G的发展与应用.ppt

8.1 3G发展与应用,学习目标： 1.了解3G的国内外发展现状； 2.了解3G的频谱分布和几个典型标准。,8.1 3G发展与应用,8.1.1 国外3G的发展与应用 8.1.2 国内3G的发展与应用 8.1.3 3G的标准 8.1.4 3G的频谱,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 Mobile 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。,8.1.1 国外3G的发展与应用,由于移动通信在未来的信息化社会占有举足轻重的作用，发达国家的政府部门、电信运营商和制造商均不遗余力地积极参与有关第三代移动通信的标准制定和研发工作。 IMT-2000后续的标准化研究：主要集中在IMT-2000增强（Future developmentof IMT-2000）和后IMT-2000系统（Systems beyond IMT-2000）。 目标：采用更新的技术，达到更高的性能指标，包括CDMA2000向1xEV-DO和1xEVDV的演进，第三代移动通信系统向全IP结构的演进。 应用技术领域：高速下行分组接入、IPv6、软件无线电、智能天线等无线新技术，还有扩展频谱的规划，不同系统间的干扰分析、不同系统的共存方案等。,国际电信联盟(ITU) 确定3G通信的三大主流无线接口标准分别是: WCDMA(宽频分码多重存取) CDMA2000(多载波分复用扩频调制) TD-SCDMA(时分同步码分多址接入),1. WCDMA,提出：WCDMA也称IMT-2000 CDMA DS，最早由 欧洲和日本提出。 核心网：基于演进的GSM/GPRS网络技术。 空中接口：采用直扩DS的宽带CDMA。 技术支持：目前这种方式得到欧洲、北美、亚 太地区各GSM运营商和日本韩国多数运营商的 广泛支持，是第三代移动通信最具竞争力的技 术之一。 目前发展：目前全球3GPP R99标准的商用化程 度最高，全球绝大多数3G试验系统和设备研发 都基于该技术标准规范。,2. CDMA2000,提出：CDMA2000也称IMT-2000 CDMA MC，由美国高通北美公司为主导提出。 核心网：采用演进的IS-95 CDMA核心网（ANSI-41），采用演进的IS-95 CDMA核心网（ANSI-41）。 技术支持：CDMA2000技术得到IS-95 CDMA运营商的支持，主要分布在北美和亚太地区。 目前发展：目前增强型单载波CDMA2000 1X EV在技术发展中较受重视，标准化工作正在进行，极具商用潜力。,3. TD-SCDMA,提出：TD-SCDMA也称IMT-2000 CDMA TD,是由中国独自 制定的3G标准，它由中国原邮电部电信科学技术研究院( 大唐电信)向ITU提出。 核心技术：它为TDD方式，融合了智能无线、同步 CDMA和软件无线电等当今国际领先技术。 TDD特点：在IMT-2000中TDD拥有自己独立的频谱，并 部分采用了智能天线和上行同步技术，适合高密度低速 接入、小范围覆盖、不对称数据传输： 目前发展：从技术特点和市场需求看TD-SCDMA作为 FDD方式的一种补充，具有一定的发展潜力。目前，全 球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TD-SCDMA标准。,8.1.2 国内3G的发展与应用,我国相关政府部门非常重视第三代移动通信的标准化研究和产业化发展。 中国无线通信标准委员会CWTS专门组织对3G标准进行跟踪和研究，并参与了国际3G标准化的工作。 CWTS共三个工作组： 第一工作组（原IMT-2000工作组）：负责WCDMA和TD-SCDMA无线接入网部分的标准化工作； 第二工作组（原GSM工作组）：负责WCDMA和TD-SCDMA核心网部分的标准化工作； 第三工作组（原CDMA工作组）：负责CDMA2000的标准化工作。,同时经国务院批准，科技部信息产业部联合组织实施“中国第三代移动通信系统研究开发项目（C3G）”。C3G项目于1998年11月正式启动，该项目分别由中科大、清华、北邮等高校以及中兴、大唐等国内知名通信企业共同承担。 国内主要移动运营商都非常重视第三代移动通信技术的发展和标准化工作，已规划并逐步实践我国第三代移动通信的试验与试运营。,又经国务院批准，2009年1月7日，工业和信息化部为中国移动、中国电信和中国联通发放3张第三代移动通信（3G）牌照。 中国移动：获得了中国自有知识产权TD-SCDMA的运营牌照。 中国电信：获得了CDMA2000的运营牌照。 中国联通：获得了WCDMA的运营牌照。 三家运营商将纷纷按照各自牌照建设运营各自3G网络，独立展开竞争。随着3G牌照的发放，中国电信业正式进入了3G时代。,8.1.3 3G的标准,IMT-2000中主流的无线传输标准： WCDMA CDMA2000 TD-SCDMA WiMAX 其它两种TDMA方式主要是做为补充。,1. WCDMA的特点,接入方式：DS-CDMA方式 码片速率：3.84Mchips 信号带宽：5MHz 基站同步方式：QoS支持同步/异步基站运行模式 信道编码：支持Turbo编码及卷积码 调制方式：上行：BPSK;下行：QPSK 解调方式：导频辅助的相干解调 功率控制：采用上下行闭环加外环功率控制方式 发射分集方式：使用开环和闭环发射分集方式 适应多种速率的传输，可灵活的提供多种业务 支持软切换和更软切换 核心网基于GSM/GPRS网络的演进，并保持与GSM/GPRS网络的兼容性,2. CDMA2000的特点,基站同步方式：基站间同步采用GPS方式 前反向同时采用导频辅助相干解调 在扩频码选择采用相同M序列，通过不同的相位偏置区分不同的小区和用户； 接入方式：DS-CDMA方式； 射频宽带从1.25MHz到20MHz可调； 快速前向和反向功率控制； 下行信道中采用公共连续导频方式进行相干检测，提高系统容量； 支持F-QPCH,可延长手机待机时间； 支持软切换和更软切换； 核心网络给予ANSI-41网络的演进，并保持与ANSI-41网络的兼容性。,3. TD-SCDMA的特点,基站间采用GPS或者网络同步方式； 多址方式：CDMA+TDMA; 信号带宽为1.23MHz； 码片速率为1.28Mchip/s; 语音编码：ARM与GSM兼容； 采用智能天线技术，提高了频谱效率； 采用同步CDMA技术，降低上行用户间的干扰和保持时隙宽度； 接收机和发射机采用软件无线电技术； 采用联合检测技术，降低多址干扰； 多时隙，具有上下行不对称信道分配能力，适应数据业务； 采用接力切换，降低掉话率，提高切换的效率； 核心网络基于GSM/GPRS网络的演进，并保持与它们的兼容性。,以上三种标准的比较如下表8-1所示： 表8-1 三种标准比较,4. WiMAX 的特点,WiMAX能够在更广阔的地域范围内提供“最后一公里”的宽带连接，因此居民用户拥有相当于访问线缆DSL的能力。 WiMAX凭借其在任意地点的16英里覆盖范围（取决于多种因素），将可以为高速数据应用提供更出色的移动性 凭借这种覆盖范围和高吞吐率，WiMAX还能够提供为电信基础设施、企业园区和Wi-Fi热点提供回程。,8.1.4 3G的频谱,国际电联对第三代移动通信系统IMT-2000划分了230MHz频率： 上行18852025MHz 下行21102200MHz 其中，19802010 MHz（地对空）和21702200MHz（空对地）用于移动卫星业务。 上下行频带不对称，主要考虑可使用双频FDD方式和单频TDD方式。此规划在WRC92上得到通过。各国家的的3G频谱分配如图8-1所示。,图8-1 各国3G频谱分配（ WRC92上得到通过的）,在2000年的WRC2000大会上，在WRC-92基础上又批准了新的附加频段： 806-960 MHz 、1710-1885 MHz 和2500-2690 MHz 其各国频谱分配如图8-2所示：,图8-2 各国3G频谱分配（ WRC2000大会后）,IMT-2000在我国的频段分配如下：,图8-3 中国3G频谱分配（2002年11月）,IMT2000、欧洲的频率划分和中国一致 北美的频率划分与中国的核心频段冲突 第三代公众移动通信系统的工作频段为： （一）主要工作频段： 频分双工（FDD）方式：192019