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2G 向 3G 的演进过程

2G 向 3G 的演进过程. 移动通信发展历史简介. 第一代模拟蜂窝移动通信系统. 历史回顾 ： 1978 年，美国的贝尔实验室成功开发了 AMPS （ Advance Mobile Phone Service ）系统，实现了真正意义上的可以随时随地通信的大容量的蜂窝移动通信系统。 1987 年，中国首个 TACS 制式模拟移动电话系统建成商用，之后 AMPS 也曾被引入中国。 主要标准： 美国的 AMPS 、欧洲的 TACS 、英国的 ETACS 、欧洲的 NMT-450 和 NMT-900 、日本的 NTT 和 JTACS/NTACS 主要特点 ：

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Presentation Transcript

  1. 2G向3G的演进过程

  2. 移动通信发展历史简介

  3. 第一代模拟蜂窝移动通信系统 • 历史回顾：1978年，美国的贝尔实验室成功开发了AMPS（Advance Mobile Phone Service）系统，实现了真正意义上的可以随时随地通信的大容量的蜂窝移动通信系统。1987年，中国首个TACS制式模拟移动电话系统建成商用，之后AMPS也曾被引入中国。 • 主要标准：美国的AMPS、欧洲的TACS、英国的ETACS、欧洲的NMT-450和NMT-900、日本的NTT和JTACS/NTACS • 主要特点： • 用户的接入方式采用频分多址（FDMA），当一个呼叫建立后，该用户在其呼叫结束以前一直占用一个频段 • 调制方式：FM • 业务的种类单一，主要是话音业务 • 系统的保密性较差 • 频谱效率较低，有限频谱资源和无限用户 • 容量之间的矛盾十分突出

  4. Power Time FDMA Frequency 频分多址（FDMA）技术 • 含义：每个用户占用一个频率 • 用户识别：频道号 • 特点： • 简单，容易实现，适用于模拟和数字信号 • 以频率复用为基础，以频带划分各种 • 小区需要严格的频率规划，是频率受限和干扰受限系统 • 以频道区分用户地址，一个频道传输一路模拟/数字话路 • 对功控的要求不严，硬件设备取决于频率规划和频道设置 • 基站由多部不同载波频率的发射机同时工作 • 不适宜大容量系统使用 • 应用：模拟/数字蜂窝移动通信系统

  5. 第二代移动通信技术-GSM • 历史回顾：1992年，第一个数字蜂窝移动通信系统——欧洲的GSM（Global System for Mobile Communication）网络在欧洲开始铺设，由于其优越的性能，在全球范围内以惊人的速度得以扩张，目前已是全球最大的蜂窝通信系统。1993年，中国的第一个全数字移动电话GSM系统建成开通，之后中国电信和中国联通都采用了GSM。 • 主要特点： • 微蜂窝小区结构 • 数字化技术---语音信号数字化 • 新的调制方式---GMSK、QPSK等 • FDMA/TDMA • 频谱利用率高，系统容量大 • 便于实现通信安全保密

  6. Power Time FDMA/TDMA Frequency 时分多址（TDMA）技术 • 含义：每个用户占用一个时隙 • 用户识别：时隙 • 特点： • 以频率复用为基础，小区内以时隙区分用户 • 每个时隙传输一路数字信号，软件对时隙动态配置 • 系统要求严格的系统定时同步 • 对功控的要求不严 • 是时隙受限和干扰受限系统 • TDD模式下，上下型信道信息 可以共享 • 应用：GSM系统

  7. 第二代移动通信技术-CDMA • 历史回顾：1995年，美国的高通公司（Qualcomm）提出了一种采用码分多址（CDMA)方式的数字蜂窝系统技术解决方案（IS-95 CDMA)，目前已分别在中国香港、韩国、北美等国家和地区投入使用，用户反映良好。 • CDMA系统的主要特点： 用户的接入方式采用码分多址（CDMA） 软容量、软切换，系统容量大 抗多径衰落 可运用话音激活、分集接收等先进技术

  8. Time Power CDMA Frequency 码分多址（CDMA）技术 • 含义：每个用户使用一个码型，频率/时间共享 • 用户识别：码型 • 特点： 每个基站只需一个射频系统 每个码传输一路数字信号 每个用户共享时间和频率 是一个多址干扰受限系统 需要严格的功率控制 需要定时同步 软容量、软切换，系统容量大 抗衰落、抗多径能力强 • 应用：IS-95 CDMA系统、cdma2000系统、WCDMA系统

  9. 2G向3G演进过程示意图 CDPD TDMA (IS-136) EDGE GPRS GSM TD-SCDMA WCDMA PDC CDMA2000 1X CDMA2000 3X cdmaOne 2G First Step into 3G 3G

  10. 2G向3G的过渡(2.5G) 一、基于GSM的演进： GSM网的数据传输速率为9.6kb/s，向3G演进的第一步是增强数据传输能力，已有两种高速移动数据规范 • HSCSD (High-Speed Circuit-Switched Data) 高速电路交换数据业务，同时利用4个14.4kbps的时隙以电路交换方式提供57.6kbps的信息传输速率 • GPRS (General Packet Radio Service) 通用分组无线交换业务，欧洲ETSI建议GPRS分为两个发展阶段(即Phase 1+和 Phase 2+)

  11. GSM Phase 1+技术 (GPRS) • 将信包交换模式引入到GSM网络中，从而提高了资源利用率。 • GPRS可以使多个用户共享某些固定的信道资源，并将每个时隙的传输速率从9.6kb/s提高到14.4kb/s，使用8个时隙传送数据，在全速移动和大范围覆盖时的数据率可以达115.2kb/s，并能支持Internet的IP协议及X，25协议。 • GPRS可以实现GPRS网络需要在GSM网中引入新的网络接口和通信协议。GPRS于1999年在新加坡投入使用。

  12. GSM Phase 2+技术(EDGE) • EDGE :Enhanced Data rates for GSM Evolution • EDGE技术在不改变GSM 200kHz带宽载波、TDMA框架结构及通道的情况下，其帧结构与GSM相同，采用8PSK调制，使每时隙可传48kb/s甚至69.2kb/s，如集中8个时隙，使数据率可达到384kb/s，从而提供无线多媒体服务。 • 利用EDGE技术，电信运营公司可以在现有的900MHz、1800MHz、1900MHz的GSM系统中，以最经济的方式提供第三代移动通信业务。

  13. 2G向3G的过渡(2.5G) 二、基于CDMA的演进 • CDMA网络通过第一阶段无线传输标准（1xRTT）过渡到第二阶段无线传输标准（3xRTT），从而实现2G向3G的平滑过渡。 • IS-95B 即cdmaOne，利用码聚集(aggregation)技术，在一个突发中将8个码道分配给一个高速信包移动台，构成一基本码信道，系统的数据速率改进到IS-95B规定的中等数据速率(MDR)，即到115.2kb/s，IS-95采用的软切换和移动台辅助的频率间的硬切换(MAHO)的改进措施也可增加系统容量。 • IS-95C(cdma 2000 1xRTT)将达到IMT-2000的MDR，是cdmaOne系统容量的两倍，并可增加守候时间。

  14. 2G向3G的过渡(2.5G) 三、基于D-AMP（IS-136）的演进 • 第一个阶段为IS-136+，它利用新的频率调制技术，使数据传输速率达到64kbps。 • 第二阶段为136HS（High Speed），采用EDGE技术。使数据传输速率达到384kbps，在室内或低速运动时，提供2Mbps的传输速率，同时，在系统容量、覆盖范围及通信质量方面都有改善。

  15. CDMA2000 1X与GPRS的比较 • GPRS的优势 • 永远在线。GPRS采用的分组技术使得用户无需建立连接过程，免去了WAP的登陆之苦。 • 按流量计费。 • 快捷登陆。理论上是３～５秒，网络忙时也不超过８秒。 • 高速传输。GPRS的传输速率理论上是171.2Kbps，但考虑到网络的配置和手机的不同品牌，目前的速率可以达到20～30Kbps。 • 自如切换。在进行话音业务是，数据仍可以传输，用户不用重复进行上网操作。

  16. CDMA2000 1X与GPRS的比较 • GPRS的劣势 实际应用中速率比理论值要低。要达到理论值是有条件的，要求只有一个用户占用所有8个时隙，并且没有防错保护。 转接时延。GPRS分组通过不同方向发送数据，最终达到相同的目的。这样数据在通过无线链路传输过程可能发生一个或几个分组丢失，甚至发生更大的错误。有关标准组织认识到了无线分组技术这一固有特性，引入了数据完整性和重发策略，由此产生了潜在的转接时延。 不同业务的互相干扰。

  17. CDMA2000 1X与GPRS的比较 • CDMA2000 1x的优势 • 系统容量的配置灵活。CDMA是一个自扰系统，用户数的增加相当于背景噪声的增加，造成话音质量的下降。但对用户数并无限制，操作者可在容量和话音质量之间折衷考虑 • 通话质量佳。CDMA系统的声码器可以动态地调整数据传输速率，并根据适当的门限值选择不同的电平级发射。同时门限值根据背景噪声的改变而改变，可以得到较好的通话质量。 • 频率规划简单。用户按不同的序列码区分，所以不相同CDMA载波可在相邻的小区内使用，网络规划灵活，扩展简单。

  18. CDMA2000 1X与GPRS的比较 • 建网成本低。CDMA网络覆盖范围大，系统容量高，所需基站少，降低了建网成本。 • 接通率高。CDMA的信号占用整个频段，几乎是普通窄带调制效率的7倍，对于相同的带宽，CDMA系统是GSM系统容量的4～5倍 • 不易掉话。CDMA系统采用软切换技术，先连接再断开，这样完全克服了硬切换容易掉话的缺点。 • 通话不会被窃听。要窃听通话，必须要找到码址。 CDMA码址是个伪随机码，而且共有4.4万亿种可能的排列，因此，要破解密码或窃听通话内容是太困难了。

  19. 3G的主要特点： 支持移动多媒体业务 宽带CDMA技术 高频谱效率 FDMA/TDMA/CDMA 从电路交换到分组交换 从媒体(media)到多媒体(Multi-media) 高保密性 全球范围无缝漫游系统 微蜂窝结构 主流技术： WCDMA cdma2000 TD-SCDMA 第三代移动通信系统(3G)

  20. 第三代移动通信的几个组织 • 1985年提出 FPLMTS 即Future Public Land Mobile Telecommunications System • 1996年正式更名为IMT－2000 International Mobile Telecommunications 2000

  21. 3GPP • Third Generation Partnership Project 第三代移动通信标准化合作伙伴 参加 3GPP 的成员组织： ARIB (Japan): Association of Radio Industries and Businesses. ETSI (Europe): European Telecommunications Standards Institute. Committee T1 (USA) TTA (Korea): Telecommunications Technology Association CWTS (China): China Wireless Telecommunication Standard TTC (Japan): Telecommunication Technology Committee

  22. 3GPP 2 • Third Generation Partnership Project 2 第三代移动通信标准化合作伙伴项目2 参加 3GPP 2 的成员组织： ARIB (Japan): Association of Radio Industries and Businesses. TIA (USA): Telecommunications Industry ssociation. TTA (Korea): Telecommunications Technology Association CWTS (China): China Wireless Telecommunication Standard TTC (Japan): Telecommunication Technology Committee

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