WCDMA发展史
移动通信技术进化史
移动通信技术进化史1. 引言移动通信技术自20世纪80年代以来,经历了翻天覆地的变化。
从简单的模拟通信到数字通信,再到现在的高速数据传输,移动通信技术不断演进,为人们的生活带来了极大的便利。
本文将简要介绍移动通信技术的发展历程。
2. 1G时代(1980s)1G(第一代)移动通信技术采用的是模拟通信技术,其代表产物是美国贝尔实验室研发的AMPS(高级移动电话系统)。
1G时代的移动通信技术主要解决了语音通信的问题,但信号干扰、信道容量等问题较为突出。
3. 2G时代(1990s)2G(第二代)移动通信技术开始采用数字通信技术,提高了通信质量和安全性。
GSM(全球移动通信系统)是2G时代最具代表性的技术,它提出了数字编码和TDMA(时分多址)等关键技术,大大提高了信道容量和通信质量。
4. 3G时代(2000s)3G(第三代)移动通信技术在2G的基础上,进一步提高了数据传输速率,实现了多媒体通信。
WCDMA(宽带码分多址)和CDMA2000是3G时代的两大主流技术。
3G时代的到来,使得手机可以实现网页浏览、音乐下载等功能。
5. 4G时代(2010s)4G(第四代)移动通信技术相较于3G,数据传输速率有了显著提升,最高可达100Mbps。
LTE(长期演进技术)和WiMax是4G时代的代表技术。
4G时代的到来,使得高清视频通话、实时导航、在线游戏等应用成为可能。
6. 5G时代(2020s)5G(第五代)移动通信技术是当前最新的通信技术,其峰值理论下载速率可达20Gbps,几乎相当于4G的200倍。
5G技术具有低时延、高可靠、海量连接等特点,将推动物联网、无人驾驶等新技术的发展。
7. 总结从1G到5G,移动通信技术不断进化,为人们的生活带来了诸多便利。
随着5G技术的普及,未来移动通信将更加高速、智能,推动人类社会进入一个全新的信息时代。
其他是关于移动通信技术进化史的简要介绍,希望能对您有所帮助。
如有其他问题,请随时提问。
WCDMA版本的演进
GMSC srever 作用:充当移动和固定 网络互通的端口局,完
成GMSC的控制功能
SG 作用:在No.7信令网与 IP网之间中继信令消息。
MC接口
作用:MSC Server通过Mc 接口对MGW的承载连接行为
图例:见绘图1-1
3 从R99到R6/7
• R4的电路域实现了承载与控制的分离,引入了移动软切换概念及相
关的协议,如BBIC,H.248,使之可以采用TrFO等新技术以节约带宽
并提高通信质量。此外,R4还正式在无线接入网系统中引入了TD-
SCDMA.
标题
标题
SCP
HLR
SCP
HLR
MSC
RAN RAN R99
进行控制和监视。
NC接口
作用:运行OUT-T制定的BICC 协议,为UTMS/GSM的窄带电 路域业务提供独立于用户面 承载技术及控制面信令传输 技术的局间呼叫控制能力
H.248协议
作用:用于连接MGC与MG的 网关控制协议,应用于媒体 网关与软交换之间及软交换 与 H.248/MeGaCo终端之间, 是软交换应支持的重要协议。
MSC
MSC
MGW RAN RAN
RAN RAN
R4
注:R99与R4的分组域无变化
MSC MGW RAN RAN
3 从R99到R6/7
灵活的组网方式
• TDM/ATM/IP组网
承载网络融合
• TDMA组网电路域和分组域采用相同的分 组传输网络,可与城域网进行融合
核
心 网
可扩展性
• 控制面MSC server,承载面CS-MGW可分别 扩展
WCDMA版本的演进
1
参数
复用方式 每载波时隙数 基本带宽 码片速率 帧长 信道编码
• FDD • 15 • 5MHZ • 3.84Mchip/s • 10ms • 卷积编码 TURBO编码
数据调制
扩频方式 扩频因子 功率控制 分集接收方式
• QPSK(下行链路)HPSK(上行链路)
• 控制面MSC server,承载面CS-MGW可分别 扩展
承载网络融合
核 心 网 优 势 分 析
可扩展性 可管理性
• 控制面MSC server集中设置在中心城市, 承载面CS-MGW分散在边缘城市,更利于 新业无迅速普及开展
向NGN的演进
• R4控制与承载相分离,具备NGN 的基本形态
4
从R99到R6/7
SG 作用:在No.7信令网与 IP网之间中继信令消息。
MC接口
作用:MSC Server通过Mc 接口对MGW的承载连接行为 进行控制和监视。
H.248协议
作用:用于连接MGC与MG的 网关控制协议,应用于媒体 网关与软交换之间及软交换 与 H.248/MeGaCo终端之间, 是软交换应支持的重要协议。
3G PP R5 主 要 特 点
新增IP多媒体IMS,提供实时 IP多媒体业务
基于SIP的多媒体呼叫信令 PS域和IMS为网络的发展重点 基于IPV6协议,增强的QOS保 证功能 增强的业务:CAMEL4,PUSH 和增强的OSA/VHE业务环境
3
从R99到R6/7
R5核心网特点
R5引入IP多媒体域MS,在IMS域实现全业务的融合思 路,IMS域为叠加域。 引入基于SIP的多媒体呼叫信令协议,实现端到端的 IP多媒体业务。 为了解决用户IP地址问题,IPV5成为网络必选,IPV4 成为网络可选
我国移动通信技术发展史
我国移动通信技术发展史我国移动通信技术发展史移动通信技术是指在无线信道中,以电话为主的通信方式。
它最早可以追溯到20世纪60年代,而我国移动通信技术的发展也经历了多年的演进。
第一步:模拟移动通信时代(1987-2001年)1987年,中国启动了模拟移动通信网的建设。
模拟移动通信系统只能提供简单的语音通信服务,而且在信道资源利用上较低,容易干扰。
1994年,中国完成了自主设计的第一台模拟移动电话终端海天在国内商用。
同时,移动通信网的覆盖面积也逐步扩大。
到2001年底,中国模拟移动通信网络实现了全国范围的覆盖。
第二步:数字移动通信时代(2001-2013年)2001年,第一个数字移动电话标准TD-SCDMA发布并推广。
随着技术的不断更新,中国电信、中国联通、中国移动三大运营商相继部署了GSM、CDMA2000、WCDMA等多个数字移动通信标准。
数字移动通信技术的出现,使得通信服务不仅具备电话、短信等传统功能,还可以支持图像、视频等多媒体信息交流。
有了数字移动通信技术的支持,3G时代正式到来。
2008年,我国3G牌照拍卖成功,中国联通、中国电信获得了WCDMA、CDMA2000的牌照。
到2010年底,中国3G用户达到了七千多万,仅次于美国和日本,成为全球第三大3G市场。
第三步:新一代移动通信时代(2013年至今)2013年12月,中国成功发射首颗4G通信卫星,标志着中华人民共和国进入了新一代移动通信技术时代。
2013年底,中国移动率先在北京、深圳、广州等城市启动了TD-LTE的商用服务,中国电信和中国联通也紧随其后。
4G技术的到来,让移动通信技术更加迅速与高效,不仅提高人们通信的质量,还推动了互联网、智能手机等产业的发展。
总结经过多年的发展,我国移动通信技术已经实现了从模拟通信、数字通信到4G通信的跨越式发展,这些技术不仅带给了人们更加高效和便捷的通信服务,也极大地推动了相关产业的崛起。
在新的移动通信技术时代,我们有理由相信,中国移动通信技术的发展还将继续迈上新的高峰。
WCDMA的标准发展历程
WCDMA的标准发展历程
历史上,欧洲电信标准委员会(ETSI)在 GSM 之后就开始研究其 3G 标准,其中有几种备选方案是基于直接序列扩频分码多工的,而日本的第三代研究也是使用宽带码分多址技术的,其后,以二者为主导进行融合,在3GPP组织中发展成了第三代移动通信系统UMTS,并提交给国际电信联盟(ITU)。
国际电信联盟最终接受WCDMA作为IMT-2000 3G标准的一部分。
中国联通公司于2009年5月17日开始试商用WCDMA服务,10月1日正式商用WCDMA R6网络,R6网络引入了MBMS业务,上行采用HSUPA,速率提高到5.76Mbps,最高下载速率可以达到7.2M。
现在国内部分城市下载速率已可达14.4M。
WCDMA的标准发展如图1-2所示:
图1-2 WCDMA的标准发展。
(华为WCDMA系统基本原理)第1章_WCDMA系统概述
第1章WCDMA系统概述1.1 移动通信的发展现代的移动通信发展至今,主要走过了两代,而第三代现在正处于预商用阶段,不少厂家已经在欧洲、亚洲进行实验网的商用试运行。
第一阶段是模拟蜂窝移动通信网。
时间是上世纪七十年代中期至八十年代中期。
这一阶段相对于以前的移动通信系统,最重要的突破是贝尔实验室在七十年代提出的蜂窝网的概念。
蜂窝网,即小区制,由于实现了频率复用,大大提高了系统容量。
第一代移动通信系统的典型代表是美国的AMPS系统和后来的改进型系统TACS,以及NMT和NTT等。
AMPS(先进的移动电话系统)使用模拟蜂窝传输的800MHz频带,在北美、南美和部分环太平洋国家广泛使用;TACS(总接入通信系统)使用900MHz频带,分ETACS(欧洲)和NTACS(日本)两种版本,英国、日本和部分亚洲国家广泛使用此标准。
第一代移动通信系统的主要特点是采用频分复用,语音信号为模拟调制,每隔30KHz/25KHz一个模拟用户信道。
其主要弊端有:(1) 频谱利用率低(2) 业务种类有限(3) 无高速数据业务(4) 保密性差,易被窃听和盗号(5) 设备成本高(6) 体积大,重量大为了解决模拟系统中存在的这些根本性技术缺陷,数字移动通信技术应运而生,这就是以GSM和IS-95为代表的第二代移动通信系统,时间是从八十年代中期开始。
第二代数字蜂窝移动通信系统的典型代表是美国的DAMPS系统、IS-95和欧洲的GSM系统。
GSM(全球移动通信系统)发源于欧洲,它是作为全球数字蜂窝通信的TDMA标准而设计的,支持64Kbps的数据速率,可与ISDN互连。
GSM使用900MHz频带,使用1800MHz频带的称为DCS1800。
GSM采用FDD双工方式和TDMA多址方式,每载频支持8个信道,信号带宽200KHz。
DAMPS (先进的数字移动电话系统)也称IS-54(北美数字蜂窝),使用800MHz频带,是两种北美数字蜂窝标准中推出较早的一种,指定使用TDMA多址方式。
WCDMA技术与发展1
WCDMA技术与发展第三代移动通信系统(也称3G)是移动通信市场经历了第一代模拟技术的移动通信业务的引入,在第二代数字移动通信市场的蓬勃发展中被引入日程的。
在当今Internet数据业务不断升温中,在固定接入速率(HDSL、ADSL、VDSL)不断提升的背景下,第三代移动通信系统也看到了市场的曙光,益发为电信运营商、通信设备制造商和普通用户所关注。
移动通信技术开始是各自发展的状态,各个国家、技术组织都不断发展自己的技术,美国有AMPS、D-AMPS、IS-136、IS-95,日本有PHS、PDC,欧洲则是GSM。
这种格局一方面在移动通信发展的初期满足了用户的需求,开拓了移动通信市场,另一方面也人为造成地区间的隔离,引发了全球统一移动通信制式的需求。
ITU国际电报联盟(International Telegraph Union)正是在这个背景下于1985年启动了第三代移动通信系统的规范工作。
在第三代移动通信规范提案的概念评估过程中,宽带码分多址(WCDMA)技术以其自身的技术优势成为3G的主流技术之一。
这里主要介绍WCDMA起源、面临的移动通信市场和业务状况、WCDMA技术特点、发展现状和演进方向。
一WCDMA的起源WCDMA主要起源于欧洲和日本的早期第三代无线研究活动,GSM的巨大成功对第三代系统在欧洲的标准化产生重大影响。
欧洲于1988年开展RACEⅠ(欧洲先进通信技术的研究)程序,并一直延续到1992年6月,它代表了第三代无线研究活动的开始。
1992-1995年之间欧洲开始了RACEⅡ程序。
ACTS(先进通信技术和业务)建立于1995年底,为UMTS (通用移动通信系统)建议了FRAMES(未来无线宽带多址接入系统)方案。
在这些早期研究中,对各种不同的接入技术包括TDMA、CDMA、OFDM等进行了实验和评估。
为WCDMA奠定了技术基础。
日本于1993年在ARIB(Association of Radio Industries and Businesses 日本无线工业及商贸联合会)中建立了研究委员会来进行日本3G的研究和开发,并通过评估将CDMA技术作为3G的主要选择。
3G技术的演进
感谢观看
3G技术的演进
3G技术的演进历程
目录
01 WCDMA技术演进路线
03
TD-SCDMA技术演进 路线
02
cdma2000技术演进 路线
技术路线(Technology route)是指要达研究目标准备采取的技术手段、具体步骤及解决关键性问题的方法 等在内的研究途径。
技术路线也可以理解为技术开发的“作战过程和计划”。这里我们就聊一聊WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三 种技术演进历程。
CDMA技术标准由3GPP2标准组织负责。3GPP2成员包含:TIA(北美)、CCSA(中国)、ARIB/TTC(日本)和 TTA(韩国)。其目标写得很简洁“提供更加高速的无线速率,全IP的络结构”。
谈到cdma2000的技术路线,CDMA2000无线侧已有的标准为1x、EV-DO、EV-DV。这是单载波的技术路线。现 有的协议版本包含Release 0, Release A, Release B, Release C。cdma2000已放弃了多载波(3x)的技术 路线。
TD-SCDMA技术演进路线
TD-SCDMA技术 目标
TD-SCDMA演进 路线
当今的世界,国际市场的竞争归根到底是技术之争和标准之争。中国自主的3G标准TD-SCDMA作为移动他通信 国际技术标准的突破是值得“大书特书”的。
中国提出的TD-SCDMA标准相对于前两个标准晚了许多,技术标准成熟度也有一定的差距。但我们要看到中国 的技术标准虽然提出的较晚,但在技术实现上有很多创新。其后发优势是不容忽视的。
TD-SCDMA技术目标:“引入新的技术特性,进一步提高系统的性能”。目前已规划引入的技术特性包含:智 能天线终端定位功能、HSDPA、MIMO等。
8.2 WCDMA系统概述
目前,WCDMA已经经历了几个版本,R99、R4、R5、 R6版本,这些版本都有独特的性质。它们的发展历程如 图8-4所示:
3GPP R99
3GPP R5
3GPP R6
3GPP 3GPP R7 R8
2000 2001
2002 2003 2004
2005
2006
2007 2008 2009 2010
(4)并发业务传输:并发业务为上述3种业务的并 发组合,总业务速率不低于144kb/s。若存在话音 业务和电路数据业务时,需通过建立DPDCH进行, 否则无须建立DPDCH。
图8-5 3GPP传输速率
WCDMA各版本的演进过程也是一个技术和业务 需求不断提高的过程,它们采用同一套核心网络 规范。 主要特点:重视从GSM网络向WCDMA网络的演进, 这种演进是以GPRS技术作为中间传承的。 分类:演进过程包括语音演进和数据演进。
WCDMA的语音演进:
采用AMR AMR语音编码,支持从4.75Kbps 4.75Kbps到 AMR 4.75Kbps 12.2Kbps的语音质量; 12.2Kbps 采用软切换和发射分集,提高容量; 将提供高保真的语音模式; 快速功率控制
图8-4 3GPP发展历程
这些版本的传输速率的具体情况如图8-5所示:
3GPP R99 3GPP R5 3GPP R6 3GPP R7 3GPP R8 LTE: 160Mbps HSPA: 42Mbps 28Mbps 14Mbps 14Mbps 0.4Mbps 0.4Mbps 0.4Mbps 5.7Mbps 11Mbps LTE: 50Mbps
8.2 WCDMA系统概述 WCDMA系统概述
学习目标: 掌握WCDMA的基本概念,了解其发 展过程; 了解WCDMA的主要业务及其应用。
5-WCDMA系统基本原理
编码类型
语音业务:卷积码(1/2、1/3),约束长度为9,加8个尾比特 数据业务:Turbo码(1/3),两个8状态的并行级联卷积码构成, 加6个尾比特
Page 15
交织
交织的作用:打乱符号间的相关性,减小信道快衰落和干扰带来
的影响 1 2 3 4 5 6 7 8 ...
一次交织:
... 452 453 454 ……
流类业务
交互类业务
背景类业务
不同业务QOS要求
时延
Page 6
WCDMA协议版本的演进
保留2G/2.5G核心网
保留WCDMA
R99 RAN 核心网电路域 采用NGN架构, 以IP承载话音 业务
核心网增加IM(IP多媒体
全IP解决方案 HSUPA Phase II 单载波 上载速率高达5.76Mbps HSPA+(64QAM, CPC,MIMO) LTE (OFDMA , MIMO)
45 MHz
120 MHz 45 MHz 95 MHz
VII
VIII IX
2500-2570 MHz
880 – 915 MHz 1749.9-1784.9 MHz
2620-2690 MHz
925 – 960 MHz 1844.9-1879.9 MHz
√
√ √
Page 5
丰富的3G业务
误码
会话类业务
┏━○2 ┃ ┃ ┃ ┗━ 3
┏ ○6 ┃ SF=16 ┃ ┏ ●C(16,14):HS-PDSCH 2 ┫ ┃ ┗ 7 ┫ ┗ ●C(16,15):HS-PDSCH 1
● CCH ● HSDPA ○ DCH
wcdma技术简介
WCDMA技术简介一.通信系统概述第一代移动通信系统是模拟制式的蜂窝移动通信系统,时间是本世纪七十年代中期至八十年代中期,1978年美国贝尔实验室研制成功先进移动电话系统AMPS,建成了蜂窝式移动通信系统。
其它工业化国家也相继开发出蜂窝式移动通信网。
这一阶段相对于以前的移动通信系统,最重要的突破是贝尔实验室在七十年代提出的蜂窝网的概念,蜂窝网,即小区制,由于实现了频率复用,大大提高了系统容量。
第一代移动通信系统的典型代表是美国的AMPS系统(先进移动电话系统)和后来的改进型系统TACS (总接入通信系统)等。
AMPS使用800MHz频带,在北美、南美和部分环太平洋国家广泛,使用TACS使用900MHz频带,分ETACS(欧洲)和NTACS(日本)两种版本,英国、日本和部分亚洲国家广泛使用此标准。
第一代移动通信系统的主要特点是采用频分复用FDMA 模拟制式,语音信号为模拟调制,每隔30kHz/25kHz一个模拟用户信道。
第一代系统在商业上取得了巨大的成功,但是其弊端也日渐显露出来:(1)频谱利用率低(2) 业务种类有限(3) 无高速数据业务(4) 保密性差易被窃听和盗号(5) 设备成本高(6) 体积大重量大第二代数字蜂窝移动通信系统的典型代表是美国的DAMPS系统、IS-95和欧洲的GSM系统。
GSM(全球移动通信系统)发源于欧洲,它是作为全球数字蜂窝通信的TDMA标准而设计的,支持64kbit/s的数据速率,可与ISDN互连。
GSM使用900MHz频带,使用1800MHz频带的称为DCS1800。
GSM采用FDD双工方式和TDMA多址方式,每载频支持8个信道,信号带200kHz ,GSM标准体制较为完善,技术相对成熟,不足之处是相对于模拟系统其容量增加不多,仅仅为模拟系统的两倍左右,无法和模拟系统兼容。
DAMPS(先进的数字移动电话系统)也称IS-54(北美数字蜂窝),使用800MHz频带,是两种北美数字蜂窝标准中推出较早的一种,使用TDMA多址方式。
最先进的3G制式:WCDMA
TDTD-SCDMA
中国;缅甸、非洲建有试验网,小规模放号 中国33.7万,少量国外试验用户
CDMA2000 EVEV-DO
62个国家 9500万,全球市场占有率23% 美国Verizon+Alltel、Sprint、日本KDDI、中 国电信、印度Reliance、Tata(注:除Sprint 选择WiMAX外,其他CDMA运营商都计划转 网至HSPA或LTE) 阿尔卡特朗讯、北电(注:两家已在裁减 CDMA部门)中兴、华为、摩托罗拉 本身技术优秀,但产业链一家独占发展不乐观
移动商务
1)Mobile transaction 2)Auction 3)Advertising
沟通
1)Surveys 2)Contest 3)Social networking
PTT
1)Push to talk 2)Push to media
其它
1)Productivity 2)Telemedicina 3)Public safety
制式 WCDMA/HSDPA/HSUPA EVDO(CDMA2000) EVDO(CDMA2000) TDTD-SCDMA 用户数(万户) 商用网络数量( 用户数(万户) 商用网络数量(个) 32703 228 9693* 100 中国移动) 5.2 1(中国移动) 终端款式数( 终端款式数(款) 1600/724/75 615 40
WCDMA是GSM的升级(GSM是2G技术,其演 进是GSM、GPRS、EDGE、WCDMA),同时 也是全球3G技术中用户最广(GSM系技术拥有 全球85%移动用户)、技术和商业应用最成熟的。 WCDMA运营商遵循WCDMA、HSPA、LTE演 进路线。 HSDPA和HSUPA统称HSPA,后者上行速率更 快,中国联通采用HSPA技术,其中大城市使用 HSUPA,,在09年6、7月份即可完成部署。 HSPA后的HSPA+技术也已经开始在澳大利亚、 新加坡等地开始建设,速率高达21Mbps。
1、WCDMA系统概述
移动通信的发展
移动通信的发展
目标:
更高和灵活的传输速率;丰富多彩的业务服务; 高品质的话音质量;更大的容量,更低的代价; 更低的发射功率;全球漫游;全球统一频段、统一标准 高频谱效率
高服务质量,高保密性能
提供多媒体业务,速率最高到2Mb/s 易于第二代系统的过渡、演进
移动通信的发展
移动通信的发展
市场驱动
提供多媒体业务 用户更多更高速率业务需求
技术驱动
更高频谱效率的要求 各大网络兼容性要求 全球统一频段、统一标准, 全球无缝覆盖,全球漫游需求
移动通信的发展
移动通信的发展
第三代――IMT-2000(3G)
IMT-2000,它的三大特点:
无缝的全球漫游 高速传输 无缝业务传递,即在固定网、移动网和卫星网上均能互通。
代表:
TDMA
泛欧GSM、美国D-AMPS和日本PDC
CDMA
高通公司为首的基于IS-95的N-CDMA
移动通信的发展
移动通信的发展
GSM(全球移动通信系统)发源于欧洲,它是作为全球数字蜂窝 通信的TDMA标准而设计的,支持64Kbps的数据速率,可与ISDN 互连。GSM使用900MHz频带,使用1800MHz频带的称为DCS1800。 GSM采用FDD双工方式和TDMA多址方式,每载频支持8个信道, 信号带宽200KHz。
cdma2000 1X的演进方向目前是仅支持数据业务的分支cdma2000
1X EV-DO。
课程内容
移动通信的发展 3G标准发展进程
3G主要业务
3G标准发展进程
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。
移动通信wcdma
下行信道码的SF为:4~512
扩频就是将信号的频谱展宽后进行传输的技术。 其理论解释为Shannon定理: C=Wlog2(1+P/N) C --- 信道容量(用传输速率度量) W --- 信号频带宽度 P --- 信号功率 N --- 白噪声功率 该公式表明:在给定的传输速率C不变的条件下,频带宽度W和信噪比P/N 是可以互换的。即可通过增加频带宽度的方法,在较低的信噪比P/N(S/N)情况下 传输信息。 扩频信号 扩展频谱换取信噪比要求的降低。 低速信号
• •
WCDMA从整体技术上与CDMA区别并不是很大,都是码 分复用采用共享的策略为用户提供服务 扩频码:WCDMA采用OVSF码,CDMA采用Walsh码
•
• •
扰码:WCDMA采用GOLD码,CDMA采用PN长码
信道:WCDMA信道多而杂,每一个信道都完成一个特定 的功能;CDMA信道相对而言要简单一些,数量也少一些 移动台的行为:WCDMA分为4个状态,CDMA只有3个状 态,WCDMA比CDMA多一个空闲状态,可以达到快速移 动时减少切换的目的
• 分集技术相对投资低廉 • 可以克服小尺度衰落(由移动台附近物体的复杂反射 引起),可以采用双天线接收分集
WCDMA概述
• 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。 W-CDMA的支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商,日 本公司也或多或少参与其中,包括欧美的爱立信、阿尔卡 特、诺基亚、朗讯、北电,以及日本的NTT、富士通、夏普 等厂商。 该标准提出了GSM(2G)-GPRS-EDGEWCDMA(3G)的演进策略。这套系统能够架设在现有的 GSM网络上,对于系统提供商而言可以较轻易地过渡。预 计在GSM系统相当普及的亚洲,对这套新技术的接受度会 相当高。因此W-CDMA具有先天的市场优势。
通信基本原理概览-WCDMA
4
WCDMA 发展历史和网络结构
•第三代移动通信系统的新需求
–最高2Mbps –根据不同的带宽支持可变比特速率 –支持不同服务质量要求的业务 –上下行链路不对称业务 –高频谱利用率 –支持TDD,FDD –满足不同业务的时延要求
5
WCDMA 发展历史和网络结构
• WCDMA网络结构
6
WCDMA 发展历史和网络结构
16
WCDMA空中接口原理
•WCDMA上行专用物理信道帧结构 •10ms帧长,38400chips •15slots,每个slot 2560chips
DPDCH Data Ndata bits Tslot = 2560 chips, Ndata = 10*2k bits (k=0..6) DPCCH Pilot Npilot bits TFCI NTFCI bits Tslot = 2560 chips, 10 bits FBI NFBI bits TPC NTPC bits
p 单个RRU/WRFU支持4载波配置,当系统从1 x 1 扩容到1 x 4,或从3
x 1扩容到3 x 4时,无需额外增加RRU/WRFU l 高性能 p 高接收灵敏度,双天线接收灵敏度优于-129.3dBm p WRFU支持80W功率输出,RRU3804支持60W功率输出,功放效率达 到40%
23
WCDMA 基站单元
•3900系列基站主要功能和特点(2/2)
l 多种时钟与同步方式 p 支持Iub/GPS/BITS等时钟 p 支持IP时钟 p 内部时钟失去时钟源后正常运行至少90天
l 支持HSDPA业务(单小区下行峰值速率最大14.4Mbit/s)
l 支持HSUPA业务(单用户峰值上行最大速率5.76Mbit/s ) l 支持商用级MBMS(Multimedia Broadcast and Multimedia Service) l 高速UE接入
罗德施瓦茨WCDMA
技术演进方向预测
5G融合
随着5G技术的不断发展和普及,WCDMA将逐渐与5G技术融合, 形成更高效、更稳定的无线通信网络。
大规模MIMO技术
MIMO技术将进一步提高WCDMA系统的容量和覆盖范围,同时降 低干扰和功耗。
智能化网络优化
利用人工智能和大数据技术,实现WCDMA网络的智能化优化和管理, 提高网络质量和用户体验。
随着4G/5G技术的发展,WCDMA逐 渐演化为HSPA+(高速分组接入演进 技术),提高了数据传输速率和系统 容量。
应用领域与市场前景
WCDMA广泛应用于移动通信 领域,包括语音通话、短信、 彩信、移动互联网等数据业务
。
WCDMA还支持多媒体业务, 如视频通话、流媒体播放、在
线游戏等。
WCDMA在物联网、智能交通 、远程医疗等领域也有广泛的 应用前景。
网和UTRAN无线接入网。
WCDMA采用直接序列扩频码 分多址、频分双工方式,码片 速率为3.84Mcps,载波带宽为
5MHz。
WCDMA支持移动/手提设备之 间的语音、图象、数据以及视 频通信,速率可达2Mb/s(对 于局域网而言)或者384Kb/s
(对于宽带网而言)。
WCDMA具有更高的扩频增益 ,抗干扰能力强,能满足多层 次业务、多速率传输的要求。
RNC(无线网络控制器)
02
负责控制和管理NodeB,处理与核心网之间的接口信令及数据
传输。
CN(核心网)
03
包括电路交换域和分组交换域,负责处理语音和数据业务,提
供与外部网络的连接。
核心网、无线接入网和终端
核心网
由移动交换中心(MSC)、服务GPRS支持节点(SGSN)和网关GPRS支 持节点(GGSN)等组成,提供电路交换和分组交换业务。
第4章WCDMA的产生背景及标准化
第4章WCDMA的产生背景及标准化Antti Toskala 4.1 引言在第三代标准制定的第一个阶段,选择最好的无线多址技术这一基本过程是在几个地区中进行的。
本章主要介绍ETSI在1997年所进行的选择过程以及这个地区性的标准化组织在1998年初的决议。
同时也介绍其它一些从事WCDMA相关工作的标准化组织,接着介绍3GPP 为制定WCDMA的全球标准而共同努力的成果。
最后是ITU对IMT-2000建议的开发工作和ITU的工作与地区性活动之间的关系。
4.2 欧洲的背景情况在进行第三代技术的选择之前欧洲就已经进行了长期的研究工作,如图4-1所示。
1988年的欧洲高级通信技术研究计划RACE I(Research of Advanced Communication Technologies in Europe)是第三代基础研究工作的开始。
之后的RACE II计划在1992~1995年间开发了基于CDMA的CODIT(Code Division Testbed)和基于TDMA的ATDMA(Advanced TDMA Mobile Access)空中接口。
此外,欧洲的其它一些工程中也对宽带空中接口的提议进行了研究,例如[1]。
为支持移动通信的研究和开发,欧洲研究计划ACTS(Advanced Communication Technologies and Service, 高级通信技术与系统)于1995年底启动。
ACTS制定了FRAMES (Future Radio Wideband Multiple Access System, 未来无线宽带多址系统)计划[2],其目的是为UMTS无线接入系统定义一个提案。
FRAMES中主要的工业合作伙伴有诺基亚、西门子、爱立信、法国电信和CSEM/Pro电信,欧洲的一些大学也有参与。
在FRAMES的初期建议评估阶段进行的工作的基础上定义了一个统一的多址平台,它包括两种模式:FMA1——宽带的TDMA[3]和FMA2——宽带的CDMA[4]。
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J-Phone 日本电话(现 沃达丰)已经继推出基 於W-CDMA服务后,声 称“沃达丰全球标准”相 容UMTS
沃达丰于2004年2月在欧洲 多个UMTS网路投入运行。 沃达丰还打算在其他国家 (包括澳大利亚及新西兰) 建设UMTS网路
中国联通公司于2009年5月17 日开始试商用WCDMA服务, 10月1日正式商用WCDMA R6 网络,最高下载速率可以达到 7.2M。现在国内部分城市下载 速率已可达14.4M
2012-3-21
WCDMA定义
由3GPP具体制定的,基于GSM MAP核心网,UTRAN(UMTS 陆地无线接入网)为无线接口的 第三代移动通信系统 从CDMA演变来的,从官方看被 认为是IMT-2000的直接扩展
WCDMA
采用直接序列扩频码 分多址(DS-CDMA)、频分双 工(FDD)方式,宽带码片速 率为3.84Mcps,载波带宽为5M Hz
2001年3月,R4版本发布。R4与R99相比无线接入网的网络Байду номын сангаас构没有 改变,其区别主要在于引入了TD-SCDMA技术,在核心网电路域中实 现了软交换的概念。
2002年3月,R5版本发布,无线网络中主要引入基于IP的RAN和HSDPA 的功能,尤其引人关注的是HSDPA支持高速下行分组数据接入,理论峰 值数据速率可高达14.4Mb/s 2004年10月,R6版本提出, R6在无线网络中主要引入HSUPA的功能利 用HSUPA技术,上行用户的峰值传输速率可以达到5.76Mb/s,同时使小 区上行的吞吐量比R99的WCDMA多出20-50% 2006年3月,R7开始,HSPA技术进一步演进到HSPA+,引入更高阶的 调制方式和MIMO。基于OFDM和MIMO的LTE技术也逐渐完成了标准化
2010年年初,中国联通公司正式 与998商旅超市展开合作,共同 推出了“联通3G—沃店”
2011年6月,中国联通在全国56个城 市正式开通HSPA+商用服务,并同步 推出“沃· 3G21M无线上网卡”,下行速 率可达21.6Mbps 易观国际报告显示,预计2012年 3G用户群体将快速增长,用户数 或将超过3亿户
2012-3-21
早期,欧洲和日本的WCDMA方案在ITU进行了充分的融合,形成了 现在的WCDMA技术 1998年末,由欧洲、日本、中国等国家和地区的通信标准化阻止发 起成立3GPP从事WCDMA的标准化工作 1999年12月,R99版本发布, 在新的工作频段上引入了基于每载频 5MHz带宽的CDMA无线接入网络,确定了WCDMA无线传输技术的接 口,引入了适于分组数据传输的协议和机制。
3GPP在2004年底经过认真的讨论决定采用过去为3G或4G发展的技术来使用 3G频段,以便于占有宽带无线接入市场,并制定了长期演化计划LTE(Long Term Evolution)。同时,3GPP还要进行系统架构方面的演进工作,并将其 定义为SAE(System Architecture Evolution)。整个计划按照结构划分也可 以分为两个部分:无线侧(即我们一般所指的LTE)和网络侧(系统架构演进SAE)
2012-3-21
WCDMA的3G业务
商业公司
虚拟工作室 移动办公室 远程办公
娱乐
在线点歌 在线游戏 VOD点播 虚拟观光
物联网发展 ……
遥感、遥测
GPS 交通信息 导航
2012-3-21
商业服务WCDMA
2001年,日本NTT DoCoMo公司的FOMA 是世界上第一个商业运 营W-CDMA服务
2003年初,和记黄埔 逐步在全球运营他们的 UMTS网路
大多数欧洲GSM运营商计 划未来某个时间推出UMT S服务,尽管有几个已经把 此服务提到日程上来,有 一些甚至从2003年底就开 始运营UMTS网路
……
2012-3-21
全球移动用户人数破50亿 据国外咨询公司RNCO 3G用户超5亿 S的预测,到2013年W
TeliaSonera於2004年10月 13日开始在芬兰提供 384kbps速率的W-CDMA 服务。服务只是在主要城 市可用。通讯费率大约2美 元每兆位元组 AT&T 无 在一些城市开通 了UMTS。尽管因为公司 兼并使得网路建设进度被 延迟,但Cingular已宣布计 划在2005年与HSDPA一起 部署W-CDMA
中国3G用户数量突破1亿 三年猛增十倍
2012-3-21
WCDMA的展望
由于无线通信技术和IP技术的迅速发展, WCDMA标准也在不断发展中,新的兼容的 无线技术和核心网络技术也在不断被提出和 采纳,从现在的情况看,WCDMA还是一个" 活"的标准,在后面会介绍WCDMA还有许多 需要研究的课题,需要学术界和产业界的共 同开发。
2012-3-21
2012-3-21
R99
R4
R5
R6
R7
R8
多载波、 高速下行分 高速上行分 UTRAN 引 OFDM的 控制与承 组技术 组技术 HSPA增强 技术特点 入,关键 引入进一 载分离 HSDPA的 HSUPA的引 技术 技术应用 步提高速 入及MBMS 引入 率
上/下行速率
384kbps/ 384Kbps/ 384Kbps/ 5.76Mbps/ 10Mbps/ 50Mbps/ 2Mbps 2Mbps 14.4Mbps 14.4Mbps 28Mbps 100Mbps
2012-3-21
WCDMA在中国
2008年5月,宣布电信 重组 2008年7月,中国联通开始 的试验网建设 2008年10月15日,新 联通成立
2008年12月31日, 3G牌照 发放工作正式启动 “3G元年”2009年,中国3G市场呈几何级增 长,截至年底,中国3G用户仅为1022万, 中国联通仅为274.2万 截至2010年9月30日,中国3G市场 呈几何级增长,中国联通借iPhone 之力猛增至3023万 2011年,3G牌照发放2年零9个月后,中 国3G用户终于突破1亿大关。2011年被认 为是3G智能手机元年。
目前WCDMA有Release 99、Rel ease 4、Release 5、Release 6 等版本
….
2
Module und Variations_E
WCDMA的起源
欧洲电信标准委员 会(ETSI)在 GSM 之后就开始 研究其 3G 标准
3G标准 3G研究 2G
GSM,CDMA RACEⅠ/RACE Ⅱ, FRAMES, TDMA,CDMA, FODM接入技术 CDMA2000, WiMAX,WCDMA
TDS-CDMA
2012-3-21
3G关键技术问题
高传输速率
静止状态: >=2Mbps 不行状态: >=384kbps 车辆行驶状态: >=144kbps
传输速率按需 分配问题(QoS)
语音 数据 视频 多媒体 无线资源 管理问题
2012-3-21
WCDMA的起源
日本于1993年在ARIB中建立 研究委员会进行日本3G的研 究开发,通过评估将CDMA 技术作为3G的主要选择。日 本运营商NTT DoCoMo在 1996年推出了一套WCDMA 的实验系统方案,并得到了当 时世界上主要的移动设备制造 商的支持,产生了WCDMA 的发展动力。
CDMA用户数将占全 球3G用户份额的53% 。报告指出到09年底 ,CDMA2000已经是3 G市场的领导者,占有 全球最大的用户份额 。但是,随着HSDPA 技术的引进,提高了W CDMA网络的下载速 率,在未来用户对WC DMA技术的需求将急 速增长。随着WCDMA 技术的日益流行,到2 010-2013年其用户基 数预测年复合增长率 将稳定在16%。