3G基础知识.pdf

移动通信基础知识移动通信基础知识 课程内容课程内容 移动通信的发展 3G标准发展进程 全球3G商用进展 AMPS TACS NMT 其它 第一代80年代 模拟 模 拟 技 术 GSM CDMA IS95 TDMA IS 136 PDC 第二代 90年代 数字 需求驱动 数 字 技 术 语 音 业 务 第三代 IMT 2000 UMTS WCDMA cdma 2000 需求驱动 宽 带 业 务 TD SCDMA 移动通信的发展历程移动通信的发展历程 移动通信的发展 第一代 模拟蜂窝通信系统 1 2 3 1 2 1 3 1 2 3 1 3 2 1 3 1 2 3 2 3 2 1000用户1000 n 用户 频分复用 移动通信的发展移动通信的发展 移动通信的发展 移动通信的发展移动通信的发展 代表 代表 北美的北美的AMPS 高级移动电话业务 高级移动电话业务 英国英国TACS 全接入通信系统全接入通信系统 北欧北欧NMT 北欧移动电话 北欧移动电话 缺点 缺点 各系统间没有公共接口 各系统间没有公共接口 数字承载业务难于开展 数字承载业务难于开展 频率利用率低 无法适应大容量的要求 频率利用率低 无法适应大容量的要求 安全利用率低 易于被窃听 安全利用率低 易于被窃听 移动通信的发展 1G 011100010100011001 011100010100011001 011100010100011001 011100010100011001 01110001010001100111100000001011 第二代 数字系统2G90年代登上舞台 GSM CDMA IS 95 TDMA IS 136 PDC 2G 移动通信的发展移动通信的发展 移动通信的发展 移动通信的发展移动通信的发展 代表 代表 TDMA 泛欧泛欧GSM 美国 美国D AMPS和日本和日本PDC CDMA 高通公司为首的基于高通公司为首的基于IS 95的的N CDMA 移动通信的发展 引入GPRS后 全面提升分组数 据通信的速率 达到115Kbit s 最 高可达171Kbit s PSTN ISDN 9 6Kbit s 2G2G 115Kbit s 2 5G Internet 移动通信的发展移动通信的发展 移动通信的发展 移动通信的发展移动通信的发展 优点 优点 频谱利用率高频谱利用率高 话音质量高话音质量高 容量大容量大 比比TACS高高3 5倍倍 提供窄带提供窄带ISDN业务业务 标准化程度高标准化程度高 开放接口开放接口 安全性高安全性高 TMSI 鉴权鉴权 加密加密 可以与可以与ISDN PSTN互联互联 可以在可以在SIM卡基础上实现漫游卡基础上实现漫游 移动通信的发展 电话怎么老掉线 太 慢 了 用户密度急剧增长 数据业务需求不断提高 2G系统受空中接口及网络 能力的限制 难以满足市 场的需求 But UMTS 移动通信的发展移动通信的发展 移动通信的发展 移动通信的发展移动通信的发展 不足 不足 频带太窄 不能提供如高速数据 慢速图像与电视图像等的 各种宽带信息业务 频带太窄 不能提供如高速数据 慢速图像与电视图像等的 各种宽带信息业务 无线频率资源紧张 抗干扰抗衰落能力不强 系统容量不能 满足需要 无线频率资源紧张 抗干扰抗衰落能力不强 系统容量不能 满足需要 频率利用率低 切换容易掉话频率利用率低 切换容易掉话 移动通信的发展 第三代 IMT 2000 3G 移动通信的发展移动通信的发展 IMT 2000 它的三大特点 它的三大特点 无缝的全球漫游无缝的全球漫游 高速传输高速传输 无缝业务传递 即在固定网 移动网和卫星网上均能互通 无缝业务传递 即在固定网 移动网和卫星网上均能互通 移动通信的发展 移动通信的发展移动通信的发展 目标 目标 更高和灵活的传输速率 丰富多彩的业务服务 更高和灵活的传输速率 丰富多彩的业务服务 高品质的话音质量 更大的容量 更低的代价 高品质的话音质量 更大的容量 更低的代价 更低的发射功率 全球漫游 全球统一频段 统一标准更低的发射功率 全球漫游 全球统一频段 统一标准 高频谱效率高频谱效率 高服务质量 高保密性能高服务质量 高保密性能 提供多媒体业务 速率最高到提供多媒体业务 速率最高到2Mb s 易于第二代系统的过渡 演进易于第二代系统的过渡 演进 移动通信的发展 GSM向3G的演进 10 k 100 k 64 k 1 M 2 M 1 k 9899000102 时间 速率 时间 速率bps 9 6 SMS 14 4 EDGE 电路型电路型 分组型分组型 话音 GPRS 2 5代代 UMTS WCDMA 3代代 HSCSD 移动通信的发展移动通信的发展 移动通信的发展 课程内容课程内容 移动通信的发展移动通信的发展 3G标准发展进程标准发展进程 全球全球3G商用进展商用进展 与与3G有关的标准化组织格局有关的标准化组织格局 3G标准发展进程 ITU 日本韩国中国美国欧洲美国 NNI 核 心 网 Core Network 核 心 网 Core Network IS 41核心网 CDMA网络 IS 41核心网 CDMA网络 cdma2000cdma2000 GSM MAP 核心网 GSM MAP 核心网 WCDMA WCDMA TD SCDMATD SCDMA UWC 136UWC 136 DECTDECT 无 线 接 口无 线 接 口 3G标准化历程标准化历程 3G标准发展进程 技术名称WCDMAcdma2000 空中接口WCDMAcdma2000 兼容IS95 双工方式FDDFDD 频带宽度5M1 25M n n 1 3 6 码片速率3 84Mc s 1 2288 n Mc s 同步要求同步 异步GPS同步 继承基础GSM窄带CDMA 采用地区欧洲 日本北美 韩国 商用试验20012000 GSM TD SCDMA TD SCDMA TDD 1 6M 1 28Mc s 同步 主流主流IMT 2000 CDMA技术的比较技术的比较 3G标准发展进程 UTRANUECN UMTS WCDMA系统 3G标准发展进程 标准发展进程 WCDMA 3G标准发展进程 2G向3G的演进 3G标准发展进程 标准发展进程 WCDMA 3G系统的演进包括系统的演进包括RAN和和CN两部分的演进 两部分的演进 UMTS无线接入部分无线接入部分RAN 采用 采用UTRAN作为基站侧 以新建的 方式完成 作为基站侧 以新建的 方式完成3G宽带数据业务的无线接入 宽带数据业务的无线接入 3G的演进主要是核心网络的演进 的演进主要是核心网络的演进 UMTS CN演进根据演进根据3GPP标 准 分为 标 准 分为2个阶段 个阶段 第一阶段第一阶段3GPP R99的网络结构主要是基于演进的的网络结构主要是基于演进的GPRS网络 网络 第二阶段第二阶段3GPP 演进目标基于全演进目标基于全IP网络 网络 3G标准发展进程 R99 R4 R5 R6 引入 Iu 接口 最大速率 2Mbps 商用版本 2001 6 后续 CR 2000 3 2001 32002 6 功能冻结时间点 控制与承载分离 增加 TD SCDMA 有待完善 引入多媒体域 IMS 无线引入 HSDPA 有待完善 研究IMS 与 PLMN PSTN ISDN 的电 路交换的互操作 MBMS 框架结构的研究 3G标准发展进程 标准发展进程 WCDMA 3G标准发展进程 CS域 HLRGMS C MSC VLR MSC VL R AuC GGSN InternetPSTN Other PLMN SGSN GSN BTSBTSNode BNode B Iu CS RNC Iu PS Gb BSC A Gs Gr Gn GcC D H E G Gp IubAbis Um Uu RNC Iur PS域 Node B Iub Gi WCDMA R99系统基本结构系统基本结构 3G标准发展进程 AuC GGSN Internet PSTN Other PLMN SGSN GGSN Node BNode B Iu CS RNC Iu PS Gb A Gs Gr Gn GcC D Gp Iub BTSBTS BSC Abis Um Uu RNC Iur CS域PS域 Node B Iub Nb Nc MGW GMSC Server Mc MSC Server VLR Mc H HLR MGW Gi WCDMA R4系统基本结构系统基本结构 3G标准发展进程 CS域PS域 MSC Server GMGW HSS GGSN SGSN 3GPP无 线接入 MGW GMSC Server IMS域 IMS MGW SGW MGCF CSCF PSTN No 7 R5系统基本结构系统基本结构 3GPP核心网网络结构和特点 3G 版本的细分 全IP R4结构 全TDM R4结构 类R4 纯R99 混合R4结构 信令TDM 承载IP 混合R4结构 信令TDM 承载ATM 3G标准发展进程 标准发展进程 WCDMA 3G建网关键环节建网关键环节 起点版本的选择起点版本的选择 R99 or R4 取决于 取决于 建网时间建网时间 产业链的成熟度产业链的成熟度 网络功能定位网络功能定位 3G标准发展进程 3G标准发展进程 标准发展进程 WCDMA 国内外国内外WCDMA产品版本及研发产品版本及研发 WCDMA的设备供应商已能提供商用系统设备 软件版本基于的设备供应商已能提供商用系统设备 软件版本基于 R99 2002年年6月以后版本 并支持后续版本中重要的月以后版本 并支持后续版本中重要的CR 各厂家在各厂家在2004年相继推出基于年相继推出基于3GPP R4版本的产品 目前已经 发布了 版本的产品 目前已经 发布了166商用终端 商用终端 各厂家系统之间已经进行了比较充分的各厂家系统之间已经进行了比较充分的IOT 参加信息产业部参加信息产业部MTNet测试的厂家有测试的厂家有12个 分别是 中兴 华为 爱立信 诺基亚 西门子 个 分别是 中兴 华为 爱立信 诺基亚 西门子 NEC 北电 阿尔卡特 北电 阿尔卡特 富士 通 朗讯 摩托罗拉 富士 通 朗讯 摩托罗拉 UT斯达康 东信 广州斯达康 东信 广州LG 3G标准发展进程 1X Release 0 1X Release A 1X EV DO 1X EV DV 电路域 ANSI 41 分组域 mobile IP 最大速率 153 6K bps 商用版本 2000 年底 1999 年底 2001 年初2001 10 标准完成时间 最大速率 307K bps 语音和数据 最大速率 2 4M bps 单独载波支持数 据业务 2002 5 最大速率 3 1M bps 同时支持数据和 话音业务 3G标准发展进程 标准发展进程 CDMA2000 3G标准发展进程 3G标准发展进程 标准发展进程 CDMA2000 国内外国内外CDMA2000产品版本及研发产品版本及研发 CDMA2000的设备供应商都能提供的设备供应商都能提供CDMA2000 1X的非核心频段 的产品 的非核心频段 的产品 爱立信 中兴 爱立信 中兴 LG 朗讯 摩托罗拉 北电 高通 三星 朗讯 摩托罗拉 北电 高通 三星8 家无线通信厂商根据市场需求提供家无线通信厂商根据市场需求提供2 1GHz的终端 基础设施 和相关技术 的终端 基础设施 和相关技术 目前给联通目前给联通CDMA1X供货的有中兴 朗讯 爱立信 摩托罗 拉 北电 上海贝尔 东信等厂家 供货的有中兴 朗讯 爱立信 摩托罗 拉 北电 上海贝尔 东信等厂家 3G标准发展进程 TD SCDMA提交到提交到ITU 98 06 99 12 00 05 01 03 06 01 TD SCDMA在在3GPP融合融合 ITU正式通过正式通过3G标准标准 TD SCDMA写入写入3GPP R4 TD SCDMA成为中国通信行业标准成为中国通信行业标准 3G标准发展进程 3G标准发展进程 标准发展进程 TD SCDMA TSM LCR 采用 GSM GPRS 核心网 无线网采用 A 接口和 Gb 接口接入核心网 最大速率 384Kbps TD SCDMA 的进展 采用 WCDMA 核心网 无线网采用 Iu 接口接入核 心网 最大速率 2Mbps 3G标准发展进程 标准发展进程 TD SCDMA 3G标准发展进程 TD SCDMA优势 中国制造优势 中国制造 自主的知识产权 可以避免西方国家的技术壁垒自主的知识产权 可以避免西方国家的技术壁垒 TD SCDMA的发展 可以拉动上下游经济的发展 可以拉动上下游经济 TD SCDMA可以保障国家的通信安全可以保障国家的通信安全 TD SCDMA可以保证技术的可持续性发展可以保证技术的可持续性发展 3G标准发展进程 中国中国 3G 频谱分配频谱分配 60 MHz 30 MHz FDDTDD 100 MHz 15 MHz 40 MHz 155MHz 178518501755188019201980 201020252110217022002400 SatelliteEmptySatellite 2300 3G标准发展进程 课程内容课程内容 移动通信的发展移动通信的发展 3G标准发展进程标准发展进程 全球全球3G商用进展商用进展 0 400 800 1200 1600 2000 20012002200320042005200620072008 GSM GPRS EDGE WCDMA PDC TDMA CDMA CDMA2000 Analog Others 全球移动市场预测全球移动市场预测 用户数 百万 年底 模拟与其它 3G商用进展商用进展 全球3G商用进展 资料来源 信息产业部 中国电信招股说明书 中国经济统计年鉴 瑞士信贷第一波士顿研究报告 固定用户增长 vs 移动用户增长 3G商用进展商用进展 全球3G商用进展 3G商用进展 全球商用进展 全球3G现状现状 WCDMA ITU 3G 核心频段 新频谱核心频段 新频谱 CDG的数据显示 目前cdma2000用户已经突破4 26亿 EV DO 用户截至2007年底也超过9053万 UMTS论坛的数据显示 目 前WCDMA用户数已经突破2 34亿 其中HSPA用户超过3200万 CDG的数据显示 目前cdma2000用户已经突破4 26亿 EV DO 用户截至2007年底也超过9053万 UMTS论坛的数据显示 目 前WCDMA用户数已经突破2 34亿 其中HSPA用户超过3200万 CDMA CDMA2000 在现有在现有CDMA频段频段 3G的发展正在明显加快 截至的发展正在明显加快 截至2008年年1月月30日 全球有超过日 全球有超过182 个个WCDMA网络 很多新近部署网络 很多新近部署WCDMA网络的运营商都出现了 用户的强劲增长 例如马来西亚运营商 网络的运营商都出现了 用户的强劲增长 例如马来西亚运营商DIGI COM近一季度的近一季度的 WCDMA用户增长率高达用户增长率高达834 T Mobile挪威分公司 斯洛文尼 亚 挪威分公司 斯洛文尼 亚Si Mobil和沃达丰捷克分公司近一季度的和沃达丰捷克分公司近一季度的WCDMA用户增长率 也都超过了 用户增长率 也都超过了100 全球3G商用进展 后3G技术部署加速 以HSPA为例 2007年一季度末的HSPA用户还只有300万 但到2007年底这个数字增长了10倍 超过3200万 GSM协会的 统计显示 从2007年5月到2008年3月HSPA网络的数量增长了 44 在73个国家有超过166个HSPA网络实现商用 CDMA方面也不例外 EV DO技术的部署速度也非常快 目 前EV DO版本0的商用网络为95个 还有47个正在部署中 在 更先进的EV DO版本A方面 2007年初还只有3家运营商部署 而现在19个国家的27家运营商已经实现了该技术的商用 还 有另外19个国家的31家运营商将要部署EV DO版本A 在北美 和南美大陆 目前已有5个国家的12个EV DO版本A商用网络 另外还有13个网络处于部署之中 后3G技术部署加速 以HSPA为例 2007年一季度末的HSPA用户还只有300万 但到2007年底这个数字增长了10倍 超过3200万 GSM协会的 统计显示 从2007年5月到2008年3月HSPA网络的数量增长了 44 在73个国家有超过166个HSPA网络实现商用 CDMA方面也不例外 EV DO技术的部署速度也非常快 目 前EV DO版本0的商用网络为95个 还有47个正在部署中 在 更先进的EV DO版本A方面 2007年初还只有3家运营商部署 而现在19个国家的27家运营商已经实现了该技术的商用 还 有另外19个国家的31家运营商将要部署EV DO版本A 在北美 和南美大陆 目前已有5个国家的12个EV DO版本A商用网络 另外还有13个网络处于部署之中 3G商用进展 全球商用进展 全球3G现状现状 数据流量剧增资费下降 3G步入主流的表现还在于除了用户增长之外 用户对3G的使用量也在急剧攀升 这表现在3G网 络数据流量的猛增 应该说 除了用户体验不断 增强之外 数据资费的不断下降对3G使用量的增 加也功不可没 数据流量剧增资费下降 3G步入主流的表现还在于除了用户增长之外 用户对3G的使用量也在急剧攀升 这表现在3G网 络数据流量的猛增 应该说 除了用户体验不断 增强之外 数据资费的不断下降对3G使用量的增 加也功不可没 3G商用进展 全球商用进展 全球3G现状现状 3G对运营商业绩贡献巨大 凭借3G 发达市场的运营商得以开拓多元化服 务 从单纯的语音扩展到丰富多彩的数据增值业务 例如 在线游戏 电子邮件 互联网访问 上网冲浪 定位 流媒视频 可视电话 手机电视和即按即说 push to talk 等 这些都是3G可支持的增值业务 这些业务已经在市场上催生了强大的差异化竞争 有 助于在业务上创新的运营商赢得市场份额 KDDI在日 本赶超NTTDoCoMo就是其中一个比较成功的例子 3G对运营商业绩贡献巨大 凭借3G 发达市场的运营商得以开拓多元化服 务 从单纯的语音扩展到丰富多彩的数据增值业务 例如 在线游戏 电子邮件 互联网访问 上网冲浪 定位 流媒视频 可视电话 手机电视和即按即说 push to talk 等 这些都是3G可支持的增值业务 这些业务已经在市场上催生了强大的差异化竞争 有 助于在业务上创新的运营商赢得市场份额 KDDI在日 本赶超NTTDoCoMo就是其中一个比较成功的例子 3G商用进展 全球商用进展 全球3G现状现状 3G促进无线融合 3G发展的加快 移动数据业务的蓬勃发展 正在推动移动业与其他行业的融合走向深入 首先 随着3G手机成为支持融合服务的混合 型移动装置 计算 通信和消费电子设备之间的 界线将日渐模糊 实际上 这一趋势在许多发达 市场已悄然形成 Cyber shot和Walkman是传统的 知名消费者品牌 现已在无线电话领域打下了他 们的标记 和记黄浦的 3G促进无线融合 3G发展的加快 移动数据业务的蓬勃发展 正在推动移动业与其他行业的融合走向深入 首先 随着3G手机成为支持融合服务的混合 型移动装置 计算 通信和消费电子设备之间的 界线将日渐模糊 实际上 这一趋势在许多发达 市场已悄然形成 Cyber shot和Walkman是传统的 知名消费者品牌 现已在无线电话领域打下了他 们的标记 和记黄浦的 3 3 最近发布了Skype手机 允许消费者 在住家以外免费拨打互联网电话 Google与LG等手 机供应商建立了合作伙伴关系 在新型手机中预先 安装Google地图 Gmail和博客等Google应用软件 另外值得一提的是 Apple发布的iPhone给手机行业 带来了一场近乎翻天覆地的冲击 最近发布了Skype手机 允许消费者 在住家以外免费拨打互联网电话 Google与LG等手 机供应商建立了合作伙伴关系 在新型手机中预先 安装Google地图 Gmail和博客等Google应用软件 另外值得一提的是 Apple发布的iPhone给手机行业 带来了一场近乎翻天覆地的冲击 3G商用进展 全球商用进展 全球3G现状现状 3G商用进展 全球商用进展 全球3G现状现状 和黄和黄3G 澳洲 奥地利 意大利 英国及丹麦七个国家推出澳洲 奥地利 意大利 英国及丹麦七个国家推出3G服务服务 2003年底和黄在全球已拥有年底和黄在全球已拥有66万万3G客户 其中英国为客户 其中英国为21万名 客户 意大利为 万名 客户 意大利为34万名 其它地区约有万名 其它地区约有11万 万 2004年年1月月27日在香港正式推出日在香港正式推出3G业务 已有业务 已有8 3万名客户 并在以色列 爱尔兰和挪威开展 万名客户 并在以色列 爱尔兰和挪威开展3G业务 业务 NTT DoCoMo FOMA用户已经突破用户已经突破200万 万 FOMA 3G网络已经覆盖了整个日本国土的网络已经覆盖了整个日本国土的98 不断推出不断推出FOMA的新业务 如定制的新业务 如定制FLASH卡片