移动通信3G技术概述.ppt

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1、2023-3-30移动通信3G技术概述移动通信移动通信3G技术概述技术概述移动通信3G技术概述内内 容容基本概念基本概念蜂窝移动通信技术发展回顾蜂窝移动通信技术发展回顾3G3G标准与技术的发展标准与技术的发展WCDMAWCDMA无线网络规划设计特点无线网络规划设计特点我院在我院在3G3G技术方面的跟踪研究技术方面的跟踪研究移动通信3G技术概述基本概念基本概念双工方式双工方式: FDD,TDD: FDD,TDD多址方式多址方式: FDMA,TDMA,CDMA: FDMA,TDMA,CDMA电磁辐射电磁辐射: :天线辐射图天线辐射图,SAR,SAR值值, ,辐射标准辐射标准电波传播基本概念电波传播

2、基本概念移动通信3G技术概述蜂窝结构移动通信3G技术概述电磁辐射电磁辐射SARSAR定义定义: :生物体每单位质量所吸收的电磁辐射功率生物体每单位质量所吸收的电磁辐射功率. .研究结果表明研究结果表明, ,在在10MHZ10MHZ到几到几GHZGHZ的频率范围内的频率范围内, ,生物健康效应与身体温度升高生物健康效应与身体温度升高1 1C C的反应一致的反应一致. .人人在一般环境下在一般环境下, ,暴露于全身暴露于全身SARSAR大约为大约为4W/KG4W/KG的场中约的场中约3030分钟可导致这种幅度的升温分钟可导致这种幅度的升温. .ICNIRPICNIRP要求的基本限值要求的基本限值:

3、 : SAR0.4W/KG( SAR0.4W/KG(职业人员职业人员, ,全身平均全身平均) ) SAR0.08W/KG( SAR0.08W/KG(非职业人员非职业人员, ,全身平均全身平均, ,安全系数为安全系数为5)5)导出限值导出限值( (等效平面波功率密度等效平面波功率密度): ): 400-2000MHZ, F/200 W/ 400-2000MHZ, F/200 W/平方米平方米( (任意任意6 6分钟的平均值分钟的平均值) ) 例如例如900MHZ900MHZ的系统的系统, 4.5W/, 4.5W/平方米平方米我国要求我国要求(GB8702-88)(GB8702-88)的基本限值的

4、基本限值: : SAR0.02W/KG(SAR0.02W/KG(非职业人员非职业人员, ,全身平均全身平均) )导出限值导出限值: 30-3000MHZ, 0.4W/: 30-3000MHZ, 0.4W/平方米平方米( (任意任意6 6分钟的平均值分钟的平均值) )移动通信3G技术概述天线问题天线问题: :微波天线微波天线, ,蜂窝移动通信天线蜂窝移动通信天线移动通信3G技术概述移动通信3G技术概述M1M2OmniBS1D/L NullD/L GainUserInterferer自适应智能天线技术自适应智能天线技术- -增益及零陷抑制增益及零陷抑制移动通信3G技术概述电波传播基本概念电波传播基

5、本概念移动通信传播环境特点移动通信传播环境特点 终端的移动性：随即性，多普勒（终端的移动性：随即性，多普勒（DopplerDoppler）效应）效应 移动台的天线较低：多径传播（移动台的天线较低：多径传播（MultipathMultipath）效应）效应 城市环境中干扰、人为噪声严重城市环境中干扰、人为噪声严重造成的结果造成的结果 信号电平的随即变化，衰落很严重。信号电平的随即变化，衰落很严重。移动通信3G技术概述电波传播基本概念电波传播基本概念移动通信3G技术概述移动通信3G技术概述如何对抗电波的衰落？如何对抗电波的衰落？ Raker接收：接收：Finger的多少与改善效果的多少与改善效果

6、分集技术：利用信道的不相关性。分集技术：利用信道的不相关性。 空间、极化、频率、时间分集空间、极化、频率、时间分集 天线水平放置天线水平放置/垂直放置垂直放置 FEC、均衡技术（基带处理）、均衡技术（基带处理）移动通信3G技术概述ReceiverAntenna AAntenna B分集合成分集合成移动通信3G技术概述AB信号合成:移动通信3G技术概述RNSRNC核心网Node BNode BIurIubGsGnGrGcCDEGiPSTNIu-csUuGpGIu-ps外部分组网ISUPTDMSMSCSMSCGdHLR/AuCHLR/AuCBGGGSNGMSC其它PLMN分组网3G 网络网络电路域

7、分组域RNCMSC/VLRMSC/VLRSGSN终端和卡WCDMA无线接入网专业划分(举例)移动通信3G技术概述内内 容容基本概念基本概念蜂窝移动通信技术发展回顾蜂窝移动通信技术发展回顾FDMAFDMA接入方式为特征的第一代模拟通信系统接入方式为特征的第一代模拟通信系统TDMATDMA接入方式为特征的第二代数字通信系统接入方式为特征的第二代数字通信系统宽带宽带CDMACDMA将是将是3G3G系统的主流技术系统的主流技术3G3G标准与技术的发展标准与技术的发展WCDMAWCDMA无线网络规划设计特点无线网络规划设计特点我院在我院在3G3G技术方面的跟踪研究技术方面的跟踪研究移动通信3G技术概述第

8、一代模拟移动通信系统（第一代模拟移动通信系统（1G1G） 应用时间应用时间:1978-1989:1978-1989年年, ,典型系统有美国的典型系统有美国的AMPSAMPS、欧洲、欧洲的的TACSTACS、日本、日本NTTNTT等等 创新创新: :引入蜂窝频率复用方法引入蜂窝频率复用方法, , 使大区制向小区制的改变，使大区制向小区制的改变，解决了频谱资源受限问题解决了频谱资源受限问题 特征特征:FDD:FDD双工制式的双工制式的FDMAFDMA接入接入, ,射频发射前的语音信射频发射前的语音信号为模拟信号号为模拟信号, ,没有语音数字编码，设备简单。没有语音数字编码，设备简单。移动通信3G技

9、术概述第一代模拟移动通信系统（第一代模拟移动通信系统（1G1G） 存在的问题存在的问题: :频谱利用率太低，随着用户的增加，频频谱利用率太低，随着用户的增加，频率资源与用户容量的矛盾再一次十分突出；业务单率资源与用户容量的矛盾再一次十分突出；业务单一，仅提供话音服务，通信质量对电波传播要求高；一，仅提供话音服务，通信质量对电波传播要求高；保密性差；标准和体制难以统一保密性差；标准和体制难以统一( (频段频段, ,信道带宽多信道带宽多数为数为25K)25K)，无法解决跨国漫游等问题。，无法解决跨国漫游等问题。 9090年代初被代替年代初被代替移动通信3G技术概述第二代数字移动通信系统（第二代数字

10、移动通信系统（2G2G）应用时间：应用时间：19901990年年-现在，最成功的系统为欧洲的现在，最成功的系统为欧洲的GSMGSM，占有全球绝大多数市场，解决了一代系统中，占有全球绝大多数市场，解决了一代系统中的许多问题，如话音质量好、系统容量大、跨国漫的许多问题，如话音质量好、系统容量大、跨国漫游性能好、增加了低速数据业务游性能好、增加了低速数据业务创新：引入语音数字处理等数字新技术，最后集中创新：引入语音数字处理等数字新技术，最后集中为为TDMATDMA的数字移动通信系统（含的数字移动通信系统（含FDMAFDMA），提高了），提高了频谱效率（每载波有频谱效率（每载波有8 8个时隙），采用跳

11、频技术对抗个时隙），采用跳频技术对抗信号衰落等。信号衰落等。存在的问题：无法适应人们对通信业务多样化的要存在的问题：无法适应人们对通信业务多样化的要求求; ;无法支持较高速率的数据业务；仍不能满足日益无法支持较高速率的数据业务；仍不能满足日益增长的用户容量要求。增长的用户容量要求。移动通信3G技术概述第二代数字移动通信系统（第二代数字移动通信系统（2G2G）窄带窄带CDMACDMA（IS-95IS-95）系统，引入扩频和码分多址新概）系统，引入扩频和码分多址新概念，念， 19961996年投入商用；日本年投入商用；日本PDCPDC，25K25K载波带宽。载波带宽。理论和实践证明理论和实践证明C

12、DMACDMA技术有其固有的独特优点，如比技术有其固有的独特优点，如比FDMAFDMA及及TDMATDMA系统频谱效率高得多（容量大）、保密系统频谱效率高得多（容量大）、保密性好、抗干扰能力强。如：性好、抗干扰能力强。如：GSM270kbit/s/200kHz/9GSM270kbit/s/200kHz/9，CDMA1228kbit/s/1250kHz/1CDMA1228kbit/s/1250kHz/1CDMACDMA系统起步较晚，市场分额远低于成熟的系统起步较晚，市场分额远低于成熟的GSMGSM，但发展迅速但发展迅速改进的改进的2G2G系统（所谓系统（所谓2.5G:GPRS,CDMA1X2.5

13、G:GPRS,CDMA1X）引入了分）引入了分组交换技术组交换技术, ,数据传输速率有较大提高数据传输速率有较大提高, ,能够基本满足当能够基本满足当前人们信息交流的需要前人们信息交流的需要移动通信3G技术概述多业务和低成本多业务和低成本( (高频谱利用率高频谱利用率) )是是3G3G技术的驱动力，宽技术的驱动力，宽带带CDMACDMA技术将是主流。技术将是主流。由于由于2G2G用户数目巨大，用户数目巨大，3G3G替代替代2G2G将是很长的演进过程将是很长的演进过程容量需求：频谱效率容量需求：频谱效率业务需求：速度、灵活业务需求：速度、灵活进一步解决多径和衰落带来的传播问题进一步解决多径和衰落

14、带来的传播问题TDMA宽带CDMAFDMA移动通信3G技术概述内内 容容基本概念基本概念蜂窝移动通信技术发展回顾蜂窝移动通信技术发展回顾3G3G标准与技术的发展标准与技术的发展发展历程发展历程技术要求和业务类型技术要求和业务类型频谱资源的划分频谱资源的划分三种主要的无线传输方案的比较三种主要的无线传输方案的比较WCDMAWCDMA无线网络规划设计特点无线网络规划设计特点我院在我院在3G3G技术方面的跟踪研究技术方面的跟踪研究移动通信3G技术概述19851985年年ITU-RITU-R提出了第三代移动通信的概念提出了第三代移动通信的概念-FPLMTS-FPLMTS（Future Public L

15、and Mobile Telephone System),Future Public Land Mobile Telephone System),当时当时GSMGSM还没成熟还没成熟,CDMA,CDMA技术尚未民用技术尚未民用, ,研究进展缓慢。研究进展缓慢。19921992年年WARCWARC（Word Administration Radio ConferenceWord Administration Radio Conference）给）给FPLMTSFPLMTS分配了分配了230MHZ230MHZ的频率：的频率：1885-2025MHZ1885-2025MHZ，2110-2200MHZ

16、2110-2200MHZ，此时，此时ITU-TITU-T负责网络方面的标准化负责网络方面的标准化工作，工作，ITU-RITU-R负责无线接口方面的标准化工作。负责无线接口方面的标准化工作。19961996年年ITUITU将第三代移动通信确定了正式的名称将第三代移动通信确定了正式的名称-IMT-IMT-20002000：2GHZ2GHZ频段，预计频段，预计20002000年商用，可支持的最高年商用，可支持的最高传输速率传输速率2Mbit/S2Mbit/S。3G标准发展历程移动通信3G技术概述IMT-2000IMT-2000最关键的是无线传输技术（最关键的是无线传输技术（RTTRTT），主要包括双工），主要包括双工技术、多址技术、调制解调技术、信道编解码与交织、技术、多址技术、调制解调技术、信道编解码与交织、帧结构、信道结构和复用、射频参数等，帧结构、信道结构和复用、射频参数等，19971997年年ITUITU对对IMT-2000IMT-2000无线传输技术提出了最低要求（无线传输技术提出了最低要求（M.1225M.1225建议）建议）, ,向全球征求无线传输建议。向全球征求无线传输建议。