第7章第三代移動通信系統(tǒng)(3G)

第7章第三代移動通信系統(tǒng)(3G)第一頁，共40頁。7.1概述事實上，早在1985年，國際電信聯(lián)盟（ITU）就提出了第三代移動通信系統(tǒng)的概念，當時稱為未來公共陸地移動通信系統(tǒng)，后考慮到該系統(tǒng)預計在2000年左右商用，且工作于2000MHz頻段，1996年更名為國際移動電信系統(tǒng)IMT-2000(InternationalMobileTelecomunication2000)。其主要特性有：

第二頁，共40頁。（1）全球化。IMT－2000是一個全球性的系統(tǒng)，它包括多種系統(tǒng)，在設計上具有高度的通用性，該系統(tǒng)中的業(yè)務以及它與固定網(wǎng)之間的業(yè)務可以兼容，能提供全球漫游。（2）多媒體化。提供高質量的多媒體業(yè)務，如話音、可變速率數(shù)據(jù)、視頻和高清晰圖像等多種業(yè)務。（3）綜合化。能把現(xiàn)存的各類移動通信系統(tǒng)綜合在統(tǒng)一的系統(tǒng)中，以提供多種服務。（4）智能化。主要表現(xiàn)在智能網(wǎng)的引入，移動終端和基站采用軟件無線電技術。（5）個人化。用戶可用惟一個人電信號碼（PTN）在終端上獲取所需要的電信業(yè)務，這就超越了傳統(tǒng)的終端移動性，真正實現(xiàn)了個人移動性。

第三頁，共40頁。圖7-1IMT-2000系統(tǒng)的營運環(huán)境第四頁，共40頁。3G標準比較朱志亮Tel:第五頁，共40頁。移動通信發(fā)展簡述1、無線通信概念的出現(xiàn)關鍵詞：無線電臺、蜂窩、終端小型化、AMPS2、第二代移動通信發(fā)展的主要動力關鍵詞：歐洲、統(tǒng)一、數(shù)字、GSM、TDMA第六頁，共40頁。第七頁，共40頁。美國關鍵詞:Qualcomm公司、IS-95、頻譜、話音質量、保密、起步較晚第三代移動通信系統(tǒng)（3G）第八頁，共40頁。人們孜孜不倦地對新技術進行開發(fā)，其主要目的是為了滿足市場更高的應用需求。手持機的迅速普及將驅動通信向個人化方向發(fā)展；互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)以翻番的速度膨脹又帶來了移動數(shù)據(jù)通信的發(fā)展機遇；特別是移動多媒體和高速數(shù)據(jù)業(yè)務的迅速發(fā)展，迫切需要設計和建設一種新的網(wǎng)絡以提供更寬的工作頻帶、支持更加靈活的多種類業(yè)務（高速率數(shù)據(jù)、多媒體及對稱或非對稱業(yè)務等）；并使移動終端能夠在不同的網(wǎng)絡間進行漫游。第九頁，共40頁。第十頁，共40頁。第十一頁，共40頁。還有。。。對于不同的通信業(yè)務其性能要求也是不同的，對不同業(yè)務的實時性和服務質量的要求差別很大。大量業(yè)務還需要上下行不對稱的服務，如瀏覽網(wǎng)頁、下載音樂等。所有這些，3G系統(tǒng)都能夠很好地予以滿足。第十二頁，共40頁。第三代移動通信的標準化過程ITU要求IMT-2000RTT必須滿足以下三種環(huán)境的要求：*快速移動環(huán)境，最高速率達144kbit/s；*室外到室內或步行環(huán)境，最高速率達384kbit/s；*室內環(huán)境，最高速率達2Mbit/s。第十三頁，共40頁。為了能夠在未來的全球化標準的競賽中取得領先，各個地區(qū)、國家、公司及標準化組織紛紛提出了自己的技術標準：這10種提案中以歐洲的W-CDMA技術和美國的CDMA2000技術最為看好，同時，中國的TD-SCDMA技術由于其本身的技術先進性并得到中國政府、運營商和產(chǎn)業(yè)界的支持，也很受矚目。第十四頁，共40頁。通過一年半時間的評估和融合，1999年11月5日ITU在赫爾辛基舉行的TG8/1第18次會議上，確認了如下5種第三代移動通信RTT（無線傳輸技術）技術：第十五頁，共40頁。US-TDMAGSMPDCGPRSWCDMA/TD-SCDMAHSPDAEDGEWCDMA/TD-SCDMAIS-95ACDMAIS-95BCDMACdma20001Xcdma20003XDataOnly1XEV-DOData&Voice1XEV-DV第十六頁，共40頁。無線傳輸技術（RTT）主要包括多址技術、調制解調技術、信道編解碼與交織、雙工技術、信道結構和復用、幀結構、RF信道參數(shù)等。第十七頁，共40頁。WCDMAWCDMA最初主要有Ericsson、Nokia公司為代表的歐洲通信廠商提出。這些公司都在第二代移動通信技術和市場占盡了先機，并希望能夠在第三代依然保持世界領先的地位。日本由于在第二代移動通信時代沒有采用全球主流的技術標準，而是自己獨立制訂開發(fā)，很大程度制約了日本的設備廠商在世界范圍內的作為，所以日本希望借第三代的契機，能夠進入國際市場。以NTTDoCoMo為主的各個公司提出的技術與歐洲的WCDMA比較相似，二者相融合，成為現(xiàn)在的WCDMA系統(tǒng)。第十八頁，共40頁。WCDMA的發(fā)起者主要是歐洲和日本標準化組織和廠商，WCDMA繼承了第二代移動通信體制GSM標準化程度高和開放性好的特點，標準化進展順利，網(wǎng)絡運營商可以通過在GSM網(wǎng)絡上引入GPRS網(wǎng)絡設備和新業(yè)務，培育數(shù)據(jù)業(yè)務消費群體，逐步過渡到3G.WCDMA第十九頁，共40頁。cdma2000

CDMA2000是在IS-95系統(tǒng)的基礎上由Qualcomm、Lucent、Motorola和Nortel等公司一起提出的，CDMA2000技術的選擇和設計最大限度地考慮和IS-95系統(tǒng)的后向兼容，很多基本參數(shù)和特性都是相同的。cdma2000標準是一個體系結構，稱為cdma2000family，它同樣還包含一系列的子標準。第二十頁，共40頁。cdma2000的發(fā)起者主要以美國和韓國為主的以IS-95CDMA為標準的制造商和運營公司，cdma2000繼承了IS-95窄帶CDMA系統(tǒng)的技術特點，網(wǎng)絡運營商同樣可以在窄帶CDMA網(wǎng)絡中更換或增加部分網(wǎng)絡設備過渡到3G。cdma2000第二十一頁，共40頁。TD-SCDMA目前主要是西門子公司和中國大唐集團在開發(fā)，較前兩個技術標準而言，對TD-SCDMA進行大力支持和結成產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的企業(yè)還比較少。TD－SCDMA

第二十二頁，共40頁。TD－SCDMA現(xiàn)代電信技術的發(fā)展，尤其是近十多年來移動通信技術的發(fā)展過程告訴我們，標準是現(xiàn)代技術發(fā)展的核心。誰擁有了標準，掌握了大量的專利權，誰就贏得了主動權，占領了高科技的制高點。由于種種原因，我國在移動通信技術方面，錯過了第一代移動通信發(fā)展的機遇，而在第二代時期僅僅趕上了個“末班車”，為外國產(chǎn)品進行散件組裝。從而使我國80%以上的市場被外企所占有。實踐證明，市場之爭歸根到底是技術之爭、標準之爭。三流的企業(yè)做產(chǎn)品，二流的企業(yè)做技術，一流的企業(yè)做標準。第二十三頁，共40頁。TD－SCDMATD－SCDMA系統(tǒng)全面滿足IMT-2000的基本要求。采用不需配對頻率的TDD（時分雙工）工作方式，以及FDMA/TDMA/CDMA相結合的多址接入方式。同時使用1.28Mcps的低碼片速率，擴頻帶寬為1.6MHz。TD-SCDMA系統(tǒng)的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在：第二十四頁，共40頁。TD－SCDMA(1)頻譜靈活性和支持蜂窩網(wǎng)的能力僅需要1.6MHz（單載波）的最小帶寬，不需要成對的頻率；若帶寬為5MHz則支持3個載波，在一個地區(qū)可組成蜂窩網(wǎng)。(2)高頻譜利用率TD-SCDMA頻譜利用率高，抗干擾能力強，系統(tǒng)容量大，適用于人口密集的大、中城市傳輸對稱與非對稱業(yè)務。(3)適用于多種使用環(huán)境TD-CDMA系統(tǒng)全面滿足ITU的要求，適用于多種環(huán)境。(4)設備成本低設備成本低，系統(tǒng)性能價格比高。具有我國自主的知識產(chǎn)權，在網(wǎng)絡規(guī)劃、系統(tǒng)設計、工程建設以及為國內運營商提供長期技術支持和技術服務等方面帶來方便，可大大節(jié)省系統(tǒng)建設投資和運營成本。第二十五頁，共40頁。TD-SCDMA發(fā)展現(xiàn)狀

TD-SCDMA（時分同步碼分多址）是由大唐電信科技產(chǎn)業(yè)集團代表中國提交，并于2000年5月被國際電聯(lián)接納，2001年3月被3GPP認可的世界第三代移動通信的三大標準之一。CDMAMCCDMADSCDMAFDDUTRATDDTD-SCDMACDMATDD作為目前全球正在進行大規(guī)模商業(yè)產(chǎn)品開發(fā)的TDD產(chǎn)品，一方面，世界各國均已預留TDD頻率，另一方面，TDD在全球的統(tǒng)一頻段，也有利于TD的全球漫游，這些都使得TD-SCDMA在未來的競爭力不言而喻。第二十六頁，共40頁。2000年5月，TD-SCDMA被國際電聯(lián)批準為3G國際標準2001年3月，TD-SCDMA標準被3GPP正式接納2002年10月，信產(chǎn)部公布3G頻譜規(guī)劃，劃分了155兆TDD頻段2002年10月，TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立2004年10月，TD-SCDMA順利結束MTNet測試，成績喜人2005年7月，TD-SCDMA順利結束產(chǎn)業(yè)化專項測試TD-SCDMA發(fā)展里程碑標準創(chuàng)立階段技術驗證階段產(chǎn)品開發(fā)階段從98年6月標準提出到2000年5月被ITU接納及2001年3月被3GPP接納從98年底到2002年12月MTNet內部測試第二階段完成從2002年2月大唐移動成立到2004年底，正式進入產(chǎn)業(yè)化階段2005年上半年產(chǎn)品進入市場、規(guī)?；l(fā)展以及3G后技術的跟進與發(fā)展市場應用階段成長軌跡第二十七頁，共40頁。以聯(lián)盟企業(yè)為主導，眾多企業(yè)共同參與的TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境已經(jīng)形成！海信、夏新南高、重郵波導、聯(lián)想大唐、華立三星、LGTCL、海爾迪比特英華達UT

終端

阿爾卡特華為中興北電愛立信諾基亞泰克日本芝測安捷倫中創(chuàng)信測湖北眾友星河亮點WILLTEK安利R&S大唐西門子中興普天阿爾卡特大唐華為中興諾基亞基站網(wǎng)絡控制器核心網(wǎng)儀表展訊T3G凱明華立ADIST重郵

芯片海天中山通宇14所天線第二十八頁，共40頁。我國作為經(jīng)濟后發(fā)國家，要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結構的調整必須把握新興的產(chǎn)業(yè)機遇，也就是要抓住由于技術更新?lián)Q代所帶來的新興產(chǎn)業(yè)機會，只有在這樣的產(chǎn)業(yè)領域，我們的劣勢才能充分規(guī)避，我們的后發(fā)優(yōu)勢才能得以充分施展！時間周期213456技術代際后發(fā)國家發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢的最佳時機技術路徑已為發(fā)達國家設定，產(chǎn)業(yè)格局穩(wěn)定，后發(fā)國家只能跟隨技術更替時先發(fā)國家的劣勢：已有的雄厚產(chǎn)業(yè)基礎可能由于技術的升級而價值全失，轉移成本巨大。技術更替時后發(fā)國家的優(yōu)勢：原有基礎基本空白，便于產(chǎn)業(yè)重塑，不存在轉移成本和沉沒成本問題。典型案例二十世紀八十年代初期，中國與印度相比在通訊領域存在巨大的差距，當中國的電話交換機尚以落后的步進制交換機為主時，印度已普及了當時屬于先進技術的縱橫制交換機，且規(guī)模遠比中國大。而當數(shù)字技術的發(fā)展使得程控交換機成為通訊領域的新興技術時，印度因全部更新代價巨大而遲疑不決，而中國則毫不猶豫地抓住機遇迅速替代并普及了程控交換機。今天，中國與印度相比已在通訊領域取得了絕對領先地位。

第二十九頁，共40頁。從產(chǎn)業(yè)大背景來看：移動通信產(chǎn)業(yè)是事關國民經(jīng)濟發(fā)展的重要戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，國家必須具有主導產(chǎn)業(yè)發(fā)展的能力！資金以及技術雙重密集型特征，是基礎性、先導性以及戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)價值鏈較長，具有明顯的產(chǎn)業(yè)帶動和輻射效應國家的基礎通信設施，關系到國家安全從產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律來看：移動通信正處于新老技術更替的關鍵時期！從TD自身的技術特點來看：TD自身的技術優(yōu)勢，不但完全能夠承載3G運營服務，給運營企業(yè)和用戶帶來非凡的價值，也將為我國在后3G及4G階段爭取先發(fā)優(yōu)勢奠定堅實基礎！終端成本遠低于WCDMA和cdma2000，系統(tǒng)設備綜合成本要低30%頻譜利用率高，容量大，不僅能夠滿足話音的需求，而且在數(shù)據(jù)通信方面的優(yōu)勢更加明顯網(wǎng)絡規(guī)劃簡單，具有呼吸效應微弱、各類業(yè)務覆蓋半徑基本相同、對原有站點利用率高等特點采用的關鍵技術是公認的B3G發(fā)展方向，并且MIMO和OFDM技術更容易引入TD－SCDMA是我國通信業(yè)實現(xiàn)科技資助創(chuàng)新的典范第三十頁，共40頁。3G業(yè)務發(fā)展趨勢話音業(yè)務話音業(yè)務作為基本通信方式，不會弱化能夠提供更好的通話語音質量話音業(yè)務是運營商收入的基本保證數(shù)據(jù)業(yè)務數(shù)據(jù)業(yè)務的培育是一個長期過程數(shù)據(jù)業(yè)務是吸引力和品牌，是最具潛力的業(yè)務3G數(shù)據(jù)業(yè)務主體是基于不對稱數(shù)據(jù)業(yè)務的具體應用創(chuàng)新的3G數(shù)據(jù)業(yè)務價值鏈體現(xiàn)了運營商的核心競爭力數(shù)據(jù)業(yè)務的提供能力將成為運營商競爭3G的關鍵所在??！第三十一頁，共40頁。UMTS（UniversalMobileTelecommunicationSystem）第三十二頁，共40頁。4G淺析3G系統(tǒng)的局限性

1、不能支持較高的通信速率。平均速率只能達到384kbit/s2、不能提供動態(tài)范圍多速率業(yè)務。

3、不能真正實現(xiàn)不同頻段的不同業(yè)務環(huán)境間的無縫漫游。

第三十三頁，共40頁。2000年10月6日國際電信聯(lián)盟(ITU)在加拿大蒙特利爾市成立了“IMT2000andBeyond”工作組，開始了對4G的研究。未來的通信系統(tǒng)具備以下特征：

a)用戶可以在任何地點、任何時間以任何方式不受限地接入網(wǎng)絡中來；b)移動終端可以是任何類型的；c)用戶可以自由地選擇業(yè)務、應用和網(wǎng)絡；d)可以實現(xiàn)非常先進的移動電子商務；e)新的技術可以非常容易地被引入到系統(tǒng)和業(yè)務中來。

第三十四頁，共40頁。未來的4G系統(tǒng)至少具備以下的基本條