第二十一讲
第三代移动通信概述
2
主要内容
? IMT-2000
? WCDMA技术
? CDMA2000技术
? TD-SCDMA技术
? 三种技术的比较
3
概 述
1,含义
第三代移动通信系统简称 3G,是由国际电信联盟 (ITU)率先
提出并负责组织研究的,采用宽带码分多址 (CDMA)数字技术的
新一代通信系统,是近 20年来现代移动通信技术和实践的总结和
发展。 3G在最早提出时被命名为未来公共陆地移动通信系统
(FPLMTS,Futuristic Public Land Mobile Telecommunication
System),后更名为 IMT-2000(International Mobile
Telecommunications 2000)。
4
2,实现目标
第三代移动通信系统的目标包括以下几个主要方面,
(1) 与第二代移动通信系统及其他各种通信系统 (固定电话系统, 无绳电
话系统等 )相兼容 。
(2) 全球无缝覆盖和漫游 。
(3) 支持高速率 (高速移动环境 144 kb/s; 室外步行环境 384 kb/s; 室内环境
2 Mb/s)的多媒体 (话音, 数据, 图像, 音频, 视频等 )业务 。
5
3,
1)
(1) 频分双工 (FDD)方式, 1920~1980 MHz,2110~2170
MHz。
(2) 时分双工 (TDD)方式, 1880~1920 MHz,2010~2025
MHz。
6
2)
(1) 频分双工 (FDD)方式, 1755~1785 MHz,
1850~1880 MHz。
(2) 时分双工 (TDD)方式, 2300~2400 MHz,与无线
电定位业务共用,均为主要业务,共用标准另行制定。
3)
1980~2010 MHz,2170~2200 MHz。
7
4,应用
(1) Internet
(2) 无线视频,
(3)
(4) 各种承载服务。
8
５, 系统结构
IMT-2000系统结构图
U I M 用户
智 能 卡
MT
移 动 台
其 他 家 族
成 员 核 心 网
R A N
无 线 网
CN
核 心 网
U I M - MT 接口
( U I M )
无 线 接 口
( U N I )
R A N - CN
接口
N N I 接口
9
三个组成部分包括,
(1) 用户终端。
(2) 无线接入网 (RAN,Radio Access Network)。
(3) 核心网 (CN,Core Network)。
10
四个接口包括,
(1) 网 络 与 网 络 接 口 (NNI, Network and Network
Interface),指的是 IMT-2000家族核心网之间的接口,是保证互通
和漫游的关键接口 。
(2) 无线接入网与核心网之间的接口 (RAN-CN),对应于
GSM系统的 A接口 。
(3) 移动台与无线接入网之间的无线接口 (UNI)。
(4) 用户识别模块和移动台之间的接口 (UIM-MT)。
11
主要技术标准－ WCDMA
WCDMA系统结构
UE
U
u
U T R A N
I
u
CN
12
WCDMA的核心网采取的是由 GSM的核心网逐步演进的思
路,即由最初的 GSM的电路交换的一些实体,然后加入 GPRS的
分组交换的实体,再到最终演变成全 IP的核心网 。 这样可以保
证业务的连续性和核心网络建设投资的节约化 。 由于 WCDMA
的无线接入方式完全不同于 GSM的 TDMA的无线接入方式,因
此,WCDMA的无线接入网是全新的,需要重新进行无线网络规
划和布站 。 为了体现业务的连续性,WCDMA的业务与 GSM的
业务是完全兼容的 。
13
主要技术标准－ CDMA 2000
一个完整的 CDMA 2000移动通信网络由多个相对独立的部
分构成,如图所示 。 其中的三个基础组成部分分别是无线部分,
核心网的电路交换部分和核心网的分组交换部分 。 无线部分由
BSC(基站控制器 ),分组控制功能 (PCF)单元和基站收发信机
(BTS)构成 ; 核心网电路交换部分由移动交换中心 (MSC),访问
位置寄存器 (VLR),归属位置寄存器 /鉴权中心 (HLR/AC)构成 ;
核心网的分组交换部分由分组数据服务点 /外部代理 (PDSN/FA),
认证服务器 (AAA)和归属代理 (HA)构成 。
14
除了基础组成部分以外,系统还包括各种业务部分,比较典
型的业务有以下四种, 智能网部分由业务交换点 (SSP),业务
控制点 (SCP)和智能终端 (IP)构成 ; 短信息部分主要是短信息中
心 (MC); 位置业务部分主要由移动位置中心 (MPC)和定位实体
(PDE)构成 。 另外,还有 WAP等业务平台 。 这四个部分构成了
当前 CDMA 2000网络的主要业务部分 。
15
CDMA2000系统结构
IP
M S C /
SSP
S C PIP
定位
M P CP D E 短消 息 MC
无线 部分
W A P 网关I W F
核心 网分 组域
HAP D S N / F A
A A A
P C F
B S CB T S
B S C
P C F
B T S
B T S
P S T N /
I S D N
W A P
核心 网电 路域
H L R / A CV L R
智能 网
16
它的目标是要建立一个具有高频谱效率和高经济效益的先进的
移动通信系统。其基本技术特性之一是在 TDD模式下,采用在
周期性重复的时间帧里传输基本的 TDMA突发脉冲的工作模式
(和 GSM相同 ),通过周期性地转换传输方向,在同一个载波上交
替地进行上下行链路传输。这个方案的优势在于上下行链路间
的转换点的位置可以因业务的不同而任意调整。当进行对称业
务传输时,可选用对称的转换点位置 ; 当进行非对称业务传输时,
可在非对称的转换点位置范围内选择。这样,对于上述两种业务,
TDD模式都可提供最佳频谱利用率和最佳业务容量。
主要技术标准－ TD SCDMA
17
TD-SCDMA系统的设计集 FDMA,TDMA,CDMA和 SDMA技
术为一体,并考虑到当前中国和世界上大多数国家广泛采用
GSM第二代移动通信的客观实际,它能够由 GSM平滑过渡到 3G
系统。 TD-SCDMA系统的功能模块主要包括, 用户终端设备
(UE)、基站 (BTS)、基站控制器 (BSC)和核心网。在建网初期,
该系统的 IP业务通过 GPRS网关支持节点 (GGSN)接入到 X.25分
组交换机,话音和 ISDN业务仍使用原来 GSM的移动交换机。 待
基于 IP的 3G核心网建成后,将过渡到完全的 TD-SCDMA第三代
移动通信系统。
18
TD-SCDMA系统结构
TD - S C D M A
B T S
UE
TD - S C D M A
B T S
UE
TD - S C D M A
B T S
UE
B S C
B S C
BS
网关 G G S N
G P R S
M S C
X, 2 5
I n t e r n e t
P S T N
I S D N
19
三种制式技术成熟性比较
20
三种制式的频率利用率比较
21
三种制式的频率适用性比较
22
三种制式全球漫游能力比较
23
三种制式建网的经济性比较
第三代移动通信概述
2
主要内容
? IMT-2000
? WCDMA技术
? CDMA2000技术
? TD-SCDMA技术
? 三种技术的比较
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概 述
1,含义
第三代移动通信系统简称 3G,是由国际电信联盟 (ITU)率先
提出并负责组织研究的,采用宽带码分多址 (CDMA)数字技术的
新一代通信系统,是近 20年来现代移动通信技术和实践的总结和
发展。 3G在最早提出时被命名为未来公共陆地移动通信系统
(FPLMTS,Futuristic Public Land Mobile Telecommunication
System),后更名为 IMT-2000(International Mobile
Telecommunications 2000)。
4
2,实现目标
第三代移动通信系统的目标包括以下几个主要方面,
(1) 与第二代移动通信系统及其他各种通信系统 (固定电话系统, 无绳电
话系统等 )相兼容 。
(2) 全球无缝覆盖和漫游 。
(3) 支持高速率 (高速移动环境 144 kb/s; 室外步行环境 384 kb/s; 室内环境
2 Mb/s)的多媒体 (话音, 数据, 图像, 音频, 视频等 )业务 。
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3,
1)
(1) 频分双工 (FDD)方式, 1920~1980 MHz,2110~2170
MHz。
(2) 时分双工 (TDD)方式, 1880~1920 MHz,2010~2025
MHz。
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2)
(1) 频分双工 (FDD)方式, 1755~1785 MHz,
1850~1880 MHz。
(2) 时分双工 (TDD)方式, 2300~2400 MHz,与无线
电定位业务共用,均为主要业务,共用标准另行制定。
3)
1980~2010 MHz,2170~2200 MHz。
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4,应用
(1) Internet
(2) 无线视频,
(3)
(4) 各种承载服务。
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５, 系统结构
IMT-2000系统结构图
U I M 用户
智 能 卡
MT
移 动 台
其 他 家 族
成 员 核 心 网
R A N
无 线 网
CN
核 心 网
U I M - MT 接口
( U I M )
无 线 接 口
( U N I )
R A N - CN
接口
N N I 接口
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三个组成部分包括,
(1) 用户终端。
(2) 无线接入网 (RAN,Radio Access Network)。
(3) 核心网 (CN,Core Network)。
10
四个接口包括,
(1) 网 络 与 网 络 接 口 (NNI, Network and Network
Interface),指的是 IMT-2000家族核心网之间的接口,是保证互通
和漫游的关键接口 。
(2) 无线接入网与核心网之间的接口 (RAN-CN),对应于
GSM系统的 A接口 。
(3) 移动台与无线接入网之间的无线接口 (UNI)。
(4) 用户识别模块和移动台之间的接口 (UIM-MT)。
11
主要技术标准－ WCDMA
WCDMA系统结构
UE
U
u
U T R A N
I
u
CN
12
WCDMA的核心网采取的是由 GSM的核心网逐步演进的思
路,即由最初的 GSM的电路交换的一些实体,然后加入 GPRS的
分组交换的实体,再到最终演变成全 IP的核心网 。 这样可以保
证业务的连续性和核心网络建设投资的节约化 。 由于 WCDMA
的无线接入方式完全不同于 GSM的 TDMA的无线接入方式,因
此,WCDMA的无线接入网是全新的,需要重新进行无线网络规
划和布站 。 为了体现业务的连续性,WCDMA的业务与 GSM的
业务是完全兼容的 。
13
主要技术标准－ CDMA 2000
一个完整的 CDMA 2000移动通信网络由多个相对独立的部
分构成,如图所示 。 其中的三个基础组成部分分别是无线部分,
核心网的电路交换部分和核心网的分组交换部分 。 无线部分由
BSC(基站控制器 ),分组控制功能 (PCF)单元和基站收发信机
(BTS)构成 ; 核心网电路交换部分由移动交换中心 (MSC),访问
位置寄存器 (VLR),归属位置寄存器 /鉴权中心 (HLR/AC)构成 ;
核心网的分组交换部分由分组数据服务点 /外部代理 (PDSN/FA),
认证服务器 (AAA)和归属代理 (HA)构成 。
14
除了基础组成部分以外,系统还包括各种业务部分,比较典
型的业务有以下四种, 智能网部分由业务交换点 (SSP),业务
控制点 (SCP)和智能终端 (IP)构成 ; 短信息部分主要是短信息中
心 (MC); 位置业务部分主要由移动位置中心 (MPC)和定位实体
(PDE)构成 。 另外,还有 WAP等业务平台 。 这四个部分构成了
当前 CDMA 2000网络的主要业务部分 。
15
CDMA2000系统结构
IP
M S C /
SSP
S C PIP
定位
M P CP D E 短消 息 MC
无线 部分
W A P 网关I W F
核心 网分 组域
HAP D S N / F A
A A A
P C F
B S CB T S
B S C
P C F
B T S
B T S
P S T N /
I S D N
W A P
核心 网电 路域
H L R / A CV L R
智能 网
16
它的目标是要建立一个具有高频谱效率和高经济效益的先进的
移动通信系统。其基本技术特性之一是在 TDD模式下,采用在
周期性重复的时间帧里传输基本的 TDMA突发脉冲的工作模式
(和 GSM相同 ),通过周期性地转换传输方向,在同一个载波上交
替地进行上下行链路传输。这个方案的优势在于上下行链路间
的转换点的位置可以因业务的不同而任意调整。当进行对称业
务传输时,可选用对称的转换点位置 ; 当进行非对称业务传输时,
可在非对称的转换点位置范围内选择。这样,对于上述两种业务,
TDD模式都可提供最佳频谱利用率和最佳业务容量。
主要技术标准－ TD SCDMA
17
TD-SCDMA系统的设计集 FDMA,TDMA,CDMA和 SDMA技
术为一体,并考虑到当前中国和世界上大多数国家广泛采用
GSM第二代移动通信的客观实际,它能够由 GSM平滑过渡到 3G
系统。 TD-SCDMA系统的功能模块主要包括, 用户终端设备
(UE)、基站 (BTS)、基站控制器 (BSC)和核心网。在建网初期,
该系统的 IP业务通过 GPRS网关支持节点 (GGSN)接入到 X.25分
组交换机,话音和 ISDN业务仍使用原来 GSM的移动交换机。 待
基于 IP的 3G核心网建成后,将过渡到完全的 TD-SCDMA第三代
移动通信系统。
18
TD-SCDMA系统结构
TD - S C D M A
B T S
UE
TD - S C D M A
B T S
UE
TD - S C D M A
B T S
UE
B S C
B S C
BS
网关 G G S N
G P R S
M S C
X, 2 5
I n t e r n e t
P S T N
I S D N
19
三种制式技术成熟性比较
20
三种制式的频率利用率比较
21
三种制式的频率适用性比较
22
三种制式全球漫游能力比较
23
三种制式建网的经济性比较
