三代移动通信系统G课件

1、08-8月-223G-11 第八讲 3G的应用和我们的机会 第七讲 中国3G现状及发展战略 第六讲 3G 全球发展现状及趋势 第五讲 CDMA通信网的网络规划 第四讲 3G的无线传输技术 第三讲 第三代移动通信系统简介 第二讲 CDMA的概念及系统 第一讲 移动通信发展简史第三代移动通信系统第1页，共35页。08-8月-223G-12第三代移动通信系统 第一讲 移动通信发展简史江苏邮通建设监理有限公司丁彪dingbiao第2页，共35页。08-8月-223G-131. 导论 1.1 移动通信系统的发展演化 1.2 第二代移动通信系统及其发展, 并向第三代网络的兼容与过渡 1.3 第三代移动通信

2、系统3G 第3页，共35页。08-8月-223G-141.1 移动通信系统的发展演化 自从1897年马可尼的实验证明了运动中无线通信的可应用性，人们就开始了对未来的移动通信孜孜不倦的探索。 早期成功应用的移动通信系统可追溯到20 世纪30年代美国的警用车载系统，该系统方便快捷到30年代中期全美警察部门安装了大约5000个无线接收装置。这一阶段的特点是工作频率较低，工作在短波频段上。第4页，共35页。08-8月-223G-15第二次世界大战期间使得通信技术及其制造业有了长足的发展。1946年，贝尔实验室推出了第一种大区制的公众移动电话服务。在美国圣路易斯建立了世界上第一个公用汽车电话网，被称为“

3、城市系统”。 从40年代中期至60年代初期，在西德、法国等国 家随后陆续发展了公用移动电话系统；其间完成 了从专用网向公用移动网的过渡，采用人工接续 的方式解决了移动电话系统与公用市话之间的接 续问题，这时的通信网的容量较小。第5页，共35页。08-8月-223G-1660年代中期至70年代后期，主要是改进和完善移动通信系统的性能，包括直接拨号、自动选择无线信道等。同时解决了自动接入公用电话网的问题，这时的系统都采用大区制，选择的频段和容量都较以往有了很大的提高。随着大规模集成电路技术和计算机技术的迅猛发展，解决了困扰移动通信的终端小型化和系统设计等关键问题，移动通信系统进入蓬勃发展阶段。第6

4、页，共35页。08-8月-223G-17美国贝尔实验室（bell lab）提出了小区制的蜂窝式移动通信系统的解决方案。在1978年，开发了AMPS（Advance Mobile Phone Service）系统，这是第一种真正意义上的随时随地通信的大容量的蜂窝移动通信系统。它结合频率复用技术，可在整个服务覆盖区域内实现自动接入公用电话网，与以前的系统相比确有更大的容量和更好的话音质量，可以说，蜂窝化的系统设计方案解决了公用移动通信系统的大容量要求和频谱资源受限的矛盾。第7页，共35页。08-8月-223G-18到80年代中期，欧洲和日本也纷纷建立了自己的蜂窝移动通信网，主要代表有：英国的ETA

5、CS(European Total Access Communication System)系统；法国的450系统，北欧国家的NMT-450（Nordic Mobile Telephone-450）系统。1987年，中国首个TACS制式模拟移动电话系统建成并投入商用。 这些系统都是FDMA（频分多址接入）频分双工模 拟制式系统，被称为第一代蜂窝移动通信系统。第8页，共35页。08-8月-223G-19尽管模拟蜂窝系统取得了巨大的成功，但是在实际的使用过程中也暴露出一些问题： 模拟系统存在保密性较差。 频谱效率较低，有限的频谱资源和快速发展的用 户容量的矛盾十分突出； 业务种类单一，只有话音业务

6、； 模拟系统存在同频干扰和互调干扰； 第9页，共35页。08-8月-223G-1101.2 第二代移动通信系统及其发展， 并向第三代网络的兼容与过渡 90年代初，使用数字传输技术的第二代移动通信系统被引入。GSM，PDC（Personal Digital Cellular）,IS-136(D-AMPS)和IS-95(CDMA)是其中投入使用的几个系统，前三个是TDMA（时分多址接入）系统；第二代移动通信系统提供的业务包括话音和低 速率的数据业务、更高的频谱效率、更好的数据业务以及更先进的漫游。第10页，共35页。08-8月-223G-1111.2.1 GSM的发展二十世纪年代中期，欧洲人采用类

7、似空中客车的战略，联合起来研制泛欧洲的移动通信标准，提高竞争优势。1992年，正式GSM商用系统在欧洲投入使用。由于拥有更大的容量和良好的服务质量，很快GSM网就遍布欧洲，取代了模拟制式的网络。在欧洲大陆的成功运营，使得GSM向全世界扩展，夺取了大部分的蜂窝网络的市场份额。第11页，共35页。08-8月-223G-112欧洲的爱立信（Ericsson），诺基亚（Nokia）等凭借GSM的优异表现而成为新的移动通信巨人，与美国的MOTOROLA并驾齐驱。1993年，我国首个全数字移动电话（GSM）系统建成开通。现在中国大陆主要使用的网络为GSM系统。中国是世界上移动通信发展最快的国家；同时也是移

8、动用户数最多的国家。中国移动成为世界上用户数量最多的运营商。第12页，共35页。08-8月-223G-1131.2.2 CDMA1992年，美国的一个名不见经传的Qualcomm（高通）公司向CTIA（Cellular Telecom Industry Association）提出了CDMA码分多址的数字蜂窝通信系统的建议和标准。IS-95是兼容AMPS模拟制式的双模标准。因为当时在美国第一代模拟系统AMPS的网络非常发达，市场占有率很高。1993年，该建议被CTIA和TIA（Telecom Industry Association）批准为IS-95标准。第13页，共35页。08-8月-223

9、G-114简介CDMA概念CDMA-Code Division Multiple AccessCDMA给每个用户分配一个唯一的码序列（扩频码），对承载信息的信号进行编码。知道该码序列用户的接收机对收到的信号进行解码，并恢复出原始数据。由于码序列的带宽远大于所承载信息的信号的带宽，编码过程扩展了信号的频谱，所以也称为扩频调制。CDMA通常也称扩频多址(Spread Spectrum Multiplex Access-SSMA)，信号频谱扩展给予CDMA以多址能力。第14页，共35页。08-8月-223G-1151所传信号的带宽必须远大于信息的带宽2所产生的射频信号的带宽与所传信息无关扩频调制技术

10、有两条基本要求：第15页，共35页。08-8月-223G-116多址方式第16页，共35页。08-8月-223G-117CDMA的主要优点：1. 抗多径衰落6. 可多址复用和任意选址5. 保密性强3. 软切换2. 系统容量大-软容量4. 抗干扰能力强（抗窄带干扰、抗噪声干扰和抗人为干抗）第17页，共35页。08-8月-223G-118由于以上的优点使得CDMA系统在移动通信领域的应用倍受青睐。以IS-95为标准的CDMA商用系统已在北美、香港、韩国、中国等国家和地区投入使用，而韩国则拥有CDMA最大用户群。第18页，共35页。08-8月-223G-1191.2.3 US-TDMA （IS-54

11、/IS-136） 1989年，TIA/CTIA选择了兼容FDMA的TDMA技术。IS-54是带有一个模拟控制信道的US-TDMA标准；IS-136是只有数字控制信道的US-TDMA标准。现在，IS-136主要分布在北美、南美和亚洲的一些地方，它的市场占有率仅次于GSM系统。第19页，共35页。08-8月-223G-1201.2.4 PDCPDC-Personal Digital Cellular，90年代初产生于日本，且只在日本使用。和美国的IS-54有很多相似之处。PDC日本惨痛的教训 由于日本在第二代移动通信系统上采用了自己独立的技术，从表面上看是保护了本国通信厂家的利益，但到后来发现日本

12、这些厂商也失去了大规模进入国际市场的机会，所以日本没有像MOTOROLA、 Ericsson、Nokia、北电（NorTel）、AlcaTel、Siemens等国际通信业的巨头。第20页，共35页。08-8月-223G-1211.2.5 谈谈2.5G，2.75G的概念 回顾一下：第二代（2G）：数字制式，话音业务和低速数据业务，主要有：GSM，CDMA等。第一代（1G）：模拟制式，只有话音业务，主要有：AMPS，TACS等；第21页，共35页。08-8月-223G-122 何为2.5G？2.75G？GSM为2G系统，它的演进路线为GPRS2.5GGSM2GEDGE2.75G3GWCDMATD-

13、SCDMA第22页，共35页。08-8月-223G-123GSM的演进10 k100 k64 k1 M2 M1 k9899000102时间速率bps9.6SMS14.4EDGE电路型分组型话音GPRS2.5代IMT-2000WCDMACDMA TDD3代HSCSD9703第23页，共35页。08-8月-223G-124GPRS（General Packet Radio Service）也叫通用分组无线业务，是GSM phase2阶段引入的内容之一，属于2.5G，是GSM网络向3G演进的第一步：1993年由英国BT Cellnet公司提出。GPRS有两点重要的意义： 1.在GSM网络中实现了分组

14、交换； 2.将速率提高到100k bit/s以上。第24页，共35页。08-8月-223G-125GPRS能够提供比现有GSM网9.6k bit/s更高的数据传输速率，最高理论速率可达170k bit/s，实际速率典型值在14.443.2k bit/s左右。使用GPRS，在一个小区内，多个用户可共享同一条无线信道，同时进行通信，大大提高了信道的利用率。用户可一直“在线”，但仅在实际传送和接受数据时才占用无线资源。GPRS给移动用户提供一个连接数据网络的无连接分组接入。第25页，共35页。08-8月-223G-126GPRS系统结构SGSN（Serving GPRS Support Node）服

15、务GPRS支持节点主要作用：记录移动台的当前处理信息，并在移动台和GGSN之间完成分组数据的发送和接受。GGSN（Gating GPRS Support Node）网关GPRS支持节点主要作用：起网关作用，它可以和多种不同速率网络连接。第26页，共35页。08-8月-223G-127CDMA（IS95）为第二代移动通信系统，它的演进路线为：IS95A（2G）IS95BCDMA2000 1X EVDV（2.5G）CDMA 1X CDMA 2000 1X EVDO （2.75G）(3G)第27页，共35页。08-8月-223G-128 标 准 容量(GSM相比)数据数率电路域数据域 可用性 IS-

16、95A314.4kb/sX99年IS-95B3115kb/s99年CDMA 1X6144kb/s01年 3G（CDMA2000）6 2Mb/s03年第28页，共35页。08-8月-223G-129CDMA的演进10 k100 k64 k1 M2 M1 k9899000102时间速率bpsSMS话音9.614.4电路型分组型IS-95A IS-95B115.2/64308/144cdma2000-1x2.4M/3.1M/1XEVWCDMA?cdma2000-3X?9803第29页，共35页。08-8月-223G-1302.75G 概念EDGE同样充分利用现有GSM资源，保护了对GSM的投资，目前

17、已有大部分设备可继续在EDGE中使用。EDGE是一种有效提高GPRS信道编码效率的高速移动数据标准，它允许高达384k bit/s 的数据传输速。2000年EDGE技术就被加拿大和美国运营商部署。随着3G业务在许多市场被延迟，EDGE商业案件正受到越来越多的关注。EDGE（Enhanced Data rates for GSM Evolution) 是介于2.5G网络GSM/GPRS与3G网络WCDMA之间的 一种过渡型网络，通常也称为2.75G。第30页，共35页。08-8月-223G-1311.3 第三代移动通信系统3G为了满足更多更高速率的业务以及更高频谱的要求，同时减少已存在的各大网络之间的不兼容性，一个世界性的标准FPLMTS（Future Public Land Mobile Telephone System）未来公用陆地移动电话系统应运而生，1995年，更名为IMT2000国际移动通信，2000指当时划分给3G的核心频段2000MHZ。第31页，共35页。08-8月-223G-1321.3.1 3G主要特点：a.全球普及和全球无缝漫游的系统，它将使用共同的频段，全球统一标准。b.具有支持多媒体业务的能力，应能根据需要，提供带宽。ITU规定第三代移动通信无线传输技术的最低要求中，必须满足以下三种，即：1. 快速移动环境，