资料1：移动通信技术和3G发展演进.ppt

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福建省分公司2004年4月移动通信技术与3G发展演进3G技术资料一（内部交流） 移动通信发展历程3G制式对比分析移动通信技术与3G发展演进2 移动通信发展历程1880年，Hertz向人们展示了第一个无线通信系统随后，Marconi建立了第一个商用无线通信系统1921年，第一个陆上移动通信系统在美国底特律警察局得到使用1946年，AT&T推出了第一个移动电话系统60年代末、70年代初出现了第一个蜂窝电话系统1980年代初，第一代蜂窝系统投入商用美国的AMPS、欧洲的TACS1991年，GSM系统在欧洲开通运行1995年，CDMA(IS-95)系统商用3 移动通信的发展第一代模拟系统第二代数字系统第三代系统AMPS,NMT,TACS,JTACS,etcIS-95AIS-95BGSMHSCSD,GPRS,EDGEIS-54IS-136PDCCDMA2000HDRWCDMAUWC-1361991200020024 1G2G2.5G3GAMPSGSMIS-136IS-95Acdma2000UWC-136WCDMAEDGEPDCIS-95BIS-54ARIB(WCDMA)UTRA(WCDMA)GPRSHSCSD136HSOutdoorUTRATDDUTRAFDD136HSIndoor3G标准的演进5 第一代移动通信系统第一代：模拟移动通信系统1979:芝加哥AMPS(AdvanceMobilePhoneService)1981:北欧NMT(NordicMobileTelephone)1985:英国TACS(TotalAccessCommunicationSystem)业务语音缺点频谱利用率低终端笨重且昂贵漫游范围小安全性低6 第二代移动通信系统第二代：数字移动通信系统1992:欧洲GSM(GlobalSystemforMobilecommunication)1995:美国IS95即CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)美国IS-136即D-AMPS(Digital-AdvanceMobilePhoneService)日本PDC(PersonalDigitalCellular)业务语音和低速率数据业务缺点容量不大提高系统容量多种制式不兼容全球标准数据传输速率低多媒体应用7 2001MarketShare:GSM48%CDMA28%TDMA15%PDC9%WesternEurope:Japan:RestoftheWorld:US&Canada:GSM(100%)GSM(87%)CDMA(13%)PDC(64%)CDMA(36%)GSM(12%)CDMA(49%)TDMA(39%)GSM(41%)CDMA(35%)TDMA(24%)China:第二代移动通信系统分布8 第三代移动通信系统IMT2000(InternationalMobileTelecommunications-2000)1985年ITU(国际电联)提出FPLMTS(未来公众陆地移动通信系统)1996年正式更名为IMT2000IMT-2000系统无线接口的基本要求全球范围高度的兼容性1885MHz~2025MHz,2110MHz~2200MHz1980MHz~2010MHz,2170MHz~2200MHz(卫星移动通信系统）支持多媒体业务的能力，特别是支持internet业务。A快速移动环境，最高速率144kbit/sB步行环境下，最高速率384kbit/sC室内环境，最高速率2Mbit/s高频谱效率高服务质量低成本高保密性9 数据传输速率承载技术UMTS2Mb/s384Kb/sEDGEGPRS160Kb/s57.6Kb/sHSCSD1997199819992000200120022003CSdata-SMS,9.6Kbits/s9.6Kb/s从GSM到UMTS10 演进19971999200120031xEv-DO<2.4MbpsImprovePacketPerformanceIS95-A14.4kbpsSMS/VMS/INIS95-B115.2kbpsImprovecapacityImprovecallqualitycdma20003xWirelessMultimedia(Morethan2.4Mbps)cdma20001x307.2kbpsDoubleVoicecapacityImprovestandbytime(2Times)1xEv-DVDO:DataOnlyDV:DataVoiceCDMA系统IS95系统的演进11 1999MarketShare:GSM48%CDMA28%TDMA15%PDC9%UMTSCDMA2000EDGEIMT2000WesternEurope:Japan:RestoftheWorld:US&Canada:GSM(100%)GSM(87%)CDMA(13%)PDC(64%)CDMA(36%)GSM(12%)CDMA(49%)TDMA(39%)GSM(41%)CDMA(35%)TDMA(24%)CDMA2000UMTSUMTSUMTSUMTSEDGEEDGECDMA2000CDMA2000UMTSUMTSCDMA2000EDGEChina:向第三代网络的演进12 UMTS：两种模式IMT-DS,又称UMTSFDD：W-CDMA(DirectSequence)直序扩频IMT-TC,又称为UMTSTDD(宽带-CDMA+TDMA)两种变化:高码片速率(3.84Mcps)/低码片速率(1.28Mcps)[TD-SCDMA]IMT-MC,又称为CDMA2000FDD-MC：W-CDMA接入（Multi-Carrier）多载波两步：1xRTT（1XEV-DO/1XEV-DV）和3xRTTIMT-SC(UWC-136TDMA),EDGED-AMPSEDGE：3G接入GSMEDGE：2.5G接入UMTSFDD-DSCDMA2000EDGEUMTSFDD-MCTDDUWC-1363G主要无线传输技术13 ITUIMT-20003GPP23GPPUWCCEPDECT技术规范组织标准发展组织ETSIANSITIACWTSTTCARIBTTAUTRAFDD/TDDcdma2000IMT-SCDECTIMT-2000无线技术IMT-2000规范架构EuropePRChinaJapanKoreaUSA3G标准IMT-2000规范架构14 3G标准3GPP和3GPP23GPP3GPP2（3GPartnershipProject2）:该组织是于1999年1月成立，由美国TIA、日本的ARIB、日本的TTC、韩国的TTA四个标准化组织发起，主要是制订以ANSI-41核心网为基础，CDMA2000为无线接口的第三代技术规范。3GPP（3GPartnershipProject）:该组织是在1998年12月成立的，由欧洲的ETSI、日本的ARIB、日本的TTC、韩国的TTA和美国的T1五个标准化组织发起，主要是制订以GSM核心网为基础，UTRA(FDD为W-CDMA技术，TDD为TD-CDMA技术)为无线接口的第三代技术规范。15 欧洲:ETSI日本:ARIB美国:TIA,T1韩国:TTA中国:CWTSITU:国际电联InternationalTelecommunicationUnion3G标准化情况16 3G简介—不同的时期,不同的需求保证语音质量提供基本通话能力大容量提高语音服务质量保密性低速率数据更大容量更高的频谱利用率更高速数据接入更高服务质量更安全的服务更低的运营成本早期需求当前需求新的需求17 3G简介—不同的需求,不同的业务单一语音业务服务质量不高保密性差用户高质量语音简单低速数据业务短消息更高质量语音高速移动接入定位业务多媒体,电子商务个性化服务运营成本高频谱利用率低业务单一运营商运营成本降低频谱利用率提高少量增值业务运营成本更低频谱利用率更高多种业务更高服务质量提高市场竞争力早期业务当前业务新的业务18 3G简介—不同的业务,不同的技术AMPSTACSNMT其它GSMCDMAIS95TDMAIS-136PDC第一代80年代模拟第二代90年代数字第三代IMT-2000UMTSWCDMAcdma2000需求驱动需求驱动模拟技术数字技术语音业务宽带业务TD-SCDMA19 3G技术体制CDMA技术是3G的核心20 WCDMA由欧洲标准化组织3GPP所制定cdma2000体制是基于IS-95的标准基础上提出的3G标准，目前其标准化工作由3GPP2来完成TD-SCDMA标准由中国无线通信标准组织CWTS提出，目前已经融合到了3GPP关于WCDMA-TDD的相关规范中3G技术体制21 GSM与WCDMA软容量软切换单频复用需要严格的功率控制宽带处理增益容量和覆盖相互关联10msframeVariablerateusers=Codeswithdifferentspreading~5MHzHighratemulticodeuserfreqtime....PWCDMA硬容量硬切换需要频率复用功率控制不必要基本没有频率分集容量和覆盖基本不相互依赖GSM22 3G标准化组织结构23 第三代移动通信标准进展WCDMA标准进展Rel99Rel4Rel5功能冻结时间点2000/032001/032002/06GSM/GPRS核心网WCDMAFDD引入Iur接口传输速率2Mbps商用版本2001年6月＋后续CRCS域控制和承载的分离引入TD-SCDMA引入实时IP多媒体域（IMS）HSDPA（高速下行分组接入）继续完善IMS与PLMN/PSTN/ISDN的电路互操作MBMS(广播多播）框架结构的研究Rel624 WCDMA技术特点25 WCDMA网络结构（R99）R99：支持GSM/GPRS网络的演进26 WCDMA网络结构（R4）R4：核心网电路域（CS）呼叫控制与承载分离27 WCDMA网络结构（R5）R5：全IP化的网络28 CDMA2000标准进展CDMA2000进展IS95BCDMA20001X1XEV-DO1XEV-DV99年底2001年初2001.102002.05电路域ANSI-41速率153.6kbps分组Mobile－IP商用版本2000年底最大速率307kbps语音和数据最大速率2.4Mbps单独载波支持数据业务最大速率3.1Mbps同时支持语音和数据29 CDMA2000标准特点30 TD-SCDMA标准进展TD-SCDMA的发展TSMLCR采用GSM/GPRS核心网无线接口采用A接口和Gb接口接入核心网传输速率384kbps采用WCDMA核心网无线接口采用Iu接口接入核心网传输速率2Mbps31 TD-SCDMARTT技术特点32 移动通信发展历程3G制式对比分析移动通信技术与3G发展演进33 关键技术分析34 关键技术分析35 关键技术分析36 WCDMA与cdma20001x的语音能力相当语音业务容量(单位：Erlang/MHz/cell)WCDMA仿真及测试数据来自华为2001年10月外场试验，cdma2000测试数据来自华为2001年8月外场试验WCDMA与cdma2000语音编码速率有所差别语音能力分析37 数据业务容量(单位：Kbps/MHz/cell)WCDMA数据业务容量比cdma2000要大预置条件WCDMA仿真及测试数据来自华为2001年10月外场试验，cdma2000测试数据来自华为2001年8月外场试验数据能力分析38 华为WCDMA、cdma2000在核心频段灵敏度测试结果地点：上海外场，一般城区时间：2001/12车速：60km/s；测试条件：双极化天线、增益17.15dbi、挂高25米华为WCDMA覆盖性能测试结果WCDMA、cdma2000在核心频段的无线覆盖能力相当无线覆盖分析39 智能天线是3G中最重要的增强技术之一4天线多波束切换相对双天线接收分集，系统容量约提高一倍、覆盖面积提高50%采用智能天线技术建设移动网，每用户成本可减少约27%WCDMA标准能够更好的支持智能天线技术对智能天线支持的分析40 未来高速数据业务发展分析WCDMA和cdma2000高速数据业务比较41 WCDMA规范制定严谨，组织严密3GPP规范规定，WCDMA所有接口都是开放的日本的DoCoMo的试验网证明了Iub接口开放的可行性cdma2000标准的严谨性有待加强IS95厂家设备难以互通，给运营商设备选型带来了较大问题Abis接口不开放，不同厂商的BTS和BSC不能互通接口开放性分析42 MCCMSIN/MINMNCIMSI（国际移动用户识别）国内移动用户识别WCDMA和cdma2000信令组网与漫游比较信令组网与漫游分析43 在我国应用时，处理CDMA信令组网及漫游时应考虑的问题国内CDMA信令网采用ITU7号信令，需要由网络设备完成MIN到IMSI的转换和构造分配给我国的MIN号段不连续，应重视网络设备的号码分析和路由配置可考虑应用IMSI来解决CDMA漫游问题需要升级现有CDMA网络设备需要考虑向下兼容的问题网络需要同时支持MIN和IMSI，对设备提出特殊的要求不能有效支持国际漫游信令组网与漫游分析44 三种主要体制的比较项目WCDMACDMA2000TD-SCDMA占用带宽5MHz1.25MHz1.6MHz每载波码片速率3.84Mcps1.2288Mcps1.28Mcps双工方式FDDFDDTDD核心网GSM-MAPANSI-41GSM-MAP网络同步异步同步(可选)同步（GPS）同步标准化进程3GPPR99,R4,R5,R63GPP2Release0,ReleaseA,B,C…3GPPR4,5…扩频方式DSSF=4~512DS(1x)/MC(3x)SF=4~256DSSF=1~16调制方式BPSK/QPSKBPSK/QPSKQPSK信道编码卷积码;Turbo卷积码;Turbo卷积码：Turbo帧结构无线帧10ms无线帧5/20ms无线帧10ms功率控制1500Hz800Hz200Hz45 谢谢!46