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1、第三代移动通信第三代移动通信第第1 1章章 第三代移动通信概述第三代移动通信概述 第三代移动通信的标准化第三代移动通信的标准化1.1第三代移动通信频谱分配第三代移动通信频谱分配1.2第三代移动通信业务第三代移动通信业务1.3第三代移动通信演进第三代移动通信演进1.4 第三代移动通信（第三代移动通信（The Third Generation Mobile Communication，3G）技术已在许多国家和地区得到应用。技术已在许多国家和地区得到应用。章概要介绍章概要介绍3G的起源、发展进程和演的起源、发展进程和演进，主要内容如下：进，主要内容如下：第三代移动通信的标准化组织，第三代移动通信的标
2、准化组织，3G技术技术标准标准第三代移动通信系统的频谱分配第三代移动通信系统的频谱分配第三代移动通信系统的业务特点第三代移动通信系统的业务特点第三代移动通信的演进路径第三代移动通信的演进路径1.1 1.1 第三代移动通信的标准化第三代移动通信的标准化1.1.1 第三代移动通信标准化组织第三代移动通信标准化组织 第三代移动通信系统（第三代移动通信系统（3G），又被国），又被国际电联（际电联（International Telecommunication Union，ITU）称为）称为IMT-2000，意指在，意指在2000年左右开始商用并工作在年左右开始商用并工作在2000MHz频段上频段上的国
3、际移动通信系统。的国际移动通信系统。1第三代移动通信的目标第三代移动通信的目标（1）全球统一频谱、标准，实现全球无缝）全球统一频谱、标准，实现全球无缝漫游。漫游。（2）更高的频谱效率，更低的建设成本。）更高的频谱效率，更低的建设成本。（3）能提供较高的服务质量和保密性能。）能提供较高的服务质量和保密性能。（4）能提供足够的系统容量，方便）能提供足够的系统容量，方便2G系系统的过渡和演进。统的过渡和演进。（5）能提供多种业务，适应多种环境。）能提供多种业务，适应多种环境。2第三代移动通信的特征第三代移动通信的特征（1）3G系统具有大容量语音、高速数据系统具有大容量语音、高速数据和图像传输的能力。
4、和图像传输的能力。（2）3G系统可以基于第二代移动通信系系统可以基于第二代移动通信系统平滑过渡和演进。统平滑过渡和演进。（3）3G系统采用了新的通信技术。系统采用了新的通信技术。3第三代移动通信的标准化组织第三代移动通信的标准化组织（1）第三代移动通信合作伙伴项目）第三代移动通信合作伙伴项目（3GPP）3GPP的组织机构的组织机构 第三代移动通信合作伙伴项目第三代移动通信合作伙伴项目（3GPP）是由欧洲的）是由欧洲的ETSI、日本的、日本的ARIB、日本的日本的TTC、韩国的、韩国的TTA以及美国的以及美国的T1 5个标准化组织在个标准化组织在1998年底发起成立的，年底发起成立的，1998年
5、年12月正式成立。月正式成立。中国无线通信标准化组织（中国无线通信标准化组织（China Wireless Telecommunication Standard Group，CWTS）于）于1999年在韩国正式签年在韩国正式签字加入字加入3GPP，成为，成为3GPP的组织伙伴。的组织伙伴。图图1-1 3GPP1-1 3GPP组织机构组织机构 3GPP工作工作 3GPP的主要工作是研究制定并推广的主要工作是研究制定并推广基于演进的基于演进的GSM核心网络的核心网络的3G标准，即制标准，即制定以定以GSM移动应用部分（移动应用部分（GSM Mobile Application Part，GSM M
6、AP）为核心网，）为核心网，通用陆地无线接入（通用陆地无线接入（Universal Terrestrial Radio Access，UTRA）为无线接口的标准。）为无线接口的标准。（2）第三代移动通信合作伙伴项目二）第三代移动通信合作伙伴项目二（3GPP2）3GPP2的组织的组织 第三代移动通信合作伙伴项目二第三代移动通信合作伙伴项目二（3GPP2）由美国）由美国TIA、日本、日本ARIB和和TTC、韩国韩国TTA等等4个标准化组织发起，个标准化组织发起，1999年年1月正式成立。月正式成立。中国无线通信标准化组织（中国无线通信标准化组织（CWTS）于于1999年年6月在韩国正式签字加入月在
7、韩国正式签字加入3GPP2，成为成为3GPP2的组织伙伴，在此之前，我国的组织伙伴，在此之前，我国是以观察员的身份参与是以观察员的身份参与3GPP2的标准化活的标准化活动。动。3GPP2的组织机构如图的组织机构如图1-2所示。所示。图图1-2 3GPP21-2 3GPP2组织机构组织机构 3GPP2工作工作 3GPP2的主要工作是制定以的主要工作是制定以ANSI/IS-41为核心网、为核心网、cdma2000为无线接口的为无线接口的3G标标准。准。ANSI（American National Standards Institute）是美国国家标准学会，）是美国国家标准学会，IS-41协协议是议
8、是CDMA第二代数字蜂窝移动通信系统第二代数字蜂窝移动通信系统的核心网移动性管理协议。的核心网移动性管理协议。3GPP2的标准化工作受到拥有多项的标准化工作受到拥有多项CDMA关键技术专利的高通公司的较多支关键技术专利的高通公司的较多支持。持。1.1.2 第三代移动通信技术标准第三代移动通信技术标准1第三代移动通信标准的提出第三代移动通信标准的提出 第三代移动通信标准通常指无线接口第三代移动通信标准通常指无线接口的无线传输技术标准。的无线传输技术标准。多址接入技多址接入技术术正正 式式 名名 称称习习 惯惯 称称 呼呼CDMACDMAIMT-2000 CDMA-DSIMT-2000 CDMA-
9、DSWCDMAWCDMAIMT-2000 CDMA-MCIMT-2000 CDMA-MCcdma2000cdma2000IMT-2000 CDMA-TDDIMT-2000 CDMA-TDDTD-SCDMA/UTRA-TDDTD-SCDMA/UTRA-TDDTDMATDMAIMT-2000 TDMA-SCIMT-2000 TDMA-SCUWC-136UWC-136IMT-2000 TDMA-MCIMT-2000 TDMA-MCEP-DECTEP-DECT表表1-11-1 IMT-2000 IMT-2000无线接口的无线接口的5 5种技术标准种技术标准 采用码分多址接入技术（采用码分多址接入技术（
10、CDMA）的）的3种候选方案成为第三代移动通信的主流标种候选方案成为第三代移动通信的主流标准。准。3种主流标准的工作方式分别为频分双种主流标准的工作方式分别为频分双工工直扩（直扩（FDD-DS）、频分双工）、频分双工多载波多载波（FDD-MC）和时分双工（）和时分双工（TDD），对应），对应的标准分别为的标准分别为WCDMA、cdma2000和和TD-SCDMA/UTRA-TDD。（1）IMT-2000 CDMA-DS（WCDMA）IMT-2000 CDMA-DS又称宽带码分多又称宽带码分多址（址（Wide band CDMA，WCDMA）。）。WCDMA的核心网基于演进的的核心网基于演进的G
11、SM/GPRS网络技术，空中接口采用网络技术，空中接口采用DS-CDMA多址方式。多址方式。（2）IMT-2000 CDMA-MC（cdma2000）IMT-2000 CDMA-MC又称又称cdma2000。cdma2000是基于是基于IS-95标准的各种标准的各种CDMA制造厂家的产品和不同运营商的网制造厂家的产品和不同运营商的网络构成的一个家族概念。络构成的一个家族概念。从从IS-95演进而来的演进而来的cdma2000标准是一标准是一个体系结构，称为个体系结构，称为cdma2000家族，它包含家族，它包含一系列子标准，经过融合后含多载波一系列子标准，经过融合后含多载波（Multi-Car
12、rier，MC）方式，即单载波）方式，即单载波（1x）、三载波（）、三载波（3x）等方式。）等方式。（3）IMT-2000 CDMA-TDD IMT-2000 CDMA-TDD目前包括低码目前包括低码片速率片速率TD-SCDMA和高码片速率和高码片速率UTRA-TDD两个技术。两个技术。TD-SCDMA（Time Division Synchronous CDMA）采用时分）采用时分同步码同步码分多址技术。分多址技术。UTRA-TDD采用通用陆地无线接入采用通用陆地无线接入时分双工技术。时分双工技术。TD-SCDMA是中国提出的国际标准，是中国提出的国际标准，目前已经在我国国内建网，而目前已经
13、在我国国内建网，而UTRA-TDD标准制定现在已处于停顿状态，所以通常标准制定现在已处于停顿状态，所以通常提到提到IMT-2000 CDMA-TDD即指即指TD-SCDMA。23大主流技术标准性能对比大主流技术标准性能对比性能指性能指标标/标标准准WCDMAWCDMAcdma2000cdma2000TD-SCDMATD-SCDMA核心网核心网GSM MAPGSM MAPANSI-41ANSI-41GSM MAPGSM MAP带宽带宽5MHz5MHz1.25MHz1.25MHz1.6MHz1.6MHz多址方式多址方式CDMACDMACDMACDMACDMA/TDMACDMA/TDMA码码片速率片
14、速率3.84Mchip/s3.84Mchip/s1.2288Mchip/s1.2288Mchip/s1.28Mchip/s1.28Mchip/s双工方式双工方式FDD/TDDFDD/TDDFDDFDDTDDTDD帧长帧长10ms/1510ms/15时时隙隙/帧帧5 5、1010、2020、4040、80ms/1680ms/16时时隙隙/帧帧5 5 2ms/72ms/7 2 2时时隙隙/2/2子子帧帧/帧帧语语音音编码编码自适自适应应多速率多速率语语音音编码编码器（器（AMRAMR）可可变变速率声速率声码码器器IS-773IS-773、IS-127IS-127自适自适应应多速率多速率语语音音编码
15、编码器（器（AMRAMR）信道信道编码编码卷卷积码积码和和TurboTurbo码码卷卷积码积码和和TurboTurbo码码卷卷积码积码和和TurboTurbo码码信道化信道化码码前向前向OVSFOVSF，扩频扩频因子因子5125124 4；反向反向OVSFOVSF，扩频扩频因子因子2562564 4前向：前向：WalshWalsh和和长码长码；反向：反向：WalshWalsh和准正交和准正交码码OVSFOVSF，扩频扩频因子因子16161 1扰码扰码前向：前向：1818位位GOLDGOLD码码；反向：反向：2424位位GOLDGOLD码码长码长码和短和短PNPN码码长长度固定度固定为为1616
16、的的伪伪随机随机码码功率控制功率控制开开环环+闭环闭环开开环环+闭环闭环开开环环+闭环闭环切切换换软软切切换换软软切切换换接力切接力切换换导频结导频结构构上行上行专专用用导频导频；下行公共或下行公共或专专用用导频导频上行上行专专用用导频导频；下行公共或下行公共或专专用用导频导频下行公共下行公共导频导频DwPTSDwPTS；上行同步上行同步UpPTS UpPTS 基站同步基站同步同步同步/异步异步GPSGPS同步同步同步同步表表1-21-23G3G的主流标准性能对比的主流标准性能对比1.1.3 第三代移动通信标准化进程第三代移动通信标准化进程13GPP技术规范的版本划分技术规范的版本划分（1）R
17、99版本版本（2）R4版本版本（3）R5版本版本（4）R6版本版本（5）R7版本版本（6）R8版本版本（7）R9版本版本23GPP2技术规范的发展历程技术规范的发展历程（1）cdma2000无线技术的发展历程无线技术的发展历程 cdma2000 1x是是cdma2000移动通信系统移动通信系统发展的第一阶段，对应发展的第一阶段，对应cdma2000标准的标准的Rev.0、Rev.A、Rev.B协议版本。协议版本。cdma2000 1xEV-DO技术起源于美国技术起源于美国Qualcomm公司提出的高速率数据（公司提出的高速率数据（High Data Rate，HDR）技术。）技术。cdma20
18、00 1xEV-DV综合了综合了cdma2000 1x和和cdma2000 1xEV-DV的优点，对应的优点，对应Rev.C和和Rev.D协议版本。协议版本。（2）cdma2000核心网发展历程核心网发展历程 阶段阶段0 阶段阶段1 阶段阶段2 阶段阶段31.2 1.2 第三代移动通信频谱分配第三代移动通信频谱分配图图1-3 WRC20001-3 WRC2000频谱安排频谱安排图图1-4 1-4 中国第三代移动通信系统频谱安排中国第三代移动通信系统频谱安排1.3 1.3 第三代移动通信业务第三代移动通信业务 3G业务可以从不同的角度进行不同的业务可以从不同的角度进行不同的分类，不同分类所属的各
19、种业务可以是相分类，不同分类所属的各种业务可以是相互交叠的。互交叠的。基于基于GSM网络和固定网络数据业务的网络和固定网络数据业务的分类，分类，UMTS论坛将论坛将3G业务分为业务分为6类。类。即移动即移动Internet接入、定制信息和娱乐接入、定制信息和娱乐业务、多媒体短消息业务、基于位置的业业务、多媒体短消息业务、基于位置的业务、移动务、移动Internet/Extranet接入业务和增强接入业务和增强语音（含可视电话服务）语音（含可视电话服务）。按照应用层按照应用层QoS的业务分类，的业务分类，3GPP定定义了义了4种基本业务类型，即会话类业务、流种基本业务类型，即会话类业务、流媒体业
20、务、交互类业务和背景类业务；按媒体业务、交互类业务和背景类业务；按照媒体的表现形式，照媒体的表现形式，3G业务可以分为文本业务可以分为文本业务、视频业务和多媒体业务。业务、视频业务和多媒体业务。下面根据应用层下面根据应用层QoS的业务和用户体的业务和用户体验来分类介绍验来分类介绍3G业务。业务。1根据应用层根据应用层QoS的的3G业务分类业务分类图图1-5 1-5 不同不同QoSQoS要求时业务特点示意图要求时业务特点示意图（1）会话类业务）会话类业务（2）流类业务）流类业务（3）交互类业务）交互类业务（4）背景类业务）背景类业务2根据用户体验的根据用户体验的3G业务分类业务分类（1）通信类业
21、务）通信类业务（2）娱乐类业务）娱乐类业务（3）资讯类业务）资讯类业务（4）Internet业务业务（5）金融业务）金融业务（6）位置服务）位置服务（7）监控服务）监控服务1.4 1.4 第三代移动通信演进第三代移动通信演进1.4.1 第三代移动通信的演进路径第三代移动通信的演进路径图图1-6 3G1-6 3G的演进有三条路径的演进有三条路径 1.4.2 IMT-Advanced1ITU-Advanced的标准化进程的标准化进程2ITU-Advanced关键技术关键技术（1）ITU-Advanced无线接口技术无线接口技术（2）ITU-Advanced网络技术网络技术 下一代网络演进的需求下一
22、代网络演进的需求 下一代网络的结构下一代网络的结构小小 结结1第三代移动通信系统简称第三代移动通信系统简称3G，又被国，又被国际电联（际电联（ITU）称为）称为IMT-2000，是指在，是指在2000年左右开始商用并工作在年左右开始商用并工作在2000MHz频频段上的国际移动通信系统。段上的国际移动通信系统。IMT-2000的标准化工作开始于的标准化工作开始于1985年。年。第三代移动通信标准规范具体由第三第三代移动通信标准规范具体由第三代移动通信合作伙伴项目（代移动通信合作伙伴项目（3GPP）和第三）和第三代移动通信合作伙伴项目二（代移动通信合作伙伴项目二（3GPP2）分）分别负责。别负责。
23、2第三代移动通信的主流标准为第三代移动通信的主流标准为WCDMA，cdma2000和和TD-SCDMA/UTRA-TDD。3G的的3大主流技术标准在网络基础、大主流技术标准在网络基础、核心网、空中接口、码片速率、载频间隔、核心网、空中接口、码片速率、载频间隔、扩频方式、同步和功控速度等方面各有特扩频方式、同步和功控速度等方面各有特点。点。3第三代移动通信标准通过不断增加新特第三代移动通信标准通过不断增加新特性来增加自身的竞争力，使用并行版本体性来增加自身的竞争力，使用并行版本体制。制。3GPP技术规范的技术规范的3G版本划分为版本划分为R99，R4，R5，R6，R7，R8和和R9等。等。3GP
24、P2 技术规范的技术规范的3G版本划分为版本划分为Rev.0，R ev.A，R ev.B，R ev.C，Rev.D，UWB等。等。43G业务按照不同的标准可以有不同的业务按照不同的标准可以有不同的分类方法，按照应用层分类方法，按照应用层QoS的业务分类，的业务分类，3GPP定义了会话类业务、流媒体业务、交定义了会话类业务、流媒体业务、交互类业务和背景类业务；根据用户的体验，互类业务和背景类业务；根据用户的体验，3G业务可分为通信类业务、娱乐类业务、业务可分为通信类业务、娱乐类业务、资讯类业务、互联网业务、金融业务、位资讯类业务、互联网业务、金融业务、位置服务及监控服务等。置服务及监控服务等。5
25、3G的演进有的演进有3条路径。其一是以条路径。其一是以3GPP为基础的技术轨迹，即从第二代的为基础的技术轨迹，即从第二代的 GSM、GPRS到第三代的到第三代的WCDMA/TD-SCDMA、第三代增强型的第三代增强型的HSPA，以及，以及LTE发展路线，发展路线，最后演进到最后演进到IMT-Advanced，即，即B3G/4G。其二是以其二是以3GPP2为基础的技术路线，为基础的技术路线，即从第二代的即从第二代的 cdma2000到到cdma2000 1x，再到第三代的再到第三代的cdma2000 1xEV-DO/DV，以，以及长期演进的及长期演进的UMB升级版本，最后演进到升级版本，最后演进
26、到B3G/4G。其三是以其三是以WiMAX为基础的技术路线，为基础的技术路线，是宽带无线接入技术向着高移动性、高服是宽带无线接入技术向着高移动性、高服务质量的方向演进的结果。务质量的方向演进的结果。62005年年10月在赫尔辛基举行的月在赫尔辛基举行的ITV-R WP8F第第l7次会议上，正式将次会议上，正式将System Beyond IMT-2000命名为命名为IMT-advanced，其高移动性下可支持其高移动性下可支持100Mbit/s，低移动性，低移动性下支持下支持1Gbit/s。7新一代无线通信系统的技术方案可能分新一代无线通信系统的技术方案可能分布在物理层、链路层、网络层或跨越多层。布在物理层、链路层、网络层或跨越多层。ITU-Advanced无线接口技术主要包括无线接口技术主要包括空中接口网络结构、无线信号传输的编码空中接口网络结构、无线信号传输的编码调制技术、多址技术、多天线技术、空中调制技术、多址技术、多天线技术、空中接口同步技术、无线链路自适应技术、无接口同步技术、无线链路自适应技术、无线资源调度技术等。线资源调度技术等。下一代网络的研究将着眼于下一代网络的研究将着眼于IP连通层连通层面上的异构网络的融合、移动性和面上的异构网络的融合、移动性和QoS管管理、异构网络安全、网络的可扩展性等方理、异构网络安全、网络的可扩展性等方面。面。