1、第四講  第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)1 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（3G）的發(fā)展歷史         ITU TG8/1早在1985年就提出了第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的概念，最初命名為FPLMTS（未來公共陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)），后在1996年更名為IMT-2000（International Mobile Telecommunications 2000）。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的目標(biāo)是：世界范圍內(nèi)設(shè)計(jì)上的高度一致性；與固定網(wǎng)絡(luò)各種業(yè)務(wù)的相互兼容；高服務(wù)質(zhì)量；全球范圍內(nèi)使用的小終端；具有全球漫游能力；支持多媒體功能及廣泛業(yè)務(wù)

2、的終端。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，對(duì)第三代無(wú)線傳輸技術(shù)（RTT）提出了支持高速多媒體業(yè)務(wù)（高速移動(dòng)環(huán)境：144Kbps，室外步行環(huán)境：384Kbps，室內(nèi)環(huán)境：2Mbps）、比現(xiàn)有系統(tǒng)有更高的頻譜效率等基本要求。 第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展大事記  1985年，未來公共陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)（FPLMTS）概念被提出。    1991年，國(guó)際電聯(lián)正式成立TG8/1任務(wù)組，負(fù)責(zé)FPLMTS標(biāo)準(zhǔn)制訂工作。    1992年，國(guó)際電聯(lián)召開世界無(wú)線通信系統(tǒng)會(huì)議（WARC），對(duì)FPLMTS的頻率進(jìn)行了劃分，這次會(huì)議成為第三

3、代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)制訂進(jìn)程中的重要里程碑。    1994年，ITU-T與ITU-R正式攜手研究FPLMTS。    1997年初，ITU發(fā)出通函，要求各國(guó)在1998年6月前，提交候選的IMT-2000無(wú)線接口技術(shù)方案。    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。    1999年3月，ITU-R TG8/1第16次會(huì)議在巴西召開，此次會(huì)議確定了第三代移動(dòng)通信技術(shù)的大格局。IMT-2000地面無(wú)線接

4、口被分為兩大組，即CDMA與TDMA。ITU-R TG8/1巴西會(huì)議結(jié)束不久，愛立信與高通達(dá)成了專利相互許可使用協(xié)議。    1999年5月，國(guó)際運(yùn)營(yíng)者組織多倫多會(huì)議上30多家世界主要無(wú)線運(yùn)營(yíng)商以及十多家設(shè)備廠商針對(duì)CDMA FDD技術(shù)達(dá)成了融合協(xié)議。    1999年6月，ITU-R TG8/1第17次會(huì)議在北京召開，這次會(huì)議不僅全面確定了第三代移動(dòng)通信無(wú)線接口最終規(guī)范的詳細(xì)框架，而且在進(jìn)一步推進(jìn)CDMA技術(shù)融合方面取得了重大成果。    1999年10月，ITU-R TG

5、8/1最后一次會(huì)議將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。    2000年，ITU將完成第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)部分標(biāo)準(zhǔn)的制訂。 4.2  第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)    10月25日到11月5日在芬蘭赫爾辛基召開的ITU TG8/1第18次會(huì)議最終通過了IMT-2000無(wú)線接口技術(shù)規(guī)范建議(IMT.RSPC)。最終確立了IMT-2000所包含的無(wú)線接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。      這次會(huì)議的最主要的結(jié)論是，通過了IMT-2000無(wú)線接口技術(shù)規(guī)范建議(

6、IMT.RSPC)。將無(wú)線接口的標(biāo)準(zhǔn)明確為以下5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：  CDMA技術(shù)：IMT-2000 CDMA DS 對(duì)應(yīng)WCDMAIMT-2000 CDMA MC 對(duì)應(yīng) cdma2000IMT-2000 CDMA TDD 對(duì)應(yīng) TD-SCDMA和UTRA TDDTDMA技術(shù)：IMT-2000 TDMA SC 對(duì)應(yīng)UWC-136IMT-2000 FDMA/TDMA 對(duì)應(yīng) DECT上述5個(gè)名稱，ITU又進(jìn)一步簡(jiǎn)化為IMT-DS、IMT-MC、IMT-TD、IMT-SC和IMT-FT。見下圖，可以說IMT-2000的地面無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)有5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成。圖1 IMT-2000地面無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn) 

7、   下面對(duì)三個(gè)CDMA技術(shù)做簡(jiǎn)要說明：IMT-2000 CDMA DS (IMT-DS):    IMT-2000 CDMA DS，是3GPP的WCDMA技術(shù)與3GPP2的cdma2000技術(shù)的直接擴(kuò)頻部分(DS)融合后的技術(shù)，仍稱為WCDMA。此標(biāo)準(zhǔn)將同時(shí)支持GSM MAP和ANSI-41兩個(gè)核心網(wǎng)絡(luò)。    IMT-2000 CDMA MC (IMT-MC):    IMT-2000 CDMA MC，即cdma2000。在融合后，只含多載波方式。即1X、3X、6X、9X等。此標(biāo)準(zhǔn)

8、也將同時(shí)支持ANSI-41和GSM MAP兩大核心網(wǎng)。    IMT-2000 CDMA TDD (IMT-TD):    IMT-2000 CDMA TDD目前實(shí)際上包括了低碼片速率TD-SCDMA和高碼片速率UTRA TDD(TD-CDMA)兩個(gè)技術(shù)。目前兩個(gè)技術(shù)的物理層完全分開，分別采用我國(guó)CWTS和3GPP的兩套技術(shù)規(guī)范。2層和3層基本相同。目前這兩個(gè)技術(shù)雖然已經(jīng)進(jìn)行了部分關(guān)鍵內(nèi)容的融合，包括：    (1)碼片速率3.84Mcps和1.28Mcps(3.84Mcps的1/3)； 

9、60;  (2)層2、層3基本一致，采用3GPP的技術(shù)規(guī)范，定義了部分兼容互可(hooks)，以便制定兼容TD-SCDMA的相應(yīng)擴(kuò)展協(xié)議(extension)    應(yīng)該說，目前的兩個(gè)CDMA TDD技術(shù)既沒有融合為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，也不是兩個(gè)完全不同的標(biāo)準(zhǔn)。已經(jīng)具備了進(jìn)一步融合的基礎(chǔ)，需經(jīng)過技術(shù)上的協(xié)調(diào)之后，使二者最大程度地融合之后，才可稱為融合的CDMA TDD標(biāo)準(zhǔn)。所以說CDMA TDD的融合工作正進(jìn)入關(guān)鍵時(shí)期，估計(jì)在2000年全部完成。4.3 無(wú)線接口與核心網(wǎng)的關(guān)系    目前雖然無(wú)線接口的標(biāo)準(zhǔn)基本確定，但核心網(wǎng)的大部分標(biāo)準(zhǔn)

10、需要在2000年完成。從核心網(wǎng)的角度看，主要采用了在第二代兩大核心網(wǎng)GSM MAP和ANSI-41的基礎(chǔ)上演進(jìn)的路線。一般來講，有兩大發(fā)展和演進(jìn)路線：     GSM MAP+WCDMA/CDMA TDD    3GPP制定標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)線接口99年完成，網(wǎng)絡(luò)部分2000年完成。    一般來講GSM運(yùn)營(yíng)者和日本NTT DoCoMo會(huì)沿著此路線發(fā)展。圖2 IMT-2000CDMA無(wú)線接口技術(shù)與核心網(wǎng)的關(guān)系    ANSI-41+cdma2000   

11、由3GPP2制定標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)線接口99年底完成，網(wǎng)絡(luò)部分2000年完成。cdmaOne的運(yùn)營(yíng)商，特別是采用與cdmaOne相同頻段提供cdma2000業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)者，對(duì)此路線比較感興趣。    為了使第三代的運(yùn)營(yíng)者不受第二代網(wǎng)絡(luò)的制約，第三代移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)還可使無(wú)線接口和核心網(wǎng)絡(luò)能夠相互獨(dú)立，即不同的核心網(wǎng)絡(luò)以標(biāo)準(zhǔn)的接口可靈活接入不同的無(wú)線接口。即增加了另外兩條發(fā)展路線：    ANSI-41+WCDMA/CDMA TDD和    主要是在WCDMA無(wú)線接入網(wǎng)部分增加兼容ANSI-41核心網(wǎng)的相關(guān)內(nèi)容。目前這部

12、分由3GPP2配合3GPP來制定。99年完成兼容互可(hooks)部分，2000年1季度完成整個(gè)擴(kuò)展協(xié)議(extension)部分。    目前韓國(guó)的運(yùn)營(yíng)商對(duì)此路線很感興趣。    GSM MAP+cdma2000    主要是在cdma2000無(wú)線接入網(wǎng)部分增加兼容GSM MAP核心網(wǎng)的相關(guān)內(nèi)容。由3GPP配合3GPP2來制定。計(jì)劃2000年初完成兼容互可(hooks)部分，2000年6月完成整個(gè)擴(kuò)展協(xié)議(extension)部分。    上述四條發(fā)展路線如圖2所示。4.4

13、   第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)  .  IMT-2000的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3 IMT-2000功能子系統(tǒng)和接口    圖3為ITU定義的IMT-2000的功能子系統(tǒng)和接口。從圖中可以看到，IMT-2000系統(tǒng)由終端(UIM+MT)、無(wú)線接入網(wǎng)(RAN)和核心網(wǎng)(CN)三部分構(gòu)成。除了無(wú)線接口外，無(wú)線接入網(wǎng)和核心網(wǎng)兩部分的標(biāo)準(zhǔn)化工作對(duì)IMT-2000整個(gè)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)來將，是非常重要的，本文主要針對(duì)這兩部分進(jìn)行介紹。    根據(jù)ITU在1997年定義的"

14、家族概念"，這兩部分的標(biāo)準(zhǔn)化主要由"家族成員"內(nèi)部進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。目前的家族成員主要有兩個(gè)，一個(gè)是基于GSM MAP網(wǎng)絡(luò)，另一個(gè)基于ANSI-41的核心網(wǎng)，分別由3GPP和3GPP2進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。而兩個(gè)“家族成員”網(wǎng)絡(luò)之間的互連互通將通過網(wǎng)絡(luò)-網(wǎng)絡(luò)接口(NNI)來完成，ITU正在制訂該接口的技術(shù)要求，詳細(xì)的技術(shù)規(guī)范可望在今年年底完成。.  IMT-2000第一階段無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)與核心網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化情況圖4 IMT-2000 CDMA技術(shù)無(wú)線接口技術(shù)與核心網(wǎng)的關(guān)系    如前所述，IMT-2000的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)與核心網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化主

15、要由基于GSM MAP網(wǎng)絡(luò)和基于ANSI-41兩類。此兩大網(wǎng)絡(luò)與IMT-2000的三個(gè)主流CDMA無(wú)線接口技術(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系見圖4。從圖中可以看出，雖然一般來講WCDMA和CDMA TDD對(duì)應(yīng)GSM MAP核心網(wǎng)，cdma2000對(duì)應(yīng)ANSI-41核心網(wǎng)。但目前的標(biāo)準(zhǔn)可以允許任意無(wú)線接口同時(shí)兼容兩個(gè)核心網(wǎng)絡(luò)，也就是通過在無(wú)線接口定義相應(yīng)的兼容協(xié)議，通過各系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的RAN-CN接口，接入不同的核心網(wǎng)。在第三代移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)中，國(guó)際電聯(lián)一直起著領(lǐng)導(dǎo)和引導(dǎo)的作用，并且為標(biāo)準(zhǔn)的融合起了重要的作用。目前在ITU-R的WP8F和ITU-T的WP3/11分別進(jìn)行無(wú)線和核心網(wǎng)的研究工作。目前還在探討由ITU

16、-T和ITU-R聯(lián)合成立一個(gè)IMT-2000研究組，以加強(qiáng)IMT-2000的研究工作。除了ITU之外，兩個(gè)跨區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)化組織聯(lián)合體，即兩個(gè)第三代伙伴項(xiàng)目3GPP(由歐洲ETSI、日本ARIB/TTC、美國(guó)T1、韓國(guó)TTA和中國(guó)CWTS構(gòu)成)和3GPP2(由美國(guó)TIA、日本ARIB/TTC、韓國(guó)TTA和中國(guó)CWTS構(gòu)成)則正在緊張地進(jìn)行詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。1. 3GPP的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展    3GPP主要制定基于GSM MAP核心網(wǎng)，WCDMA和CDMA TDD為無(wú)線接口的標(biāo)準(zhǔn)，稱為UTRA。即圖2的路線活GGSM MAP+WCDMA/CDMA TDD。同時(shí)也在無(wú)

17、線接口定義與ANSI-41核心網(wǎng)兼容的協(xié)議，實(shí)現(xiàn)路線愈GANSI-41+WCDMA/CDMA TDD圖5 基于演進(jìn)的GSM核心網(wǎng)的第三代系統(tǒng)    3GPP標(biāo)準(zhǔn)的制定目前分為99年版本和2000年版本。99年版本將在今年3月全部完成，它的核心網(wǎng)將完全在第二代MSC+GPRS的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上演進(jìn)，而無(wú)線接入網(wǎng)(RAN)則是全新的，見圖5。    從圖中可以看出，核心網(wǎng)基于GSM的電路交換網(wǎng)絡(luò)(MSC)和分組交換網(wǎng)絡(luò)(GPRS)平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)第二代向第三代網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn)。通過無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)新定義的Iu接口，與核心網(wǎng)連接。Iu接

18、口包括支持電路交換業(yè)務(wù)的Iu-CS和支持分組交換的Iu-PS兩部分，分別實(shí)現(xiàn)電路和分組型業(yè)務(wù)。    無(wú)線接入網(wǎng)由RNC和節(jié)點(diǎn)B兩個(gè)物理實(shí)體構(gòu)成，分別對(duì)應(yīng)第二代網(wǎng)絡(luò)的BSC和BTS。除Iu接口外，還定義了Iub和Iur接口，見圖6。Iur接口，見圖6。圖6 UTRA無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成    目前定義的Iu、Iub和Iur接口協(xié)議的傳輸網(wǎng)絡(luò)層規(guī)定了ATM和IP兩種方式，供運(yùn)營(yíng)者和廠家選擇。2. 3GPP2的標(biāo)準(zhǔn)化情況    3GPP2主要制定基于ANSI-41核心網(wǎng)，cdma2

19、000為無(wú)線接口的標(biāo)準(zhǔn)，即圖4的路線礁ANSI-41+cdma2000。同時(shí)也在無(wú)線接口定義與GSM MAP核心網(wǎng)兼容的協(xié)議，實(shí)現(xiàn)路線揚(yáng)GSM MAP+cdma2000。    3GPP2的標(biāo)準(zhǔn)化也是分階段進(jìn)行的，而且第二代與第三代之間無(wú)論無(wú)線還是核心網(wǎng)部分都是平滑過渡的。99年3GPP2完成了cdma2000-1X(單載波)和cdma2000-3X(多載波)無(wú)線接口的標(biāo)準(zhǔn)。A接口在原來的基礎(chǔ)新增加了支持移動(dòng)IP的A10、A11協(xié)議，核心網(wǎng)部分則引入新的分組交換節(jié)點(diǎn)接入IP網(wǎng)絡(luò)，以支持IP業(yè)務(wù)，同時(shí)電路型業(yè)務(wù)仍然由原來的MSC支持。見圖7所示。圖7 基于

20、ANSI-41網(wǎng)的cdma2000系統(tǒng)    新定義的A10、A11接口采用IP協(xié)議。.  IMT-2000核心網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢(shì)    從IMT-2000第一階段的標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀可以看出，他們采用了比較類似的方式，即完全是在第二代核心網(wǎng)的基礎(chǔ)上，引入第三代移動(dòng)通信無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)，通過電路交換和分組交換并存的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)電路型話音業(yè)務(wù)和分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。充分體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)平滑演進(jìn)的思想。    從無(wú)線接入網(wǎng)來看，3GPP的UTRA采用了全新的接口協(xié)議，在傳輸層采用了ATM方式，同時(shí)提出了

21、ATM和IP兩種協(xié)議作為可選。也體現(xiàn)了ATM與IP技術(shù)在爭(zhēng)論過程中的一種折中結(jié)果。從99年底，特別是今年年初開始，無(wú)論是3GPP還是3GPP2都提出和接受了"全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)"的概念。并且明確作為2000年標(biāo)準(zhǔn)化的指導(dǎo)思想。目前"全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)"的具體含義和要求正在緊張的討論之中，它是完全擯棄現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)而帶來革命性的改變，還是在99年已有的標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)上進(jìn)一步IP化？目前都是未知數(shù)，但是移動(dòng)通信公司與IP公司共同參與研究的架構(gòu)已經(jīng)形成。    由于第三代移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展很快，變化也很快，所以很多人認(rèn)為99年完成的版本不能作

22、為商用化的標(biāo)準(zhǔn)，只能是一個(gè)過渡標(biāo)準(zhǔn)，2000年才是第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)入穩(wěn)定、成熟的關(guān)鍵一年。所以大多數(shù)運(yùn)營(yíng)者采取觀望和慎重的態(tài)度，期望2000年標(biāo)準(zhǔn)盡快出臺(tái)，并計(jì)劃在2002和2003年左右盡快商用，既穩(wěn)妥亦現(xiàn)實(shí)。    然而，日本NTT DoCoMo公司仍然按幾年前確定的在2001年第一季度商用的計(jì)劃在緊張地準(zhǔn)備，盡管99年版本仍在制定中(3月完成)，盡管目前仍沒有一個(gè)廠家生產(chǎn)出可以商用的設(shè)備，沒有看到任何可以商用的終端，但他們?nèi)砸恢背錆M信心。    所以2000年和2001年，將是第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)化和商用

23、化頗具挑戰(zhàn)性的非常關(guān)鍵的兩年，對(duì)未來第三代移動(dòng)通信的走向和商用化的速度起著決定性的作用。4.5   第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中的TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)   作為我國(guó)對(duì)國(guó)際上第三代移動(dòng)通信的貢獻(xiàn)，我國(guó)提出的TD-SCDMA RTT建議，通過一年多的完善和融合，已經(jīng)成為ITU IMT-RSPC(TG-8/1輸出文件)的一個(gè)組成部分。下面介紹這一標(biāo)準(zhǔn)。 TDD雙工方式在第三代移動(dòng)通信中的重要性    在第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)制定過程中，國(guó)際上對(duì)TDD雙工方式第一次給予了高度重視，在CDMA和TDMA系統(tǒng)中都制定了TDD的標(biāo)準(zhǔn)。很多國(guó)家的營(yíng)運(yùn)商

24、都表示了首先選用TDD系統(tǒng)的愿望。其主要原因?yàn)樵谕瑯訚M足IMT2000要求的前提下，TDD系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：·         TDD能使用各種頻率資源，不需要成對(duì)的頻率；·         TDD適用于不對(duì)稱的上下行數(shù)據(jù)傳輸速率，特別適用于IP型的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；·         TDD上下行工作于同一頻率，對(duì)稱的電波傳播特性使之便

25、于使用諸如智能天線等新技術(shù)，達(dá)到提高性能、降低成本的目的；·         TDD系統(tǒng)設(shè)備成本較低，將可能比FDD系統(tǒng)低20%-50%。TDD系統(tǒng)的主要問題是在終端的移動(dòng)速度和覆蓋距離等方面，如目前ITU要求TDD系統(tǒng)達(dá)到120km/h，而FDD系統(tǒng)則要求達(dá)到500km/h；FDD系統(tǒng)的小區(qū)半徑可能達(dá)到數(shù)十公里而TDD系統(tǒng)只有幾公里。    以上情況說明，移動(dòng)通信一定是以FDD為主流的傳統(tǒng)論點(diǎn)已受到挑戰(zhàn)，TDD系統(tǒng)在第三代移動(dòng)通信中的位置已不可動(dòng)搖。目前，多數(shù)人預(yù)測(cè)第三代移

26、動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的前景是一個(gè)共同的網(wǎng)絡(luò)，衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)用來完成全球無(wú)縫覆蓋，F(xiàn)DD系統(tǒng)用來建設(shè)全國(guó)和國(guó)際移動(dòng)通信網(wǎng)，而TDD系統(tǒng)用來在城市人口集中地區(qū)提供高密度和高容量的話音、數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務(wù)，用雙模甚至多模用戶終端來實(shí)現(xiàn)全球漫游。圖 8 空間接口示意圖   在圖8中，我們看到有兩個(gè)CDMA TDD物理層標(biāo)準(zhǔn)：UTRA TDD和TD-SCDMA。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的主要指標(biāo)和特性比較見表格1。表格 1 兩種TDD標(biāo)準(zhǔn)物理層參數(shù)和特性比較項(xiàng)目UTRA TDD TD-SCDMA備注占用帶寬5MHz1.6MHz每載波碼片速率3.84Mcps1.28Mcps擴(kuò)頻方式DS，SF=1/2

27、/4/8/16DS，SF=1/2/4/8/16調(diào)制方式QPSKQPSK信道編碼卷積碼：R=1/2,1/3 Turbo卷積碼：R=1/2,1/3 Turbo交織10/20/40/80ms10/20/40/80ms幀結(jié)構(gòu)超幀720ms,無(wú)線幀 10ms超幀720ms,無(wú)線幀 10ms子幀無(wú)5ms突發(fā)結(jié)構(gòu)MidambleMidamble時(shí)隙數(shù)157上行同步TA(8chip)1/2chip智能天線困難基于智能天線容量：每時(shí)隙話音信道數(shù)  816同時(shí)工作每載波提供的話音信道數(shù) 7x8=563x16=48對(duì)稱業(yè)務(wù)頻譜利用率10Erl./MHz(使用話音激活可能增加50%)25

28、Erl./MHz對(duì)稱話音業(yè)務(wù)容量：每時(shí)隙總傳輸速率 220.8kbps281.6kbps數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)每載波提供的總傳輸速率3.31Mbps1.971Mbps頻譜利用率0.662Mbps/MHz1.232Mbps不對(duì)稱數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)其它功能如ODMA，DCA，ARQ，DTX等等 提供提供在表格1中，我們可以所看到的TD-SCDMA技術(shù)所提供的高性能主要表現(xiàn)在高的頻譜利用率方面。此外，TD-SCDMA還是一種低成本的系統(tǒng)。達(dá)到高性能和低成本的主要原因是TD-SCDMA使用了如下主要技術(shù)：    1、智能天線，它可以極大的降低多址干擾、提高系統(tǒng)容量、提高接受靈

29、敏度、降低發(fā)射功率和降低無(wú)線基站成本。    2、上行同步，它可以簡(jiǎn)化基站硬件，降低無(wú)線基站成本。    3、軟件無(wú)線電，實(shí)現(xiàn)智能天線和多用戶檢測(cè)等基帶數(shù)字信號(hào)處理，是此系統(tǒng)可以靈活地使用新技術(shù)的關(guān)鍵，也可以降低產(chǎn)品開發(fā)周期和成本。  TD-SCDMA是由第二代向第三代演進(jìn)的首選技術(shù)    根據(jù)國(guó)內(nèi)外多數(shù)預(yù)測(cè)，在21世紀(jì)前十余年，第三代移動(dòng)通信的市場(chǎng)發(fā)展可能至少分為如下三個(gè)階段：·         初期，2

30、0012005年。其特點(diǎn)為：第二代移動(dòng)通信繼續(xù)發(fā)展和擴(kuò)大，在第二代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，在局部地區(qū)(城市等用戶集中地區(qū))提供第三代移動(dòng)通信業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率限制在384kbps及以下，地區(qū)或國(guó)際漫游依賴于第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)；·         中期，20042010年。它是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的高速成長(zhǎng)期，其特點(diǎn)為：第二代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)停止發(fā)展，建設(shè)成功全國(guó)或全球覆蓋的第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，全面達(dá)到IMT2000的各項(xiàng)要求。·      

31、;   后期，2010年以后，全球25%以上人口使用第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)，第四代移動(dòng)通信設(shè)備開始進(jìn)入市場(chǎng)，提供更高速率的多媒體業(yè)務(wù)。    此市場(chǎng)發(fā)展預(yù)測(cè)也就是制定移動(dòng)通信從第二代到第三代的演進(jìn)策略的依據(jù)。而所謂的演進(jìn)，就是考慮上述初期的情況和制定對(duì)策。    本文所建議的演進(jìn)過程可以分為如下兩個(gè)階段：    第一階段：在第二代網(wǎng)絡(luò)中提供第三代移動(dòng)通信業(yè)務(wù)。圖9 在GSM網(wǎng)絡(luò)中使用TD-SCDMA系統(tǒng)，提供3G業(yè)務(wù)示意圖    如圖9所示的現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)，在

32、它擴(kuò)容時(shí)，使用擴(kuò)展的BSC(BSC+)，同時(shí)在用戶集中地區(qū)，在現(xiàn)有GSM基站的站址增加TD-SCDMA基站。    在圖中，使用TD-SCDMA/GSM雙頻雙模用戶終端，這些初期的3G用戶在TD-SCDMA基站覆蓋區(qū)內(nèi)，可以享受3G服務(wù)。在覆蓋區(qū)域以外，則使用GSM工作。顯然，此初期系統(tǒng)用戶在享受3G服務(wù)時(shí)，只能在同一BSC+的TD-SCDMA基站之間實(shí)現(xiàn)越區(qū)切換，而GSM網(wǎng)絡(luò)的功能將不受影響。    用此方式，可以用比簡(jiǎn)單地對(duì)GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容更低的投入(平均每用戶承擔(dān)的BTS和BSC設(shè)備價(jià)格將比GSM系統(tǒng)低20%至30%)，不僅擴(kuò)

33、大了容量，在用戶密集的地區(qū)為用戶提供了移動(dòng)通信服務(wù),解決了頻譜資源不足造成的容量問題。而且，還為最急需的地區(qū)提供了第三代移動(dòng)通信的業(yè)務(wù)。同時(shí)，也為以后向第三代過渡打下了基礎(chǔ)。    到這一步，第三代移動(dòng)通信的覆蓋范圍可能逐步達(dá)到城市一級(jí)，在大城市將有幾十到上百個(gè)第三代的BTS，系統(tǒng)將支持不同BSC+之間的自動(dòng)越區(qū)切換。當(dāng)然，還沒有達(dá)到全國(guó)和全球覆蓋，自動(dòng)漫游還依靠GSM系統(tǒng)。    必須說明的是，上述建議不僅可以使用于GSM系統(tǒng)，同樣可以使用于IS-95標(biāo)準(zhǔn)的第二代CDMA系統(tǒng)。在使用于CDMA系統(tǒng)中時(shí)，其主要目的是在用戶密集地區(qū)，解

34、決高密度用戶的話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求；在提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)方面，特別是對(duì)各種Internet接入業(yè)務(wù)，TD-SCDMA將是一種更經(jīng)濟(jì)和靈活的方式。這是目前北美運(yùn)營(yíng)商關(guān)心TD-SCDMA的原因。       第二階段：過渡到第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。圖10  3G網(wǎng)絡(luò)示意圖到2004 -2005年，第三代移動(dòng)通信將進(jìn)入高速成長(zhǎng)期，各國(guó)、各營(yíng)運(yùn)商均將開始建設(shè)如圖4所示的，完整的第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。比較圖10和圖9，可見唯一需要更換的設(shè)備就是將E-BSC更換為3G的RNC，再加上第三代的MSC，而網(wǎng)絡(luò)中投資最大的部分：BTS已經(jīng)在第一階段建設(shè)了，

35、只有對(duì)其接口進(jìn)行軟件升級(jí)，不增加硬件的投入。此時(shí)，網(wǎng)中不僅有TDD的基站，也將有FDD的基站，此3G網(wǎng)將是一個(gè)全國(guó)覆蓋、國(guó)際漫游的完整的網(wǎng)絡(luò)。從第二代到第三代的演進(jìn)或過渡的過程將在上述基本上不大量增加新投資的過程中完成了。4.6   第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的應(yīng)用 IMT-2000能提供至少144Kbps的高速大范圍的覆蓋（希望能達(dá)到384bps），同時(shí)也能對(duì)慢速小范圍提供2Mbps。不同的應(yīng)用產(chǎn)生不同的業(yè)務(wù)流，因而對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)容量產(chǎn)生不同的影響。大量的不同種類的服務(wù)使3G系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃更具挑戰(zhàn)性。視像或語(yǔ)聲通信要求能保證服務(wù)質(zhì)量（QoS）對(duì)于非實(shí)時(shí)信包數(shù)據(jù)，當(dāng)有可

36、用帶寬時(shí)便可加以接收。3G系統(tǒng)的應(yīng)用推動(dòng)了具有高速數(shù)據(jù)率的3G無(wú)線系統(tǒng)的發(fā)展。3G提供新的應(yīng)用主要有如下一些領(lǐng)域：Internet，一種非對(duì)稱和非實(shí)時(shí)的服務(wù)；可視電話則是一種對(duì)稱和實(shí)時(shí)的服務(wù)；移動(dòng)辦公室能提供e-mail、WWW接入、fax和文件傳遞服務(wù)。3G系統(tǒng)提供不同的數(shù)據(jù)率將更有效地利用頻譜。3G不僅能提供2G已經(jīng)存在的服務(wù)，其新的服務(wù)的引入使其對(duì)用戶有更大的吸引力。Internet的應(yīng)用Internet的應(yīng)用正以極高的速度在增漲，原因之一是World Wide Web（WWW）的出現(xiàn)，它能使個(gè)人計(jì)算機(jī)接入Web瀏覽器。Web提供的接入服務(wù)有網(wǎng)上購(gòu)物、位置查詢、銀行業(yè)務(wù)、在線中介和電子新

37、聞等。Internet與移動(dòng)通信的結(jié)合使用戶無(wú)論在任何地方都可以接入Internet。WWW的業(yè)務(wù)流具有高度的非對(duì)稱性，用戶只向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送少量的指令和確認(rèn)數(shù)據(jù)，就可從網(wǎng)絡(luò)下載大量的文件數(shù)據(jù)。發(fā)送e-mail時(shí)也有類似的情況。掌握業(yè)務(wù)流的特性對(duì)設(shè)計(jì)一個(gè)好的系統(tǒng)是很重要的，同時(shí)在傳輸空閑時(shí)間是否保持無(wú)線連接也是一個(gè)應(yīng)加以考慮的問題，應(yīng)該在頻率資源的有效利用和增加接入延遲之間折衷解決。無(wú)線視像無(wú)線視像的要領(lǐng)是IMT-2000計(jì)劃中的一種應(yīng)用。例如視像消息（照片、圖畫）、電視新聞等。談話類的服務(wù)有電視會(huì)議和可視電話。這類服務(wù)對(duì)傳輸時(shí)延要求不超過200-300ms。時(shí)延直接影響對(duì)信號(hào)干擾比的要求，較長(zhǎng)的時(shí)

38、延允許較長(zhǎng)的較織及對(duì)于錯(cuò)誤幀的重傳，從而可要求較小的信干比，并得到較高的容量。對(duì)于可接受的視像質(zhì)量，其信包差錯(cuò)率是10-310-4數(shù)量級(jí)，而比特差錯(cuò)率則在10-610-7數(shù)量級(jí)。可視電話要求的比特率依賴于視像編解碼器及對(duì)圖像質(zhì)量的要求和幀速率，一般在20Kbps-40Kbps。如有更寬的可用頻帶，則可獲得更高的質(zhì)量。視像編解碼器的瞬時(shí)比特率變化很大，它依賴于視像序列的復(fù)雜性，峰值速率與平均速率之比可能很高。緩存器可用來平滑視像編解碼器輸出比特率的變化，視像比特流的變化可以用來使無(wú)線資源利用更為有效。多余的容量可以用在不需要保證QoS的服務(wù)上。多媒體服務(wù)多媒體意味著同時(shí)傳輸幾種類型的信息（例如語(yǔ)

39、聲、視像、數(shù)據(jù)等）。這類服務(wù)的比特率和質(zhì)量的要求變化可能很大。例如：傳語(yǔ)聲時(shí)BER 10-3，時(shí)延為40ms，傳數(shù)據(jù)時(shí)BER 10-7，而時(shí)延沒有限制。對(duì)于不同的服務(wù)采用多路復(fù)用是可以的。同時(shí)，在空中接口也可采用。3G網(wǎng)絡(luò)中對(duì)不同類型的服務(wù)將提供不同的傳輸承載體。IMT-2000承載服務(wù)由于IMT-2000的應(yīng)用現(xiàn)在還不十分清楚，也不能按目前的需要來確定，只能采取一種靈活的方式以適應(yīng)今后的發(fā)展。這些應(yīng)用的要求可按照承載服務(wù)一般性地確定如下：. 農(nóng)村室外：終端速度250Kmph，至少144Kpbs，最好384Kbps。. 城市或郊區(qū)室外：終端速度150Kmph，至少384Kpbs，最好512Kpbs。.室內(nèi)或小范圍室外：終端速度10Km，至少2Mbps。實(shí)時(shí)因定時(shí)延時(shí)：BER10-310-7，時(shí)延2