[信息与通信]3G基础知识 手机培训基础课程.ppt
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1、1,3G 基 础 知 识,市场管理中心 2009.3,2,目录,移动通信的发展 2G向3G的演进 3G与2G的业务关系 3G的体制种类及区别 频谱情况 各种制式的业务特点 3G支持的业务 3G业务举例 国内外3G发展的近况,移动通信的发展,1897年,马可尼所完成的无线通信实验就是在固定站与一艘拖船之间进行的; 第一代移动通信系统是模拟制式的蜂窝移动通信系统,时间是本世纪七十年代中期至八十年代中期。 1978年,美国贝尔实验室研制成功先进移动电话系统(AMPS),建成了蜂窝式移动通信系统。其它工业化国家也相继开发出蜂窝式移动通信网。这一阶段相对于以前的移动通信系统,最重要的突破是贝尔实验室在七
2、十年代提出的蜂窝网的概念。蜂窝网,即小区制,由于实现了频率复用,大大提高了系统容量。,为什么会有蜂窝: 地球是圆的,一个基站无法覆盖无限广阔的区域。通常认为半径为50公里的圆形区域没有弧度,属于一个平面,所以一个基站的理想覆盖范围为半径50公里的区域,一个区域就是一个小区; 为了表现通信信号覆盖范围大并且小区之间没有盲区,同时也为了更形象的表现小区,于是圆形被画成了有棱有角的六边形。,蜂窝移动通信系统的四大缺点 各系统间没有公共接口 很难开展数据业务 频谱利用率低无法适应大容量的需求 安全保密性差,易被窃听,易被盗号 第二代移动通信系统(2nd Generation,2G)是以传送语音和数据为
3、主的数字通信系统,包括 GSM(全球移动系统)系列主要有 GSM900、DCS1800 和 PCS1900 三部分,三者之间的主 要区别是工作频段的差异。其特点可归结为: 频谱利用率高、容量大、话音质量高、安全性较高、在SIM卡基础上实现漫游 IS-95 CDMA。该系统的优点可归结为: 系统容量大比GSM大4-5倍、软切换通信质量佳、频率规划灵活、适用于多媒体通信系统 DAMPS 日本的 JDC(现在改名为 PDC)等 2G 除提供语音通信服务之外,也可提供低速数据服务和短消息服务,第三代移动通信系统(3rd Generation,3G),国际电联也称 IMT-2000(Internatio
4、nal Mobile Telecommunications in the year 2000),欧洲的电信业巨头们则称其为 UMTS(通用移动通信系统)。能够将语音通信和多媒体通信相结合,其可能的增值服务将包括图像、音乐、网页浏览、视频会 议以及其他一些信息服务。3G 意味着全球适用的标准、新型业务、更大的覆盖面以及更多的频谱 资源,以支持更多用户。 3G 系统与现有的 2G 系统有根本的不同 3G 系统采用 CDMA 技术和分组交换技术,而不是 2G 系统通常采用的 TDMA 技术和电路交换技术 在电路交换的传输模式下,无论通话双方是否说话, 线路在接通期间保持开通,并占用带宽。与现在的 2
5、G 系统相比,3G 将支持更多的用户,实现更高 的传输速率。 3G 的无线传输技术(RTT)支持的信息传输速率: 144 kbps 高速运动 384 kbps 步行运动 2 Mbps 室内运动 9.6Kbps 卫星移动环境 3G无线传输系统可以根据带宽需求实现的可变比特速率信息传递; 一个连接中可以同时支持具有不同 QoS (服务质量)要求的业务; 满足不同业务的延时要求(从实时要求的语音业务到尽力而为的数据业务)。,2G向3G的演进,传统业务模型,新的业务模型,语音主导业务 封闭的业务体系 统一的业务形态 设备商提供业务 有限的标准的业务,多媒体业务 开放的业务体系 个性化定制 Intern
6、et融合 多样化,非标准,2G向3G的演进,3G,Internet E-Mail WWW FTP 电子商务,电信业务 语音业务 移动与漫游 消息业务 IN,CAMEL,信息业务 视频点播 交互式视频业务 TV & Radio 媒体服务,3G 的业务融合,新兴的网络运营模式,终端开发商,应用开发商,大众消费用户,企业用户,行业用户,增强型服务提供网络,解决方案提供商/集成商,内容提供商,从简单的闭环经营向开放的网络经营模式转变,电信运营网络,3G 与2G的业务关系,WCDMA 的技术特点 WCDMA 是一种直扩序列码分多址技术(DS-CDMA),信息被扩展成 3.84Mchips,然后在 5MH
7、z 带宽内传送。它采用了多种技术保证 QoS。支持同步/异步基站运行模式,采用上下行闭环加 外环功率控制方式,同时使用开环和闭环发射分集方式,上下行采用 QPSK 调制,支持 Turbo 编码及卷积码。 TD-SCDMA 的技术特点 TD-SCDMA 标准是由中国提出,目前由于欧洲已经放弃了 UTRANTDD 方式,所以 TD-SCDMA 已经是唯一的 TDD 方式的无线传输标准。TD-SCDMA 采用了联合检测、智能天线和 软件无线电等多项新技术,由于采用时分技术有利于上下行不对称业务的传输。 CDMA2000 的技术特点 CDMA2000 是基于 IS-95 CDMA 基础上提出的,它主要
8、指 CDMA2000-1X 和 CDMA2000-3X,它 采用的是多载频码分多址方式(MC-CDMA),1X 仍然采用的 IS-95 CDMA 的无线传输方式,3X 是 1X 的 3 载波方式,它相对于 IS-95 主要是增加了导频,使反向可进行相干解调,相对于 IS-95 提高 信噪比 2-3dB,同时软切换使用相对门限代替绝对门限。在前向使用快速功控,前向信道使用分集发射,也采用 Turbo 码提高抗干扰能力,采用辅助信道多码传输方式提高数据速率。,3G 的体制种类及区别,3G 的体制种类及区别,频谱情况,国际电联对第三代移动通信系统IMT-2000划分了230MHz频率,即上行1885
9、 2025MHz 、下行2110 2200MHz, 共230MHz。其中,1980 2010MHz(地对空)和21702200MHz(空对地)用于移动卫星业务。 欧洲情况为陆地通信为1900 1980MHz 、2010 2025MHz 和2110 2170MHz,共计155MHz。 北美情况比较复杂。在3G低频段的18501990MHz处,实际已经划给PCS使用,且已划成215MHz和25MHz的多个频段。PCS业务已经占用的IMT-2000的频谱,虽然经过调整,但调整后IMT-2000的上行与PCS的下行频段仍需共用。这种安排不大符合一般基站发高收低的配置。 日本1893.51919.6MH
10、z已用于PHS频段,还可以提供260MHz15MHz135MHz的3G频段(19201980MHz,21102170MHz,20102025MHz)目前,日本正在致力于清除与第三代移动通信频率有冲突的问题。 韩国和ITU建议一样,共计170MHz。 在国内,中国电信获得1920-1935MHz和2110-2125MHz频段,中国联通1940-1955MHz和2130-2145MHz频段,而中国移动获得的频段是1880-1900MHz和2010-2025MHz,其3G标准是基于TDD模式的。,TD-SCDMA的业务特点,TD-SCDMA即是Time Division - Synchronized
11、 Code Division Multiple Access的缩写,也就是我们所说的时分同步码分多址技术。TD-SCDMA主要包括以下几个特点和核心技术: 时分双工:灵活满足3G要求的不同数据传输速率 智能天线:可大大提高接收灵敏度 ,降低对电源的要求及增加可靠性 多用户检测:是指利用多个用户码元、时间、信号幅度以及相位等信息来联合检测 单个用户的信号,以达到较好的接收效果 软件无线电:通过软件方式,灵活完成硬件功能 接力切换:接力切换可提高切换成功率,降低切换时对临近基站信道资源的占用。,WCDMA的业务特点,WCDMA 系统可以提供和开展的业务种类非常丰富,分为两大类:CS 域业务和 PS
12、 域业务。 CS 域业务主要包括:基本电信业务(语音、特服、紧急呼叫)、补充业务、点对点短消 息业务、电路型承载业务、电路型多媒体业务、智能网业务。 PS 域业务主要包括:PS 域的短消息 业务、移动 QICQ、移动游戏、移动冲浪、视频点播、手机收发 E-mail、智能网业务等。 更高的数据速率 具有支持多媒体业务的能力,特别是支持 Internet 业务。 现有的移动通信系统主要以提供语音业务为主,一般能提供 100200Kbit/s 的数据业务,GSM 演进到最高阶段能提供 384Kbit/s 的数据业务。而第三代移动通信的业务能力将比第二代有明显的 改进,支持话音、数据和多媒体业务,并且
13、可根据需要提供宽带。 一般地说,WCDMA 终端的发射功率在室内为 20mW,室外 300mW,电磁辐射少,对人身体影响很小,是一种绿色手机。同时由于发射功率低,使得其待机时间很长。 简而言之就是:WCDMA能够提供更高的语音质量、更快的数据速率、更低的传送功率,3G支持的业务,随着新技术的发展,3G网络会提供很多新的业务,例如新的媒体组件:虚拟现实和三维(3D)图象的出现,使全新的业务实现成为可能,如:电子购物,电子教育和电子娱乐。被动式多媒体应用如信息检索类业务,视频点播(VOD)、付费电视和音频点播(AOD)都将 是未来十分重要的应用。交互式多媒体应用,例如包含声音、图象和数据的多媒体会
14、议应用也将是未来3G非常重要的应用。 以下是3G协议中规定的一些标准化业务: 基本电信业务 补充业务 承载业务 智能业务 定位业务 多媒体消息业务,3G支持的业务,多媒体业务 移动多媒体业务将是第三代移动通信系统的重要业务。在一个多媒体业务呼叫中集成了两种或 两种以上的媒体组件(例如语音,数据,图像,影像),可以包括多个呼叫方和连接(不同的呼叫 方可以提供不同的媒体组件),因此要求多媒体业务应有足够的灵活性以便增加和删除多媒体组件 和呼叫方。 多媒体应用和业务一般分为两类:互动式和分配式业务。 互动式业务可以是会话、消息通信或 检索。多媒体互动式业务一般又分为会话,讯息和检索业务: 会话业务:
15、会话业务是实时业务(不存储和转发)。一般来讲,会话业务是双向的,要 求有较低的端到端时延( 100 ms),并且对不同媒体组件之间的同步级别要求较高。可视电话和视频会议是典型的会话业务。 分配式业务可以使用或不使用用户控制。分配业务又分为用户控制分配业务和无用户控制业务两部分: 无用户控制分配业务: 无用户控制分配业务是广播业务。信息由中心信息源提供,用 户可以接入信息流但不能控制信息流。例如:电视或电台广播。 用户控制分配业务:用户控制分配业务是广播业务。信息是一个可重复的序列的信息, 并且每个信息帧分配了一个接入序列号,因此用户(或用户终端)可以对信息的开始和信息的内容 进行控制。,移动办
16、公类业务,企业VPN Intranet接入 文件传送 信息检索,3G的业务举例,场景: 用户在路边的自动售货机上通过手机购买可乐、门票等小商品。,1. 用户按照自动售货机的提示,用手机登录商家的网站,选择购买可乐;完成费用支付后,用户可以从网站上下载C卷(C卷可以数字串等); 2. 后用户将C卷输入到自动售货机,自动售货机向商家应用服务器查询C卷的信息,售出可乐,同时商家应用服务器将相应的C卷表示已售出。 注意:C卷应该是一次性使用的,同时应该规定有效期,如果用户在有效期内未使用该C卷,则C卷自动作废,同时商家应用服务器向用户退回所扣的钱。,手机小额支付,3G的业务举例,INTERNET应用,
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