第9章3G移動(dòng)通信系統(tǒng)

《移動(dòng)通信》第9章3G移動(dòng)通信系統(tǒng)主要內(nèi)容9.13G概述9.23G技術(shù)9.33G終端9.43G業(yè)務(wù)9.13G概述9.1.13G發(fā)展背景9.1.23G典型特征9.1.33G演進(jìn)歷程9.1.43G標(biāo)準(zhǔn)化組織9.1.53G發(fā)展歷程9.1.13G發(fā)展背景ITU將3G命名為:IMT-2000，它的寓意是：第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)

The3rdGenerationMobileCommunicationSystem（3G）在2000MHz（2GHz）頻段運(yùn)行可承載2000kbps峰值數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)在公元2000年左右商用部署

為全球標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，即為IMT(InternationalMobileTelecommunications)9.1.13G發(fā)展背景第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（3G系統(tǒng)）可以定義為：一種能提供多種類型、高質(zhì)量、高速率的多媒體業(yè)務(wù)；能實(shí)現(xiàn)全球無(wú)縫覆蓋，具有全球漫游能力；與其他移動(dòng)通信系統(tǒng)、固定網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相兼容；主要以小型便攜式終端，在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、進(jìn)行任何種類通信的移動(dòng)通信系統(tǒng)。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)最初的研究工作開(kāi)始于1985年，當(dāng)時(shí)國(guó)際上第一代的模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)正在大規(guī)模發(fā)展，第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)剛剛出現(xiàn)。國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）成立了工作組，突出了未來(lái)公共陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)（FPLMTS），其目的是形成全球統(tǒng)一的頻率與統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)全球無(wú)縫漫游，并提供多種業(yè)務(wù)。1996年，F(xiàn)PLMTS正式更名為國(guó)際移動(dòng)通信2000（IMT-2000）。歐洲電線標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ETSI）從1987年開(kāi)始研究，將該系統(tǒng)稱為通用移動(dòng)通信系統(tǒng)（UMTS）。經(jīng)過(guò)多年的磨合，ITU最終通過(guò)了4種主流的IMT-2000無(wú)線接口規(guī)范。產(chǎn)生背景:

20世紀(jì)90年代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)(2G)的極大成功；對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和多媒體移動(dòng)通信需求；

2G系統(tǒng)技術(shù)局限性和業(yè)務(wù)承載能力有限；

2G只解決地區(qū)間漫游，未達(dá)到全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；有的國(guó)家由于沒(méi)采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)產(chǎn)品無(wú)法向世界推廣，急于重新開(kāi)始；因特網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，給電信系統(tǒng)發(fā)展以鼓勵(lì)；技術(shù)進(jìn)步使3G系統(tǒng)建設(shè)成為可能；按ITU計(jì)劃，10年一代的基本規(guī)律，時(shí)間節(jié)點(diǎn)到達(dá)(1998)。9.1.13G發(fā)展背景國(guó)際大事記：1997年開(kāi)始，ITU開(kāi)始向全球征集3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的備選提案；2000年5月，在土耳其召開(kāi)的國(guó)際電聯(lián)全會(huì)上，WCDMA、cdma2000以及TD-SCDMA被正式批準(zhǔn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；2000年10月，韓國(guó)SK電訊部署了全球首個(gè)CDMA20001X網(wǎng)絡(luò)；2001年10月，日本NTTDoCoMo推出了全球首個(gè)WCDMA商用服務(wù)；2002年10月，中國(guó)政府對(duì)3G頻率做出規(guī)劃，三種標(biāo)準(zhǔn)均獲得頻率資源。TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速；2004年2月，英國(guó)沃達(dá)豐在全球推動(dòng)3G商用，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加??；9.1.13G發(fā)展背景1997年，正式成立第三代3G評(píng)估研究小組，并提交了中國(guó)的TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)；1999年，開(kāi)發(fā)國(guó)內(nèi)第一批3G項(xiàng)目；2001年，啟動(dòng)3G攻關(guān)及部分專項(xiàng)；2004年3月31日，大唐宣布，國(guó)產(chǎn)3G標(biāo)準(zhǔn)手機(jī)面市，2005年上半年批量生產(chǎn)；2006年1月20日，信產(chǎn)部宣布TD-SCDMA為我國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

；2008年12月31日，國(guó)務(wù)院同意啟動(dòng)3G牌照發(fā)放工作；2009年1月7日，工信部向國(guó)內(nèi)三家電信運(yùn)營(yíng)商發(fā)放3G牌照；2009年1月7日，中國(guó)移動(dòng)發(fā)布了自己的3G品牌——G3；2009年4月16日，中國(guó)電信舉辦了主題為“天翼暢游3G”的3G業(yè)務(wù)發(fā)布會(huì)；2009年5月17日，中國(guó)聯(lián)通正式啟動(dòng)3G業(yè)務(wù)試商用。9.1.13G發(fā)展背景9.1.23G典型特征一.MIT-2000的基本要求ITU最初的想法是，IMT-2000不但要滿足多速率、多環(huán)境、多業(yè)務(wù)的要求，還應(yīng)能通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，它有以下幾項(xiàng)基本要求：1）全球性標(biāo)準(zhǔn)。2）全球使用公共頻帶。3）能夠提供具有全球性使用的小型終端。4）具有全球漫游能力。5）在多種環(huán)境下支持高速的分組數(shù)據(jù)傳輸速率。ITU規(guī)定，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的無(wú)線傳輸技術(shù)必須滿足以下3種傳輸速率要求：在快速移動(dòng)環(huán)境下（車載用戶），最高傳輸速率達(dá)到144kbps；在步行環(huán)境下，最高傳輸速率達(dá)到384kbps；在固定位置環(huán)境下，最高傳輸速率達(dá)到2Mbps。二.IMT-2000的基本特點(diǎn)多址方式：無(wú)一例外的選用CDMA技術(shù)；業(yè)務(wù)能力：增強(qiáng)了對(duì)中高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持（多媒體，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)）；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：針對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行了優(yōu)化，無(wú)論是傳輸技術(shù)，還是控制協(xié)議都支持分組業(yè)務(wù)；關(guān)鍵技術(shù)：使用一些新技術(shù)，如快速尋呼、發(fā)射分集、前向閉環(huán)功率控制、Turbo碼及新型語(yǔ)音處理器；系統(tǒng)性能：容量大、質(zhì)量高及支持復(fù)雜業(yè)務(wù)。二.IMT-2000的基本特點(diǎn)安全體制：總體而言，3G的安全體制是建立在2G的體制基礎(chǔ)之上。一方面，保留了2G的優(yōu)良安全策略；另一方面，改進(jìn)了其中的很多不足。對(duì)3G中出現(xiàn)的新業(yè)務(wù)也提供安全保護(hù)。安全目標(biāo)：防范偽基站攻擊、用戶身份截取、偽用戶攻擊、搭線竊聽(tīng)、弱密鑰攻擊、截取來(lái)話攻擊、欺騙網(wǎng)絡(luò)或用戶的拒絕式服務(wù)攻擊等。對(duì)于軍用網(wǎng)絡(luò)，很多攻擊方式更需要加強(qiáng)防范。二.IMT-2000的基本特點(diǎn)防范偽基站攻擊，所有2G系統(tǒng)不具備。在射頻接口加密上，更長(zhǎng)的密鑰長(zhǎng)度和更穩(wěn)健的加密算法。提供各服務(wù)網(wǎng)之間的安全保護(hù)機(jī)制。從交換機(jī)到基站之間的鏈路也受到保護(hù)。提供數(shù)據(jù)完整性保護(hù)。與2G相比的改進(jìn)：9.1.33G演進(jìn)歷程一.1999年10月ITU舉行的會(huì)議確定了5種方案，經(jīng)過(guò)多年的市場(chǎng)發(fā)展，逐漸成為主流的三大標(biāo)準(zhǔn)是：IMT-2000CDMADS（即WCDMA）第三代移動(dòng)通信伙伴計(jì)劃（3GPP）IMT-2000CDMA

MC（即cdma2000）第三代移動(dòng)通信伙伴計(jì)劃2（3GPP2）IMT-2000CDMA

TC（即TD-SCDMA）原中國(guó)無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)組（CWTS，現(xiàn)在更名為中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)，CCSA）9.1.33G演進(jìn)歷程二.在蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)演進(jìn)的同時(shí)，無(wú)線寬帶接入系統(tǒng)也迅速發(fā)展：微波接入全球互通（WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess，WiMAX）是無(wú)線寬帶接入技術(shù)的代表。以IEEE802.16的系列寬頻無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)。

2007年10月19日，ITU正式接納移動(dòng)WiMAX加入IMT-2000，命名為OFDMATDDWMAN，成為第6種3G空中技術(shù)方案和第4種3G標(biāo)準(zhǔn)。

采用技術(shù)類型直擴(kuò)載頻間隔5MHz碼片速率3.84Mc/s雙工方式FDD/TDD幀長(zhǎng)10ms基站同步方式異步擴(kuò)展調(diào)制平衡QPSK（下行鏈路）雙信道QPSK（上行鏈路）復(fù)雜的擴(kuò)展電路擴(kuò)展因子4～256（FDD模式上行）4～512（FDD模式下行）1～16（TDD下行）功率控制開(kāi)環(huán)和快速閉環(huán)（1500bps）切換軟切換頻率間切換三.4種3G標(biāo)準(zhǔn)的空中接口參數(shù)1.WCDMA空中接口參數(shù)采用技術(shù)類型直擴(kuò)或多載波載頻間隔1.25MHz碼片速率n×1.2288Mc/s（n=1,3,6,9,12）雙工方式FDD幀長(zhǎng)20ms基站同步方式同步（需GPS）擴(kuò)展調(diào)制平衡QPSK（下行鏈路）雙信道QPSK（上行鏈路）復(fù)雜的擴(kuò)展電路擴(kuò)展因子4～256功率控制開(kāi)環(huán)和快速閉環(huán)（800bps）切換軟切換頻率間切換2.cdma2000空中接口參數(shù)采用技術(shù)類型直擴(kuò)載頻間隔1.6MHz碼片速率1.28Mc/s雙工方式TDD幀長(zhǎng)10ms（5ms+5ms）基站同步方式同步擴(kuò)展調(diào)制DQPSK擴(kuò)展因子1～16功率控制開(kāi)環(huán)和慢速閉環(huán)（0-200bps）切換接力切換頻率間切換3.TD-SCDMA空中接口參數(shù)4.WiMAX（IEEE802.16e）空口參數(shù)采用技術(shù)類型TDMA+OFDMA信道帶寬1.25~20MHz數(shù)據(jù)速率15~60Mbit/s雙工方式TDD，F(xiàn)DD，HFDD幀長(zhǎng)2.5~20ms，且上下行子幀幀長(zhǎng)比例可調(diào)基站同步方式同步（需GPS）調(diào)制方式QPSK/8PSK/16QAM/64QAM，支持AMC切換硬切換快速BS切換宏分集切換四.基站同步方式：同步/異步同步的含義：所有基站（BTS）的時(shí)鐘同步（時(shí)鐘由GPS時(shí)鐘等提供），所有的時(shí)隙相同，所有的BTS使用同樣一個(gè)PN碼（使用不同的偏置來(lái)表示不同的基站，因此也必須全網(wǎng)同步），這樣移動(dòng)臺(tái)在做同步切換時(shí)，新舊小區(qū)是同步的，是移動(dòng)臺(tái)來(lái)計(jì)算提前量。不用匹配BTS，可以提高切換成功率，減少切換時(shí)間。異步的含義：基站采用不同時(shí)鐘，當(dāng)要發(fā)生切換的時(shí)候需要移動(dòng)臺(tái)和新基站同時(shí)計(jì)算新的時(shí)間提前量，并在移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行切換請(qǐng)求進(jìn)入新基站時(shí)，由新基站把提前量發(fā)給移動(dòng)臺(tái)。四.基站同步方式：同步/異步特點(diǎn)：基站間同步的好處是，切換時(shí)BSC已經(jīng)知道基站間的時(shí)間關(guān)系，則不需要MS上報(bào)目標(biāo)基站和源基站之間的時(shí)間關(guān)系可以直接進(jìn)行切換?；井惒綍r(shí)，BSC則需要MS測(cè)量目標(biāo)基站和源基站之間的時(shí)間關(guān)系，從而確定切換后的定時(shí)。適用場(chǎng)合：同步切換需要網(wǎng)絡(luò)中的基站間同步，適用于同一BTS的小區(qū)間切換，不用重新計(jì)算TA（時(shí)間提前量）。異步切換則不需要網(wǎng)絡(luò)中基站間的同步，適用于不同BTS的小區(qū)間切換，需重新計(jì)算TA。四.基站同步方式：同步/異步不同系統(tǒng)的基站同步方式比較GSM：同步；IS-95：同步；WCDMA：異步；cdma2000：同步（需GPS）；TD-SCDMA：同步（現(xiàn)階段用GPS同步，支持北斗）；WiMAX：同步（需GPS）；9.1.43G標(biāo)準(zhǔn)化組織第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)制定方面主要有3個(gè)國(guó)際性標(biāo)準(zhǔn)組織：3GPP、3GPP2和OMA。在國(guó)內(nèi)，中國(guó)無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)研究組（CWTS，后成為中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)下屬的無(wú)線通信技術(shù)工作委員會(huì)TC5）在不斷參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)研討和定義的同時(shí)，也在加強(qiáng)我國(guó)的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)制定工作。1.3GPP第三代移動(dòng)通信伙伴計(jì)劃3GPP：于1998年年底發(fā)起成立，成員主要包括ARIB（日本）、ETSI（歐洲）、TTA（韓國(guó)）、TTC（日本）和T1P1（美國(guó)）。1999年后半年，原中國(guó)無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)組（CWTS，現(xiàn)在更名為中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)，CCSA）也加入到3GPP中來(lái)并貢獻(xiàn)了TD-SCDMA技術(shù)。3GPP是積極倡導(dǎo)UMTS的標(biāo)準(zhǔn)化組織，旨在研究制定并推廣基于演進(jìn)的GSM核心網(wǎng)絡(luò)的3G標(biāo)準(zhǔn)，即WCDMA、TD-SCDMA和EDGE。3GPP的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)由2G網(wǎng)絡(luò)到3G網(wǎng)絡(luò)的平滑過(guò)渡，保證未來(lái)技術(shù)的后向兼容性，支持輕松建網(wǎng)及系統(tǒng)間的漫游和兼容性。為了滿足新的市場(chǎng)需求，3GPP規(guī)范不斷增添新特性來(lái)增強(qiáng)自身能力。為了向開(kāi)發(fā)商提供穩(wěn)定的實(shí)施平臺(tái)并添加新特性，3GPP使用并行版本體制，主要版本有：1）R99：最早出現(xiàn)的各種第三代規(guī)范被匯編成最初的99版本，于2000年3月完成，后續(xù)版本不再以年份命名。1.3GPP2）Release4：此后，全套3GPP規(guī)范被命名為Release4（R4）。R4規(guī)范在2001年3月“凍結(jié)”，意為自即日起對(duì)R4，只允許進(jìn)行必要的修正而推出修訂版，不再添加新特性。3）Release5：如果規(guī)范在凍結(jié)期后發(fā)現(xiàn)需要添加新特性，則要制定一個(gè)新版本規(guī)范。目前，新特性正在添加到Release5（R5）中。第一個(gè)R5的版本已在2002年3月凍結(jié)，未能及時(shí)添加到R5中的新特性將包含在后續(xù)版本R6中。目前除了以上版本，3GPP同時(shí)也陸續(xù)推出了Release6、Release7、Release8、Release9、Release10等版本。1.3GPP2.3GPP2第三代移動(dòng)通信伙伴計(jì)劃2(3GPP2)：由美國(guó)的TIA、日本的ARIB、日本的TTC和韓國(guó)的TTA發(fā)起，并于1999年1月成立，中國(guó)原無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)研究組于1999年6月在韓國(guó)正式簽字加入3GPP2。3GPP2主要是制定以ANSI-41核心網(wǎng)為基礎(chǔ)，cdma2000為無(wú)線接口的第三代技術(shù)規(guī)范，3GPP2內(nèi)有四個(gè)小組具體制定技術(shù)規(guī)范，TSG-A主要負(fù)責(zé)制定無(wú)線接入網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，TSG-C主要負(fù)責(zé)制定cdma2000的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，TSG-S負(fù)責(zé)系統(tǒng)和業(yè)務(wù)方面，TSG-X負(fù)責(zé)核心網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。到目前為止，3GPP2發(fā)布的cdma2000的標(biāo)準(zhǔn)共有4個(gè)版本。1）cdma2000Release0：這是cdma2000標(biāo)準(zhǔn)的第一個(gè)版本，由TLA于1999年6月制定完成。Release0版本使用IS-95B的開(kāi)銷信道，并添加了新的業(yè)務(wù)信道和補(bǔ)充信道。3GPP2在此基礎(chǔ)上發(fā)布了以后幾個(gè)版本的標(biāo)準(zhǔn)。2.3GPP22）cdma2000ReleaseA：ReleaseA于2000年3月由3GPP2制定完成，該版本中添加了新的開(kāi)銷信道及相應(yīng)的信令。3）cdma2000ReleaseB：ReleaseB改動(dòng)很少，于2002年4月由3GPP2制定完成。在該版本中，新添加了補(bǔ)救信道，該信道的作用是，在切換等狀態(tài)下信道分配失效時(shí)，使移動(dòng)臺(tái)仍有一個(gè)最基本的信道可用，以提供保持連接的能力。4）cdma2000ReleaseC：ReleaseC于2002年5月由3GPP2制定完成。在該版本中，前向鏈路增加了對(duì)EV-DV的支持，以提高數(shù)據(jù)吞吐量。在目前正在制定的cdma2000ReleaseD版本中，將在反向鏈路支持EV-DV，以提升反向鏈路的數(shù)據(jù)性能。2.3GPP23.OMA開(kāi)放移動(dòng)聯(lián)盟OMA：

創(chuàng)始于2002年6月，WAP論壇和開(kāi)放式移動(dòng)體系結(jié)構(gòu)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織通過(guò)合并成立最初的OMA。隨后，區(qū)域互用性論壇LIF、互用性研究組MMS和無(wú)線協(xié)會(huì)這些致力于推進(jìn)移動(dòng)業(yè)務(wù)規(guī)范工作的組織又相繼加入OMA。截止成立當(dāng)年11月份，OMA就已發(fā)展成員公司約300家，其成員公司包括了世界主要的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商、信息技術(shù)公司以及應(yīng)用開(kāi)發(fā)商和內(nèi)容提供商。OMA的主要任務(wù)是收集市場(chǎng)需求并制定規(guī)范，清除互操作性發(fā)展的障礙，加速各種全新的增強(qiáng)型移動(dòng)信息、通信和娛樂(lè)服務(wù)及應(yīng)用的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。OMA代表了無(wú)線通信業(yè)的革新趨勢(shì)，它鼓勵(lì)價(jià)值鏈上所有的成員通過(guò)更大程度地參與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定，建立更加完整的、端到端的解決方案。OMA擁有眾多來(lái)自全球的成員單位，主要包括移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商、無(wú)線設(shè)備提供商、信息技術(shù)（IT）公司和內(nèi)容提供商四大類成員單位。目前OMA的會(huì)員在全球分布相對(duì)平衡，1/3來(lái)自亞洲，1/3來(lái)自北美，1/3來(lái)自歐洲。OMA在中國(guó)的會(huì)員包括：中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)電信等運(yùn)營(yíng)商，華為、中興等制造商，這些成員構(gòu)成了完整的移動(dòng)業(yè)務(wù)價(jià)值鏈。OMA的遠(yuǎn)景目標(biāo)是為整個(gè)無(wú)線價(jià)值鏈的共同協(xié)作提供一個(gè)論壇，以確保為全球商業(yè)用戶和消費(fèi)者提供無(wú)縫的移動(dòng)業(yè)務(wù)。3.OMA4.WiMAX論壇

WiMAX論壇于2001年成立，由眾多無(wú)線通信設(shè)備和器件供應(yīng)商發(fā)起的非營(yíng)利性組織，其目標(biāo)是促進(jìn)IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用推廣，保證采用相同標(biāo)準(zhǔn)的不同廠家寬帶無(wú)線接入設(shè)備之間的互通性或互操作性。5.ITU國(guó)際電信聯(lián)盟：世界各國(guó)政府的電信主管部門之間協(xié)調(diào)電信事務(wù)的一個(gè)國(guó)際組織，現(xiàn)有189個(gè)成員國(guó)，總部設(shè)在日內(nèi)瓦，是聯(lián)合國(guó)的15個(gè)專門機(jī)構(gòu)之一，但在法律上不是聯(lián)合國(guó)附屬機(jī)構(gòu)，其決議和活動(dòng)不需要聯(lián)合國(guó)批準(zhǔn)。9.1.53G發(fā)展歷程一.TD-SCDMA的發(fā)展歷程1、1998年，ITU-R面向全世界征集IMT-2000候選無(wú)線傳輸技術(shù)，同年6月30日，中國(guó)電信科學(xué)技術(shù)研究院（后改制為大唐電信集團(tuán)）代表中國(guó)向國(guó)際電信聯(lián)盟提交了第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)提案TD-SCDMA(時(shí)分同步碼分多址)。2、1999年10月，3GPP接受了TD-SDMA作為3GPPTDD模式的低碼片速率選項(xiàng)，并提出了集成的概念，將TD-SCDMA技術(shù)集成到具體的技術(shù)規(guī)范當(dāng)中。3、1999年11月3日，TD-SDMA標(biāo)準(zhǔn)提案被ITU寫入第三代移動(dòng)通信空中接口技術(shù)規(guī)范的建議中。一.TD-SCDMA的發(fā)展歷程4、2000年5月5日，在土耳其召開(kāi)的國(guó)際電信聯(lián)盟全會(huì)上，TD-SCDMA被批準(zhǔn)為國(guó)際電聯(lián)的正式標(biāo)準(zhǔn)。5、2001年3月開(kāi)始，TD-SCDMA正式寫入3GPP的Release4版本，目前TD-SCDMA有Release4~8等版本。6、2002年10月23日，我國(guó)原信息產(chǎn)業(yè)部公布TD-SCDMA頻譜規(guī)劃，為TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)劃分了共計(jì)155MHz的非對(duì)稱頻段。7、2006年1月20日，原信息產(chǎn)業(yè)部正式頒布了TD-SCDMA系列的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為其商業(yè)運(yùn)營(yíng)打下了良好基礎(chǔ)。一.TD-SCDMA的發(fā)展歷程8、在2005長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE）研究的開(kāi)始階段，為了實(shí)現(xiàn)與TD-SCDMA的繼承關(guān)系，支持兩種不同的TDD幀結(jié)構(gòu)（Type1和Type2），其中Type2與目前3G中的TD-SCDMA結(jié)構(gòu)完全相同；9、2007年9月召開(kāi)的3GPPRAN37次會(huì)議上，包括工信部電信研究院、中國(guó)移動(dòng)、大唐、中興和華為在內(nèi)的國(guó)內(nèi)主要單位聯(lián)合國(guó)外主要運(yùn)營(yíng)與制造企業(yè)，提出了對(duì)LTETDD進(jìn)行簡(jiǎn)化與優(yōu)化的建議，提出形成統(tǒng)一的LTETDD的標(biāo)準(zhǔn)，并明確指出將原有的LTEtype2TDD作為工作的基礎(chǔ)和出發(fā)點(diǎn)。一.TD-SCDMA的發(fā)展歷程10、2007年12月，在3GPPRAN38次會(huì)議上，通過(guò)了修改LTETDD的技術(shù)方案，形成了統(tǒng)一的LTETDD，該方案又稱“TD-LTE”。注：HSDPA（HighSpeedDownlinkPacketAccess)高速下行分組接入，是一種移動(dòng)通信協(xié)議，被稱為3.5G。HSUPA（highspeeduplinkpacketaccess）高速上行分組接入。HSPA+，增強(qiáng)型高速分組接入，是HSPA（高速分組接入）的強(qiáng)化版本。二.WCDMA的發(fā)展歷程由3GPP具體制定，基于GSMMAP核心網(wǎng)，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和完善，已經(jīng)趨近于成熟，其標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)情況如下。二.WCDMA的發(fā)展歷程三.cdma2000的發(fā)展歷程

3GPP2制定5個(gè)支持cdma20001x及其增強(qiáng)型技術(shù)的版本；EIA/TIA發(fā)布的支持cdma20001xEV-DO的IS-856和IS-856A兩個(gè)版本。由IS-95A/B標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)而來(lái)的第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，由3GPP2負(fù)責(zé)具體的標(biāo)準(zhǔn)化工作。三.cdma2000的發(fā)展歷程2007年正式發(fā)布了cdma20001xEV-DO修訂版C。該標(biāo)準(zhǔn)又稱為超移動(dòng)寬帶系統(tǒng)（UMB），cdma20001xEV-DO的演進(jìn)歷程如下：注：cdma20001x習(xí)慣上指使用一對(duì)1.25MHz無(wú)線信道的cdma2000無(wú)線技術(shù)。cdma20001xEV（Evolution，發(fā)展）是指cdma20001x附加了HDR（高數(shù)據(jù)速率）能力。cdma20001xEV-DO（DataOnly），采用與話音分離的信道傳輸數(shù)據(jù)。四.WiMAX的發(fā)展歷程1999年成立802.16工作組，他們的主要工作就是開(kāi)發(fā)、固定新一代寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)涵蓋2~66GHz之間的許可頻段和免許可頻段，也就是現(xiàn)在我們看到的WiMAX技術(shù)。在2001年的6月份在美國(guó)的加州注冊(cè)成了非盈利組織——WiMAX論壇，這一論壇的成立，像是給WiMAX打了一針強(qiáng)心劑！大大促進(jìn)了WiMAX在全球的發(fā)展和應(yīng)用，最重要的是實(shí)現(xiàn)了WiMAX標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的應(yīng)用、互通性、以及兼容性。四.WiMAX的發(fā)展歷程9.19.23G技術(shù)9.2.1如何提高數(shù)據(jù)傳輸速率9.2.2同步與定位9.2.3不同標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)體制上的差異進(jìn)一步提高用戶數(shù)據(jù)傳輸速率的方法：多天線技術(shù)：智能天線、MIMO智能天線的出發(fā)點(diǎn)：利用信號(hào)傳輸?shù)目臻g特性，自適應(yīng)調(diào)整其方向圖，來(lái)達(dá)到抑制干擾、提取信號(hào)的目的。特征：寬頻帶、多波束的動(dòng)態(tài)跟蹤，增強(qiáng)有用信號(hào)、抑制干擾。實(shí)質(zhì)上是一個(gè)空間濾波器。空間維度可以用于多址接入技術(shù)中。對(duì)應(yīng)的多址方式：空分多址9.2.1如何提高數(shù)據(jù)傳輸速率智能天線的優(yōu)勢(shì)：定向波束，增強(qiáng)目標(biāo)用戶接收性能，避免干擾其他用戶。避免干擾其他用戶9.2.1如何提高數(shù)據(jù)傳輸速率MIMO:……1jNTx……1iMRx圖1典型的MIMO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖接收信號(hào)的矢量表達(dá)式9.2.1如何提高數(shù)據(jù)傳輸速率對(duì)于多天線系統(tǒng)，增加速率的方法之一是通過(guò)使單個(gè)發(fā)射信號(hào)的SNR最大(例如分集、智能天線)；方法之二是通過(guò)MIMO技術(shù)，即把信道分離為n個(gè)并行子信道，每個(gè)子信道上發(fā)送不同的信號(hào)9.2.1如何提高數(shù)據(jù)傳輸速率……9.2.1如何提高數(shù)據(jù)傳輸速率9.2.2同步與定位一.同步技術(shù)在3G標(biāo)準(zhǔn)中，TD-SCDMA、cdma2000和WiMAX（TDD）均是同步系統(tǒng)。問(wèn)題：如何實(shí)現(xiàn)同步方案？一.同步技術(shù)自主性差。GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)歸美國(guó)所有，對(duì)世界各地的用戶未有任何政府承諾，而且用戶只支付了GPS接收機(jī)的費(fèi)用，沒(méi)有支付GPS系統(tǒng)的使用費(fèi)用。在某些特殊情況下GPS信號(hào)會(huì)暫時(shí)消失，或者不能正常工作。工程安裝上有一定問(wèn)題。對(duì)安裝環(huán)境要求嚴(yán)格，垂直方向無(wú)遮擋、不能和全向天線在同一平面。1.使用GPS存在一定風(fēng)險(xiǎn)2.解決方案用北斗（北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)）代替GPS利用GPS/北斗雙模終端進(jìn)行時(shí)鐘同步；通過(guò)有線方式進(jìn)行時(shí)間同步基于統(tǒng)一的時(shí)間源，將時(shí)間信息通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送給各基站。常用的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議有IEEE1588（網(wǎng)絡(luò)測(cè)量和控制系統(tǒng)的精確時(shí)鐘同步協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)）。一.同步技術(shù)二.移動(dòng)定位技術(shù)1、基于小區(qū)識(shí)別（Cell-ID）的定位技術(shù)根據(jù)移動(dòng)臺(tái)所處的蜂窩小區(qū)的ID號(hào)來(lái)確定用戶的位置。成本低，精度低，不適合精度較高的緊急定位服務(wù)。2、OTA/TDOA定位技術(shù)采用信號(hào)到達(dá)時(shí)間測(cè)量或信號(hào)到達(dá)時(shí)間差測(cè)量的定位方式。即通過(guò)測(cè)量從發(fā)射機(jī)傳到多個(gè)接收機(jī)的信號(hào)傳播時(shí)間或者時(shí)間差來(lái)確定移動(dòng)臺(tái)的位置，是一種基于電波傳播時(shí)間的定位技術(shù)。在AMPS、GSM、WCDMA、窄帶CDMA和cdma2000網(wǎng)絡(luò)中均采用該技術(shù)。精度較高，對(duì)時(shí)間基準(zhǔn)的依賴性也很高，受多徑干擾影響較大，特別是對(duì)G網(wǎng)，但是該技術(shù)無(wú)需對(duì)手機(jī)進(jìn)行修改，可以直接向現(xiàn)有移動(dòng)用戶提供服務(wù)。一般響應(yīng)時(shí)間為10s，C網(wǎng)精度55m，有望提高到10~20m。二.移動(dòng)定位技術(shù)3、A-GPS定位技術(shù)需要在手機(jī)內(nèi)增加GPS接收模塊，并改造手機(jī)天線，同時(shí)要在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上加建位置服務(wù)器、差分GPS基站等設(shè)備，如果要提高該方案在室內(nèi)等GPS信號(hào)屏蔽地區(qū)定位的有效性，還需添加一些位測(cè)量單元。精度10m左右，首次捕捉GPS信號(hào)時(shí)間短。二.移動(dòng)定位技術(shù)9.2.3不同標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)體制上的差異FDDvsTDDWCDMAvscdma2000TD-SCDMA的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)一.FDDvsTDD3G中的應(yīng)用：WCDMA、cdma2000屬于FDD標(biāo)準(zhǔn)；而TD-SCDMA屬于TDD標(biāo)準(zhǔn)。（1）FDD必須使用成對(duì)的收發(fā)頻率。在支持對(duì)稱業(yè)務(wù)時(shí)能充分利用上下行的頻譜，但在進(jìn)行非對(duì)稱的數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)時(shí)，頻譜的利用率則大為降低，約為對(duì)稱業(yè)務(wù)時(shí)的60%。而TDD則不需要成對(duì)的頻率，通信網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)實(shí)際情況靈活地變換信道上下行的切換點(diǎn)，有效地提高了系統(tǒng)傳輸不對(duì)稱業(yè)務(wù)時(shí)的頻譜利用率。（2）根據(jù)ITU對(duì)3G的要求，采用FDD模式的終端最高移動(dòng)速度可達(dá)500公里/小時(shí)，而采用TDD模式的系統(tǒng)的最高移動(dòng)速度只有120公里/小時(shí)。兩者相比，TDD系統(tǒng)明顯稍遜一籌。因?yàn)椋壳癟DD系統(tǒng)在芯片處理速度和算法上還達(dá)不到更高的標(biāo)準(zhǔn)。采用FDD與TDD的優(yōu)缺點(diǎn)比較：（3）采用TDD模式工作的系統(tǒng)，上、下行工作于同一頻率，其電波傳輸?shù)囊恢滦允怪苓m于運(yùn)用智能天線技術(shù)，通過(guò)智能天線具有的自適應(yīng)波束賦形，可有效減少多徑干擾，提高設(shè)備的可靠性。而收、發(fā)采用一定頻段間隔的FDD系統(tǒng)則難以采用上述技術(shù)。同時(shí)，智能天線技術(shù)要求采用多個(gè)小功率的線性功率放大器代替單一的大功率線性放大器，其價(jià)格遠(yuǎn)低于單一大功率線性放大器。據(jù)測(cè)算，TDD系統(tǒng)的基站設(shè)備成本比FDD系統(tǒng)的基站成本低約20%~50%采用FDD與TDD的優(yōu)缺點(diǎn)比較：（4）在抗干擾方面，使用FDD可消除鄰近蜂窩區(qū)基站和本區(qū)基站之間的干擾。但仍存在鄰區(qū)基站對(duì)本區(qū)移動(dòng)機(jī)的干擾及鄰區(qū)移動(dòng)機(jī)對(duì)本區(qū)基站的干擾。而使用TDD則能引起鄰區(qū)基站對(duì)本區(qū)基站、鄰區(qū)基站對(duì)本區(qū)移動(dòng)機(jī)、鄰區(qū)移動(dòng)機(jī)對(duì)本區(qū)基站及鄰區(qū)移動(dòng)機(jī)對(duì)本區(qū)移動(dòng)機(jī)四項(xiàng)干擾。綜比兩者，可見(jiàn)FDD系統(tǒng)的抗干擾性能要好于TDD系統(tǒng)。但隨著新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，TDD系統(tǒng)的抗干擾能力一定會(huì)有大幅度的提高。采用FDD與TDD的優(yōu)缺點(diǎn)比較：二.WCDMAvscdma2000

WCDMA使用的帶寬和碼片速率（3.84Mcps）是cdma20001x演進(jìn)家族的三倍以上，因而能提供更大的多路徑分集、更高的中繼增益和更小的信號(hào)開(kāi)銷。WCDMA在小區(qū)站點(diǎn)同步方面的設(shè)計(jì)是使用異步基站，而cdma2000基站則通常通過(guò)GPS實(shí)現(xiàn)同步，這將造成室內(nèi)和城市小區(qū)（采用室內(nèi)天線）部署的困難。WCDMA進(jìn)行功率控制的頻率幾乎是cdma2000的兩倍，達(dá)到每秒1500次，因而能保證更好的信號(hào)質(zhì)量，并支持更多的用戶。二.WCDMAvscdma2000cdma2000的導(dǎo)頻信道大約需要下行鏈路總傳輸功率的20%，相比之下WCDMA只需要約10%，因而可以節(jié)省更多的公用信道的開(kāi)銷。為支持基于GSM的GPRS業(yè)務(wù)而部署的所有業(yè)務(wù)（如計(jì)費(fèi)、安全、漫游等）也支持WCDMA業(yè)務(wù)，而為了完善新的數(shù)據(jù)/話音網(wǎng)絡(luò)，cdma20001x必須添加額外的網(wǎng)絡(luò)單元或進(jìn)行功能的升級(jí)。在混合話音和數(shù)據(jù)流量方面，WCDMA的系統(tǒng)性能比cdma2000也表現(xiàn)得更加出色。三.TD-SCDMA的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)頻譜利用率高：TD-SCDMA采用TDD方式，在傳輸中很容易針對(duì)不同類型的業(yè)務(wù)設(shè)置上、下行鏈路轉(zhuǎn)換點(diǎn)，因而可以使總的頻譜效率更高。頻譜靈活性強(qiáng)：TD-SCDMA第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)頻譜靈活性強(qiáng)，僅需單一1.6MHz的頻帶就可提供速率達(dá)2Mbps的3G業(yè)務(wù)需求，而且非常適合非對(duì)稱業(yè)務(wù)的傳輸。三.TD-SCDMA的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)系統(tǒng)性能穩(wěn)定：TD-SCDMA收發(fā)在同一頻段上，上行鏈路和下行鏈路的無(wú)線環(huán)境一致性很好，更適合使用新興的智能天線技術(shù)；利用了CDMA和TDMA結(jié)合的多址方式，更利于聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)的采用，這些技術(shù)都能減少干擾，提高系統(tǒng)的性能穩(wěn)定性。系統(tǒng)設(shè)備成本低：TD-SCDMA上下行工作于同一頻率，對(duì)稱的電波傳播特性使之便于利用智能天線等新技術(shù)，這也可達(dá)到降低成本的目的；在無(wú)線基站方面，TD-SCDMA的設(shè)備成本也比較低。TD-SCDMA的不足與前兩種標(biāo)準(zhǔn)相比，尤其是與WCDMA比起來(lái)，TD-SCDMA也有“尚顯稚嫩”的地方。因?yàn)槠漕l帶寬度窄，不能充分利用多徑，降低了系統(tǒng)效率，實(shí)現(xiàn)軟切換和軟容量能力較困難。TD-SCDMA系統(tǒng)要精確定時(shí)，小區(qū)間保持同步，對(duì)定時(shí)系統(tǒng)要求高。而WCDMA則不需要小區(qū)間同步，可適應(yīng)室內(nèi)、室外，甚至地鐵等不同的環(huán)境的應(yīng)用。WCDMA對(duì)移動(dòng)性的支持更加優(yōu)質(zhì)，適合宏蜂窩、蜂窩、微蜂窩組網(wǎng)，而TD-SCDMA只適合微蜂窩，對(duì)高速移動(dòng)的支持也較差。9.29.33G終端3G終端是指用于第3代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的終端。從第1代模擬制式終端到第2代以GSM和CDMA為代表的數(shù)字終端，再到現(xiàn)在的第3代移動(dòng)終端，移動(dòng)終端逐步發(fā)展成為基本電路域業(yè)務(wù)與多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)融合的產(chǎn)物，支持特色分組業(yè)務(wù)和融合業(yè)務(wù)成為終端發(fā)展的趨勢(shì)。9.3.1終端分類和模式目前主流的3G終端開(kāi)發(fā)商隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)制式的不斷豐富，終端類型也在不斷地推陳出新。根據(jù)終端支持網(wǎng)絡(luò)制式的數(shù)量，可將終端分為三種類型：?jiǎn)文＝K端、雙模終端和多模終端。單模終端只支持某種單一的網(wǎng)絡(luò)制式，雙模終端可以支持兩種網(wǎng)絡(luò)制式，而多模終端能夠支持兩種以上的網(wǎng)絡(luò)制式。9.3.1終端分類和模式從待機(jī)模式上，可以分為雙模單待機(jī)和雙模雙待機(jī)，其中雙待機(jī)是指在兩種網(wǎng)絡(luò)制式下能夠同時(shí)工作。從制式上，可以分為3G/2G雙模終端(如TD-SCDMA/GSM雙模終端、WCDMA/GSM雙模終端)和2G/PHS雙模終端(如GSM/PHS雙模終端)。9.3.1終端分類和模式山寨機(jī)隨著國(guó)內(nèi)