资料1：移动通信技术和3G发展演进

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）2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3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TACS•1991年，GSM系统在欧洲开通运行•1995年，CDMA(IS-95)系统商用4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-13619912000200251G2G2.5G3GAMPSGSMIS-136IS-95Acdma2000UWC-136WCDMAEDGEPDCIS-95BIS-54ARIB(WCDMA)UTRA(WCDMA)GPRSHSCSD136HSOutdoorUTRATDDUTRAFDD136HSIndoor3G标准的演进6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7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82001MarketShare: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9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~2200MHz–1980MHz~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/s–B步行环境下，最高速率384kbit/s–C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10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UMTS11演进19971999200120031xEv-DO•2.4Mbps•ImprovePacketPerformanceIS95-A•14.4kbps•SMS/VMS/INIS95-B•115.2kbps•Improvecapacity•Improvecallqualitycdma20003x•WirelessMultimedia(Morethan2.4Mbps)cdma20001x•307.2kbps•DoubleVoicecapacity•Improvestandbytime(2Times)1xEv-DVDO:DataOnlyDV:DataVoiceCDMA系统IS95系统的演进121999MarketShare: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13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CDMA2000•FDD-MC：W-CDMA接入（Multi-Carrier）多载波•两步：1xRTT（1XEV-DO/1XEV-DV）和3xRTTIMT-SC(UWC-136TDMA),EDGE•D-AMPSEDGE：3G接入•GSMEDGE：2.5G接入FDD-DSFDD-MCTDDUWC-1363G主要无线传输技术14ITUIMT-20003GPP23GPPUWCCEPDECT技术规范组织标准发展组织ETSIANSITIACWTSTTCARIBTTAIMT-2000无线技术IMT-2000规范架构EuropePRChinaJapanKoreaUSA3G标准IMT-2000规范架构153G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。16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173G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183G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193G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-SCDMA203G技术体制3G体制WCDMA核心网络：基于MAP和GPRSRTT：WCDMA－FDD/TDDTD-SCDMARTT规范：TD-SCDMA其它体制：EDGEDECTcdma2000核心网络：基于ANSI41和MIPRTT：cdma2000CDMA技术是3G的核心21WCDMA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22GSM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frequencytime577us200kHzslotGSM233G标准化组织结构24第三代移动通信标准进展WCDMA标准进展Rel99Rel4Rel5功能冻结时间点2000/032001/032002/06•GSM/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CR•CS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Rel625WCDMA技术特点26WCDMA网络结构（R99）•R99：支持GSM/GPRS网络的演进27WCDMA网络结构（R4）•R4：核心网电路域（CS）呼叫控制与承载分离28WCDMA网络结构（R5）•R5：全IP化的网络29CDMA2000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30CDMA2000标准特点31TD-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2Mbps32TD-SCDMARTT技术特点33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34关键技术分析WCDMAcdma2000信道带宽Chip速率5MHz/3.84Mcps多径分辨精度为cdma2000的3倍提高抗无线信道衰落能力与1.2288Mcps的码片速率相比高速移动时可以提高约10%的容量1.25MHz/1.2288Mcps分离的多径比WCDMA要少，但频率规划和申请灵活实现同样的话音、数据承载，需要的射频部件约为WCDMA的三倍话音编解码8种速率AMR语音系统负载轻时提供12.2Kbps语音网络负荷较重时动态改变AMR速率，最低可到4.75Kbps，以容纳更多的用户支持运营商动态调整网络容量和服务质量可变速率编码有8Kbps(EVRC)和13Kbps(QCELP)两种选择非网络动态选择目前多选用EVRC35关键技术分析WCDMAcdma2000功率控