《第10讲3G移动通信系统介绍.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第10讲3G移动通信系统介绍.ppt（35页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、3G移动通信系统介绍MSMSBSSBSSEIREIRMSCMSCMSCMSCHLRHLRVLRVLRAUCAUCOMCOMCPDNPSTNISDNCDMA系统基本结构GSM系统基本结构MSMSMSMSEIREIRMSCMSCMSCMSCHLRHLRVLRVLRAUCAUCOMCOMCPDNPDNPSTNPSTNISDNISDN网络交换网络交换网络交换网络交换子系统子系统子系统子系统基站子系统基站子系统基站子系统基站子系统移动台移动台移动台移动台公共网公共网公共网公共网IMT-2000无线接口标准 CDMA TDMA IMT-DSWCDMAIMT-MCcdma2000 IMT-TCTD-CDMA
2、TD-SCDMAIMT-SCUWC-136IMT-FTDECT第三代移动通信标准化格局ITU-TWP 3/11、SG2、SG13、SG16 IMT-2000ITU亚太ETSISMGARIBTTCTTA欧洲北美ITU-RWP 8FCWTST1P1TIAIMT2000主流提案（3个）WCDMA提案提案 宽带直接序列扩频CDMA方案，由欧洲电信标准协会(ETsI)提交，该系统可由GSM系统平滑演进。目前WCDMA提案由3GPP组织进行全面规范。IMT2000主流提案cdma2000提案提案 多载波cdma方案。由美国通信工业协会(TIA)提交，该系统可由窄带cdma(Is一95)兼容过渡。其间分为两
3、个阶段，即cdma2000 1X RTT和cdma20003x RTT。目前cDMA2000提案由3GPP2组织进行全面规范 IMT2000主流提案TDSCDMA提案提案 o时分同步CDMA方案，由大唐公司代表中国、以信息产业部电信科学技术研究院(cATT)的名义提交，可以在GsM系统上演进，在非对称频段上具有显著优势。该提案已被3GPP的R4版本接纳，标志着TDscDMA技术已经真正得到世界各大通信运营商和设备制造商的认可，成为全球第三代移动通信网络建设的重要选择方案之一。185019001950200020502100215022002250ITUEuropeUSAMSSPCSADBBCD
4、CE FAFEMSSReserveBroadcast auxiliary2165 MHz1990 MHz1850190019502000205021002150220022501880 MHz1980 MHzUMTSGSM 1800DECTMSS1885 MHz2025 MHz2010 MHzIMT 2000MSSUMTSJapanMSSIMT 2000MSSIMT 2000PHS18951918BC1885AA2170 MHzIMT 20002110 MHz2170 MHzMSSMSSCDMATDDWLLFDDWLL19802025MHzGSM1800CDMAFDDWLL1960192019
5、45Chinacellular(1)cellular(2)cellular(2)1805 MHz1865186518701885189018951910193019451965197019753G3G频谱分配频谱分配第三代伙伴项目3GPP和3GPP2o3GPPn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CDMA TDD(TD-SCDMA和UTRA TDD)融合技术为无线接口的标准。o3GPP2n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A
6、NSI/IS-41为核心网，cdma2000为无线接口的标准。（IS-41标准：用在AMPS系统、IS-136系统和IS-95系统中实现漫游）3GPP cdma2000-1XEV的技术标准，其中用高通公司技术的称为HDR(HDR:高速数据传输)，用摩托罗拉和*公司联合开发的技术称为1xTreme；LTE:长期演进（上行50M/s，下行100M/s）LTEEDGE:增强型数据速率GSM演进;LTE:长期演进（上行50M/s，下行100M/s）HSDPA:高速下行分组接入LTE用户速率与移动性的关系10KbpsWide Area/High MobilityShort Distance/Low Mo
7、bilityUser Bit Rate144Kbps384Kbps2MbpsEvolved 2nd Generation Systems(GSM-HSCSD,GPRS,IS-95B)2nd Generation Systems(GSM,IS-95,IS-136,PDC)GSM-EDGEIMT-2000第三代统一规范的必要性o全球统一频谱，减少频谱冲突o跨体制、跨区域的全球漫游o大规模生产，降低运营和终端成本o减少投资和开发风险，解决知识产权冲突，避免多种系统的选择问题o用户、运营者和生产商三者均可获益o各国在ITU进行了真诚合作，达成一致：采用IMT-2000家族的概念3G的三大主流技术标准比
8、较1.WCDMA系统概述o移动通信的发展和WCDMA的演进oUMTS网络单元构成oUTRAN接口功能UMTS的含义UMTS（Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统）是采用WCDMA空中接口技术的第三代移动通信系统，通常也把UMTS系统称为WCDMA通信系统。WCDMA系统结构和功能UTRAN：UMTS Terrestrial Radio Access Network（全球地面无线接入网）CN：Core Network（核心网）UE：User Equipment（用户设备）（1）ME（The Mobile Equipment），提供
9、应用和服务 （2）USIM（The UMTS Subsriber Module），提供用户身份识别WCDMA系统结构UTRAN结构RNC：无线网络控制器Node B：基站RNS RNC RNS RNC 核心网络（CN）Node B Node B Node B Node B Iu Iu Iur Iub Iub Iub Iub UE UE Uu Uu 核心网络的演进核心网络的演进INTERNETSGSNGGSNIP骨干网骨干网GbHLRPLMNGSM BSSMSCGMSCAINTERNET/宽带网宽带网3GWCDMA+Iu-psIu-csCS域域PS域域终端终端无线接入无线接入核心网核心网外部网络
10、外部网络 SGSN:服务GPRS支持节点 GGSN：网关GPRS支持节点 R99、R4核心网络结构MSCSCPHLRMSCRANRANRANTDMMSC ServerSCPHLRRANRANRANTDM/ATM/IPCS-MGWCS-MGWMSC ServerTUP/ISUP/BICCTUP/ISUP注：R99与R4的分组域无变化，图中未画出。R99R4H.248H.248MAP Over TDMMAP Over TDM/IPCAP Over TDMCAP Over TDM/IPSCP:业务控制电 Node B：基站 3G R4组网3GPP的演进过程 WCDMA FDD引入I u接口GSM/G
11、PRS核心网R99核心网CS域控制与承载分离R4核心网分组域引入IP多媒体域（IMS）引入HSDPAR5无线接口及业务增强R6WCDMA协议版本的演进R4R5R99o继承2G（GSM和GPRS）所有的业务和功能o核心网分CS电路域和PS分组域o接入网引入WCDMA UTRANo核心网和接入网之间的Iu接口基于ATMo继承WCDMA R99所有的业务和功能o电路域结构的变化：控制和承载相分离，MSC可以用合一或SERVER、MGW分离结构实现o电路域引入分组话音，支持多种传输技术：TDM，ATM，IPo继承WCDMA R4所有的业务和功能o核心网增加IM（IP多媒体域）oRAN向IP方向发展o增
12、强的IP QoS能力，支持端到端的IP多媒体业务200020012002功能冻结点2.CDMA发展进程-CDMA2000 1X是后续网络发展的基础，语音容量是IS95的两倍，可提供153.6Kbps的数据业务（Release 0）-CDMA2000 1X EV-DO（Evolution Data-Optimized）在专用载频上实现高速分组数据业务-CDMA2000 1X EV-DV(Evolution Data&Voice)兼容1X,实现综合的语音和高速分组数据业务-CDMA2000 1X后续演进有两种选择：1X-1xEV-DO;1X-1xEV-DV2001200019981995IS-95
13、AIS-95BCDMA2000 1XRelease 0/AEV DV Rel.C2004EV DO Rel.0 及增强及增强EV DO Rel.AEV DV Rel.Du CDMA2000-1X的的网络结构网络结构PDSN：分组数据业务节点：分组数据业务节点AAA：鉴权、授权、计费服务器：鉴权、授权、计费服务器HA：归属代理：归属代理FA：外部代理：外部代理 PCF：分组控制功能：分组控制功能RADIUS：归属：归属IP网络网络 Home IP NetworkHomeAAAMobile StationMobileClientHome ISPPrivate NetworkVisited Prov
14、iderHome Provider Visited AccessProvider NetworkMSC/VLRVisitedAAAAccess NetworkBSC,PCF FAHLRHome AccessProvider NetworkAAAServerAAA BrokerNetworkR-P interface,A10/A11 MIP/GREIPNetworkPDSNFirewall IP networkSS7NetworkHAu CDMA2000-1X的核心网的核心网PDSN：分组数据业务节点：分组数据业务节点AAA：鉴权、授权、计费服务器：鉴权、授权、计费服务器HA：归属代理：归属代理
15、FA：外部代理：外部代理 PCF：分组控制功能：分组控制功能RADIUS：归属：归属IP网络网络u TD-SCDMA技术的评估结果技术的评估结果中国的中国的TD-SCDMA提案完全符合并超出提案完全符合并超出ITU的最低的最低要求要求验证验证了了TD-SCDMA技术的优势，如技术的优势，如:由于采用智能天线和同步由于采用智能天线和同步CDMA技术，所以容量大技术，所以容量大成本低成本低适合非对称数据的传输适合非对称数据的传输频段使用灵活频段使用灵活u TD-SCDMA的标准化情况的标准化情况o1998年11月TG8/1伦敦会议明确TD-SCDMA符合IMT-2000要求，适应于所有环境应用。o
16、1999年3月完成TD-SCDMA关键参数o1999年4月成立中国无线通信标准研究组(CWTS)，组织国内几十个单位共同制定移动通信标准；o1999年10月完成提交到ITU的TD-SCDMA无线接口技术规范；o1999年11月TG8/1会议通过TD-CDMA作为RSPC建议CDMA TDD一个标准(5.3节)o2000年5月ITU-R RA-2000正式批准RKEY(M.1455)和RSPC建议(M.1457)u TD-SCDMA在在3GPP的标准化的标准化o中国在ITU一直倡导TDD的融合o1999年初主办多次TDD融合专题研讨会，并开始向3GPP提交文稿；o1999年5月CWTS加入3GP
17、P；o1999年9月运营者融合组织(OHG)包括TD-SCDMA的两种码片速率的CDMA TDD方式；o1999年10月TD-SCDMA正式开始在3GPP的标准化；o1999年底基本接受保留两个TDD优势，明确标准化计划，即2000年6月完成技术报告计划；R00完成标准化；o3GPP在Release 4，即2001年3月完成低码片速率(TD-SCDMA)的标准化工作；o核心网分为基于GSM/GPRS(R99、R4)和全IP(R5)两个阶段。u TDD和和FDDFDD 适合于大区制的全国系统 适合于对称业务，如话音、交互式实时数据业务等 TDD 适合于高密度用户地区：适合于对称及不对称的数据业务
18、，如话音、实时数据业务、特别是互联网方式的业务 能提供成本低廉的设备u IMT2000的的CDMA TDD标准概况标准概况两种CDMA TDD RTT：TD-SCDMA和UTRA TDD 两种TDD方案的异同：项目TD-SCDMAUTRA TDD 带宽和码片速率 1.6MHz/1.28Mcps 5MHz/3.84Mcps 帧结构7时隙/5ms15时隙/10ms 智能天线使用难使用 多用户检测 使用使用 软件无线电 全面使用 部分使用 切换接力切换硬切换 相同技术：信道编码和交织、调制(QPSK)、DCA、TDX、ODMA等等 设计思想：全面满足IMT2000要求室内系统，作为FDD的补充u T
19、D-SCDMA的关键技术的关键技术智能天线+多用户检测 多时隙的TDMADS_CDMA(帧结构)同步CDMA 用软件无线电技术实现 信道编码和交织(和3GPP相同)接力切换u TD-SCDMA系统的优势系统的优势o有利于频谱的有效利用有利于频谱的有效利用。不需要成对的频段，分配频段也比较简单，而WCDMA系统的FDD技术却需要成对的频段；o更适用于不对称的业务更适用于不对称的业务。因为上下行资源可以灵活分配，因此更适用于Internet，多媒体应用和文件传输业务；而WCDMA系统此时只能是浪费一个上行频段；o便于使用诸如智能天线等新技术便于使用诸如智能天线等新技术。上下行链路的相关性，上下行工
20、作于同一频率，因此对称的电波传播特性使之便于使用诸如智能天线等新技术，达到提高性能，降低成本的作用；而WCDMA上下行不使用同一个频段，因此不具备相关性；oTDD设备成本较低。设备成本较低。主要是由于信道是对应的，因此就可能简化接收机；无收发隔离的要求，可以使用单片IC来实现射频收发信机。uTD-SCDMA系统的劣势系统的劣势oTDD中的干扰是一个重要的问题中的干扰是一个重要的问题。在通信系统中的同步非常重要，而TDD系统本身是一个同步系统，因此对同步的要求就很高。同时上下行同处于一个频段，又造成了干扰类型的增加。oTD-SCDMA系统的覆盖较系统的覆盖较WCDMA系统小系统小；o移动速度问题移动速度问题。ITU-R要求的TDD支持的最高速率为120km/h，而FDD系统的最高速率为500km/h；o瞬时发射功率大瞬时发射功率大。TD-SCDMA有着TDMA的因素，导致脉冲功率干扰，需较大的瞬时发射功率，FDD则是在所有时隙上发射的，不存在该问题。