用采用ATMATM标准标准vOSAOSA便于第三方参与各种新业务的开发便于第三方参与各种新业务的开发 vCAMEL3v无线接入网引入无线接入网引入
73、TD-SCDMATD-SCDMAvCSCS域承载与控制分离域承载与控制分离: :MSC Server+MGWMSC Server+MGWv新的信令新的信令: :BICCBICC、SIP-TSIP-T、H.248H.248vTrFOTrFO技技术 v无线接入网引入无线接入网引入HSDPAHSDPAvIMS IMS 域域：接入无关性：接入无关性vCAMEL4CAMEL4vWLANWLAN与与3 3G G系系统的的结合合 v多媒体广播和多播多媒体广播和多播业务（MBMSMBMS）超3G(4G)WCDMA的演进MSCGMSCCSGGSNSGSNPSRNSBSSRNSBSSMGWRNSBSSMGWMGW
74、CSGGSNSGSNPS MSC server GMSC serverBilling ServerOMCSCPHLRMMSCGMLCMGWCSGGSNSGSNPS MSC serverBilling ServerSCPHSSGMLCMMSCOMC MGCF CSCFIMS GMSC serverR99R99R4R4R5R5核心网基于演进的GSM和GPRS网络电路域实现IP传输核心网和无线接入网均采用IP传输WCDMAWCDMA向全向全向全向全IPIP的演进符合下一代网络的发展趋势的演进符合下一代网络的发展趋势的演进符合下一代网络的发展趋势的演进符合下一代网络的发展趋势Billing Serve
75、rOMCSCPHLRMMSCGMLCq基于R99标准版q基于R99增强版：“R99+分离结构” （准R4）：R99增强版： “R99+CS域分离结构” UTRAN、PS域R99标准 CS域R4标准q基于R4标准版WCDMAWCDMA商用产品商用产品中国电信：l没有2G/2.5G网络；l有完整的TDM、IP、ATM固网资源；l可充分考虑技术的先进性和可发展性；2003/20042003/2004年的版本选择：年的版本选择：R99R99？R4R4？版本论证版本论证技术分析技术分析 现有资源利用程现有资源利用程度度成熟度分析成熟度分析经济分析经济分析业务分析业务分析终端分析终端分析1 1、技术分析、
76、技术分析 无线接入无线接入网网PSPS域分析域分析CS域分析QoS 网络安全 演进路线 其它其它无线接入网R4R4兼兼容容R99R99，结结构构还还是是由由RNCRNC和和Node Node B B组组成成，功功能能基本与基本与R99R99相同，改进包括：相同，改进包括：1）R4阶段引入TD-SCDMA： Node B同步 单模RNS、双模RNC、双模RNS R99阶段引入TD-SCDMA较困难 2) 支持新的定位方法（OTDOA、A-GPS），提高精度；PSPS域域分析分析-R4的改进结构无任何变化，还是由SGSN和GGSN组成，但R4对部分协议进行了更改以支持增强的业务能力：1） PS域流
77、媒体业务标准的统一(针对下行链路)；2）增加了对LCS的支持；3）PS域所提供业务的OoS及安全性也得到进一步保证。R4R4较较R99R99有较少的改进！有较少的改进！CS域分析-R4的改进l网络架构网络架构l信令信令l传输方案传输方案l互通性互通性lTrFOTrFOIuMSC服务器GMSC服务器MGWMGWIuMcNcNbMcTDMMSCGMSCIuTDMTDM承载与控制分离R99R4CS域网络架构R4R4扁平式网路结构扁平式网路结构承载在一个平面上交互，可以依承载在一个平面上交互，可以依附到目前中国电信的分组网络上附到目前中国电信的分组网络上相关信令通过相关信令通过MSC MSC 服务器协
78、商完服务器协商完成，占用的宽带非常少成，占用的宽带非常少 R99R99分层式网路结构可分为分层式网路结构可分为二级网络结构二级网络结构三级网络结构三级网络结构二二/ /三级网络混合结构三级网络混合结构 CS域的信令NcNc 接口：接口：BICC (ITU-T Q.1901):BICC (ITU-T Q.1901):支持支持ATMATM和和IPIP用户面承载用户面承载 Mc 接口q H.248qIP传输MSC ServerGMSC ServerMGWMGWNcMcNbMcCAPMAPCS域传输方案MSC ServerGMSC ServerMGWMGWNcMcNbMc可用TDM 、 IP 与 AT
79、M承载qTDM：R99使用，R4较少使用有成熟的有成熟的QoSQoS保证保证PSTNPSTN现网需改造升级现网需改造升级 qIP：R4使用经济，容易实现全经济，容易实现全IPIP的目标网络的目标网络QoSQoS ？没有商业运行的先例没有商业运行的先例qATM：R4使用成熟的成熟的QoSQoS保证保证需要对现网需要对现网ATMATM改造改造 CS域互通性互通性lR99R99中中通过通过GMSCGMSC与与PSTNPSTN、ISDNISDN互通；互通；lR4R4中中通通过过GMSCGMSC服服务务器器和和MGWMGW与与PSTNPSTN、ISDNISDN互通；互通； 承载与信令都有差异承载与信令都
80、有差异R99R99与传统与传统PSTNPSTN互通容易互通容易R4R4与固定软交换网络互通容易与固定软交换网络互通容易 CSCS域新域新功能功能- -TrFOTrFO实现实现WCDMAWCDMA网络内的网络内的无需码型变换无需码型变换的语音通话的语音通话1 1、避避免免和和减减少少了了码码型型变变换换次次数数，有有利利于于话话音音质质量量的的进进一一步步提提高高和和延延时时减减少少。编编解解码码转转换换只只需需在与在与PSTNPSTN的公网网关上使用。的公网网关上使用。2 2、由由于于话话音音采采用用统统计计复复用用方方式式传传递递，相相对对于于TDM64KTDM64K静静态态电电路路带带宽宽
81、分分配配而而言言，可可提提高高传传输输网网的的效效率率，实实现现网网络络带带宽宽动动态态分分配配。例例如如AMR AMR 12.2Kbps12.2Kbps在在IPIP网网中中传传输输时时只只需需增增加加一一部部分分报报头头，每每个个呼呼叫叫总总共共需需要要2020KbpsKbps，而而传传统统的的TDMTDM传传输输需要需要6464KbpsKbps。 节省节省70%70%来自于软交换和分组技术的应用来自于软交换和分组技术的应用容量大，减少网络层次和优化网络容量大，减少网络层次和优化网络结构；结构；有利于集中维护，提高维护效率；有利于集中维护，提高维护效率；传输成本的节约；传输成本的节约；但也存
82、在QoS、安全方面的问题；R4在CS域有较大改进2、现有资源利用程度 1）R99充分利用TDM网络、ATM网络和IP网络2）R4则主要利用ATM网络和IP网络选择R4使得运营商在电路域和分组域的承载网上实现两网合一成为可能，这样可以大大的减少运营商的网络建设和维护成本。对于中国电信，可以充分利用现有强大分组网络作为其承载网络，节省投资。若要利用TDM网络，R4的许多优势就会失去，但可以在部分地区利用TDM网络可以作为一个选项。R99利旧能力强于R4！3、成熟度分析l从标准的制定情况看，R99和R4都趋于成熟 l从设备的供货情况看，R99比R4成熟的多 R99产品：完全采用R99标准；R4产品：
83、完全采用R4标准l从IOT情况看，R99比R4成熟的多 l从商用情况看，R99占绝大部分承载与控制分离结构的承载与控制分离结构的R99R99增强性产品（准增强性产品（准R4R4）有商用有商用R99成熟度远强于R4！4、业务能力分析1.业务升级通过MSC服务器进行，方便快捷；2.R4新增12个OSA的API(应用协议接口)定义规范，以支持不同的应用；3.改进了终端侧和网络侧的若干应用层业务开发工具包； 4.LCS精度提高；CELLID：大于300米OTDOA：约100米A-GPS：10米5.CS域中增加实时传真、增强紧急呼叫业务性能；6.PS域增加ODB功能、统一PS域流媒体业务标准 ； R4R
84、4的业务能力较强！的业务能力较强！5、经济分析-OPEX 与版本相关的成本占40.7%：l修理费占6.4%，准R4与R99持平；lMSC服务器数量减少,人工费可以节省2%,这样OPEX能够节省2%*17%=0.34%l各厂家均称R4的MSC 服务器和MGW的硬件集成度较高，相同容量时，节省占地约2/3，节省电费约1/2。这样OPEX能够节省50%*4%=2%l假设能够节省50%的长途传输电路，利用经济分析中的条件可以计算出电路租费能够节省30%，这样OPEX能够节省30%*13.3%=4% 准准R4R4的的OPEXOPEX会比会比R99R99略低，略低，0.34%+2%+5%=6 .34 %0
85、.34%+2%+5%=6 .34 %经济分析经济分析- -CAPEXCAPEXl准R4与R99相比，虽然MSC服务器可以大大减少，但引入了许多MGW。lCS域核心网设备投资比例较小：小于15%一般认为CAPEX变化不大准准R4R4比比R99R99的经济性稍好！的经济性稍好！比较总结比较总结：比较因素R99R99R4R4技术弱强业务能力业务能力稍弱强现有资源利用度现有资源利用度稍强稍弱成熟度很强很弱经济性经济性稍弱稍强版本选择的建议v 两种版本在业务提供上并无本质区别 v R99产品的成熟性、稳定性得到了认同 v R4的CS域技术先进性很有吸引力迅速开展业务、占领市场和保证系统稳迅速开展业务、占
86、领市场和保证系统稳定定必须使用最成熟的产品！必须使用最成熟的产品！ l20042004年准年准R4(R4(增强增强R99)R99)l20052005年后可以考虑年后可以考虑R4R4第三部分l3G3G技术标准技术标准选取选取lWCDMAWCDMA标准版本选择标准版本选择lWCDMAWCDMA无线接入网络无线接入网络lWCDMAWCDMA核心网络核心网络无线接入网无线接入网ATMBackbone无线接入网无线接入网Node BUuIub (ATM)RNCIu (CS & PS)RNCIurIurIu (CS & PS)Node BUuUEATMBackboneIub (ATM)CS域PS域进行空中
87、接口进行空中接口L1L1层处理层处理( (信道编码和交织、速率匹配、信道编码和交织、速率匹配、扩频等扩频等) )，也执行一些基本的无线资源管理操作，如内，也执行一些基本的无线资源管理操作，如内环功率控制，逻辑上相当于环功率控制，逻辑上相当于GSMGSM中的基站。中的基站。分为室内型基站、室外型基站、微蜂窝、软基站、多模基站、多频基站等可提供与ATM、SDH设备相连的标准接口，与已有传输设备相连通用公共无线接口（CPRI）：分离射频和基带部分发射功率、频率接受灵敏度、范围Node B（B节点)扩大无线网络覆盖1.1.分集接受分集接受2.2.发射分集发射分集3.3.塔顶放大器（塔顶放大器（TMAT
88、MA）4.4.直放站直放站5.5.射频拉远（射频拉远（RRURRU）6.6.动态速率（动态速率（AMRCAMRC）7.7.室内覆盖系统室内覆盖系统扩大无线网络容量1 1、微蜂窝、微蜂窝-多层覆盖多层覆盖2 2、多载频：、多载频：3 3、6 6、12123 3、HSDPAHSDPA4 4、射频拉远（、射频拉远（RRURRU）5 5、室内覆盖系统、室内覆盖系统终端终端终端终端根据对不同业务的支持能力，可将终端分为根据对不同业务的支持能力，可将终端分为4 4种类型：种类型：q基本型（基本型（A A类）类）面向普通话音业务和短信息业务面向普通话音业务和短信息业务q标准型（标准型（B B类）类）能支持高
89、速数据业务、多媒体业务和能支持高速数据业务、多媒体业务和JavaJava应用应用q增强型（增强型（C C类）类）增加了对可视电话业务的支持增加了对可视电话业务的支持q智能型（智能型（D D类）类）更强的数据处理能力，具备掌上电脑功能更强的数据处理能力，具备掌上电脑功能多频终端多频手机是指在同一个移动通信网络标准中能采用多频手机是指在同一个移动通信网络标准中能采用不同频段进行传输的手机，如兼容不同频段进行传输的手机，如兼容900900M M和和18001800M M两个频段的手机。两个频段的手机。由于用户数量的增加，单一的频率资源远远不能满由于用户数量的增加，单一的频率资源远远不能满足用户通话的
90、需求，要求移动通信商开辟新的频足用户通话的需求，要求移动通信商开辟新的频段来扩大用户容量。而采用同一标准网络中在不段来扩大用户容量。而采用同一标准网络中在不同的地区也会出现这一情况。同的地区也会出现这一情况。中国电信:国内可能需要采用双频手机-多层覆盖不同运营商为了实现国际漫游，需要采用双频手机或三频手机。 多模终端多模手机是指可以在不同技术标准的网络之间多模手机是指可以在不同技术标准的网络之间使用的手机，它可以支持多种不同的无线电信使用的手机，它可以支持多种不同的无线电信号处理方式。号处理方式。多模手机针对的问题较多频手机更加复杂，由多模手机针对的问题较多频手机更加复杂，由于针对的是完全不同
91、的网络，他们使用不同的于针对的是完全不同的网络，他们使用不同的频段，而且采用了不同的通信编码方式，这要频段，而且采用了不同的通信编码方式，这要求手机提供这多种模式的发射、接收和处理信求手机提供这多种模式的发射、接收和处理信号系统，其开发难度比多频手机要大得多。号系统，其开发难度比多频手机要大得多。 双模/三模qWCDMAGSM: 中国电信-中国移动qWCDMAcdma2000: 中国电信-中国联通qWCDMAPHS 中国电信-qWCDMATD-SCDMA 中国电信第三部分l3G3G技术标准技术标准选取选取lWCDMAWCDMA标准版本选择标准版本选择lWCDMAWCDMA无线接入网络无线接入网
92、络lWCDMAWCDMA核心网络核心网络无线承载 丰富多彩UEsNODE BRNCMSC/SGSNConversational Speech /CSStreaming Video /CSInteractive/PS Background /PS4.1电路域-话路网MSC/VLR+GMSC+TMSCMSC/VLR+GMSC+TMSC采用传统的电路交换技术采用传统的电路交换技术网元之间采用网元之间采用MAPMAP、CAPCAP协议协议基于电路的话音业务、电路型承载业务和补充业务基于电路的话音业务、电路型承载业务和补充业务: :总业务的总业务的70%70%以上以上ATMBackbone MSC/VL
93、RIu CSPSTNTMSCGMSCHLRCAMELqSGSNSGSN： 服务服务GPRSGPRS支持节点，支持节点，执行移动性管理、安全功能和接入控制执行移动性管理、安全功能和接入控制和路由选择等功能。和路由选择等功能。 qGGSNGGSN：网关网关GPRSGPRS支持节点，负责提供支持节点，负责提供分组域分组域与外部数据网的接口，与外部数据网的接口，并提供必要的网间安全机制并提供必要的网间安全机制 qBGBG： 边界网关边界网关, ,边界网关用于边界网关用于PLMNPLMN间间GPRSGPRS骨干网的互连骨干网的互连 . .qCGCG： 计费网关计费网关4.24.2分组网分组网ATMBac
94、kbone3GSGSNPacketBackboneIu PS3GGGSNGsGnGiGiGrMSCHLRPacketNetworkOtherPLMNGpCGBGGal基本电信业务基本电信业务 ：话音话音l承载业务承载业务 ：VPVP、数据传输数据传输( (话音增值平台话音增值平台) )l补充业务补充业务 4.3业务网络l智能业务智能业务 ：VPNVPN、PPSPPS基于基于CAMEL3CAMEL3的移动智能网的移动智能网l数据增值业务数据增值业务 ：SMSSMS、MMSMMS、流媒体流媒体移动互联网、下载移动互联网、下载数据业务平台数据业务平台总结l3G3G是从哪里来的（是从哪里来的（WHEREWHERE）？）？l3G3G是什么是什么（WHATWHAT）？）？l为什么要为什么要3 3G G（WHYWHY）？）？l如何选择如何选择3 3G G（WHICHWHICH）？）？如何建设如何建设3 3G G（HOWHOW）？）？
