移動通信課件：16次課 第09章 3G-1

1、9-1數(shù)字移動通信Digital Mobile CommunicationBTS總體方案設計報告Digital Mobile Communication數(shù)字移動通信內(nèi)容回顧1、什么是遠近效應？需要采用什么措施進行對抗？2、硬切換和軟切換的概念？軟切換相比硬切換的優(yōu)點？9-2遠近效應遠近效應概念：近地強信號壓制遠地弱信號的現(xiàn)象。即近地強信號的功率電平會遠遠大于遠地弱信號的功率電平。 應對措施：功率控制。 9-3內(nèi)容回顧1、什么是遠近效應？需要采用什么措施進行對抗？2、硬切換和軟切換的概念？軟切換相比硬切換的優(yōu)點？9-4軟切換硬切換：新的連接建立前，先中斷舊的連接。軟切換：維持舊的連接，又同時建立

2、新的連接，并利用新舊連接的分集合并來改善通信質(zhì)量，當與新基站建立可靠連接之后再中斷舊連接。軟切換僅僅能用于具有相同頻率的CDMA信道之間。硬切換的缺點？軟切換的優(yōu)點？9-5軟切換硬切換的缺點：如果切換不成功，例如找不到空閑信道，切換就失敗。此外，在兩個小區(qū)交界邊緣，信號電平都很弱且起伏變化，可能導致移動臺在兩個基站之間反復切換，增加系統(tǒng)負荷。軟切換的優(yōu)點：不改變頻率，減小通信中斷的概率?！跋绒D(zhuǎn)換后中斷”，而硬切換是“先中斷后轉(zhuǎn)換”。為分集接收提供了條件。9-69-7數(shù)字移動通信第九章3G移動通信系統(tǒng)本章講述的主要內(nèi)容9.1 3G概述9.2 3G技術(shù)9.3 3G網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)9.4 3G信道結(jié)構(gòu)9.5

3、 3G終端9.6 3G業(yè)務9-89.1 3G概述9-9ITU將3G命名為: IMT-2000，它的寓意是：第三代移動通信系統(tǒng)The 3rd Generation Mobile Communication System（3G） 在2000MHz（2GHz）頻段運行 可承載2000kbps峰值數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務 在公元2000年左右商用部署 為全球標準設計，即為IMTInternational Mobile Telecommunications產(chǎn)生背景 20世紀90年代數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)（2G）的極大成功 對數(shù)據(jù)業(yè)務和多媒體移動通信需求 2G系統(tǒng)技術(shù)局限性和業(yè)務承載能力有限 2G只解決地區(qū)間漫游，未達

4、到全球統(tǒng)一標準 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 因特網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，給電信系統(tǒng)發(fā)展以鼓勵 技術(shù)進步使3G系統(tǒng)建設成為可能 按ITU計劃，10年一代的基本規(guī)律，時間節(jié)點到達（1998）9.1 3G概述9-10國際大事記 1997年開始，ITU開始向全球征集3G技術(shù)標準的備選提案 2000年5月，在土耳其召開的國際電聯(lián)全會上，WCDMA、cdma2000以及TD-SCDMA被正式批準為國際標準 2000年10月，韓國SK電訊部署了全球首個CDMA20001X網(wǎng)絡 2001年10月，日本NTTDoCoMo推出了全球首個WCDMA商用服務 2002年10月，中國政府對3G

5、頻率做出規(guī)劃，三種標準均獲得頻率資源。TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立，產(chǎn)業(yè)化進程加速 2004年2月，英國沃達豐在全球推動3G商用，市場競爭加劇9.1 3G概述9-11國內(nèi)大事記 1997年，正式成立第三代3G評估研究小組，并提交了中國的TD-SCDMA標準 1999年，開發(fā)國內(nèi)第一批3G項目 2001年，啟動3G攻關(guān)及部分專項 2004年3月31日，大唐宣布，國產(chǎn)3G標準手機面市，2005年上半年批量生產(chǎn) 2006年1月20日，信產(chǎn)部宣布TD-SCDMA為我國通信行業(yè)標準 2008年12月31日，國務院同意啟動3G牌照發(fā)放工作 2009年1月7日，工信部向國內(nèi)三家電信運營商發(fā)放3G拍照 200

6、9年1月7日，中國移動發(fā)布了自己的3G品牌G3 2009年4月16日，中國電信舉辦了主題為“天翼暢游3G”的3G業(yè)務發(fā)布會 2009年5月17日，中國聯(lián)通正式啟動3G業(yè)務試商用9.1 3G概述9-129.1 3G概述一、技術(shù)目標1、全球統(tǒng)一頻段、全球統(tǒng)一制式和全球無縫漫游2、高頻率效率3、支持多媒體業(yè)務 室內(nèi)環(huán)境支持2Mbit/s、步行/室外到室內(nèi)支持384kbit/s和車速環(huán)境支持144kbit/s9-139.1 3G概述基本特點多址方式：無一例外的選用CDMA技術(shù)業(yè)務能力：增強了對中高速數(shù)據(jù)業(yè)務的支持（多媒體，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務）網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)：針對數(shù)據(jù)業(yè)務進行了優(yōu)化，無論是傳輸技術(shù)，還是控制協(xié)議支持分

7、組業(yè)務關(guān)鍵技術(shù)：使用一些新技術(shù)，如快速尋呼、發(fā)送（射）分集、前向閉環(huán)功率控制、Turbo碼及新型語音處理器系統(tǒng)性能：容量大、質(zhì)量高及支持復雜業(yè)務9-149.1 3G概述基本特點安全體制：總體而言，3G的安全體制是建立在2G的體制基礎之上。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)務也提供安全保護。安全目標：防范偽基站攻擊；中間者攻擊；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)絡或用戶的拒絕式服務攻擊等。對于軍用網(wǎng)絡，很多攻擊方式更需要加強防范。9-159.1 3G概述基本特點與2G相比的改進：（1）防范偽基站攻擊，所有2G系統(tǒng)

8、不具備。（2）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。（3）提供各服務網(wǎng)之間的安全保護機制。（4）從交換機到基站之間的鏈路也受到保護。（5）提供數(shù)據(jù)完整性保護。9-169.1 3G概述二、3G演進歷程1、1999年10月ITU舉行的會議確定了5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：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

9、協(xié)會，CCSA）9-179.1 3G概述二、3G演進歷程2、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： 微波接入全球互通（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。 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。 9-18采用技術(shù)類型直擴載頻間隔5 MHz碼片速率3.84 Mc/s雙工方式FDD/TDD幀長10 ms基站同步方式

10、異步擴展調(diào)制平衡QPSK（下行鏈路）雙信道QPSK（上行鏈路）復雜的擴展電路擴展因子4256（FDD模式上行）4512（FDD模式下行）116（TDD下行）功率控制開環(huán)和快速閉環(huán)（1500bps）切換軟切換頻率間切換WCDMA空口參數(shù)9.1 3G概述9-19采用技術(shù)類型直擴或多載波載頻間隔1.25 MHz碼片速率n1.2288 Mc/s（n=1,3,6,9,12）雙工方式FDD幀長20 ms基站同步方式同步（需GPS）擴展調(diào)制平衡QPSK（下行鏈路）雙信道QPSK（上行鏈路）復雜的擴展電路擴展因子4256功率控制開環(huán)和快速閉環(huán)（800bps）切換軟切換頻率間切換cdma2000空口參數(shù)9.1

11、3G概述9-20TD-SCDMA空口參數(shù)采用技術(shù)類型直擴載頻間隔1.6 MHz碼片速率1.28 Mc/s雙工方式TDD幀長10 ms（5ms+5ms）基站同步方式同步擴展調(diào)制DQPSK擴展因子116功率控制開環(huán)和慢速閉環(huán)（0-200bps）切換接力切換頻率間切換9.1 3G概述9-21WiMAX（IEEE 802.16e）空口參數(shù)9.1 3G概述9-22采用技術(shù)類型TDMA+OFDMA信道帶寬1.2520MHz數(shù)據(jù)速率1560Mbit/s雙工方式TDD，F(xiàn)DD，HFDD幀長2.520ms，且上下行子幀幀長比例可調(diào)基站同步方式同步（需GPS）調(diào)制方式QPSK/8PSK/16QAM/64QAM，支

12、持AMC切換硬切換快速BS切換宏分集切換9.1 3G概述基站同步方式：同步/異步同步的含義：所有基站(BTS)時鐘同步（時鐘由GPS時鐘等提供），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。異步的含義：基站不同時鐘，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。9-239.1 3G概述基站同步方式：同步/異步特點：基站間同步的好處是，切換時BSC

13、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?；井惒綍r，BSC則需要MS測量目標基站和源基站之間的時間關(guān)系，從而確定切換后的定時。適用場合：同步切換需要網(wǎng)絡中的基站間同步，適用于同一BTS的小區(qū)間切換，不用重新計算TA。異步切換則不需要網(wǎng)絡中基站間的同步，適用于不同BTS的小區(qū)間切換，需重新計算TA。9-249.1 3G概述不同系統(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）9-259.1 3G概述三、標準化組織 9

14、-26開放移動聯(lián)盟互聯(lián)網(wǎng)工程任務組9.1 3G概述三、標準化組織 9-27 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)電信事務的一個國際組織，現(xiàn)有189個成員國，總部設在日內(nèi)瓦，是聯(lián)合國的15個專門機構(gòu)之一，但在法律上不是聯(lián)合國附屬機構(gòu)，其決議和活動不需要聯(lián)合國批準。9.1 3G概述三、標準化組織 9-28 第三代移動通信伙伴計劃3GPP： 成員主要包括ARIB（日本）、ETSI（歐洲）、TTA（韓國）、TTC（日本）和T1P1（美國）。1999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，CCSA）也加入到3GPP中來并貢獻了TD-SCDMA技術(shù)。9.1 3

15、G概述三、標準化組織 9-29 第三代移動通信伙伴計劃2 （3GPP2）： 由美國的TIA、日本的ARIB、日本的TTC和韓國的TTA發(fā)起，中國原無線通信標準研究組于1999年6月在韓國正式簽字加入3GPP2。9.1 3G概述三、標準化組織 9-30 WiMAX論壇 于2001年成立，由眾多無線通信設備和器件供應商發(fā)起的非營利性組織，其目標是促進IEEE802.16標準規(guī)定的寬帶無線網(wǎng)絡的應用推廣，保證采用相同標準的不同廠家寬帶無線接入設備之間的互通性或互操作性。9.1 3G概述四、TD-SCDMA發(fā)展歷程1、1998年，ITU-R面向全世界征集IMT2000候選無線傳輸 技術(shù)，同年6月30日

16、，中國電信科學技術(shù)研究院（后改制為大唐電信集團）代表中國項國際電信聯(lián)盟提交了第三代移動通信標準提案TD-SCDMA。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，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。9-319.1 3G概述四、 TD-SCDMA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Relea

17、se 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TDD-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-SCDMA系列的行業(yè)標準，為其商業(yè)運營打下了良好基礎。9-329.1 3G概述四、 TD-SCDMA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

18、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作為工作的基礎和出發(fā)點。9-339.1 3G概述四、 TD-SCDMA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”。9-349.1 3G概述五、 WCDMA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

19、情況如下。9-359.1 3G概述五、 WCDMA發(fā)展歷程9-369.1 3G概述六、cdma2000 發(fā)展歷程 由IS-95A/B標準演進而來的第三代移動通信標準，由3GPP2復雜具體的標準化工作。9-37 3GPP2制定5個支持cdma20001X及其增強型技術(shù)的版本 EIA/TIA發(fā)布的支持cdma20001xEV-DO的IS-856和IS-856A兩個版本9.1 3G概述六、 cdma2000 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：9-389.1 3G概述七、

20、WiMAX 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2-66GHz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)展和應用，最重要的是實現(xiàn)了WiMAX標準產(chǎn)品的應用，互通性，以及兼容性。9-399.1 3G概述七、 WiMAX 發(fā)展歷程 9-409.1 3G概述八、全球3G發(fā)展9-41截至2011年12月，全球3G用戶已經(jīng)超過11億。2012年11月，我國3G用戶突

21、破2.2億，相比2011年底，當時我國3G用戶僅為1.28億。 9.1 3G概述八、全球3G發(fā)展9-42日本移動用戶發(fā)展 數(shù)據(jù)來源：TCA 9.1 3G概述八、全球3G發(fā)展9-43 cdma2000用戶占據(jù)絕對的優(yōu)勢 ；截止到2007年6月，韓國cdma2000用戶達到3957.6萬戶，占93.5%的分額； 主流運營商開始向WCDMA/HSDPA遷移。 cdma2000在韓國市場份額9.1 3G概述八、全球3G發(fā)展9-44原有6家電信運營商：中國移動中國聯(lián)通中國鐵通中國網(wǎng)通中國電信中國衛(wèi)通現(xiàn)有3家：新中國移動(TD)新中國聯(lián)通(W)新中國電信(2000)2008年初延期部署為了保護TD，電信重

22、組為了均衡發(fā)展。9.1 3G概述9.1 3G概述cdma2000 1x是不是3G?不同角度，不同結(jié)論：（1）從標準提出的歷史來看，ITU在2000年通過的3G標準中， cdma2000 1x是cdma2000的一部分。但其成為3G標準，的確有背后利益協(xié)調(diào)的結(jié)果，在1998年1999年WCDMA和cdma2000兩種CDMA技術(shù)融合的著名故事中，將其作為3G標準的一部分，是北美以高通和朗訊為主的CDMA陣營同意3個參數(shù)（導頻、碼片速率和同步）融合的條件之一。盡管在1999年11月全會討論通過時受到了英國的質(zhì)疑，但最終還是成為了3G標準cdma2000的組成部分。9-469.1 3G概述cdma2

23、000 1x是不是3G?不同角度，不同結(jié)論：（2）從cdma2000 1X的實際能力來看，盡管比GPRS支持的速率高，但仍然與GPRS在同一個數(shù)量級上（100kbit/s左右）；而且GPRS同樣也在GSM網(wǎng)開始引入了分組數(shù)據(jù)業(yè)務，所以難免有人認為它不是2G技術(shù)，認為其是2.5G技術(shù)。（3）從產(chǎn)業(yè)部署歷程上來看，日本、韓國的cdmaOne運營商希望政府允許他們在現(xiàn)有cdmaOne的頻段上直接升級為cdma2000 1X，不要再發(fā)放許可證，以免貽誤時機，同時也不希望影響在3G核心頻段的許可證，所以他們在初期，將原有頻段采用的cdma2000 1x稱為2.5G，甚至2.75G，而不稱為3G；9-479.1 3G概述cdma2000 1x是不是3G?不同角度，不同結(jié)論：（3）從產(chǎn)業(yè)部署歷程上來看 中國聯(lián)通將從800MHz升級的cdma2000 1x既不稱