【正文】 6 談?wù)褫x . 第三代移動(dòng)通信的演進(jìn)趨勢(shì) . 電信科學(xué)， 2021， 16（ 5）： 3234 電子科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 淺談第三代移動(dòng)通信的發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái) 12 格便宜、容量較高和性能優(yōu)良等諸多優(yōu)點(diǎn)。另外，將 CDMA 與 SDMA 技術(shù)結(jié)合起來(lái)也起到了相互補(bǔ)充的作用，尤其是當(dāng)幾個(gè)移動(dòng)用戶靠得很近并使得 SDMA 無(wú)法分出時(shí)， CDMA 就可以很輕松地起到分離作用了，而 SDMA 本身又可以使相互干擾的 CDMA 用戶降至最小。 TDSCDMA 是中國(guó)唯一提交的關(guān)于第三代移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，它使用了第二代和第三代移動(dòng)通信中的所有接入技術(shù)，包括 TDMA、 CDMA 和SDMA，其中最關(guān)鍵的創(chuàng)新部分是 SDMA。下面我們就專門(mén)介紹幾項(xiàng)有可能應(yīng)用于第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中的技術(shù)。 具有全球范圍設(shè)計(jì)的 ，與固定網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)及用戶互連，無(wú)線接口的類型盡可能少和高度兼容性 。 一個(gè)共用的基礎(chǔ)設(shè)施，可支持同一地方的多個(gè)公共的和專用的運(yùn)營(yíng)公司 6．低成本、低功耗、小體積、高保密等良好的商業(yè)特性。具有與固定通信網(wǎng)絡(luò)相比擬的高話音質(zhì)量和高安全性 ， 具有在 2GHz 左右的高效頻譜利用率，且能最大程度地利用有限帶寬 ， 移動(dòng)終端可連接地面網(wǎng)和衛(wèi)星網(wǎng)，可移動(dòng)使用和固定使用，可與衛(wèi)星 業(yè)務(wù)共存和互連 。 IMT2021 系統(tǒng)構(gòu)成見(jiàn)圖 2，它主要有四個(gè)功能子系統(tǒng)構(gòu)成，即核心網(wǎng) (CN)、無(wú)線接入網(wǎng) (RAN)、移動(dòng)臺(tái) (MT)和用戶識(shí)別模塊 (UIM)組成 .分別對(duì)應(yīng)于 GSM 系統(tǒng)的交換子系統(tǒng) (SSS)、基站子系統(tǒng) (BSS)、移動(dòng)臺(tái) (MS)和 SIM 卡 .另外 ITU 定義了 4 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口，即： 6 物理層：它由一系列下行物理信道和上行物理信道組成 。 第三代移動(dòng)通信區(qū)別于現(xiàn)有的第一代和第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)概括為： 1． 全球普及和全球無(wú)縫漫游的系統(tǒng)：第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)一般為區(qū)域或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，而第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)是一個(gè)在全球范圍內(nèi)覆蓋和使用的系統(tǒng) .它將使用共同的頻段 (盡管 WPC 分配給 IMT2021 使用的頻 段為 18852025MHz， 21102200MHz，但在美國(guó)，部分頻段已用于 230MHz 頻段只是 IMT2021 計(jì)劃頻譜的一小部分， ITU 即將完成擴(kuò)展頻譜的規(guī)劃 )及全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) . 2． 具有支持多媒體業(yè)務(wù)的能力，特別是支持 Inter 業(yè)務(wù)的能力：現(xiàn)有的移動(dòng)通信系統(tǒng)主要以提供話音業(yè)務(wù)為主，隨著發(fā)展一般也僅能提供 100kb/s～200kb/s 的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)， GSM 演進(jìn)到最高階段的速率能力為 384kb/信的業(yè)務(wù)能力將比第二代有明顯的改進(jìn) .它應(yīng)能支持話音分組數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務(wù)；應(yīng)能根 據(jù)需要，提供所需帶寬 .ITU 規(guī)定的第三代移動(dòng)通信無(wú)線傳輸技術(shù)的最低要求中，必須滿足以下三種環(huán)境的要求，即：快速移動(dòng)環(huán)境，最高速率達(dá) 144kb/s；室外到室內(nèi)或步行環(huán)境，最高速率達(dá) 384kb/s；室內(nèi)環(huán)境，最高速率達(dá) 2Mb/s。 能夠?qū)崿F(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸和寬帶多媒體服務(wù)是第三代移動(dòng)通信的另一個(gè)主要特點(diǎn)。它的主要的特點(diǎn)之一是可實(shí)現(xiàn)全球漫游，使任意時(shí)間、任意地點(diǎn)、任意人之間的交流成為可能。比如，采用日本的 PHS系統(tǒng)的手機(jī)用戶，只有在日本國(guó)內(nèi)使用，而中國(guó) GSM 手機(jī)用戶到美國(guó)旅行時(shí)，手機(jī)就無(wú)法使用了。但由于第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)帶寬有限，限制了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的應(yīng)用，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)移動(dòng)的多媒體業(yè)務(wù)。 第三節(jié) 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)基本特征 模擬移動(dòng)通信具有很多不足之處，比如容量有限；制式太多、互不兼容、不能提供自動(dòng)漫游；很難實(shí)現(xiàn)保密；通話質(zhì)量一般；不能提供數(shù) 據(jù)業(yè)務(wù)等。 5 ,and Personal Communications,:46～ 58 電子科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 淺談第三代移動(dòng)通信的發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái) 9 另外，此協(xié)議還將 CDMA FDD 多載波方式和 CDMA FDD 直接序列擴(kuò)頻的高層協(xié)議統(tǒng)一起來(lái)，以支持基于 GSM 的核心網(wǎng)和基于 ANSI41 的核心網(wǎng) .1999 年 7 月份，兩個(gè) 3GPP 均明確表示支持 OHG 的融合建議和 ITU 的結(jié)論 。 由于 ITU 第三代移動(dòng)通信無(wú)線接口規(guī)范 IMT2021 的制定工作將于 1999年 10月份結(jié)束， ITU 如何繼續(xù)進(jìn)行在此之后的標(biāo)準(zhǔn)研究與技術(shù)改進(jìn)工作也成為 TG8/1 北京會(huì)議的重要議題 .會(huì)議認(rèn)為，在完成第一個(gè)版本的第三代標(biāo)準(zhǔn)之后，還要繼續(xù)進(jìn)行增強(qiáng)型的 IMT2021 標(biāo)準(zhǔn)化研究，并對(duì)第三代移動(dòng)通信業(yè)務(wù)和技術(shù)不斷更新 .對(duì)IMT2021 后 續(xù)技術(shù) (第四代移動(dòng)通信 )的研究也應(yīng)提上議事日程 .這些新的研究課題將在 1999 年 11 月舉行的 ITUR 第 8 研究組會(huì)議上進(jìn)行討論 。 1999 年 5 月 31 日到 6 月 11 日在北京舉行的 ITU TG8/1 第 17 次會(huì)議完成了第三代移動(dòng)通信 IMT2021 無(wú)線接口技術(shù)規(guī)范建議 (簡(jiǎn)稱 RSPC 建議 )框架的制定，并進(jìn)一步推動(dòng)了 CDMA 技術(shù)的融合 .這次會(huì)議為 ITU 在 1999 年 10 月份的芬蘭會(huì)議上完成 RSPC 建議最終文稿打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 5。 圖 121 核心網(wǎng)與無(wú)線接口的對(duì)應(yīng)關(guān)系 ITU TG8/1 于 1999 年 3 月 8 日至 19 日在巴西召開(kāi)了第 16 次會(huì)議 .此次會(huì)議完成并通過(guò)了 IMT2021 無(wú)線接口關(guān)鍵參數(shù) ()的選定，從而確定了第三代移動(dòng)通信技術(shù)的基本格局 .巴西會(huì)議將 IMT2021無(wú)線接口技術(shù)被分 為 CDMA和 TDMA 4 王江舟 , 閔范保 , 聶敏 , 朱暢華 .第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)無(wú)線增強(qiáng)技術(shù) .電子工業(yè)出版社 2021 電子科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 淺談第三代移動(dòng)通信的發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái) 8 兩大類， CDMA 又進(jìn)一步分為 FDD 直接序列擴(kuò)頻，即 FDD CDMADS(含 WCDMA 和cdma2021)、 FDD 多載波， FDDCDMAMC(cdma2021)和 TDD(含中國(guó)的 TDSCDMA、歐洲的 TDCDMA、日本的 WCDMA TDD 方式及 cdma2021 TDD 方式 )三種形式 .TDMA 也分成了類似的三種形式 。 其中 WCDMA和 cdma2021 將是第三代移動(dòng)通信的主流技術(shù) 。 EPDECT(序號(hào) 10)，即歐洲數(shù)字無(wú)繩通信系統(tǒng) DECT，它由于使用了第三代移 3 尤肖虎、曹淑敏、李建東，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與展望，電子學(xué)報(bào)， ， 1999 年 11 月 電子科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 淺談第三代移動(dòng)通信的發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái) 7 動(dòng)通信頻譜 的原因而提交，一般不引起人們的重視 。 由于 IS136 TDMA 是北美第二代系統(tǒng)的主要技術(shù)之一，其用戶規(guī)模與 IS95 相當(dāng)，所以 UWC136 將被 IS136 的運(yùn)營(yíng)者繼續(xù)采用 。 (2CDMA2021(序號(hào) 78) 提出與北美 cdma2021 類似提案的有兩種，包括美國(guó)TIA TR45 和韓國(guó)的 IS95 標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展而來(lái)的 。 表 121 十種 IMT2021地面無(wú) 線傳輸技術(shù)提案 3 序號(hào) 提交技術(shù) 雙工方式 應(yīng)用環(huán)境 提交者 1 J:WCDMA FDD、 TDD 所有環(huán)境 日本： ARIB 2 ETSIUTRAUMTS FDD、 TDD 所有環(huán)境 歐洲： ETSI 3 WIMS WCDMA FDD 所有環(huán)境 美國(guó)： TIA 4 WCDMA/NA FDD 所有環(huán)境 美國(guó)： T1P1 5 Global CDMA Ⅱ FDD 所有環(huán)境 韓國(guó)： TTA 6 TDSCDMA TDD 所有環(huán)境 中國(guó)： CATT 7 cdma2021 FDD、 TDD 所有環(huán)境 美國(guó)： TIA 8 Global CDMA Ⅰ FDD 所有環(huán)境 韓國(guó)： TTA 9 UWC136 FDD 所有環(huán)境 美國(guó)： TIA 10 EPDECT TDD 室內(nèi)、室外到 室內(nèi) 歐洲： ETSI DECT 計(jì)劃 (1)WCDMA(序號(hào) 15) 與歐洲 WCDMA 類似 的提案共有五個(gè) 。因此，這三種標(biāo)準(zhǔn)無(wú)一例外的都采用了 CDMA 這一核心技術(shù)（ CDMA 技術(shù)是一種擴(kuò)頻方式的通信，是在數(shù)字通信技術(shù)的分支擴(kuò)頻通信的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種技術(shù)，就是用具有噪聲特性的載波以及比簡(jiǎn)單點(diǎn)到幾點(diǎn)通信所需帶寬寬得多的頻帶去傳輸相同的數(shù)據(jù)）。ITUR TG8/1 巴西會(huì)議結(jié)束不久，愛(ài)立信與高通達(dá)成了專利相互許可使用協(xié)議； 1999 年 10 月， ITUR TG8/1 最后一次會(huì)議最終完成第三代移動(dòng)通信無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作； 2021 年，國(guó)際電信聯(lián)盟最終確定了３Ｇ通信系統(tǒng)的接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。并確定了第三代無(wú)線接口技術(shù)分為兩大類： CDMA與 TDMA，其 中 CDMA 占據(jù)主導(dǎo)地位； 1999 年 3 月， ITUR TG8/1 第 16 次會(huì)議在巴西召開(kāi)，此次會(huì)議確定了第三代移動(dòng)通信技術(shù)的大格局。主要焦點(diǎn)集中在以愛(ài)立信為首并以龐大的 GSM市場(chǎng)為后盾的歐洲 WCDMA 技術(shù)，與擁有多項(xiàng) CDMA 技術(shù)專利的以高通為代表的美國(guó) cdma2021 技術(shù)的爭(zhēng)奪，雙方展開(kāi)了一系列針?shù)h相對(duì)的較量，難以達(dá)成共識(shí)； 1998 年 6 月， ITU 共收到了 15 個(gè)有關(guān)第三代移動(dòng)通信無(wú)線接口的候選技術(shù)方案。 圖 112 移動(dòng)通信的發(fā)展歷程 電子科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 淺談第三代移動(dòng)通信的發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái) 5 第二節(jié) 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn) 1. 第三代移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化歷程如下： 1985 年，未來(lái)公共陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)（ Future Public Land Mobile Telephone System, FPLMTS）概念被提出，其理想是實(shí)現(xiàn)全球標(biāo)準(zhǔn)的完全統(tǒng)一，使第三代系統(tǒng)做 到全球一體，實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)縫漫游 2； 1991 年，國(guó)際電聯(lián)（ ITU）正式成立了 TG8/1 任務(wù)組，負(fù)責(zé) FPLMTS 標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作； 1992 年，國(guó)際電聯(lián)召開(kāi)世界無(wú)線通信系統(tǒng)大會(huì)（ WARC），對(duì) FPLMTS 的頻率進(jìn)行了劃分，成為第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)制訂進(jìn)程中的重要里程碑； 1997年初， ITU發(fā)出通函，要求各國(guó)在 1998年 6月前完成候選的 IMT2021(即International Mobile Telemunication，國(guó)際移動(dòng)通信 2021)無(wú)線接口技術(shù)方案的提交。這樣的發(fā)展不單為技術(shù)自身的進(jìn)步、通信系統(tǒng)性能的提高提供了源源不斷的動(dòng)力，也為人們的生活、工作提供了極大的便捷。 從上述的 資料和數(shù)據(jù)中我們不難發(fā)現(xiàn)，短短 20 年間，移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)生了翻天覆地的變化，取得了較為顯著地成果，并與人們的日常生活密切關(guān)聯(lián)。因此，最終提出的標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)施方案難免多種多樣，這為實(shí)現(xiàn)全球漫游又埋下禍根，有可能走 3G 的老路。 第四代移動(dòng)通信技術(shù)已不完全是紙上談兵比方說(shuō) ，美國(guó)已經(jīng)建立了實(shí)驗(yàn)網(wǎng)，日本也對(duì) 4C 進(jìn)行相應(yīng)規(guī)劃，中國(guó)已有科研機(jī)構(gòu) (如中國(guó)科學(xué)院計(jì)算所移動(dòng)通信技術(shù)研發(fā)中心 )從事 4G 研發(fā)。于是，被稱為 4G 的新一代移動(dòng)通信技術(shù)又成為研究的方向。 第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)： 3G 時(shí)代尚未真正到來(lái) 。第三代通信技術(shù)的使用使得系統(tǒng)操作更加靈活，它能夠支持基站間的異步操作；支持自適應(yīng)天線陣技術(shù)與多用戶檢測(cè)的技術(shù)；支持非平衡頻帶下采用時(shí)分雙工的模式，電子科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 淺談第三代移動(dòng)通信的發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái) 4 采用單信元頻率復(fù)用等。但是這樣低的數(shù)據(jù)通信速率顯然無(wú)法滿足移動(dòng)設(shè)備多媒體數(shù)據(jù)通信的需求 , 因此，廠商們紛紛在開(kāi)發(fā)新的、速率更快的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信技術(shù)，其中最典型的就是 GPRS（通用分組無(wú)線服務(wù)）、 HSCSD（高速率電路交換數(shù)據(jù)）和 EDGE。所以，第三代移動(dòng)通信核心網(wǎng)必須要考慮如何利用第二代網(wǎng)絡(luò)，即在 CSMMAP 和 IS41 基礎(chǔ) 上演進(jìn) 3C 核心網(wǎng)，如 3CPP 的 R99 基于 CSM／ CPRS 的核心網(wǎng)協(xié)議， 3CPP2 的 A 版本，其核心網(wǎng)基于 ANSI 41 的 MSG／ PDSN。 近年來(lái)，有關(guān) 3G 的介紹很多，其實(shí)大多數(shù)談?wù)摰氖菬o(wú)線傳輸技術(shù)方案 。盡管 2G 技術(shù)在發(fā)展中不斷得到完善，但隨著用戶規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，頻率資源己接近枯竭，語(yǔ)音質(zhì)量不能達(dá)到用戶滿意的標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)通信速率太低，無(wú)法在真正意義上滿足移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)的需求 第 三 代移動(dòng)通信系統(tǒng) ： 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（ IMT2021），在第二代移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步演進(jìn)的以寬帶 CDMA 技術(shù)為主 ,并能同時(shí)提供話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的移動(dòng)通信系統(tǒng) 亦即未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)，是一代有能力徹底解決第一、二代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要弊端的最選進(jìn)的移動(dòng)通信 系統(tǒng) 。它主要包括立即計(jì) 費(fèi)， GSM 900／ 1800 雙頻段工作等內(nèi)容，也包含了與全速率完全兼容的增強(qiáng)型話音編解碼技術(shù)，使得話音質(zhì)量得到了質(zhì)的改進(jìn)；半速率編解碼器可使