移動通信技術(shù)基礎(chǔ)V.ppt

移動通信技術(shù)基礎(chǔ),大唐移動通信設(shè)備有限公司 客服中心，培訓(xùn)中心,聲明,安全聲明 產(chǎn)品內(nèi)部可能存在致命的或危險的電力設(shè)備，請勿對設(shè)備內(nèi)部進行人工操作。在工作過程中，請注意查看安全告警提示，避免單獨對設(shè)備進行操作。 版權(quán)聲明 大唐移動通信設(shè)備有限公司 版權(quán)所有，保留一切權(quán)利。 本資料及其包含的所有內(nèi)容為大唐移動通信設(shè)備有限公司（大唐移動）所有，受中國法律及適用之國際公約中有關(guān)著作權(quán)法律的保護。未經(jīng)大唐移動書面授權(quán)，任何人不得以任何形式復(fù)制、傳播、散布、改動或以其它方式使用本資料的部分或全部內(nèi)容，違者將被依法追究責(zé)任。 由于產(chǎn)品版本升級或其它原因，本文檔內(nèi)容會不定期進行更新。除非另有約定，本文檔僅作為教學(xué)指導(dǎo)，本文檔中的所有陳述、信息和建議不構(gòu)成任何明示或暗示的擔(dān)保。 免責(zé)聲明 本文檔所述對設(shè)備的操作方法，有可能對設(shè)備造成直接或間接的損壞、數(shù)據(jù)沖突，以及引起網(wǎng)絡(luò)運行故障，大唐移動對使用任何非指定的培訓(xùn)用設(shè)備而造成的任何風(fēng)險不承擔(dān)任何責(zé)任。 對非指定的培訓(xùn)用設(shè)備的操作，請咨詢相應(yīng)的大唐移動設(shè)備的技術(shù)支持人員并參照相應(yīng)的技術(shù)手冊。,課程目標(biāo),掌握移動通信基礎(chǔ)知識 了解2G/2G+移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 掌握3G移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和演進 掌握CN結(jié)構(gòu)和移動通信基本呼叫流程,1 移動通信基礎(chǔ)知識,2 2G/2G+移動通信系統(tǒng),3 3G移動通信系統(tǒng),4 CN與移動通信呼叫流程,移動通信技術(shù)基礎(chǔ),1.1 移動通信發(fā)展歷程,1.2 移動通信的主要特點,1.3 移動通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制,1.4 移動通信呼叫相關(guān)概念,1.5 移動通信的主要技術(shù),1 移動通信基礎(chǔ)知識,物理發(fā)現(xiàn) 1831年法拉第電磁感應(yīng)，1873年馬克斯韋爾的電磁場理論。 1906年發(fā)明電子管 1928年奈奎斯特準(zhǔn)則和取樣定理，1948年山農(nóng)定理。 20世紀(jì)50年代發(fā)明半導(dǎo)體，60年代 發(fā)明集成電路。 20世紀(jì)50年代發(fā)明航天技術(shù) 20世紀(jì)60年代發(fā)明激光，70年代發(fā)明光導(dǎo)纖維,1 移動通信基礎(chǔ)知識 1.1移動通信發(fā)展歷程,1 移動通信基礎(chǔ)知識 1.1移動通信發(fā)展歷程,第一代蜂窩系統(tǒng)： * AMPS （美國） * TACS （英國） * NMT （北歐）,第二代蜂窩系統(tǒng)： * GSM/DCS1800 （歐洲） * IS-95 CDMA （美國）,第三代蜂窩系統(tǒng)： * WCDMA * cdma2000 * TD-SCDMA,模擬系統(tǒng),數(shù)字系統(tǒng),數(shù)字系統(tǒng),由模擬向數(shù)字的發(fā)展：,中國移動電話市場增長趨勢,中國是全球最大的無線及移動通信市場,1 移動通信基礎(chǔ)知識 1.1移動通信發(fā)展歷程,我國移動通信制造產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀,70 80 90 00 10,R/D,1G (FDMA),2G(TDMA),3G(CDMA),4G？,Standard,Widely application,Product Development,1 移動通信基礎(chǔ)知識 1.1移動通信發(fā)展歷程,面向21世紀(jì)通信的重大變革,20世紀(jì) 21世紀(jì) 業(yè)務(wù)方式 以音頻為主的單媒體 以視頻為主的多媒體 干線傳輸 微波 光纖 用戶傳輸 有線 無線 復(fù)接方式 PDH SDH 交換模式 STM ATM / IP 網(wǎng)絡(luò)方式 三網(wǎng)鼎立 三網(wǎng)融合,1 移動通信基礎(chǔ)知識 1.1移動通信發(fā)展歷程,面向21世紀(jì)通信的三大革命,以干線傳輸光纖化為標(biāo)志的光纖革命 以SDH、ATM和IP為標(biāo)志的數(shù)字革命 以個人通信和無線接入為標(biāo)志的無線革命,面向21世紀(jì)通信的兩大平臺,光纖通信平臺 無線通信平臺,1 移動通信基礎(chǔ)知識 1.1移動通信發(fā)展歷程,新一代無線通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),1 移動通信基礎(chǔ)知識 1.1移動通信發(fā)展歷程,新一代無線通信的標(biāo)準(zhǔn)系列,1 移動通信基礎(chǔ)知識 1.1移動通信發(fā)展歷程,GLOBAL,INTER NATIONAL,NATIONAL,LOCAL,ANALOG SPEECH,3G IMT-2000 2000 WCDMA , CDMA2000,TD-SCDMA.,2G+ HSCSD,GPRS,EDGE 1995,2G DIGITAL 1992 GSM,CDMA,PDC.,1G ANALOG 1985 AMPS , TACS, NMT,DIGITAL SPEECH， SMS,MMS, LOW BIT RATE,HIGH BIT RATE SERVICES,4G.,1 移動通信基礎(chǔ)知識 1.1移動通信發(fā)展歷程,1.1 移動通信的發(fā)展歷程,1.2 移動通信的主要特點,1.3 移動通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制,1.4 移動通信呼叫相關(guān)概念,1.5 移動通信的主要技術(shù),1 移動通信基礎(chǔ)知識,1 移動通信發(fā)展歷程 1.2移動通信的主要特點,概念 指移動通信雙方或至少其中一方在運動狀態(tài)中進行信息傳遞的通行方式。,特點 必須利用無線電波進行信息傳輸 在復(fù)雜的干擾環(huán)境中運行,有效性,可靠性,資源緊張：日益增長的用戶數(shù)和有限頻譜資源的矛盾,環(huán)境惡劣：用戶對業(yè)務(wù)質(zhì)量的需求和無線傳播環(huán)境的矛盾,1 移動通信發(fā)展歷程 1.2移動通信的主要特點,無線通信的傳播信道,無線傳播環(huán)境的復(fù)雜性： 天波（電離層、對流層）、地波（直射、反射、繞射） 信道的分類 帶寬受限信道和功率受限信道 非色散信道和色散信道 恒參信道和變參信道 點對點信道和多址信道,1 移動通信發(fā)展歷程 1.2移動通信的主要特點,加性高斯白噪聲信道上的山農(nóng)定理 CW log2(1+S/N) b/s 令：S/N=Eb/N0C/W 山農(nóng)定理就可以寫成： Eb/N0=(2C/W - 1)/(C/W) 帶寬受限信道 Eb/N0 C/W W 無限 功率可以無限制地?fù)Q取帶寬 功率受限信道 W C/W Eb/N0 有限 當(dāng)W ，Eb/N0 -1.6dB，即為山農(nóng)極限; 帶寬不能無限制地?fù)Q取功率,山農(nóng)信道容量曲線,1 移動通信發(fā)展歷程 1.2移動通信的主要特點,色散與非色散信道、恒參與變參信道,輸入信號為時域沖擊函數(shù)，檢驗是色散信道還是非色散信道。 輸入信號為頻域沖擊函數(shù)，檢驗是恒參信道還是變參信道。,1 移動通信發(fā)展歷程 1.2移動通信的主要特點,點對點信道和多址信道,點對點信道 和有線信道類似，體現(xiàn)不出無線的特點。,點對點信道,多址信道 無線傳輸?shù)耐怀鰞?yōu)點之一是能實現(xiàn)多址接入。,1 移動通信發(fā)展歷程 1.2移動通信的主要特點,1.1 移動通信的發(fā)展歷程,1.2 移動通信的主要特點,1.3 移動通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制,1.4 移動通信呼叫相關(guān)概念,1.5 移動通信的主要技術(shù),1 移動通信基礎(chǔ)知識,1.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制 1.3.1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),無線接入網(wǎng)：包括BTS、BSC等，實現(xiàn)無線傳輸功能 核心網(wǎng)絡(luò)：包括MSC、HLR、VLR等，提供信息交換和傳輸 電話交換網(wǎng)絡(luò)：PSTN IP網(wǎng)絡(luò) 移動終端：多模式、多頻段的終端設(shè)備,1.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制 1.3.2 大區(qū)制,基站,f1,f2,f4,f5,f6,MS1,MS3,MS2,f3,上行信號,下行信號,一個信道包含收、發(fā)一對頻率,1.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制 1.3.3 蜂窩小區(qū),蜂窩技術(shù) 不單純分割頻率 而是分割地理區(qū)域 更加有效的使用無線頻率,1.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制 1.3.4 蜂窩的形成,1.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制 1.3.5 移動通信的體制,由大區(qū)向蜂窩的發(fā)展,容量大幅度提高 連續(xù)覆蓋面廣 功率大大降低,系統(tǒng)的總面積為As，小區(qū)的面積為Ac，單位帶寬所能支持的小區(qū)用戶數(shù)（小區(qū)容量）為m，整個工作頻段的帶寬為W，系統(tǒng)的簇尺寸為K。 系統(tǒng)的總用戶數(shù)為： 整個系統(tǒng)在單位帶寬、單位面積內(nèi)的用戶數(shù)（系統(tǒng)容量）為：,系統(tǒng)容量n和小區(qū)容量m成正比，和簇尺寸K成反比，和小區(qū)面積Ac成反比。,1.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制 1.3.6 蜂窩系統(tǒng)干擾分析,1.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制 1.3.7 前向和反向鏈路同頻干擾,根據(jù)前面的討論，系統(tǒng)的容量及干擾對簇尺寸的要求是互相矛盾的。提高簇尺寸K，可以增加接收的C/I值，但同時也降低了系統(tǒng)的容量。 正確選擇簇尺寸的方法是：根據(jù)載干比的最低要求選定簇尺寸K。在此條件下再采取其它提高容量的措施。 例如：AMPS系統(tǒng)要求C/I18dB，求出K 7。 GSM系統(tǒng)要求C/I12dB，求出K 4。,扇區(qū)化能夠減少干擾，從而降低對簇尺寸的要求，因而可以提高系統(tǒng)容量。,1.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制 1.3.7 前向和反向鏈路同頻干擾,1.1 移動通信的發(fā)展歷程,1.2 移動通信的主要特點,1.3 移動通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制,1.4 移動通信呼叫相關(guān)概念,1.5 移動通信的主要技術(shù),1 移動通信基礎(chǔ)知識,1.4 呼叫相關(guān)概念 1.4.1 移動通信系統(tǒng)的基本呼叫,MOC (Mobile Originated Call),MTC (Mobile Terminated Call),MMC (Mobile to Mobile Call),1.4 呼叫相關(guān)概念 1.4.2 移動主叫有關(guān)的體系結(jié)構(gòu),BSS: Base Station Subsystem MSC: Mobile Switching Center VLR: Visiting Location Register HLR: Home Location Register,Core Network,BSS,MSC,VLR,HLR,PSTN,MSC-B,VLR,HLR,1.4 呼叫相關(guān)概念 1.4.3 移動被叫有關(guān)的體系結(jié)構(gòu),BSS,MSC-A,VLR,HLR,PSTN,1、Home Location與Visting Loacation 2、MSC與多個BSS 3、單個BSS與多個UE,1.4 呼叫相關(guān)概念 1.4.4 漫游,MSC-B,VLR,HLR,BSS001,MSC-A,VLR,HLR,BSS100,漫游是蜂窩移動電話的用戶在離開本地區(qū)或本國時，仍可以在其他一些地區(qū)或國家繼續(xù)使用他們的移動電話手機。,1.4 呼叫相關(guān)概念 1.4.5 切換,硬切換 軟切換 接力切換,BSS,MSC,BSS,VLR,HLR,1.4.5 切換技術(shù) 1.4.5.1 硬切換技術(shù),BSS001,BSS100,1.4.5 切換技術(shù) 1.4.5.2 軟切換技術(shù),BSS001,BSS100,1.4.5 切換技術(shù) 1.4.5.3 接力切換技術(shù),BSS001,BSS100,1.4 呼叫相關(guān)概念 1.4.6 編號計劃MSISDN,移動用戶號碼(MSISDN) 國家號碼(CC):中國為86 MAC：移動接入碼 =139(8、7、6、5、0、1) 移動用戶號(SN)：H0H1H2H3ABCD H0H1H2H3：HLR識別碼，由總部統(tǒng)一分配到本地網(wǎng)； ABCD：移動用戶號，由HLR自行分配,1.4 呼叫相關(guān)概念 1.4.7 編號計劃 IMSI,國際移動用戶識別碼(IMSI) 此號碼是移動通信網(wǎng)中唯一能識別一個移動用戶的號碼。 移動國家號碼(MCC) ：中國為460. 移動網(wǎng)號(MNC) ：移動為00，聯(lián)通：01. 移動用戶識別碼(MSIN) ：H1H2H3,臨時移動用戶識別碼(TMSI) 提高IMSI使用的安全性 本地MSC分配的4字節(jié)編碼,1.1 移動通信的發(fā)展歷程,1.2 移動通信的主要特點,1.3 移動通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制,1.4 移動通信呼叫相關(guān)概念,1.5 移動通信的主要技術(shù),1 移動通信基礎(chǔ)知識,1 移動通信基礎(chǔ)知識 1.5 移動通信的主要技術(shù),信源編碼,信道編碼,調(diào)制,解調(diào)制,信源解碼,信道解碼,物理信道,干擾,數(shù)字通信系統(tǒng)的功能方框圖,1.5 移動通信的主要技術(shù) 1.5.1多址技術(shù) Multiplex,概念 在一個通信網(wǎng)內(nèi)各個移動臺、站共用指定的射頻頻道，進行相互間的多邊通信。 主要是用于網(wǎng)絡(luò)側(cè)區(qū)別不同的上行用戶；,基本類型 FDMA ：Frequency Division Multiple Access TDMA ：Time Division Multiple Access CDMA ：Code Division Multiple Access SDMA ：Space Division Multiple Access,1.5.1 多址技術(shù) 1.5.1.3 多址技術(shù) Multiplex,頻率,時間,功率,FDMA TDMA,FDMA TDMA CDMA,頻率,時間,時間,頻率,功率,功率,FDMA,1.5.2 雙工技術(shù) 1.5.2.2 示意圖,1.5.2 雙工技術(shù) 1.5.2.3 FDD與FDMA,FDD：用戶的收發(fā)信息，通過上行和下行的不同頻率信道進行傳遞，從而實現(xiàn)用戶能夠同時進行信息的收發(fā)。 FDMA：用戶在收發(fā)信息時，區(qū)別于其他用戶的方式，是獨占一個頻率的無線信道。,TDD：用戶的收發(fā)信息，通過上行和下行的頻率信道不同時間間隙進行傳遞，從而實現(xiàn)用戶能夠同時進行信息的收發(fā)。 TDMA：用戶在收發(fā)信息時，區(qū)別于其他用戶的方式，是獨占一個頻率的無線信道的某些固定時間間隙,1.5 移動通信的主要技術(shù) 1.5.3擴頻調(diào)制技術(shù):Shannon公式,Shannon 在1948年發(fā)表論文，對信道極限容量進行了分析： W 為帶寬, 單位:Hz S 為信號功率,單位:W N 為總的噪聲功率,單位：W C 為信道容量，單位：bit/s,1.5.3擴頻調(diào)制技術(shù) 1.5.3.1 示意圖,Symbol,After spreading,After narrow band filter,1.5.3擴頻調(diào)制技術(shù) 1.5.3.3CDMA 擴頻調(diào)制原理,Spectrum,1.5.3擴頻調(diào)制技術(shù) 1.5.3.2 參量,Symbol: 一個單元的基帶數(shù)字信號稱為一個符號； Chip: PN序列的一個脈沖或符號稱為一個碼片； Chip Rate: 碼片速率；PN的速率； TD-SCDMA 1.28 (Mcps) WCDMA 3.84(Mcps) Spread factor: 擴頻時，每數(shù)據(jù)符號等時長的碼片數(shù)目稱為擴頻因子；,1.5.3擴頻調(diào)制技術(shù) 1.5.3.4多用戶擴頻與解擴,1.5.3擴頻調(diào)制技術(shù) 1.5.3.5CDMA 技術(shù)- 碼樹的概念,課程回顧,1.1 移動通信的發(fā)展歷程,1.2 移動通信的主要特點,1.3 移動通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與體制,1.4 移動通信呼叫相關(guān)概念,1.5 移動通信的主要技術(shù),思考,移動被叫有關(guān)的體系結(jié)構(gòu)如下圖，請在方框內(nèi)填寫網(wǎng)元設(shè)備（子系統(tǒng)）名稱,2.1 第一代移動通信系統(tǒng),2.2 GSM網(wǎng)絡(luò),2.3 IS-95網(wǎng)絡(luò),2.4 2G+網(wǎng)絡(luò),2 2G/2G+移動通信系統(tǒng),2 2G/2G+移動通信系統(tǒng)概述 2.1 第一代移動通信系統(tǒng),AMPS: Advanced Mobile Phone Service NMT: Nordic Mobile Telephony TACS: Total Access Communications System,890 915 935 960MHz,一對信道,上行 下行,頻點間隔25kHz,FDMA,在單一模擬電路交換平臺上，完成單一模擬話音業(yè)務(wù),2.1 第一代移動通信系統(tǒng),2.2 GSM網(wǎng)絡(luò),2.3 IS-95網(wǎng)絡(luò),2.4 2G+網(wǎng)絡(luò),2 2G/2G+移動通信系統(tǒng),2.2 GSM網(wǎng)絡(luò) 2.2.1 2G系統(tǒng)對1G的增強,比模擬系統(tǒng)具有更大的容量 用于基本設(shè)施的耗費降低 平均到每個用戶身上的花費降低 服務(wù)種類增加 保密性更強,2.2 GSM網(wǎng)絡(luò) 2.2.2 結(jié)構(gòu),2.2 GSM網(wǎng)絡(luò) 2.2.3 2GGSM,每載波200kHz (8 個時隙),time,f,上行 下行,890 915 935 960MHz,TDMA + FDMA,2G在單一數(shù)字電路交換平臺上，完成數(shù)字式話音與同一低速率電路交換的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；,2.2 GSM網(wǎng)絡(luò) 2.2.4 GSM各區(qū)域間的關(guān)系,GSM業(yè)務(wù)區(qū),PLMN業(yè)務(wù)區(qū),MSC業(yè)務(wù)區(qū),位置區(qū)LAC,小區(qū)Cell,2.2 GSM網(wǎng)絡(luò) 2.2.5位置區(qū)(Location Area),2.2 GSM網(wǎng)絡(luò) 2.2.6 BTS/CELL/SECTOR,BTS,BTS,定向站,全向站,小區(qū),小區(qū),小區(qū),小區(qū),0度，扇區(qū)1,240度，扇區(qū)3,120度，扇區(qū)2,2.1 第一代移動通信系統(tǒng),2.2 GSM網(wǎng)絡(luò),2.3 IS-95網(wǎng)絡(luò),2.4 2G+網(wǎng)絡(luò),2 2G/2G+移動通信系統(tǒng),2.3 IS-95網(wǎng)絡(luò) 2.3.1 IS-95網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),MSC/VLR,IS-41 SS7,Abis,BSC,BTS,BSS,MS,A,Um,BSC,PSTN,Internet,IWF,HLR,VLR,AC,2.3 IS-95網(wǎng)絡(luò) 2.3.2 2G(CDMA FDD),每載波1.25MHz,基站 Tx 終端 Tx,f,CDMA + FDMA,2.1 第一代移動通信系統(tǒng),2.2 GSM網(wǎng)絡(luò),2.3 IS-95網(wǎng)絡(luò),2.4 2G+網(wǎng)絡(luò),2 2G/2G+移動通信系統(tǒng),2.4 2G+網(wǎng)絡(luò) 2.4.1 什么是2G+,2.5G稱為下一代過渡技術(shù) 建立兩個平行的電路（CS）與分組（PS）交換平臺，并在其基礎(chǔ)上完成數(shù)字式話音和小于64kbps的電路交換、小于171.2bps的分組交換的各類數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)； 例如： 通用分組無線電業(yè)務(wù)GPRS 高速電路交換數(shù)據(jù)HSCSD 另： GSM演進增強型數(shù)據(jù)率EDGE（2.75G）,2.4 2G+網(wǎng)絡(luò) 2.4.2 GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),PSTN/ISDN/現(xiàn)有PLMN,INTERNET,GGSN,GSS (IP Network),GMSC,MSC/VLR,SCP,HLR/AC/EIR,BG,其他GPRS,NSS,MS,Abis,BSC,BTS,BSS,SGSN,SMS IW/GMSC,MS,A,Gb,CG,DNS,Um,PCU,2.4 2G+網(wǎng)絡(luò) 2.4.3 GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),GPRS網(wǎng)絡(luò)新增的網(wǎng)元,SGSN： 與BSS接口，和GSM網(wǎng)中的MSC/VLR功能類似，為MS提供分組數(shù)據(jù)服務(wù) GGSN：負(fù)責(zé)提供GPRS網(wǎng)與外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的接口。,PDP：分組數(shù)據(jù)協(xié)議,2.4 2G+網(wǎng)絡(luò) 2.4.4 GPRS網(wǎng)絡(luò)的接口,Gb：BSS和SGSN之間的接口，提供移動性管理和安全管理功能。 其它接口詳見備注,2.4 2G+網(wǎng)絡(luò) 2.4.5 EDGE,從根本上來講，EDGE 僅僅是一種新的調(diào)制技術(shù)和新的信道編碼，可以用于傳輸分組交換（PS）和電路交換（CS）數(shù)據(jù)/語音。 EDGE 網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)與GPRS 網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)基本相同。 3GPP 已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化EDGE，成為了眾所知的GERAN。,課程回顧,2.1 1G概述,2.2 GSM網(wǎng)絡(luò),2.3 IS-95網(wǎng)絡(luò),2.4 2G+網(wǎng)絡(luò),思考,PSTN/ISDN/其它PLMN,SCP,HLR/AC/EIR,NSS,BSS,SMS IW/GMSC,MS,請在方框內(nèi)補充GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（包括網(wǎng)元和接口）,3.1 3G發(fā)展的背景,3.2 版本演進R99、R4、R5,3.3 三大標(biāo)準(zhǔn)比較,3.4 3G業(yè)務(wù),3 3G移動通信系統(tǒng),3.1 3G背景 3.1.1 IMT-2000,IMT-2000,IMT2000 (International Mobile Telecommunications-2000) 1985年ITU(國際電聯(lián))提出FPLMTS 1996年正式更名為IMT2000 IMT-2000系統(tǒng)無線接口的基本要求 全球范圍高度的兼容性 支持多媒體業(yè)務(wù)的能力，特別是支持internet業(yè)務(wù)。 高頻譜效率 高服務(wù)質(zhì)量 低成本 高保密性,3.1 3G背景 3.1.2 為什么發(fā)展 IMT-2000,現(xiàn)有第二代數(shù)字移動通信系統(tǒng)的不足 頻譜利用率不夠高 容量問題 傳輸速率較低 業(yè)務(wù)單一 存在多個標(biāo)準(zhǔn) 無法實現(xiàn)全球漫游,個人通信的目標(biāo) “任何人，在任何地點、任何時間與其他任何人進行任何方式的通信?！?3.1 3G背景 3.1.3 3G的目標(biāo),Environment,RT Service Peak Rate,(Delay fixed 20 300 ms),NRT Service Peak Rate,(Delay varies 20 300 ms),Rural Outdoor,(Speed 250 km/h),144 384 kb/s,144 384 kb/s,Urban/Suburban,(Speed 150 km/h),384 512 kb/s,384 512 kb/s,Indoor/Low Range Outdoor,(Speed 10 km/h),- 2 Mb/s (Special,conditions),- 2 Mb/s (Special,conditions),RT: Real Time,3G的主要目標(biāo)： 實現(xiàn)移動通信網(wǎng)絡(luò)全球化、業(yè)務(wù)綜合化和通信個人化。,3.1 3G背景 3.1.4 國際3G標(biāo)準(zhǔn)化格局,3GPP 制定基于GSM/GPRS核心網(wǎng)、全IP核心網(wǎng)，無線技術(shù)為WCDMA、 TD-SCDMA和EDGE的技術(shù)規(guī)范； 中國無線通信標(biāo)準(zhǔn)組（CWTS）于1999年加入3GPP。 3GPP2 制定基于ANSI-41核心網(wǎng)、全IP核心網(wǎng)，無線技術(shù)為cdma2000的技術(shù)規(guī)范,3.1 3G背景 3.1.5 3G頻率規(guī)劃,TDD FDD 衛(wèi)星 TDD 空 FDD 衛(wèi)星 空 TDD,40 MHz,60 MHz,30,15,85 MHz,60 MHz,30,100 MHz,100 MHz,3.1 3G發(fā)展的背景,3.2 版本演進R99、R4、R5,3.3 三大標(biāo)準(zhǔn)比較,3.4 3G業(yè)務(wù),3 3G移動通信系統(tǒng),3.2 R99、R4、R5網(wǎng)絡(luò) 3.2.1 3G通信標(biāo)準(zhǔn)演進,GSM 2.5G,Rel5,新運營商,Rel4,Rel 99,3.2 R99、R4、R5網(wǎng)絡(luò) 3.2.2 3GPP:R99 網(wǎng)絡(luò),3.2 3GPP:R99 網(wǎng)絡(luò) 3.2.2 3GPP R99網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),IuCS,Iub,PSTN/ISDN/現(xiàn)有PLMN,INTERNET,RNC,IuPS,GGSN,PS Backbone (IP Network),GMSC,MSC/VLR,SCP,HLR/AC/EIR,BG,其他GPRS,CS Backbone （TDM）,Node B,RNS,MS,Abis,BSC,BTS,BSS,SGSN,SMS IW/GMSC,MS,A,Gb,IuBC,CBC,Ge,CG,DNS,Iur,Uu,Um,新增接口,3.2 3GPP:R99 網(wǎng)絡(luò) 3.2.2 R99網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)元,接入網(wǎng)絡(luò)包括兩類功能實體：Node B、RNC。 Node B與BTS功能類似 RNC與BSC功能類似 接入網(wǎng)內(nèi)部接口基于ATM。,3.2.4 3GPP:R99 網(wǎng)絡(luò) 3.2.2 R99網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)元,核心網(wǎng)CS域：包括MSC、VLR、GMSC等設(shè)備，增加IuCS接口的功能，向3G移動用戶提供傳統(tǒng)的話音業(yè)務(wù)。 核心網(wǎng)PS域：由SGSN(服務(wù)GPRS支持節(jié)點)和GGSN(關(guān)口GPRS支持節(jié)點)兩部分組成。 HLR/AuC：作為公共設(shè)施，存儲移動用戶的業(yè)務(wù)和位置等數(shù)據(jù)，存儲與用戶安全有關(guān)的鑒權(quán)數(shù)據(jù)及鑒權(quán)算法。,3.2.4 3GPP:R99 網(wǎng)絡(luò) 3.2.2 R99網(wǎng)絡(luò)中新增接口,Uu接口：為3G的空中接口。 Iur接口：為RNC之間的接口。 Iub接口：為RNC與Node B之間的接口。 Iu接口：分成以下三部分 IuCS：RNC與核心網(wǎng)電路域的接口。 IuPS：RNC與核心網(wǎng)分組域的接口。 IuBC：RNC與核心網(wǎng)廣播域的接口。,3.2 R99、R4、R5網(wǎng)絡(luò) 3.2.3 3GPP:R4 網(wǎng)絡(luò),Gn,Nb,3.2.5 3GPP:R4 網(wǎng)絡(luò) 3.2.3 R4網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),IuCS,Iub,PSTN/ISDN/現(xiàn)有PLMN,INTERNET,RNC,IuPS,GGSN,PS Backbone (IP Network),其他GPRS,Node B,RNS,MS,Abis,BSC,BTS,BSS,SGSN,MS,A,Gb,新增接口,BG,新增設(shè)備,業(yè)務(wù)層,控制層,媒體/接入層,信令,信令和數(shù)據(jù),3.2.5 3GPP:R4 網(wǎng)絡(luò) 3.2.3 R4核心網(wǎng)新增網(wǎng)絡(luò)實體,R4核心網(wǎng)中新增設(shè)備（主要發(fā)生在電路域）包括： MSC 服務(wù)器（MSC Server）：它獨立于底層承載協(xié)議，主要實現(xiàn)呼叫控制、移動性管理、媒體網(wǎng)關(guān)接入控制等主要功能。 GMSC服務(wù)器（GMSC Server）：與MSC 服務(wù)器的功能基本相似。 媒體網(wǎng)關(guān)（MGW）：主要功能是將一種網(wǎng)絡(luò)中的媒體轉(zhuǎn)換成另一種網(wǎng)絡(luò)所要求的媒體格式（媒體轉(zhuǎn)換和幀協(xié)議轉(zhuǎn)換）。,3.2.5 3GPP:R4 網(wǎng)絡(luò) 3.2.3 R4核心網(wǎng)新增接口,R4核心網(wǎng)新增接口（主要發(fā)生在電路域）包括： Mc：是MSC Server與MGW之間的接口 Nc：是MSC Server與GMSC Server之間的接口 Nb：是MGW之間的接口，實現(xiàn)承載的控制與傳輸。 GMSC Server與PSTN/ISDN/現(xiàn)有PLMN的接口：該接口應(yīng)用層協(xié)議為TUP、ISUP、MAP，基于MTP。,3.2 R99、R4、R5網(wǎng)絡(luò) 3.2.4 3GPP:R5網(wǎng)絡(luò),3.2.6 3GPP:R5網(wǎng)絡(luò) 3.2.4 R5概述,R5的工作集中在業(yè)務(wù)側(cè)-基于IP的多媒體業(yè)務(wù)域 (IMS)，完成路由選取以及多媒體會話等功能。 在傳統(tǒng)的電路交換域（CS domain）和分組交換域（PS domain）, 其架構(gòu)保持不變。 為解決IP管理問題IMS引入了IPv6，目前業(yè)界普遍認(rèn)為3G的發(fā)展將是運營商部署IPv6網(wǎng)絡(luò)的最大推動力。 隨著R5的完成，將為轉(zhuǎn)向全IP網(wǎng)絡(luò)的運營商提供一個可以開始建設(shè)的基礎(chǔ)。,3.2.6 3GPP:R5網(wǎng)絡(luò) 3.2.4 R5網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),IuCS,Iub,PSTN/ISDN/現(xiàn)有PLMN,INTERNET,RNC,IuPS,GGSN,PS Backbone (IP Network),3G GMSC,SCP,HSS,其他GPRS,CS Backbone （ATM/IP）,NodeB,RNS,MS,Abis,BSC,BTS,BSS,SGSN,MS,A,Gb,新增接口,BG,3G MSC,新增功能實體,信令 信令和數(shù)據(jù),IMS-MGW,MGCF,CSCF,IMS,MRF,BG,3.2 R99、R4、R5網(wǎng)絡(luò) 3.2.5 3GPP 協(xié)議規(guī)范,3.2 R99、R4、R5網(wǎng)絡(luò) 3.2.5 3GPP 協(xié)議規(guī)范(續(xù)),3.1 3G發(fā)展的背景,3.2 版本演進R99、R4、R5,3.3 三大標(biāo)準(zhǔn)比較,3.4 3G業(yè)務(wù),3 3G移動通信系統(tǒng),3.3 三大標(biāo)準(zhǔn)比較 3.3.1 三大主流無線接口標(biāo)準(zhǔn),全球有代表性的3G協(xié)議, DS-FDD,J-Phone 愛立信 阿爾卡特 諾基亞 朗訊 北電 富士通 夏普,- DS-TDD (LCR),大唐 西門子 中興 華為 普天,3.3 三大標(biāo)準(zhǔn)比較 3.3.2 三種標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)參數(shù)比較,3.3 三大標(biāo)準(zhǔn)比較 3.3.3 CDMA 2000,CDMA2000 的第一階段也稱為 1x 比 1x 更高的 CDMA2000 技術(shù)進展包括 1xEV (高速數(shù)據(jù)速率) cdma 2000的網(wǎng)絡(luò)組織方式為模塊化方式,3.3 三大標(biāo)準(zhǔn)比較 3.3.3 CDMA 2000(續(xù)),無線部分 采用前向功率控制、TURBO碼等新技術(shù) 電路交換部分 采用傳統(tǒng)的電路交換方式 分組交換部分 以IP技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),3.3 三大標(biāo)準(zhǔn)比較 3.3.4 WCDMA,WCDMA采用FDD雙工方式 由于接收機可獲取的信道信息較多，可以適應(yīng)更加高速的移動信道。 上下行頻段對稱分配，更加適合話音等對稱業(yè)務(wù)。 上下行信道間隔較大，不利于智能天線的使用。,3.3 三大標(biāo)準(zhǔn)比較 3.3.5 TD-SCDMA,TD-SCDMA采用TDD雙工方式 由于接收機不能連續(xù)接收信號，不利于高速移動用戶信號的接收； 上下行時隙可靈活配置，適合對稱和不對稱業(yè)務(wù)。 上下行信道在相同時隙，適合采用智能天線技術(shù)。但用戶移動速度越高，智能天線的可靠性越低。,3 移動通信系統(tǒng),3.4 3G業(yè)務(wù),3.4 3G業(yè)務(wù) 3.4.1 業(yè)務(wù)不斷拓廣,1G：單一模擬話音業(yè)務(wù)； 2G：數(shù)字式話音與同一低速率電路交換的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)； 2.5G：建立兩個平行的電路（CS）與分組（PS）交換平臺，并在其基礎(chǔ)上完成數(shù)字式話音和小于64kbps的電路交換、小于171.2bps的分組交換的各類數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)； 3G：逐步改造成單一的分組交換的IP平臺，提供小于2Mbps各類多媒體業(yè)務(wù)服務(wù)；,3.4 3G業(yè)務(wù) 3.4.2 核心網(wǎng)與業(yè)務(wù)平臺,業(yè)務(wù)類型按QoS分類： 會話類業(yè)務(wù)（conversational class） 流業(yè)務(wù)（streaming class） 交互類業(yè)務(wù)（interactive class） 后臺類業(yè)務(wù)（background class）,3.4 3G業(yè)務(wù) 3.4.3 QOS 類別,數(shù)據(jù)完整性靈敏度,-,+,Streaming (Online Video),數(shù)據(jù)延遲靈敏度,-,+,Conversation （AMR Voice; Video Phone）,Interactive (Location Cell Se