【正文】 第 9章 3G技術(shù)概述 IMT2022的主要目標和要求 IMT2022的發(fā)展歷程 3G系統(tǒng)承載的業(yè)務 3G系統(tǒng)的基本特征 3G系統(tǒng)中支持的新技術(shù) 3G標準化進程及其演進策略 3G主要技術(shù)標準概述 Wimax簡介 IMT2022的主要目標和要求 ?IMT2022： 意指工作在 2022MHz頻段并在 2022年左右投入商用的國際移動通信系統(tǒng) （ International Mobile Tele System） ， 它既包括地面通信系統(tǒng)也包括衛(wèi)星通信系統(tǒng) 。 ?3G： 基于 IMT2022的寬帶移動通信系統(tǒng)稱為第三代移動通信系統(tǒng) ， 簡稱為 3G， 它將支持 速率高達 2Mbps的業(yè)務 ， 而且業(yè)務種類將涉及話音 、 數(shù)據(jù) 、 圖像以及多媒體等業(yè)務 。 1 IMT2022與 3G的含義 ?全球性標準 ， 全球漫游 ?適應多種環(huán)境 ?能提供高質(zhì)量的多媒體業(yè)務 ?足夠的系統(tǒng)容量和強大的用戶管理能力 ?多種環(huán)境下支持高速的分組數(shù)據(jù)傳輸速率 ?快速移動環(huán)境 144kbps ?步行環(huán)境 384kbps ?固定位置環(huán)境 2Mbps IMT2022的主要目標和要求 2 IMT2022的目標 ? 便于系統(tǒng)的升級 、 演進 ， 易于向下一代系統(tǒng)靈活發(fā)展； ? 傳輸速率能夠按需分配； ? 上下行鏈路能適應不對稱業(yè)務的需求； ? 具有簡單的小區(qū)結(jié)構(gòu)和易于管理的信道結(jié)構(gòu)； ? 無線資源的管理 、 系統(tǒng)配置和服務設(shè)施要靈活方便； ? 業(yè)務與其它固定網(wǎng)絡業(yè)務兼容； ? 頻率利用率高； ? 高保密性 。 IMT2022的主要目標和要求 3 IMT2022的要求 IMT2022的發(fā)展歷程 ? 1991年 ， 國際電聯(lián)正式成立 TG8/1工作組 ， 負責 FPLMTS(未來公用陸地移動通信系統(tǒng) )標準的制定； ? 1996年 ， FPLMTS正式更名為 IMT2022； ? 1997年初 ， 國際電聯(lián)發(fā)出通函 ， 向各國征集 IMT2022無線傳輸技術(shù)方案； ? 1998年 6月 ， ITU共收到 10種地面無線傳輸方案 ， 經(jīng)過協(xié)調(diào)與融合 ， 1999年 11月 ， 確定了 IMT2022的無線傳輸技術(shù)規(guī)范 ，將無線接口標準明確為五種方案； ? 2022年 5月 ， 國際電信聯(lián)盟 無線標準部 （ ITUR） 最終通過IMT2022無線接口規(guī)范 （ ） ， 包括： ?美國電信工業(yè)協(xié)會 （ TIA） 提交的 cdma2022 ?歐洲電信標準化協(xié)會 （ ETSI） 提交的 WCDMA ?中國電信科學技術(shù)研究院 （ CATT） 提交的 TDSCDMA 1 IMT2022的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下的歷程： 2 IMT2022地面無線傳輸技術(shù)提案 IMT2022的發(fā)展歷程 序號 提案名稱 雙工方式 提交者 1 J： WCDMA FDD、 TDD 日本： ARIB 2 ETSIUTRAUMTS FDD、 TDD 歐洲： ETSI 3 WIMS WCDMA FDD 美國： TIA 4 WCDMA/NA FDD 美國： T1P1 5 Global CDMA II FDD 韓國： TTA 6 TDSCDMA TDD 中國： CATT 7 cdma2022 FDD、 TDD 美國： TIA 8 Global CDMA I FDD 韓國： TTA 9 UWC136 FDD 美國： TIA 10 EPDECT TDD 歐洲： ETSI DECT計劃 3 IMT2022地面無線接口標準 IMT2022的發(fā)展歷程 多址方式 標準名稱 對應提案 CDMA IMT2022 CDMA DS WCDMA IMT2022 CDMA MC cdma2022 IMT2022 CDMA TDD TDSCDMA 和 UTRATDD TDMA IMT2022 TDMA SC UWC136 IMT2022 TDMA MC DECT 3G系統(tǒng)承載的業(yè)務 ?3G—靈活的支持多種業(yè)務：話音 、 數(shù)據(jù) 、 圖像及多媒體等；并能夠靈活引進新業(yè)務 ?ITUR的建議 3G支持的主要業(yè)務劃分為 交互性業(yè)務 、 分配性業(yè)務 和 移動性業(yè)務 三大類 。 ?交互性業(yè)務：會話業(yè)務 、 消息業(yè)務和檢索與存儲業(yè)務； ?分配性業(yè)務：例如廣播業(yè)務； ?移動性業(yè)務：漫游業(yè)務和定位業(yè)務 3G系統(tǒng)的基本特征 系統(tǒng)頻段 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 1 系統(tǒng)頻段： WRC92 1850 1900 1950 2022 2050 2100 2150 2200 2250美國日本韓國歐洲國際電聯(lián)P C S M S SM S SM S S = M o b i l e S a t e l l i t e S e r v i c eM H zI M T 2022M S SI M T 2022M S SI M T 2022P H SM S SU M T SI M T 2022 M S SI M T 2022 M S SI M T 2022 M S SU M T S M S SM S S 3G系統(tǒng)的基本特征 ?ITU在 2022年的 WRC2022大會上在 WRC92基礎(chǔ)上又批準了新的附加頻段： ? 806～ 960 MHz； ? 1710～ 1885 MHz； ? 2500～ 2690 MHz。 3G系統(tǒng)的基本特征 1 系統(tǒng)頻段： WRC2022 3G系統(tǒng)的基本特征 1 系統(tǒng)頻段：中國 頻率范圍（ MHz） 工作模式 業(yè)務類型 備注 1920～ 1980/2110～ 2170 FDD 陸地移動業(yè)務 主要工作頻段 1755～ 1785/1850～ 1880 FDD 陸地移動業(yè)務 補充工作頻段 1880～ 1920/2022～ 2025 TDD 陸地移動業(yè)務 主要工作頻段 2300～ 2400 TDD 陸地移動業(yè)務 補充工作頻段，無線電定位業(yè)務共用 825～ 835/870～ 880 885～ 915/930～ 960 1710～ 1755/1805～ 1850 FDD 陸地移動業(yè)務 之前規(guī)劃給中國移動和中國聯(lián)通的頻段，上下行頻率不變 1980～ 2022/2170～ 2200 衛(wèi)星移動業(yè)務 ? ITUT的 SG11/WP3工作組于 1998年 5月確定了 IMT2022的網(wǎng)絡框架標準 ， 該標準明確了由 ITU定義的系統(tǒng)接口 U I M用 戶 識別 模 塊M T移 動設(shè) 備R A N無 線接 入 網(wǎng)C N核 心 網(wǎng)其 他系 統(tǒng)核 心 網(wǎng)U I M M T接 口無 線 接 口U N IR A N C NA 接 口網(wǎng) 絡 網(wǎng) 絡 接 口N N I 接 口 3G系統(tǒng)的基本特征 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ：（ 1）系統(tǒng)接口與核心網(wǎng) ? 系統(tǒng)的 無線接口 是最重要的一個接口 ； ? 目前 IMT2022中的核心網(wǎng)主要有三種 。 分別是 ?基于 GSM MAP的核心網(wǎng)； ?基于 ANSI41的核心網(wǎng)； ANSI：美國國家標準協(xié)會 ?全 IP的核心網(wǎng) G S M M A P核心網(wǎng)A N S I 4 1核心網(wǎng)c d m a 2 0 0 0W C D M AT D S C D M A3 G P P3 G P P 2NNI 3G系統(tǒng)的基本特征 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ：（ 2）核心網(wǎng)與三種標準的對應關(guān)系 ? 按照各組成部分的功能劃分 ， IMT2022系統(tǒng)可以分為三大部分：移動終端 、 接入網(wǎng) 、 核心網(wǎng)： ?移動終端 ：是為移動用戶提供服務的設(shè)備 ， 它與無線接入網(wǎng)之間的通信鏈路為無線鏈路； ?無線接入網(wǎng) ： 實現(xiàn)無線傳輸功能 ， 可以細分為 無線傳輸特殊功能 （ RTSF） 和 無線載體通用功能 （ RBCF） ； ?核心網(wǎng) ： 主要作用是提供信息交換和傳輸 ， 可以采用分組交換或者 ATM網(wǎng)絡 ， 最終將過渡到全 IP網(wǎng)絡 ， 并且與第二代移動通信系統(tǒng)核心網(wǎng)兼容 。 3G系統(tǒng)的基本特征 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ：（ 3）系統(tǒng)的三大組成部分 R T A F 1R T A F NR T A F 2I M T 2022R A N R T T 2I M T 2022R A N R T T NI M T 2022R A N R T T 1?I M T 2022R A N R T T 2I M T 2022R A N R T T NI M T 2022R A N R T T 1?M T FM T FM T FRBCF用戶終端R T S F 1R T S F 2R T S F NR T T 部分無線接入網(wǎng)IM T 2022 核心網(wǎng)絡核心網(wǎng)絡 1 I W F 1核心網(wǎng)絡 1A F 2核心網(wǎng)絡 mA F mIWF m?無線接口無線接入網(wǎng)接口核心網(wǎng) 3G系統(tǒng)的基本特征 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ：（ 4） IMT2022的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 3G系統(tǒng)中支持的新技術(shù) ?高效的信道編碼技術(shù) ?智能天線技術(shù) ?軟件無線電技術(shù) ?多用戶檢測與干擾消除 ?全 IP核心網(wǎng) ?信道編碼和交織依賴于信道特性和業(yè)務需求； ?在第三代移動通信系統(tǒng)中都采用了卷積碼和 Turbo碼兩種糾錯編碼： ?在高速率 、 對譯碼時延要求不高的數(shù)據(jù)鏈路中使用 Turbo碼以利于其優(yōu)異的糾錯性能； ?在語音和低速率 、 對譯碼時延要求比較苛刻的數(shù)據(jù)鏈路中使用卷積碼 ， 在其它邏輯信道中也使用卷積碼 。 3G系統(tǒng)中支持的新技術(shù) 1 高效的信道編碼技術(shù) ?原理： 基于自適應天線陣列原理 ， 利用天線陣列的波束合成和指向 ， 產(chǎn)生多個獨立的波束 ， 自適應地調(diào)整其方向圖以跟蹤信號變化；對干擾方向調(diào)零以減少甚至抵消干擾信號 ， 提高接收信號的載干比 （ C/I） ， 以增加系統(tǒng)的容量和頻譜效率 。 ?特點： 以較低的代價換得無線覆蓋范圍 、 系統(tǒng)容量 、 業(yè)務質(zhì)量 、 抗阻塞和掉話等性能的顯著提高 ?智能天線： 由 N單元天線陣 、 A/D轉(zhuǎn)換器 、 波束形成器（ Beamformer） 、 波束方向估計及跟蹤器等幾部分組成 3G系統(tǒng)中支持的新技術(shù) 2 智能天線技術(shù) ? 基本思想： 將寬帶模數(shù)變換器 (A/D)及數(shù)模變換器 (D/A)盡可能地靠近射頻天線 ， 建立一個具有 “ A/DDSPD/A”模型的通用的 、 開放的硬件平臺 ， 在這個硬件平臺上盡量利用軟件技術(shù)來實現(xiàn)平臺的各種功能模塊 。 在這個系統(tǒng)中 ， 從射頻 、 中頻 、 基帶直到控制協(xié)議部分全由軟件編程來完成 ， 把盡可能多的通信功能用軟件來實現(xiàn) ， 硬件的通用性和軟件的可重構(gòu)性使得系統(tǒng)的改進和升級非常方便 ， 不同系統(tǒng)間可以很好地互連與兼容 。 ? 特點： 基于同樣的硬件環(huán)境 ， 針對不同的功能采用不同的軟件來實施 ， 其系統(tǒng)升級 、 多種模式的運行可以自適應地完成 。 能夠?qū)崿F(xiàn)多模式通信系統(tǒng)的無縫連接 。 ? 關(guān)鍵部分： 寬帶多頻段天線 、 高速 A/D和 D/A轉(zhuǎn)換器以及高速信號處理部分 3G系統(tǒng)中支持的新技術(shù) 3 軟件無線電技術(shù) ?