2G向3G的演进过程

GSM Phase 2+技术(EDGE)
EDGE :Enhanced Data rates for GSM Evolution EDGE技术在不改变GSM 200kHz带宽载波、TDMA框架 结构及通道的情况下，其帧结构与GSM相同，采用 8PSK调制，使每时隙可传48kb/s甚至69.2kb/s，如集 中8个时隙，使数据率可达到384kb/s，从而提供无线 多媒体服务。 利用EDGE技术，电信运营公司可以在现有的900MHz、 1800MHz、1900MHz的GSM系统中，以最经济的方式 提供第三代移动通信业务。
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Frequency
第二代移动通信技术-CDMA
历史回顾： 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-95 CDMA)，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： 系统的主要特点： 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
参加 3GPP 的成员组织：
ARIB (Japan): Association of Radio Industries and Businesses. ETSI (Europe): European Telecommunications Standards Institute. Committee T1 (USA) TTA (Korea): Telecommunications Technology Association CWTS (China): China Wireless Telecommunication Standard TTC (Japan): Telecommunication Technology Committee
第三代移动通信系统(3G) 第三代移动通信系统(3G)
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(Multimedia) 高保密性 全球范围无缝漫游系统 微蜂窝结构
主流技术： 主流技术： WCDMA cdma2000 TD-SCDMA
2G向3G的演进过程
移动通信发展历史简介
第一代系统 时间 业务 结构 无线 技术 频段 1984~1996 第二代系统 1990~ 第三代系统 2001~
高速数据、宽带视频、 多媒体
模拟移动电话数据 数字语音、消息 宏蜂窝 模拟调制 800MHz AMPS 、TACS ETACS、NTT NMT450 / 900 JTACS/NTACS
2G向3G的过渡(2.5G)
二、基于CDMA的演进
CDMA网络通过第一阶段无线传输标准（1xRTT）过 渡到第二阶段无线传输标准（3xRTT），从而实现2G 向3G的平滑过渡。 IS-95B 即cdmaOne，利用码聚集(aggregation)技术， cdmaOne (aggregation) 在一个突发中将8个码道分配给一个高速信包移动台， 构成一基本码信道，系统的数据速率改进到IS-95B规 定的中等数据速率(MDR)，即到115.2kb/s，IS-95采用 的软切换和移动台辅助的频率间的硬切换(MAHO)的改 进措施也可增加系统容量。 IS-95C(cdma 2000 1xRTT)将达到IMT-2000的MDR， 是cdmaOne系统容量的两倍，并可增加守候时间。
2G向3G的过渡(2.5G)
三、基于D-AMP（IS-136）的演进
第一个阶段为IS-136+，它利用新的频率调制 技术，使数据传输速率达到64kbps。 第二阶段为136HS（High Speed），采用 EDGE技术。使数据传输速率达到384kbps，在 室内或低速运动时，提供2Mbps的传输速率， 同时，在系统容量、覆盖范围及通信质量方面 都有改善。
CDMA2000 1X与GPRS的比较
GPRS的劣势
实际应用中速率比理论值要低。要达到理论值是有条件 的，要求只有一个用户占用所有8个时隙，并且没有防 错保护。 转接时延。GPRS分组通过不同方向发送数据，最终达到 相同的目的。这样数据在通过无线链路传输过程可能 发生一个或几个分组丢失，甚至发生更大的错误。有 关标准组织认识到了无线分组技术这一固有特性，引 入了数据完整性和重发策略，由此产生了潜在的转接 时延。 不同业务的互相干扰。
2G向3G演进过程示意图
TDMA (IS-136)
CDPD
EDGE GPRS TD-SCDMA WCDMA
CDMA2000 1X
GSM PDC cdmaOne
CDMA2000 3X
3G
2G
First Step into 3G
2G向3G的过渡(2.5G)
一、基于GSM的演进：
GSM网的数据传输速率为9.6kb/s，向3G演进的第一步 是增强数据传输能力，已有两种高速移动数据规范
Frequency
应用： 应用：模拟/数字蜂窝移动通信系统
第二代移动通信技术-GSM
历史回顾： 历史回顾：1992年，第一个数字蜂窝移动通信系统——欧 洲的GSM（Global System for Mobile Communication）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 年 中国的第一个全数字移动电话GSM系统建成开 系统建成开 之后中国电信和中国联通都采用了GSM。 通，之后中国电信和中国联通都采用了 主要特点： 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
第三代移动通信的几个组织
1985年提出 FPLMTS 即Future Public Land Mobile Telecommunications System 1996年正式更名为IMT－2000
International Mobile Telecommunications 2000
3GPP
Third Generation Partnership Project 第三代移动通信标准化合作伙伴
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频分多址（FDMA）技术 频分多址（FDMA）技术
含义：每个用户占用一个频率 含义 用户识别：频道号 用户识别 特点： 特点
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简单，容易实现，适用于模拟和数字信号 以频率复用为基础，以频带划分各种 小区需要严格的频率规划，是频率受限和干扰受限系统 FDMA 以频道区分用户地址，一个频道传输一路模拟/数字话路 对功控的要求不严，硬件设备取决于频率规划和频道设置 基站由多部不同载波频率的发射机同时工作 不适宜大容量系统使用
码分多址（CDMA）技术 码分多址（CDMA）
含义：每个用户使用一个码型，频率/时间共享 含义 用户识别：码型 用户识别 Time 特点： 特点 Power 每个基站只需一个射频系统 每个码传输一路数字信号 每个用户共享时间和频率 是一个多址干扰受限系统 需要严格的功率控制 需要定时同步 Frequency CDMA 软容量、软切换，系统容量大 抗衰落、抗多径能力强 应用： 应用：IS-95 CDMA系统、cdma2000系统、WCDMA系统
实例
第一代模拟蜂窝移动通信系统
历史回顾： 历史回顾：1978年，美国的贝尔实验室成功开发了AMPS （Advance Mobile Phone Service）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 年 首个TACS制式模拟移动电话系统建成商用，之后 制式模拟移动电话系统建成商用， 首个 制式模拟移动电话系统建成商用 之后AMPS也曾被 也曾被 引入中国。 引入中国。 主要标准： 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： 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
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时分多址（TDMA）技术 时分多址（TDMA）
含义：每个用户占用一个时隙 含义 用户识别：时隙 用户识别 特点： 特点 以频率复用为基础，小区内以时隙区分用户 每个时隙传输一路数字信号，软件对时隙动态配置 Time 系统要求严格的系统定时同步Power 对功控的要求不严 是时隙受限和干扰受限系统 TDD模式下，上下型信道信息 可以共享 应用： 应用：GSM系统 FDMA/TDMA
HSCSD (High-Speed Circuit-Switched Data)
高速电路交换数据业务，同时利用4个14.4kbps的时隙 以电路交换方式提供57.6kbps的信息传输速率
GPRS (General Packet Radio Service)
通用分组无线交换业务，欧洲ETSI建议GPRS分为两个 发展阶段(即Phase 1+和 Phase 2+)
微蜂窝、微微蜂窝、无线 本地环路
数字调制、CDMA、 CDMA、可能与 使用TDD和FDD的 TDMA结合或者与 TDMA TDD和FDD结合 800M和1900MHz GSM/DCS1900 cdmaOne(IS-95) US TDMA IS-136 PACS、PHS 2GHz cdma2000 WCDMA TDS-CDMA
CDMA2000 1X与GPRS的比较
GPRS的优势
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永远在线。GPRS采用的分组技术使得用户无需建立 连接过程，免去了WAP的登陆之苦。 按流量计费。 快捷登陆。理论上是３～５秒，网络忙时也不超过 ８秒。 高速传输。GPRS的传输速率理论上是171.2Kbps， 但考虑到网络的配置和手机的不同品牌，目前的速 率可以达到20～30Kbps。 自如切换。在进行话音业务是，数据仍可以传输， 用户不用重复进行上网操作。
GSM Phase 1+技术 (GPRS)
将信包交换模式引入到GSM网络中，从而提高了资源 利用率。 GPRS可以使多个用户共享某些固定的信道资源，并将 每个时隙的传输速率从9.6kb/s提高到14.4kb/s，使用8 个时隙传送数据，在全速移动和大范围覆盖时的数据 率可以达115.2kb/s，并能支持Internet的IP协议及X， 25协议。 GPRS可以实现GPRS网络需要在GSM网中引入新的网 络接口和通信协议。GPRS于1999年在新加坡投入使 于 年在新加坡投入使 用。
CDMA2000 1X与GPRS的比较
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建网成本低。CDMA网络覆盖范围大，系统容量高， 所需基站少，降低了建网成本。 接通率高。 CDMA的信号占用整个频段，几乎是普 通窄带调制效率的7倍，对于相同的带宽，CDMA系 7 CDMA 统是GSM系统容量的4～5倍 不易掉话。 CDMA系统采用软切换技术，先连接再 断开，这样完全克服了硬切换容易掉话的缺点。 通话不会被窃听。要窃听通话，必须要找到码址。 CDMA码址是个伪随机码，而且共有4.4万亿种可能 的排列，因此，要破解密码或窃听通话内容是太困 难了。
CDMA2000 1X与GPRS的比较
CDMA2000 1x的优势
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系统容量的配置灵活。CDMA是一个自扰系统，用户 数的增加相当于背景噪声的增加，造成话音质量的 下降。但对用户数并无限制，操作者可在容量和话 音质量之间折衷考虑 通话质量佳。CDMA系统的声码器可以动态地调整数 据传输速率，并根据适当的门限值选择不同的电平 级发射。同时门限值根据背景噪声的改变而改变， 可以得到较好的通话质量。 频率规划简单。用户按不同的序列码区分，所以不 相同CDMA载波可在相邻的小区内使用，网络规划灵 活，扩展简单。