第三代蜂窝移动通信系统优秀课件.ppt
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1、第三代蜂窝移动通信系统第1页,本讲稿共41页7.1 7.1 概述概述 n移动通信是一种沟通移动用户与固定用户之间或移动用移动通信是一种沟通移动用户与固定用户之间或移动用户之间的通信方式。它具有快速、便捷、可靠、不受时户之间的通信方式。它具有快速、便捷、可靠、不受时空限制的特点。目标:空限制的特点。目标:5W5Wn18971897年,马可尼在固定站和一艘拖船之间进行的无线通年,马可尼在固定站和一艘拖船之间进行的无线通信实验,标志着移动通信的诞生。信实验,标志着移动通信的诞生。19471947年贝尔实验室提出年贝尔实验室提出了蜂窝通信的概念,了蜂窝通信的概念,7070年代试验,年代试验,8080年
2、代开始使用。年代开始使用。n时至今日,蜂窝移动通信经过了两代成熟的发展,并且时至今日,蜂窝移动通信经过了两代成熟的发展,并且进入了第三代移动通信的研制、试验和建设阶段。进入了第三代移动通信的研制、试验和建设阶段。第2页,本讲稿共41页n3G3G最早由最早由ITUITU在在19851985年提出,称为未来公众陆地年提出,称为未来公众陆地移动通信系统(移动通信系统(FPLMTSFPLMTS)。)。n19961996年更名为国际移动通信年更名为国际移动通信20002000即即IMT2000IMT2000。工作频段2000MHz商用时间2000年左右最高速率2000Kbit/sIMT-2000的含义第
3、3页,本讲稿共41页nIMT-2000主要特性n(1 1)全球化。)全球化。IMT-2000IMT-2000包括多种系统,在设计上具有高度的通用性,包括多种系统,在设计上具有高度的通用性,该系统中的业务以及它与固定网之间的业务可以兼容,能提供全球漫该系统中的业务以及它与固定网之间的业务可以兼容,能提供全球漫游。游。n(2 2)多媒体化。提供高质量的多媒体业务,如话音、可变速率)多媒体化。提供高质量的多媒体业务,如话音、可变速率数据、视频和高清晰图像等多种业务。数据、视频和高清晰图像等多种业务。n(3 3)综合化。能把现存的各类移动通信系统综合在统一的系统中,)综合化。能把现存的各类移动通信系统
4、综合在统一的系统中,以提供多种服务。以提供多种服务。n(4 4)智能化。主要表现在智能网的引入,移动终端和基站采用软)智能化。主要表现在智能网的引入,移动终端和基站采用软件无线电技术。件无线电技术。n(5 5)个人化。用户可用唯一个人电信号码()个人化。用户可用唯一个人电信号码(PTNPTN)在终端上获)在终端上获取所需要的电信业务,这就超越了传统的终端移动性,真正实取所需要的电信业务,这就超越了传统的终端移动性,真正实现个人移动性。现个人移动性。第4页,本讲稿共41页图图7-1 IMT-2000系统的运营环境系统的运营环境第5页,本讲稿共41页 IMT-2000的目标n提供全球的提供全球的多
5、种业务的覆盖多种业务的覆盖,即能提供多种业务、多种网络的综合,即能提供多种业务、多种网络的综合,具体分五个方面:具体分五个方面:n 无线和无线的综合无线和无线的综合:第三代系统是在第二代基础上建立起来:第三代系统是在第二代基础上建立起来的,和的,和 GSM、DCS180O的兼容是必要的。第三代应能提供的兼容是必要的。第三代应能提供IMT-2000GSM的低价双模终端(或的低价双模终端(或 IMT-2000GSMDCS1800的低价三模终端),能实现多网之间的切换和漫游。的低价三模终端),能实现多网之间的切换和漫游。n 固定网和移动网的融合固定网和移动网的融合:在技术上需要解决同一交换机能支持:
6、在技术上需要解决同一交换机能支持移动和固定用户接入;采用移动和固定用户接入;采用ATM技术;宽带无线接入网能和固定网、技术;宽带无线接入网能和固定网、分组网、分组网、IP网连通;建立统一的用户数据库;建立统一的智能网平网连通;建立统一的用户数据库;建立统一的智能网平台。多功能用户数据库是存放所有用户业务特点的超集。台。多功能用户数据库是存放所有用户业务特点的超集。第6页,本讲稿共41页n陆地网和卫星网的连接陆地网和卫星网的连接:卫星移动通信系统在人口密度较小地区:卫星移动通信系统在人口密度较小地区补充陆地移动系统的覆盖,因而两种系统的综合是不可避免的。因此补充陆地移动系统的覆盖,因而两种系统的
7、综合是不可避免的。因此需要综合协调。需要综合协调。n多种终端集成多种终端集成:终端移动性和个人移动性是第三代无线通信系统:终端移动性和个人移动性是第三代无线通信系统的目标。第二代和第三代系统可能工作于不同频段或不同多址模式与的目标。第二代和第三代系统可能工作于不同频段或不同多址模式与不同的数据格式。因此需要采用软件无线电技术的多模多频手机。不同的数据格式。因此需要采用软件无线电技术的多模多频手机。n多种业务的综合多种业务的综合-向无线宽带业务发展:第三代系统可支持的速率向无线宽带业务发展:第三代系统可支持的速率为:室内静止为:室内静止2Mb/s;步行移动;步行移动384kb/s;车速移动;车速
8、移动144kb/s;卫星;卫星移动移动9.6kb/s。第7页,本讲稿共41页nITU-RM.1036建议给出了IMT-2000频带使用原则,如表表7-1所示。表表7-1 ITU-R建议的建议的IMT-2000频带使用原则频带使用原则 目标在2000年左右引入ITM-2000;IMT-2000按国家要求发展;终端全球漫游;全球设备标准化。与现有用户分享频率资源;有效支持多个网络运营或业务提供商;支持固定设备技术的应用。优化IMT-2000带宽内的频带利用率;有效综合IMT-2000陆地和卫星。部分兼容各种形式的业务和混合业务;降低终端成本、体积和功耗。原则为保持灵活性,理想情况下IMT-2000
9、频段不应分割给不同形式的无线接口和业务。IMT-2000卫星与陆地部分频率划分应该灵活,以便满足不同国家的需要。频率提供应符合全球漫游。在2000年前能够提供实验和测试所需的IMT-2000频段。IMT-2000要求能够实现频率资源动态分配,频率资源来源于一个动态频率库。在WARC-92会议,ITU会员一致同意IMT-2000的频段为2GHz,即1885MHz2025MHz和2110MHz2200MHz,其中1980MHz2010MHz和2170MHz2200MHz用于移动卫星业务(MSS)。第8页,本讲稿共41页IMT-2000IMT-2000的核心频段的核心频段18501900195020
10、0020502100215022002250ITU欧洲欧洲美国美国MSSPCSADBTDDBCDCEFAFEMSS保留保留2165 MHz1850190019502000205021002150220022501880 1980 TDDFDDDECTMSS 1885 2025 2010 TDDTDDFDDMSSFDD日本日本MSSFDDMSSFDDPHS2170 FDD2110 2170 MSSMSS保保 留留保保 留留保保 留留FDDWLLFDDWLL中国中国MSS19201980TDDTDDWLL18651880 189519001920194519601980191819802010 2
11、025 19202010 2025 2110 2170 2170 2110 2110 蜂窝 蜂窝 保保 留留第9页,本讲稿共41页60MHz60MHz15MHzFDD(上行上行)TDDTDD扩展扩展(下行下行)100MHzTDD补充补充24002300ISM2483,5ISM频段(WLAN,oven,bluetooth)83,5MHz2500ITU IMT-2000 扩展频段扩展频段2690190 MHz卫星卫星FDD(下行下行)中国的3G频率规划190019201980201020252110217018801805175530MHz30MHz1850FDD补充补充FDD补充补充40MHz现
12、现800/900/1800MHz 2G800/900/1800MHz 2G频段均为扩展工作频段频段均为扩展工作频段PHSPHS第10页,本讲稿共41页当前中国2G/3G移动通信的频谱分配825-835835-839870-880880-884890-903903-909929-935935-948948-954954-960839-845885-890909-915ReservedTACS-C(Rx)AMPS-A(Rx)825-835AMPS-B(Rx)835-845TACS-A(Rx)890-897.5TACS-B(Rx)897.5-905GSM(Rx)905-915TACS-A(Tx)93
13、5-942.5TACS-B(Tx)942.5-950GSM(Tx)950-960TACS-C(Tx)924-935联通CDMACT2(空)中移动GSM联通GSMETACS中移动GSM联通GSMAMPS-A(Tx)870-880AMPS-B(Tx)880-890ETACS联通CDMAReservedReserved Tx&Rxare from the baseperspective中移动联通信产部信产部 尚未发放尚未发放美国标准美国标准中国电信中国电信ITU标准标准TDD频谱频谱CMCCDCS1800Guard BandTDDTD-SCDMADCS 1800未发放CDMAPCS联通DCS1800
14、DCS 1800未发放联通DCS1800中移动DCS1800SCDMACDMAPCS(空)DCS1800 Rx1710-1785DCS1800 Tx1805 1880中国电信CDMAWLLPCS1900 Rx1850-1910CDMAPCS(空)PCS1900 Tx1930-1990ITU IMT-2000 Rx1920-1980中移动DCS1800ITU MSS1980-2010PHS1805-18201900-19101850-18651865-18801880-19001945-19601960-19801710-17251745-17551840-18501755-17851785-1
15、8052010-20251990-20101910-19201980-1990中国电信CDMAWLL第11页,本讲稿共41页7.2 7.2 软件无线电技术软件无线电技术 n“软件无线电软件无线电”能够提供远胜于传统无线电的灵活性和可编程性。在软能够提供远胜于传统无线电的灵活性和可编程性。在软件无线电中,过去许多由专门的硬件设备来完成的功能,如信道滤波、件无线电中,过去许多由专门的硬件设备来完成的功能,如信道滤波、中频转换以及基带处理等,现在都可通过软件可编程的通用器件来实现。中频转换以及基带处理等,现在都可通过软件可编程的通用器件来实现。在在IMT-2000IMT-2000中,随着标准和服务的
16、进化和增加,应用软件无线电的基站中,随着标准和服务的进化和增加,应用软件无线电的基站或用户设备可以在不对主要器件进行改变或更换的情况下,迅速地或用户设备可以在不对主要器件进行改变或更换的情况下,迅速地通过通过软件来升级软件来升级,以适应新的标准和提供新的业务。,以适应新的标准和提供新的业务。第12页,本讲稿共41页n在基站的应用中在基站的应用中,软件无线电基站与传统的基站有许多不同的特,软件无线电基站与传统的基站有许多不同的特点。其中一个主要特点是应用软件无线电的基站,其收发信机都点。其中一个主要特点是应用软件无线电的基站,其收发信机都需要一个宽带的需要一个宽带的RF/IFRF/IF前端机,保
17、证在整个用户有效带宽中进行数前端机,保证在整个用户有效带宽中进行数字化的处理工作。字化的处理工作。n在用户终端中在用户终端中,目前由于受到价格、尺寸和功耗的限制,软件无线,目前由于受到价格、尺寸和功耗的限制,软件无线电技术还没完全应用到其中,现在大都是固定编程,可以有一种电技术还没完全应用到其中,现在大都是固定编程,可以有一种或两种操作模式。随着或两种操作模式。随着IMT-2000IMT-2000的发展,用户终端需要能够适应的发展,用户终端需要能够适应不同的业务、不同的标准,这也将推进用户终端向完全可编程的不同的业务、不同的标准,这也将推进用户终端向完全可编程的方向发展。当用户全球漫游时,进入
18、不同网络或具有不同的业务方向发展。当用户全球漫游时,进入不同网络或具有不同的业务需求,只要有与网络相匹配的无线传输技术(需求,只要有与网络相匹配的无线传输技术(RTTRTT),就可以从网),就可以从网络快速下载相应软件以支持终端的可操作性。络快速下载相应软件以支持终端的可操作性。第13页,本讲稿共41页n1998年年6月月30日为日为ITU规定的提交规定的提交RTT建议的最后期限,共有建议的最后期限,共有10个组织个组织向向ITU提交了候选提交了候选RTT方案,如表方案,如表7-3所示。所示。序号 提交者 候选RTT方案1日本ARIBW-CDMA2欧洲ESASW-CDMA&SW-CTDMA3I
19、COICORTT4中国CATTTD-SCDMA5韩国TTAGlobalCDMA&,&SatelliteRTT6欧洲ETSI_DECTEP-DECT7欧洲ETSI_UTRAUTRA8美国TIATR45.3(UWC-136)TR45.5(cdma2000)&TR46.1(WIMSW-CDMA)9美国T1P1-ATISW-CDMAN/A10INMARSATHorizons表表7-3 正式向正式向ITU提交的候选提交的候选RTT方案方案7.3 7.3 无线传输技术(无线传输技术(RTTRTT)第14页,本讲稿共41页n区域性标准化组织于区域性标准化组织于19981998年向年向ITU-RITU-R提交
20、提交了几份能满足第三代移动了几份能满足第三代移动无线通信系统要求的无线通信系统要求的IMT-2000/UMTSIMT-2000/UMTS无线接口建议。由于这些无线接口建议。由于这些建议由不同的标准化组织提出,所以与全球漫游要求有关的无建议由不同的标准化组织提出,所以与全球漫游要求有关的无线参数和协议栈的解决方案各不相同。为此,线参数和协议栈的解决方案各不相同。为此,主要的国际网络主要的国际网络运营商于运营商于19981998年年1010月按月按ITU-RITU-R进程框架在运营商协调组(进程框架在运营商协调组(OHGOHG)内开展了一次协调工作内开展了一次协调工作,以推进基于,以推进基于CDM
21、ACDMA的的IMT-2000IMT-2000无线接口的协调无线接口的协调进程。基于进程。基于TDMATDMA的建议在的建议在OHGOHG的工作中没有加以考虑。的工作中没有加以考虑。OHGOHG与一些主要的与一些主要的国际制造商进行了合作。这些制造商于国际制造商进行了合作。这些制造商于19991999年年5 5月底在多伦多召开的最后月底在多伦多召开的最后一次会议上就协调无线接口全球第三代(一次会议上就协调无线接口全球第三代(G3GG3G)取得了一致的意见,这些)取得了一致的意见,这些意见提交了意见提交了ITU-RITU-R并受到并受到ITUITU的欢迎。的欢迎。第15页,本讲稿共41页 OHG
22、 OHG开展这项标准化工作的主要目标是:开展这项标准化工作的主要目标是:n(1 1)制订一项惟一一体化的基于)制订一项惟一一体化的基于CDMACDMA的第三代规范,其基础是正由的第三代规范,其基础是正由3GPP3GPP和和3GPP23GPP2制订的制订的WCDMAWCDMA和和CDMA2000CDMA2000建议;建议;n(2 2)建立一个由直接序列()建立一个由直接序列(DSDS)、多载波()、多载波(MCMC)和)和TDDTDD三种模式组成三种模式组成的的G3GG3G系统,它能满足不同地区的运营商对向后兼容有不同需求的需系统,它能满足不同地区的运营商对向后兼容有不同需求的需要;要;n(3
23、3)确保话音和高速非话音业务的广泛有效性;)确保话音和高速非话音业务的广泛有效性;n(4 4)使用户能够随其业务跨地区、跨国家和跨系统漫游;)使用户能够随其业务跨地区、跨国家和跨系统漫游;n(5 5)支持从现有的基础结构向平稳而协调一致的发展道路过渡;)支持从现有的基础结构向平稳而协调一致的发展道路过渡;n(6 6)扩大系统开发和应用的市场和经济规模。)扩大系统开发和应用的市场和经济规模。第16页,本讲稿共41页 IMT-2000无线接口标准 CDMA TDMA IMT-DSWCDMAIMT-MCcdma2000 IMT-TCTD-CDMATD-SCDMAIMT-SCUWC-136IMT-FT
24、DECTFDDTDD第17页,本讲稿共41页 IMT-2000无线接口标准lITUITU制定制定5 5大标准的主要原因:大标准的主要原因:第二代核心网的不同;第二代核心网的不同;无线接口的兼容性问题;无线接口的兼容性问题;频谱分配作用;频谱分配作用;知识产权问题;知识产权问题;竞争也是一个主要因素。竞争也是一个主要因素。l通过融合,目前形成三种主流技术标准:通过融合,目前形成三种主流技术标准:WCDMAWCDMA、CDMA2000CDMA2000、TD-SCDMATD-SCDMA3GPP3GPP发展发展WCDMAWCDMA、CDMA TDDCDMA TDD和和EDGEEDGE3GPP23GPP
25、2发展发展cdma2000cdma2000的技术规范的技术规范第18页,本讲稿共41页 3G的演进策略n总体上讲都是渐进的。现有技术 技术趋势 IS-95 GSM AMPS GSMGPRSCDMA2000WCDMATD-SCDMAUWC-136第19页,本讲稿共41页3GPP23GPP3G主流制式划分 WCDMAWCDMA核心网络:基于核心网络:基于MAP和和GPRS无线传输技术:无线传输技术:WCDMAFDD/TDD cdma2000 cdma2000核心网络:基于核心网络:基于ANSI 41和和MIP无线传输技术:无线传输技术:cdma2000EDGEEDGETD-SCDMATD-SCDM
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