毕业设计(论文)—3G通信系统技术及应用.doc
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1、 毕业设计(论文) 题 目3G3G 通信系统技术及应用通信系统技术及应用 系 (院) 物理与电子科学系 专 业电子信息科学与技术 班 级2012 级 x 班 学生姓名 Xx 学 号 2009030062 指导教师 Xxx 职 称助教 二一一年二月二十一日 独 创 声 明 本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文),是本人在指导老师的指 导下,独立进行研究工作所取得的成果,成果不存在知识产权争议。 尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本设计(论文)不含任何 其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重 要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。 作者
2、签名: 二一一年 月 日 毕业设计(论文)使用授权声明 本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计(论文) 的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版,同意学 校保存学位论文的印刷本和电子版,或采用影印、数字化或其它复制 手段保存设计(论文);同意学校在不以营利为目的的前提下,建立 目录检索与阅览服务系统,公布设计(论文)的部分或全部内容,允 许他人依法合理使用。 (保密论文在解密后遵守此规定) 作者签名: 二一一年 月 日 滨州学院本科毕业设计(论文) i 3G3G 通信系统技术及应用通信系统技术及应用 摘要 信息技术的发展伴随着计算机网络技术的发展正在大跨步的前 进。
3、信息技术的获取,传输,处理,存储,以及应用,都在不断的拓 展到新的领域,其各技术环节也在不断地进行技术革新。从第一代的 模拟制式手机也就是“大哥大”的问世以来,人们实现了异地的语音通话, 而在第一代的通信模式是模拟式传输方式,对于模拟传输方式的第一 代通讯设备通话质量极容易受到噪音信号等的干扰,到第二代通信网 络,被泛欧数字是移动电话所替代,也就是由于 GSM 数字制式的手机 的诞生,在语音信号做出极大改善的同时,随着用户的需求不再仅仅 只是语音通话的需求下,GSM 做出了相应的改进与 GPRS 无线传输功 能所融合,电子邮件,互联网等信息数据拉开了移动通讯的新领域, 但是其数据的传输速度也只
4、有大约 114kbs,而在实际的数据传输中, 其速度受各种因素的影响会更慢。对于信息量的要求越来越大的需求 驱动着着整个通信技术网络的发展,3G 技术的提出到实现,从对新一 代通信技术的期望到触手可及,3G 技术的发展是一个时代进步的体现, 是人类对知识求知的成果。本文介绍了第三代移动通信系统的结构与 技术,分析研究了 W-CDMA,Cdma 2000,TD-SCDMA 三种系统方 案及相关技术,论述了 3G 系统组成、应用过程中遇到的问题及挑战, 探讨了第三代移动通信系统的技术与发展方向。 关键词:3g;IMT-2000; TD-SCDMA; GPRS; 滨州学院本科毕业设计(论文) ii
5、3G mobile communication system technology and application The abstract The development of information technology along with the development of the computer network technology are big stride forward. Information technology acquisition, processing, storage, transport, and application, in unceasing exp
6、ansion into new areas, its each technology link is in constant technical innovations. From the first generation of mobile phone is also simulated shape.whether since the advent of giant, people realized the distant voice calls, while in the first generation of the communication mode is analog transm
7、ission, for analog transmission mode of the first generation communication equipment conversation quality extremely vulnerable to noise interference signals, etc, to the second generation communication network, digital mobile phone pan-european is replaced, namely because GSM digital systems, mobile
8、 phone in the birth of speech signal make great improvement at the same time, along with the needs of the users no longer merely voice calls the demand, GSM made corresponding improvement and GPRS wireless transmission function integration, email, the Internet information data pulled open mobile com
9、munication new areas, but its data transmission speed also only about 114kbs, while in the actual data transmission, its velocity affected by various factors affect more slowly. For information request is more and more big demand drive the whole communications network development, put forward to rea
10、lize the 3G technology, from the new generation communications technology is expected to reach, 3G technology development is an era of progress for knowledge, reflect, it is human knowledge achievements. This paper introduces the third generation mobile communication systems structure and technology
11、, analyzed the W - CDMA, CDMA 2000, td-scdma three kinds of system plan and related technology, expounds the 3G system composition, the application process problems and challenges, probes into the third generation mobile communication system of technology and its 滨州学院本科毕业设计(论文) iii development direc
12、tion . keywords:3G;IMT-2000; TD-SCDMA; GPRS; 目目 录录 引引 言言1 第一章第一章 3G3G 概述概述.2 1.1 3G 起源.2 1.2 3G 发展的必然性2 第二章 3G 移动通信系统组成及技术.3 2.1 3G 移动通信系统组成概述3 2.1.1. 3G移动通信系统的提出3 2.1.2. 3G移动通信系统的目标4 2.1.3. 3G移动通信系统的特征4 2.1.4. 3G 移动通信系统的体系结构.4 2.2. 3G 移动通信的主要技术 5 2.2.1. W-CDMA技术的组成及特点.5 2.2.2. CDMA2000技术的组成及特点8 2.2
13、.3. TD-SCDMA技术的组成及特点10 第三章第三章 3G3G 移动通信系统的应用和未来发展移动通信系统的应用和未来发展.13 3.1 3G 移动通信系统的应用 .13 3.2 3G 系统面临的主要问题 .14 3.3 3G 移动通信系统的发展15 结结 论论17 参考文献参考文献17 谢谢 辞辞18 附附 录录19 附录 第三代移动通信系统标准发展历史.19 滨州学院本科毕业设计(论文) 1 引 言 第一代移动通信系统是以模拟调频(FM)和频分多址(FDMA) 为主要特征的移动通信系统,它仅限于语音传输;第二代移动通信系 统是以时分多址(TDMA)码分多址(CDMA)和数字调制为特征的
14、移 动通信系统,它不仅能够传递话音还具有传输数据和接入 Internet 网的 功能;第三代移动通信系统是国际电讯联盟(ITU)为 2000 年国际移 动通信而提出的具有全球移动、综合业务、数据传输、蜂窝、无绳、 寻呼、集群、等多种功能的,并能满足频谱利用率、运行环境、业务 能力和质量、网络灵活及无缝覆盖、兼容等多项要求的全球移动通信 系统,简称 IMT-2000 系统(International Mobile Telecommunication for The year 2000) 。该系统预计在 2000 年后实现商业化、系统工作于 2000 MHz 频段,占用频谱为 230 MHz,可同
15、时提供电路交换和分组交 换业务,根据世界无线电委员会(WRC)的规定全球移动通信的上下 行频段为 19802010 MHz,21702200 MHz 收发频率间隔为 190 MHz。IMT-2000 系统主要包括 5 种系统方案,其中,IMT-DS,IMT- MC,IMT-TDD 采用了 CDMA 技术,它们是第三代移动通信发展的主 流,而 IMT-SC 和 IMT-FT 采用的是 TDMA 技术,它们有利于在第二 代移动通信网络上提供部分第三代移动通信的业务,具有较好的系统 兼容性。 滨州学院本科毕业设计(论文) 2 第一章 3G 概述 1.11.1 3G 起源起源 3G 是“3rdGene
16、ration”(第三代)的缩写,即第三代移动通信系统(IMT-2000),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,它是高速移动数据网络通信领域的行业术语,是近 20 年 来现代移动通信技术和实践的总结和发展。 3G 在 1985 年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), 1996 年更名为 IMT-2000(International Mobile Telecommunications 2
17、000)。狭义地讲,3G 就是指国际电信联盟(ITU)确定的三大主 流无线接口标准:W-CDMA(宽频分码多重存取)、CDMA2000(多载波分复用扩频 调制)和 TDS-CDMA(时分同步码分多址接入)。纵观移动通讯系统的发展历史,模 拟移动手机被称作“第一代”;数字移动手机被列入“第二代”;而其后的发展技术被 称作“第三代”。当前全球还存在多种第一代和第二代通讯系统,它们成为全球范围 内普及单一通讯终端设备的一个阻力。另外,3G 技术面临的最大挑战是系统的标 准化,如何能够支持单一通讯终端设备可以在全球范围内得到通用。3G 技术的设 计基础是支持全系列的移动多媒体系统,其对多种数据速率提供
18、灵活的支持,不仅 可以传送语音数据,还可以根据需要传送视频数据。使用 3G 网络,我们可以传输 需要高带宽的应用数据,它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包 括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。为了提供这种服务,无线网络 必须能够支持不同的数据传输速度,也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分 别支持至少 2Mbps(兆字节/每秒)、384kbps(千字节/每秒)以及 144kbps 的传输速度。 1.2 3G 发展的必然性发展的必然性 由于第二代(2G)系统频谱资源的有限性、频谱利用率的较低性、支持移动 多媒体业务的局限性,以及 2G 系统之间的不兼容性,因而导致了系统
19、的容量较小、 滨州学院本科毕业设计(论文) 3 难以满足高速宽带业务的需求和不能实现用户全球漫游等不足,发展 3G 移动通信 将是第二代移动通信前进的必然结果。 发展 3G 的原动力有市场驱动和技术驱动两方面原因。从市场驱动方面看,发 展 3G 可以满足未来移动用户容量的需求,并且可以提供移动数据和多媒体通信业 务。从技术驱动上看,发展 3G 是更高频谱效率的要求,是各大网络兼容性的要求, 是全球统一频段、统一标准,全球无缝覆盖,全球漫游的要求所决定的。 3G 可使人们享受到更多的通信乐趣,除了获得更清晰的话音业务外,还可以 随时随地通过个人移动终端进行多媒体通信,比如上网浏览、多媒体数据库访
20、问、 实时股市行情查询、可视电话、移动电子商务、交互游戏,无线个人随身听和视频 传送等。3G 移动电话将成为人们生活和工作的好帮手。 第二章第二章 3G 移动通信系统组成移动通信系统组成及技术及技术 2.12.1 3G3G 移动通信系统组成概述移动通信系统组成概述 第三代移动通信系统主要由 4 个功能子系统构成,它们是核心网(CN)、无线 接入网(RAN)、移动台(MT)和用户识别模块(UIM),且基本对应于 GSM 系统的 交换子系统(SSS)、基站子系统(BBS)、移动台(MS)和 SIM 卡四部分。 2.1.1. 3G 移动通信系统的提出移动通信系统的提出 (1)用户对更高性能的移动通信
21、系统提出了要求,希望享受更为丰富和高速的 通信业务。 (2)2G 运营商业务发展速度趋于缓和而竞争越加激烈,为寻找新的增长点, 通过发展数据业务来提高自身的服务质量和业务类型,需要 3G 的支持。 (3 )2G 无线频率资源日趋紧张,已不能满足长期的通信发展需求。 IMT-2000IMT-2000 系统提出系统提出 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 1985 年最早提出时被命名为未来公共陆 地移动通信系统(FPLMTS,
22、 Futuristic Public Land Mobile Telecommunication 滨州学院本科毕业设计(论文) 4 System), 1996 年更名为 IMT-2000(International Mobile Telecommunications 2000)。 2.1.2. 3G 移动通信系统的目标移动通信系统的目标 (1)全球统一频谱、统一标准、全球无缝覆盖; (2)更高的频谱效率,更低的建设成本; (3)能提供高的服务质量和保密性能; (4)能提供足够的系统容量,易于 2G 系统的过渡和演进; (5)能提供多种业务,能适应多种环境,速率最高 2Mbit/s,其中车速环境
23、 144Kbit/s,步 行环境 384Kbit/s,室内环境 2Mbit/s。 2.1.3. 3G 移动通信系统的特征移动通信系统的特征 (1)3G 系统具有大容量话音、高速数据和图象传输等灵活业务; (2)3G 系统是以 2GCDMA 和 GSM 网络为基础,平滑演进的网络; (3)3G 系统采用无线宽带传送技术,复杂的编译码及调制解调算法,快速功率控制,多 址干扰对消,智能天线等先进的新技术 2.1.4. 3G 移动通信系统的体系结构移动通信系统的体系结构 3G 在 1985 年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 Mo
24、bile Telecommunication System), 1996 年更名为 IMT-2000(International Mobile Telecommunications 2000)。IMT-2000 系统结构主要包含了核心网(CN)及其他网络,如无线 接入网(RAN) ,移动台(MT)以及用户识别模块(UTM) ;它们可以和 GSM 系统的交换子 系统(SSS) ,基站子系统,移动台和 SIM 卡相对应。IMT-2000 的标准接口有 4 个,它们是网 络与网络间的接口(NNI) ,它是 IMT-2000 不同成员之间的标准接口,是保证互通和漫游的关 键接口;无线接入网与 核心网之
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