毕业设计（论文）：3G移动通信技术研究与应用

1、毕业设计论文：3G移动通信技术研究与应用 3G移动通信技术研究与应用摘要：第三代移动通信系统已在我国商业化运营，3G网络为各种业务提供了更多的资源，3G时代的移动业务不仅对网络，同时也对终端提出了更高的要求，3G终端必须具备更快更强的通信和处理能力，同时还要更加人性化，更具扩展性。本文首先简要的介绍了有关3G方面的技术术语、 3G的开展历程、现状，以及相关的产业链等。接着详细介绍了3G中的三大主流标准CDMA2000、WCDMA、TD_SCDMA，以及主要特点，主要优点等，并且相互比拟了它们之间的优点以及缺乏。完整的介绍了TD-SCDMA,WCDMA,CDMA2000三种不同的3G移动通信国际

2、主流标准TD-SCDMA 系统特点,最后介绍了3G移动通信的开展趋势及面临的挑战。关键词：WCDMA；CDMA2000；TD-SCDMA；比拟分析； The search and use of the 3G mobile communication technology。Abstract: Third generation mobile communication system has been in our commercial operation, 3G network for a variety of businesses with more resources, 3G mobile s

3、ervice times not only for the network, but also put forward higher-end requirements, 3G terminals must be accompanied by more rapid communication and processing capabilities, while also more humane and more scalability. This paper briefly introduced the 3G's technical terminology, 3G course of d

4、evelopment, the status quo, as well as related industries, such as chain. Then described in detail in the 3G of the three mainstream standards CDMA2000, WCDMA, TD_SCDMA , and the main characteristics of the major advantages, and their mutual comparison between the advantages and inadequate. The pape

5、r also complete introduction TD-SCDMA, WCDMA, CDMA2000SAN kind of different 3G mobile communication international mainstream standard. The mainstream techniques in the third generation of mobile communication?various kind of code division multiple access are analyzed and compared in detail. The deve

6、lopment and techniques route of the third generation of mobile communication has been proposed suitable to Chinese condition. At last，the paper introduces the development and challenge of the 3G mobile communication technology。Keyword: WCDMA；CDMA2000；TD-SCDMA; comparative analysis; 目 录引言51.绪论51.1 3G

7、的起源51.2 3G的3种不同的标准61.3 3G的特征简述61.4 3G的目标及要求61.5 3G在中国的开展情况72 3G主流技术标准之CDMA2000102.1 CDMA2000概述102.2 CDMA2000的技术特点112.3 CDMA2000的应用现状及开展探讨143 3G主流技术标准之WCDMA153.1 WCDMA概述153.2 WCDMA的技术特点163.3 WCDMA的应用现状及开展探讨184 3G主流技术标准之TD-SCDMA214.1 TD-SCDMA概述214.2 TD-SCDMA的技术特点224.3 TD-SCDMA的应用现状及开展探讨245 3种主流技术标准的比拟

8、275.1 三种标准的主要优劣势分析275.2 三种标准的各种性能的比拟285.3运用不同标准的三大运营商优劣势分析316 中国3G时代的开展趋势及面临的问题34总结36参考文献37致谢38引言近几年来，中国的移动通信开展势头强劲。随着不同运营商之间的剧烈竞争， 入网费不断下调，更加刺激了我国移动用户的大幅度增加。 但频谱资源是有限的，3G 采用码分多址技术，它可提供的系统容量相对2G 来说就会大一些，因此能够有效地缓解日益增长的用户数目和有限的频谱资源之间的矛盾。另一方面，信息技术的开展、英特网的高速开展和用户的多样化的需求要求移动通信系统提供的业务更丰富、更个性化，如高速数据业务和数据、话

9、音与图像三者相结合的多媒体业务。2G 系统主要为用户提供的是语音业务和低速的数据承载业务，不能完全满足移动上网、多媒体、电子商务等多种新兴通信的要求。而3G的数据速率在低速或静止状态下能够到达2Mbit/s，在高速车载环境下到达384kbit/s，因此能够更好地满足用户的各种通信需求。可见，第三代移动通信的开展是大势所趋。3G 网络的建设将逐步展开， 毫无疑问它将成为国内电信业的投资重点。绪论1.1 3G的起源第三代移动通信 3rdGeneration Mobile Communications:3G 系统是为多媒体通信设计的,开发第三代移动通信系统的工作始于“国际电信联盟 ITU: Inte

10、rnational Telecommunications Union 下的世界无线电管理大会1992年会议,在此次会议中,2GHz附近的频率被指定给第三代移动通信系统使用。在ITU中,第三代移动通信系统被称为IMT-2000 International Mobile Telephony 2000 。2000年5月,国际电联 ITU 在土耳其召开全会,经对IMT-2000无线接口技术标准的10个候选方案 如表1所示 的频谱效率、网络接口、QoS、技术复杂性、覆盖率、灵活性和设备体积等诸多方面的全面评估,正式确认了五种标准,分别是MS-CDMA、DS-CDMA、TD-CD-MA、SC-TDMA和M

11、C-TDMA,这是一个以CDMA技术为主体,兼顾TDMA技术,包含FDD和TDD两种双工方式的多元化体系标准。1.2 3G的3种不同的标准国际电联最初在规划第三代移动通信系统时，曾经希望定制一套全球统一的移动通信网络体系结构。 但由于第三代移动通信标准化时，原有的G S M 和I S - 95CDMA 系统的核心网络差异很大，无法用统一的方法兼容现有的系统，ITU 提出IMT-2000 核心网络“家族概念，对原有的GSM 和IS-95 CDMA 采用不同的演进方式演进到未来的第三代移动通信系统。目前国际电联接受的3G 标准有3 种。1W C D M A ：W C D M A 是基于G S M

12、的3 G 技术标准，由欧洲提出，它的演进策略为：G S M 2 G -GPRS-EDGE-WCDMA 3G ，目前中国采用的此种3G通讯标准2CDMA：cdma2000 是由窄带CDMA IS-95C D M A 技术开展而来的宽带C D M A 技术，由美国主推，提出了从IS-95 CDMA 2G -cdma2000 1xcdma20003x 3G 的演进策略，目前中国采用的此种3G通讯标准3TD-SCDMA：TD-SCDMA 由我国大唐电信公司提出，该标准不经过2.5G的中间环节，由GSM 2G 直接向TD-SCDMA 3G 过渡，目前中国采用的此种3G通讯标准据工业和信息化部的统计，截至

13、2021年8月底，国内 用户数量已超过7.1亿。而据CNNIC调查显示，中国 网民占到整体 使用人数的34.2%，总规模到达1.8亿。据CNNIC对现有3G 用户使用3G 的原因调查中，希望使用3G带来的新体验，高速上网效劳和可视 均列其中。其中，对3G的上网速度表示满意，此原因占到整体购置因素的29.1%；可视 原因占到了11.2%；尝鲜因素也是用户购置3G的重要原因，占到用户购置原因的12.7%。目前3G 用户对运营商的满意度较高，“非常满意和“比拟满意的用户之和占到总体的56.1%。另外，3G 效劳用户对3G信号的稳定程度以及3G上网速度的满意度评价也都较高。不过，63%的用户对于3G

14、上网资费希望使用包月不限流量、不限时长的资费方式。对目前运营商所提供的包月限流量的资费方式，有29.5%用户表示赞同。而对于包月不限流量和时长的最高接受价位，各资费段的用户比例分布较为平均。全部资费的平均值为125.79元/月。有超过22%的3G用户选择接受101元/月以上的资费。一方面，目前3G 用户相对高端，可接受的资费水平也较高。另一方面，用户对于3G提供的效劳所带来的价值，也有较高的评估。尽管目前3G主要应用群体是相对高端的用户，然而，3G 用户的年龄分布并非集中在中年用户中，而是集中在20-29岁之间，该年龄段的用户群体占到3G 用户总体的55.6%。10-19岁的用户占到了23.0

15、%，也是重要的3G用户人群。与2.5G 用户的年龄结构相比，3G 用户年龄结构更偏于年轻化。3G 上网用户中，学生用户所占比例最高，达23.3%。各运营商在校园开展的3G推广和套餐优惠，是目前国内3G中学生用户为主体的重要原因。相信有不少学生是被“坐在树上边喝咖啡边用3G上网的周杰伦，以及“李开复、丁磊等行业领军人物亲自为3G做的广告宣传所吸引参加到3G的体验行列。除学生外，企业、公司职员和管理者、个体户和私企老板也占有较高的比重。在使用3G 上网的用户中，使用 自带浏览器的用户占46.6%。除此之外，腾讯 浏览器在3G 上网用户中的下载和安装量位于 浏览器市场的第一位，用户占有率达27.4%

16、，UCweb也占有14.5%的市场份额，市场表现较好。3G 上网用户对各种 上网应用的使用中， 上网浏览新闻的使用率最高，达94.8%， 媒体的影响力日益增强。 搜索的使用率也较高，达58.7%， 上网的及时性、便捷性更好地满足了人们对这些应用的需求。另据CNNIC调查发现，目前没有使用，而方案半年内使用3G的 上网用户，占到 上网用户总体的23.1%。根据目前中国 上网用户的整体规模，以及运营商提供的3G用户规模估算，CNNIC分析预期半年内使用3G 上网的用户约4000万人。在半年内即将购置3G 的用户中，目前使用诺基亚 的用户所占比例最高，到达了38%。三星用户排其次，占3G潜在用户的1

17、1.4%。与目前已使用3G 效劳的用户使用3G的原因比照，潜在3G 用户对于可视 功能寄予了更多的期望。有24.4%的用户选择其作为购置3G 的重要原因。58%的用户表示愿意参加运营商组织的“预存话费换3G 活动。因此，CNNIC分析指出，如运营商提供较为合理的促销策略，将取得不错的市场效果。另外，调查还显示，有54.4%的用户，对 的重视程度，要高于对运营商的重视程度。这说明 是离用户最近的产品，同时也说明现在的运营商效劳差异并没有对用户造成太大的影响。2 3G主流技术标准之CDMA20002.1 CDMA2000概述CDMA2000是由窄带CDMA CDMAIS95技术开展而来的宽带CDM

18、A技术,由美国主推,该标准提出T从CDMAIS95 2G CDMA2000 1 xCDMA2000 3 x 3 G 的演进策略。CDMA2000lx被称为2.5代移动通信技术。CDMA20003x与CDMA2000lx的主要区别在于应用了多路载波技术,通过采用三载波使带宽提高。目前中国联通正在采用这一方案向3G过渡,并已建成了C D M A I S 9 5网络。CDMA2000 是从 CDMAOne 演进而来的第三代移动通信技术。事实上 ,CDMA2000 标准是一个体系结构 ,称为 CDMA2000family,它同样还包含一系列的子标准。经过10 多年开展，CDMA 标准已经经历了多个技术

19、阶段。其中，IS-95A 和IS-95B 同为系列标准，总称为IS-95。IS-95B 是IS-95A 的进一步开展。一般认为，它们均属于第二代移动通信技术标准。CDMA2000 是IS-95 标准向第三代技术演进的方案，由3GPP2 负责制定和发布。CDMA 标准的后向兼容性是其重要优势之一。从IS-95 到CDMA2000 1x、CDMA2000 1x EV-DO 及CDMA2000 1xEV-DV，都是后向兼容的。只要部署了CDMA 网络， 就可以较低的代价平滑向下一代演进。兼容性有两方面的含义：下一代移动终端可以直接在上一代网络中漫游，无须更换终端；上一代移动终端也可以直接漫游到下一代

20、网络中，也无须更换终端。在一系列标准中，CDMA2000 1x 原意指采用单载波形式的CDMA2000 系统，也可以理解为CDMA2000 的第一阶段。它在核心网局部引入了分组交换，可支持移动IP 业务。目前，CDMA2000 1xRelease 0 版本技术已经非常成熟，在全球多个国家和地区成功商用。CDMA2000 1x Release 0 中还定义了CDMA2000 3x 多载波模式。它与CDMA2000 1x 的主要区别是，前向信道采用3 载波方式，而CDMA2000 1x 用单载波方式。目前多载波是CDMA2000 的AIE空中接口演进 第一阶段的主要工作内容。从技术和商用成熟度考虑

21、，运营商对CDMA2000 1x EV 更感兴趣。CDMA2000 1x EV 是在CDMA2000 lx根底上进一步提高速率的增强体制。它从2000 年开始分为两个方向开展：一个称为1x EV-DO 技术，主要是对数据业务进行了增强，即在网络容量固定带宽，每个小区容纳的用户数和业务级别提供给每个用户的平均数据吞吐量方面进行了优化。该技术有助于提升无线数据业务的利润空间，已经在韩国、美国和日本等国家有了规模商用。另一个叫做1x EV-DV 技术，它对数据业务和语音业务同时进行了增强，集CDMA2000 1x 和CDMA2000 1x EV-DO 两者之优势，可在1.25MHz 带宽内，同时提供

22、语音业务和高达3.1Mbit/s 的分组数据速率。2.2 CDMA2000的技术特点CDMA的发起者主要以美国和韩国为主的以IS-95CDMA为标准的制造商和运营公司，它继承了IS-95窄带CDMA系统的技术特点，网络运营商同样可以在窄带CDMA网络中更换或增加局部网络设备过度到3G。事实上，CDMA2000标准是一个体系结构，它同样包含一系列子标准。其技术特点有：前反向同时采用导频辅助相干调节；通过不同的相位偏置区分不同的小区和用户；射频宽带从1.25MHz到20MHz可调；快速前向和反向功能控制；下行信道中从用公共连续导频方式进行相干检测，提高系统容量；码片速率Mcps，多栽波方式能很好的

23、兼容IS-95网络；核心网络给予ANSI-41网络的演进，并保持与ANSI-41网络的兼容性；支持软切换和更软切换；在同步方式上CDMA2000与IS-95相同，基站间同步采用GPS方式等。下面我们来具体分析EV-DO 与EV-DV这两种技术的技术特点：首先，EV-DO与EV-DV可以说是齐头并进。从EV-DO的角度来看，尽管CDMA2000 lx 数据承载能力相对IS-95 已经有了很大的提高，但应用于多媒体业务时，还是存在空中接口上的瓶颈。为了解决这一问题，3GPP2 发布了1x EV-DO Release 0 标准正式的名称为HRPD-High Rate Packet Data。该标准根

24、据无线数据业务的非对称特性，优化了数据业务的传输能力，前向最高传输速率提高到2.4Mbit/s。1x EV-DO Release 0 的主要技术特点包括：1前向链路时分复用。对于前向链路，在给定的某一瞬间，某一用户将得到1x EV-DO 载波的全部功率，1x EVDO载波总是以全功率发射。2自适应调制编码。根据前向射频链路的传输质量，移动终端可以要求9种数据速率，最低为38.4kbit/s，最高2457.6kbit/s。网络不决定前向链路的速率，而是由移动终端根据测得的C/I 值，请求最正确的数据速率。3Hybrid ARQ。根据数据速率的不同，一个数据包在一个或多个时隙中发送。HARQ 功能

25、允许在成功解调一个数据包后提前终止发送该数据包的剩余时隙，从而提高系统吞吐量。4反向链路码分复用。移动终端根据前向RAB 信道指示，增加或降低传输速率，数据承载能力与1x 系统相同，峰值速率为153.6kbit/s。5调度算法兼顾Best Effort 和Fair。对无线信道状况比拟好的用户，基站给予的前向业务速率比拟大。前向调度算法决定下一个时隙给哪一个用户使用。调度程序向某一用户分配时隙的原那么是，移动终端请求的速率与其平均吞吐量之比为最高。在保证系统综合性能最大的同时，所有用户都能获得适当的效劳。1x EV-DO Release 0 仅仅是CDMA迈向3G 世界的第一步，因此，在提供新业

26、务方面，能力尚显缺乏。第一，反向业务能力还维持在CDMA2000 1x 系统的水平上，峰值速率只有153.6kbit/s，难以适应对称性较强的业务需求，如可视 等。第二， 对QoS的支持考虑不够，不能满足业务多样性要求，比方，对于以可视 为代表的实时业务，无法提供足够的QoS保证机制。第三，存在数据与话音业务的并发问题。首先，DO Release 0设计的初衷是优化数据业务传输能力，需要独立的载波承载DO 业务，当分组数据业务量不是很高时，存在对载波的利用不够充分的问题。其次，DO Release 0 不能后向兼容1x 系统。双模终端在使用EVDO网络的同时，需要周期性地监听1x 网络的高优先

27、级的寻呼信息，这将影响终端的待机时间和EV-DO 数据业务的使用。EV-DV由于对DO Release 0 仅提高数据业务的性能不满意， 因此3GPP2 又开始了1x EV-DV 的研究工作。1x EV-DV 与CDMA2000 系列标准完全后向兼容， 能够在一个载波上提供混合的高速数据和话音业务。1x EV-DV 空中接口标准分为两个版本：Release C 和Release D。ReleaseC 主要改良和增强了CDMA2000 1x 的前向链路， 前向峰值速率到达3.1Mbit/s。Release D 在Release C 的根底上改良和增强了反向链路，反向峰值速率到达1.8Mbit/s

28、。EV-DV 的主要技术特点有：1兼容CDMA2000， 支持多种业务组合。同时使用了时分复用TDM 和码分复用CDM，根据所支持的业务性质使用不同的资源分配方法，可通过多个业务信道的组合，支持不同QoS 要求的多种业务。2增强的前反向信道。增加了新的前反向分组数据信道PDCH和相应的控制信道、链路质量指示信道等，采用高阶调制16QAM/8PSK技术，将前反向峰值速率提高到3.1 和1.8Mbit/s。3自适应调制编码AMC。改变调制和编码格式，使它在系统限制范围内与信道条件相适应，而信道条件那么可以通过发送反应来估计。4Hybrid ARQ。结合使用纠错编码和ARQ 技术，有效增加无线链路的

29、数据吞吐量，减小重传的时延。物理层的HARQ 技术和AMC 的结合，可以使数据传输更加适应无线链路的变化，改善数据链路的性能。5反向链路控制方式灵活，调度和速率控制快。支持公共速率控制、专用速率控制等不同的调度模式，并且由MAC 层向基站传输MS 的相关信息和请求，使得反向链路从申请到发送的调整时延减小，保证了系统的QoS 性能和对时延敏感型业务的支持能力。另外，EV-DO与EV-DV也可以说是殊途同归。随着EV-DV 的性能在Release D 中获得完善和增强，CDMA2000 EV-DO 也于同期针对Release 0 的缺乏做了改良，制定了Release A。Release A 的分组

30、数据信道采用了和EV-DV Release D 相同的复用和调制方式，支持的前反向峰值速率亦到达3.1 和1.8Mbit/s。同时，增强了QoS 支持，前向链路增加了对小数据包的支持，有利于对时延敏感的小包的传送，RLP 层改良了对单用户多流程的支持，反向链路采用子分组发送、公共速率控制的调度机制，这些改良有效减少了时延，保障了EV-DO 的QoS。Release A 还完善了1x/DO 双模操作，在网络侧对结构做了改动，使得EV-DO系统可以接收1x 系统发送的寻呼消息、短信息等电路域消息。CDMA2000 1x 演进到1x EV-DO 或1x EV-DV，在分组核心网结构方面，并没有发生大

31、的变化，网络结构根本同1x一致。即使是专门提供数据业务的EVDO，也仅需在核心网中增加AN-AAA，分组域无需大的改动。从CDMA 的两条技术演进路径看，EV-DO 和EV-DV 都充分考虑了同现有网络的后向兼容性， 比方与CDMA20001x 的互操作性、核心网的一致性。在数据速率支持方面，EV-DO Release A 与EV-DV Release D 完全相同。在对实时业务的支持方面，两者也都提出了相应的解决方案。相比拟而言，在对话音和高速数据并发业务的支持、对同一载波话音和数据业务的配置比例支持、与1x 反向兼容等方面，EV-DV 相对EV-DO 具有一定优势，但技术也更复杂，实现难度

32、更大。随着CDMA2000 1x EV 技术标准的不断完善，特别是核心网完全IP 化以后，EV-DV 和EV-DO 的业务支持能力将会趋于统一。 2.3 CDMA2000的应用现状及开展探讨从2000年开始，3GPP2就在CDMA2000 1x根底上制定了1x的增强技术，即1x EV的标准，目前1x EV分为两个阶段。在CDMA2000 1x EV两个开展阶段中，第一阶段是CDMA2000 1x EV-DO，支持平均速率650kbit/s、最高可达2.04Mbit/s速率的高速数据业务；第二阶段为CDMA2000 1x EV-DV，它属于数据、话音改良型，具有数据信道与话音信道合一的特点，可同

33、时传输数据和话音两种业务，最大速率可到达5Mbit/s。据悉，CDMA2000继续稳固其作为全球领先的3G技术的市场地位，在不同的市场上提供 通讯和宽带移动效劳，也是下一代移动宽带整合效劳中不可或缺的组成局部。目前在123个国家中有超过331家运营商选择CDMA2000作为其3G平台，其中311家提供商业效劳。同时，根据CDG消息，CDMA2000在一些全球最兴旺的移动市场上是领先的3G解决方案，如加拿大、日本、韩国和美国；全球106个国家有超过244家运营商在使用CDMA2000技术，包括中国、印度、尼日利亚和俄罗斯。据了解，截止到2021年底，有超过67%的CDMA2000运营商提供基于1

34、xEVDO移动宽带效劳；自1xEVDO版本A进行商业发布以来的三年内，有122家运营商使用了版本A，覆盖超过5亿的用户，使其成为历史上推广最快的无线技术。根据CDG统计，截止到2021年第三季度末，CDMA2000的用户到达5.18亿；EVDO全球用户为1.42亿，其使用量以约27%的增长率在不断增长。同时，有27%的CDMA2000用户使用EVDO设备和效劳；CDMA2000总共占有全球3G市场55%的市场份额。此外，CDG预测，CDMA2000将继续保持强劲的增长势头，到2021年用户数将累计到达7亿。据了解，根据来自124家制造商的超过2330件设备，CDMA2000可以提供众多可供选择

35、的设备，包括智能 、电视 、笔记本、PC卡、USB接口调制解调器、无线路由器、CE设备、超低价 和无线终端固定台。经济规模和竞争程度促使CDMA2000 价格降低，到达了GSM 的价位，然而它能够提供更多的功能和特点。同时，对于价格敏感的全球细分市场，有众多价位低于25美元的超低价CDMA2000 可供选择。此外，WorldMode设备使CDMA2000运营商能够向其客户提供全球漫游，有超过200种设备可以同时在CDMA2000包括CDMA450、Wi、GSM/GPRS/EDGE和WCDMA/HSPA网络上运行。随着中国市场的翻开以及网络建设等工作的开展，这将对全球3G的开展产生巨大的推动作用

36、，特别是对2000而言，在全球大多数运营商的开展逐步放缓的前提下，中国电信的强势参加显得至关重要。中国电信于2021年上半年完成全国342个城市的CDMA网络的升级和扩容。中国电信的，第一阶段是2021年下半年进行的CDMA业务启动期，投资总额约279亿元，2021年下半年进行的CDMA招标属于第一阶段，上半年全国342个城市CDMA网络扩建、改建工作完成，启动更大规模的第二阶段的网络投资。对于中国市场而言，3G的启动略晚与其他市场，但是从开展的角度看来，中国更晚进入3G时代使中国的电信市场可以更加成熟和完善，对3G开展的推动力度也更加巨大。特别是对于略显颓势的2000而言，“雪中送炭将比“锦

37、上添花更显得意义重大。之前，CDMA全球开展联盟以及高通公司的多位高层在接受采访时，都表示了对未来中国电信运营CDMA网络和2000网络非常强烈的支持与期待，在与中国电信合作方面也做出了积极的努力和尝试，由此可见，中国2000能否获得成功对于其全球的开展都有着至关重要的作用。WCDMA 标准由第三代合作伙伴方案组织3GPP制订，目前有R99、R4、R5 三个版本完成定稿，正在进行R6版本的制订工作。每个版本都有独特的性质，其标准规划清晰，制定严谨。1 成熟、稳定的R99。目前在全球已经安装和试开通的WCDMA 网络都是基于这个版本的。其最大的特征在于网络结构上继承了GSM GPRS 核心网结构

38、。与GSM 不同的是在无线接入网局部引入了全新的无线接口WCDMA，并采用了分组化传输，更有利于实现高速移动数据业务的传输。在接口方面引入了基于ATM的Iub、Iur和Iu 接口，该版本功能在2000 年3 月份被确定，目前标准已相当完善。2 支持先进核心网络的R4。R4 在核心网电路域局部针对R99 基于TDM 的电路核心网进行了很大改良，提出与承载无关的电路交换网络BICSCN 的概念。R4 电路域由MSCServer、GMSCServer、MGW 等实体组成，各实体之间提供标准化的接口；信令可使用IP 承载；语音分组化实现了网络带宽动态分配，并且对带宽要求有所下降。3 全面IP 化的R5

39、。R5 在接入网局部通过引入IP 技术实现端到端的全IP化。这些技术包括HSDPA高速下行分组接入，其峰值数据速率可高达10Mb/s，时延更小和UE 定位增强功能更多的支持定位业务的实现手段。特别是在R5 阶段引入了IP 多媒体子系统简称IMS，叠加在分组域网络之上，由CSCF呼叫状态控制功能、MGCF媒体网关控制功能、MRF媒体资源功能和HSS归属签约用户效劳器等功能实体组成。R5 在业务方面除原有的CAMEL、OSA 之外，新支持SIPAS。4 面向运营商新需求的R6。R6 完成时间尚未确定，目前方案的R6 主要特性包括：UTRAN 和CN 传输增强， 无线接口增强，IMSphase2，P

40、resence，Push 业务，多媒体播送和多播MBMS，LCS、MMS、MeXE、紧急呼叫等增强，数字权限管理DRM，WLANUMTS互通，优先业务，通用用户信息GUP，网络共享，不同网络间的互通。3.3 WCDMA的应用现状及开展探讨 截至2021年6月，全球WCDMA用户数已经突破2.5亿，有91个国家部署了211张WCDMA商用网络，占3G网络总数的72%。在中国发牌前，亚洲地区共计拥有12张WCDMA牌照。作为WCDMA技术开展的代表性国家，日本和韩国在WCDMA的开展和应用上起到了先锋作用，但是欧洲用户数已超过亚太地区。日本的NTTDoCoMo是全球第一个开展3G的运营商，也是目前

41、全球提供WCDMA技术的最大的3G移动效劳运营商。韩国是全球3G业务开展最快的市场之一，韩国三大运营商SKT、KTF和LGT都推出了3G业务。尽管SKT和KTF获得的是WCDMA的运营许可证，并且也在2004年年初推出了商用业务，但是目前他们仍以CDMA2000的业务为主。欧洲市场的商用网络部署更加突出。截至2007年底，欧洲就已经累计部署了111个WCDMA商用网络、96个HSDPA商用网络和18个HSUPA商用网络。一些运营商的WCDMA网络已经形成相当规模，T-Mobile在德国的WCDMA网络覆盖率超过50%，Vodafone在英国的WCDMA网络覆盖率到达40%，而Telef

42、3;nica在瑞典的网络覆盖率到达了75%。预计到2021年底，全球3G用户数将接近8亿，其中使用WCDMA的用户数将占到用户总数的75%。西欧的开展尤其令人瞩目，新增移动用户中WCDMA用户超过30%。最早进入WCDMA领域是爱立信、摩托罗拉等国外设备商，凭借卓越的研发和市场化能力，他们赢得了WCDMA第一桶金。随后，从R99版本到HSPA，WCDMA技术经历了巨大的变化，在这一过程中，中国制造商拥有了后发优势。综合2007年以来的公开信息，伴随中兴、华为等国内设备厂商的快速崛起，局部传统优势厂商正在逐步衰落。除了北电、摩托罗拉之外，阿尔卡特朗讯和诺基亚西门子在欧洲的传统优势供给商地位也正在

43、遭受国内设备商的挑战。在比利时等地，华为替换了阿朗的WCDMA；罗马尼亚运营商Zapp、巴西最大运营商BrT那么选择了中兴作为UMTS网络建设的合作伙伴。据Gartner统计数据分析，2007年中兴通讯无线新增合同全球第一，GSM出货量同比增长300%，WCDMA系统2007年至2021年间获11个正式合同，其中4个来自欧洲市场。华为方面那么表示，公司2007年无线收入达70亿美元。这一成就的取得很大程度上得益于后发优势。中国联通此次建设WCDMA网络，仍将首先给国内企业带来时机，同时也将带动WCDMA运营中心向亚洲回归。中国联通2021年7月开始的试验网建设。在上海、深圳、佛山、柳州、郑州、

44、保定、无锡和武汉八地各进行约100个基站规模的外场测试。“中国联通移动通信网升级改造工程将在全国超过200个城市实施。首批招标规模将在7万基站左右从获得3G牌照到现在，中国联通WCDMA网络的建设速度、网络规模已双双创下全球第一。而此前，中国联通还创造了WCDMA网络建设和业务开通时间的全球最快纪录。 除了建设网络外，正式商用以来，中国联通推出了 上网、 电视、可视 、 音乐等3G业务，受到消费者青睐。而近日，中国联通还在京发布了"乐媒"业务。该业务创新了传统彩信业务的编辑发送模式，将多媒体内容编辑和发送融为一体，优化了文本、图像、音频和视频多种媒体信息的相互分享，比传统彩

45、信操作更加便捷。据了解，目前已有约30款主流WCDMA 制式3G 支持"乐媒"。这一业务在此时推出，对于3G业务节日市场的开发意义非凡。 4 3G主流技术标准之TD-SCDMA4.1 TD-SCDMA概述TD-SCDMA的全称是Time Division-Synchronous CodeDivision Multiple Access,中文译名为“时分同步码分多址技术,该项通信技术也属于一种无线通信的标准技术,它是由中国第一次提出并在此无线传输技术 RTT 的根底上与国际合作,完成了TD-SCDMA标准,成为CDMA TDD标准的一员,这是中国移动通信界的一次创举,也是中国

46、对第三代移动通信开展的奉献。在与欧洲、美国各自提出的3G标准的竞争中,中国提出的TD-SCDMA已正式成为全球3G标准之一,这标志着中国在移动通信领域已经进入世界领先之列。该方案的主要技术集中在大唐公司手中,它的设计参照了TDD 时分双工 在不成对的频带上的时域模式。TDD模式是基于在无线信道时域里周期地重复TDMA帧结构实现的。这个帧结构被再分为几个时隙。在TDD模式下,可以方便地实现上/下行链路间的灵活切换。这一模式突出的优势是,在上/下行链路间的时隙分配可以被一个灵活的转换点改变,以满足不同的业务要求。这样,运用TD-SCDMA这一技术,通过灵活地改变上/下行链路的转换点就可以实现所有3

47、G对称和非对称业务。适宜的TD-SCD-MA时域操作模式可自行解决所有对称和非对称业务以及任何混合业务的上/下行链路资源分配的问题。TD-SCDMA的无线传输方案灵活地综合了FDMA,TD-MA和CDMA等根本传输方法。通过与联合检测相结合,它在传输容量方面表现非凡。通过引进智能天线,容量还可以进一步提高。智能天线凭借其定向性降低了小区间频率复用所产生的干扰,并通过更高的频率复用率来提供更高的话务量。基于高度的业务灵活性,TD-SCDMA无线网络可以通过无线网络控制器 RNC 连接到交换网络,如同三代移动通信中对电路和包交换业务所定义的那样。在最终的版本里,方案让TD-SCDMA无线网络与IN

48、TERNET直接相连。TD-SCDMA所呈现的先进的移动无线系统是针对所有无线环境下对称和非对称的3G业务所设计的,它运行在不成对的射频频谱上。TD-SCDMA传输方向的时域自适应资源分配可取得独立于对称业务负载关系的频谱分配的最正确利用率。因此,TD-SCDMA通过最正确自适应资源的分配和最正确频谱效率,可支持速率从8kbps到2Mbps的语音、互联网等所有的3G业务。4.2 TD-SCDMA的技术特点TD-SCDMA目前主要是中国大唐集团和鼎桥公司在开发，TD-SCDMA技术进展迅速：在顺利通过信息产业部MTnet一、二阶段测试的同时，成功的户外演示显示出TD-SCDMA走向最终商用的不可

49、逆转之势；3G频谱规划的出台，TDD获得了总共155MHz的频谱资源，结合TD-SCDMA技术在频谱利用率方面的优势，必将为TD-SCDMA在未来的开展上提供广阔的空间；TD-SCDMA试验网的成功试运营，也进一步加速了TD-SCDMA的产业化及商用进程。TD-SCDMA的主要技术特点为：信号带宽为1.6MHz；码片速率为1.28Mchip/s；采用智能天线技术，提高了频谱效率；采用同步CDMA技术，降低上行用户间的干扰和保持时隙宽度；接受机和发射机采用软件无限电技术；采用联合检测技术，降低多址干扰；多时隙，具有上下行不对称信道分配能力，适应数据业务；采用接力切换，降低掉话率，提高切换的效率；

50、核心网络基于GSM/GPRS网络的演进，并保持与他们的兼容性；基站间采用GPS或者网络同步方式，降低基站间干扰。下面我们就TD-SCDMA某些技术特点作具体分析和研究：1 智能天线技术智能天线是由假设干空间分隔的同心圆形天线阵列组成，每个天线的输出通过多输入接收机组合在一起，本质上，它是采用数字波束成型技术的自适应天线阵。其突出优点呈现在2个方面:第一，可增加系统容量及覆盖范围，借助有用信号和干扰信号在入射角上的差异，选择恰当的合并权值，将天线阵列方向图主瓣对准和自适应跟踪接收信号，而旁瓣或零陷对准主要的干扰信号，从而可有效地抑制干扰，更大比例地降低频率复用因子;第二，可减少多径效应，智能天线

51、波束成型算法可将多径传播综合考虑，克服了多径传播引起数字无线通信系统性能的恶化，从接收角度看，基站利用智能天线对来自移动台的多径电波方向进行波达方向 DOA 估计，并进行空间滤波，也成为上行波束成型，可抑制其它移动台干扰和多径干扰。 智能天线的现存问题主要有2个。 第一，在高速移动环境下，性能受到影响。移动通信本身是一个时变信道，终端用户具有移动性，由于智能天线是由接收信号对上下行波束成型，因多谱勒频移特性要求TDD的周期不能太长。例如，当移动用户速度到达，100 Km/h时，其多谱勒频移接近20 Hz，用户端在10 ms内的位置变化到达28 CM, TD-SCDMA工作在2GHz频段，已超过

52、一个波长，这对下行波束成型将带来较大误差。为此，就要将下TDD周期至少缩短一半，使收发间隔控制在子帧5 ms内，否那么，无法保证智能天线的正常算法功能。 第二，在PLMN中，智能天线只能克服一个码片间隔内的多径干扰，而无法克服一个码片时间外多径时延引起的干扰。2 同步CDMA技术 同步CDMA指上行链路各终端用户信号与基站解调器要求完全一致，其同步功能通过软件设计和物理层帧结构设计实现。具体的实现是根据一定算法由基站向终端用户发送一个“同步移动指令。同步CDMA技术可让使用正交扩频码的各个码道在解扩时完全正交，相互间不会产生多址干扰，从而克服了异步CDMA多址技术存在的问题，大大提高了CDMA

53、系统的容量和频谱利用率。 同步CDMA技术的问题在于，系统对同步要求非常严格，上行同步要求为，1/8 Chip宽度，网络同步要求为5 us。此外，在移动环境下实现严格同步存在难度，特别是高速移动环境中，基站到用户的电波传播时间不断变化，实现严格同步更加困难。3 联合检测技术 联合检测技术 JD 是在多用户检测技术 MUD 根底上提出的，TD-SCDMA首次在CDMA上采用JD，实现了智能天线与JD技术的有机结合。由于TD-SCDMA采用低码片速率，扩频增益较小，为了更好地解决智能天线主波束内多用户干扰问题和克服多径时延干扰问题，TD-SCDMA引入JD算法。JD算法的核心问题是利用智能天线空域

54、滤波的结果、小区内用户的信息、信号估计的结果，对小区内所有用户信号数据进行联合检测，以得到多个用户的数据信息，从而提取有用用户信息，并利用所有用户的信道编码和信道信息，消除符号间干扰 ISI 和用户间多址干扰 MAI 。 JD通过最小化MAI，分别允许每个载波高业务负载因子和每兆Hz的高数据吞吐量。从降低干扰看，JD具有提高系统容量,覆盖范围以及减少“呼吸效应和远近效应等优点。 但是，JD运算f很大，并且仅消除了小区内的干扰。由于相关技术因素和本钱限制，目前，JD仅能在基站内实现。4 软件无线电技术 软件无线电技术的根本概念是高速A/D , D/A转换器硬件功能尽可能依靠天线来处理，芯片硬件上

55、的功能由软件定义，从而采用软件编程实现专用芯片的特定功能。由于TD-SCDMA的TDD模式和低码片速率 1.28 Mchip/s ，使数字信号的处理量大大降低，适合于基站和终端采用软件无线电结构，所有基带数字信号处理采用软件很方便。其最大优点首先是在同一硬件平台上利用软件处理基带信号，针对不同的功能采用不同软件来处理，由于软件价格比高速硬件芯片低廉得多，可大大减少终端用户费用和系统基站本钱;其次，当系统欲增加新功能时，可应用软件升级实现，因而具有高度的灵活性和可编程性，能实现多模式通信系统的无缝连接;最后，采用该技术，在了TD-SCDMA系统中可实现智能天线、同步检测和载波恢复等功能。有待进一

56、步解决的问题是多功能软件的开发和应用。5 动态信道分配技术动态信道分配 DCA 指所有信道资源设置于中心存储区内，根据小区之间和本小区内的干扰情况，按照一定定算法，利用剩余信道资源进行信道分配和调整，可有效分配空、时、频、码信道资源。由于能较好地防止干扰、使信道重用距离最小化，提高了系统容量。并且，该技术能很好地适应3G多种业务的需要，特别是高速率的上、下行不对称数据业务和多媒体业务。 DCA应用上的问题在于计算和控制的复杂性，当系统负荷很高时，DCA的效率不如固定信道分配 FCA 。此外，如存在剩余信道资源缺乏时，DCA也无法发挥作用。4.3 TD-SCDMA的应用现状及开展探讨自2001年

57、3月3GPPR4发布后，TD-SCDMA标准标准的实质性工作主要在3GPP体系下完成。在R4标准发布之后的两年多时间里，大唐与其他众多的业界运营商、设备制造商一起，又经过无数次会议讨论、邮件组讨论，通过提交的大量文稿，对TD-SCDMA标准标准的物理层处理、高层协议栈消息、网络和接口信令消息、射频指标和参数、一致性测试等局部的内容进行了一次次的修订和完善，使得到目前为止的TD-SCDMAR4标准到达了相当稳定和成熟的程度。2021年1月，中国移动在中国北京、上海、天津、沈阳、广州、深圳、厦门、秦皇岛市建成了TD-SCDMA试验网；中国电信集团公司在中国保定市建成了TD-SCDMA试验网；原中国

58、网络通信集团公司现中国联合网络通信集团在中国青岛市建成了TD-SCDMA试验网。4月，中国移动在中国北京、上海、天津、沈阳、青岛、广州、深圳、厦门、秦皇岛和保定等10个城市启动TDSCDMA社会化业务测试和试商用。TD网络的技术成熟得较快 ，但是TD 的开展却成为了影响TD开展的瓶颈，：“目前来说,如果就厂家本身来说,数量已经不少了,但是缺乏受消费者欢送,又能够确保质量的 ,另外 价格明显偏高。，所以解决 的瓶颈,是移动的一个很大的任务。由于外资 品牌均为跨国企业，同时也是WCDMA和CDMA2000的专利持有者，因此他们不情愿研发TDSCDMA ，也就造成了目前中国TD 大局部为国产机的现状，同时这也阻碍了TDSCDMA 的快速成熟。但是外资 企业要想在中国开展，就必须支持TD ，一方面因