第三代移动通信系统概述
3G (第三代移动通信系统)
６.２ ＷＣＤＭＡ （ＦＤＤ） 技术
对于ＴＤＤ方案，分配的频段为１９００～１９２０ＭＨｚ和２０１ ０～２０２５ＭＨｚ。一个确定的载波要同时用于上行链路和下行链路， 因此不需要载波间隔。ＷＣＤＭＡ具有以下特点：
（１）调制方式：上行为ＨＰＳＫ，下行为ＱＰＳＫ。 （２）解调方式：导频辅助的相干解调。 （３）接入方式：ＤＳ－ＣＤＭＡ方式。 （４）３种编码方式：在话音信道采用卷积码（Ｒ＝１／３，Ｋ＝９）
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６.２ ＷＣＤＭＡ （ＦＤＤ） 技术
１.无线网络控制器ＲＮＣ的主要功能 （１）提供寻呼、系统信息广播、切换、功率控制等基本的业务功能。 （２）电路域数据业务和分组域数据业务的承载。 （３）动态信道分配等信道分配的管理。 （４）移动台准予接入、小区切换、软容量等的控制管理。 （５）提供手持终端和遥控网管两种方式的配置、维护、告警和性能统
计等操作维护管理功能。 ２.ＮｏｄｅＢ （相当于基站，包括无线收发信机和基带处理部件）的
主要功能
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６.２ ＷＣＤＭＡ （ＦＤＤ） 技术
（１）扩频、调制和信道编码。 （２）解扩、解调和信道解码。 （３）射频信号处理。 （４）基带信号和射频信号的相互转换功能。 （５）接受无线网络控制器ＲＮＣ传输来的信号并加以处理。 ３.移动交换中心ＭＳＣ的主要功能 电路域的呼叫接续；电路域的移动性管理、电路域部分的鉴权和加密。 ４.分组业务支持节点ＳＧＳＮ的主要功能 移动台的分组业务的移动性管理、会话管理、路由转发、鉴权和加密等。
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６.２ ＷＣＤＭＡ （ＦＤＤ） 技术
控制信道包括： （１）广播控制信道（ＢＣＣＨ）：广播系统控制信息的下行链路信道。 （２）寻呼控制信道（ＰＣＣＨ）：传输寻呼信息的下行链路信道，用
IMT-2000和WCDMA
3．智能天线技术 无线覆盖范围、系统容量、业务质量、阻塞和掉话等问题一 直困扰着蜂窝移动通信系统。 采用智能天线阵（Adaptive Antenna Arrays Adaptive Arrays）技术可以提高 第三代移动通信系统的容量及服务质量。
智能天线由天线阵硬件和信号处理软件组成。天线阵由8个 完全相同的天线元成环形间隔排列在一个支撑面上构 成，对天 线阵的接收信号在基带进行数字信号处理，获得 信号的功率估 值和到达方向(DOA)，在此基础上进行波束赋形，通过对从天线 阵各单元所取样获得的大量数据进行 计算，同时获得各码道的 相互独立的空间特征矢量。基带 数字信号处理为每条信道提供 天线发射波束赋形，克服多 径传播干扰，保证正确接收、保证 实现同步CDMA；降低多址干扰，大大增加了系统容量；降低 发射功率，降低成 本、提高可靠性。 智能天线阵技术是基于自适应天线阵列原理，利用天线阵 列的波束合成和指向，产生多个独立的波束，自适应地调 整其 方向图以跟踪信号变化；对干扰方向调零以减少甚至 抵消干扰 信号，提高接收信号的载干比（C/I），以增加系统的容量和频 谱效率。
（1）其特点在于以较低的代价换得无线覆盖范围、系统容 量、业务质量、抗阻塞和掉话等性能的显著提高。 （2）智能天线阵由N单元天线阵、A/D转换器、波束形成 器（Beam-former）、波束方向估计及跟踪器等几部分组成。 （3）智能天线的主要作用是：降低多址干扰，提高CDMA 系统容量，增加接收灵敏度和发射EIRP(Effective Isotropic Radiated Power,有效全向辐射功率 )；但是智能天线所不能克服 的问题如：时延超过码片宽度的多径干扰，多普勒效应(高速移 动)。因而，在移动通信系统中，智能天线必须和其他信号处理 技术同时使用
移动通信 第5章 第三代移动通信系统(3G)
图5-1 ITU的3G频谱划分建议
第5章 第三代移动通信系统（3G）
FDD
FDD TDD FDD MSS TDD
FDD MSS
（上行） （下行）
（上行） （地对空）
（下行） （空对地）
TDD
30 MHz
30 40
60
30 15
MHz MHz MHz MHz MHz
60
30
MHz MHz
100 MHz
1755 1785 1850 1880 1920
1980 2010 2025 2010 2170 2200 2300
2400
图5-2 中国的3G频谱划分方案
第5章 第三代移动通信系统（3G）
5.1.4 3G业务特点与分类
3G开发并提供了新的3G移动增值业务，它们具 备互联网化、媒体化和生活化的特点。3G移动增 值业务中，成熟类的主要有短消息（SMS）、彩 铃、WAP、IVR（互动式语音应答）等业务；成 长类的主要有移动即时通信、移动音乐、MMS （彩信）、移动邮件、移动电子商务、移动位置 服务（LBS）、手机媒体、移动企业应用、手机 游戏、无线上网卡业务跟踪等业务；萌芽类主要 有移动博客、手机电视、一键通（PTT）、移动 数字家庭网络、移动搜索、移动VoIP等业务。
DS-CDMA（5MHz）
FDD
3.84
OVSF 4~512 10ms 15个时隙/帧 卷积码，Turbo码 上行：BIT/SK 下行：QPSK 开环、闭环（1500Hz） RAKE 基站同步或异步
CDMA 2000
TD-SCDMA
成对频带，单向 1.25MHz（CDMA 2000 1x）
/3.75MHz（CDMA 2000 3x ）
3G介绍
2) 补充工作频段 补充工作频段 (1) 频分双工 频分双工(FDD)方式 1755~1785 MHz、 方式: 方式 、 1850~1880 MHz。 。 (2) 时分双工(TDD)方式 2300~2400 MHz, 与无线 时分双工 方式: 方式 电定位业务共用, 均为主要业务, 共用标准另行制定。 电定位业务共用 均为主要业务 共用标准另行制定。 3) 卫星移动通信系统工作频段 卫星移动通信系统工作频段 1980~2010 MHz、 2170~2200 MHz。 、 。
2. 实现目标 第三代移动通信系统的目标包括以下几个主要方面: 第三代移动通信系统的目标包括以下几个主要方面 (1) 与第二代移动通信系统及其他各种通信系统 固定电话系统、 无绳电 与第二代移动通信系统及其他各种通信系统(固定电话系统 固定电话系统、 话系统等)相兼容。 话系统等 相兼容。 (2) 全球无缝覆盖和漫游。 全球无缝覆盖和漫游 无缝覆盖和漫游。 (3) 支持高速率 高速移动环境 支持高速率(高速移动环境144 kb/s; 室外步行环境 高速移动环境 室外步行环境 环境384 kb/s; 室内环境 2 Mb/s)的多媒体 话音、 数据、 图像、 音频、 视频等 业务。 的多媒体(话音 业务。 的多媒体 话音、 数据、 图像、 音频、 视频等)业务
服 务 质 量 控 制 无线资源管理算法 QoS 频率分集 分组数据 下行发分集 可采用Rake接收机 接收机 可采用 进行多径分集 基于负载的分组调度 支持， 支持，以提高下行链 路的容量
主要技术标准－ 主要技术标准－WCDMA
基站同步方式： 基站同步方式：支持异步和同步的基站运行 信号带宽： 信号带宽：5MHz 码片速率： 码片速率：3.84Mc/s 发射分集方式： 发射分集方式：TSTD、STTD、FBTD 、 、 信道编码：卷积码、Turbo码 信道编码：卷积码、 码 调制方式： 调制方式：QPSK 功率控制：上下行闭环、 功率控制：上下行闭环、开环功率控制 解调方式： 解调方式：导频辅助的相干解调方式 语音编码： 语音编码：AMR
第三代移动通信系统
UIM
家族成员的CN
UIM-MT接口
UNI无线接口 终端侧
RAN-CN接口 NNI网间接口 网络侧
第1.2节、3G的网络结构
第三代移动通信系统分为终端侧和网络侧两大部分。终端侧主要包括：用 户识别模块（UIM）和移动终端（MT）。网络侧主要包括：无线接入网 （RAN）和核心网（CN）。他们之间的接口关系如下。 UIM-MT接口：用户识别模块（UIM）和移动终端（MT）之间的接口 （终端设备的内部接口），MT只有插入了相应的UIM才能使用。 UNI无线接口：用户终端（MT）与无线接入网（RAN）之间的无线接 口，这是3G系统最重要的接口，体现了3G系统最显著的特征。不同的 3G标准之间的主要区别就体现在无线接口的无线传输技术上。 RAN-CN接口：无线接入网（RAN）与核心网（CN）之间的接口。 NNI网间接口：IMT-2000家族成员之间互连互通的网络-网络接口，这 是保证网络互通和移动台漫游的关键接口。
无线通信技术基础
内容介绍
第三代移动通信系统（3G）的概念是国际电信联盟（ITU）早在1985年 就提出来的。直到1997年，由于第二代移动通信系统的巨大成功，用户的高 速增长与有限的系统容量和业务类型之间的矛盾日渐明显，特别是用户对宽 带数据业务的需求急剧增加，促使第三代移动通信系统的标准化和系统研制 工作正式进入实质阶段。
IMT-2000后续的标准化主要集中在“IMT-2000增强”和“后IMT-2000系 统”的研究，目标是采用更加先进的技术达到更高的性能指标，其中包括： CDMA2000向1X EV-DO和1X EV-DV的演进、3G系统向全IP结构的演进、 高速下行分组接入协议（IPv6）、软件无线电、智能天线等等，还有扩展 频谱的规划、不同系统间的干扰分析、不同系统的共存方案等技术领域。
第三代移动通信介绍
2.支持分组交换和多媒体业务
第三代移动通信能够同时提供 实时语音和宽带数据等多媒体业务， 包括：支持新的基于分组交换的空 中接口，实现无线接入互联网及无 线IP技术，支持话音、活动视频和 高清晰图像等多种多媒体业务，实 现多种信息一体化。
3.高速传输、速率能按需分配
支持多种速率的业务，包括低 速寻呼、语音以及与视像和文件 传送有关的高速业务，传输速率 能按需分配；具有支持上行和下 行数据速率不对称的能力。
第三代移动通信介绍
1、什么是3G？ 2、3G的标准 3、3G的目标和特性 4、3G的现状及趋势
一、3G概述 3G是英文3rd Generation 的缩写，指第三代移动通信 技术。即国际电信联盟（ITU） 定义的IMT-2000移动通信技 术建议（International Mobile Telecommunication-
6.业务灵活性
第三代的网络体系必须能 够做到方便地调整网络以增加 新的业务，即要求网络体系可 以灵活地引入新业务，最小程 度地影响网络各单元。
7.智能化
网络上则以智能化为典 型特征。移动终端可以连接 地面网和卫星网，可移动使 用也可固定使用。
总之，全球漫游和多媒体业务 是3G所追求的主要目标。它为我们 展示了一个美好的前景，人们可以 带着一部手机周游世界，而不必为 在哪些国家无法进行通信担心，用 手机实现可视通话，接入互联网等， 真正实现随时随地的多媒体通信。
三、3G目标（ITU建议）
1、全球统一频段（1885－ 2025MHz，2110－2200MHz） 、 统一制式，全球无缝漫游；
2、高频谱效率；
3、支持移动多媒体业务。
四、3G的特性
1.全球性
3G通信系统计划是一个 全球性的系统，能够促成全 球标准，同时容纳不同系统， 具有世界统一的频段和基于 终端移动性的全球漫游。
第三代移动通信系统简介
WCDMA cdma2000 TD-SCDMA UWC-136 DECT
3GPP与3GPP2
• • 目前在ITU-R的WP8F和ITU-T的WP3/11分别进行 无线接口和核心网的研究工作 此外，成立了两个跨区域标准化组织联合体—第三 代伙伴项目3GPP(Third-Generation Partnership Project) : 3GPP —由欧洲ETSI、日本ARIB/TTC、美国 ANSI 下的T1P1、韩国TTA和中国CWTS构成 3GPP2 —由美国TIA、日本ARIB/TTC、韩国 TTA和中国CWTS构成
IMT-2000的特点
• 而第三代移动通信的业务能力将比第二代有明显的 改进。它应能支持话音、分组数据及多媒体业务， 能根据需要提供带宽 • IMT-2000的特点是可提供多种业务，特别是含有 高比速分组数据(high-bit-rate packet data)的 多媒体业务。比如，无线Internet网页搜寻； Intranet数据/文件下载；可视电话会议；娱乐 （CD质量的语音图像，图片，游戏）；电子邮件； 电子商务；远程控制；远程监视等 • 对于第三代无线传输技术(RTT)提出了支持高速 多媒体业务 (高速移动环境：144Kbps，室外步 行环境：384Kbps，室内环境：2Mbps)
•ETSI -European Telecommunications Standard Institute •ARIB -Association of Radio Industries and Businesses (Japan) •TTC -Telecommunications Technology Committee (Japan) •TTA -Telecommunications Technology Association (Korea)
5-3第五章3G系统
一、第三代移动通信概述
• ITU 批准了5种IMT-2000标准，三个主流标准是 WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。 • 日本NTT DoCoMo首先在2001年10月将WCDMA商 用，最大数据传输速率为384kbps。 • 韩国商用的是CDMA2000-1X，数据传输速率最高为 307.2kbps。 • 美国Sprint PCS开通了CDMA2000-1X系统。 • 英国沃达丰（Vodafone）公司在2003年开始提供3G 业务。 • 我国的3G运营牌照是2008年发布的，3个主流标准 在中国都有运营。
空中接口Uu
• UE通过Uu接口接入到UMTS系统的固定网络部分。
• 空中接口协议的作用是建立、重新配置和释放无线 承载业务。 • 空中接口分为3层：物理层L1、数据链路层L2和网络 层L3。
• 从C面看，L2层包括媒体接入层MAC和无线链路控 制层RLC。 • 从U面看还包含分组数据汇聚层PDCP协议和广播/多 播控制层BMC协议。网络层包含的协议层是无线资 源控制层RRC。
PHY
L1
三、TD-SCDMA系统
• TD-SCDMA是我国在国际上第一次提出的通信系统 性标准。 • TD-SCDMA标准的提出并成为世界广泛支持和承认 的国际标准，是我国电信发展史上的里程碑。 • TD-SCDMA采用TDD双工方式，系统融合了当今国 际领先的智能无线、同步CDMA和软件无线电等技术 。在频谱利用率、对业务支持的灵活性、频率灵活 性及成本等方面具有独特的优势。
第五章 第三代移动通信系统
概述
第五章 CDMA系统
一．第三代移动通信概述 二．WCDMA系统 三．TD-SCDMA系统
四．CDMA2000系统
一、第三代移动通信概述
第三代移动通信技术
1995年问世的第一代模拟制式手机（1G）只能进行语音通话；
1996到1997年出现的第二代GSM、CDMA等数字制式手机（2G）便增加了接收数据的功能，如接收电子邮件或网页；
其实，3G并不是2009年诞生的，早在2007年国外就已经产生3G了，而中国也于2008年成功开发出中国3G，下行速度峰值理论可达3.6Mbit/s（一说2.8Mbit/s），上行速度峰值也可达384kbit/s。不可能像网上说的每秒2G，当然，下一部电影也不可能瞬间完成。
2009年1月7日14:30，工业和信息化部为中国移动、中国电信和中国联通发放3张第三代移动通信(3G)牌照，此举标志着我国正式进入3G时代。 其中，批准：中国移动增加基于TD-SCDMA技术制式的3G牌照（TD-SCDMA为我国拥有自主产权的3G技术标准）；中国电信增加基于CDMA2000技术制式的3G牌照；中国联通增加了基于WCDMA技术制式的3G牌照。[3]
3G[1]与2G的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够在全球范围内更好地实现无线漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆比特/每秒)、384kbps(千比特/每秒)以及144kbps的传输速度（此数值根据网络环境会发生变化)。
3G (第三代移动通信系统)
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６.２ ＷＣＤＭＡ （ＦＤＤ） 技术
（５）适应多种速率的传输，可灵活地提供多种业务，并根据不同的业 务质量和业务速率分配不同的资源。
（３）无线接口（ＵＮＩ）。 （４）用户识别模块和移动台之间的接口（ＵＩＭ－ＭＴ）。 ３.第三代移动通信系统的分层结构 第三代移动通信系统的结构分为３层：物理层、链路层和高层。各层的
主要功能描述如下。 （１）物理层：它由一系列下行物理信道和上行物理信道组成。
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６.１ ３Ｇ概述
２.系统标准接口 ＩＴＵ定义了４个标准接口： （１）网络与网络接口（ＮＮＩ）：由于ＩＴＵ在网络部分采用了“家
族概念”，因而此接口是指不同家族成员之间的标准接口，是保证互通 和漫游的关键接口。
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６.１ ３Ｇ概述
（２）无线接入网与核心网之间的接口（ＲＡＮ－ＣＮ），对应于ＧＳ Ｍ系统的Ａ接口。
６.１.２ ３Ｇ系统结构 １.系统组成
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６.１ ３Ｇ概述
根据ＩＭＴ２０００系统的基本标准，第三代移动通信系统主要由４个 功能子系统构成，它们是核心网（ＣＮ）、无线接入网（ＲＡＮ）、移 动台（ＭＴ）和用户识别模块（ＵＩＭ），且基本对应于ＧＳＭ系统的 交换子系统（ＳＳ）、基站子系统（ＢＢＳ）、移动台（ＭＳ）和ＳＩ Ｍ卡等四部分，如图６.１.１所示，其中核心网和无线接入网是第三代 移动通信系统的重要内容，也是第三代移动通信标准制定中最难的技术 部分。
（６）上下行快速、高效的功率控制大大减少了系统的多址干扰，提高 系统的容量，同时也降低了传输的功率。
第三代移动通信
第三代移动通信第三代移动通信概述第三代移动通信（Third Generation Mobile Telecommunications，简称3G）是指相对于第一代（1G）和第二代（2G）移动通信而言的一代新的移动通信技术，它采用了全新的基础架构和通信标准。
3G技术的引入，使移动通信进入了一个全新的阶段，提供了更高的传输速率和更强大的功能，为人们的通信需求提供了更好的服务。
技术特点宽带数据传输3G技术的最大特点就是提供宽带数据传输能力。
相比2G技术提供的窄带数据传输，3G技术通过采用更高的频率和更高的传输速率，实现了宽带传输，大大提高了数据的传输速度和传输质量。
这使得在3G网络下，用户可以更快地和数据，使用各种互联网应用，如浏览网页、观看高清视频、进行在线游戏等。
多媒体通信3G技术不仅可以传输语音和短信，还可以传输各种形式的多媒体数据，如图片、音乐、视频等。
这为用户的通信带来了更多的可能性，使得通信变得更加丰富和便捷。
用户可以通过3G网络分享自己的照片和视频，也可以随时收听音乐或收看直播节目。
移动互联网3G技术的引入，也推动了移动互联网的快速发展。
通过3G网络，用户可以随时随地访问互联网，享受互联网的各种服务。
方式成为了一个移动的终端，用户可以使用各种应用程序，如电子邮件、社交媒体、在线购物等。
，通过3G网络，用户可以随时获取最新的新闻资讯、天气预报等实时信息。
应用场景移动办公3G技术的高速传输和宽带数据传输特点，使得移动办公成为可能。
用户可以通过3G网络远程连接到公司的网络，进行文件传输、邮件收发、远程会议等办公活动，实现了工作的移动化和灵活化。
这为商务人士提供了更多便利，使得他们可以随时进行办公，提高工作效率。
移动支付3G技术的安全性和稳定性，为移动支付提供了可靠的支持。
用户可以通过3G网络进行在线支付，完成各种购物和交易。
这使得支付变得更加便捷和快速，用户不再需要携带大量的现金或银行卡，只需要通过方式就可以完成支付，提高了支付的安全性和便利性。
第1章 第三代移动通信概述
第1章第三代移动通信概述本章主要内容：●第三代移动通信的标准化组织，3G技术标准；●第三代移动通信系统频谱分配；●第三代移动通信系统的业务特点；●第三代移动通信的演进路径；●IMT-Advanced标准化进程，关键技术。
1.1 第三代移动通信的标准化1.1.1 第三代移动通信标准化组织第三代移动通信系统简称3G，又被国际电联(ITU ，International Telecommunication Union)称为IMT-2000，意指在2000年左右开始商用并工作在2000MHz频段上的国际移动通信系统。
IMT-2000的标准化工作开始于1985年。
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（3GPP，3G Partnership Project）和第三代移动通信合作伙伴项目二（3GPP2，3G Partnership Project 2）分别负责。
1.第三代移动通信的目标（1）全球统一频谱、标准，实现全球无缝漫游。
（2）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。
（4）能提供足够的系统容量，方便2G系统的过渡和演进。
（5）能提供多种业务，适应多种环境。
快速移动环境中最高传输速率可达144kbit/s，室外到室内或步行环境中最高传输速率达到384kbit/s，室内环境中最高传输速率达到2Mbit/s。
2.第三代移动通信的特征（1）3G系统具有大容量语音、高速数据和图像传输的能力。
（2）3G系统可以基于第二代移动通信系统平滑过渡和演进。
（3）3G系统采用了新的通信技术。
3. 第三代移动通信的标准化组织(1) 第三代移动通信合作伙伴项目(3GPP)①3GPP的组织机构第三代移动通信合作伙伴项目(3GPP)是由欧洲的ETSI，日本的ARIB、日本的TTC，韩国的TTA以及美国的T1P1五个标准化组织在1998年底发起成立的，1998年12月正式成立。
中国无线通信标准化组织(CWTS)于1999年在韩国正式签字加入3GPP，成为3GPP的组织伙伴。
第三代移动通信技术
分别是中国电信的CDMA2000，中国联通的WCDMA，中国移动的TD-SCDMA，GSM设备采用的是时分多址，而CDMA使用码分扩频技术，先进功率和话音激活至少可提供大于3倍GSM网络容量，业界将CDMA技术作为3G的主流技术，国际电联确定三个无线接口标准，分别是美国CDMA2000，欧洲WCDMA，中国TD-SCDMA。
原中国联通的CDMA现在卖给中国电信，中国电信已经将CDMA升级到3G网络，3G主要特征是可提供移动宽带多媒体业务。
注：G3不是代表3G，而是“Guide3”的缩写，Guide有两层意思，动词代表引领、影响、支配等意思，名词代表引领者、向导的意思。
综合起来的大意是引领另外两家友商进入3G时代。
“3”代表着3G时代下的移动+宽带+固网+手机电视+……融合，更大胆的猜想是暗喻中国移动将超越现有3G概念，在TD-LTE时代提供适合上述融合业务应用的网络支撑、终端、服务等等，引领人们进入真正的3G生活。
因此G3是个很庞杂的概念，除非中国移动出尔反尔要推“G3”自有品牌的手机，否则结果就只有一个——战略性品牌，将涵盖全球通、神州行、动感地带等等品牌业务。
CDMA是Code Division Multiple Access (码分多址)的缩写，是第三代移动通信系统的技术基础。
第一代移动通信系统采用频分多址(FDMA)的模拟调制方式，这种系统的主要缺点是频谱利用率低，信令干扰话音业务。
第二代移动通信系统主要采用时分多址(TDMA)的数字调制方式，提高了系统容量，并采用独立信道传送信令，使系统性能大大改善，但TDMA的系统容量仍然有限，越区切换性能仍不完善。
CDMA系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显示出巨大的发展潜力。
2、下面分别介绍一下3G的几种标准：W-CDMA也称为WCDMA，全称为Wideband CDMA，也称为CDMA Direct Spread，意为宽频分码多重存取，这是基于GSM网发展出来的3G技术规范，是欧洲提出的宽带CDMA技术，它与日本提出的宽带CDMA技术基本相同，目前正在进一步融合。
第三代移动通信系统概述
第三代移动通信系统概述摘要：第三代移动通信系统目标主要是全球化、综合化和个人化, 其主流制式有三种: 欧洲和日本共同提出的wcdma- fdd/ tdd、以美国高通为代表提出的cdma2000 和以中国大唐为代表提出的td- scdma。
关键词：第三代移动通信3g imt-2000 wcdma-fdd/ tdd cdma2000 td- scdma经过多年的努力, 第三代移动通信(3g) 的建设已经指日可待, 3g也已经从专家口中的一个术语, 变为社会大众口中的一个常用词。
第一代移动通信系统{ 如amps 和tacs等} 是采用fdma 制式的模拟蜂窝系统, 其主要缺点是频谱利用率低、系统容量小、业务种类有限, 不能满足移动通信飞速发展的需要。
第二代移动通信系统( 如采用tdma制式的欧洲gsm/ dcs1800 , 北美i s- 4 和采用cdma制式的美国i s- 9 等) 则是数字蜂窝系统。
虽然其容量和功能与第一代相比有了很大的提高, 但其业务主要限于话音和低速率数据( 9. 6kb/s ) , 远不能满足新业务和高传输速率的需要。
第三代移动通信系统简称3g系统, 它最早是国际电联( i tu-r) 于198 年提出的, 当时命名为未来公众陆地移动通信系统( fplmts) 。
由于当时预期该系统在2000 年使用, 并工作在2000mhz 频段, 故于1996 年正式改名为i mt-2000 。
第三代移动通信系统大致目标是全球化、综合化和个人化。
全球化就是提供全球海陆空三维的无缝隙覆盖, 支持全球漫游业务; 综合化就是提供多种话音和非话音业务, 特别是多媒体业务; 个人化就是有足够的系统容量、强大的多种用户管理能力、高保密性能和服务质量。
一、imt- 2000 的技术要求和提供的业务1 、i mt- 2000 的要求为实现上述目标, 对其无线传输技术提出了以下要求。
( 1 ) 高速传输以支持多媒体业务① 室内环境至少2mbi t / s ;② 室外步行环境至少384kbi t / s ;③ 室外车辆运动中至少144kbi t / s 。
WCDMA的基本原理及关键技术(第一部分)
Satellite
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Satellite
30 MHz
60 MHz
40 MHz
15 MHz
100 MHz
FDD
WCDMA+CDMA2000
TDD
TD-SCDMA
WCDMA标准演进
继承R99的所有业务和功 能；
电路域结构发生改变， 控制与承载分离MSC采用 MSC SERVER和MGW实现； 继承2G（GSM、GPRS ）的所有业务和功能； 继承R4的所有业务和 功能； 核心网引入IMS（IP 多媒体域）； 无线引入HSDPA。 RAN向IP发展，增强 的IP QOS。 无线引入HSUPA MBMS框架结构的研究
CDMA原理图
编码技术
信源编码
信源编码的目的是通过压缩编码来去掉信号源中的冗余成分，以达 到压缩码率和带宽，实现信号的有效传输；
最常用的信源编码是PCM，它采用A律波形编码。分为取样、量化 和编码三步；一路语音信号编码后的速率为64Kb/s;
移动通信中如果采用PCM编码技术，则传一路话音信号需要64K带 宽，传8路话音需要512K带宽。对于1个频点只有200KHZ带宽的 GSM系统来说，会造成频率资源的浪费，因此GSM系统中采用 GMSK编码技术，编码后的速率为13Kb/s； 第三代移动通信系统中，不仅要支持语音通信，还要支持多媒体数 据业务，因此必须采用更加先进的编码技术。在WCDMA中，采用 了自适应多速率语音编码（AMR）技术。它支持8种编码速率：12.2 、10.2、7.95、7.4、6.7、5.9、5.15和4.75Kb/s.
白发三千丈
红豆生南国
红红豆豆生生南南国国
红红豆豆生生南？国国
编码技术
卷积码
第三代移动通信技术和特点
第三代移动通信的新技术
7．软切换技术 2 软切换和更软切换的区别在于：更软切换发生在同一BTS里，MS 同时向多个扇区发送相同的信息，分集信号在BTS做最大增益比合并 ；而软切换发生在两个BTS之间，MS同时向多个基站发送相同的信 息，BTS内的声码器/选择器都收到同一个帧的多个COPY，分集信号 在BSC做选择合并。 软切换与硬切换相比有以下优点：＊在实现软切换以后，切换引起 掉话的概率大大降低，保证了通信的可靠性。＊软切换能够提供前向 和反向业务信道的路径分集，这样在前向和反向链路上只需要较小的 功率，就能够获得较大的分集增益，这意味着减低了CDMA系统的总 干扰，提高了系统的平均容量。
VOD
IP-TV
Video Telephone
BCMCS
Mobility
Entertainment
Network Apps
第三代移动通信的数据业务
154 131
运营商部署的业务统计
62 46 39 19 7 6
摘自: 3G today
5
娱乐与媒体 移动电视 音乐
多媒体消息 Email 即时信息
Web连接 Internet 接入
• 第三代移动通信系统概述 • 第三代移动通信系统新技术
• 第三代移动通信系统业务及特点
第三代移动通信系统
• 第三代移动通信系统是国际电信联盟（ITU）在1985年提出的，当时 称为未来公众陆地移动通信系统（FPLMTS-Future Public Land Mobile
Telecommunication System）
经过近20年的发展，CDMA系统多址干扰抑制或多用户检测技术 ，已慢慢走向成熟及实用。考虑到复杂度及成本等的原因，目前的多 用户检测实用化研究，主要围绕基站进行。 多用户检测方案，主要分为线性多用户检测和干扰消除多用户检测 两个方面。线性多用户检测对传统检测器的输出进行解相关或其他的 线性变换以利于接收判决（MMSE），而干扰消除利用可靠已知信息
第三代移动通信系统及其标准介绍
第九章 第三代秱劢通信系统及 其标准介绉
本章提示
第三代秱劢通信系统就是IMT-2000，它 是国际电信联盟（ITU）在1985年提出未来公 众陆地秱劢通信系统（FPLMTS）的名称的更 换，意思是在2000年左右可开始商用并工作在 2000MHz频段上的国际秱劢通信系统（IMT2000）。
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4．多用户检测和干扰消除技术
多用户检测的基本思想是把所有用户的信号 都当做有用信号，而丌是当做干扰信号。
移 动 通 信 原 理
绊过近20年的収展，CDMA系统多址干扰抑 制戒多用户检测技术，已慢慢走向成熟及实用。 考虑到复杂度及成本等的原因，目前的多用 户检测实用化研究，主要围绕基站迚行。
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反向与用信道由若干物理信道组成：一个反向导频
移 动 通 信 原 理
信道，一个反向基本（业务）信道（R-FCH），一个 戒若干个反向补充（业务）信道（R-SCH）和一个反 向与用控制信道（R-DCCH）。
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2．反向与用信道
移 动 通 信 原 理
反向与用信道结构
36
2．反向与用信道 （1）反向导频信道（R-FICH）
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9.3.1 概述
移 动 通 信 原 理
无线接口协议模型
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9.3.2 FDD模式的无线传输
l．传输信道
移 动 通 信 原 理
传输信道分为两类：与用信道和公共信道。 与用信道（DCH）用于以某个秱劢台和网络之间传送用 户信息戒控制信息，可为上行戒下行。 与用信道分为三种：与用业务信道（DTCH）、独立与
WCDMA的无线接口协议模型如图9-10所示。
WCDMA继承了GSM无线接口协议的特点，定义了各种
移 动 通 信 原 理
第三代移动通信系统
第三代移动通信系统1、imt-2000第三代移动通信系统简称3g，又被国际电联(iut)简称为imt-2000，是指在2000年左右开始商用并工作在2000nhz频段上的国际移动通信系统。
传输速率为2mbps/2000kbps2、第三代移动通信的目标；1、全球统一频谱、标准、实现全球无缝漫游。
2、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。
4、能提供足够的系统容量，方便2g系统的过渡和演进。
5、能提供多种业务，使用多种环境。
快速移动环境中最高传输速率可达144kbit/s,室外到室内或步行环境中最高传输速率达到384kbit/s,室内环境中最高传输速率达到2mbit/s。
3、3gpp建立了4个不同的技术规范组，分别为核心网络和终端、业务和系统、无线接入网、gsm/edge无线接入网。
4.3GPP的主要工作是研究、制定和推广基于演进的GSM核心网3G标准。
5.目前，有几个版本的标准，如R6、R7和gpr99。
6.3GPP2的主要工作是制定以ANSI/is-41为核心网络、CDMA2000为无线接口的3G标准。
ANSI是美国国家标准协会。
7、3gpp2已制定了cdma2000标准，已发布r0、ra、rb、rc、rd标准，正在制定umb等有关标准。
8.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。
9、imt-2000cdma-mc又称cdma2000。
cdma2000是基于is-95标准的各种cdma制造厂家的产品和不用运营商的网络构成的一个家族概念。
10.R99的主要特点是继承了2G系统的GSM/GPRS核心网络结构。
11.CDMA2000的核心网络架构基于3GPP2制定的全IP网络架构。
12、umts论坛将3g业务分为6类，即移动internet接入、定制信息和娱乐业务、多媒体短消息业务、基于位置的业务，移动internet/extranet接入业务和增强语音：按照应用层qos的业务分类，3gpp定义了4种基本业务类型，即会话类业务、流媒体业务、交互类业务和背景累业务：按照媒体的表现形式，3g业务可以分为文本业务，视频业务和多媒体业务。
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主要网络设备： 主要网络设备：
UE： UE：移动设备 B:基站 Node B:基站 RNC:无线网络控制器 RNC:无线网络控制器 TRAU:码型变换 码型变换/ TRAU:码型变换/速率适配器 VLR:拜访位置寄存器 VLR:拜访位置寄存器 HLR:归属位置寄存器 HLR:归属位置寄存器 MSC:移动交换中心 MSC:移动交换中心 PSTN： PSTN：公共交换电话网络 SGSN:服务GPRS支持节点 服务GPRS SGSN:服务GPRS支持节点 Backbone:IP骨干网 IP Backbone:IP骨干网 GGSN：GSN网关 GGSN：GSN网关 GSN：SGSN与GGSN合称 GSN：SGSN与GGSN合称 GSN
2G和3G的业务速率对比 2G和3G的业务速率对比
3G业务所需带宽 3G业务所需带宽
3G提供的业务 3G提供的业务 视频会议 音乐/图像 音乐 图像 可视电话 Web浏览 Web浏览 电子商务 E-mail 语音 10kb/s 100kb/s 1Mb/s 比特速率 2Mb/s
IMT-2000的含义 IMT-2000的含义
3G关键技术 第三章 3G关键技术
1.多址技术 1.多址技术
1.多址技术－ 1.多址技术－Multiplex 多址技术
多址接入： 多址接入：不同用户共享通信网络资源的方式 FDMA：频分多址(Frequency Division Multiple Access) FDMA：频分多址(Frequency TDMA：时分多址(Time TDMA：时分多址(Time Division Multiple Access) CDMA：码分多址(Code CDMA：码分多址(Code Division Multiple Access) SDMA：空分多址(Space SDMA：空分多址(Space Division Multiple Access)
第三代移动通信技术即为 英文3rd Generation的 第三代移动通信技术即为3G英文3rd Generation的 即为
移动通信技术的发展
80年代 第一代 80年代 模拟
AMPS 模 数 拟 需求驱动 字 技 技 术 术
90年代 第二代 90年代 数字
GSM CDMA IS95 TDMA IS-136 PDC 2.5G:GPRS 2.75G:EDGE
CDMA2000网络结构 CDMA2000网络结构
Abias Um IS-95-A/B BTS BSC BSCC A3 SDU A7 A8 PCF A9 A10 A11 Internet PDSN
ANSI-41
A1 A2 MSC/ VLR
HLR/ AC
PSTN ISDN
CDMA2000 BTS
BSC BSCC SDU
RAN －无线接入网
RAN由一组RNS组成，通过Iu接 RAN由一组RNS组成，通过Iu接 由一组RNS组成 Iu 口与核心网相连。 口与核心网相连。 RNS包括一个RNC和一个或多个 RNS包括一个RNC和一个或多个 包括一个RNC B与RNC之间通过 Node B,Node B与RNC之间通过 Iub接口通信 Iub接口通信 RNC主要负责接入网无线资源 RNC主要负责接入网无线资源 的管理，包括接纳控制， 的管理，包括接纳控制，功率 控制，负载控制， 控制，负载控制，切换和分组 调度等。 调度等。 B主要进行空中接口的物 Node B主要进行空中接口的物 理层处理，如信道交织和编码， 理层处理，如信道交织和编码， 速率匹配和扩频等。 速率匹配和扩频等。 B还执行无线资源管理部 Node B还执行无线资源管理部 分的内环功率控制。 分的内环功率控制。
3G的网络结构 第二章 3G的网络结构
3G网络结构 3G网络结构
WCDMA/TD-SCDMA网络系统由CN（核心网），RAN（ WCDMA/TD-SCDMA网络系统由CN（核心网），RAN（无线接 网络系统由CN ），RAN 入网） UE（用户设备）三部分组成， 入网）和UE（用户设备）三部分组成，各部分由接口连接
核心网功能
核心网子系统的框架结构分成两个部分： 核心网子系统的框架结构分成两个部分：电路交换域 (CS)和分组交换域(PS)，分别对应于原来的GSM 和分组交换域(PS) GSM交换 (CS)和分组交换域(PS)，分别对应于原来的GSM交换 子系统和GPRS交换子系统。 GPRS交换子系统 子系统和GPRS交换子系统。 CS域和PS域是根据系统对用户业务的支持方式区分 CS域和PS域是根据系统对用户业务的支持方式区分 域和PS 根据运营商实际网络的规划方案， 的，根据运营商实际网络的规划方案，核心网可以同 时包含这两个域，也可以只包含其中之一。 时包含这两个域，也可以只包含其中之一。 核心网主要处理系统内部所有的语音， 核心网主要处理系统内部所有的语音，数据连接和交 换以及和外部其他网络的连接和路由选择。无线通信 换以及和外部其他网络的连接和路由选择。 网络UTRAN利用电路交换域接入PSTN UTRAN利用电路交换域接入PSTN传统的语音业 网络UTRAN利用电路交换域接入PSTN传统的语音业 利用分组交换域接入IP IP等传统数据通信网络的数 务；利用分组交换域接入IP等传统数据通信网络的数 据业务。 据业务。
开环，闭环(最高 1500Hz)，外环
开环，闭环(最高 800Hz)，外环
3G性能比较 3G性能比较
UMTS 可支持的数据速率 WCDMA:384Kbps HSDPA:14.4M 成对地使用上下行频率 （每信道约为5MHz） cdma20001X 1xRTT:153.6Kbps EVDO:3.1M 成对地使用上下行频 率（每信道约为 1.25MHz） TD-SCDMA LCR:384Kbps HSDPA:2.8M 每信道1.6MHz，上下 行共用同一个频率尤 其适合于上下行非对 称的数据业务
cdma2000
核心网络：基于ANSI 41和MIP 无线传输技术：cdma2000
3G 体制
TD-SCDMA
核心网络：基于MAP 无线传输技术：TD-SCDMA
CDMA技术是3 CDMA技术是3G的核心 技术是
3G技术特性比较 3G技术特性比较
UMTS-WCDMA 信道间隔 接入方式 双工方式 码片速率 基站同步方式 幀长 调制方式 切换 语音编码 功率控制 5MHz 单载波宽带直接序列 扩频cdma FDD 3.84Mcps 异步(不需GPS) or 同步 10ms QPSK(前向)，BPSK( 后向) 软切换，频间切换， 与GSM间的切换 自适应多速率 (based on
业务特征
适合于对称业务，如语 音，交互式实时数据业 务，支持非对称业务 适合各种蜂窝组网制式 ，适合城区、郊县和乡 村
应用场合
中国的3G网络 中国的3G网络 3G
运营商 3G品牌 3G品牌 3G制式 3G制式 标准版本 工作频段 理论速度
中国 移动
TD-SCDMA
HSDPA
1880M~1900M 2010M~2025M
语 音 需求驱动 业 务 宽
第三代 IMTIMT-2000
TACS NMT 其它
带
业 务
UMTS WCDMA cdma 2000 TDSCDMA
语音业务
语音业务， 语音业务， 低速率数据业务
宽带多媒体通信 移动互联网业务
2G和3G速率对比 2G和3G速率对比
可支持 的比特 速率 2Mb/s 384Kb/s 144Kb/s 14.4Kb/s 第二代系统(GSM,IS95)
运营商重组
TDTD-SCDMA GSM
CDMA2000 CDMA
WCDMA GSM
什么是3G? 什么是3G?
缩写。 缩写。 是指将无线通信与国际互联网等多媒体通 信结合的新一代移动通信系统。 信结合的新一代移动通信系统。它能够处理 图像、语音、视频流等多种媒体形式， 图像、语音、视频流等多种媒体形式，提供 包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种 包括网页浏览、电话会议、 信息服务。 信息服务。 第三代通信网络的主要目标定位于实时视 高速多媒体和移动Internet访问业务。 Internet访问业务 频、高速多媒体和移动Internet访问业务。
频率使用方式
最大容量(纯话音)
约为100个用户/5MHz/ 扇区
大约105个用户/5MHz /扇区(约为IS95系统 容量的1.5倍) 适合于对称业务，如 语音，交互式实时数 据业务，支持非对称 业务 同UMTS
理论上限为24个 12.2kbps话音用户 /1 .6MHz /扇区(实际容 量尚待验证) 尤其适合于非对称数 据业务，如 Internet下 载 适合城区组网
上行:384Kbps 下行:2.8Mbps
中国 电信
CDMA2000
EVDO.Rev A
上行：1920～1935 下行：2110～2125
上行1.8Mbps 下行:3.1Mbps
中国 联通
WCDMA
HSDPA/HS UPA
上行：1940～1955 下行：2130～2145
行:5.76Mbps 行:14.4Mbps
3G标准化组织 3G标准化组织
ITU IMT-2000
WCDMA TD-SCDMA
CDMA2000
1xRTT/ 3xRTT 1xEV-DO 1xEV-DV
T1P1
ETSI
CWT S
ARIB /TTC
TTA
TIA
3种3G标准 3G标准W源自DMA核心网络：基于MAP和GPRS 无线传输技术： WCDMA－FDD/TDD
3G最早由ITU在1985年提出， 3G最早由ITU在1985年提出，称为未来公众陆地 最早由ITU 年提出 移动通信系统（FPLMTS）。 移动通信系统（FPLMTS）。 目标：建立全球化的， 目标：建立全球化的，支持综合化的业务 快速移动环境： 快速移动环境：144kb/s 慢速移动环境： 慢速移动环境：384kb/s 室内环境： 室内环境：2Mb/s 1996年更名为IMT-2000。 年更名为IMT 1996年更名为IMT-2000。 1.工作在2000Mhz左右频段 工作在2000Mhz 1.工作在2000Mhz左右频段 2.提供2000Kbit/s的业务速率 提供2000Kbit/s 2.提供2000Kbit/s的业务速率 3.计划在2000年左右试商用 计划在2000 3.计划在2000年左右试商用