www.www.jsytjljsytjl.com.com第三代移动通信系统 (3G)江苏邮通建设监理有限公司丁彪 dingbiaovip.sina.comDate13G-1www.www.jsytjljsytjl.com.com第八讲 3G的应用和我们的机会第七讲 中国3G现状及发展战略第六讲 3G 全球发展现状及趋势第五讲 CDMA通信网的网络规划第四讲 3G的无线传输技术第三讲 第三代移动通信系统简介第二讲 CDMA的概念及系统第一讲 移动通信发展简史第三代移动通信系统Date23G-1www.www.jsytjljsytjl.com.com第三代移动通信系统第一讲 移动通信发展简史江苏邮通建设监理有限公司丁彪 dingbiaovip.sina.comDate33G-1www.www.jsytjljsytjl.com.com1. 导论 1.1 移动通信系统的发展演化 1.2 第二代移动通信系统及其发展 ,并向第三代网络的兼容与过渡 1.3 第三代移动通信系统3G Date43G-1www.www.jsytjljsytjl.com.com1.1 移动通信系统的发展演化 自从1897年马可尼的实验证明了运动中无线 通信的可应用性，人们就开始了对未来的移 动通信孜孜不倦的探索。 早期成功应用的移动通信系统可追溯到20 世纪30年代美国的警用车载系统，该系统方便 快捷到30年代中期全美警察部门安装了大约 5000个无线接收装置。这一阶段的特点是工作 频率较低，工作在短波频段上。Date53G-1www.www.jsytjljsytjl.com.com 第二次世界大战期间使得通信技术及其制造业 有了长足的发展。1946年，贝尔实验室推出了 第一种大区制的公众移动电话服务。在美国圣 路易斯建立了世界上第一个公用汽车电话网， 被称为“城市系统”。 从40年代中期至60年代初期，在西德、法国等国家随后陆续发展了公用移动电话系统；其间完成了从专用网向公用移动网的过渡，采用人工接续的方式解决了移动电话系统与公用市话之间的接续问题，这时的通信网的容量较小。Date63G-1www.www.jsytjljsytjl.com.com 60年代中期至70年代后期，主要是改进 和完善移动通信系统的性能，包括直接 拨号、自动选择无线信道等。同时解决 了自动接入公用电话网的问题，这时的 系统都采用大区制，选择的频段和容量 都较以往有了很大的提高。 随着大规模集成电路技术和计算机技术的 迅猛发展，解决了困扰移动通信的终端小 型化和系统设计等关键问题，移动通信系 统进入蓬勃发展阶段。Date73G-1www.www.jsytjljsytjl.com.com 美国贝尔实验室（bell lab）提出了小区制的 蜂窝式移动通信系统的解决方案。在1978年， 开发了AMPS（Advance Mobile Phone Service ）系统，这是第一种真正意义上的随时随地通 信的大容量的蜂窝移动通信系统。它结合频率 复用技术，可在整个服务覆盖区域内实现自动 接入公用电话网，与以前的系统相比确有更大 的容量和更好的话音质量，可以说，蜂窝化的 系统设计方案解决了公用移动通信系统的大容 量要求和频谱资源受限的矛盾。Date83G-1www.www.jsytjljsytjl.com.com 到80年代中期，欧洲和日本也纷纷建立了自己 的蜂窝移动通信网，主要代表有：英国的 ETACS(European Total Access Communication System)系统；法国的450系统，北欧国家的NMT -450（Nordic Mobile Telephone-450）系统。 1987年，中国首个TACS制式模拟移动电话系统 建成并投入商用。 这些系统都是FDMA（频分多址接入）频分双工模拟制式系统，被称为第一代蜂窝移动通信系统 。Date93G-1www.www.jsytjljsytjl.com.com 尽管模拟蜂窝系统取得了巨大的成功，但是 在实际的使用过程中也暴露出一些问题：% 模拟系统存在保密性较差。% 频谱效率较低，有限的频谱资源和快速发展的用户容量的矛盾十分突出； % 业务种类单一，只有话音业务；% 模拟系统存在同频干扰和互调干扰； Date103G-1www.www.jsytjljsytjl.com.com1.2 第二代移动通信系统及其发展，并向第三代网络的兼容与过渡 90年代初，使用数字传输技术的第二代移动通 信系统被引入。GSM，PDC（Personal Digital Cellular）,IS-136(D-AMPS)和IS-95(CDMA)是 其中投入使用的几个系统，前三个是TDMA（时 分多址接入）系统；l第二代移动通信系统提供的业务包括话音和低 速率的数据业务、更高的频谱效率、更好的数据 业务以及更先进的漫游。Date113G-1www.www.jsytjljsytjl.com.com1.2.1 GSM的发展 二十世纪年代中期，欧洲人采用类似空中客车 的战略，联合起来研制泛欧洲的移动通信标准 ，提高竞争优势。1992年，正式GSM商用系统在 欧洲投入使用。 由于拥有更大的容量和良好的服务质量，很快 GSM网就遍布欧洲，取代了模拟制式的网络。在 欧洲大陆的成功运营，使得GSM向全世界扩展， 夺取了大部分的蜂窝网络的市场份额。Date123G-1www.www.jsytjljsytjl.com.com 欧洲的爱立信（Ericsson），诺基亚（ Nokia）等凭借GSM的优异表现而成为新的 移动通信巨人，与美国的MOTOROLA并驾齐 驱。 1993年，我国首个全数字移动电话（GSM） 系统建成开通。现在中国大陆主要使用的 网络为GSM系统。中国是世界上移动通信发 展最快的国家；同时也是移动用户数最多 的国家。中国移动成为世界上用户数量最 多的运营商。Date133G-1www.www.jsytjljsytjl.com.com1.2.2 CDMA 1992年，美国的一个名不见经传的Qualcomm（ 高通）公司向CTIA（Cellular Telecom Industry Association）提出了CDMA码分多址 的数字蜂窝通信系统的建议和标准。 IS-95是兼容AMPS模拟制式的双模标准。因为当时 在美国第一代模拟系统AMPS的网络非常发达，市场 占有率很高。 1993年，该建议被CTIA和TIA（Telecom Industry Association）批准为IS-95标准。Date143G-1www.www.jsytjljsytjl.com.com简介CDMA概念CDMA-Code Division Multiple Access CDMA给每个用户分配一个唯一的码序列（扩频码），对 承载信息的信号进行编码。知道该码序列用户的接收机 对收到的信号进行解码，并恢复出原始数据。 由于码序列的带宽远大于所承载信息的信号的带宽， 编码过程扩展了信号的频谱，所以也称为扩频调制。 CDMA通常也称扩频多址(Spread Spectrum Multiplex Access-SSMA)，信号频谱扩展给予CDMA以多址能力。Date153G-1www.www.jsytjljsytjl.com.com1所传信号的带宽必须远大于信息的带宽2所产生的射频信号的带宽与所传信息无关扩频调制技术有 两条基本要求：Date163G-1www.www.jsytjljsytjl.com.com多址方式Date173G-1www.www.jsytjljsytjl.com.comCDMA的主要优点：1. 抗多径衰落6. 可多址复用和任意选址5. 保密性强3. 软切换2. 系统容量大-软容量4. 抗干扰能力强（抗窄带干扰、抗 噪声干扰和抗人为干抗）Date183G-1www.www.jsytjljsytjl.com.com由于以上的优点使得CDMA系统在 移动通信领域的应用倍受青睐。 以IS-95为标准的CDMA商用系统已 在北美、香港、韩国、中国等国 家和地区投入使用，而韩国则拥 有CDMA最大用户群。Date193G-1www.www.jsytjljsytjl.com.com1.2.3 US-TDMA （IS-54/IS-136）1989年，TIA/CTIA选择了兼容FDMA的 TDMA技术。IS-54是带有一个模拟控制信 道的US-TDMA标准；IS-136是只有数字控 制信道的US-TDMA标准。现在，IS-136主 要分布在北美、南美和亚洲的一些地方 ，它的市场占有率仅次于GSM系统。Date203G-1www.www.jsytjljsytjl.com.com1.2.4 PDC PDC-Personal Digital Cellular，90年代初产 生于日本，且只在日本使用。和美国的IS-54有 很多相似之处。 PDC日本惨痛的教训由于日本在第二代移动通信系统上采用了自己独 立的技术，从表面上看是保护了本国通信厂家的利 益，但到后来发现日本这些厂商也失去了大规模进 入国际市场的机会，所以日本没有像MOTOROLA、 Ericsson、Nokia、北电（NorTel）、AlcaTel、 Siemens等国际通信业的巨头。Date213G-1www.www.jsytjljsytjl.com.com1.2.5 谈谈2.5G，2.75G的概念1.2.5.1 回顾一下：第二代（2G）：数字制式，话音业务和低速数据 业务，主要有：GSM，CDMA等。第一代（1G）：模拟制式，只有话音业务，主 要有：AMPS，TACS等；Date223G-1www.www.jsytjljsytjl.com.com1.2.5.2 何为2.5G？2.75G？GSM为2G系统，它的演进路线为GPRS 2.5GGSM 2GEDGE 2.75G3GWCDMATD-SCDMADate233G-1www.www.jsytjljsytjl.com.comGSM的演进10 k100 k 64 k1 M2 M1 k9899000102 时间速率bps9.6SMS14.4EDGE电路型分组型话音GPRS2.5代IMT-2000 WCDMA CDMA TDD3代HSCSD9703Date243G-1www.www.jsytjljsytjl.com.com GPRS（General Packet Radio Service）也叫通用分组无线业务，是 GSM phase2阶段引入的内容之一， 属于2.5G，是GSM网络向3G演进的第一 步：1993年由英国BT Cellnet公司提 出。 GPRS有两点重要的意义：1.在GSM网络中实现了分组交换 ；2.将速率提高到100k bit/s以上 。Date253G-1www.www.jsytjljsytjl.com.com GPRS能够提供比现有GSM网9.6k bit/s更高 的数据传输速率，最高理论速率可达170k bit/s，实际速率典型值在14.443.2k bit/s左右。 使用GPRS，在一个小区内，多个用户可共享 同一条无线信道，同时进行通信，大大提高 了信道的利用率。用户可一直“在线”，但 仅在实际传送和接受数据时才占用无线资源 。 GPRS给移动用户提供一个连接数据网络的无 连接分组接入。Date263G-1www.www.jsytjljsytjl.com.comGPRS系统结构SGSN（Serving GPRS Support Node） 服务GPRS支持节点主要作用：记录移动台的当前处理信息，并在移 动台和GGSN之间完成分组数据的发送和接受。GGSN（Gating GPRS Support Node） 网关GPRS支持节点 主要作用：起网关作用，它可以和多种不同速