数据通信_8(3G技术简介)

1、第第8章章 3G和未来通信系统和未来通信系统 8.1 概述概述 8.2 IMT-2000 8.3 主要技术标准主要技术标准 8.4 移动通信的发展趋势移动通信的发展趋势8.1 概 述 1. 含义含义 第三代移动通信系统简称3G，就是IMT-2000，它是国际电信联盟（ITU）在1985年提出未来公众陆地移动通信系统（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频段上的国际移动通信系统（IMT-2000）。 3G系统与现有的2G系统有着根本的不同: 本质上，3G系统采用系统采用CDMA和分组交换技术和分组交换技术，而2G系统则通常采用的系统则通常采用的TDM

2、A和电路交换技术和电路交换技术。 在电路交换的传输模式下，无论通话双方是否说话，线路在接通期间保持开通，并占用带宽，因此与现在的2G系统相比，3G系统将支持更多的用户，实现更高的传输速率。 8.1 概 述 8.1 概 述2. 三种主流三种主流3G技术标准技术标准 1997年4月，ITU向各成员国征集IMT-2000的无线接口候选传输技术。这引发了长达近四年的3G技术标准之争和技术融合的进程。最终在2001年确定了cdma2000、WCDMA、TD-SCDMA这三种主流3G技术标准。3. 实现目标实现目标 第三代移动通信系统的目标包括以下几个主要方面: (1) 与第二代移动通信系统及其他各种通信

3、系统(固定电话系统、 无绳电话系统等)相兼容。 (2) 全球无缝覆盖和漫游。 (3) 支持高速率(高速移动环境144 kb/s; 室外步行环境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。 4. 频谱规划频谱规划1) 主要工作频段 (1) 频分双工(FDD)方式: 19201980 MHz、 21102170 MHz。 (2) 时分双工(TDD)方式: 18801920 MHz、 20102025 MHz。 2) 补充工作频段 (1) 频分双工(FDD)方式: 17551785 MHz、 18501880 MHz。5. 应用应用(1) Int

4、ernet应用。(2) 无线视频、 图像的传输。(3) 多媒体服务。(4) 各种承载服务。 (2) 时分双工(TDD)方式: 23002400 MHz, 与无线电定位业务共用, 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19802010 MHz、 21702200 MHz。 6. 存在问题存在问题1) 理论速率难以实际化2) 终端的局限性 (1) 屏幕显小。 (2) 缺乏键盘。 (3) 多模终端。 (4) 交互式操作困难。 3) 移动内容提供商还不成熟 4) 用户缺少无线上网的动机和时机 5) 对压缩技术提出了更高的要求 6) 计费模式将面临较大的挑战 8.1 概 述7

5、. 后后3G（Beyond 3G）技术已显露端倪）技术已显露端倪 人们希望能在移动环境中数据传输速率更高，即从2Mbit/s提高到100Mbit/s，因此还需要研究更高传输速率的调制技术、软件无线电技术、智能天线技术和广带（Broad band）IP网络技术，这就是4G移动通信技术研究。第第8章章 3G和未来通信系统和未来通信系统 8.1 概述概述 8.2 IMT-2000 8.3 主要技术标准主要技术标准 8.4 移动通信的发展趋势移动通信的发展趋势8.2 IMT-2000 1. 含义含义 1996年, 3G由FLMTS更名为IMT-2000, 其含义是2000年左右投入商用, 核心工作频段

6、为2000 MHz以及多媒体业务最高运行速率第一阶段为2000 kb/s。 2. 主要技术标准主要技术标准 由于无线接口部分是3G系统的核心组成部分，而其他组成部分都可以通过统一的技术加以实现， 因此，无线接口技术标准即代表了3G的技术标准。 1999年10月, 在芬兰赫尔辛基召开的ITU TG8/1第18次会议通过了IMT-2000无线接口技术规范建议(IMT.RSPC)。 2000年5月, 国际电信联盟最终从10个候选方案中确立了IMT-2000所包含的以下5个无线接口技术标准: IMT-2000 CDMA DS, 对应WCDMA, 简化为IMT-DS。 IMT-2000 CDMA MC,

7、 对应CDMA 2000, 简化为IMT-MC。IMT-2000 CDMA TDD, 对应TD-SCDMA和UTRA TDD, 简化为IMT-TD。IMT-2000 TDMA SC, 对应UWC-136, 简化为IMT-SC。IMT-2000 FDMA/TDMA, 对应DECT, 简化为IMT-FT。 5个无线接口技术标准个无线接口技术标准: IMT-2000地面无线接口标准 IMT-DSDirectSpreadIMT-MCMultiCarrierIMT-TDTime-CodeIMT-SCSingleCarrierIMT-FTFrequencyTimeIMTCDMATDMAFDMA3. 系统结

8、构系统结构 IMT-2000系统结构图 UIM用户智能卡MT移动台其他家族成员核心网RAN无线网CN核心网UIM-MT接口(UIM)无线接口(UNI)RAN-CN接口NNI接口三个组成部分包括: (1) 用户终端。 (2) 无线接入网(RAN， Radio Access Network)。(3) 核心网(CN， Core Network)。 四个接口包括: (1) 网络与网络接口(NNI， Network and Network Interface), 指的是IMT-2000家族核心网之间的接口, 是保证互通和漫游的关键接口。 (2) 无线接入网与核心网之间的接口(RAN-CN), 对应于GS

9、M系统的A接口。 (3) 移动台与无线接入网之间的无线接口(UNI)。 (4) 用户识别模块和移动台之间的接口(UIM-MT)。 5. 第一阶段的标准化情况第一阶段的标准化情况 1) 3GPP的标准化情况 3GPP主要制定基于GSM MAP核心网、 WCDMA和CDMA TDD无线接口标准的演进策略, 称为UTRA, 由图中序号标示的实线所示。 同时也在无线接口定义与ANSI-41核心网兼容的协议, 由图中序号标示的虚线所示。 2) 3GPP2的标准化情况 3GPP2主要制定基于ANSI-41核心网、 CDMA 2000无线接口标准的演进策略, 由图中序号标示的实线所示。 同时也在无线接口定义

10、与GSM MAP核心网兼容的协议, 由图中序号标示的虚线所示。 IMT-2000无线接口技术与核心网的关系 3) IMT-2000网络发展趋势 从IMT-2000第一阶段的标准化现状可以看出, 它们采用了比较类似的方式, 即完全是在第二代核心网的基础上, 引入第三代移动通信无线接入网络, 通过电路交换和分组交换并存的网络来实现电路型话音业务和分组数据业务, 充分体现了网络平滑演进的思想。相信在后续发展阶段, IMT-2000核心网的演进会更加平滑, IMT-2000系统会更加成熟。 第第8章章 3G和未来通信系统和未来通信系统 8.1 概述概述 8.2 IMT-2000 8.3 主要技术标准主

11、要技术标准 8.4 移动通信的发展趋势移动通信的发展趋势标准比较：标准比较：（1）、）、WCDMA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。（2）、）、CDMA2000（3x）是由窄带CDMA(CDMA IS95)技术发展而来的宽带CDMA技术，相对于2.5G的CDMA2000（1x）的主要区别在于应用了多路载波技术。（3）、）、TD-SCDMA标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中，在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。该标准提出不经过2.5代的中间环节，直接向3G过渡，非常适用于GSM系统向3G升级。8

12、.3 主要技术标准 WCDMA的核心网采取的是由GSM的核心网逐步演进的思路, 即由最初的GSM的电路交换的一些实体, 然后加入GPRS的分组交换的实体, 再到最终演变成全全IP的核心网的核心网。这样可以保证业务的连续性和核心网络建设投资的节约化。由于WCDMA的无线接入方式完全不同于GSM的TDMA的无线接入方式, 因此, WCDMA的无线接入网是全新的, 需要重新进行无线网络规划和布站。为了体现业务的连续性, WCDMA的业务与GSM的业务是完全兼容的。 8.3.1、WCDMA系统简介 1、系统组成、系统组成 (1) 无线接入网。 WCDMA系统中包括两类接入网络技术: GSM/GPRS的

13、BSS和UTRAN。 UTRAN与WCDMA终端和双模终端通信, 包括基于基站(Node B)和无线网络控制器(RNC)两部分。UTRAN比BSS系统更复杂, RNC之间可以直接相连, 并能提供CDMA特有的软切换。UTRAN系统基于ATM网络, 因此提供了更高的信令和数据速率, 它针对话音传输采用了AMR技术, 可以提高话音质量和系统容量。 同时, UTRAN比BSS系统更开放, 移动台同RNC之间的Iub接口及RNC之间的Iur接口都是3GPP所规定的公共接口。 (2) 移动台(MS)。 MS是用户终端设备。由于WCDMA系统支持两种接入网络技术,因此,系统中可能存在三种终端: GSM/G

14、PRS终端、 WCDMA终端、同时支持GSM/GPRS和WCDMA接入的双模终端。 GSM/GPRS终端通过Um接口接入BSS子系统, 其组成包括移动设备(ME)和SIM卡两部分; WCDMA终端通过Uu接口接入到UTRAN; 双模终端可以通过两个接入网与网络设备通信。 WCDMA系统的MS能够为用户提供电路域和分组域的各种业务功能, 包括话音、短信息、移动数据业务等。其中, WCDMA终端和双模终端更可以提供宽带话音和高速的数据通信。 (3) 核心网。 核心网负责与其他网络的连接和对MS的通信及管理。核心网包括两个域: 电路域(CS)和分组域(PS)。 电路域基于电路交换网络, 链路需要建立

15、和释放, 通信过程中链路独占的方式保证了电路域的通信质量。分组域基于分组交换网络, 信令和数据都是以数据包形式在分组网中传输的, 更加有效地利用了网络资源, 因而可以提供更加高速的传输速率。考虑到通信的可靠性, 在数据通信前, 需要建立端到端的隧道,从而保证了服务质量。 2、 UMTS体系 如前所述, WCDMA的无线接入网UTRAN是基于UMTS体系的。 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)中文译为通用移动通信系统, 是由欧洲开发、以GSM系统为基础、 采用WCDMA空中接口技术的第三代移动通信系统。UMTS又分为两个方案: WCDM

16、A和TD-CDMA。因此, WCDMA包含在UMTS体系之中, 由UMTS发展而来。 3、 UTRAN结构组成 UTRAN结构如图所示。由图, UTRAN包括许多通过Iu接口连接到CN的RNS。一个RNS包括一个RNC和一个或多个Node B。Node B通过Iub接口连接到RNC上, 支持FDD模式、 TDD模式或双模式。Node B包括一个或多个小区。 在UTRAN内部, RNS中的RNC能通过Iur接口交互信息, Iu接口和Iur接口是逻辑接口。Iur接口可以是RNC之间物理的直接相连, 也可以通过适当的传输网络实现。Iu、Iur和Iub接口分别为CN与RNC、 RNC与RNC和RNC与

17、Node B之间的接口。 UTRAN结构RNCNode BNode BIubIub RNSIurRNCNode BNode BIubIub RNSIuIuCore NetworkUE 4. 关键技术关键技术 从WCDMA技术的定义及标准的演进来看, 其关键技术主要涵盖了以下六个方面: 1) CDMA技术 CDMA技术的WCDMA系统采用宽带CDMA方式, 包含了软切换、更软切换、功率控制等技术。从话音业务角度来说, WCDMA系统仍可算是上行受限。从无线网络规划角度而言, WCDMA与GSM有本质的区别。同时, WCDMA具备软容量概念。 2) 电路交换 以WCDMA系统目前产品化较为成熟的、

18、市场上正在大量部署的R99版本标准来看, CS域采用的仍是基于64 K电路交换的MSC架构, 所有从UTRAN当中传出的分组话音, 必须经适当的编解码转换, 变为电路方式通过核心网传送; 反之则进行相反的转换。 3) ATM技术及协议 在WCDMA系统标准, 尤其是R99和R4的UTRAN中, 大量采用了ATM及其相关协议作为二层传送机制和服务质量保证机制, 如AAL2话音封装、AAL5信令封装、 CAC连接接纳控制机制及PNNI网络信令等。 4) IP承载及应用 IP作为目前数据业务事实上的底层承载标准, 在WCDMA系统标准中获得了广泛应用。从UTRAN中传出的数据包, 通过PS域, 可承

19、载于IP, 通过SGSN传至GGSN公共数据网。R4及以后的版本, 分组话音也可承载于IP。 5) 分组话音技术 R4以后, 电路域的话音采用了分组而非TDM方式承载, 采用了标准的分组话音网关加服务器的分布式网络体系结构, 采用H.248作为网关控制协议, 同时, 相对于64 K电路静态交换方式而言, 网络规划的复杂程度加大, 服务质量保证能力要求提高。 6) 传统信令 WCDMA系统标准中由于考虑到对GSM核心网设备的向下兼容性, 大量保留了传统的信令和协议, 如MAP、 ISUP等, 这些信令对WCDMA系统网络与GSM网络的漫游切换及与PSTN系统的互联至关重要。 5. 现状和前景现状

20、和前景 WCDMA是全球3G主导标准, 迄今为止, 全球已发放了112个WCDMA牌照, 占ITU 3G核心频段(2.1 GHz)上所有牌照的95%以上。WCDMA的商用服务已经在日本、 欧洲等地展开。 WCDMA建网成本低, 服务质量高, 可提供音频、视频等丰富多彩的多媒体业务, 能够给运营商带来真正的收益，因此, WCDMA前景可观。 1. 技术概述技术概述 目标是要建立一个具有高频谱效率和高经济效益的先进的移动通信系统。其基本技术特性之一是在TDD模式下, 采用在周期性重复的时间帧里传输基本的TDMA突发脉冲的工作模式(和GSM相同), 通过周期性地转换传输方向, 在同一个载波上交替地进

21、行上下行链路传输。这个方案的优势在于上下行链路间的转换点的位置可以因业务的不同而任意调整。当进行对称业务传输时,可选用对称的转换点位置; 当进行非对称业务传输时, 可在非对称的转换点位置范围内选择。这样, 对于上述两种业务, TDD模式都可提供最佳频谱利用率和最佳业务容量。 8.3.2 TD-SCDMA系统简介系统简介 此外, 针对不同性质的业务, TD-SCDMA既可以在每个突发脉冲基础上利用CDMA 和多用户检测技术进行多用户传输从而提供速率为8384 kb/s的话音和多媒体业务, 也可以不进行信号的扩频从而提供高速数据传输, 如移动因特网的高速数据业务。 在基站收发信台(BTS)和用户终

22、端(UE)中的业务模式转换是通过数字信号处理软件(DSP-SW)实现的。 这一方法为实现软件无线电奠定了基础。 总体来看, TD-SCDMA的无线传输方案是FDMA、TDMA和CDMA三种基本传输模式的灵活结合。这种结合首先是通过多用户检测技术使得TD-SCDMA的传输容量显著增长, 而传输容量的进一步增长则是通过采用智能天线技术获得的。智能天线的定向性降低了小区间干扰, 从而使更为密集的频谱复用成为可能。 另外, 为了减少运营商的投资, 无线传输模式的设计目标一是提高每个小区的数据吞吐量, 另一个是减少小型基站数量以获得高收发器效率。TD-SCDMA在实现这一目标方面也较为理想。 2. 系统

23、结构系统结构 TD-SCDMA系统的设计集FDMA、TDMA、CDMA和SDMA技术为一体, 并考虑到当前中国和世界上大多数国家广泛采用GSM第二代移动通信的客观实际, 它能够由GSM平滑过渡到3G系统。 TD-SCDMA系统的功能模块主要包括: 用户终端设备(UE)、基站(BTS)、基站控制器(BSC)和核心网。在建网初期, 该系统的IP业务通过GPRS网关支持节点(GGSN)接入到X.25分组交换机, 话音和ISDN业务仍使用原来GSM的移动交换机。 待基于IP的3G核心网建成后, 将过渡到完全的TD-SCDMA第三代移动通信系统。 TD-SCDMA系统结构 TD-SCDMABTSUETD

24、-SCDMABTSUETD-SCDMABTSUEBSCBSCBS网关GGSNGPRSMSCX.25InternetPSTNISDN 3. 关键技术关键技术 1) 智能天线 TD-SCDMA系统的智能天线是由8个天线单元的同心阵列组成的, 直径为25 cm。同全方向天线相比, 它可获得8 dB的增益。 采用智能天线后, 应用波束赋形技术显著提高了基站的接收灵敏度和发射功率, 大大降低了系统内部的干扰和相邻小区间的干扰, 从而使系统容量扩大1倍以上。同时, 还可以使业务高密度市区和郊区所需基站数目减少。天线增益的提高也能降低高频放大器(HPA)的线性输出功率, 从而显著降低运营成本。 2) 综合采

25、用多种多址方式 TD-SCDMA使用了第二代和第三代移动通信中的所有接入技术, 包括TDMA、CDMA 和SDMA, 其中最主要的创新部分是SDMA。SDMA可以在时域、频域之外用来增加容量和改善性能, SDMA的关键技术就是利用多天线对空间参数进行估计, 对下行链路的信号进行空间合成。另外, 将CDMA与SDMA技术结合起来也起到了相互补充的作用, 尤其是当几个移动用户靠得很近并使得SDMA无法分出时, CDMA就可以很轻松地起到分离作用, 而SDMA本身又可以使相互干扰的CDMA用户降至最小。SDMA技术的另一个重要作用是可以大致估算出每个用户的距离和方位, 可应用于第三代移动通信用户的定

26、位, 并能为越区切换提供参考信息。 TD-SCDMA同时采用时分和码分多址 3) 动态信道分配 TD-SCDMA系统采用RNC集中控制的动态信道分配(DCA)技术, 在一定区域内, 将几个小区的可用信道资源集中起来, 由RNC统一管理, 按小区呼叫阻塞率、候选信道使用频率、信道再用距离等诸多因素, 将信道动态分配给呼叫用户。 这样可以提高系统容量、减少干扰、更有效地利用信道资源。 4) 多用户检测 多用户检测主要是指利用多个用户码元、时间、信号幅度以及相位等信息来联合检测单个用户的信号, 以达到较好的接收效果。 最佳多用户检测的目标就是要找出输出序列中最大的输入序列。对于同步系统, 就是要找出

27、函数最大的输入序列, 从而使联合检测的频谱利用率提高并使基站和用户终端的功率控制部分更加简单。 更值得一提的是在不同智能天线情况下,通过联合检测就可在现存的GSM基础设备上，通过C=3的蜂窝再复用模式使TD-SCDMA可以在1.6 MHz的低载波频带下通过。 5) 同步CDMA 同步CDMA指在上行链路各终端发出的信号在基站解调器处完全同步, 相互间不会产生多址干扰, 提高了TD-SCDMA系统的容量和频谱利用率。 6) Turbo编/译码 Turbo编/译码(Turbo encode/decode)主要是由于Turbo码译码采用软输出迭代译码算法, 充分利用了译码输出的软信息。另外, Tur

28、bo码还采用了伪随机交织器分隔的递归系统卷积码(RSC)作为分量码。交织码除了抗信道突发错误外, 还改变码的重量分布, 控制编码序列的距离特性, 使重量频窄带化, 从而使Turbo码的整体纠错性能得以提高。但随着Turbo码关键技术研究的突破和硬件计算速度及工艺水平的提高, Turbo码必将取代现在业已成熟的卷积编码方法, 成为第三代移动通信系统中高业务质量和高速率数据传输业务的最佳信道编码方案。 7) 软件无线电 软件无线电的基本原理就是将宽带A/D和D/A转换器尽可能靠近天线处, 从而以软件来代替硬件实施信号处理。采用软件无线电的优越性在于, 基于同样的硬件环境, 采用不同的软件就可以实现

29、不同的功能。 6. 特点及优势特点及优势 TD-SCDMA的技术特点主要表现在以下几个方面。 1) 频谱灵活性和支持蜂窝网的能力 TD-SCDMA仅需要1.6 MHz的最小带宽。若带宽为5 MHz则支持3个载波, 在一个地区可组成蜂窝网, 支持移动业务, 并可通过自动信用卡道分配(DCA)技术提供不对称数据业务。 2) 高频谱利用率 TD-SCDMA为对称话音业务和不对称数据业务提供的频谱利用率高。换言之, 在使用相同频带宽度时, TD-SCDMA可支持多一倍的用户。 3) 设备成本在无线基站方面, TD-SCDMA的设备成本低, 原因如下： (1) 智能天线能大大地增加接收灵敏度, 减少同信

30、道干扰, 增加容量, 同时, 在发射端, 也能降低干扰和输出功率。 (2) 上行同步降低了码道间干扰, 提高了CDMA容量, 简化了基站硬件, 降低了成本。 (3) 软件无线电可缩短产品开发周期, 减小硬件设备更新换代的损失, 降低成本。 4) 系统兼容 支持多种通信接口, 由于TD-SCDMA同时满足Iub、A、Gb、 Iu、Iur多种接口的要求, 因此TD-SCDMA的基站子系统既可作为2G和2.5G GSM基站的扩容, 又可作为3G网中的基站子系统, 能同时兼顾现在的需求和长远的发展。 8. 发展前景发展前景 相比WCDMA和CDMA 2000来说, TD-SCDMA的发展还稍显缓慢,

31、在系统容量、系统覆盖、资源分配、功率控制、数据传输等方面, 都无法和WCDMA及CDMA 2000这两种标准相比。从技术的风险性角度来看, WCDMA和CDMA 2000的基本技术沿用了传统的窄带CDMA技术, 而窄带CDMA技术的实用性早已被世界所广泛接受, 也经受了实践的检验, 因此从某种意义上来说WCDMA和CDMA 2000目前仍是3G标准的主流, TD-CDMA 标准比较适合运用于目前在GSM上已有较大投入的国家(如我国)来发展第三代移动通信系统。 8.3.2 cdma2000cdma 2000系统是在窄带CDMA移动通信系统的基础上发展起来的。cdma 2000系统又分成两类，一类

32、是cdma 2000 1x，另一类是cdma 2000 3x。cdma 2000 1x属于25代移动通信系统，与GPRS移动通信系统属同一类，cdma 2000 3x则是第三代移动通信系统。但是从GPRS系统升级到WCDMA系统，其基站BTS要全部更新，从cdma 2000 1x升级到cdma2000 3x原有的设备基本上都可以使用。cdma 2000 1x是用一个载波构成一个物理信道，cdma 2000 3x是用3个载波构成一个物理信道，在基带信号处理中将需要发送的信息平均分配到三个独立的载波中分别发射，以提高系统的传输速率。在cdma 2000 1x中最大传输速率可以达到150kbit/s

33、，cdma 2000 3x最大传输速率可达到2Mbit/s。目前cdma 2000 1X设备已投入运营，因cdma 2000 1x系统与cdma 2000 3x系统相似，所以，这里就介绍cdma 2000技术，而不分开成cdma 2000 1x与cdma 2000 3x来介绍。8.3.2 cdma2000cdma 2000移动通信系统在无线接口方面的特征：（1）无线信道的带宽可以是N125MHz，其中N=1，3，5，9，12。即带宽可选择为125MHz，375MHz，75MHz，1125MHz，15MHz中的一种。 （2）在前向信道上，cdma 2000 1x系统用的是单载频，频宽为125MH

34、z，cdma 2000 3x用的是3载频。在反向信道上用的都是单载频。（3）扩频用的码片速率。对于带宽为125MHz的载频，扩频的码片速率为12288Mchip/s；对于带宽为N125MHz的载频，码片速率为N12288Mchip/s。8.3.2 cdma2000cdma 2000移动通信系统在无线接口方面的特征：（4）在前向链路上采用发射分集方式。对多载波采用不同的载波发射到不同的发射天线上，对单载波采用正交发射分集（5）用Turbo编码。（6）在前向信道上用了变长的Walsh函数。码片率为12288Mchip/s时Walsh长128，码片率为36864Mchip/s时Walsh函数长度为2

35、56。（7）不仅前向链路上用了导频信道，在反向链路上也使用了导频信道。8.3.2 cdma2000cdma 2000 1x的网络结构如图所示。cdma 2000 1x的网络分成两大部分两大部分：基站子系统和核心网。基站子系统基站子系统包含基站控制器BSC和基站BTS。它们的作用与WCDMA系统中的基站子系统一样。核心网分成电路域核心网和分组域核心网。电路域核心网电路域核心网包含移动交换中心MSC，访问位置寄存器VLR，归属位置寄存器HLR和鉴权中心。这部分设备的功能与第二代移动通信系统中的基本相同。但在归属位置寄存器中增加了与分组业务有关的用户信息。cdma 2000 1x的网络结构8.3.2

36、 cdma2000分组域核心网包括分组控制节点PCF，分组数据服务节点PDSN，归属代理HA和认证、授权、计费服务器AAA。各设备的主要功能如下： （1）分组控制节点 管理与分组业务有关的无线资源，管理与基站子系统的通信，以便传送来自或送给移动台的数据；负责建立、保持和终止至分组数据服务点节PDSN的连接，实现与分组数据服务节点PDSN的通信。 （2）分组数据服务节点 负责为移动台建立和终止分组数据业务的连接，为简单的IP用户终端分配一个动态IP地址，与认证服务器（RADIVS服务器）配合向分组数据用户提供认证服务，以确认用户的身份与权限。 （3）认证、授权、计费服务器 负责移动台使用分组数据

37、业务的认证、授权和计费。 （4）归属代理 主要负责鉴别来自移动台的移动IP注册，动态分配归属IP地址。建网的经济性比较建网的经济性比较 第第8章章 3G和未来通信系统和未来通信系统 8.1 概述概述 8.2 IMT-2000 8.3 主要技术标准主要技术标准 8.4 移动通信的发展趋势移动通信的发展趋势8.4 移动通信的发展趋势1G2G3GWireless LANWireless ATMWireless IPWireless ModemVoiceWide bandBroad bandAnalogDigitalIntegratedDataNarrow bandB3G/4G3G2GMulti-fu

38、nction1GMultimediaSmartPoint frequency未来移动通信的发展趋向移动通信的发展趋向Beyond 3G/4G的研究的研究目前国际上有关超三代(第四代)移动通信的研究己经开始，远景描述已完成，其基本需求、频率、核心技术还处于前期研究阶段。但较为明确的一点是，第四代移动通信的实用期定在2012年以后。这符合移动通信技术每10-15年产生一代新体制的发展规律。 8.4 移动通信的发展趋势4G的研究初露端倪 目前，日本日本正计划进行第四代移动通信系统技术的研究，意欲赢得时间和主动，抢占对世纪移动通信技术的制高点。 韩国韩国有关运营商和通信研究所ETRI也向政府提出了相应

39、的4G研究计划。 出于竞争需要，欧盟欧盟也把第四代移动通信系统列入了“第六框架研究计划”。 在我国在我国，4G的立项早在2000年初就开始酝酿，2001年11月立项申请被批准，随后国家成立了由尤肖虎教授负责、由“863”计划通信技术主题专家组领导的总体组，并于2001年年底和2002年6月发布了两次课题指南，成立了一系列课题组，开始了计划的研发。中兴、华为等公司已加入到了4G的研发当中。阿尔卡特、西门子等国际著名公司首次作为合作伙伴参加了“863”计划通信主题的有关项目。 FuTURE计划是中国高技术研究发展计划（863计划）通信主题关于未来无线通信通用环境研究的重大项目。主要目标是主要目标是

40、，面向未来10年无线通信领域的发展趋势和需求，建立一个集区位建立一个集区位通信（包括通信（包括WLAN/HAN/VAN/PAN）与新一代蜂窝移动通信）与新一代蜂窝移动通信（Beyond 3G/4G）为一体的通用无线电环境）为一体的通用无线电环境。支持人机互动、机器与机器互动、自动、自治等面向未来的多媒体新业务。研究Beyond 3G/4G新一代蜂窝通信空中接口技术，建立关键技术验证系统，支持面向未来的无线通信新业务。推进国际合作，对形成新一代无线与移动通信知识产权和体制标准方面做出较大贡献，使中国移动通信技术研究与国际先进水平同步发展，为实现中国未来无线通信产业的跨越式发展创造条件中国未来移动

41、通信计划中国未来移动通信计划（FuTURE计划）计划）8.4 移动通信的发展趋势4G是一个可称为宽带接入和分布式的网络： 在车速环境下，其传输速率可大于2Mbit/s，在室内或静止状况下可提供20Mbit/s的比特速率，下载速率可达100150Mbit/s。 在这样的传输速率下，4G所能提供的业务包括了高质量的影像多媒体业务在内的各种数据业务、话音业务。 例如，例如，目前通过3G手机传输一部DVD可能需要十几二十分钟，但提速后的4G网络，传输一部DVD仅需要四五秒的时间，其速度是3G手机的200倍 8.4 移动通信的发展趋势 4G的网络结构将是一个采用全IP的网络结构。 8.4 移动通信的发展

42、趋势移动的网络（MN，Movable Network）：当一个处于移动的LAN需要接入4G网络时，就需要通过MN进行接入。因此MN就像一个为小型网络提供接入的网关。 在4G系统中，网元间的协议是基于IP的，每一个MT（移动终端）都有各自的IP地址。当4G网与其他网连接时，如PSTN/ISDN则需要网关进行连接。另外，与传统的2G、3G接入网连接时也需要相应的网关。 由上述结构我们可以看出，4G的网络应该是一个无缝链接（Seamless Connection）的网络，也就是说各种无线和有线网都能以IP协议为基础连接到IP核心网。当然，为了与传统的网络互联，则需要用网关建立网络的互联。所以未来的4

43、G网络将是一个复杂的多协议的网络。8.4 移动通信的发展趋势 4G网络要采用许多新的技术和新的方法来支撑，包括：自适应调制和编码技术（AMC）、自适应混合（ARO）技术、MIMO（多输入多输出）和正交频分复用（OFDM）技术、智能天线技术、软件无线电技术等。 另外，为使4G与各种通信网融合，4G网络必须支持多种协议。超IMT-2000的Vision的新进展ITU确定了Systems Beyond IMT-2000的基本概念ITU确定了Systems Beyond IMT-2000的数据速率目标：在2010年左右数据速率达到up to approximately 100 Mbit/s for h

44、igh mobility； up to approximately 1 Gbit/s for low mobility such as nomadic/local wireless access ITU确定了基本时间表和进度安排超IMT-2000的基本定义(WP8F#6)Beyond IMT-2000是指广泛用于各种电信环境的无线系统的总和，包括蜂窝、固定无线接入、游牧（Nordic）接入系统等。Beyond IMT-2000的能力将含盖并远远超出IMT-2000系统及与其进行互连的无线系统的能力，含盖了目前的IMT-2000、无线接入、数字广播等系统的能力，并将新增两个部分，即支持约100Mbps的蜂窝系统和支持高达1Gbps以上速率的游牧/本地无线接入系统等。Source: ITU-R WP8F 7th Meeting, Queenstown, February 27 March 5, 2002, TEMP 251r1eIMT-2000WLANtypeCellular2ndgen.Short RangeConnectivityWirelinexDSLoth