3G技術(shù)與基站工程第1章3G技術(shù)概述移動(dòng)通信概述

1.12G向3G的演進(jìn)

1.23G無(wú)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化

1.3未來(lái)移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)

1.6三大主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的比較

1.4

3G頻譜分配情況

1.5【本章內(nèi)容簡(jiǎn)介】

3G技術(shù)作為移動(dòng)通信的一個(gè)重要發(fā)展階段，已經(jīng)成功商用，并可以預(yù)見(jiàn)在不久的將來(lái)被廣泛應(yīng)用。本章著眼于3G技術(shù)的總體概貌，較詳盡地介紹移動(dòng)通信由2G向3G的演進(jìn)過(guò)程、3G系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)體制的建立、3G技術(shù)版本的發(fā)展情況，以及未來(lái)移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)。【本章重點(diǎn)難點(diǎn)】

重點(diǎn)掌握2G向3G的演進(jìn)、3G標(biāo)準(zhǔn)體制以及3G技術(shù)的發(fā)展。1.1移動(dòng)通信概述現(xiàn)代的移動(dòng)通信發(fā)展至今，主要走過(guò)了兩代，而第三代（3rdGeneration，3G）移動(dòng)通信現(xiàn)在已經(jīng)逐漸開(kāi)始規(guī)模商用，未來(lái)的第四代（4G）移動(dòng)通信技術(shù)的研究也取得了不少的成果。1．第一代移動(dòng)通信移動(dòng)通信發(fā)展的第一階段是模擬蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)。第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的典型代表是美國(guó)的AMPS（高級(jí)移動(dòng)電話系統(tǒng)）和后來(lái)的改進(jìn)型系統(tǒng)TACS，以及NMT、NTT等。第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是采用頻分復(fù)用，語(yǔ)音信號(hào)為模擬調(diào)制。典型系統(tǒng)如AMPS每隔30kHz一個(gè)模擬用戶信道。其主要弊端有：（1）頻譜利用率低（2）業(yè)務(wù)種類有限（3）無(wú)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（4）保密性差，易被竊聽(tīng)和盜號(hào)（5）設(shè)備成本高（6）體積大，重量大2．第二代移動(dòng)通信第二代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的典型代表是美國(guó)的DAMPS（DigitalAMPS）系統(tǒng)、IS-95和歐洲的GSM系統(tǒng)。由于第二代移動(dòng)通信以傳輸語(yǔ)音和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為目的，從1996年開(kāi)始，為了解決中速數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題，又出現(xiàn)了2.5代的移動(dòng)通信系統(tǒng)，如GPRS和IS-95B。第二代移動(dòng)通信主要提供的服務(wù)仍然是語(yǔ)音服務(wù)以及低速率數(shù)據(jù)服務(wù)。由于網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，數(shù)據(jù)和多媒體通信的發(fā)展勢(shì)頭很快，所以，第三代移動(dòng)通信的目標(biāo)就是寬帶多媒體通信。3．第三代移動(dòng)通信第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)最早由國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）于1985年提出，當(dāng)時(shí)稱為未來(lái)公眾陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)（FuturePublicLandMobileTelecommunicationSystem，F(xiàn)PLMTS），1996年更名為國(guó)際移動(dòng)通信-2000（InternationalMobileTelecommunication-2000，IMT-2000）。主要體制有WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)是一種能提供多種類型、高質(zhì)量的多媒體業(yè)務(wù)，能實(shí)現(xiàn)全球無(wú)縫覆蓋，具有全球漫游能力，與固定網(wǎng)絡(luò)相兼容，并以小型便攜式終端在任何時(shí)候、任何地點(diǎn)進(jìn)行任何種類的通信系統(tǒng)。圖1-1移動(dòng)通信系統(tǒng)的演進(jìn)示意圖1.22G向3G的演進(jìn)現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的是第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)，而第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)相比第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)有很多根本性的變化，這就涉及如何從現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)向新的網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡的問(wèn)題。從總體上看，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)策略都是漸進(jìn)式的，因?yàn)楸仨毐ＷC現(xiàn)有投資和運(yùn)營(yíng)商利益且有利于現(xiàn)有技術(shù)的平滑過(guò)渡。1.2.1GSM向WCDMA的演進(jìn)策略GSM向WCDMA的演進(jìn)策略基本路線是：GSM→HSCSD（高速電路交換數(shù)據(jù)，速率為14.4bit/s～115kbit/s）→GPRS（通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)，速率為171kbit/s）→EDGE（增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率GSM演進(jìn)技術(shù)，速率為553kbit/s）→WCDMA。GSM向WCDMA的演進(jìn)過(guò)程示意圖如圖1-2所示。圖1-2GSM向WCDMA的演進(jìn)過(guò)程示意圖1．GSM技術(shù)全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（GlobalSystemforMobileCommunications，GSM）是一種起源于歐洲的第二代移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其開(kāi)發(fā)目的是讓全球各地可以共同使用一個(gè)移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，讓用戶使用一部手機(jī)就能行遍全球。GSM系統(tǒng)主要有GSM900、DCS1800和PCS1900三種體制，雙工方式采用頻分雙工（TDD），多址方式采用頻分多址（FDMA）結(jié)合時(shí)分多址（TDMA）方式。GSM的邏輯信道分為業(yè)務(wù)信道和控制信道兩類，業(yè)務(wù)信道（TCH）用于攜載編碼語(yǔ)音或用戶數(shù)據(jù)，控制信道（CCH）用于攜載信令或同步數(shù)據(jù)。GSM通信系統(tǒng)主要由移動(dòng)交換子系統(tǒng)（MobileSwitchingSystem，MSS）、基站子系統(tǒng)（BaseStationSystem，BSS）、操作與維護(hù)系統(tǒng)（OperationandMaintenanceSystem）和移動(dòng)臺(tái)（MobileStation，MS）4大部分組成。移動(dòng)交換子系統(tǒng)主要包括了MSC，HLR，VLR，EIR，AUC等網(wǎng)元；基站子系統(tǒng)部分包括了BSC，TC，BTS等網(wǎng)元；操作與維護(hù)系統(tǒng)包括了MSC，BSC和BTS的操作與維護(hù)系統(tǒng)。GSM通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1-3所示。MS：移動(dòng)臺(tái)BTS：基站收發(fā)信臺(tái)BSC：基站控制器

TC：碼變換器 MSC：移動(dòng)交換中心 HLR：歸屬位置登記器

VLR：訪問(wèn)位置寄存器EIR：設(shè)備識(shí)別寄存器 OMC：操作維護(hù)中心

PSTN：公共交換電話網(wǎng) ISDN：綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)圖1-3GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和接口協(xié)議圖1-4BSS部分接口協(xié)議層次2．HSCSD技術(shù)高速電路交換數(shù)據(jù)（HighSpeedCircuitSwitchedData，HSCSD）和GPRS一樣屬于2.5G的一種技術(shù)。HSCSD業(yè)務(wù)是將多個(gè)全速業(yè)務(wù)信道復(fù)用在一起，以提高無(wú)線接口數(shù)據(jù)傳輸速率的一種方式。3．GPRS技術(shù)通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)（GeneralPacketRadioService，GPRS）是在現(xiàn)有的GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種移動(dòng)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS通過(guò)在GSM數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中引入分組交換的功能實(shí)體，以完成用分組方式進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸。GPRS系統(tǒng)可以看作是對(duì)原有的GSM電路交換系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的業(yè)務(wù)擴(kuò)充，以支持移動(dòng)用戶利用分組數(shù)據(jù)移動(dòng)終端接入Internet或其他分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的需求。在GSM規(guī)范中，GPRS的業(yè)務(wù)通常可以分為兩大類：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（PTP）業(yè)務(wù)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)（PTM）業(yè)務(wù)。（1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)GGSN：GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn) SGSN：GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SMS-GMSC：短消息業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)移動(dòng)交換中心SMS-IWMSC：短消息業(yè)務(wù)互通移動(dòng)交換中心SM-MC：短信息業(yè)務(wù)中心 MT：移動(dòng)終端 TE：終端設(shè)備PDN：分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)PLMN：公眾陸地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)圖1-5GPRS網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和接口（2）分組數(shù)據(jù)相關(guān)信道①分組公共控制信道（PacketCommonControlChannel，PCCCH）分組隨機(jī)接入信道（PacketRandomAccessChannel，PRACH）分組尋呼信道（PacketPagingChanne1，PPCH）分組接入許可信道（PacketAccessGrantChannel，PAGCH）分組通知信道（PacketNotificationChannel，PNCH）分組廣播控制信道（PacketBroadcastControlChannel，PBCCH）②分組業(yè)務(wù)信道（PacketTrafficChanne1，PTCH）分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道（PacketDataTrafficChanne1，PDTCH）分組輔助控制信道（PacketAssociateControlChannel，PACCH）（3）分組數(shù)據(jù)傳輸相關(guān)協(xié)議結(jié)構(gòu)圖1-6分組數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議層次4．EDGE技術(shù)演進(jìn)GSM增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率（EnhancedDataRateforGSMEvolution，EDGE）通常被稱為2.75G，該技術(shù)是基于GSM網(wǎng)絡(luò)的增強(qiáng)技術(shù)。EDGE其實(shí)包含了兩部分內(nèi)容，一部分是ECSD（EnhancedCircuitSwitchedData），另一部分是EGPRS（EnhancedGPRS）。其中，ECSD可以提高電路交換業(yè)務(wù)的速率，EGPRS可以提高分組交換業(yè)務(wù)的速率。目前ECSD使用很少，而EGPRS得到了廣泛商用。EGPRS對(duì)GPRS的主要改進(jìn)在于：在GPRS的GMSK調(diào)制技術(shù)的基礎(chǔ)上新增加了8PSK調(diào)制方式，極大地提高了單信道速率；對(duì)鏈路層RLC/MAC做了修改，并且定義了更完善和鏈路控制算法；補(bǔ)充了GPRS的PDTCH的定義，支持MCS-1到MCS-9的編碼方式。EGPRS較好地保證了和GPRS網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn)：在空口，EDGE沒(méi)有改變GSM的信道結(jié)構(gòu)、復(fù)幀結(jié)構(gòu)和編碼結(jié)構(gòu)；對(duì)核心網(wǎng)的SGSN/GGSN幾乎沒(méi)有影響。5．WCDMA技術(shù)WCDMA是以UMTS/IMT-2000為目標(biāo)的，能夠提供非常有效的高速數(shù)據(jù)，具有高質(zhì)量的語(yǔ)音和圖像業(yè)務(wù)的新技術(shù)。在GSM向WCDMA的演進(jìn)過(guò)程中，由于空中接口的革命性變化，無(wú)線接入網(wǎng)部分的演進(jìn)也將是革命性的，而核心網(wǎng)部分的演進(jìn)是平滑的。1.2.2IS-95向CDMA2000的演進(jìn)策略IS-95向CDMA2000的演進(jìn)策略基本路線是從IS-95A（速率為9.6/14.4kbit/s）→IS-95B（速率為115.2kbit/s）→CDMA20001x（速率為307.2kbit/s）→CDMA20001xEV，如圖1-7所示。圖1-7IS-95向CDMA2000演進(jìn)的階段1．IS-95系統(tǒng)CDMA系統(tǒng)采用碼分多址的技術(shù)及擴(kuò)頻通信的原理，使得可以在系統(tǒng)中使用多種先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)，為系統(tǒng)帶來(lái)許多優(yōu)點(diǎn)。

相對(duì)于GSM系統(tǒng)，CDMA系統(tǒng)的信道容量是GSM系統(tǒng)的4倍左右；采用高質(zhì)量的語(yǔ)音編碼，比GSM擁有更好的通話質(zhì)量；采用擴(kuò)頻調(diào)制，擁有很高的保密性；采用有效的功率控制方法，使手機(jī)發(fā)射功率控制在較低的水平；采用軟切換技術(shù)不容易掉話。由于其技術(shù)的優(yōu)越性，CDMA已成為第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)采用的主要技術(shù)之一。IS-95系統(tǒng)分為IS-95A和IS-95B兩個(gè)版本，兩個(gè)版本內(nèi)容基本相同，可以共存于同一載波中，其主要區(qū)別在于IS-95B捆綁了多個(gè)信道，使得速率得到提升。CDMA系統(tǒng)可以采用的擴(kuò)頻技術(shù)有直接序列（DirectSequence，DS）擴(kuò)頻技術(shù)、跳頻（FrequencyHoping，F(xiàn)H）擴(kuò)頻技術(shù)等多種方式，目前中國(guó)通信網(wǎng)采用的是直接序列擴(kuò)頻技術(shù)。（1）IS-95系統(tǒng)中的碼IS-95系統(tǒng)采用了Walsh碼和m序列兩種碼，Walsh碼是一種正交碼，m序列是一種偽隨機(jī)碼（Pseudo-NoiseCode，PN碼）。（2）空中信道IS-95A和IS-95B占用的是800MHz頻段，上行825～835MHz，下行870～880MHz。其空中接口的物理信道帶寬為1.25MHz，邏輯信道則可分為前向（ForwardChannel）和反向（ReverseChannel）兩大類，前向和反向信道雙工間隔45MHz。前向信道有4種，用于傳送業(yè)務(wù)和信令，分別是導(dǎo)頻信道（PilotChannel）、同步信道（SyncChannel）、尋呼信道（PagingChannel）和業(yè)務(wù)信道（TrafficChannel）。反向信道只有兩種，用于傳送業(yè)務(wù)和信令，分別是接入信道（AccessChannel）和業(yè)務(wù)信道（TrafficChannel）。（3）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)AUC：鑒辦中心 GMC-R：天線操作維護(hù)中心圖1-8IS-95網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2．CDMA20001xCDMA20001x升級(jí)了IS-95的無(wú)線接口，性能上得到很大增強(qiáng)。CDMA系統(tǒng)從2G向3G的升級(jí)過(guò)程中，可以采用逐步替換的方式，即壓縮2G系統(tǒng)的1個(gè)載波，轉(zhuǎn)換為3G載波，開(kāi)始向用戶提供中高速速率的業(yè)務(wù)。隨著3G系統(tǒng)中用戶量的增加，可以逐步減少2G系統(tǒng)使用的載波，增加3G系統(tǒng)的載波。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商通過(guò)這種平滑升級(jí)，不僅可以向用戶提供各種最新的業(yè)務(wù)，而且很好地保護(hù)了已有設(shè)備的投資。CDMA2000技術(shù)實(shí)際上是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)IMT-2000系統(tǒng)的一種模式，它從CDMAOne（IS-95）演進(jìn)而來(lái)。CDMA20001x系統(tǒng)空中接口標(biāo)準(zhǔn)依照EIA/TIA/IS-2000協(xié)議，采用碼分和頻分結(jié)合的多址技術(shù)。CDMA20001x網(wǎng)絡(luò)主要是由BTS、BSC和PCF、PDSN等節(jié)點(diǎn)組成。基于ANSI-41核心網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1-9所示。PCF：分組控制單元 PDSN：分組數(shù)據(jù)服務(wù)器

SDU：業(yè)務(wù)交換數(shù)據(jù)單元模塊BSCC：基站控制器連接圖1-9CDMA20001x系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和接口CDMA20001x中的邏輯信道和IS-95有較大的區(qū)別，CDMA20001x的邏輯信道如表1-2所示。信道簡(jiǎn)稱解釋F/R-FCHForward/ReverseFundamentalChannel（前向/反向基本信道）F/R-DCCHForward/ReverseDedicatedControlChannel（前向/反向?qū)Ｓ每刂菩诺溃〧/R-SCCHForward/ReverseSupplementalCodeChannel（前向/反向補(bǔ)充碼分信道）F/R-SCHForward/ReverseSupplementalChannel（前向/反向補(bǔ)充信道）F-PCHPagingChannel（尋呼信道）F-QPCHQuickPagingChannel（快速尋呼信道）R-ACHAccessChannel（接入信道）F/R-CCCHForward/ReverseCommonControlChannel（前向/反向公共控制信道）F/R-PICHForward/ReversePilotChannel（前向/反向?qū)ьl信道）F-APICHDedicatedAuxiliaryPilotChannel（專用輔助導(dǎo)頻信道）F-TDPICHTransmitDiversityPilotChannel（發(fā)送分集導(dǎo)頻信道）F-ATDPICHAuxiliaryTransmitDiversityPilotChannel（輔助發(fā)送分集導(dǎo)頻信道）F-SYNCSyncChannel（同步信道）F-CPCCHForwardCommonPowerControlChannel（公共功率控制信道）F-CACHForwardCommonAssignmentChannel（公共指配信道）R-EACHReverseEnhancedAccessChannel（增強(qiáng)接入信道）F-BCCHForwardBroadcastControlChannel（廣播控制信道）表1-2 CDMA20001x邏輯信道構(gòu)成圖1-11CDMA2000反向鏈路信道3．CDMA20001xEVCDMA20001xEV（CDMA20001xEVolution）的演進(jìn)方向目前包括兩個(gè)分支：CDMA20001xEV-DO（DataOnly）和CDMA20001xEV-DV（DataandVoice）。目前CDMA20001x已有CDMA2000Release0、ReleaseA、ReleaseB、ReleaseC和ReleaseD等版本，商用較多的是Release0版本；部分運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)引入了ReleaseA的一些功能特性；ReleaseB作為中間版本被跨越；1xEV-DV對(duì)應(yīng)于CDMA2000ReleaseC和ReleaseD。其中，ReleaseC增加前向高速分組傳送功能；ReleaseD增加反向高速分組傳送功能。1xEV-DO是一種專為高速分組數(shù)據(jù)傳送而優(yōu)化設(shè)計(jì)的CDMA2000空中接口技術(shù)，已有Release0和ReleaseA兩個(gè)版本。1.33G無(wú)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化1.3.1標(biāo)準(zhǔn)化組織3G的標(biāo)準(zhǔn)化工作實(shí)際上是由3GPP（3thGenerationPartnerProject，第三代伙伴關(guān)系計(jì)劃）和3GPP2兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織來(lái)推動(dòng)和實(shí)施的。IMT-DS：直擴(kuò) IMT-TC：時(shí)碼IMT-MC：多載波 IMT-SC：?jiǎn)屋d波圖1-123G標(biāo)準(zhǔn)化組織構(gòu)架1.3.23G體制的產(chǎn)生歷程ITU對(duì)3G的研究工作主要由3GPP和3GPP2這兩個(gè)組織來(lái)承擔(dān)，最初目標(biāo)是建立ITM-2000系統(tǒng)家族，求同存異，實(shí)現(xiàn)不同3G系統(tǒng)上的全球漫游。但是，由于各種利益糾紛，實(shí)際上沒(méi)有實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)互通的理想。1．家族的概念（FamilyConcept）（1）網(wǎng)絡(luò)部分（2）無(wú)線接口2．造成技術(shù)不同的原因（1）與第二代關(guān)系（2）頻譜對(duì)技術(shù)的選用起著重要的作用圖1-13移動(dòng)核心網(wǎng)與無(wú)線接口技術(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系3．3G提案ITU-R第8研究組的TG8/1任務(wù)組負(fù)責(zé)推進(jìn)IMT-2000無(wú)線電傳輸技術(shù)（RTT）的評(píng)估、融合工作。至1998年9月，RTT提案包括對(duì)MSS（移動(dòng)衛(wèi)星業(yè)務(wù)）在內(nèi)多達(dá)16個(gè)，它們基本來(lái)自IMT-2000的16個(gè)RTT評(píng)估組成員。1.3.33G協(xié)議的演進(jìn)1．IMT-2000標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)成作為一個(gè)完整的移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，IMT-2000的標(biāo)準(zhǔn)由兩個(gè)主要部分構(gòu)成：核心網(wǎng)絡(luò)（CN）和無(wú)線接入網(wǎng)（RAN）。第三代移動(dòng)通信的核心網(wǎng)主要有基于GSMMAP演進(jìn)的核心網(wǎng)和基于IS-41演進(jìn)的核心網(wǎng)兩種。基于CDMA技術(shù)的3種RTT技術(shù)規(guī)范是第三代移動(dòng)通信的主流技術(shù)，CDMADS（直擴(kuò)CDMA）和CDMAMC（多載波CDMA）是頻分雙工模式（FDD），CDMATC（時(shí)碼CDMA）是時(shí)分雙工模式（TDD），ITU-R為3G的FDD模式和TDD模式劃分了獨(dú)立的頻段，在將來(lái)的組網(wǎng)上，TDD模式和FDD模式將共存于3G網(wǎng)絡(luò)。2．3G核心網(wǎng)的演進(jìn)目前，通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)、語(yǔ)音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)日趨融合，無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)多媒體已開(kāi)始得到廣泛應(yīng)用，基本可以肯定未來(lái)的移動(dòng)通信將向IP化的大方向演進(jìn)。為此，3G標(biāo)準(zhǔn)化組織都將第三代移動(dòng)通信的發(fā)展目標(biāo)設(shè)定為全I(xiàn)P網(wǎng)。（1）WCDMA核心網(wǎng)的發(fā)展WCDMA核心網(wǎng)是由傳統(tǒng)的GSM、GPRS、EDGE等網(wǎng)絡(luò)逐漸發(fā)展而來(lái)的，而WCDMA自身的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)有R99，R4，R5，R6，R7等發(fā)展階段。總的來(lái)說(shuō)，演進(jìn)的思路是分層、分離、寬帶、IP。（2）CDMA2000核心網(wǎng)體系的發(fā)展CDMA2000核心網(wǎng)的發(fā)展相比WCDMA較緩慢，是按照ANSI-41D/E/F、Phase0、Phase1、Phase2LMSDSTAGE1/2/3、Phase3ALLIP等階段來(lái)演進(jìn)，但是這個(gè)路線不是唯一的，可以跳過(guò)某些階段。3．3G無(wú)線接入網(wǎng)的演進(jìn)在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，相對(duì)核心網(wǎng)技術(shù)而言，無(wú)線接入技術(shù)的發(fā)展顯得更為迅速和豐富多彩。由于技術(shù)的飛速發(fā)展，3G無(wú)線接入技術(shù)也經(jīng)歷了較大的發(fā)展、變化，遵循3G→3G+→E3G→B3G→4G的技術(shù)發(fā)展路線。在該發(fā)展路線中的各階段，不斷有新技術(shù)引入，提高系統(tǒng)性能。圖1-14移動(dòng)通信無(wú)線接入技術(shù)的演進(jìn)（1）3G階段（2）3G+階段（3）E3G階段①3GPP提出的相關(guān)演進(jìn)方案3GPP推出的E3G計(jì)劃是LTE（長(zhǎng)期演進(jìn)）計(jì)劃，LTE的計(jì)劃分為StudyItem（SI）和WorkItem（WI）兩個(gè)階段，SI階段從2005年3月到2006年6月，完成可行性研究。圖1-153GPP提出的長(zhǎng)期演進(jìn)計(jì)劃時(shí)間表②3GPP2提出的相關(guān)演進(jìn)方案相應(yīng)于3GPP，3GPP2在2005年3月啟動(dòng)了AIE（AirInterfaceEvolution）的演進(jìn)研究與標(biāo)準(zhǔn)化工作，工作分為Phase1和Phase2兩個(gè)階段。③TD-SCDMA的相關(guān)演進(jìn)方案TD-SCDMA在LTE演進(jìn)計(jì)劃中也提出了TD-CDM-OFDM（time-divisioncode-divisionmultiplexingOFDM）的方案。圖1-163GPP2提出的空中接口演進(jìn)計(jì)劃時(shí)間表（4）B3G階段①B3G的基本情況在2005年10月18日結(jié)束的ITU-RWP8F的第17次會(huì)議上，ITU給了B3G技術(shù)一個(gè)正式的名稱IMT-Advanced。按照國(guó)際電信聯(lián)盟的定義：IMT-2000技術(shù)和IMT-Advanced技術(shù)擁有一個(gè)共同的前綴“IMT”；當(dāng)前的WCDMA、HSDPA等技術(shù)統(tǒng)稱為IMT-2000技術(shù)；未來(lái)的新的空中接口技術(shù)，叫做IMT-Advanced技術(shù)。②E3G和B3G的關(guān)系E3G和B3G分別作為3G的演進(jìn)型技術(shù)和未來(lái)的無(wú)線通信技術(shù)，面向市場(chǎng)的時(shí)間不同，將按照各自的方向繼續(xù)發(fā)展。圖1-17B3G業(yè)務(wù)能力示意圖（5）4G階段實(shí)際上，4G尚無(wú)明確的定義。業(yè)界眾說(shuō)紛紜，對(duì)4G做出不同的描述。按ITU的定義，4G是基于IP的高速蜂窩移動(dòng)網(wǎng)，從現(xiàn)有3G演進(jìn)，在移動(dòng)狀態(tài)下達(dá)到速率為100Mbit/s，靜態(tài)和慢移動(dòng)狀態(tài)下達(dá)到速率1Gbit/s。與現(xiàn)有的移動(dòng)通信技術(shù)相比，4G的傳輸速度可提高1

000倍，發(fā)射功率只有現(xiàn)在的十分之一或百分之一，不再對(duì)其他設(shè)備構(gòu)成電磁干擾，并支持手機(jī)互動(dòng)功能。盡管業(yè)界的描述各有不同，但有幾點(diǎn)是大家公認(rèn)的，即4G將實(shí)現(xiàn)移動(dòng)化、寬帶化、IP化。4G的最迷人之處在于能提供豐富多彩的服務(wù)，這與3G時(shí)代相比將有很大不同。4G系統(tǒng)的實(shí)施與普及將有助于彌合醫(yī)療、教育、信息和其他方面的鴻溝，對(duì)環(huán)境問(wèn)題和老齡化社會(huì)將作出巨大貢獻(xiàn)。1.4三大主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的比較3G時(shí)代的WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA3大主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成熟，下面比較一下這3種技術(shù)的各自特點(diǎn)。需要注意的是，以下比較的只是3種標(biāo)準(zhǔn)最初的版本，沒(méi)有涉及新版本的特點(diǎn)。1．WCDMA的技術(shù)特點(diǎn)WCDMA由歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP所制定，受全球標(biāo)準(zhǔn)化組織、設(shè)備制造商、器件供應(yīng)商、運(yùn)營(yíng)商的廣泛支持，將成為未來(lái)3G的主流體制。WCDMA的技術(shù)特點(diǎn)如下。核心網(wǎng)基于GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，保持與GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的兼容性。核心網(wǎng)絡(luò)可以基于TDM、ATM和IP技術(shù)，并向全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)演進(jìn)。核心網(wǎng)絡(luò)邏輯上分為電路域和分組域兩部分，分別完成電路型業(yè)務(wù)和分組型業(yè)務(wù)。UTRAN基于ATM技術(shù)，統(tǒng)一處理語(yǔ)音和分組業(yè)務(wù)，并向IP方向發(fā)展。MAP技術(shù)和GPRS隧道技術(shù)是WCDMA體制移動(dòng)性管理機(jī)制的核心。空中接口采用UTRA：信號(hào)帶寬為5MHz，碼片速率為3.84Mchip/s，AMR語(yǔ)音編碼，支持同步/異步基站運(yùn)營(yíng)模式，上、下行閉環(huán)加外環(huán)功率控制方式，開(kāi)環(huán)（STTD、TSTD）和閉環(huán)（FBTD）發(fā)射分集方式，導(dǎo)頻輔助的相干解調(diào)方式，卷積碼和Turbo碼的編碼方式，上行和下行采用QPSK調(diào)制方式。2．CDMA2000技術(shù)體制CDMA2000體制是基于IS-95的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上提出的3G標(biāo)準(zhǔn)，目前其標(biāo)準(zhǔn)化工作由3GPP2來(lái)完成。CDMA2000的技術(shù)特點(diǎn)如下。電路域繼承2GIS-95CDMA網(wǎng)絡(luò)，引入以WIN為基本架構(gòu)的業(yè)務(wù)平臺(tái)。分組域基于MobileIP技術(shù)的分組網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線接入網(wǎng)以ATM交換機(jī)為平臺(tái)，提供豐富的適配層接口。空中接口采用CDMA2000兼容IS-95：信號(hào)帶寬N×1.25MHz（N＝1，3，6，9，12）；碼片速率為N×1.228

8Mchip/s；8K/13KQCELP或8KEVRC語(yǔ)音編碼；基站需要GPS/GLONESS同步方式運(yùn)行；上、下行閉環(huán)加外環(huán)功率控制方式；前向可以采用OTD和STS發(fā)射分集方式，提高信道的抗衰落能力，改善了前向信道的信號(hào)質(zhì)量；反向采用導(dǎo)頻輔助的相干解調(diào)方式，提高了解調(diào)性能；采用卷積碼和Turbo碼的編碼方式；上行BPSK和下行QPSK調(diào)制方式。3．TD-SCDMA技術(shù)體制TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)組織CWTS提出，目前已經(jīng)融合到了3GPP關(guān)于WCDMA-TDD的相關(guān)規(guī)范中。TD-SCDMA的技術(shù)特點(diǎn)如下。核心網(wǎng)基于GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，保持與GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的兼容性。核心網(wǎng)絡(luò)可以基于TDM、ATM和IP技術(shù)，并向全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)演進(jìn)。核心網(wǎng)絡(luò)邏輯上分為電路域和分組域兩部分，分別完成電路型業(yè)務(wù)和分組型業(yè)務(wù)。UTRAN基于ATM技術(shù)，統(tǒng)一處理語(yǔ)音和分組業(yè)務(wù)，并向IP方向發(fā)展。MAP技術(shù)和GPRS隧道技術(shù)是WCDMA體制移動(dòng)性管理機(jī)制的核心。空中接口采用TD-SCDMA，這點(diǎn)和WCDMA的差異較多。TD-SCDMA具有“3S”特點(diǎn)，即智能天線（SmartAntenna）、同步CDMA（SynchronousCDMA）和軟件無(wú)線電（SoftwareRadio）。TD-SCDMA采用的關(guān)鍵技術(shù)有：智能天線＋聯(lián)合檢測(cè)、多時(shí)隙CDMA＋DS-CDMA、同步CDMA、信道編譯碼和交織（與3GPP相同）、接力切換等。4．3種主要技術(shù)體制的對(duì)比3種主要技術(shù)體制在空中接口的比較如表1-3所示。制式WCDMACDMA20001xTD-SCDMA采用國(guó)家歐洲及日本美國(guó)、韓國(guó)中國(guó)繼承基礎(chǔ)GSM窄帶CDMAGSM雙工方式FDDFDDTDD多址方式CDMA+FDMACDMA+FDMACDMA+TDMA+FDMA調(diào)制方式HPSK（上行）QPSK（下行）BPSK（上行）QPSK（下行）QPSK和8PSK同步方式異步/同步GPS同步同步碼片速率3.84Mchip/sN×1.228

8Mchip/s1.28Mchip/s載波間隔5MHzN×1.25MHz1.6MHz功率控制頻率上、下行：1500Hz上、下行：800Hz上、下行：200Hz多徑分集采用RAKE接收機(jī)，由于碼片速率高，分集效果更好采用RAKE接收機(jī)采用聯(lián)合檢測(cè)方式，消除多址干擾和符號(hào)間干擾空間分集采用分集接收和發(fā)射，可選智能天線但不如TDD方式容易實(shí)現(xiàn)采用分集接收和發(fā)射，可選智能天線但不如TDD方式容易實(shí)現(xiàn)采用智能天線及時(shí)空聯(lián)合檢測(cè)方式，支持發(fā)射分集及分集接收切換方式軟切換軟切換接力切換表1-3 3G主要技術(shù)體制的空中接口比較1.53G頻譜分配情況國(guó)際電聯(lián)對(duì)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)IMT-2000劃分了230MHz頻率，即上行1

885～2

025MHz、下行2

110～2

200MHz，共230MHz。其中，1

980～2

010MHz（地對(duì)空）和2

170～2

200MHz（空對(duì)地）用于移動(dòng)衛(wèi)星業(yè)務(wù)。上、下行頻帶不對(duì)稱，主要考慮可使用雙頻FDD方式和單頻TDD方式。此規(guī)劃在WRC92上得到通過(guò)，在2000年的WRC2000大會(huì)上，在WRC-92基礎(chǔ)上又批準(zhǔn)了新的附加頻段：806～960MHz、1

710～1

885MHz、2

500～2690MHz，如圖1-18所示。圖1-18WRC-2000的頻譜分配情況圖1-19我國(guó)IMT-2000頻譜占用情況IMT-2000在我國(guó)的頻段分配如下。（1）主要工作頻段頻分雙工（FDD）方式：1

920～1

980MHz／2

110～2

170MHz。時(shí)分雙工（TDD）方式：1

880～1

920MHz／2

010～2

025MHz。（2）補(bǔ)充工作頻率頻分雙工（FDD）方式：1

755～1

785MHz／1

850～1

880MHz。時(shí)分雙工（TDD）方式：2

300～2

400MHz，與無(wú)線電定位業(yè)務(wù)共用，均為主要業(yè)務(wù)，共用標(biāo)準(zhǔn)另行制定。（3）衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)工作頻段1

980～2

010MHz／2

170～2

200MHz。1.6未來(lái)移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)1.6.1未來(lái)移動(dòng)通信的市場(chǎng)定位從服務(wù)的角度看，雖然移動(dòng)通信最初是為了在移動(dòng)環(huán)境中打電話而發(fā)明的，但是21世紀(jì)的移動(dòng)通信絕不是單單為了打電話，必須要有新的服務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)。因此，3G一開(kāi)始就定位于多媒體業(yè)務(wù)。除了多媒體業(yè)務(wù)，未來(lái)移動(dòng)通信還要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)重要方面，即提供無(wú)所不在的服務(wù)和全球性的服務(wù)。1.6.2移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)解析移動(dòng)通信從2G到3G的過(guò)程中還歷經(jīng)了GPRS，EDGE等數(shù)據(jù)服務(wù)的強(qiáng)化、提升。同樣的，從3G到4G也不是一蹴可及，過(guò)程中一樣要經(jīng)過(guò)多次的改善、演進(jìn)，才能正式進(jìn)入4G時(shí)代。圖1-20所示為無(wú)線和移動(dòng)技術(shù)發(fā)展的路線圖，現(xiàn)在該路線圖中不確定因素主要在B3G到4G階段，該階段究竟會(huì)以什么樣的無(wú)線新技術(shù)為主導(dǎo)，核心網(wǎng)又將朝什么方向發(fā)展，這些問(wèn)題都還在討論之中。圖1-20移動(dòng)、無(wú)線技術(shù)演進(jìn)趨勢(shì)（1）移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展路線移動(dòng)通信的發(fā)展總體路線為1G→2G→3G→4G。（2）移動(dòng)與無(wú)線技術(shù)在演進(jìn)中走向融合當(dāng)前，移動(dòng)、無(wú)線技術(shù)領(lǐng)域正處在一個(gè)