第五章 第三代移动通信系统 之概述
第三代移动通信系统概述
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)
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 ）
第三代移动通信系统综述
第三代移动通信系统综述周夕良Ξ(三峡大学职业技术学院电气工程系,湖北宜昌 443000)摘 要:本文对第三代移动通信系统(3G )的起源、发展及三个主流标准W CD MA 、cdma2000、T D -SCD M A 的技术特点作了介绍。
并分析了第三代移动通信系统将面临2G 和W LAN 、W iMAX 的双重竞争。
关键词:第三代移动通信系统;WC DM A ;cd ma2000;T D -SC DM A ;W iMAX 1.3G 的起源第三代移动通信(3r d G eneration M obile 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”(IT U :International T elecommunica 2tions Union)下的世界无线电管理大会1992年会议,在此次会议中,2G H z 附近的频率被指定给第三代移动通信系统使用。
在IT U 中,第三代移动通信系统被称为I MT -2000(Interna 2tional M ob ile T elephony 2000)。
2000年5月,国际电联(IT U )在土耳其召开全会,经对I MT -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、Q oS 、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 -CD M A 、DS -C DM A 、T D -CD 2MA 、SC -T DM A 和MC -T D M A ,这是一个以CDM A 技术为主体,兼顾T D MA 技术,包含FD D 和T D D 两种双工方式的多元化体系标准。
表1 正式向IT U 提交的候选RTT 方案序号提交者候选RTT 方案1日本ARIB W -C DM A2欧洲ES ASW-CD MA&SW-CT D M A3ICOICO RT T 4中国CATT T D -SCD MA5韩国TT A G l obal CD MA Ⅰ&Ⅱ,Satellite RT T6欧洲ET SI -DECT EP -DECT 7欧洲E TSI -UTRAUT RA8美国T LA UW C -136,cdma2000,WIMS W -CD MA 9美国T IP1-ATISW CD MA ΠNA 10IN M ARS ATH oriz ons2.3G 的三个主流标准IT U 制定IMT -2000的最初目标是建立一个能够提供高速数据接入的单一的、通用的和全球性的标准。
第三代移动通信技术——3G
目前国际电联接受的3G标准
目前国际电联接受的3G标准主要有以下三种： WCDMA、CDMA2000与TD-SCDMA。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，使系统性能大为改善，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。
三个技术标准的比较
1、双工模式
WCDMA与CDMA2000都是采用FDD（频分数字双工）模式，TD-SCDMA采用TDD （时分数字双工）模式。FDD是将上行（发送）和下行（接收）的传输使用分 离的两个对称频带的双工模式，需要成对的频率，通过频率来区分上、下行， 对于对称业务（如语音）能充分利用上下行的频谱，但对于非对称的分组交 换数据业务（如互联网）时，由于上行负载低，频谱利用率则大大降低。TDD 是将上行和下行的传输使用同一频带的双工模式，根据时间来区分上、下行 并进行切换，物理层的时隙被分为上、下行两部分，不需要成对的频率，上 下行链路业务共享同一信道，可以不平均分配，特别适用于非对称的分组交 换数据业务（如互联网）。TDD的频谱利用率高，而且成本低廉，但由于采用 多时隙的不连续传输方式，基站发射峰值功率与平均功率的比值较高，造成 基站功耗较大，基站覆盖半径较小，同时也造成抗衰落和抗多普勒频移的性 能较差，当手机处于高速移动的状态下时通信能力较差。WCDMA与CDMA2000能 够支持移动终端在时速500公里左右时的正常通信，而TD-SCDMA只能支持移动 终端在时速120公里左右时的正常通信。TD-SCDMA在高速公路及铁路等高速移 动的环境中处于劣势。
第三代移动通信及其标准介绍
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智能天线关键技术
多波束形成技术 自适应干扰抑制技术 空时二维的RAKE接收技术 多通道的信道估计和均衡技术
23
3G系统中支持的新技术
软件无线电技术 第三代移动通信系统具有多模、多频段、多用 户的特点，面对多种移动通信标准，采用软件 无线电技术对于复杂的未来移动通信网络中实 现多模、多频率、不间断业务能力方面将发挥 重大作用，如基站可以承载不同的软件来适应 不同的标准，而不用对硬件平台做改动；基站 间可以由软件算法协调，动态地分配信道与容 量，网络负荷可自适应；移动台可以自动检测 接入的信号，以接入不同的网络，且能适应不 同的接续时间要求。
Fixed Access
Fixed Wireless
Mobile Access
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IP core network
PSTN/ISDN Internet
MN Gateway Router MN
4G RAN
MN: Mobile Network
IP core network
4G RAN WLAN
4G RAN
MT: Mobile Terminal
MT
Gateway
MT
2G、3GRAN
MT
MT
4G Network Structure
29
第三代移动通信的特点
第三代移动通信的特点
微蜂窝结构
宽带CDMA技术 调制方式MPSK/自适应调制编码技术(AMC) FDMA/TDMA/CDMA 电路交换到分组交换 从单一媒体（media）到多媒体（Multi-media）
3GPP－TD-SCDMA 1880-1920MHz，2010-2025MHz，2300-2400MHz ，时分双工系统 主要由大唐电信提出，是我国百年通信史上第一次制定的国际标准，拥有 自主知识产权 该系统应用多项先进技术，众多国际厂商均表示支持TD-SCDMA
移动通信的演变过程
移动通信的演变过程移动通信的演变过程移动通信是指利用无线电技术进行信息传输的通信方式。
随着技术的不断发展，移动通信也在不断演变。
本文将详细介绍移动通信的演变过程。
1.第一代移动通信（1G）第一代移动通信是从1979年开始使用的模拟信号传输技术。
该技术主要用于语音通信，提供了基本的方式功能。
然而，由于使用模拟信号，1G不仅通话质量差，而且频段利用率低。
2.第二代移动通信（2G）第二代移动通信是在1990年代初开始使用的数字信号传输技术。
2G技术采用了数字化的信号处理方法，提升了通话质量和频段利用率。
此外，2G还引入了短信功能，并支持数据传输。
2.1 GSM（全球系统移动通信）GSM是第一个应用于2G技术的标准化移动通信系统。
GSM采用了时分多址（TDMA）技术，使多个用户可以同时共享一个频段。
GSM技术提供了更加高质量的语音通话和较快的数据传输速度。
2.2 CDMA（码分多址）CDMA是另一种在2G时代广泛使用的技术。
与GSM不同，CDMA 采用了码分多址技术，将整个频带分成多个码道，每个用户通过独特的码序列进行通信。
CDMA在语音通话和数据传输方面表现出色。
3.第三代移动通信（3G）第三代移动通信是在2000年代初开始使用的技术。
3G技术引入了高速数据传输、视频通话和互联网接入等新功能，为移动通信带来了重大的变革。
3.1 WCDMA（宽带码分多址）WCDMA是使用于3G技术的一种标准化移动通信系统。
WCDMA采用了宽带码分多址技术，能够更高效地传输数据。
WCDMA提供了高速的数据传输速度和更好的语音质量。
3.2 CDMA2000CDMA2000是另一种在3G时代广泛使用的技术。
它基于CDMA技术，在语音和数据传输方面具有较好的性能。
4.第四代移动通信（4G）第四代移动通信是在2010年代初开始使用的技术。
4G技术提供了更高的数据传输速度、更低的延迟和更好的网络覆盖范围。
此外，4G还支持高质量的语音通话和视频传输。
移动通信发展史概述
移动通信发展史概述移动通信发展史概述移动通信是指通过无线通信技术实现的移动设备之间的通信。
它在过去几十年里经历了巨大的发展和变革。
本文将对移动通信发展史进行概述，并介绍一些关键的里程碑事件。
1. 第一代移动通信系统（1G）第一代移动通信系统（1G）出现在20世纪70年代末和80年代初。
它采用模拟信号传输技术，包括全球系统移动通信（GSM）和北美的第一个移动通信系统。
这种技术的主要特点是通过模拟信号传输语音和简单的数据。
然而，1G系统存在一些问题，如通信质量不稳定、容量有限和隐私保护问题。
因此，人们开始寻找更高级的解决方案。
2. 第二代移动通信系统（2G）第二代移动通信系统（2G）开始在20世纪90年代普及。
与1G 系统不同，2G采用了数字信号传输技术，包括全球通信系统（GSM）和第二代数字蜂窝方式（CDMA）等。
2G系统的推出使得通信更加可靠稳定，并引入了新的功能，如短信和多媒体消息。
这些系统还提供了更大的容量和更高的数据传输速度。
3. 第三代移动通信系统（3G）第三代移动通信系统（3G）在2000年代初开始商用化。
3G系统采用了更先进的技术，如宽带无线接入、多媒体通信和高速数据传输。
3G系统的最大亮点是提供了更快的数据传输速度和更好的用户体验。
它为移动互联网的发展奠定了基础，并推动了移动应用的兴起。
4. 第四代移动通信系统（4G）第四代移动通信系统（4G）在2010年代初开始商用化。
4G系统采用了全IP网络和全新的OFDM调制技术，提供了更高的数据传输速度和更低的延迟。
4G系统的推出使得高清视频流畅播放和高品质实时游戏成为可能。
它的普及也促进了移动互联网和移动应用的进一步发展。
5. 第五代移动通信系统（5G）第五代移动通信系统（5G）是当前最新的移动通信技术。
5G系统采用了更高频率的无线波段和更先进的天线技术，提供了更大的容量、更低的延迟和更快的数据传输速度。
5G技术的推出将催生许多新的应用场景，如智能城市、物联网和自动驾驶。
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
移动通信发展简史
移动通信发展简史1. 介绍移动通信是指通过无线电技术实现的远距离语音和数据传输。
本文将从早期的模拟系统到今天的4G网络，概述了移动通信领域的重要里程碑。
2. 第一代移动方式系统（1G）- 简介：第一代移动方式系统于20世纪70年代开始出现，并在80年代普及。
- 技术特点：使用模拟调制解调器进行语音传输，容量有限。
- 标志性事件：a) 1973年，马丁·库珀首次提出商用个人便携式方式理念；b) 1983年，在美国推出全球首款商业化自由呼叫服务AMPS；c) 各地区陆续引入类似标准如NMT、TACS等。
3. 第二代数字蜂窝方式系统（2G）- 简介：第二代数字蜂窝方式系统取得了巨大进步，并成为当时主流技术。
- 技术特点：a）采用CDMA或TDMA等数字编码方式替换模拟调制解调器；b）支持短消息服务(SMS)，增加数据传输能力;c）更好质量与安全性。
- 标志性事件：a）1991年，芬兰诺基亚推出首款GSM方式；b）2000年，3G技术开始商用。
4. 第三代移动通信系统（3G）- 简介：第三代移动通信系统引入了更高的数据传输速率和多媒体功能。
- 技术特点：a) 提供宽带无线接入能力;b) 支持视频方式、流媒体等应用;c) 引入WCDMA、CDMA2000等新标准。
- 标志性事件:a）2001 年, 成为世界上第一个实现 3 G 商业化的国家b）各地区陆续开展类似服务如HSPA+ (Evolved High-Speed Packet Access)5. 第四代长期演进(LTE)- 简介: LTE是目前最先进也是主要使用的一种无线网络技术.–技術特點:A.) 更快速度与低延迟,B.) 高容量以支援大规模设备连接，C.) 全IP架构提升效率与灵活程度.- 標誌式事件A).2012 年12月在瑞典斯德哥尔摩市正式启動LTE-TDD/LTE-FDD 混合组网B). 2019年，全球首个商用5G网络在韩国推出。
第三代移动通信技术
第三代移动通信技术，简称3G，全称为3rd Generation，中文含义就是指第三代数字通信。
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、TDMA等数字制式手机（2G）便增加了接收数据的功能，如接受电子邮件或网页；第三代与前两代的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够要能在全球范围内更好地实现无缝漫游，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。
第三代移动通信系统（IMT-2000），在第二代移动通信技术基础上进一步演进的以宽带CDMA技术为主,并能同时提供话音和数据业务的移动通信系统亦即未来移动通信系统，是一代有能力彻底解决第一、二代移动通信系统主要弊端的最先进的移动通信系统。
第三代移动通信系统一个突出特色就是，要在未来移动通信系统中实现个人终端用户能够在全球范围内的任何时间、任何地点，与任何人，用任意方式、高质量地完成任何信息之间的移动通信与传输。
可见，第三代移动通信十分重视个人在通信系统中的自主因素，突出了个人在通信系统中的主要地位，所以又叫未来个人通信系统。
众所周知，在第二代数字移动通信系统中，通信标准的无序性所产生的百花齐放局面，虽然极大地促进了移动通信前期局部性的高速发展，但也较强地制约了移动通信后期全球性的进一步开拓，即包括不同频带利用在内的多种通信标准并存局面，使得“全球通”漫游业务很难真正实现，同时现有带宽也无法满足信息内容和数据类型日益增长的需要。
第二代移动通信所投入的巨额软硬件资源和已经占有的宠大市场份额决定了第三代移动通信只能与第二代移动通信在系统方面兼容地平滑过渡，同时也就使得第三代移动通信标准的制定显得复杂多变，难以确定。
第三代移动通信技术伴随芬兰赫尔辛基国际电联（ITU）大会帷幕的徐徐落下，在由中国所制订的TD-SCDMA、美国所制订的CDMA2000和欧洲所制订的WCDMA所组成的最后三个提案中，几经周折后，最终将确定一个提案或几个提案兼容来作为第三代移动通信的正式国际标准（IMT-2000）。
移动通信系统的基本概述(
第一章 移动通信概述
1.1 移动通信的发展 1.2 移动通信的特点及组成 1.3 移动通信的分类 1.4 移动通信的工作方式
1.5 移动通信中的多址技术 1.6 移动通信的编码与调制技术
1
什么是移动通信
移动通信——“动中通”
通信双方或至少其中一方在移动环境下进行 信息传递的通信方式，包括移动体之间或移动 体与固定体之间的通信。
中国移动通信发展历程－－大陆无线寻呼
中国移动通信发展历程－－蜂窝移动电话
中国移动通信发展历程－－模拟与数字移动电话
指数型增长，跳跃式前进，跨越式发展
据统计，我国从1987年开通移动电话业务到1997年用户达 到1000万户，用了整整10年的时间。而从1000万户增长到 2001年的1亿户，只用了不到4年的时间。此后，2002年11 月，移动电话用户总数达到2亿；2004年5月，达到3亿； 2006年2月，达到4亿。今天的中国，移动电话用户已经超 过4.87亿户，成为全球移动电话用户最多的国家，同时也 是GSM和CDMA网络容量全球最大的国家。20年，6.3亿秒， 平均每1.2秒就增加一个新用户。
第三代移动通信系统
具有全球标准 使用全球公共频带 具有全球使用的小型终端 具有全球漫游能力 从媒体（Media）→多媒体（Multi-media） 微蜂窝结构 提高改良的频率使用效率 具有易于向下一代系统发展的灵活性 具有高速的分级数据速率 在固定位置环境下能达到2Mbps 对步行用户能达到384kbps 对车载用户能达到144kbps
2000s，第三代移动通信系统，欧洲、日本的WCDMA ， 北美的CDMA-2000 ，中国的TD-SCDMA
第一代移动通信系统特点
系统间没有公共接口。 无法与固定网迅速向数字化推进相适应，数字承 载业务很难开展。 频率利用率低，无法适应大容量的要求。 安全性差，易于被窃听，易做“假机”。
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 。
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
移动通信 第5章 第三代移动通信系统
移动通信第5章第三代移动通信系统在当今信息时代，移动通信技术的发展日新月异，为人们的生活带来了极大的便利。
而第三代移动通信系统（3G）的出现，更是具有里程碑式的意义。
第三代移动通信系统是在第二代移动通信系统的基础上发展而来的。
在 2G 时代，我们主要实现了语音通话和简单的短信服务。
然而，随着人们对通信需求的不断提高，2G 系统已经无法满足人们对于多媒体信息传输、高速数据下载等方面的要求。
于是，3G 应运而生。
3G 系统具有几个显著的特点。
首先是更高的数据传输速率。
相比2G，3G 能够提供更快的下载速度，让用户可以更流畅地观看视频、浏览网页、下载文件等。
这使得移动互联网得以真正普及，人们不再局限于通过电脑上网，而是可以随时随地通过手机获取丰富的信息。
其次，3G 支持多种业务类型。
除了传统的语音通话和短信，还包括视频通话、移动电视、在线游戏、电子商务等。
这极大地丰富了人们的通信体验，让移动通信不再仅仅是一种交流工具，更是一种生活方式。
在 3G 系统中，主要采用了几种关键技术。
码分多址（CDMA）技术是其中的核心之一。
CDMA 通过不同的码序列来区分用户，有效地提高了频谱利用率，增加了系统容量。
同时，智能天线技术的应用也提高了信号的接收和发送质量，减少了干扰。
3G 标准主要有三种：WCDMA、CDMA2000 和 TDSCDMA。
WCDMA 是在欧洲广泛应用的标准，具有较高的成熟度和广泛的产业链支持。
CDMA2000 则主要在美国和一些亚洲国家得到应用。
TDSCDMA 是我国自主提出的标准，对于推动我国移动通信产业的发展具有重要意义。
3G 系统的出现，给社会带来了诸多变革。
在商业领域，移动电子商务迅速发展，人们可以通过手机进行购物、支付等操作，极大地提高了商业交易的效率和便捷性。
在娱乐方面，移动游戏、移动视频等业务蓬勃发展，为用户提供了更多的娱乐选择。
在教育领域，移动学习成为可能，学生可以通过手机随时随地获取学习资源。
移动通信发展五个阶段
移动通信发展五个阶段移动通信发展五个阶段1：第一代移动通信（1G）第一代移动通信是指在20世纪70年代末到80年代初出现的模拟蜂窝通信系统。
这一阶段的移动通信以AMPS（Advanced Mobile Phone System）为代表，使用了频分多址（FDMA）技术，主要提供语音通信服务，并且网络容量有限，数据传输速度较慢。
2：第二代移动通信（2G）第二代移动通信指的是在90年代初到2000年左右出现的数字移动通信系统。
这一阶段的移动通信以GSM（Global System for Mobile Communications）为代表，采用了时分多址（TDMA）或CDMA（Code Division Multiple Access）技术，网络容量得到了大幅提升，数据传输速度较快，不仅提供了语音通信服务，还支持短信和基本的数据传输。
3：第三代移动通信（3G）第三代移动通信是指在2000年左右出现的高速数字移动通信系统。
这一阶段的移动通信以WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）和CDMA2000为代表，采用了CDMA技术，网络容量进一步提升，数据传输速度较快，不仅支持语音通信、短信和基本数据传输，还能提供高速互联网接入、多媒体传输等服务。
4：第四代移动通信（4G）第四代移动通信是指在2010年左右开始商用的超高速数字移动通信系统。
这一阶段的移动通信以LTE（Long Term Evolution）为代表，采用了OFDMA（Orthogonal Frequency DivisionMultiple Access）技术，网络容量和数据传输速度进一步提升，能够提供更高质量的语音通信、短信、互联网接入、多媒体传输等服务，并支持了更广泛的应用场景，如物联网和移动支付。
5：第五代移动通信（5G）第五代移动通信是指当前正在发展中的新一代超高速数字移动通信系统。
这一阶段的移动通信以NR（New Radio）为代表，采用了更高频率的毫米波技术和波束成形技术，网络容量和数据传输速度有望再次大幅提升，能够支持更多高质量、低延迟的服务，同时也为未来的应用场景如车联网、工业自动化和虚拟现实等打下了基础。
第三代移动通信技术概述及我国3G频率的划分
第三代移动通信技术概述及我国3G频率的划分第三代移动通信技术概述及我国3G频率的划分关键字：摘要：一、移动通信技术的发展第一代移动通信系统：主要有美国的AMPS、欧洲的TACS系统和模拟集群系统MPT1327，采用调频或调相、FDMA技术，带宽为25kHz或30kHz。
第二代移动通信系统：主要有GSM和CDMA等公众移动通信系统，带宽分别为200kHz和1.25MHz；另外还有TETRA和iDEN等数字集群通信系统，带宽为25kHz。
它们主要以语音业务为主，采用数字调制、TDMA或CDMA技术。
第三代移动通信系统：ITU共有五种标准，即WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、IS-41（DECT）和IS-136（D-AMPS）等体制，其中前三种为主流标准，均采用CDMA技术。
1.GSM系统GSM系统，采用FDD TDMA技术，每载波8个时隙，同时传输8路话音信号。
GSM的载波间隔为200kHz，调制方式为GMSK，发射标识271KF1D。
GSM系统组网时一般采用4×3结构；在频率紧张时也可采用主载波4×3结构，其他载波采用4×3或3×3结构的方式。
采用4×3结构时，GSM系统最少需要5MHz频率资源才能组网。
2.CDMA系统CDMA系统采用码分多址（CDMA）技术，码片速率为1.2288Mchip/s，码长度为64~256，必要带宽为1.23MHz，载波间隔1.25MHz。
主要采用QPSK和BPSK调制。
CDMA的每个载波有64个码道，其中一个导频、一个寻呼和一个同步码道，其余61个码道均可作为业务信道，可传输多达61路话音信号。
CDMA系统具有前向功率控制、反向功率控制，但导频信道没有功率控制。
功控包括闭环、开环和外环功率控制。
CDMA可以同频组网，在1.25MHz频率资源时，每扇区理论上可提供61条话务信道。
二、第三代移动通信技术概述1.第三代移动通信技术概念第三代移动通信，即国际电信联盟（ITU）定义的IMT-2000（International Mobile Telecommunication-2000），俗称3G。
5G移动通信系统简介
移动通信传统工作频段主要集中在
高频段（如毫米波、厘米波频段）可用频谱 资源丰富，能够有效缓解频谱资源紧张的现 状，可以实现极高速短距离通信，支持5G容 量和传输速率等方面的需求。 高频段在移动通信中的应用是未来的发 展趋势，业界对此高度关注。足够量的可用 带宽、小型化的天线和设备、较高的天线增 益是高频段毫米波移动通信的主要优点，但 也存在传输距离短、穿透和绕射能力差、容 易受气候环境影响等缺点。射频器件、系统 设计等方面的问题也有待进一步研究和解决。 监测中心目前正在积极开展高频段需求 研究以及潜在候选频段的遴选工作。高频段 资源虽然目前较为丰富，但是仍需要进行科 学规划，统筹兼顾，从而使宝贵的频谱资源 得到最优配臵。
第四代移动通信系统（4G）
4G包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式，是 集3G与WLAN于一体，并能够快速传输数据、 高质量、音频、视频和图像等。4G能够以 100Mbps以上的速度下载（大约是 12.5MB/s~18.75MB/s的下行速度），比目前 的家用宽带ADSL（4兆）快20倍，并能够满 足几乎所有用户对于无线服务的要求。此外， 4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆 盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。很明 显，4G有着不可比拟的优越性。 2013年12月4日，工业和信息化部向中国移动、 中国电信、中国联通正式发放了第四代移动通 信业务牌照（即4G牌照），中国移动、中国 电信、中国联通三家均获得TD-LTE牌照，此 举标志着中国电信产业正式进入了4G时代。
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简析4G
第四代移动通信系统的关键技术包括：1.信道传输；2.抗 干扰性强的高速接入技术、调制和信息传输技术；3.高性 能、小型化和低成本的自适应阵列智能天线；4.大容量、 低成本的无线接口和光接口；5.系统管理资源；6.软件无 线电、网络结构协议等。 第四代移动通信系统主要是以正交频分复用（OFDM）为 技术核心。
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3G标准化组织 3G标准化组织
第三代伙伴项目—3 GPP和3 GPP2 3GPP GPP(3G Partnership Project) – 由欧洲的ETSI、日本ARIB、TTC、韩国TTA、美国 的 T1和中国CWT等标准化组织组成。宗旨是制定 以GSM 为核心网，WCDMA和CDMA TDD(TD-SCDMA 和 UTRA TDD融合技术)为无线接口的标准。 3GPP2 – 由美国的ANSI（TIA）、日本ARIB、TTC、韩国 TTA 和中国CWTS等标准化组织组成。宗旨是制定 以 ANSI/IS-41为核心网，cdma2000为无线接口的标准。
业务特征
内容提要（Contents） 内容提要（Contents）
第三代移动通信的目标和要求 第三代移动通信系统的标准化组织 2G向3G的演讲策略 向 的演讲策略 3G的主流技术 的主流技术 3G的系统结构 的系统结构 3G频谱情况 频谱情况 3G系统的业务 系统的业务
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3G系统结构 3G系统结构
3G 的业务
3G 的业务从2G 继承而来,在新的体系结构下 又产生了一些新的业务能力，所以其支持的 业务种类繁多，业务特性差异很大。 3G 的业务总体上有如下特征：
对于语音等实时业务普遍有QOS 的要求 向后兼容2G上所有的业务 引入多媒体业务的概念
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把业务类型
系统组成
由三大部分构成，即核心网（CN）、无线接入网（RAN）、 ）、无线接入网 ）、移动终端 由三大部分构成，即核心网（CN）、无线接入网（RAN）、移动终端 组成。 组成。
用户识别模块 UIM
移动台 MT
无线接入网 RAN
核心网 CN
其他 IMT-2000 家族成员的 核心网
UIM-MT 接口 （UIM）
基站同步
同步（ 同步（需GPS） ） 软切换，频间切换 软切换， ，与IS-95间的 间的 切换
主从同步（ 主从同步（需GPS） ）
切换
硬切换或接力切换
最大容量(纯话 最大容量 纯话 音)
约为100个用户 个用户 约为 /5MHz/扇区 扇区 适合于对称业务 如语音， ，如语音，交 互式实时数据 业务， 业务，支持非 对称
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内容提要（Contents） 内容提要（Contents）
第三代移动通信的目标和要求 第三代移动通信系统的标准化组织 2G向3G的演讲策略 向 的演讲策略 3G的主流技术 的主流技术 3G的系统结构 的系统结构 3G频谱情况 频谱情况 3G系统的业务 系统的业务
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3G的技术体制对比 3G的技术体制对比
WCDMA 信道带宽 码片速率 多址方式 双工方式 5 MHz 3.84 Mc/s 单载波DS单载波DS-CDMA DS FDD/TDD CDMA2000 1.25 MHz 1.2288 Mc/s 单载波DS单载波DS-CDMA DS FDD 20
无线接口 （UNI）
RAN-CN 接口
NNI 接口
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3G的核心网 3G的核心网
目前IMT-2000中核心网主要有三种：基于GSM MAP 的核心 网、基于ANSI-41的核心网、全IP的核心网（是核心网的演 进目标）。 • Evolved GSM MAP：由GSM 的MAP信令所开发的标准。因 此其将主要用于无线接入为 UMTS(Universal mobile telecommunication system) 的网络，包括WCDMA和TD(S)CDMA.因为它都是 由GSM网络向上过渡而成的。 • Evolved ANSI-41：用于cdma2000的3G核心 标准。由于考 虑的未来的3G网络的全球漫游 互通，现在ITU也在积极制订 两个核心网之间 的互通的规范，但最终核心网都将过渡到全 IP 时代。这是3G网络的最终梦想。
2G向3G演进的策略 2G向3G演进的策略
目前中国2G有两大移动网络：IS-95 、GSM。
一般来讲，IS-95的演进方向是CDMA2000 ， GSM的演进方向是WCDMA或TD-SCDMA 。
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内容提要（Contents） 内容提要（Contents）
第三代移动通信的目标和要求 第三代移动通信系统的标准化组织 2G向3G的演讲策略 向 的演讲策略 3G的主流技术 的主流技术 3G的系统结构 的系统结构 3G频谱情况 频谱情况 3G系统的业务 系统的业务
大约105个用户 个用户 大约 理论上限为24个 理论上限为 个12.2kbps /5MHz /扇区 约 扇区(约 扇区 话音用户 /1 .6MHz / 为IS95系统容量 系统容量 扇区 的1.5 适合于对称业务， 适合于对称业务， 如语音， 如语音，交互 式实时数据业 务，支持非对 称 尤其适合于非对称数据 业务， 业务，如 Internet下 下 载 117 16 / 64
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3G的主要目标 3G的主要目标
1. 全球漫游。用户能够以低成本的多模式终 端在整个系统和全球漫游。 2. 提供多种业务，如高质量话音、可变速率 的的数据、高分变率的图象和多媒体业务等。 3．适应于多种环境。 4．具有较高的频谱利用率和较大的系统容量。 强大的用户管理，高的服务质量和高的保密 性能。
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3G系统结构 3G系统结构
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内容提要（Contents） 内容提要（Contents）
第三代移动通信的目标和要求 第三代移动通信系统的标准化组织 2G向3G的演讲策略 向 的演讲策略 3G的主流技术 的主流技术 3G的系统结构 的系统结构 3G频谱情况 频谱情况 3G系统的业务 系统的业务
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3G对无线传输技术的要求 3G对无线传输技术的要求
高的业务传输速率： 在不同无线环境实现峰值数据速率： 室内固定：2Mbps； 室内固定：2Mbps； 室外牧游：384kbps； 室外牧游：384kbps； 室外高速：144kbps 室外高速：144kbps 传输速率能够按需分配。 上、下行链路适应于传输不对称业务的需 要。 第三代移动通信应能够后向兼容第二代移 动通信系统，实现2G 动通信系统，实现2G 到3G 的平滑过渡。
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பைடு நூலகம்
内容提要（Contents） 内容提要（Contents）
第三代移动通信的目标和要求 第三代移动通信系统的标准化组织 2G向3G的演讲策略 向 的演讲策略 3G的主流技术 的主流技术 3G的系统结构 的系统结构 3G频谱情况 频谱情况 3G系统的业务 系统的业务
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帧长（ms） 帧长（ms） 10 调制
数据调制： 数据调制：QPSK/BPSK 扩频调制： 扩频调制：QPSK
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3G的技术体制对比 3G的技术体制对比
功率控制 FDD:开环 快速 开环+快速 开环 闭环(1500Hz) 闭环 TDD:开环 慢速 开环+慢速 开环 闭环 异步（不需 异步（不需GPS ） 软切换，频间切 软切换， 换，与GSM 间的切换 开环+快速闭环 开环 快速闭环 (800Hz) 开环+快速闭环 开环 快速闭环(200Hz) 快速闭环
数据调制： 数据调制：QPSK/BPSK 扩频调制： 扩频调制：QPSK/OQPSK
TDTD-SCDMA 1.6 MHz 1.28 Mc/s 单载波DS单载波DSDS CDMA+TDCDMA+TD-SCDMA TDD 10
接入信道： 接入信道：DQPSK 接入信道： 接入信道： DQPSK/16QAM
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3G标准化组织 3G标准化组织
IMT-2000
UMTS-WCDMA 98.12成成 GSM核心网 WCDMA RTT
3GPP
3GPP2
CDMA2000 99.1成成 ANSI-41核心网 CDMA2000 RTT
欧洲
ETSI T1P1
北美
TIA
CWTS TTA
亚亚
ARIB TTC
业务类 别 会话类 基本特征 需要保持信息数据时间关 系会话模式(延时小且延时 抖动要求严格) 需要保持信息数据时间关 系 请求响应模式需要保证数 据完整性 目标对数据延时有很高的 容忍度需要保持数据的完 整性 典型实例 话音、视频电话
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3G的主流标准 3G的主流标准
WCDMA
直接序列扩频码分多址，频分双工FDD方式。 基于R99/R4版本，可在5MHz的带宽内，提供最高384kbps的用户数据传输速率。
TD-SCDMA
TDD双工与FDMA/TDMA/CDMA相结合。 基于R4版本，可在1.6MHz的带宽内，提供最高384kbps的用户数据传输速率。
（2）卫星移动通信系统工作频段 ）
1 980～2 010MHz／2 170～2 200MHz。 ～ ／ ～ 。
（3）补充工作频率 ）
频分双工方式： 频分双工方式：1 755～1 785MHz／1 850～1 880MHz。 ～ ／ ～ 。 时分双工方式： 时分双工方式：2 300～2 400MHz，与无线电定位业务共 ～ ， 均为主要业务， 用，均为主要业务，共用标准另行制定。
第五章
第三代移动通信系统
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内容提要（Contents） 内容提要（Contents）
概述 WCDMA TD-SCDMA CDMA2000 WIMAX
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第五章
第三代移动通信系统
概述
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