3G发展演进与制式比较.ppt

,3g发展演进与制式比较,2,课程内容,t,第一章 3g发展与演进 第二章 3g制式比较 第三章 3g进展与应用,3,不同时期，不同需求,4,不同需求，不同业务,5,不同业务，不同技术,amps,tacs,nmt,其它,gsm,cdma,is95,tdma,is-136,pdc,第一代 80年代,模拟,第二代 90年代,数字,第三代,imt-2000,umts,wcdma,cdma,2000,需求驱动,需求驱动,模,拟,技,术,数,字,技,术,语,音,业,务,宽,带,业,务,td- scdma,3g为用户与运营商提供了完整的综合业务解决方案,6,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,3g发展概述,7,3g标准化组织,8,3g,体制,wcdma,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：cdma2000,cdma技术是3g的核心,3g的核心-cdma技术,9,wcdma标准发展,wcdma标准规划清晰，制定严谨 wcdma支持hsdpa技术，顺应未来高速无线数据业务的需求 wcdma将分阶段引入ip，目标是实现全网的ip化，标准比较完善 wcdma 2001/06及以后发布的协议能够保持前向兼容,3gpp rel99,3gpp rel4,3gpp rel5,功能冻结 时间点,2000/03,2001/03,2002/03,gsm/gprs核心网 wcdma fdd,电路域ip话音承载 电路域cs/mgw td-scdma,ip实时多媒体 hsdpa,10,wcdma发展历程,11,gsm网络结构图,12,wcdma-r99网络介绍,gsm /gprs bss,bts,bsc,nodeb,rnc,pcu,umts utran,ss7,scp,sms,sce,pstn isdn,internet, intranet,msc/vlr,gmsc,hlr/auc,sgsn,cg,bg,ggsn,ran,cn,other plmn,a,gb,iu_cs,iu_ps,gi,gp,c/d/gs,gr/gs/gd/ge,gc,13,wcdma-r4网络接口介绍,gsm /gprs bss,bts,bsc,nodeb,rnc,pcu,umts utran,ss7,scp,sms,sce,pstn isdn,internet, intranet,hlr/auc,sgsn,cg,bg,ggsn,utran,cn,other plmn,mgw,mgw,vmsc server,gmsc server,ip/atm backbone,nc,mc,nb,14,wcdma-r5网络介绍,15,cdma2000发展历程,16,cdma2000 rtt技术特点,17,cdma2000 1x技术特点,is-95a/b是cdma2000的子集 码片速率1.2288 mcps 扩频调制：前向qpsk，反向hpsk 反向导频，相干解调 快速前向和反向功率控制 前向发射分集：otd、sts 信道编码增加turbo码 可变帧长，5ms, 10ms, 20ms, 40ms, 80ms 支持f-qpch，延长手机待机时间 速率最大可达307.2kbps 支持qos协商 支持多媒体业务 支持8k/13k qcelp 8 kbps evrc 信道容量是is-95a/b的2倍,18,cdma2000 3x技术特点,码片速率3*1.2288 mcps， 接入速率最大可达2mbps,19,cdma2000过渡,1 is-95a/b载频,cdma2000 1x载频,cdma2000兼容is-95a/b。 增加sch以支持分组业务。 可以通过增加cdma2000 1x bsc和cdma2000 bts的方式 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 + 2 cdma2000 1x载频,20,cdma2000组网图,21,td-scdma发展历程,22,基本配置，cs/ps,td-scdma系统框架,23,3g频谱分配,24,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：19201980mhz21102170mhz； 时分双工（tdd）方式：18801920mhz、20102025mhz。 （二）补充工作频率： 频分双工（fdd）方式：17551785mhz18501880mhz； 时分双工（tdd）方式：23002400mhz，与无线电定位业务共用，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： 19802010mhz21702200mhz。,25,全球统一频段、统一标准，全球无缝覆盖 高效的频谱效率 高服务质量、高保密性能 易于2g系统演进过渡 提供多媒体业务 车速环境：144kbps 步行环境：384kbps 室内环境：2048kbps,imt-2000 的目标,26,时延,误码,background,conversational,streaming,interactive,3g的业务应用,不同业务qos要求,27,会话型业务类别,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 使用amr(自适应多速率)技术 12.2(gsm), 10.2, 7.95, 7.40(is-41), 6.70(pdc), 5.90, 5.15 和 4.75kbps. amr的比特率可由无线接入网根据空中接口的负荷和话音连接的质量控制。 amr可在网络容量，覆盖和话音质量之间根据运营商的要求进行权衡交易,28,会话型业务类别,视频电话 时延要求与语音业务类似 对于cs连接：采用itu-t rec. h.324m 对于ps连接： 采用ietf sip,29,数据流型业务类别,多媒体数据流 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 非对称业务,30,交互式业务类别,在一定时间内响应 基于定位的业务 网络计算机游戏,31,后台式业务类别,不需立即采取行动 e-mail 的传递 sms 数据库的下载 .,32,课程内容,t,第一章 3g发展与演进 第二章 3g制式比较 第三章 3g进展和应用,33,td-scdma技术特点,34,td-scdma简介帧结构,radio frame 10ms,multi frame,sub-frame,5ms,ts5,ts4,ts0,ts2,ts1,g,ts3,ts6,dwpts,uppts,data,midamble,data,675us,g,l1,144chips,35,td-scdma系统的优势,有利于频谱的有效利用，不需要成对的频段，分配频段也比较简单，而wcdma系统的fdd技术却需要成对的频段； 更适用于不对称的业务，因为上下行资源可以灵活分配，因此更适用于internet，多媒体应用和文件传输业务；而wcdma系统此时只能是浪费一个上行频段； 上下行链路的相关性，上下行工作于同一频率，因此对称的电波传播特性使之便于使用诸如智能天线等新技术，达到提高性能，降低成本的作用；而wcdma上下行不使用同一个频段，因此不具备相关性；,36,td-scdma系统的劣势,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； tdd中的干扰是一个重要的问题。在通信系统中的同步非常重要，而tdd系统本身是一个同步系统，因此对同步的要求就很高。同时上下行同处于一个频段，又造成了干扰类型的增加。 移动速度问题，itu-r要求的tdd支持的最高速率为120km/h，而fdd系统的最高速率为500km/h； 发射功率：td-scdma有着tdma的因素，导致脉冲功率干扰，需较大的瞬时发射功率，fdd则是在所有时隙上发射的，不存在该问题。,37,关键技术分析,38,关键技术分析,39,关键技术分析,40,wcdma规范制定严谨，组织严密 3gpp规范规定，wcdma所有接口都是开放的 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 is95厂家设备难以互通，给运营商设备选型带来了较大问题 abis接口不开放，不同厂商的bts和bsc不能互通,接口开放性分析,41,产业支持力度,42,三种主要体制的比较,wcdma,wcdma,cdma2000,cdma2000,td-scdma,td-scdma,接收机结构,接收机结构,rake,rake,rake,rake,rake,rake,闭环功率控制,闭环功率控制,支持,支持,支持,支持,支持,支持,越区切换,越区切换,软、硬切换,软、硬切换,软、硬切换,软、硬切换,接力切换,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,码片速率,码片速率,(mcps),(mcps),3.84,3.84,n*1.2288,n*1.2288,1.28,1.28,发射分集方式,发射分集方式,tstd,tstd,sttd,sttd,fbtd,fbtd,otd,otd,sts,sts,无,无,同步方式,同步方式,异步,异步,同步,同步,同步,核心网,核心网,gsm map,gsm map,ansi-41,ansi-41,gsm map,gsm map,43,课程内容,t,第一章 3g发展与演进 第二章 3g制式比较 第三章 3g进展和应用,44,3g时代已经来临,全球共发放了119个3g牌照 其中116个为wcdma牌照，覆盖全球主要移动通信市场 wcdma成为未来全球3g主导制式，3g的代名词 海外3g网络建设情况 日本、英国、意大利和香港等国家和地区3g网络已建成（部分正在建设） gsm协会预测到04年2月份，开通的商用wcdma网络将达3040个 3g网络运营 截至2003年8月全球已有80个运营商和设备供应商签订了商用合同 9个网络已经开通运营，全球wcdma用户达到175万,45,2003年9月，hi3g在欧洲的3g用户已经超过67万 和黄在3g投入总额超过170亿美元，花在牌照上的资金已达103亿美元。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8张牌照 手机由摩托罗拉和nec提供（e606、e808、e808y、a830） 英国建基站4300个，覆盖率为70；意大利建基站3200个，覆盖率为50。 英国、意大利3g业务于03年3月推出，奥地利、瑞典、澳大利亚业务也已经开通，香港03年四季度推出 欧洲3g服务的六大业务 1、可视电话 2、定位服务 3、体育服务（新闻、短片） 4、游戏（3d、java） 5、消息类（mms/sms/email） 6、生活（电视、电影、广播）,运营商分析hi3g,和黄在欧洲的3g网络情况,46,docomo 在2003年取得迅速发展,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 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破20万大关 赢得可喜进展 2003年1月：新增1万用户 2003年2月：新增3.69万用户 2003年3月：新增13.84万用户 到2003年6月,已达53万用户数,注 统计数据截至2003年6月,47,docomo 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 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 覆盖率由20提高到