第1章第三代移动通信概述

1、 第三代移动通信的标准化第三代移动通信的标准化1.1第三代移动通信频谱分配第三代移动通信频谱分配1.2第三代移动通信业务第三代移动通信业务1.3第三代移动通信演进第三代移动通信演进1.4 第三代移动通信（第三代移动通信（The Third Generation Mobile Communication，3G）技术已在许多国家和地区得到应用。技术已在许多国家和地区得到应用。 章概要介绍章概要介绍3G的起源、发展进程和演的起源、发展进程和演进，主要内容如下：进，主要内容如下：第三代移动通信的标准化组织，第三代移动通信的标准化组织，3G技术技术标准标准第三代移动通信系统的频谱分配第三代移动通信系统的

2、频谱分配第三代移动通信系统的业务特点第三代移动通信系统的业务特点第三代移动通信的演进路径第三代移动通信的演进路径1.1.1 第三代移动通信标准化组织第三代移动通信标准化组织 第三代移动通信系统（第三代移动通信系统（3G），又被国），又被国际电联（际电联（International Telecommunication Union，ITU）称为）称为IMT-2000，意指在，意指在2000年左右开始商用并工作在年左右开始商用并工作在2000MHz频频段上的国际移动通信系统。段上的国际移动通信系统。（1）全球统一频谱、标准，实现全球无缝）全球统一频谱、标准，实现全球无缝漫游。漫游。（2）更高的频谱效

3、率，更低的建设成本。）更高的频谱效率，更低的建设成本。（3）能提供较高的服务质量和保密性能。）能提供较高的服务质量和保密性能。（4）能提供足够的系统容量，方便）能提供足够的系统容量，方便2G系系统的过渡和演进。统的过渡和演进。（5）能提供多种业务，适应多种环境。）能提供多种业务，适应多种环境。（1）3G系统具有大容量语音、高速数据系统具有大容量语音、高速数据和图像传输的能力。和图像传输的能力。（2）3G系统可以基于第二代移动通信系系统可以基于第二代移动通信系统平滑过渡和演进。统平滑过渡和演进。（3）3G系统采用了新的通信技术。系统采用了新的通信技术。（1）第三代移动通信合作伙伴项目）第三代移动

4、通信合作伙伴项目（3GPP） 第三代移动通信合作伙伴项目（第三代移动通信合作伙伴项目（3GPP）是由欧洲的是由欧洲的ETSI、日本的、日本的ARIB、日本的、日本的TTC、韩国的、韩国的TTA以及美国的以及美国的T1 5个标准个标准化组织在化组织在1998年底发起成立的，年底发起成立的，1998年年12月正式成立。月正式成立。 中国无线通信标准化组织（中国无线通信标准化组织（China Wireless Telecommunication Standard Group，CWTS）于）于1999年在韩国正式签年在韩国正式签字加入字加入3GPP，成为，成为3GPP的组织伙伴。的组织伙伴。图图1-1

5、 3GPP1-1 3GPP组织机构组织机构 3GPP的主要工作是研究制定并推广的主要工作是研究制定并推广基于演进的基于演进的GSM核心网络的核心网络的3G标准，即制标准，即制定以定以GSM移动应用部分（移动应用部分（GSM Mobile Application Part，GSM MAP）为核心网，）为核心网，通用陆地无线接入（通用陆地无线接入（Universal Terrestrial Radio Access，UTRA）为无线接口的标准。）为无线接口的标准。 第三代移动通信合作伙伴项目二第三代移动通信合作伙伴项目二（3GPP2）由美国）由美国TIA、日本、日本ARIB和和TTC、韩国韩国TT

6、A等等4个标准化组织发起，个标准化组织发起，1999年年1月正式成立。月正式成立。 中国无线通信标准化组织（中国无线通信标准化组织（CWTS）于于1999年年6月在韩国正式签字加入月在韩国正式签字加入3GPP2，成为成为3GPP2的组织伙伴，在此之前，我国的组织伙伴，在此之前，我国是以观察员的身份参与是以观察员的身份参与3GPP2的标准化活的标准化活动。动。 3GPP2的组织机构如图的组织机构如图1-2所示。所示。图图1-2 3GPP21-2 3GPP2组织机构组织机构 3GPP2的主要工作是制定以的主要工作是制定以ANSI/IS-41为核心网、为核心网、cdma2000为无线接口的为无线接口

7、的3G标标准。准。 ANSI（American National Standards Institute）是美国国家标准学会，）是美国国家标准学会，IS-41协协议是议是CDMA第二代数字蜂窝移动通信系统第二代数字蜂窝移动通信系统的核心网移动性管理协议。的核心网移动性管理协议。 3GPP2的标准化工作受到拥有多项的标准化工作受到拥有多项CDMA关键技术专利的高通公司的较多支关键技术专利的高通公司的较多支持。持。1第三代移动通信标准的提出第三代移动通信标准的提出 第三代移动通信标准通常指无线接口第三代移动通信标准通常指无线接口的无线传输技术标准。的无线传输技术标准。 多址接入技术多址接入技术正正

8、 式式 名名 称称习习 惯惯 称称 呼呼CDMACDMAIMT-2000 CDMA-DSIMT-2000 CDMA-DSWCDMAWCDMAIMT-2000 CDMA-MCIMT-2000 CDMA-MCcdma2000cdma2000IMT-2000 CDMA-TDDIMT-2000 CDMA-TDDTD-SCDMA/UTRA-TDDTD-SCDMA/UTRA-TDDTDMATDMAIMT-2000 TDMA-SCIMT-2000 TDMA-SCUWC-136UWC-136IMT-2000 TDMA-MCIMT-2000 TDMA-MCEP-DECTEP-DECT表表1-11-1 IMT-2

9、000 IMT-2000无线接口的无线接口的5 5种技术标准种技术标准 采用码分多址接入技术（采用码分多址接入技术（CDMA）的）的3种候选方案成为第三代移动通信的主流标种候选方案成为第三代移动通信的主流标准。准。 3种主流标准的工作方式分别为频分双种主流标准的工作方式分别为频分双工工直扩（直扩（FDD-DS）、频分双工）、频分双工多载多载波（波（FDD-MC）和时分双工（）和时分双工（TDD），对），对应的标准分别为应的标准分别为WCDMA、cdma2000和和TD-SCDMA/UTRA-TDD。 IMT-2000 CDMA-DS又称宽带码分多又称宽带码分多址（址（Wide band CDM

10、A，WCDMA）。）。 WCDMA的核心网基于演进的的核心网基于演进的GSM/GPRS网络技术，空中接口采用网络技术，空中接口采用DS-CDMA多址方式。多址方式。 IMT-2000 CDMA-MC又称又称cdma2000。 cdma2000是基于是基于IS-95标准的各种标准的各种CDMA制造厂家的产品和不同运营商的网制造厂家的产品和不同运营商的网络构成的一个家族概念。络构成的一个家族概念。 从从IS-95演进而来的演进而来的cdma2000标准是一标准是一个体系结构，称为个体系结构，称为cdma2000家族，它包含家族，它包含一系列子标准，经过融合后含多载波一系列子标准，经过融合后含多载波

11、（Multi-Carrier，MC）方式，即单载波）方式，即单载波（1x）、三载波（）、三载波（3x）等方式。）等方式。 IMT-2000 CDMA-TDD目前包括低码目前包括低码片速率片速率TD-SCDMA和高码片速率和高码片速率UTRA-TDD两个技术。两个技术。 TD-SCDMA（Time Division Synchronous CDMA）采用时分）采用时分同步码同步码分多址技术。分多址技术。 UTRA-TDD采用通用陆地无线接入采用通用陆地无线接入时分双工技术。时分双工技术。 TD-SCDMA是中国提出的国际标准，是中国提出的国际标准，目前已经在我国国内建网，而目前已经在我国国内建网

12、，而UTRA-TDD标准制定现在已处于停顿状态，所以通常标准制定现在已处于停顿状态，所以通常提到提到IMT-2000 CDMA-TDD即指即指TD-SCDMA。性能指标性能指标/ /标准标准WCDMAWCDMAcdma2000cdma2000TD-SCDMATD-SCDMA核心网核心网GSM MAPGSM MAPANSI-41ANSI-41GSM MAPGSM MAP带宽带宽5MHz5MHz1.25MHz1.25MHz1.6MHz1.6MHz多址方式多址方式CDMACDMACDMACDMACDMA/TDMACDMA/TDMA码片速率码片速率3.84Mchip/s3.84Mchip/s1.228

13、8Mchip/s1.2288Mchip/s1.28Mchip/s1.28Mchip/s双工方式双工方式FDD/TDDFDD/TDDFDDFDDTDDTDD帧长帧长10ms/1510ms/15时隙时隙/ /帧帧5 5、1010、2020、4040、80ms/1680ms/16时隙时隙/ /帧帧5 5 2ms/72ms/7 2 2时隙时隙/2/2子帧子帧/ /帧帧语音编码语音编码自适应多速率语音编码器（自适应多速率语音编码器（AMRAMR）可变速率声码器可变速率声码器IS-773IS-773、IS-127IS-127自适应多速率语音编码器（自适应多速率语音编码器（AMRAMR）信道编码信道编码卷积

14、码和卷积码和TurboTurbo码码卷积码和卷积码和TurboTurbo码码卷积码和卷积码和TurboTurbo码码信道化码信道化码前向前向OVSFOVSF，扩频因子，扩频因子5125124 4；反向反向OVSFOVSF，扩频因子，扩频因子2562564 4前向：前向：WalshWalsh和长码；和长码；反向：反向：WalshWalsh和准正交码和准正交码OVSFOVSF，扩频因子，扩频因子16161 1扰码扰码前向：前向：1818位位GOLDGOLD码；码；反向：反向：2424位位GOLDGOLD码码长码和短长码和短PNPN码码长度固定为长度固定为1616的伪随机码的伪随机码功率控制功率控制

15、开环开环+ +闭环闭环开环开环+ +闭环闭环开环开环+ +闭环闭环切换切换软切换软切换软切换软切换接力切换接力切换导频结构导频结构上行专用导频；上行专用导频；下行公共或专用导频下行公共或专用导频上行专用导频；上行专用导频；下行公共或专用导频下行公共或专用导频下行公共导频下行公共导频DwPTSDwPTS；上行同步上行同步UpPTS UpPTS 基站同步基站同步同步同步/ /异步异步GPSGPS同步同步同步同步表表1-21-23G3G的主流标准性能对比的主流标准性能对比13GPP技术规范的版本划分技术规范的版本划分（1）R99版本版本（2）R4版本版本（3）R5版本版本（4）R6版本版本（5）R7

16、版本版本（6）R8版本版本（7）R9版本版本（1）cdma2000无线技术的发展历程无线技术的发展历程 cdma2000 1x是是cdma2000移动通信系统移动通信系统发展的第一阶段，对应发展的第一阶段，对应cdma2000标准的标准的Rev.0、Rev.A、Rev.B协议版本。协议版本。 cdma2000 1xEV-DO技术起源于美国技术起源于美国Qualcomm公司提出的高速率数据（公司提出的高速率数据（High Data Rate，HDR）技术。）技术。 cdma2000 1xEV-DV综合了综合了cdma2000 1x和和cdma2000 1xEV-DV的优点，对应的优点，对应Rev

17、.C和和Rev.D协议版本。协议版本。图图1-3 WRC20001-3 WRC2000频谱安排频谱安排图图1-4 1-4 中国第三代移动通信系统频谱安排中国第三代移动通信系统频谱安排 3G业务可以从不同的角度进行不同的业务可以从不同的角度进行不同的分类，不同分类所属的各种业务可以是相分类，不同分类所属的各种业务可以是相互交叠的。互交叠的。 基于基于GSM网络和固定网络数据业务的网络和固定网络数据业务的分类，分类，UMTS论坛将论坛将3G业务分为业务分为6类。类。 即移动即移动Internet接入、定制信息和娱乐接入、定制信息和娱乐业务、多媒体短消息业务、基于位置的业业务、多媒体短消息业务、基于

18、位置的业务、移动务、移动Internet/Extranet接入业务和增强接入业务和增强语音（含可视电话服务）语音（含可视电话服务） 。 按照应用层按照应用层QoS的业务分类，的业务分类，3GPP定定义了义了4种基本业务类型，即会话类业务、流种基本业务类型，即会话类业务、流媒体业务、交互类业务和背景类业务；按媒体业务、交互类业务和背景类业务；按照媒体的表现形式，照媒体的表现形式，3G业务可以分为文本业务可以分为文本业务、视频业务和多媒体业务。业务、视频业务和多媒体业务。 下面根据应用层下面根据应用层QoS的业务和用户体的业务和用户体验来分类介绍验来分类介绍3G业务。业务。图图1-5 1-5 不同

19、不同QoSQoS要求时业务特点示意图要求时业务特点示意图（1）会话类业务）会话类业务（2）流类业务）流类业务（3）交互类业务）交互类业务（4）背景类业务）背景类业务（1）通信类业务）通信类业务（2）娱乐类业务）娱乐类业务（3）资讯类业务）资讯类业务（4）Internet业务业务（5）金融业务）金融业务（6）位置服务）位置服务（7）监控服务）监控服务1.4.1 第三代移动通信的演进路径第三代移动通信的演进路径图图1-6 3G1-6 3G的演进有三条路径的演进有三条路径 1ITU-Advanced的标准化进程的标准化进程2ITU-Advanced关键技术关键技术（1）ITU-Advanced无线接

20、口技术无线接口技术（2）ITU-Advanced网络技术网络技术1第三代移动通信系统简称第三代移动通信系统简称3G，又被国，又被国际电联（际电联（ITU）称为）称为IMT-2000，是指在，是指在2000年左右开始商用并工作在年左右开始商用并工作在2000MHz频频段上的国际移动通信系统。段上的国际移动通信系统。 IMT-2000的标准化工作开始于的标准化工作开始于1985年。年。 第三代移动通信标准规范具体由第三第三代移动通信标准规范具体由第三代移动通信合作伙伴项目（代移动通信合作伙伴项目（3GPP）和第三）和第三代移动通信合作伙伴项目二（代移动通信合作伙伴项目二（3GPP2）分）分别负责。

21、别负责。2第三代移动通信的主流标准为第三代移动通信的主流标准为WCDMA，cdma2000和和TD-SCDMA/UTRA-TDD。 3G的的3大主流技术标准在网络基础、大主流技术标准在网络基础、核心网、空中接口、码片速率、载频间隔、核心网、空中接口、码片速率、载频间隔、扩频方式、同步和功控速度等方面各有特扩频方式、同步和功控速度等方面各有特点。点。3第三代移动通信标准通过不断增加新特第三代移动通信标准通过不断增加新特性来增加自身的竞争力，使用并行版本体性来增加自身的竞争力，使用并行版本体制。制。 3GPP技术规范的技术规范的3G版本划分为版本划分为R99，R4，R5，R6，R7，R8和和R9等

22、。等。3GPP2 技技术规范的术规范的3G版本划分为版本划分为Rev.0，R ev.A，R ev.B，R ev.C，Rev.D，UWB等。等。43G业务按照不同的标准可以有不同的业务按照不同的标准可以有不同的分类方法，按照应用层分类方法，按照应用层QoS的业务分类，的业务分类，3GPP定义了会话类业务、流媒体业务、交定义了会话类业务、流媒体业务、交互类业务和背景类业务；根据用户的体验，互类业务和背景类业务；根据用户的体验，3G业务可分为通信类业务、娱乐类业务、业务可分为通信类业务、娱乐类业务、资讯类业务、互联网业务、金融业务、位资讯类业务、互联网业务、金融业务、位置服务及监控服务等。置服务及监控服务等。53G的演进有的演进有3条路径。其一是以条路径。其一是以3GPP为基础的技术轨迹，即从第二代的为基础的技术轨迹，即从第二代的 GSM、GPRS到第三代的到第三代的WCDMA/TD-SCDMA、第三代增强型的第三代增强型的HSPA，以及，以及LTE发展路发展路线，最后演进到线，最后演进