3G移动通信理论及应用-第一章.ppt
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1、3G移动通信理论及应用戴 鑫第第1 1章章 移动通信概述移动通信概述1.1 1.1 移动通信发展移动通信发展烽火点亮烽火点亮表示敌人来犯表示敌人来犯烽火未点烽火未点表示平安无事表示平安无事光通信古老的信息传递方式东南西北两个比特表示四个信息两个比特表示四个信息区分敌人的进攻方向电信技术发展史电报技术电报技术(1837)(1837):莫尔斯:莫尔斯 电话技术电话技术(1876)(1876):贝尔:贝尔 无线电通信技术无线电通信技术(1906)(1906):微波、卫星通信:微波、卫星通信数据传输理论数据传输理论(1928)(1928):奈奎斯特:奈奎斯特复用技术复用技术(1930)(1930):里
2、夫斯:里夫斯(PCM)PCM)数字通信理论数字通信理论(1948)(1948):香农:香农移动通信移动通信(近近2020年年):GSMGSM、CDMACDMA光纤通信光纤通信(近近2020年年):高锟:高锟(光纤光纤)、WDMWDM 19201920年年,美国匹兹堡建美国匹兹堡建立了第一座面向公众的立了第一座面向公众的无线广播电台无线广播电台 18761876年发明电话的是英国人贝尔年发明电话的是英国人贝尔(18471922)(18471922),当时他还不到,当时他还不到3030岁。他还制造了助听器,改进了留岁。他还制造了助听器,改进了留声机,他一生获得声机,他一生获得3030项发明专利。项
3、发明专利。贝尔模拟手机时代、模拟手机时代、GSMGSM时代、时代、2.52.5GG时代和时代和3 3GG时代时代 手机手机 GSM GSM 无天线无天线 翻盖翻盖 双频双频手机及移动通信的发展史ITU对电信的定义 国际电信联盟国际电信联盟 (International Telecommunication Union(International Telecommunication Union-ITU)-ITU)18651865年年55月月1717日成立的国际电报联盟,日成立的国际电报联盟,19341934年改名为国际电信联盟年改名为国际电信联盟 ,简称国际电联。,简称国际电联。19691969年
4、年55月月1717日,决定日,决定55月月1717日定为日定为“世界电信日世界电信日”。ITUITU对电信的定义对电信的定义利用有线、无线的电磁系统或者光电系统,传输、发射、接收或者利用有线、无线的电磁系统或者光电系统,传输、发射、接收或者处理语音、文字、数据、图像以及其他形式信息的活动。处理语音、文字、数据、图像以及其他形式信息的活动。常见的移动通信系统公共陆地移动通信网络(公共陆地移动通信网络(PLMNPLMN)无线市话系统(无线市话系统(WUTSWUTS)集群移动无线系统(集群移动无线系统(TMRSTMRS)卫星移动通信系统(卫星移动通信系统(SMCSSMCS)无线局域局(无线局域局(W
5、LANWLAN)无线个人域网(无线个人域网(WPANWPAN)移动通信网络示意图移动通信网络示意图第四代移动通信系统(4G)基于OFDM早期模拟移动通信系统(1G)AMPS、TACS第三代移动通信系统(3G)WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA数字蜂窝移动通信系统(2G)GSM、CDMA95A 制式由模拟到数字 数码率由低到高 漫游范围由小到大移动通信发展简史第一代:模拟技术 NMT-450:Nordic Mobile Telephone,450MHzNMT-900:Nordic Mobile Telephone,900MHzTACS:Total Access Communicati
6、ons System,900MHzAMPS:Mobile Phone Service,800MHz移动通信发展简史模拟移动通信系统(1G)模 拟 和 频 分 多 址(FDMA)网络覆盖范围小 漫游功能差 只能实现话音业务 保密性差 体积大、重量重 中国移动2001年12月31日 关闭模拟移动电话网电 话 榔 头第二代:数字技术GSM:Global System for Mobile Communication,GSM-900MHz(by far the most successful and widely used 2G system)GSM1800或称DCS-1800 GSM-1900或称P
7、CS-1900(北美和智利)D-AMPS:Digital AMPSCDMA(IS-95):Code-Division Multiple AccessGSM移动通信系统(2G)155M/2M 数据链路数据链路 2.52.5代代:表示在第二代网络基础上的各种先进的升级技术表示在第二代网络基础上的各种先进的升级技术 HSCSDHSCSD:high-speed circuit-switched data,:high-speed circuit-switched data,A good A good choice for real-time applicationchoice for real-time
8、 application GPRS:GPRS:General Packet Radio Services General Packet Radio Services Especially suitable for non-real-time applicationsEspecially suitable for non-real-time applications EDGE:EDGE:Enhanced Data Rates for Global EvolutionEnhanced Data Rates for Global Evolution A new modulation scheme c
9、alled eight-phase A new modulation scheme called eight-phase shift keying (8PSK)shift keying (8PSK)电话怎么老掉线?用户密度急剧增长数据业务需求不断提高2G系统受空中接口及网络能力的限制,难以满足市场的需求。ButUMTS3G:the Universal Mobile Telecommunications System(UMTS)WCDMA 欧洲与日本标准技术的融合,由3GPP组织制订,目前已经有四个版本,即R99、R4、R5和R6CDMA2000 美国提出,由3GPP2组织制订,版本包括Rele
10、ase0、ReleaseA、EV-DO和EV-DV TD-SCDMA 由大唐代表中国提出,为TDD方式的CDMA系统 3G概述3G移动通信系统接入网功能有所改变能够提供更多业务RNCRNC(无线网络控制(无线网络控制器器,Radio Network,Radio Network ControllerController)是第三代)是第三代(3G)(3G)无线网络中的主无线网络中的主要网元,是接入网络要网元,是接入网络的组成部分,负责移的组成部分,负责移动性管理、呼叫处理、动性管理、呼叫处理、链路管理和移交机制。链路管理和移交机制。3G业务丰富多彩1.2 2G向3G的演进1985年 ITU TG8
11、/1提出了3G概念FPLMTS (未来公共陆地移动通信系统)1992年 对FPLMTS的频率进行了划分1996年 正式确认使用IMT-2000这个名称1997年 确定了基本要求和征求RTT建议1998年6月30日 提交无线标准建议1998年秋 建议评估1999年10月25日11月5日 ITU TG8/1通过了IMT-2000无线接口技术规范建议,确立了5个无线接口技术标准。2000年10月6日 在加拿大成立IMT2000 and Beyond(4G)工作组3G技术发展史国际3G标准化组织国际国际3G3G标准化组织标准化组织ITU(国际电联)ITU-R WP8F:无线频谱、技术、业务等超3G(S
12、ystem Beyond IMT-2000)远景及后续业务、频谱和技术等相关研究;WRC-00确认频谱的规划;3G技术规范建议M.1457(RSPC)更新,2002年5月完成第一更新版本,主要增加了3G增强性技术;ITU-T SSG核心网超3G核心网远景IP核心网融合3G3G标准组织主要由标准组织主要由3GPP3GPP、3GPP23GPP2组成,以组成,以CDMACDMA码分多址技术为码分多址技术为核心。核心。3GPP:制 定 基 于GSM/GPRS核 心 网、全IP核心网,无线技术为WCDMA,CDMA TDD和EDGE的技术规范3GPP2:制定基于ANSI-41核 心 网、全IP核心网,无
13、线技 术 为 cdma2000的技术规范2G向3G的演进 2G 2.5G 2.75G 3G10Mbps+2Mbps7-14.4 kbps57-115 kbps144-384 kbpscdmaOneIS-95-AcdmaOneIS-95-BGSM新运营商DCMA2000IxDCMA2000IxEV-DO/DVEDGEGPRSCDMA20003xW-CDMATD-CDMAHSDPA1995 1999 2000 2001/2/3 2002/3/4 2005/6Voice14.4kbpsCSD&PDVoice64kbps PacketVoice9.6kbps CSDHigh Capacity Voic
14、e153kbps PacketRel.A.307kbps2.4 Mbps Packet384kbps Packet114kbps PacketHigh Capacity Voice2 Mbps Packet?核心网电路域2G向3G技术演进(宽带化、全IP)GSM/GPRS7号信令网:STP基于TDM链路组织 支持GSM/GPRS TDM 传输 分级网结构子系统子系统3GPP R99 新的用户签约数据和多种业务增强沿用GSM网络结构,无重大改进IP信令网:SIGTRAN承载与控制相分离软交换网络结构可采用IP承载 FDD TDMA30K-56Kbps数据 FDD WCDMA 384K-2Mbps
15、数据 TD-SCDMA无线接入网核心网分组域HLR业务信令传输 IP 传输 SGSN/GGSN基于GTP协议组网3GPP R43GPP R5/R6以SIP为主:基于IP传输 HSS-CS、PS、IMS沿用 GPRS网络结构,无重大改进无重大改进 HSDPA 10Mbps下行 IP-UTRAN话音/窄带数据话音/流媒体/宽带数据业务IMS业务 在3G分组域上叠加基于SIP协议的IMS网络进展运营经验丰富协议成熟有运营实例01年冻结,协议基本成熟但运营实例较少 R5于02年冻结,R6尚未冻结,协议还不成熟国内外运营商对3G版本的发展战略先行者(韩国日本)跟随者(中国移动)观望者(非洲)移动业务发展
16、情况移动业务发展情况移动业务发展情况 用户总量稳定/饱和 2G 扩容基本停止 3G-新业务-ARPU 仍以发展GSM/GPRS为主 移动普及率还相当低 GSM 业务还不太发达 3G发展模式3G 进行情况 3G R99 新建网络 20022003年陆续提供 3G 服务 培育 3G 业务市场,3G 技术试验 2G 扩容考虑今后的平滑升级新进者(中国电信)了解市场发展动态 跟踪 3G 技术进展未来规划问题 重视演进到3G R5/R6的IMS网络 可能跳过R4阶段 重点在R99 不排除R4,引入时机?观望 固网基础完善,但没有移动通信网 没有运营移动业务 直接以3G作为移动切入点 开展3G技术试验和市
17、场研究 着手3G网络建设规划 希望3G网络与现有固网资源更好地融合 非常重视基于IP的R4移动软交换 3GPP3GPP协协议议版版本本分分为为R99/R4/R5/R6R99/R4/R5/R6等等多多个个阶阶段段,其其中中R99R99协协议议于于20002000年年33月月冻冻结结功功能能,R4R4协协议议于于20012001年年33月月冻冻结结功功能能。R99R99、R4R4目前已经成熟商用,目前已经成熟商用,R5R5、R6R6协议还在进一步完善过程中。协议还在进一步完善过程中。3GPP3GPP协议版本演进示意图协议版本演进示意图IMT-2000IMT-2000的目标与特点的目标与特点具有全球
18、无缝覆盖和漫游能力高服务质量,高速传输,提供窄带和宽带多媒体业务与固定网络各种业务的相互兼容无缝业务传递支持系统平滑升级和现有系统的演进适应多种运行环境支持多媒体功能及广泛业务的终端2 Mbps-固定网/室内环境384 kbps-步行/城市环境144 kbps-移动环境多种环境下的多样的数据速率3G移动通信系统的频率分配依据国际电联有关第三代公众移动通信系统(IMT-2000)频率划分和技术标准,按照我国无线电频率划分规定,结合我国无线电频谱使用的实际情况,信息产业部于2002年12月23日公布了我国第三代公众移动通信系统频率规划(信息产业部无2002479号文件)。目前在800MHz/900
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- 3G 移动 通信 理论 应用 第一章
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