移动通信发展-北京移动九月.ppt

1,移动通信概述,北京邮电大学无线通信新技术研究室,2,蜂窝移动通信系统的发展,3,移动通信系统演进的里程碑,1G,2G,3G,GSM,WCDMA,IS-95,CDMA2000,TD-SCDMA,IS-136,UWC-136,GPRS,EDGE,模拟系统,4,移动通信技术的发展历程,Circuitswitched,CSvoice/packetdata,IPcore,GSM,UMTS,UWC-136,CDMA,2GHSCSD,endtoendIP,GPRSEDGE,WLAN,HiperLAN/802.11a,IMT-2000CDMAMulti-Carrier,OptimallyConnectedAnywhere,Anytime,MBSat60GHz?,AdhocNetworks,NewRadioInterface?,Bluetooth,2G,3Gandbeyond,evolved2G,3GPPRel0 xIMT-2000CDMADirectSpread+TDD,3GPPRel99,D-AMPS,IS95,GPRS/EDGEIMT-2000TDMASingle-Carrier,GPRSEDGE,CDMA2000,IncludesVerticalHandoverbetweenTechnologies,5,第一代模拟蜂窝移动通信系统,历史回顾：1978年，美国的贝尔实验室成功开发了AMPS（AdvanceMobilePhoneService）系统，实现了真正意义上的可以随时随地通信的大容量的蜂窝移动通信系统。1987年，中国首个TACS制式模拟移动电话系统建成商用，之后AMPS也曾被引入中国。主要标准：美国的AMPS、欧洲的TACS、英国的ETACS、欧洲的NMT-450和NMT-900、日本的NTT和JTACS/NTACS主要特点：用户的接入方式采用频分多址（FDMA），当一个呼叫建立后，该用户在其呼叫结束以前一直占用一个频段调制方式：FM业务的种类单一，主要是话音业务系统的保密性较差频谱效率较低，有限频谱资源和无限用户容量之间的矛盾十分突出,6,第二代数字蜂窝移动通信系统-GSM,历史回顾：1992年，第一个数字蜂窝移动通信系统欧洲的GSM（GlobalSystemforMobileCommunication）网络在欧洲开始铺设，由于其优越的性能，在全球范围内以惊人的速度得以扩张，目前已是全球最大的蜂窝通信系统。1993年，中国的第一个全数字移动电话GSM系统建成开通，之后中国电信和中国联通都采用了GSM。主要特点：微蜂窝小区结构数字化技术-语音信号数字化新的调制方式-GMSK、QPSK等FDMA/TDMA频谱利用率高，系统容量大便于实现通信安全保密,7,第二代数字蜂窝移动通信系统-CDMA,历史回顾：1995年，美国的高通公司（Qualcomm）提出了一种采用码分多址（CDMA)方式的数字蜂窝系统技术解决方案（IS-95CDMA)，目前已分别在中国香港、韩国、北美等国家和地区投入使用，用户反映良好。CDMA系统的主要特点：用户的接入方式采用码分多址（CDMA）软容量、软切换，系统容量大抗多径衰落可运用话音激活、分集接收等先进技术,IS-95CDMA,8,第三代数字蜂窝移动通信系统,3G的主要特点：支持移动多媒体业务宽带CDMA技术高频谱效率FDMA/TDMA/CDMA从电路交换到分组交换从媒体(media)到多媒体(Multi-media)高保密性全球范围无缝漫游系统微蜂窝结构,3G,主流技术：WCDMAcdma2000TD-SCDMA,9,移动通信各代典型系统特点,10,IMT-2000的由来,1985年提出FPLMTS即FuturePublicLandMobileTelecommunicationsSystem1996年正式更名为IMT2000IMT-2000即InternationalMobileTelecommunications-工作在2000MHz频段-在2000年左右商用1992年世界无线电大会在2GHz频段上分配了230MHz频段给当时FPLMTS和卫星业务,即1885-2025MHz和2110-2200MHz其中：1980-2010MHz和2170-2200MHz仅供卫星使用,11,IMT-2000目标与基本要求,全球同一频段、统一标准、无缝隙覆盖、全球漫游提供多媒体业务车速环境：144KbS步行环境：384KbS室内环境：2Mbs高服务质量高频谱利用效率易于从第二代过渡、演变袖珍手机，价格低高保密性能,12,IMT-2000无线接口标准,13,IMT-2000功能模型及接口,UIM,UIM-MT接口(UIM),MT,RAN,CN,无线接口(UNI),RAN-CN接口,NNI接口,用户识别模块（UIM）无线接入网（RAN）用户终端（MT）核心网CoreNetwork（CN）,其它IMT-2000家庭成员的核心网,14,第三代移动通信标准化格局,ITUIMT-2000,欧洲,ITU-RWP8F,3GPP2,3GPP,ITU-TWP3/11SG2SG13SG16,ETSISMG,北美,TIPI,亚太,ARIB,TTA,TTC,TIA,CATT,15,第三代移动通信标准化的伙伴项目：3GPP和3GPP2,3GPP（ThirdGenerationPartnershipProject）由欧洲的ETSI、日本ARIB、TTC、韩国TTA、美国的T1和中国CWTS六个标准化组织组成。宗旨是制定以GSM为核心网，WCDMA和CDMATDD（TD-SCDMA和UTRATDD融合技术）为无线接口的标准。,3GPP2（ThirdGenerationPartnershipProject2）由美国的ANSI（TIA）、日本ARIB、TTC、韩国TTA和中国CWTS五个标准化组织组成。宗旨是制定以ANSI/IS-41为核心网，CDMA2000为无线接口的标准。,16,第三代移动通信系统的特点,全球范围无缝漫游系统支持移动多媒体业务系统平滑过渡、演进高频谱效率高服务质量低成本高保密性,真正实现：任何人在任何时间、任何地点与任何人进行通信,17,主要的第三代移动通信标准,目前，经国际电信联盟(ITU)认可的3G无线传输技术共有三种标准，分别是：W-CDMAcdma2000TD-SCDMA（中国提出）,18,WCDMA简介,第二部分,19,CoreNetwork,D-RNC,S-RNC,NodeB,cell,cell,cell,NodeB,cell,cell,cell,NodeB,cell,cell,cell,NodeB,cell,cell,cell,Iub,Iub,Iub,Iub,Iur,Iu,UTRAN结构,20,IntegratedMobileNetwork:GSM/GPRS/UMTS,VLRMSC,VLRMSC,SGSN,GMSC,BSC,BTS,BTS,Abis,BSS,BSC,BTS,BTS,Abis,BSS,AUC,HLR,EIR,PSTN,E,D,C,F,H,A,GSM,PSTN,GGSN,PDN,Gb,Gp,Gc,Gf,Gn,Gr,Gs,GPRS,OtherPLMN,RNC,NodeB,NodeB,Iub,RNS,RNC,NodeB,NodeB,Iub,RNS,Iur,Iu-CS,Iu-PS,Iu-PS,Iu-CS,UMTS,Gi,PLMN:PubliclandmobilenetworkUMTS:UniversalMobileTelecommunicationSystem,21,GSM网络向WCDMA网络过渡,22,CDMA-2000简介,第三部分,主流技术：WCDMAcdma2000TD-SCDMA,23,CDMA2000网络体系结构,MSC,R,AAA服务器,IWF,智能外设IP,HLR,业务控制点SCP,SCE/SMS,BTS64,BTS1,BSC12,GAN,BTS1,R,Internet,PSTN,PLMN,IS-2000空中接口,信令,语音+信令,PDA,数据+信令,IWF,应用服务器,数据核心网DCN,O&M运维服务器,HA,移动台,PDSN,R,无线智能网WIN,基站网管BSM,BSC1,电路核心网,24,TD-SCDMA简介,第四部分,主流技术：WCDMAcdma2000TD-SCDMA,25,TD-SCDMA技术的主要特点,无需成对的频率资源采用DS-CDMA技术码片速率为1.28Mchip/s时分双工方式上下行链路使用相同的无线频率适于不对称的上下行数据传输适合智能天线、软件无线电等新技术的应用设备成本较低,26,TD-SCDMA网络结构的演进(1),PSTN,IP,RadioAccessNetwork,BTSGSM,UmGSM,MSC+GSN,GSM/GPRSCoreNetwork,HLR,SwitchCommander,A+Gb,Abis,GSMMS,NodeBTD-SCDMA,UuTD-SCDMA,Abis*,TD-SCDMAGSMMS,T-RNC,TGCF,RadioCommanderandLMT,new,unchanged,Networkelements:,enhanced,TGCF:TD-SCDMAatGSMControlFunction,TD-SCDMAGSM/GPRSCoreNetwork,27,TD-SCDMA网络结构的演进(2),RadioAccessNetwork,BTSGSM,UmGSM,Abis,GSMMS,NodeBTD-SCDMA,UuTD-SCDMA,Iub,TD-SCDMAGSMMS,TGCF:TD-SCDMAatGSMControlFunction,RNC,BSC+TRAUGSM,TGCF,TD-SCDMAUMTSMS,PSTN,IP,UMSC+UGSN,MSC+GSN,UMTSCoreNetwork,HLR,SwitchCommander,A+Gb,Iu,new,unchanged,Networkelements:,enhanced,RadioCommanderandLMT,NodeBWCDMA,UuWCDMA,WCDMAMS,Iub,TD-SCDMAUMTSCoreNetwork,28,TD-SCDMA网络结构的演进(3),POTS,LANWAN,new,unchanged,IP-BasedCoreNetwork,IP-NetworkCommander,enhanced,TD-SCDMAUMTSMS,TD-SCDMAGSMMS,TD-SCDMAIPMS,RadioAccessNetwork,NodeBTD-SCDMA,Iub,RNC,RadioCommanderandLMT,Iu,WCDMAMS,NodeBWCDMA,Iub,UmWCDMA,UmTD-SCDMA,TD-SCDMAIP-BasedCoreNetwork,29,未来移动多媒体技术简介,第五部分,30,内容,推动移动通信发展的因素未来移动多媒体网络概述移动多媒体网络与业务的演进未来移动多媒体网络的传输技术,31,推动移动通信发展的因素(1)更多的用户全世界移动用户数,32,IP的迅猛发展未来预计将有超过PC机数目的移动用户接入Internet其中的大部分为移动数据用户,推动移动通信发展的因素(2),移动数据市场,33,移动数据业务发展方向,34,高速率信息业务为了能够支持多媒体业务，移动通信系统必须不断演进以满足传输高数据速率的要求。,推动移动通信发展的因素(3),移动通信的信息移动速率,35,内容,推动移动通信发展的因素未来移动多媒体网络概述移动多媒体网络与业务的演进未来移动多媒体网络的传输技术,36,未来移动多媒体网络概念,未来移动多媒体网络是广泛用于各种电信环境的无线系统的总和包括蜂窝、固定无线接入、游牧（Nomadic）接入系统等其能力将涵盖并远远超出三代系统及与其进行互连的无线系统的能力涵盖了目前的三代系统、无线接入、数字广播等系统的能力新增两个部分支持约100Mbps的蜂窝系统支持高达1Gbps以上速率的游牧/本地无线接入系统,37,未来移动网络的功能,巨大的多媒体业务处理能力采用基于IP的核心网各种接入方案间的互连互通系统内和系统间的无缝漫游安全性管理移动性管理,38,未来移动多媒体网络的变革,将采用新型的多天线和阵列天线技术以及宽带高线性度射频技术，将涉及复杂的电磁学理论问题。,采用全IP、分布式、自组织和多层的无线广带个人通信新体制和新模式,网络结构,空中接口,将采用分布式的接入方式，多天线技术具有至关重要的作用,传输体制,将采用多载波并行传输体制,编码与调制,将采用新型的自适应编码调制技术，以及包括其在内的高效的自适应链路技术,天线与射频,39,广义蜂窝通信网络理论与构造方法,未来移动通信系统的要求：大于100Mbps的峰值数据速率广域覆盖频段在2-5GHz2-5GHz的电波传播特性较现有的移动通信频段远为恶劣，因此传统意义上的蜂窝小区无法满足需求。,40,充分利用空间资源的无线通信传输理论,理论上，在发送天线数固定的情况下，MIMO信道容量随接收天线数的增加而显著增大，为提高无线网络的信息吞吐量、扩大覆盖区域和提高传输质量提供了巨大的可能性。多天线环境下MIMO无线通信系统的理论必将突破传统的无线通信系统理论，成为未来移动与无线通信系统理论的核心。,41,多维无线资源管理与新型空中接口适配方法,未来移动通信的业务：间歇性的、大动态范围的数据业务无线资源管理方案将自适应于业务负载、业务要求、承载能力、无线电环境和信道条件等因素的变化。资源的最大限度共享是无线资源管理策略的最终发展目标，系统将具有自组织、自动