移动通信-3G培训(北邮)1-1

11第三代移动通信北京邮电大学　授课教师:冯志勇E_mail:[e-mail]2系统（WCDMA）第一章UMTS系统体系结构与协议介绍第二章UMTS核心网技术第三章WCDMA无线接口技术第四章UTRAN技术3第一部分移动通信概述一、移动通信发展历程二、移动通信基本概念三、第三代移动通信标准情况四、三种主要技术的对比五、cdma2000技术特点六、TD-SCDMA技术4移动通信公用网的主体—蜂窝移动通信系统—蜂窝移动通信发展的概况25移动通信各代典型系统特点………后三代数据速率最高达2Mbps，数据在线连接宽带数据业务宽带码分多址，实现宽带多媒体业务W-CDMA第三代数据速率115Kbps,数据在线连接通用分组数字蜂窝GPRS第二代半数字话音，数据速率13Kbps(12.2kbps)数字蜂窝（TDMA）GSM第二代模拟话音小区制蜂窝系统AMPS第一代特性技术典型代表6频率因素比较—频率利用率•从信息论的角度说，TDMA和CDMA的频率利用率一样•CDMA多址接入方式具有更大的灵活性，在一定条件下有更高的频率利用率7网络演进的策略网络演进需考虑的问题™平滑性和阶段性™保护用户权益™保护运营者投资™不能频繁改动网络™新技术之间有一定间隔™无线技术的选择™核心网络兼容性™经济性™标准化程度™频率问题™试验及执照主要方案增强网络方案保证业务的连续性叠加网络方案建立全新核心网和平台全IP网络演进8二、移动通信基本概念1、多址技术2、双工技术10、多址方式•移动通信系统必须尽可能有效利用分配的频率。由于频率资源是有限的，将有限的资源为更多的移动用户服务是移动通信技术不断更新发展的主题。•无线多址通信是指：在一个通信网内各个通信台、站共用同一个指定的射频频道，进行相互间的多边通信，也称该通信网为各用户间的多元连接。11分类：频分多址(FDMA)---按频道划分用户，频带独享，时间共享时分多址(TDMA)---按时隙划分用户，时隙独享，频率共享码分多址(CDMA)---按码型划分用户，时隙/频率共享空分多址(SDMA)---按空间角度划分用户，频率/时隙/码型共享移动通信系统的多址方式12无线多址技术的对比413空分多址•特点–按空间位置实现多址接入–基站提供多个不同方向的天线波束，用不同方向来区分不同用户–天线波束必须能够跟踪用户–实时波束赋形技术，即智能天线技术是实现空分多址的基础–是增加频谱利用率和系统容量的最有效的手段•发展方向–SDMA与FDMA、TDMA及CDMA共同使用，增加一个自由度–发展高效率、简单的天线波束赋形算法基站B1B2BnSDMA14波束成型-智能天线在不同时间天线单元的脉冲形状功率•天线的每个单元是全向的•波束成型是通过单天线单元的不同功率和脉冲形状而形成的15无线设备的工作方式•单工方式：两个无线设备一个发射，另一个接收•双工方式：两个无线设备可以对话，双方都可以发送和接收。16、双工方式–频分双工（FDD）－频分双工收发信各占用一个频率(段)–时分双工（TDD）－时分双工收发信用同一频率，收发使用不同时隙时分双工(TDD):上行频段和下行频段一样频分双工(FDD):上行频段和下行频段分开517频分双工(FDD)特点：收发同时进行，时延小收发占用不同频率适合于大区制的国际间和国家范围的覆盖技术成熟，设备成本较高下行无线频率到移动交换机基站(BTS)天线上行无线频率18时分双工(TDD)•TDD双工方式的优点–频谱灵活性：不需要成对的频谱。–在2GHz以下已很难找到成对的频谱–上下行使用相同频率，上下行链路的传播特性相同，利于使用智能天线等新技术–支持不对称数据业务：根据上下行业务量来自适应调整上下行时隙宽度–成本低：无收发隔离的要求，可以使用单片IC来实现RF收发信机•TDD双工方式的缺点–通信距离(小区半径)还受电波传播的时延所限制，通常小区半径为FDD系统的30%左右–不连续发射，抗拒快衰落和多普勒效应的能力低于FDD系统。在高速移动环境的性能较差，故目前TDD系统仅支持终端移动速度为120km/h。19频谱利用率•提高频谱利用率的意义–降低频率使用费–在有限频谱资源下增加系统容量，满足高密度用户需要–降低网络建设工程费用(小区间距可以大一些)•定义：每小区内单位频带能提供的信道数(ch/MHz/cell)•典型无线通信系统的频谱利用率比较–接入方式FDMATDMACDMA–(TACS)(GSM)(IS-95)–理论11520–试验13-71020三、第三代移动通信标准概况1、IMT-2000的目标、要求2、第三代移动通信RTT的标准化3、第三代移动通信核心网标准情况4、3G在中国的发展情况及策略5、3G频率分配621的目标、要求•全球统一频段、统一标准，全球无缝覆盖•高频谱效率•提供多媒体业务，速率最高到2Mb/s–车速环境：144kb/s–步行环境：384kb/s–室内环境：2Mb/s•高服务质量，高保密性能•易于第二代系统的过渡、演进•终端价格低22•ITU有关第三代移动通信标准的统一与融合从一开始便困难重重，北美、欧洲及其它国家为了维护自己的经济和政治利益各不相让，使标准的统一举步艰难。ITU被迫提出了所谓的ITM-2000家族的概念。23（WCDMA）IMT-MC（Cdma2000）IMT-TC（TD-CDMA/TD-SCDMA）IMT-SC（UWC-136）IMT-FT（DECT）FDDTDD24™IMT-2000CDMATDD(IMT-TD)IMT-2000CDMATDD实际上包括了TD-SCDMA和UTRATDD(TD-CDMA)两个技术。两个技术的物理层完全分开，在网络和高层信令的设计上是完全一致的。欧洲UTRATDD的提出和倡导者，德国西门子公司于2001年7月已正式宣布，将停止UTRATDD的开发，而全部转入TD-SCDMA的技术与产品开发。这就意味着，TD-SCDMA事实上已经成为全世界唯一的第三代TDD标准™TDMA技术不是第三代移动通信的主流技术，因此TDMASC和TDMAMC只会作为区域性标准分别用于IS－136和DECT系统的升级。技术规范简要说明725、SG2、SG13、SG16ITU-TWP3/11、SG2、SG13、SG16IMT-2000ITU亚太33GPPGPP33GPP2GPP2ETSISMGARIBTTCTTA欧洲北美ITU-RWP8FCWTST1P1TIA26第三代伙伴项目—3GPP和3GPP2•3GPPGPP(3GPartnershipProject)–由欧洲的ETSI、日本ARIB、TTC、韩国TTA、美国的T1和中国CWTS六个标准化组织组成。宗旨是制定以GSM为核心网，WCDMA和CDMATDD(TD-SCDMA和UTRATDD融合技术)为无线接口的标准。•3GPP2–由美国的ANSI（TIA）、日本ARIB、TTC、韩国TTA和中国CWTS五个标准化组织组成。宗旨是制定以ANSI/IS-41为核心网，cdma2000为无线接口的标准。27的核心网络标准•EvolvedGSMMAP：由GSM的MAP信令所开发的标准。因此其将主要用于无线接入为UMTS的网络，包括WCDMA和TD-(S)CDMA.因为它都是由GSM网络向上过渡而成的。•EvolvedANSI-41：用于cdma2000的3G核心网标准。由于考虑的未来的3G网络的全球漫游和互通，现在ITU也在积极制订两个核心网之间的互通的规范，但最终核心网都将过渡到全IP时代。这是3G网络的最终梦想。28核心网(CN)无线接入网(RAN)2G3GGSMPDCIS-41核心网(CDMA网络)GSM核心网IS-95CDMAcdma2000-1x、3xW-CDMA无线接口后向兼容核心网络后向兼容新的无线接口NNITD-SCDMA/TD-CDMAIP核心网IP核心网全IP网络第三代移动通信示意图829需求的五大特点•3G商用初期，话音业务仍是主要的用户需求，移动高速数据和多媒体业务将主要面向少数的商业用户。•3G启动后，移动通信市场的竞争将更加激烈。•充分利用现有的第二代网络，要求3G有良好的后向兼容性。•业务分布的不均匀性，要求选择频谱利用率高的制式。•移动高速因特网业务，要求高效地支撑不对称的业务。30的频谱分配(MHz)31频率分配•1992年，ITU就给第三代移动通信分配了频率，即核心频段，包括1885MHZ—2025MHZ和2110MHZ～2200MHZ共230MHZ。为满足第三代移动通信业务发展的需要，在WRC－2000会议上，ITU提出了扩展频段的使用问题。扩展频段分为806MHz－960MHz、1710MHz～1885MHZ和2500MHZ～2690MHz三个部分。32四、三种主要技术的对比™主要技术参数的比较™标准稳定性比较™系统性能比较™业务特点及业务提供能力™漫游™专利情况933的三大主流技术标准比较导频/TPC/业务信道/信令/分组业务码时分复用导频/控制信道/基本信道/补充信道码复用导频/TPC/业