第9章 3G移動通信系統(tǒng)

1、移動通信第 9 章3G移動通信系統(tǒng)主要內(nèi)容9.1 3G概述9.2 3G技術(shù)9.3 3G終端9.4 3G業(yè)務(wù)9.1 3G概述9.1.1 3G發(fā)展背景9.1.2 3G典型特征9.1.3 3G演進歷程9.1.4 3G標準化組織9.1.5 3G發(fā)展歷程9.1.1 3G發(fā)展背景9.1.1 3G發(fā)展背景 第三代移動通信系統(tǒng)（3G系統(tǒng)）可以定義為：一種能提供多種類型、高質(zhì)量、高速率的多媒體業(yè)務(wù)；能實現(xiàn)全球無縫覆蓋，具有全球漫游能力；與其他移動通信系統(tǒng)、固定網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相兼容；主要以小型便攜式終端，在任何時間、任何地點、進行任何種類通信的移動通信系統(tǒng)。 第三代移動通信系統(tǒng)最初的研究工作開始于1985

2、年，當時國際上第一代的模擬移動通信系統(tǒng)正在大規(guī)模發(fā)展，第二代移動通信系統(tǒng)剛剛出現(xiàn)。國際電信聯(lián)盟（ITU）成立了工作組，突出了未來公共陸地移動通信系統(tǒng)（FPLMTS），其目的是形成全球統(tǒng)一的頻率與統(tǒng)一的標準，實現(xiàn)全球無縫漫游，并提供多種業(yè)務(wù)。1996年，F(xiàn)PLMTS正式更名為國際移動通信2000（IMT-2000）。歐洲電線標準協(xié)會（ETSI）從1987年開始研究，將該系統(tǒng)稱為通用移動通信系統(tǒng)（UMTS）。經(jīng)過多年的磨合，ITU最終通過了4種主流的IMT-2000無線接口規(guī)范。產(chǎn)生背景產(chǎn)生背景:q 20世紀世紀90年代數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)年代數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)(2G)的極大成功；的極大成功；q

3、 對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和多媒體移動通信需求；對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和多媒體移動通信需求；q 2G系統(tǒng)技術(shù)局限性和業(yè)務(wù)承載能力有限；系統(tǒng)技術(shù)局限性和業(yè)務(wù)承載能力有限；q 2G只解決地區(qū)間漫游，未達到全球統(tǒng)一標準；只解決地區(qū)間漫游，未達到全球統(tǒng)一標準；q 有的國家由于沒采用國際標準，技術(shù)產(chǎn)品無法向世界推廣，有的國家由于沒采用國際標準，技術(shù)產(chǎn)品無法向世界推廣，急于重新開始；急于重新開始；q 因特網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，給電信系統(tǒng)發(fā)展以鼓勵；因特網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，給電信系統(tǒng)發(fā)展以鼓勵；q 技術(shù)進步使技術(shù)進步使3G系統(tǒng)建設(shè)成為可能；系統(tǒng)建設(shè)成為可能；q 按按ITU計劃，計劃，10年一代的基本規(guī)律，時間節(jié)點到達年一代的基本規(guī)律，時間節(jié)點到達(1

4、998)。9.1.1 3G發(fā)展背景國際大事記：國際大事記：q 1997年開始，年開始，ITU開始向全球征集開始向全球征集3G技術(shù)標準的備選提案；技術(shù)標準的備選提案；q 2000年年5月，在土耳其召開的國際電聯(lián)全會上，月，在土耳其召開的國際電聯(lián)全會上，WCDMA、cdma2000以及以及TD-SCDMA被正式批準為國際標準；被正式批準為國際標準；q 2000年年10月，韓國月，韓國SK電訊部署了全球首個電訊部署了全球首個CDMA20001X網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)；q 2001年年10月，日本月，日本NTT DoCoMo推出了全球首個推出了全球首個WCDMA商商用服務(wù)；用服務(wù)；q 2002年年10月，中國政府

5、對月，中國政府對3G頻率做出規(guī)劃，三種標準均獲得頻率做出規(guī)劃，三種標準均獲得頻率資源。頻率資源。TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立，產(chǎn)業(yè)化進程加速；產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立，產(chǎn)業(yè)化進程加速；q 2004年年2月，英國沃達豐在全球推動月，英國沃達豐在全球推動3G商用，市場競爭加?。簧逃?，市場競爭加劇；9.1.1 3G發(fā)展背景q 1997年，正式成立第三代年，正式成立第三代3G評估研究小組，并提交了中國的評估研究小組，并提交了中國的TD-SCDMA標準；標準；q 1999年，開發(fā)國內(nèi)第一批年，開發(fā)國內(nèi)第一批3G項目；項目；q 2001年，啟動年，啟動3G攻關(guān)及部分專項；攻關(guān)及部分專項；q 2004年年3月月31日，

6、大唐宣布，國產(chǎn)日，大唐宣布，國產(chǎn)3G標準手機面市，標準手機面市，2005年年上半年批量生產(chǎn)；上半年批量生產(chǎn)；q 2006年年1月月20日，信產(chǎn)部宣布日，信產(chǎn)部宣布TD-SCDMA為我國通信行業(yè)標為我國通信行業(yè)標準準 ；q 2008年年12月月31日，國務(wù)院同意啟動日，國務(wù)院同意啟動3G牌照發(fā)放工作；牌照發(fā)放工作；q 2009年年1月月7日，工信部向國內(nèi)三家電信運營商發(fā)放日，工信部向國內(nèi)三家電信運營商發(fā)放3G牌照；牌照；q 2009年年1月月7日，中國移動發(fā)布了自己的日，中國移動發(fā)布了自己的3G品牌品牌G3；q 2009年年4月月16日，中國電信舉辦了主題為日，中國電信舉辦了主題為“天翼暢游天翼

7、暢游3G”的的3G業(yè)務(wù)發(fā)布會；業(yè)務(wù)發(fā)布會；q 2009年年5月月17日，中國聯(lián)通正式啟動日，中國聯(lián)通正式啟動3G業(yè)務(wù)試商用。業(yè)務(wù)試商用。9.1.1 3G發(fā)展背景9.1.2 3G典型特征一一. MIT-2000的基本要求的基本要求 ITU最初的想法是，IMT-2000不但要滿足多速率、多環(huán)境、多業(yè)務(wù)的要求，還應(yīng)能通過一個統(tǒng)一的系統(tǒng)來實現(xiàn)。因此，它有以下幾項基本要求：1）全球性標準。2）全球使用公共頻帶。3）能夠提供具有全球性使用的小型終端。4）具有全球漫游能力。5）在多種環(huán)境下支持高速的分組數(shù)據(jù)傳輸速率。 ITU規(guī)定，第三代移動通信系統(tǒng)的無線傳輸技術(shù)必須滿足以下3種傳輸速率要求：在快速移動環(huán)境下

8、（車載用戶），最高傳輸速率達到144kbps；在步行環(huán)境下，最高傳輸速率達到384kbps；在固定位置環(huán)境下，最高傳輸速率達到2Mbps。二. IMT-2000的基本特點n 多址方式：無一例外的選用CDMA技術(shù)；n 業(yè)務(wù)能力：增強了對中高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持（多媒體，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)）；n 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：針對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進行了優(yōu)化，無論是傳輸技術(shù)，還是控制協(xié)議都支持分組業(yè)務(wù)；n 關(guān)鍵技術(shù)：使用一些新技術(shù)，如快速尋呼、發(fā)射分集、前向閉環(huán)功率控制、Turbo碼及新型語音處理器；n 系統(tǒng)性能：容量大、質(zhì)量高及支持復雜業(yè)務(wù)。二. IMT-2000的基本特點n 安全體制：總體而言，3G的安全體制是建立在2G的體制基礎(chǔ)之上

9、。一方面，保留了2G的優(yōu)良安全策略；另一方面，改進了其中的很多不足。對3G中出現(xiàn)的新業(yè)務(wù)也提供安全保護。n 安全目標：防范偽基站攻擊、用戶身份截取、偽用戶攻擊、搭線竊聽、弱密鑰攻擊、截取來話攻擊、欺騙網(wǎng)絡(luò)或用戶的拒絕式服務(wù)攻擊等。對于軍用網(wǎng)絡(luò)，很多攻擊方式更需要加強防范。二. IMT-2000的基本特點n 防范偽基站攻擊，所有2G系統(tǒng)不具備。n 在射頻接口加密上，更長的密鑰長度和更穩(wěn)健的加密算法。n 提供各服務(wù)網(wǎng)之間的安全保護機制。n 從交換機到基站之間的鏈路也受到保護。n 提供數(shù)據(jù)完整性保護。與與2G相比的改進：相比的改進：9.1.3 3G演進歷程一一. 1999年年10月月ITU舉行的會議

10、確定了舉行的會議確定了5種方案，經(jīng)過多年的市種方案，經(jīng)過多年的市場發(fā)展，逐漸成為主流的三大標準是：場發(fā)展，逐漸成為主流的三大標準是：IMT-2000 CDMA DS（即WCDMA） 第三代移動通信伙伴計劃（3GPP）IMT-2000 CDMA MC（即cdma2000） 第三代移動通信伙伴計劃2（3GPP2）IMT-2000 CDMA TC（即TD-SCDMA） 原中國無線通信標準組（CWTS，現(xiàn)在更名為中國通信標準化協(xié)會，CCSA）9.1.3 3G演進歷程二二. 在蜂窩移動通信系統(tǒng)演進的同時，無線寬帶接入系統(tǒng)也迅在蜂窩移動通信系統(tǒng)演進的同時，無線寬帶接入系統(tǒng)也迅速發(fā)展：速發(fā)展： 微波接入全球

11、互通（Worldwide Interoperability for Microwave Access，WiMAX）是無線寬帶接入技術(shù)的代表。以IEEE 802.16 的系列寬頻無線標準為基礎(chǔ)。 2007年10月19日，ITU正式接納移動WiMAX加入IMT-2000，命名為OFDMA TDD WMAN，成為第6種3G空中技術(shù)方案和第4種3G標準。 采用技術(shù)類型采用技術(shù)類型直擴直擴載頻間隔載頻間隔5 MHz碼片速率碼片速率3.84 Mc/s雙工方式雙工方式FDD/TDD幀長幀長10 ms基站同步方式基站同步方式異步異步擴展調(diào)制擴展調(diào)制平衡平衡QPSK（下行鏈路）（下行鏈路）雙信道雙信道QPSK（

12、上行鏈路）（上行鏈路）復雜的擴展電路復雜的擴展電路擴展因子擴展因子4256（FDD模式上行）模式上行）4512（FDD模式下行）模式下行）116（TDD下行）下行）功率控制功率控制開環(huán)和快速閉環(huán)（開環(huán)和快速閉環(huán)（1500bps）切換切換軟切換軟切換頻率間切換頻率間切換三. 4種3G標準的空中接口參數(shù)1. WCDMA空中接口參空中接口參數(shù)數(shù)采用技術(shù)類型采用技術(shù)類型直擴或多載波直擴或多載波載頻間隔載頻間隔1.25 MHz碼片速率碼片速率n1.2288 Mc/s（n=1,3,6,9,12）雙工方式雙工方式FDD幀長幀長20 ms基站同步方式基站同步方式同步（需同步（需GPS）擴展調(diào)制擴展調(diào)制平衡平衡

13、QPSK（下行鏈路）（下行鏈路）雙信道雙信道QPSK（上行鏈路）（上行鏈路）復雜的擴展電路復雜的擴展電路擴展因子擴展因子4256功率控制功率控制開環(huán)和快速閉環(huán)（開環(huán)和快速閉環(huán)（800bps）切換切換軟切換軟切換頻率間切換頻率間切換2. cdma2000空中接口參數(shù)采用技術(shù)類型采用技術(shù)類型直擴直擴載頻間隔載頻間隔1.6 MHz碼片速率碼片速率1.28 Mc/s雙工方式雙工方式TDD幀長幀長10 ms（5ms+5ms）基站同步方式基站同步方式同步同步擴展調(diào)制擴展調(diào)制DQPSK擴展因子擴展因子116功率控制功率控制開環(huán)和慢速閉環(huán)（開環(huán)和慢速閉環(huán)（0-200bps）切換切換接力切換接力切換頻率間切換頻

14、率間切換3. TD-SCDMA空中接口參數(shù)4. WiMAX（IEEE 802.16e）空口參數(shù)采用技術(shù)類型采用技術(shù)類型TDMA+OFDMA信道帶寬信道帶寬1.2520MHz數(shù)據(jù)速率數(shù)據(jù)速率1560Mbit/s雙工方式雙工方式TDD，F(xiàn)DD，HFDD幀長幀長2.520ms，且上下行，且上下行子幀幀長比例可調(diào)子幀幀長比例可調(diào)基站同步方式基站同步方式同步（需同步（需GPS）調(diào)制方式調(diào)制方式QPSK/8PSK/16QAM/64QAM，支持，支持AMC切換切換硬切換硬切換快速快速BS切換切換宏分集切換宏分集切換四. 基站同步方式：同步/異步n 同步的含義：所有基站（BTS）的時鐘同步（時鐘由GPS時鐘等

15、提供），所有的時隙相同，所有的BTS使用同樣一個PN碼（使用不同的偏置來表示不同的基站，因此也必須全網(wǎng)同步），這樣移動臺在做同步切換時，新舊小區(qū)是同步的，是移動臺來計算提前量。不用匹配BTS，可以提高切換成功率，減少切換時間。n 異步的含義：基站采用不同時鐘，當要發(fā)生切換的時候需要移動臺和新基站同時計算新的時間提前量，并在移動臺進行切換請求進入新基站時，由新基站把提前量發(fā)給移動臺。四. 基站同步方式：同步/異步n 特點：基站間同步的好處是，切換時BSC已經(jīng)知道基站間的時間關(guān)系，則不需要MS上報目標基站和源基站之間的時間關(guān)系可以直接進行切換。基站異步時，BSC則需要MS測量目標基站和源基站之間的

16、時間關(guān)系，從而確定切換后的定時。n 適用場合：同步切換需要網(wǎng)絡(luò)中的基站間同步，適用于同一BTS的小區(qū)間切換，不用重新計算TA （時間提前量）。異步切換則不需要網(wǎng)絡(luò)中基站間的同步，適用于不同BTS的小區(qū)間切換，需重新計算TA。四. 基站同步方式：同步/異步n 不同系統(tǒng)的基站同步方式比較GSM：同步；IS-95：同步；WCDMA：異步；cdma2000：同步（需GPS）；TD-SCDMA：同步（現(xiàn)階段用GPS同步，支持北斗）；WiMAX：同步（需GPS）；9.1.4 3G標準化組織 第三代移動通信標準制定方面主要有3個國際性標準組織：3GPP、3GPP2和OMA。在國內(nèi)，中國無線通信標準研究組（C

17、WTS，后成為中國通信標準化協(xié)會下屬的無線通信技術(shù)工作委員會TC5）在不斷參與國際標準研討和定義的同時，也在加強我國的無線標準制定工作。1. 3GPP 第三代移動通信伙伴計劃第三代移動通信伙伴計劃3GPP： 于于1998年年底發(fā)起成立，成員主要包括年年底發(fā)起成立，成員主要包括ARIB（日本）、（日本）、ETSI（歐洲）、（歐洲）、TTA（韓國）、（韓國）、TTC（日本）和（日本）和T1P1（美（美國）。國）。1999年后半年，原中國無線通信標準組（年后半年，原中國無線通信標準組（CWTS，現(xiàn)在更名為中國通信標準化協(xié)會，現(xiàn)在更名為中國通信標準化協(xié)會，CCSA）也加入到）也加入到3GPP中來并貢獻

18、了中來并貢獻了TD-SCDMA技術(shù)。技術(shù)。 3GPP是積極倡導UMTS的標準化組織，旨在研究制定并推廣基于演進的GSM核心網(wǎng)絡(luò)的3G標準，即WCDMA、TD-SCDMA和EDGE。3GPP的目標是實現(xiàn)由2G網(wǎng)絡(luò)到3G網(wǎng)絡(luò)的平滑過渡，保證未來技術(shù)的后向兼容性，支持輕松建網(wǎng)及系統(tǒng)間的漫游和兼容性。為了滿足新的市場需求，3GPP規(guī)范不斷增添新特性來增強自身能力。為了向開發(fā)商提供穩(wěn)定的實施平臺并添加新特性，3GPP使用并行版本體制，主要版本有：1）R99：最早出現(xiàn)的各種第三代規(guī)范被匯編成最初的99版本，于2000年3月完成，后續(xù)版本不再以年份命名。1. 3GPP2）Release 4：此后，全套3GP

19、P規(guī)范被命名為Release 4（R4）。R4規(guī)范在2001年3月“凍結(jié)”，意為自即日起對R4，只允許進行必要的修正而推出修訂版，不再添加新特性。3）Release 5：如果規(guī)范在凍結(jié)期后發(fā)現(xiàn)需要添加新特性，則要制定一個新版本規(guī)范。目前，新特性正在添加到Release 5（R5）中。第一個R5的版本已在2002年3月凍結(jié)，未能及時添加到R5中的新特性將包含在后續(xù)版本R6中。 目前除了以上版本，3GPP同時也陸續(xù)推出了Release 6、 Release 7、 Release 8、 Release 9、 Release 10等版本。1. 3GPP2. 3GPP2 第三代移動通信伙伴計劃第三代移動

20、通信伙伴計劃2 (3GPP2)： 由美國的由美國的TIA、日本的、日本的ARIB、日本的、日本的TTC和韓國的和韓國的TTA發(fā)起，并于發(fā)起，并于1999年年1月成立，中國原無線通信標準研究月成立，中國原無線通信標準研究組于組于1999年年6月在韓國正式簽字加入月在韓國正式簽字加入3GPP2。 3GPP2主要是制定以ANSI-41核心網(wǎng)為基礎(chǔ)，cdma2000為無線接口的第三代技術(shù)規(guī)范，3GPP2內(nèi)有四個小組具體制定技術(shù)規(guī)范，TSG-A主要負責制定無線接入網(wǎng)的技術(shù)標準，TSG-C主要負責制定cdma2000的技術(shù)標準，TSG-S負責系統(tǒng)和業(yè)務(wù)方面， TSG-X負責核心網(wǎng)的技術(shù)標準。到目前為止，3

21、GPP2發(fā)布的cdma2000的標準共有4個版本。1）cdma2000 Release 0：這是cdma2000標準的第一個版本，由TLA于1999年6月制定完成。Release 0版本使用IS-95B的開銷信道，并添加了新的業(yè)務(wù)信道和補充信道。3GPP2在此基礎(chǔ)上發(fā)布了以后幾個版本的標準。2. 3GPP22）cdma2000 Release A：Release A于2000年3月由3GPP2制定完成，該版本中添加了新的開銷信道及相應(yīng)的信令。3）cdma2000 Release B：Release B改動很少，于2002年4月由3GPP2制定完成。在該版本中，新添加了補救信道，該信道的作用是，

22、在切換等狀態(tài)下信道分配失效時，使移動臺仍有一個最基本的信道可用，以提供保持連接的能力。4）cdma2000 Release C：Release C于2002年5月由3GPP2制定完成。在該版本中，前向鏈路增加了對EV-DV的支持，以提高數(shù)據(jù)吞吐量。 在目前正在制定的cdma2000 Release D版本中，將在反向鏈路支持EV-DV，以提升反向鏈路的數(shù)據(jù)性能。2. 3GPP23. OMA開放移動聯(lián)盟開放移動聯(lián)盟OMA ： 創(chuàng)始于創(chuàng)始于2002年年6月，月，WAP論壇和開放式移動體系結(jié)構(gòu)兩個標準論壇和開放式移動體系結(jié)構(gòu)兩個標準化組織通過合并成立最初的化組織通過合并成立最初的OMA。隨后，區(qū)域互

23、用性論壇。隨后，區(qū)域互用性論壇LIF、互用性研究組互用性研究組MMS和無線協(xié)會這些致力于推進移動業(yè)務(wù)規(guī)范工作和無線協(xié)會這些致力于推進移動業(yè)務(wù)規(guī)范工作的組織又相繼加入的組織又相繼加入OMA。截止成立當年。截止成立當年11月份，月份，OMA就已發(fā)展成就已發(fā)展成員公司約員公司約300家，其成員公司包括了世界主要的移動運營商、設(shè)備家，其成員公司包括了世界主要的移動運營商、設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商、信息技術(shù)公司以及應(yīng)用開發(fā)商和內(nèi)容提供商。和網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商、信息技術(shù)公司以及應(yīng)用開發(fā)商和內(nèi)容提供商。 OMA的主要任務(wù)是收集市場需求并制定規(guī)范，清除互操作性發(fā)展的障礙，加速各種全新的增強型移動信息、通信和娛樂服務(wù)及應(yīng)用的開

24、發(fā)和應(yīng)用。OMA代表了無線通信業(yè)的革新趨勢，它鼓勵價值鏈上所有的成員通過更大程度地參與行業(yè)標準的制定，建立更加完整的、端到端的解決方案。 OMA擁有眾多來自全球的成員單位，主要包括移動運營商、無線設(shè)備提供商、信息技術(shù)（IT）公司和內(nèi)容提供商四大類成員單位。目前OMA的會員在全球分布相對平衡，1/3來自亞洲，1/3來自北美，1/3來自歐洲。OMA在中國的會員包括：中國移動、中國聯(lián)通、中國電信等運營商，華為、中興等制造商，這些成員構(gòu)成了完整的移動業(yè)務(wù)價值鏈。 OMA的遠景目標是為整個無線價值鏈的共同協(xié)作提供一個論壇，以確保為全球商業(yè)用戶和消費者提供無縫的移動業(yè)務(wù)。3. OMA4. WiMAX論壇

25、WiMAX論壇論壇 于于2001年成立，由眾多無線通信設(shè)備和器件供應(yīng)商發(fā)起年成立，由眾多無線通信設(shè)備和器件供應(yīng)商發(fā)起的非營利性組織，其目標是促進的非營利性組織，其目標是促進IEEE 802.16標準規(guī)定的寬標準規(guī)定的寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用推廣，保證采用相同標準的不同廠家寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用推廣，保證采用相同標準的不同廠家寬帶無線接入設(shè)備之間的互通性或互操作性。帶無線接入設(shè)備之間的互通性或互操作性。5. ITU 國際電信聯(lián)盟：國際電信聯(lián)盟： 世界各國政府的電信主管部門之間協(xié)調(diào)電信事務(wù)的一世界各國政府的電信主管部門之間協(xié)調(diào)電信事務(wù)的一個國際組織，現(xiàn)有個國際組織，現(xiàn)有189個成員國，總部設(shè)在日內(nèi)瓦，是聯(lián)個

26、成員國，總部設(shè)在日內(nèi)瓦，是聯(lián)合國的合國的15個專門機構(gòu)之一，但在法律上不是聯(lián)合國附屬機個專門機構(gòu)之一，但在法律上不是聯(lián)合國附屬機構(gòu)，其決議和活動不需要聯(lián)合國批準。構(gòu)，其決議和活動不需要聯(lián)合國批準。9.1.5 3G發(fā)展歷程一一. TD-SCDMA的發(fā)展歷程的發(fā)展歷程1、1998年，ITU-R面向全世界征集IMT-2000候選無線傳輸技術(shù)，同年6月30日，中國電信科學技術(shù)研究院（后改制為大唐電信集團）代表中國向國際電信聯(lián)盟提交了第三代移動通信標準提案TD-SCDMA(時分同步碼分多址)。2、1999年10月，3GPP接受了TD-SDMA作為3GPP TDD模式的低碼片速率選項，并提出了集成的概念，

27、將TD-SCDMA技術(shù)集成到具體的技術(shù)規(guī)范當中。3、1999年11月3日，TD-SDMA標準提案被ITU寫入第三代移動通信空中接口技術(shù)規(guī)范的建議中。一. TD-SCDMA的發(fā)展歷程4、2000年5月5日，在土耳其召開的國際電信聯(lián)盟全會上，TD-SCDMA被批準為國際電聯(lián)的正式標準。5、2001年3月開始，TD-SCDMA正式寫入3GPP的Release 4版本，目前TD-SCDMA有Release48等版本。6、2002年10月23日，我國原信息產(chǎn)業(yè)部公布TD-SCDMA頻譜規(guī)劃，為TD-SCDMA標準劃分了共計155MHz的非對稱頻段。7、2006年1月20日，原信息產(chǎn)業(yè)部正式頒布了TD-S

28、CDMA系列的行業(yè)標準，為其商業(yè)運營打下了良好基礎(chǔ)。一. TD-SCDMA的發(fā)展歷程8、在2005長期演進（LTE）研究的開始階段，為了實現(xiàn)與TD-SCDMA的繼承關(guān)系，支持兩種不同的TDD幀結(jié)構(gòu)（Type1和Type2），其中Type2與目前3G中的TD-SCDMA結(jié)構(gòu)完全相同；9、2007年9月召開的3GPP RAN37次會議上，包括工信部電信研究院、中國移動、大唐、中興和華為在內(nèi)的國內(nèi)主要單位聯(lián)合國外主要運營與制造企業(yè)，提出了對LTE TDD進行簡化與優(yōu)化的建議，提出形成統(tǒng)一的LTE TDD的標準，并明確指出將原有的LTE type2 TDD作為工作的基礎(chǔ)和出發(fā)點。一. TD-SCDMA

29、的發(fā)展歷程10、2007年12月，在3GPP RAN38次會議上，通過了修改LTE TDD的技術(shù)方案，形成了統(tǒng)一的LTE TDD，該方案又稱“TD-LTE”。注：HSDPA（High Speed Downlink Packet Access)高速下行分組接入，是一種移動通信協(xié)議，被稱為3.5G。HSUPA（high speed uplink packet access）高速上行分組接入。HSPA+，增強型高速分組接入，是HSPA（高速分組接入）的強化版本。二. WCDMA的發(fā)展歷程 由3GPP具體制定，基于GSM MAP核心網(wǎng)，經(jīng)過多年的發(fā)展和完善，已經(jīng)趨近于成熟，其標準的演進情況如下。二.

30、WCDMA的發(fā)展歷程三. cdma2000的發(fā)展歷程 3GPP2制定制定5個支持個支持cdma2000 1x及其增強型技術(shù)的版及其增強型技術(shù)的版本；本；EIA/TIA發(fā)布的支持發(fā)布的支持cdma2000 1x EV-DO的的IS-856和和IS-856A兩個版本。兩個版本。 由IS-95A/B標準演進而來的第三代移動通信標準，由3GPP2負責具體的標準化工作。三. cdma2000的發(fā)展歷程 2007年正式發(fā)布了cdma2000 1x EV-DO修訂版C。該標準又稱為超移動寬帶系統(tǒng)（UMB），cdma2000 1x EV-DO的演進歷程如下：注：cdma2000 1x習慣上指使用一對1.25M

31、Hz無線信道的cdma2000無線技術(shù)。cdma2000 1x EV （Evolution，發(fā)展）是指cdma2000 1x附加了HDR（高數(shù)據(jù)速率）能力。cdma2000 1x EV-DO（Data Only），采用與話音分離的信道傳輸數(shù)據(jù)。四. WiMAX的發(fā)展歷程 1999年成立802.16工作組，他們的主要工作就是開發(fā)、固定新一代寬帶無線接入系統(tǒng)標準，標準涵蓋266GHz之間的許可頻段和免許可頻段，也就是現(xiàn)在我們看到的WiMAX技術(shù)。 在2001年的6月份在美國的加州注冊成了非盈利組織WiMAX論壇，這一論壇的成立，像是給WiMAX打了一針強心劑！大大促進了WiMAX在全球的發(fā)展和應(yīng)用

32、，最重要的是實現(xiàn)了WiMAX標準產(chǎn)品的應(yīng)用、互通性、以及兼容性。四. WiMAX的發(fā)展歷程9.19.2 3G技術(shù)9.2.1 如何提高數(shù)據(jù)傳輸速率9.2.2 同步與定位9.2.3 不同標準在技術(shù)體制上的差異n進一步提高用戶數(shù)據(jù)傳輸速率的方法： 多天線技術(shù)：智能天線、MIMOn智能天線的出發(fā)點：利用信號傳輸?shù)目臻g特性，自適應(yīng)調(diào)整其方向圖，來達到抑制干擾、提取信號的目的。n特征：寬頻帶、多波束的動態(tài)跟蹤，增強有用信號、抑制干擾。實質(zhì)上是一個空間濾波器?？臻g維度可以用于多址接入技術(shù)中。對應(yīng)的多址方式：空分多址9.2.1 如何提高數(shù)據(jù)傳輸速率n 智能天線的優(yōu)勢：定向波束，增強目標用戶接收性能，避免干擾其

33、他用戶。避免干擾其他用戶9.2.1 如何提高數(shù)據(jù)傳輸速率n MIMO:1jNTx1iMRx1,jht,i jht,M jht圖1 典型的MIMO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1,11,2,12,1,NNMM NhthththtththtH接收信號的矢量表達式y(tǒng)Hx n9.2.1 如何提高數(shù)據(jù)傳輸速率 對于多天線系統(tǒng)，增加速率的方法之一是通過使單個發(fā)射信號的SNR最大(例如分集、智能天線)； 方法之二是通過MIMO技術(shù)，即把信道分離為n個并行子信道，每個子信道上發(fā)送不同的信號9.2.1 如何提高數(shù)據(jù)傳輸速率11n 1x1y22n 2x2ynnn nxny9.2.1 如何提高數(shù)據(jù)傳輸速率9.2.2 同步與定位一. 同

34、步技術(shù)在3G標準中，TD-SCDMA、cdma2000和WiMAX（TDD）均是同步系統(tǒng)。問題：如何實現(xiàn)同步方案？一. 同步技術(shù)n 自主性差。GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)歸美國所有，對世界各地的用戶未有任何政府承諾，而且用戶只支付了GPS接收機的費用，沒有支付GPS系統(tǒng)的使用費用。n 在某些特殊情況下GPS信號會暫時消失，或者不能正常工作。n 工程安裝上有一定問題。對安裝環(huán)境要求嚴格，垂直方向無遮擋、不能和全向天線在同一平面。1. 使用使用GPS存在一定風險存在一定風險2. 解決方案解決方案用北斗（北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)）代替GPS 利用GPS/北斗雙模終端進行時鐘同步；通過有線方式進行時間同步 基于統(tǒng)一

35、的時間源，將時間信息通過傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送給各基站。 常用的網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議有IEEE 1588（網(wǎng)絡(luò)測量和控制系統(tǒng)的精確時鐘同步協(xié)議標準）。一. 同步技術(shù)二. 移動定位技術(shù)1、基于小區(qū)識別（Cell-ID）的定位技術(shù)根據(jù)移動臺所處的蜂窩小區(qū)的ID號來確定用戶的位置。成本低，精度低，不適合精度較高的緊急定位服務(wù)。2、OTA/TDOA定位技術(shù)采用信號到達時間測量或信號到達時間差測量的定位方式。即通過測量從發(fā)射機傳到多個接收機的信號傳播時間或者時間差來確定移動臺的位置，是一種基于電波傳播時間的定位技術(shù)。在AMPS、GSM、WCDMA、窄帶CDMA和cdma2000網(wǎng)絡(luò)中均采用該技術(shù)。精度較高，對時間基準的依

36、賴性也很高，受多徑干擾影響較大，特別是對G網(wǎng)，但是該技術(shù)無需對手機進行修改，可以直接向現(xiàn)有移動用戶提供服務(wù)。一般響應(yīng)時間為10s，C網(wǎng)精度55m，有望提高到1020m。二. 移動定位技術(shù)3、A-GPS定位技術(shù)需要在手機內(nèi)增加GPS接收模塊，并改造手機天線，同時要在移動網(wǎng)絡(luò)上加建位置服務(wù)器、差分GPS基站等設(shè)備，如果要提高該方案在室內(nèi)等GPS信號屏蔽地區(qū)定位的有效性，還需添加一些位測量單元。精度10m左右，首次捕捉GPS信號時間短。二. 移動定位技術(shù)9.2.3 不同標準在技術(shù)體制上的差異n FDD vs TDDn WCDMA vs cdma2000n TD-SCDMA的特點和優(yōu)勢一. FDD v

37、s TDD3G中的應(yīng)用：WCDMA、cdma2000屬于FDD標準；而TD-SCDMA屬于TDD標準。（1）FDD必須使用成對的收發(fā)頻率。在支持對稱業(yè)務(wù)時能充分利必須使用成對的收發(fā)頻率。在支持對稱業(yè)務(wù)時能充分利用上下行的頻譜，但在進行非對稱的數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)時，頻譜的利用用上下行的頻譜，但在進行非對稱的數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)時，頻譜的利用率則大為降低，約為對稱業(yè)務(wù)時的率則大為降低，約為對稱業(yè)務(wù)時的60%。而。而TDD則不需要成對的頻則不需要成對的頻率，通信網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)實際情況靈活地變換信道上下行的切換點，有率，通信網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)實際情況靈活地變換信道上下行的切換點，有效地提高了系統(tǒng)傳輸不對稱業(yè)務(wù)時的頻譜利用率。效

38、地提高了系統(tǒng)傳輸不對稱業(yè)務(wù)時的頻譜利用率。（2）根據(jù)）根據(jù)ITU對對3G的要求，采用的要求，采用FDD模式的終端最高移動速度可模式的終端最高移動速度可達達500公里公里/小時，而采用小時，而采用TDD模式的系統(tǒng)的最高移動速度只有模式的系統(tǒng)的最高移動速度只有120公里公里/小時。兩者相比，小時。兩者相比，TDD系統(tǒng)明顯稍遜一籌。因為，目前系統(tǒng)明顯稍遜一籌。因為，目前TDD系統(tǒng)在芯片處理速度和算法上還達不到更高的標準。系統(tǒng)在芯片處理速度和算法上還達不到更高的標準。采用FDD與TDD的優(yōu)缺點比較：（3）采用）采用TDD模式工作的系統(tǒng)，上、下行工作于同一頻率，模式工作的系統(tǒng)，上、下行工作于同一頻率，其

39、電波傳輸?shù)囊恢滦允怪苓m于運用智能天線技術(shù)，通過智能其電波傳輸?shù)囊恢滦允怪苓m于運用智能天線技術(shù)，通過智能天線具有的自適應(yīng)波束賦形，可有效減少多徑干擾，提高設(shè)備天線具有的自適應(yīng)波束賦形，可有效減少多徑干擾，提高設(shè)備的可靠性。而收、發(fā)采用一定頻段間隔的的可靠性。而收、發(fā)采用一定頻段間隔的FDD系統(tǒng)則難以采用系統(tǒng)則難以采用上述技術(shù)。同時，智能天線技術(shù)要求采用多個小功率的線性功上述技術(shù)。同時，智能天線技術(shù)要求采用多個小功率的線性功率放大器代替單一的大功率線性放大器，其價格遠低于單一大率放大器代替單一的大功率線性放大器，其價格遠低于單一大功率線性放大器。據(jù)測算，功率線性放大器。據(jù)測算，TDD系統(tǒng)的基站

40、設(shè)備成本比系統(tǒng)的基站設(shè)備成本比FDD系統(tǒng)的基站成本低約系統(tǒng)的基站成本低約20%50%采用FDD與TDD的優(yōu)缺點比較：（4）在抗干擾方面，使用）在抗干擾方面，使用FDD可消除鄰近蜂窩區(qū)基站和本區(qū)可消除鄰近蜂窩區(qū)基站和本區(qū)基站之間的干擾。但仍存在鄰區(qū)基站對本區(qū)移動機的干擾及鄰基站之間的干擾。但仍存在鄰區(qū)基站對本區(qū)移動機的干擾及鄰區(qū)移動機對本區(qū)基站的干擾。而使用區(qū)移動機對本區(qū)基站的干擾。而使用TDD則能引起鄰區(qū)基站則能引起鄰區(qū)基站對本區(qū)基站、鄰區(qū)基站對本區(qū)移動機、鄰區(qū)移動機對本區(qū)基站對本區(qū)基站、鄰區(qū)基站對本區(qū)移動機、鄰區(qū)移動機對本區(qū)基站及鄰區(qū)移動機對本區(qū)移動機四項干擾。綜比兩者，可見及鄰區(qū)移動機對本

41、區(qū)移動機四項干擾。綜比兩者，可見FDD系系統(tǒng)的抗干擾性能要好于統(tǒng)的抗干擾性能要好于TDD系統(tǒng)。但隨著新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，系統(tǒng)。但隨著新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，TDD系統(tǒng)的抗干擾能力一定會有大幅度的提高。系統(tǒng)的抗干擾能力一定會有大幅度的提高。采用FDD與TDD的優(yōu)缺點比較：二. WCDMA vs cdma2000n WCDMA使用的帶寬和碼片速率（3.84Mcps）是cdma2000 1x演進家族的三倍以上，因而能提供更大的多路徑分集、更高的中繼增益和更小的信號開銷。n WCDMA在小區(qū)站點同步方面的設(shè)計是使用異步基站，而cdma2000基站則通常通過GPS實現(xiàn)同步，這將造成室內(nèi)和城市小區(qū)（采用室內(nèi)天線）

42、部署的困難。n WCDMA進行功率控制的頻率幾乎是cdma2000的兩倍，達到每秒1500次，因而能保證更好的信號質(zhì)量，并支持更多的用戶。二. WCDMA vs cdma2000n cdma2000的導頻信道大約需要下行鏈路總傳輸功率的20%，相比之下WCDMA只需要約10%，因而可以節(jié)省更多的公用信道的開銷。 n 為支持基于GSM的GPRS業(yè)務(wù)而部署的所有業(yè)務(wù)（如計費、安全、漫游等）也支持WCDMA業(yè)務(wù)，而為了完善新的數(shù)據(jù)/話音網(wǎng)絡(luò)，cdma2000 1x必須添加額外的網(wǎng)絡(luò)單元或進行功能的升級。 n 在混合話音和數(shù)據(jù)流量方面，WCDMA的系統(tǒng)性能比cdma2000也表現(xiàn)得更加出色。三. TD

43、-SCDMA的特點和優(yōu)勢n 頻譜利用率高：TD-SCDMA采用TDD方式，在傳輸中很容易針對不同類型的業(yè)務(wù)設(shè)置上、下行鏈路轉(zhuǎn)換點，因而可以使總的頻譜效率更高。n 頻譜靈活性強：TD-SCDMA第三代移動通信系統(tǒng)頻譜靈活性強，僅需單一1.6MHz的頻帶就可提供速率達2Mbps的3G業(yè)務(wù)需求，而且非常適合非對稱業(yè)務(wù)的傳輸。三. TD-SCDMA的特點和優(yōu)勢n 系統(tǒng)性能穩(wěn)定：TD-SCDMA收發(fā)在同一頻段上，上行鏈路和下行鏈路的無線環(huán)境一致性很好，更適合使用新興的智能天線技術(shù)；利用了CDMA和TDMA結(jié)合的多址方式，更利于聯(lián)合檢測技術(shù)的采用，這些技術(shù)都能減少干擾，提高系統(tǒng)的性能穩(wěn)定性。n 系統(tǒng)設(shè)備成

44、本低：TD-SCDMA上下行工作于同一頻率，對稱的電波傳播特性使之便于利用智能天線等新技術(shù)，這也可達到降低成本的目的；在無線基站方面，TD-SCDMA的設(shè)備成本也比較低。TD-SCDMA的不足 與前兩種標準相比，尤其是與WCDMA比起來，TD-SCDMA也有“尚顯稚嫩”的地方。因為其頻帶寬度窄，不能充分利用多徑，降低了系統(tǒng)效率，實現(xiàn)軟切換和軟容量能力較困難。TD-SCDMA系統(tǒng)要精確定時，小區(qū)間保持同步，對定時系統(tǒng)要求高。而WCDMA則不需要小區(qū)間同步，可適應(yīng)室內(nèi)、室外，甚至地鐵等不同的環(huán)境的應(yīng)用。WCDMA對移動性的支持更加優(yōu)質(zhì)，適合宏蜂窩、蜂窩、微蜂窩組網(wǎng)，而TD-SCDMA只適合微蜂窩，

45、對高速移動的支持也較差。9.29.3 3G終端n3G終端是指用于第3代移動通信網(wǎng)絡(luò)中的終端。n從第1代模擬制式終端到第2代以GSM和CDMA為代表的數(shù)字終端，再到現(xiàn)在的第3代移動終端，移動終端逐步發(fā)展成為基本電路域業(yè)務(wù)與多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)融合的產(chǎn)物，支持特色分組業(yè)務(wù)和融合業(yè)務(wù)成為終端發(fā)展的趨勢。9.3.1 終端分類和模式n目前主流的3G終端開發(fā)商n隨著無線網(wǎng)絡(luò)制式的不斷豐富，終端類型也在不斷地推陳出新。n根據(jù)終端支持網(wǎng)絡(luò)制式的數(shù)量，可將終端分為三種類型：單模終端、雙模終端和多模終端。單模終端只支持某種單一的網(wǎng)絡(luò)制式，雙模終端可以支持兩種網(wǎng)絡(luò)制式，而多模終端能夠支持兩種以上的網(wǎng)絡(luò)制式。9.3.1 終端分類和模式n從待機模式上，可以分為雙