《移动通信技术》PPT课件

第 7章移动通信技术 王立 湖南文理学院电气与信息工程学院 本章的主要内容 : 1 移动通信概述 2 蜂窝式移动通信系统的组网技术 3 GSM移动通信系统 4 CDMA通信系统 5 PAS 通信系统（小灵通） 6 移动数据通信技术 7 移动通信技术的发展 7.1移动通信概述 移动通信 ： 通信的双方至少有一方 或双方处在移动（或临时静止）情 况下进行信息传输和交换。 移动 通信 无线 通信 计算机 技术 有线 通信 网络 技术 7.1.1 移动通信的特点 电波传播环境复杂 7.1.1 移动通信的特点 干扰和噪声的影响大 f1 f3 f2 f1 同频干扰：相同频率间的相互干扰。 邻频干扰：相邻或相近频率间的干扰。 互调干扰：由于非线性失真而产生的干扰。 各种噪声 7.1.1 移动通信的特点 移动工作环境恶劣，尘土多，振动大， 要求有一定的防范措施。移动台操作简 便，可靠性高，小型化，低功耗。 具有多普勒频移当物体运动中通信时， 其接收到的载波频率随运动速度的不同 而产生不同的频移。 c os v f d v 7.1.1 移动通信的特点 控制系统复杂。 交换机 至其他交换机 服务区域 PSTN 至其他 PSTN 7.1.2 移动通信的工作方式 单工制 单工的定义 收发使用同 一个（或不同） 频率的按键通 信方式。即在 同一时间里要 么说，要么听， 只可选择一样。 发射机 接收机 发射机 接收机 f1 f1 f1 f1 f1 B A f1 f1 f2 f2 f2 f1 7.1.2 移动通信的工作方式 单工制 优点 :不需要天线共用装置 。 组网方便 。 耗电少 ， 设备简单 ， 造价便宜 。 缺点：频率利用率低 。 操作不方便 。 同频基站间干扰较大 。 适用范围：适用于用户少 ， 专业性强的通信 系统中 。 7.1.2 移动通信的工作方式 半双工制 发射机 接收机 发射机 接收机 f1 f2 f2 f1 f1 基站 B 移动台 A f2 双 工 器 7.1.2 移动通信的工作方式） 半双工制 通信的双方有一方使用双工通信，即收发 信机同时工作且使用不同的频率，另一方 采用双频单工方式。 优点：设备简单 ， 功耗小 ， 克服了通话 断续的缺点 。 缺点：操作不方便 。 应用：专用通信中 。 7.1.2 移动通信的工作方式 双工制 发射机 接收机 发射机 接收机 f1 f2 f2 f1 f1 基站 B 移动台 A f2 双 工 器 双 工 器 7.1.2 移动通信的工作方式 双工制 通信双方的收发信机均能同时工作。 优点：由于收发频带有一定的间隔，所以抗干 扰能力强。 使用方便。 缺点： 电源耗电量大。 7.1.3 数字移动通信技术的 主要性能指标及其权衡 1 传输速率：单位时间内传送的 数据量 ， 单位 Kbps 千比特 /秒 。 例如 GSM系统单路话音所需传 输速率为 13Kbps。 系统所允许 的总传输速率越大 ， 容量就越大 ， 在同一时刻所能容纳的用户数量 就越多 。 2 信道带宽：信号所占的频率宽 度 ， 单位 MHZ 兆赫兹 。 信道带 宽越宽 ， 允许的传输速率就越高 ， 系统的容量就越大 ， 容许的话音 路数就越多；反之就会出现线路 正忙 、 呼叫不通的现象 ， 称为 “ 呼损 ” 。 3 发射功率：手机在通话期间向基 站发射的信号功率 。 它直接决定了 电池的工作时间 ， 也决定了手机的 辐射量 。 GSM 手机发射功率为 12W ， CDMA 手机发射功率为 50mW左右 ， 小灵通 手机为 10mW. 4 误码率：数字信号传送过程中 出现错误的概率 。 它直接决定了 信号的质量 ， 或者服务等级 。 如 话音传送应小于 10-4， 数据传送 应小于 10-8。 各种指标的权衡 传输速率越高， 系统容量 越 大。误码率越低， 信号的质量 越 好。但两者都需要足够的信号带 宽及较高的发射功率。频带越宽， 信噪比越高，误码率越低，系统 的容量越大。 但实际中，信号发射功率常常是受 到限制的。对于用户端来说，发射功率 越高，辐射越大，对人体伤害越严重； 同时手机耗电量越大，待机时间越短； 对于基站，发射功率过大，会影响到其 他的通信，例如小灵通基站发射功率就 被限定在 500mW以内，以免影响到 GSM 和 CDMA系统的正常通信。 信号带宽常常是受到限制 的。频带是一种有限的资源， 使用它是要付出直接的经济代 价的。为了充分地利用频带资 源，提高系统的容量，广泛地 采用了多路复用 /多址技术。 如模拟通信中广播电台、电视台 传送信号采用了 FDMA(频分多址 : Frequency Division Multiplexing Access ) 技术， GSM系统采用了 FDMA技术及 TDMA(时分多址 : Time Division Multiplexing Access )技术， CDMA （ Code Division Multiplexing Access） 系统采用了码分多址方式。 通信系统的设计任务就是在有限的 频带及有限的发射功率的情况下最大可 能地提高系统容量及信号质量。提高前 者的手段就是对信源进行有效的编码， 必要时进行适当的 压缩 。例如蜂窝式移 动通信系统都对话音信号进行了较大的 压缩，使得话音质量仅仅能够达到听懂 的程度，比起固定电话的音质相去甚远， 更别奢望有什么立体声效果了。 在以上四种性能指标的权衡中， 调制解调方式的不同也起到非常关 键的作用。所谓调制就是将信号以 一定的形式附加在高频载波上。其 作用有两个：一通过调制有利于将 信号通过天线发射到自由空间里。 天线理论告诉我们，要想通过天 线发送信号，应使得天线长度可以和 信号波长相比拟。对蜂窝通信系统， 天线长度在 /4比较合适。话音信号的 带宽在 3003400HZ之间。以 1000HZ话 音信号为例，需要天线长度约为 75公 里。这对于小若手掌的手机来讲，显 然不可能安装这么长的天线！ 经过高频调制以后则可以大大 缩减所需天线长度。 GSM系统的 载波频率为 900MHZ和 1800MHZ， CDMA系统为 850MHZ，小灵通为 1900MHZ。经计算，它们仅需几 厘米长的天线，显然这非常容易 实现。 其二 通过将信号调制到 不同的载频上，可以非常方 便地从众多信号中提取所需 要的成分，从而实现频分多 址（ FDMA）。 移动通信一般采用 VHF和 UHF频段。 原因： 适用于移动通信 抗干扰能力强 天线短，便于移动。 不同的调频 、 调相方式分别 属于频带高效调制方式 （ 牺牲发 射功率 ， 节省带宽 ） 或功率高效 调制方式 （ 牺牲带宽 ， 节省带宽 发射功率 ） 。 蜂窝式移动通信系 统中信号带宽及发射功率都是受 限的 ， 经过权衡 ， 采用了 高斯最 小频移键控 （ GMSK） 技术 。 7. 2 蜂窝式移动通信系统的组网技术 根据 服务区域 的不同，移动通信网可分为 两种： 大区制 和 小区制 大区制 市话交换局 PSTN 大区制 在整个服务区内只设一个基站，由它负责 移动通信的联络和控制。 特点： 网络结构简单，频道数目少，不需要无线交换，与 PSTN网直接相连。 覆盖范围有限。 服务的用户容量有限。 频率利用率低。 7. 2 蜂窝式移动通信系统的组网技术 小区制（蜂窝） 将所要覆盖的地区划分成若干个小区，每 个小区的半径可以根据用户的密度在 1至 10km 左右。在每个小区内设置一个基站为本小区 范围内的用户服务。 小区制的目标：实现频率复用，从而提高 频率利用率，增加系统容量。 7. 2 蜂窝式移动通信系统的组网技术 一 . 小区制（蜂 窝） 在小区制中， 为了避免 同频 干扰 ，同一频 率必须间隔一 定距离后，才 能再次使用。 A B C D E F G A B C D E F G A B C D E F G A B C D E F G A B C D E F G A B C D E F G A B C D E F G 7. 2 蜂窝式移动通信系统的组网技术 二 . 蜂窝系统的构成 基站 移动交换中心 PSTN 三 . 移动交换中心与基站之间的 通信 四 . 移动通信系统的呼叫过程 出局呼叫过程 (手机呼叫固定电话 ) 入局呼叫过程 (固定电话呼叫手机 ) 本局呼叫 (手机呼叫手机 ) A用户为主叫， B用户为被叫。 A用户拨打 B 用户号码，拨号信号变换为相应的数字电 信号并通过手机天线发射到 A用户所在的小 区基站天线上， A基站接受到信号后通过与 交换中心联系传递到 B用户所在的小区基站。 该小区基站收到信号后向 B用 户的手机发振铃信号， B用户 按连接键 . B用户接收到 A用户 发送的声音信号。由于蜂窝式 移动通信为异频双工通信模式， B用户也可以同时做主叫， A用 户为被叫，实现信息的双向交 流。 五 . 越区切换 越区切换是指移动用户由一 个小区移动到另一个小区时，手 机接收信号由原基站切换为新的 基站的过程。 一类称为硬切换，即先 中断旧的基站连接，再建立 新的基站连接。这样会有 12秒的通信中断过程，用 户感到不便。小灵通通信就 是这样。 但 GSM及 CDMA通信使用的 不是硬切换，而是软切换，即先 建立与新基站的可靠连接以后， 再断开与旧基站的连接。显然软 切换的实施改善了越区切换时的 通信质量。顺便指出， GSM的越 区切换效果不如 CDMA， CDMA 越区时可以在用户不知不觉中进 行，通话不受任何影响。 何时进行越区切换比较合适 呢？如果当移动台接收到的其他 基站的发射信号强度超过当前基 站的信号强度就马上实施越区切 换，容易产生“乒乓效应”。 如果移动台经常在两个小区 的边界附近活动时，就会频繁地 发生越区切换，这样不仅使基站 和移动台的工作量大大增加，移 动台的耗电量增大，而且严重影 响通信质量。 正确的做法是只有当前基站 的信号强度低于一个较低门限或 当邻近基站的信号远远大于当前 基站的信号强度时才允许进行越 区切换。即采用所谓“滞后”切 换的方式可有效地避免“乒乓效 应”。 六 . 数字蜂窝系统的优势 能有效地利用无线频率资源，系统容量大 呼叫质量高 能向用户提供话音以外的多种非话业务 制式比较统一，能方便地提供自动漫游业务（包括国 际漫游） 易于加密，提供较完善的保密方法（如话音、接入加 密等） 数字网要求的功率较低 第二代数字移动通信系统主要制式 GSM(全球移动通信系统 ) DCS-1800 TDMA IS 136(最初被称为 D AMPS) CDMA IS 95（ QCDMA) PDC(个人数字蜂窝 ) 我国数字蜂窝移动通信网以 GSM为主，同时 也采用了 DCS 1800以及 CDMA制式 7.3 GSM移动通信系统 基站 1 MBS1 基站 N MBS N 一、公众移动电话系统 1. 系统组成 有线 市话局 MTSO 中继线 有线用户 控 制 器 发射机 接收机 共 用 器 控 制 器 发射机 接收机 共 用 器 移动电话交换台 市话局 2. 网络结构 MTSO 移动电话交换局 移动用户台 基站 蜂窝式公众移动电话系统 HLRVLR EIR AUC MSC OMC BSC BTS NSS BSS PLMN PSTN ISDN PSPDN CDPDN MS ISDN 综合业务数字网 PSTN 公众电话交换网 PLMN 公众陆地移动网 PSPDN 分组交换公众数据网 CSPDN 电路交换公众数据网 NSS 网络交换子系统 MSC 移动交换中心 HLR 归属位置寄存器 VLR 访问位置寄存器 AUC 鉴权中心 EIR 设备识别寄存器 BSS 基站子系统 BSC 基站控制器 BTS 基站收发信台 OMC 操作维护中心 MS 移动台 图 6-8-2 GSM系统结构 二 GSM系统组成 网络交换子系统 (NSS) 移动交换中心 (MSC) 归属位置寄存器 (HLR) 访问位置寄存器 (VLR) 鉴权中心 (AUC) 设备识别寄存器 (EIR) 基站子系统 (BSS) 基站控制器 (BSC) 基站收发信台 (BTS) 操作维护中心 (OMC) 移动台 (MS) 三 . GSM系统采用了 FDMA及 TDMA技术，有效地利用了有限的 频带资源。 FDMA是指在 GSM900 频段的上行（移动台到基站） 890MHZ915MHZ或下行（基站到 移动台） 935MHZ960MHZ频率范 围内各分配了 124个载频，各载频 间隔为 0.2MHZ。 双工间隔： 45M GSM1800频段划分 可用频段：上行 1710M-1785M 频道号： 512-885 双工间隔： 95M 下行 1805M-1880M 联通频段 上行 1745M-1785M 频道号： 687-736 下行 1840M-1850M TDMA（时分多址） 是指在每个载频上又分为 8 个时间段，即 8个信道，进 行分时传送。 四 . GSM系统具有加密和鉴权功能 ， 能 确保用户内容及网络安全 。 当移动台 客户通过基站通信时 ， 网络中心首先 对其用户身份的合法性进行确认 ， 然 后才准予通信 。 此后对通信内容进行 严格的数字加密处理 ， 才通过空中信 道进行传输 ， 有效地防止了非授权终 端的截获和破译 ， 有效地保证了通信 的安全 。 五 . GSM系统采用了功率自适应 控制技术。功率自适应控制的目 的是在保证通信质量的前提下， 使发射机的发射功率最小。其过 程是移动台测试信号强度和信号 质量，并定期向基站报告。基站 按预定的门限参数与之比较，然 后确定移动台发射功率的增减量。 对 GSM通信特点的总结 （中国移动广告） 重视隐私的 美国人选择了 GSM，注重环保的 欧洲人选择了 GSM， （基站越多，辐射 越小，反之辐射越大的原理， GSM基站密集，因 而辐射越小 ） 重视通信质量的中国人 选择了 GSM（ 网络覆盖完善，用户接通快、 信号好、不掉线、语音清晰 ） 7.4 CDMA通信系统 1 CDMA通信系统采用了扩频通 信技术。信号先被扩频码调制， 使其带宽大大增加，通常是原 来的 1001000倍，然后进行载 波调制发射。接收时将扩频信 号与发射时完全相同的扩频码 进行相关解扩，然后进行载波 解调，恢复所传信息。 CDMA通信系统让许多用户 在相同的时间里共用同一频带 ， 每个用户采用不同的扩频序列进 行调制及解调 ， 并且每个扩频序 列是近似正交的伪随机序列 ， 以 免相互影响 。 CDMA利用不同的 扩频码型区分不同的信号 ， 称为 码分多址 。 2 CDMA系统采取码分多址技术 ， 通信容量得到大大地提高 ， 是 FDMA的 20倍 ， 是 TDMA的 4倍 。 并且 CDMA具有软 （ 有弹性 ） 的容 量特性 ， 即干扰小时 ， 容量增加； 用户增多时 ， 只是通信质量略有下 降 。 3 CDMA由于采用宽带通信 ， 其功率谱密度 很低 。 这样具有较强的抗窄带干扰能力 ， 并 且对窄带通信系统的干扰很小 ， 可以与之共 用频带 ， 提高了频带利用率 。 同时由于其很 低的功率谱密度 ， 信号被完全淹没在噪声里 ， 很难让非授权方觉察到它的存在 ， 更不用说 被截获了 。 因此其保密性很好 。 码分多址技 术最早由美国军方用于二次世界大战 ， 后改 为民用 。 4 CDMA通信使众多用户在同一频带 、 同一时间利用不同扩频码型进行通信 ， 有利于越区时的软切换 。 因为各小区基 站的发射频率一致 ， 移动台切换时不必 更换发射频率 ， 只需合并相邻两基站的 信号即可 ， 直到旧基站的信号逐渐减弱 为零才完全完成切换过程 。 越区切换是 一个逐渐平滑过渡的过程 ， 用户可以毫 无觉察 。 5 CDMA通信频段分配 。 基站 发射频率范围： 869894MHZ 移 动 台 发 射 频 率 范 围 ： 824849MHZ 7 CDMA基站发射功率为 3W，远小于 GSM的 20W； 手机发射功率为 50mW，远 小于 GSM的 12W，省电， 辐射小，不影响其他同频 率的通信。 7.5 PAS 通信系统 （小灵通） 小灵通是个人通信接入系统 （ Personal Access System， PAS）的俗 称，它采用微蜂窝技术（小区半径为 500米，覆盖近 1平方公里的范围，小 区内可容纳 23万用户），将小灵通信 号以无线方式接入固定电话网，作为 固定电话的补充和延伸，充分利用固 定电话网资源，因此也被称为无线市 话。 规定 1900MHz 1920MHz 频段用于无线接入系统，采 用时分多址 TDMA结构。 MS A BS A Fixed Telephon e Network BS B MS B 小灵通通信的基本原理是： 主叫用户 A开机讲话，将信号发射 到了其所在小区基站，该基站天线 将接收到的信号通过有线方式传送 到有线固定电话网络，然后经固定 电话网络传递到被叫用户 B所在小 区基站，由该基站天线向被叫用户 B发送信号，完成通信。 优势 ：小灵通应用以来，除了 资费低以外，一直以其系统和手 机发射功率小、省电、健康环保、 待机时间长、定位准确为技术上 的宣传卖点。 小灵通的基站发送功率均小于 500mW，远小于移动通信系统基站 的发送功率 3W。同样，小灵通手 机的发射功率仅为 10mW，也小于 GSM手机 1W2W的发射功率，省 电，待机时间长。发射功率越低， 辐射越小，对人体伤害越小，因此 达到绿色环保的效果。 小灵通采用微蜂窝技术，基站覆 盖范围小， 1平方公里以下，小区半径 仅为 500米，这样为终端用户精确定位 提供了保证。经过网络，可定位在 50米 范围之内，而 GSM系统只能定位在 200 米以内。顺便指出，通过卫星定位， CDMA可精确在 5米范围之内。定位问 题应在技术与成本之间权衡。 劣势 ： 1 基站覆盖范围小 在发展初期，大多采用发射功率 20mW的小功率基站，基站的低发射功 率直接影响了通话质量。虽然后期采 用了 500mW的大功率基站，扩大了基 站的覆盖范围，通话质量有所提高， 但是仍然无法与 GSM和 CDMA的信号 质量相比。 2 频繁切换影响质量 由于基站覆盖范围小，小灵通 容易出现不同基站间频繁切换现 象，严重影响到通话质量。尤其 是在高速移动时切换更为频繁， 通话质量更差。 3 高频率弱点 小灵通空中传输信号频率 （ 19001920MHZ）高，电波绕射能力 差，传播主要靠直射、反射。折射和穿 透能力差、损耗大，衍射和绕射能力差。 同时，由于发射功率小，信号穿透性较 差，会导致室内通话质量没有室外通话 质量好的现象。 4 频段问题 小灵通目前所使用 1900MHz 1920MHz之间的频段， 是今后第三代移动通信（ 3G）的 频段，这段频段以后将让位于中 国的 TD-SCDMA，如何解决这一 问题，是固定运营商所面临的商 业及政策困境。 7.6 移动数据通信技术 移动数据通信技术 传输承载平台技术 短消息 (SMS) 非结构化补充业务 (USSD) 电路交换数据业务 (CSD) 高速电路交换数据业务 (HSCSD) 通用分组无线业务 (GPRS) 增强型分组数据业务 (EDGE) 第三代技术 (3G) 应用开发平台技术 SIM卡应用工具（ SIM Toolkit） 无线应用协议（ WAP） 移动数据业务 电路型数据业务 CSD（接入速率 9.6 kbit s） HSCSD （ 57.6 kbit s） 分组型数据业务 GPRS（ 171.2 kbit s） EDGE （ 384 kbit s） 第三代数据业务（ 2 Mbit s） Internet 计算机基站 移动交换机 PSTN/ISDN 接入服务器 接入服务器 IWF IWF:互通功能单元 电路交换数据业务（CSD）的实现 高速电路交换数据业务 (HSCSD) 采用了新的信道编码方式，使每个时隙 的传输速率从 9.6 kbit s提高到 14.4 kbit s 可实现 1 4时隙捆绑，使传输速率最高 可达到 57.6 kbit s 上下行数据传输可采用不同速率 通用分组无线业务 (GPRS)的特点 传输速率快 支持 4种编码方式 ,并采用多时隙 (最多 8个时隙 )合并传输技术，使数据速率最 高可达 171.2kbit s 可灵活支持多种数据应用 网络接入速度快 可长时间在线连接 计费更加合理 高效地利用网络资源，降低通信成本 支持多用户共享一个信道的机制 (每个时隙允许最多 8个用户共享 ) 利用现有的无线网络覆盖，提高网络建设速度，降低建设成本 在无线接口， GPRS采用与 GSM相同的物理信道，定义了新的用于分组数据 传输的逻辑信道。可设置专用的分组数据信道，也可按需动态占用话音信道 GPRS的核心网络顺应通信网络的发展趋势，为 GSM网向第三代 演进打下基础 PSTN Internet GMSC GGSNSGSN MSC BSS 计算机 话音 数据 电路交换域 分组交换域 GPRS是移动网和IP网的结合 SGSN:服务支持节点 GGSN:网关支持节点 GPRS终端 GPRS终端 增强型数据业务 (EDGE) 采用一种改进的 GSM调制技术，每时隙 的速率提高到 48 kbit/s 允许集中使用多达 8个时隙，此时速率可 达到 384 kbit/s 属于增强型 GPRS数据业务 WAP 网网 WAP网网 网网网 WWW网网 网网网 IP网 （Internet/ Intranet) 无线网络 WAP终端 WAP协议 （WML) WAP协议 （WML) WWW协议 （HTML) WAP系统结构 WAP是在 Internet业务实现的机制上进行了简化、 优化和扩展，以适应移动终端传输带宽窄、存 储和处理能力有限、显示屏幕小等特点 WAP系统组成 WAP网关 (或 WAP代理服务器 ) 功能：协议转换；内容编解码；用户认证、 用户管理、计费功能等 WAP终端 WAP终端安装有支持 WAP协议的微型浏览 器作为用户接口，完成类似于 Web浏览器的 功能 无线网络 应用服务器 Internet SMS 中心 GGSNSGSN MSC BSS WAP与GSM网互连方式 a:短消息承载 b: CSD承载 c: GPRS承载 接入 服务器 WAP 网关 WAP终端 a b c 3G发展与演进介绍 3G发展概述 3G频谱分配 3G业务应用 第三代移动通信的提出 IMT-2000是第三代移动通信系统（ 3G）的统称 第三代移动通信系统最早由国际电信联盟（ ITU） 1985年提 出，考虑到该系统将于 2000年左右进 入商用市场，工作的频段在 2000MHz，且最高 业务速率为 2000Kbps，故于 1996年正式更名 为 IMT-2000（ International Mobile Telecommunication-2000） 第三代移动通信系统是一种能提供多种类型、高 质量多媒体业务，能实现全球无缝覆盖，具有全 球漫游能力，与固定网络相兼容，并以小型便携 式终端在任何时候、任何地点进行任何种类通信 的通信系统 3G发展概述 第三代的主动权受到下面四个支配力量的驱使 . 国际移动通信 IMT-2000进程（ 85年启动） 日益增长的无线业务需求：许多系统如 D-AMPS， GSM， PDC， PHS已经超出容量 希望更高质量的语音业务 希望在无线网络中引入高速数据和多媒体业务 基本十年一代的移动通讯发展速度 3G的驱动力 3G标准化组织 区域标准组织 (RSO) 无线传输技术 (RTT) U.S. TIA(TR 45.5) cdma2000 T1 W-CDMA Korea TTA TTA1(cdma2000) TTA2(W-CDMA) Japan ARIB W-CDMA Europe ETSI(SMG 2) W-CDMA China CWTS TD-SCDMA 主要的 CDMA 3G提案 3G技术体制 WCDMA由标准化组织 3GPP所制定 cdma2000体制是基于 IS-95的标准基础 上提出的 3G标准，目前其标准化工作由 3GPP2来完成 TD-SCDMA标准由中国无线通信标准组织 CWTS提出，目前已经融合到 3GPP关于 WCDMA-TDD的相关规范中 畅聊套餐 TD-SCDMA WCDMA/HSPA CDMA2000 EV-DO 部署 国家 中国；缅甸、非洲建有试验网， 小规模放号 100多个国家， 258张网络 62个国家 用户 数 中国 33.7万，少量国外试验用 户 3.2亿，全球市场占有率 77% 9500万，全球市场占有率 23% 代表 运营 商 中国移动 英国沃达丰、日本 NTT DoCoMo、 和记黄埔 3、西班牙电信、德国电 信、法国电信、意大利电信、美国 AT&T、中国联通等全球绝大多数运 营商 美国 Verizon+Alltel、 Sprint、日 本 KDDI、中国电信、印度 Reliance、 Tata(注：除 Sprint选 择 WiMAX外，其他 CDMA运营 商都计划转网至 HSPA或 LTE) 主要 设备 商 大唐移动、中兴、上海贝尔、 鼎桥 爱立信、诺基亚西门子、华为、中 兴、阿尔卡特朗讯 阿尔卡特朗讯、北电 (注：两家已 在裁减 CDMA部门 )中兴、华为、 摩托罗拉 简介 TD-SCDMA是我国自主 3G 标准， 2000年 5月， ITU(国际电 信联盟 )公布 TD-SCDMA正式 成为 ITU第三代移动通信标准 3G国际标准的一个组成部分。 TD-SCDMA于 2008年 4月 1日试 商用。 商用后下行速度 2.8Mbps， 上行速度 384kbps。 WCDMA是 GSM的升级 (GSM是 2G技术，其演进是 GSM、 GPRS、 EDGE、 WCDMA)，同时也是全球 3G技术中用户最广 (GSM系技术拥 有全球 85%移动用户 )、技术和商业 应用最成熟的。 WCDMA运营商遵 循 WCDMA、 HSPA、 LTE演进路线。 商用后下载速度 14.4Mbps，上 行速度 5.76Mbps。 EV-DO是 CDMA技术的升级， 相对 GSM/WCDMA， CDMA/EV-DO的部署要少得多， 设备厂家和终端厂商也较少，产 业链基本由美国高通一家把控。 目前，全球 CDMA投资急剧萎 缩， 商用后下行速度 3.1Mbps，上 行速度 1.8Mbps。 三种 3G制式概况 （下表数据截止到 2008年第 3季度） 主流支持厂家 WCDMA 北电网络 Ericsson Nokia Siemens Alcatel 华为 中兴 UTstarcom Lucent Motorola Samsung (东信 ) LG cdma2000 北电网络 Lucent Motorola 中兴 华为 Ericsson Samsung LG TD-SCDMA 北电网络 大唐 Siemens 华为 WCDMA-五大优势 主流标准 漫游广泛 手机众多 业务更全 -432类商用业务 上网更快 TD-SCDMA主要技术特点 利用丰富的非成对 TDD频率资源 , 上下行链路工作于 同一频率，对称的电波传播特性使之便于使用诸如智 能天线等新技术 通过在时域上调整上下行资源，可以更好地支持上下 行非对称业务 由于采用了许多新技术 (智能天线、联合检测等 )，网 络性能 (容量、覆盖半径、 UE移动能力、切换性能 )仍 有待在实际组网环境中加以验证 短期内难以实现与 GSM或 WCDMA无线网络间的切换 中国 3G频谱分配（ 2002年 11月） IMT2000、欧洲的频率划分和中国一致 北美的频率划分与中国的核心频段冲突 第三代公众移动通信系统的工作频段为： （一）主要工作频段： 频分双工（ FDD）方式： 1920 1980MHz 2110 2170MHz； 时分双工（ TDD）方式： 1880 1920MHz、 2010 2025MHz。 （二）补充工作频率： 频分双工（ FDD）方式： 1755 1785MHz 1850 1880MHz； 时分双工（ TDD）方式： 2300 2400MHz，与无线电定位业务共用， 均为主要业务，共用标准另行制定。 （三）卫星移动通信系统工作频段： 1980 2010MHz 2170 2200MHz。 3G主要业务体系 注： 为重点业务 基础通信类 娱乐媒体类 商务生活类 2G迁移业务 2G增强业务 3G标志业务 短信 话音 IVR 手机 游戏 手机 上网 可视 电话 突出 3G特色 改善客户体验 保证用户 基本通信需求 手机 音乐 移动电 子商务 多媒体 炫铃 手机 电视 炫铃 手机 定位 手机 报 手机 邮箱 无线 上网卡 注：手机电视业务包含视频点播、视频分享、视频 IVR； 手机上网业务包含手机门户、手机博客、手机社区、手机广告。 手机 搜索 即时 通信 3G业务应用 1、无线上网卡 3G九项重点业务 -无线上网卡 基于移动通信网络，为笔记本电脑或台式电脑用户提供在 WCDMA移动通信网络覆盖 范围内任何地点高速无线上网的服务。 2、手机音乐 3G九项重点业务 -手机音乐 通过音乐手机客户端和音乐门户（利用 web、 wap、 IVR、短信方式）为用户提供音乐 （炫铃、铃声、整曲、音乐视频、给第三方点送歌曲等）下载、在线播放、上传等基本功能， 同时提供手机本地音乐管理、动态榜单推荐、音乐杂志、会员服务、音乐搜索等特色业务。 3、手机电视 3G九项重点业务 -手机电视 通过手机电视的手机客户端和门户（ web、 wap），基于移动网络，利用流媒体技术、视频 IVR技术在移动终端上观看视频节目的业务。 4、手机上网 3G九项重点业务 -手机上网 手机上网业务是指用户采用手机终端上的浏览器通过移动网络接入互联网获得网络信息。 其中， 3G门户是为 3G用户手机上网提供统一门户网站，并作为手机上网的强制默认主页， 门户展现包括 web和 wap方式。 3G门户中集成手机音乐、手机电视、手机邮箱等产品。 5、可视电话 3G九项重点业务 -可视电话 可视电话业务是一种集视频、话音于一体的多媒体通信业务，利用通信网络同时实现 用户之间音、视频的通信。 6、手机报 3G九项重点业务 -手机报 手机报是一项资讯类业务，指与媒体机构合作，通过手机为用户提供各类资讯信息的 服务。手机报提供的资讯包括新闻、体育、娱乐、文化、生活、财经等，并以具体“报 刊”产品体现相关内容。 7、手机邮箱 3G九项重点业务 -手机邮箱 手机邮箱业务是通过固定或移动互联网络为手机用户提供的邮箱服务。手机邮箱业务 默认手机号码作为邮箱用户名，具有邮件到达实时通知功能，用户可以在电脑或手机上 收发、查阅、回复、转发和管理电子邮件及附件。 8、即时通信 3G九项重点业务 -即时通信 即时通信业务支持用户通过多种终端类型（ PC、移动终端等）接入即时消息业务系 统，实现任何地方、任何时间的实时的信息交互。 9、手机搜索 3G九项重点业务 -手机搜索 通过移动通信网络和移动终端，利用中国联通 WAP、 WEB门户内的搜索引擎入口， 为移动用户提供所需信息的服务，可搜索站内和站外信息。 7.7 移动通信技术的发展 移动通信发展历程 第三代移动通信 3G 2009 2G 1997 1G 1995 3G:无线通信和互联网等媒体通信结合 第一代模拟制手机 数字手机 第一代： 1G 二十世纪八十年代，模拟 通信方式，采用 FDMA方式，频率利用 率低，只传送话音信号； 由于受到传输 带宽的限制，不能进行移动通信的长途 漫游，只能是一种区域性的移动通信系 统。第一代移动通信有很多不足之处， 比如容量有限、制式太多、互不兼容、 保密性差、通话质量不高、不能提供数 据业务、不能提供自动漫游等。 第二代： 2G 1993年正式使用，采 用 TDMA/CDMA技术的数字通信方 式， 主要采用的是数字的时分多址 （ TDMA）技术和码分多址 （ CDMA）技术。主要业务是语音， 其主特性是提供数字化的话音业务 及低速数据业务。 它克服了模拟移动通信系统 的弱点，话音质量、保密性能得 到大的提高，并可进行省内、省 际自动漫游。 第二代移动通信替代第一代移 动通信系统完成模拟技术向数字技 术的转变，但由于第二代采用不同 的制式，移动通信标准不统一，用 户只能在同一制式覆盖的范围内进 行漫游，因而无法进行全球漫游， 由于第二代数字移动通信系统带宽 有限，限制了数据业务的应用，也 无法实现高速率的业务如移动的多 媒体业务。 第三代 : 3G 由国际电信联盟 (ITU)1985 年提出，又称 IMT2000 (International Mobile Telecommunication-2000) ， 2001 年使用，工作于 2000 MHz频段，占用 频谱 220MHz，上、下行频段分别为 1980-2010 MHz和 2170-2200MHz，收发 频段间隔 190MHz, 可同时提供话音、传 真、多媒体及数据业务，数据速率可达 2M bps. 3G将有更宽的带宽，其传输速 度最低为 384K，最高为 2M，带宽 可达 5MHz以上。不仅能传输话音， 还能传输数据，从而提供快捷、方 便的无线应用，如无线接入 Internet。能够实现高速数据传输 和宽带多媒体服务是第三代移动通 信的主要特点 。 3G的目标和要求：（ 1）全球统一频谱， 统一标准，全球无缝覆盖。（ 2）高效 的频谱效率，更低的建设成本。（ 3） 高的服务质量和保密性能。（ 4）足够 的系统容量。（ 5）能提供多种业务， 适应多种环境，速率最高达 2M bps (车 速环境： 144K bps，步行： 384K bps， 室内： 2M bps ) 第四代： 4G 技术目标和特点可以概括 为： 4G系统应具有更高的数据率、更好 的业务质量（ QoS）、更高的频谱利用 率、更高的安全性、更高的智能性、更 高的传输质量、更高的灵活性； 4G系统 应能支持非对称性业务，并能支持多种 业务； 4G系统应体现移动与无线接入网 和 IP网络不断融合的发展趋势，因此 4G 系统应当是一个全 IP的网络。 4G系统的容量至少为 3G系统 的 10倍。 4G系统下行信道的最高 速率将达 100Mbps，因此移动终 端下载文件的速度将比 3G系统快 得多。 4G系统也可把高清晰度的 视频图像实时地传送给移动终端用 户，从而使用户产生身临其境的感 觉。 为了适应数据和多媒体业务 不断增长的需求， 4G系统自然应 具有更高的容量，但所能分给 4G 系统的频谱仍然是有限的，因此 4G系统的频谱效率应当为 3G系统 的 5到 10倍。 4G系统目标速率 ：对于大范围高 速移动用户（ 250km/h），数据 速率为 2Mbps；对于中速移动用 户（ 60km/h），数据速率为 20Mbps；对于低速移动用户（室 内或步行者），数据速率为 100Mbps。 4G系统是一个无缝网。 4G系 统应能实现全球范围内多个移动 网络和无线网络间的无缝漫游。 无线通信领域的一个发展趋势是 移动网络和无线接入网络的融合。 4G系统应当是一个移动网络和无 线接入网的融合体，它应能实现 与无线 LAN的无缝连接。 移动通信发展的终极目标 实现完全的个人通信（ Personal Communication)，可描述为 5个“ W”，即 任何用户（ Whoever）可以在任何时间 （ Whenever）、任何地点（ Wherever）和 另一任何用户（ Whomever）实现任何方 式（ Whatever）安全、可靠、快速的全范 围通信业务。 作业 : 1. GSM 2. 在移动通信系统中 ,采用大区制和小区制 有什么不同 ?为什么采用小区制比大区制有 更高的频谱利用率 ? 3.什么是 GPRS?有什么特点 ? 4.目前移动通信使用哪些频段 ? 5. 什么是越区软切换 ? 6.移动数据业务有哪些 ?