共同學習共同進步

3G發展概述3G技術名詞解釋WCDMA的三個版本無線通信原理及WCDMA系統結構WCDMA的相關技術3G業務分類3G發展概述蜂窩移動通信系統發展歷程3G的發展IMT-2000概念的提出3G演進中的幾大組織ITU對IMT-2000的總體要求3G的頻率規劃方案

蜂窩移動通信系統發展歷程1AMPSTACSNMT其它第一代80年代模擬模擬技術GSMCDMAIS95TDMAIS-136PDC第二代90年代數字需求驅動數字技術語音業務第三代IMT-2000UMTSWCDMAcdma2000需求驅動寬帶業務TD-SCDMA3G的發展第三代移動通信第一代移動通信第二代移動通信80年代末90年代初，第二代出現，第一代還在大規模發展，主要情況第一代通信制式繁多第二代只實現了區域制式的統一。需要真正意義的全球覆蓋，提供帶寬更寬，更靈活的業務，在不同網絡無縫漫游IMT-2000概念的提出提出目的措施為取代第一代和第二代移動通信系統名稱含義ITU提出了FPLMTS（未來公共陸地移動通信系統）,全球具有統一的頻段和全球的無縫漫游。該系統主頻段位于2GHZ附近，命名為IMT-2000，即第三代移動通信系統3G演進中的幾大組織.

歐洲為主的3GPPGSM核心網以美國為主的3GPP2IS-41為核心網負責融合多載波的CDMA模式負責融合直接序列擴頻和TDD的CDMA模式CDMA2000WCDMA、TD-SCDMAITU對IMT-2000的總體要求

服務質量要求

新業務能力要求

發展和演進能力要求

靈活性要求：多環境、多模式、多頻帶能力ITU對IMT-2000的總體要求

服務質量要求語音質量、覆蓋、費用語音質量、覆蓋和費用是移動通信最關心的問題改進話音質量、支持無縫切換、允許運行商在競爭環境中可以降低費用，同時開展多項業務業務質量對于多種業務如：語音、視頻、數據業務、無線業務，不同的業務有不同的要求增加效率和能力移動通信用戶的快速增長，頻率緊張成為制約通訊發展的最大問題

在頻譜利用率方面要比二代系統成倍提高能利用最佳的頻譜利用率來提供目前所預期的所有業務。ITU對IMT-2000的總體要求

新業務和能力要求靈活接入能力通過不同的方法接入很寬范圍的業務能夠實現一代和二代系統中不能實現的新話音和數據業務增加對寬帶業務的要求無線上網無線圖象傳輸業務實時地圖點播節目等多種寬帶業務能提供非常好的速率。能以較少的費用與其他無線和有線接入網絡競爭根據要求分配帶寬寬帶業務非常廣泛，有低速的話音、短信，有高速的多媒體，有要求低時延（話音），有要求絕對的完整性（文件傳輸），有連續傳輸（視頻），有突發性傳輸（Internet)。信道要求動態，根據需要分配帶寬。ITU對IMT-2000的總體要求

發展和演進要求兼容、繼承、發展能力能否支持從第二代系統的發展和演進對于IMT-2000的成功意義巨大第二代系統的巨大投資仍在進行，兩個時代的系統的共存、互通必不可少。從第二代過渡到第三代需要一個有步驟、逐步的解決方案GSMCDMAPHS向3G過渡WCDMACDMA200TDSCDMAITU對IMT-2000的總體要求

靈活性要求：多環境、多模式、多頻帶

多模/多頻要求幾種技術形成主要標準，單一制式在短期內只是一個愿望。要求多模/多頻的多媒體終端支持不同標準的互通多環境能在各種可能存在的環境中都支持高的頻譜效率、覆蓋效率、服務質量具有不同的場所適應能力：室內、室外、郊區、車內具有不同的移動性環境：靜止、步行、高速車輛不同的用戶密度：城市、農村、商業區移動性管理和固網接入不同網絡間實現真正的無縫漫游支持不同網絡的切換業務傳遞不終止最佳路由和最小時延支持固定無線網絡接入能力，能與固定有線網競爭，或作為有線網的補充WARC-2000頻譜分配*我國IMT-2000頻譜占用情況13G的頻率規劃方案

1992年ITU在WARC-92大會上為第三代移動通信業務劃分出的230MHZ帶寬的頻率，1885-2025MHZ作為IMT-2000的上行頻段，2110-2200MHZ作為下行頻段：其中：1885-1900MHZ：空，歐洲被DECT/日本被PHS占用1900-1920MHZ:TDD，公共陸地移動通信1920-1980MHZ：FDD,公共陸地移動通信1980-2010MHZ：FDD,移動衛星通信2010-2025MHZ:TDD,公共陸地移動通信2110-2170MHZ：FDD,公共陸地移動通信2170-2200MHZ:FDD,移動衛星通信中國的3G頻率規劃主要工作頻段：頻分雙工(FDD)方式：1920-1980MHz/2110-2170MHz時分雙工(TDD)方式：1880-1920MHz、2010-2025MHz補充工作頻段：頻分雙工(FDD)方式：1755-1785MHz/1850-1880MHz時分雙工(TDD)方式：2300-2400MHz，與無線電定位業務共用，均為主要業務，共用標準另行制定3G發展概述3G技術名詞解釋WCDMA的三個版本無線通信原理及WCDMA系統結構WCDMA的相關技術3G業務分類3G技術名詞解釋什么是3G及3G的技術標準？WCDMA標準及它的三個版本？什么是CDMA及CDMA2000?什么是3G？所謂3G，其實它的全稱為3rdGeneration即第三代移動通信。相對第一代模擬制式手機(1G)和第二代GSM、TDMA等數字手機(2G)，第三代手機一般地講，是指將無線通信與國際互聯網等多媒體通信結合的新一代移動通信系統。它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括網頁瀏覽、電話會議、電子商務等多種信息服務。為了提供這種服務，無線網絡必須能夠支持不同的數據傳輸速度，也就是說在室內、室外和行車的環境中能夠分別支持至少2Mbps(兆字節／每秒)、384kbps(千字節／每秒)以及144kbps的傳輸速度。3G的技術標準國際電信聯盟(ITU)在2000年5月確定W-CDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三大主流無線接口標準，寫入3G技術指導性文件《2000年國際移動通訊計劃》(簡稱IMT-2000)。

CDMA2000CDMA2000也稱為CDMAMulti-Carrier，由美國高通北美公司為主導提出，摩托羅拉、Lucent和后來加入的韓國三星都有參與，韓國現在成為該標準的主導者。這套系統是從窄頻CDMAOne數字標準衍生出來的，可以從原有的CDMAOne結構直接升級到3G，建設成本低廉。但目前使用CDMA的地區只有日、韓和北美，所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。不過CDMA2000的研發技術卻是目前各標準中進度最快的，許多3G手機已經率先面世。CDMA2000標準的發展CDMA2000在核心網標準和技術方面相對滯后

307.2KBPS(話音容量加倍)

DV：高速數據業務+話音業務DO：高速數據業務

115.2KBPS,8碼道捆綁QCELP話音編碼9.6KBPSIS-95AIS-95BCDMA20001XCDMA2000-3XCDMA20001XEV-DO/DVTD-SCDMATD-SCDMA（TimeDivision-SynchronisationCodeDivisionMultipleAccess）時分同步碼分多址該標準是由中國大陸獨自制定的3G標準，1999年6月29日，中國原郵電部電信科學技術研究院(大唐電信)向ITU提出。該標準將智能天線、同步CDMA和軟件無線電等當今國際領先技術融于其中，在頻譜利用率、對業務支持具有靈活性、頻率靈活性及成本等方面的獨特優勢。另外，由于中國內地龐大的市場，該標準受到各大主要電信設備廠商的重視，全球一半以上的設備廠商都宣布可以支持TD-SCDMA標準。2006年7月，關于TD-SCDMA實地測試正在地進行。其中，電信于保定，移動于廈門，網通于青島。現已開始面向友好用戶放號，進行進一步測試。TD-SCDMA發展歷程TD開始TD-SCDMA方面的研究1990TD-SCDMA提案形成1998TD-SCDMA在3GPP會議上通過,作為3GPP的提案之一1999TD-SCDMA與WCDMATDD技術融合WCDMAWidebandCodeDivisionMultipleAccess寬帶碼分多址，其支持者主要是以GSM系統為主的歐洲廠商，日本公司也或多或少參與其中，包括歐美的愛立信、阿爾卡特、諾基亞、朗訊、北電，以及日本的NTT、富士通、夏普等廠商。這套系統能夠架設在現有的GSM網絡上，對于系統提供商而言可以較輕易地過渡，而GSM系統相當普及的亞洲對這套新技術的接受度預料會相當高。因此W-CDMA具有先天的市場優勢。WCDMA標準的發展WCDMA標準規劃清晰，制定嚴謹。WCDMA支持HSDPA技術，順應未來高速無線數據業務的要求WCDMA將分階段引入IP，目標是實現全網的IP化，標準比較完善。WCDMA2001/06及以后發布的協議能夠保持前向兼容。

電路域IP話音承載IP實時多媒體電路域CS/MGWHSDPAVOIPQOS是關鍵GSM/GPRS核心網2000.32001.32002.33GPPRel993GPPRel43GPPRel53G發展概述3G技術名詞解釋WCDMA的三個版本無線通信原理及WCDMA系統結構WCDMA的相關技術3G業務分類WCDMA標準及它的三個版本新獲取移動網絡運營牌照的運營商，其決定部署UMTS網絡是面臨的第一個問題就是選擇標準的哪一個版本。3GPPWCDMA標準歷經多年的努力，目前已有R99，R4，R5三個版本完成定稿，其中最新的R5版本于2002年6月完成。其三個版本各有特色。

WCDMA中的R99版本R99接入部分主要定義了全新的5MHz每載頻的寬帶碼分多址接入網，采納了功率控制、軟切換及更軟切換等CDMA關鍵技術，基站只做基帶處理和擴頻，接入系統智能集中于RNC統一管理，引入了適于分組數據傳輸的協議和機制，數據速率可支持144Kbit/s、384Kbit/s，理論上可達2Mbit/s。基站和RNC之間采用基于ATM的Iub接口，RNC分別通過基于ATMAAL2的Iu-CS和AAL5的Iu-PS分別與核心網的CS域和PS域相連。在核心網定義的過程中，R99充分考慮到了向下兼容GPRS，其電路域與GSM完全兼容，通過編解碼轉換器實現話音由ATMAAL2至64K電路的轉換，以便與GSMMSC互通。分組域仍然采用了GPRSSGSN和GGSN的網絡結構，相對于GPRS，增加了服務級別的概念，分組域的業務質量保證能力提高，帶寬增加。從系統角度來看，系統仍然采用分組域和電路域分別承載與處理的方式，分別接入PSTN和公用數據網。從一般觀點來看，R99比較成熟，較適用于需要立即部署網絡的新運營商，同時也適用于擁有GSM/GPRS網絡的既有移動網絡運營商，因其充分考慮了對現有產品的向下兼容及投資保護，目前的商業部署全都采用了R99.WCDMA中的R4版本相對于R99，R4無線接入網網絡結構沒有改變，改變的只是一些接口協議的特性和功能的增強，如引入直放站，解決復雜地形覆蓋問題和扇區降低終端和基站的發射功率以提高容量，NodeB同步減少系統鄰近小區的交調干擾，降低傳輸網絡的成本，Iub和Iur上的AAL2連接的QoS優化、RRM(無線資源管理)的優化，Iu上RAB(無線接入承載)的QoS協商，增強的RAB支持，Iub、Iur和Iu上的傳輸承載過程的修改；而核心網電路域變化較大，主要體現在：1.網絡由TDM中心節點交換型演進為典型的分組話音分布式體系結構；

2.網絡采用開放式結構，業務邏輯與底層承載相分離，話音分組化，由包方式承載，UTRAN與核心網話音承載方式均由分組方式實現；3.由于優化了話音編解碼轉換器，改善了WCDMA系統網絡內部話音分組包的時延，提高了話音質量，編解碼轉換有可能只需在與PSTN的公網網關上實現，同時提高了核心網傳輸資源的利用率；

4.同時，由于話音采用統計復用方式傳遞，相對于TDM64K靜態電路帶寬分配而言，可提高傳輸網的效率，實現網絡帶寬動態分配，避免TDM擴容時需反復調配2M電路的煩瑣程序。WCDMA中的R5版本R5于6月間定稿，接入網中主要引入IPUTRAN和HSPDA的概念，IP可作為UTRAN的信令傳輸和用戶數據承載，HSDPA支持高速下行分組數據接入，應用不同的技術實現手段，峰值數據速率可高達8-10Mbps。采納了混和ARQII/III以增強分組數據信號傳輸的可靠性和高效性，支持RAB增強功能，對Iub/Iur的無線資源管理進行了優化，增強了UE定位功能，支持相同域內的不同RAN節點與不同CN節點的交叉連接。相對于R4，R5核心網增加了IMS(IPMULTIMEDIASUBSYSTEM)IP多媒體子系統，但由于標準剛剛定稿，同時大量業務由于時間關系，不得不推后到R6考慮，故IMS域目前還無法完全取代R4分組化的CS域，支持某些傳統業務和滿足管制規定方面的要求，換句話說，R5仍然需要R4分組化的CS域的部署，R5只是R4的補充和滿足IP多媒體業務的需求的一個版本。3G發展概述3G技術名詞解釋及三種制式的發展WCDMA的三個版本無線通信原理及WCDMA系統結構WCDMA的相關技術3G業務分類無線通信原理及WCDMA系統結構無線傳播特性WCDMA系統結構無線傳播特性基本傳播機制反射：當電磁波遇到比其波長大的多的物體時發生反射繞射：當接收機和發射機之間的無線路徑被尖利的邊緣阻擋時發生繞射散射：當電磁波遇到的物體表面粗糙、不規則時發生散射無線傳播特性慢衰落和快衰落接收信號的場強中值在一段時間內的緩慢變化稱為慢衰落。（陰影衰落）

接收信號在某時間內場強在振幅和相位發生非常急速變化的部分成為快衰落（多徑效應）快衰落瑞利分布：非視距傳播萊斯分布：視距傳播無線傳播特性發送信號接收信號0dB發送信號-25dB接收信號0

+發送信號接收信號023

+發送信號接收信號干擾時延抖動衰落此外還有因為移動臺移動而引起的頻率擴散，即多普勒效應多址方式頻分多址技術（FDMA）業務信道在不同頻段分配給不同的用戶。如TACS、AMPS。時分多址技術（TDMA）業務信道在不同的時間分配給不同的用戶。如GSM、DAMPS。碼分多址技術（CDMA）所有用戶在同一時間、同一頻段上、根據不同的編碼獲得業務信道。FrequencyTimePowerFrequencyTimePowerFrequencyTimePowerWCDMA系統結構CNCNUTRANUECN：核心網UTRAN:UMTS陸地無線接入網UE：用戶裝置WCDMA系統結構RNSRNSNodeBNodeBNodeBNodeBRNCCNRNC

Iur

IuIuIubIubUuUTRAN功能1、全系統接入控制（許可，擁塞，系統信息廣播）2、加密/解密3、移動性4、無線資源管理及控制5、廣播/組播業務UTRAN體系結構

UTRAN由幾個無線網絡子系統（RNS)構成。一個RNS通過IU接口與核心網絡連接。RNS由一個無線網絡控制器和幾個通過IU接口連接此控制器上的NodeB組成。RNC的功能

RNC（Radionetworkcontroller)無線網絡控制器UTRAN中的智能實體，具備如下功能：1、無線資源管理（碼字分配，功率控制，接入控制）2、用戶呼叫管理3、連接CS和PS域核心網4、無線移動性管理NodeB的功能

NodeB是天線接收數據到Iub接口上ATM信元數據的轉換器，其功能：1、無線傳輸和接收處理2、參與移動性管理3、參與功率控制3GPPR99體系結構R99HLRGMSCMSC/VLRMSC/VLRAuCGGSNInternetPSTNOtherPLMNSGSNGGSNBTSBTSNodeBNodeBIu-CSRNCIu-PSGbBSCAGsGrGnGcCDHEGGpIubAbisUmUuRNCIurCS域PS域NodeBIubCNGi3GPPR4體系結構R4AuCGGSNInternetPSTNOtherPLMNSGSNGGSNNodeBNodeBIu-CSRNCIu-PSGbAGsGrGnGcCDGpIubUuRNCIurCS域PS域NodeBIubNbNcMGWGMSCServerMcMSCServer/VLRMcHHLRMGWGi3GPPR5體系結構R5PSTNSGSNGsGrGnGcCDCS域PS域NbNcMGWGMSCServerMcMSCServer/VLRMcHSSMGWUTRANIuMRFPCSCFCxMwMgMrIP多媒體域CSCFMcMGCFIMS-MGWGiGiGGSNInternet核心網絡內各部分功能

MSC是移動交換中心。WCDMA核心網的功能節點。主要完成電路域的呼叫接續和移動性管理，鑒權和加密等功能。GMSC是核心網絡與外部網絡之間的網關節點.與PSTN/ISDN等網絡相連,完成MSC功能中的呼叫路由功能。VLR拜訪位置寄存器：存儲進入該控制區域內已登記用戶的相關數據，為移動用戶提供呼叫接續的必要數據。核心網絡內各部分功能AUC鑒權中心：為CS和PS域公用設備，存儲用戶鑒權算法和加密密鑰。AUC通過HLR將鑒權和密鑰發往VLR，MSC和SGSN，以保證網絡安全。EIR設備識別寄存器，存儲著系統中移動設備的國際移動識別碼。是PS和CS域的公用設備。核心網絡內各個部分的功能

SGSN的主要功能有1)移動性管理：負責路由區更新、附著、分離等流程；2)安全管理：負責鑒權、三元組與五元組的轉換等；3)會話管理：負責PDP上下文的激活、修改等；4)計費：負責收集計費信息，生成相應的計費話單。GGSN的主要功能有1)會話管理：負責PDP上下文的激活、修改、地址分配等；2)與外部網的互通：以透明方式或非透明方式接入外部網、接入外部網涉及的隧道功能等；3)路由選擇和數據轉發：對外部網到來的數據進行GTP隧道封裝轉發給SGSN，對SGSN轉發來的數據選擇路由轉發給外部數據網。4)計費：負責收集計費信息，生成相應的計費話單。3G發展概述3G技術名詞解釋及三種制式的發展WCDMA的三個版本無線通信原理及WCDMA系統結構WCDMA的相關技術3G業務分類WCDMA數據簡要發送過程.數據編碼交織擴頻調制射頻發送射頻接收解調解擴解碼解交織數據加擾解擾信道編碼技術

--例子.床前明月光春眠不覺曉白發三千丈紅豆生南國床床前前明明月月光光春春眠眠不不覺覺曉曉白白發發三三千千丈丈紅紅豆豆生生南南國國床？前前明明月月光光春春眠眠？不覺覺曉曉白白發發三三？千丈？紅紅豆豆生生南？國國信道編碼技術（原理及目的）

.信道編碼技術是通過給原數據添加冗余信息，從而獲得糾錯能力適合糾正非連續的少量錯誤目前使用較多的是卷積編碼和Turbo編碼（1/2，1/3）無糾錯編碼：BER<10-1~10-2不能滿足通信需要卷積編碼：BER<10-3滿足語音通信需要Turbo碼：BER<10-6滿足數據通信需要

信道編碼技術——卷積碼

卷積碼WCDMA系統中主要用于話音信道和控制信道，編碼速率為1/2和1/3

卷積碼特點譯碼簡單的最大問題

時延小一般采用維特比算法信道誤碼率在10-3數量級適合實時業務Output0

G0=557(octal)

Input

D

D

D

D

D

D

D

D

Output1

G1=663(octal)

Output2

G2=711(octal)

Rate1/3convolutionalcoder

信道編碼技術—

Turbo碼Turbo碼Turbo編碼結構基于兩個或多個弱差錯控制碼組合，信息比特在兩個編碼交織器之間交織，產生兩個相同的信息流，然后這些信息流復用并有可能打孔。解碼時需要進行循環疊代計算。在WCDMA系統中主要用于數據業務信道編碼速率為1/3Turbo碼特點譯碼復雜常采用LOG-MAP算法信道誤碼率可以達到10-6非常適合對誤碼率敏感而對時延不敏感的非實時分組業務信道編碼技術—

Turbo碼交織器卷積編碼器1卷積編碼器2復用輸入輸出擴頻通信方式

.直接擴頻（DS－SS）通過將偽噪聲序列與基帶脈沖數據相乘來擴展基帶數據，其偽噪聲序列由偽噪聲生成器產生誤碼率受限于多址干擾和遠近效應的影響用功率控制來克服遠近效應，受限于功率檢測的精度WCDMA采用的是直接擴頻方式調頻擴頻（FH-SS）數據以發射機的載波頻率跳變的方式發送到表面上隨機的信道中每個信道上，在發射機再次調頻之前，數據用傳統的窄帶調制方式發送一些小的突發無遠近效應的影響，因為多個用戶不會同時使用同一頻率擴頻通信的優點

擴頻的基本方式信息的頻譜擴展后形成寬帶傳輸相關處理后恢復成窄帶信息數據擴頻的優點抗干擾抗噪音抗多徑衰落具有保密性可多址復用和任意選址功率譜密度低，具有隱蔽性和低的截獲概率FastSpreadingSequenceSlowInformationSentTXSlowInformationRecoveredRXFastSpreadingSequenceWidebandSignalWCDMA系統的擴頻.OVSF碼擾碼數據比特擴頻后碼片

符號速率×SF=3.84McpsWCDMA中，上行信道碼的SF為：4~256 下行信道碼的SF為：4~512擾碼介紹

.OVSF碼擾碼數據比特擴頻后碼片擾碼使用戶信息偽隨機化，加強保密性WCDMA擾碼是兩個m序列（最大長度線性移位寄存器序列）的疊加，成為Gold碼序列。擾碼分為上行擾碼和下行擾碼，作用不一樣WCDMA調制方式

上行調制方式HPSK下行調制方式QPSK（HSDPA階段引入16QAM調制）分集技術

--分集概