技术与发展陈中伟PPT课件.ppt

3G技术及发展概述 3G以前采用的标准 3G以前采用的标准 移动通信的发展阶段 20 30年代警车无线调度电话 使用频率2MHZ 30 40年代人工接续 单工工作方式 使用频率150或450MHZ 60年代自动拨号移动电话 全双工工作方式 使用频率150或450MHZ 开始研究800MHZ 70年代早期蜂窝移动电话系统 80年代现代蜂窝移动电话系统 使用频段为800 900MHZ 全自动拨号 全双工工作 具有越区频道转换 自动漫游通信功能 90年代数字式移动通信 3G以前采用的标准 移动通信主要制式 MTS曾在70年代早期使用 频段为40MHZ 主要加拿大采用 IMTS是MTS改进型 频段为150或450MHZ 70年代美国采用 NMT81年投产 北欧号移动电话 全双工工作方式 使用频率450或900MHZ 频道间隔25KHZ AMPS83年投产 频段为800MHZ 频道间隔为30KHZ 该系统只规定了空间接口标准 采用的国家主要美洲 大洋洲和亚洲 TACS85年投产 频段为900MHZ 频道间隔为25KHZ 也只规定了空间接口标准 采用的国家主要有欧洲和亚洲 数字蜂窝移动系统 GSM CDMA PDC IS 54 DECT PHS等 3G以前采用的标准 模拟蜂窝式公用移动电话系统 第一代移动通信系统 U BS BS MSC PSTN 3G以前采用的标准 第一代移动通信系统的缺点 1 由于系统无统一的切换 漫游 网络互联标准 只能设备供应商独立组网 2 模拟无线系统抗干扰能力差 频谱利用率低 系统容量较小 3 频道带宽窄 设备较复杂 4 无线接入认证简单 用户数据安全较差 3G以前采用的标准 数字蜂窝式公用移动电话系统 第二代移动通信系统 UM BTS BSC BTS TRAU MSC VLR A bis A ter A OMC SC GMSC HLR AUC EIR MSC VLR E CD 其他业务网和其他运营商 F SGSN GGSN 3G以前采用的标准 第二代移动通信系统的缺点 1 无法满足高速分组数据的承载 2 无法满足多种业务的需求 3 无法具有固网业务服务质量 4 无法与固网网络相融合 无线关键技术 无线关键技术 物理信道的多址技术 FDMA频分多址TDMA时分多址CDMA码分多址PDMA极化分割多址SDMA空分多址 无线关键技术 代码 时间 频率 FDMA多址示意图 无线关键技术 代码 时间 频率 TDMA多址示意图 无线关键技术 代码 时间 频率 CDMA多址示意图 无线关键技术 调制技术 QPSK四相移键空GMSK高斯最小频移键控QAM多进制正交幅度调制DS SS直接序列扩频FS SS跳频序列扩频 分集技术 空间分集极化分集 无线关键技术 工程设计中考虑的传播衰减1 基本空间传播衰减主要由于多径传输造成 该衰减与地形 地貌以及城市建筑布局等有关 2 人体传播衰减主要由于人体改变了电磁场的分布而造成移动信号传播衰减 该衰减与人体大小 分布 移动台的位置等有关 3 建筑穿透传播衰减主要由于建筑物对室内无线信号造成的传播衰减 主要与建筑的材料 建筑结构 平面格局有关 4 其他传播衰减如快速移动的物体 城市高架路 火车箱体等造成的传播衰减 3G网络技术 3G网络技术 IMT 2000由来 欧洲于1985年提出FPLMTS FUTUREPUBLICLANDMOBILETELECOMMUNICATIONS 1996年更名为IMT 2000 IMT 2000含义 INTERNATIONALMOBILETELECOMMUNICATION工作于2000MHZ频段大约在2000年左右使用 3G网络技术 IMT 2000目标和要求 全球统一频段和标准 无缝覆盖 实现全球满游 提供不同环境下的多媒体业务 车速144KB S 步行384KB S 室内2MB S 具有接近固定网络业务服务质量 具有更高的频率利用率 可以灵活地引入新业务 3G网络技术 IMT 2000无线接口规范 国际电联ITU R TG8 1组于1999年10月25日至11月5日在芬兰赫尔辛基会议上通过了IMT 2000无线接口规范建议草案 共有五项 CDMADS含UTRA WCDMA CDMAMS含cdma20003x CDMATDD含UTRATDD和TD SCDMA TDMASC含UWC136TDMAMC含DECT 3G网络技术 3GPP 3GPP是欧洲ETSI 日本ARIB TTC 韩国TTA等组成 其宗旨是制定以GSM网络为核心网 以UTRA为无线接口标准 成立于1998年12月 网站 3GPP ORG 3GPP2 3GPP2是由ANSI TIA 日本ARIB TTC韩国TTA等组成 其宗旨是制定以北美ANSI 41网络为核心网 以CDMA 2000以及UWC 136为无线接口标准 成立于1999年1月 网站 CDG ORG 3G网络技术 第三代移动通信无线系统演进过程 IS 95A IS 95B CDMA2000 1X 1XEV DO CDMA2000 1XEV DV CDMA2000 3X CDMA2000 GSM GPRS WCDMA EDGE 3G网络技术 3GFDD频谱划分 中国 核心频段 60MHZ 1920MHZ 1980MHZ2110MHZ 2170MHZ补充频段 30MHZ 1755MHZ 1785MHZ1850MZH 1880MHZ共2X90MHZ 3G网络技术 3GTDD频谱划分 中国 核心频段 55MHZ 1880MHZ 1920MHZ2010MHZ 2025MHZ补充频段 100MHZ 2300MHZ 2400MHZ共155MHZ 3G网络技术 3G其他频谱划分 中国 卫星移动频段 30MHZ 1980 2010MHZ 2170 2200MHZ现有已规划给公众移动通信同时分配给3G825 835MHZ 870 880MHZ10MHZ885 915MHZ 930 960MHZ30MHZ1710 1755MHZ 1805 1850MHZ45MHZ 3G网络技术 R991999年12月定稿 3GWCDMA UMTS 标准第一个版本 空中接口基于WCDMA 5MHZ频率 3 84Mcps直接扩频 FDD TDD R99基于ATM CN采用GSM GPRS增强型 无线接入网UTRAN和移动终端UE是WCDMA的无线接口协议 由于多址方式与空中接口的差异 3G的无线接入网部分全部重新建设 3G网络技术 R99网络结构示意图 MS BTS BTS BSC MSC VLR GMSC UE NodeB NodeB NodeB RNC RNC HLR SMS GGSN SGSN CS域 PS域 BSS RNS C Gc Gr A Abis Iur Iub Iub Um Uu Gb Gn Iu cs Iu ps 3G网络技术 R42001年3月定稿 空中接口增加了TD SCDMA选项 无线接入网对性能进行了增强 增加了NodeB同步选项 它有利于降低与TDD的干扰 规定了直放站的使用 扩大了对特定地区的覆盖 增加了对无线接入承载的QoS协商 使无线资源管理效率更高 3G网络技术 核心网变动较大 电路域引入了NGN中的软交换概念将业务的控制与承载分开 MSC GMSC网元分裂为两个网元 负责业务控制功能的MSC GMSC Server网元和负责承载功能的多媒体网关MGW网元 R4中主要接口协议有四种 BICC 是MSC Server间与承载无关的呼叫控制协议 H 248 是MSC Server与MGW间媒体网关控制协议 SIP 是3GPP中IMS的主要多媒体通信协议 SIGTRAN 用于实现承载信令与NO 7信令间转换 3G网络技术 R4网络结构示意图 MS BTS BTS BSC MGW MGN UE NodeB NodeB NodeB RNC RNC HLR SMS GGSN SGSN CS域 PS域 BSS RNS C Gc Gr A Abis Iur Iub Iub Um Uu Gb Gn Iu cs Iu ps MSC Server VLR GMSC Server Mc Mc Gs 3G网络技术 R52002年6月定稿 3GWCDMA向全IP发展标准的第一个版本 空中接口增加了高速下行分组数据接入HSDPA 其峰值可达10 8Mbps 接入网引IP承载 IPRAN 实现接入网IP化 核心网引入IP多媒体子系统IMS 其主要功能实现含有 CSCF 呼叫控制服务器 是软交换最主要的控制实体 MGCF 媒体网关控制服务器 IM MGW IP多媒体网关 MRF 多媒体资源功能 BGCF 与PSTN通信信令转发 3G网络技术 R62003年定稿 空中接口增加了多天线MIMO技术 正交频分复用OFDM技术 以及与无线局域网互连互通技术 核心网继续完善IP多媒体子系统IMS 以及IMS与PLMN PSTN等网络互操作性和对PS与承载无关网络框架的研究 业务方面提升MMS 移动多媒体业务 和QoS的功能 并增加了对多媒体广播 多播的研究 进一步提升HSDPA性能 以及对HSUPA的研究 3G网络技术 CDMA2000CDMA2000系统是由无线接入网RAN和核心网CN两大部分组成 其中RAN含BT