無線廣域網(wǎng)3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)目錄CONTENTS0102033G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概念3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)3G網(wǎng)絡(luò)多址技術(shù)013G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概念1、3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概念第三代移動(dòng)通信技術(shù)，簡(jiǎn)稱3G（3rd-Generation），規(guī)范名稱IMT-2000（InternationalMobileTelecommunications-2000），是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動(dòng)通訊技術(shù)。3G服務(wù)能夠同時(shí)發(fā)送聲音（通話）及信息（電子郵件、即時(shí)通信等）。3G的代表特征是提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，速率一般在幾百kbps以上。第一代通信是指模擬信號(hào)手機(jī)；第二代通信是指數(shù)字信號(hào)手機(jī)，如我們常見的GSM，提供低速率數(shù)據(jù)服務(wù)；2.5G是指在第二代手機(jī)上提供中等速率的數(shù)據(jù)服務(wù)，如GPRS，傳輸率一般在幾十至一百多kbps。3G能將無線通信與國際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)。能夠處理圖像、音樂、視訊形式，提供網(wǎng)頁瀏覽、電話會(huì)議、電子商務(wù)信息服務(wù)。無線網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度，也就是說在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中能夠分別支持至少2Mbps、384kbps以及144kbps的傳輸速度。由于采用了更高的頻帶和更先進(jìn)的無線（空中接口）接入技術(shù)，3G標(biāo)準(zhǔn)的流動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量較2G、2.5G網(wǎng)絡(luò)有了很大提高，比如軟切換技術(shù)使得旅途中高速運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)用戶在駛出一個(gè)無線小區(qū)并進(jìn)入另一個(gè)無線小區(qū)時(shí)不再出現(xiàn)掉話現(xiàn)象。而更高的頻帶范圍和用戶分級(jí)規(guī)則使得單位區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)容量大大提高，同時(shí)通話允許量大大增加。3G最大的優(yōu)點(diǎn)即是高速的數(shù)據(jù)下載能力。相對(duì)于2.5G（GPRS）100kbps左右的速度，3G隨使用環(huán)境的不同約有300k-2Mbps左右的水準(zhǔn)。有些3G系統(tǒng)服務(wù)業(yè)者會(huì)更新為3.5G系統(tǒng)（如HSDPA），此時(shí)可有下傳14Mbps、上傳5.8Mbps的速度。023G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2、3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)國際電信聯(lián)盟（ITU）在2000年5月確定WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三大主流無線接口標(biāo)準(zhǔn)，寫入3G技術(shù)指導(dǎo)性文件《2000年國際移動(dòng)通訊計(jì)劃》（簡(jiǎn)稱IMT—2000）；2007年，WiMAX亦被接受為3G標(biāo)準(zhǔn)之一。3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是由國際電信聯(lián)盟（ITU）所制定的IMT-2000規(guī)范的最終發(fā)展結(jié)果。原先制定的3G遠(yuǎn)景，是能夠以此規(guī)范達(dá)到全球通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化。IMT-2000（InternationalMobileTelecommunications-2000）是國際電信聯(lián)盟（ITU）定義的第三代無線通信的全球標(biāo)準(zhǔn)。IMT-2000規(guī)定移動(dòng)終端以車速移動(dòng)時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸速率為144Kbps，室外靜止或步行時(shí)速率為384Kbps，在室內(nèi)為2Mbps[1]。2007年，ITU制定了IMT-A標(biāo)準(zhǔn)，要求低速環(huán)境時(shí)峰值速率為1Gbps，高速環(huán)境則是100Mbps。1999年ITU批準(zhǔn)了五個(gè)IMT-2000的無線電接口，作為ITU-RM.1457推薦的一部分。這五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是：IMT-DSDirectSpread也稱為W-CDMA或UTRA-FDD，在UMTS中使用IMT-MCMulti-Carrier也稱為CDMA2000，2GcdmaOne（IS-95）的繼承者IMT-TCTime-Code這一標(biāo)準(zhǔn)總結(jié)了UTRA-TDD（在UMTS中標(biāo)準(zhǔn)化）和TD-SCDMAIMT-SCSingleCarrier也稱為EDGE，一個(gè)中間的2.75G技術(shù)IMT-FTFrequencyTime也稱為DECT2007年10月19日，ITU會(huì)議批準(zhǔn)移動(dòng)WiMAX作為第6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。稱為："IMT-2000OFDMATDDWMAN"023G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2、3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1、W-CDMA寬頻碼分多址（WidebandCodeDivisionMultipleAccess）是一種3G蜂窩網(wǎng)絡(luò)，使用的部分協(xié)議與2GGSM標(biāo)準(zhǔn)一致。具體一點(diǎn)來說，W-CDMA是一種利用碼分多址復(fù)用（或者CDMA通用復(fù)用技術(shù)，不是指CDMA標(biāo)準(zhǔn)）方法的寬帶擴(kuò)頻3G移動(dòng)通信空中接口。WCDMA，是基于GSM網(wǎng)發(fā)展出來的3G技術(shù)規(guī)范，是歐洲提出的寬帶CDMA技術(shù)，它與日本提出的寬帶CDMA技術(shù)基本相同，目前正在進(jìn)一步融合。WCDMA的支持者主要是以GSM系統(tǒng)為主的歐洲廠商，日本公司也或多或少參與其中，包括歐美的愛立信、阿爾卡特、諾基亞、朗訊、北電，以及日本的NTT、富士通、夏普等廠商。該標(biāo)準(zhǔn)提出了GSM（2G）-GPRS-EDGE-WCDMA（3G）的演進(jìn)策略。這套系統(tǒng)能夠架設(shè)在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)上，對(duì)于系統(tǒng)提供商而言可以較輕易地過渡。預(yù)計(jì)在GSM系統(tǒng)相當(dāng)普及的亞洲，對(duì)這套新技術(shù)的接受度會(huì)相當(dāng)高。因此WCDMA具有先天的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。WCDMA已是當(dāng)前世界上采用的國家及地區(qū)最廣泛的，終端種類最豐富的一種3G標(biāo)準(zhǔn)，占據(jù)全球80%以上市場(chǎng)份額。異步CDMA系統(tǒng)：無GPS帶寬：5MHz碼片速率：3.84Mcps中國頻段：1940MHz-1955MHz（上行）、2130MHz-2145MHz（下行）。023G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2、3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2、CDMA2000是一個(gè)3G移動(dòng)通訊標(biāo)準(zhǔn)，國際電信聯(lián)盟ITU的IMT-2000標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可的無線電接口，也是2GcdmaOne標(biāo)準(zhǔn)的延伸，不需要新的頻段分配，可以穩(wěn)定運(yùn)行在現(xiàn)有PCS頻段。根本的信令標(biāo)準(zhǔn)是IS-2000。CDMA2000與另一個(gè)3G標(biāo)準(zhǔn)W-CDMA不兼容。由于超行動(dòng)寬帶（UMB）的研發(fā)被取消，CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)延伸演進(jìn)的4G標(biāo)準(zhǔn)是LTE。CDMA2000是美國通訊行業(yè)協(xié)會(huì)（TIA-USA）的注冊(cè)商標(biāo)，并不是一個(gè)像CDMA一樣的通用術(shù)語。TIA也注冊(cè)了他們的2GcdmaOne標(biāo)準(zhǔn)（AKAIS-95）對(duì)應(yīng)CDMA1X。CDMA2000是TIA標(biāo)準(zhǔn)組織用于指代第三代CDMA的名稱。適用于3GCDMA的TIA規(guī)范為IS-2000，該技術(shù)本身被稱為CDMA2000。CDMA2000是由窄帶CDMA（CDMAIS95）技術(shù)發(fā)展而來的寬帶CDMA技術(shù)，也稱為CDMAMulti-Carrier，它是由美國高通北美公司為主導(dǎo)提出，摩托羅拉、Lucent和后來加入的韓國三星都有參與，韓國成為該標(biāo)準(zhǔn)的主導(dǎo)者。這套系統(tǒng)是從窄頻CDMAOne數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)衍生出來的，可以從原有的CDMAOne結(jié)構(gòu)直接升級(jí)到3G，建設(shè)成本低廉。但使用CDMA的地區(qū)只有日、韓和北美，所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。不過CDMA2000的研發(fā)技術(shù)卻是目前各標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)度最快的，許多3G手機(jī)已經(jīng)率先面世。該標(biāo)準(zhǔn)提出了從CDMAIS95（2G）-CDMA20001x-CDMA20003x（3G）的演進(jìn)策略。CDMA20001x被稱為2.5代移動(dòng)通信技術(shù)。CDMA20003x與CDMA20001x的主要區(qū)別在于應(yīng)用了多路載波技術(shù)，通過采用三載波使帶寬提高。中國電信正在采用這一方案向3G過渡，并已建成了CDMAIS95網(wǎng)絡(luò)。同步CDMA系統(tǒng)：有GPS帶寬：1.25MHz碼片速率：1.2288Mcps中國頻段：1920MHz-1935MHz（上行）、2110MHz-2125MHz（下行）023G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2、3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)3、TD-SCDMA時(shí)分-同步碼分多址（TimeDivision-SynchronousCodeDivisionMultipleAccess），融合后亦稱UMTSTDDLCR，是ITU（國際電信聯(lián)盟）批準(zhǔn)的多個(gè)3G移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè)。相對(duì)于另兩個(gè)主要3G標(biāo)準(zhǔn)（W-CDMA和CDMA2000），它的起步較晚而且產(chǎn)業(yè)鏈薄弱（2008年中國大陸發(fā)放3G牌照時(shí)的情況），發(fā)展過程較為曲折。該標(biāo)準(zhǔn)是中國大陸地區(qū)制定的3G標(biāo)準(zhǔn)。1998年6月29日，中國大陸地區(qū)原郵電部電信科學(xué)技術(shù)研究院（現(xiàn)大唐電信科技股份有限公司）以信威通信的SCDMA技術(shù)為基礎(chǔ)，向ITU提出了該標(biāo)準(zhǔn)，并且順利通過成為IMT20003G系統(tǒng)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。在3GPPR99之后的版本，TD-SCDMA實(shí)現(xiàn)了與原西門子所研究的TD-CDMA的高層融合，結(jié)合SCDMA的智能天線、上行同步、和軟件無線電（SDR,SoftwareDefinedRadio）等技術(shù)，成功克服了TD-CDMA技術(shù)不能用于宏蜂窩組網(wǎng)的缺陷，原因是通過GPS同步和特殊時(shí)隙，實(shí)現(xiàn)了全網(wǎng)同步解決了切換的問題，雖較TD-CDMA系統(tǒng)的特殊時(shí)隙配置固定化，卻獲得了宏網(wǎng)組網(wǎng)能力。由于中國內(nèi)地龐大的市場(chǎng)，該標(biāo)準(zhǔn)受到各大主要電信設(shè)備廠商的重視，全球一半以上的設(shè)備廠商都宣布可以支持TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)提出不經(jīng)過2.5代的中間環(huán)節(jié)，直接向3G過渡，非常適用于GSM系統(tǒng)向3G升級(jí)。軍用通信網(wǎng)也是TD-SCDMA的核心任務(wù)。相對(duì)于另兩個(gè)主要3G標(biāo)準(zhǔn)CDMA2000和WCDMA它的起步較晚，技術(shù)不夠成熟。同步CDMA系統(tǒng)：有GPS帶寬：1.6MHz碼片速率：1.28Mcps中國頻段：1880-1920MHz、2010-2025MHz2300-2400MHz033G網(wǎng)絡(luò)多址技術(shù)3、3G網(wǎng)絡(luò)多址技術(shù)多址技術(shù)是指把處于不同地點(diǎn)的多個(gè)用戶接入一個(gè)公共傳輸媒質(zhì)，實(shí)現(xiàn)各用戶之間通信的技術(shù)。多址技術(shù)多用于無線通信。多址技術(shù)又稱為“多址連接”技術(shù)。下面以衛(wèi)星通信為例說明頻分多址、時(shí)分多址和碼分多址的概念。多址技術(shù)分為頻分多址（FDMA）、時(shí)分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）、空分多址(SDMA)。頻分多址是以不同的頻率信道實(shí)現(xiàn)通信。時(shí)分多址是以不同時(shí)隙實(shí)現(xiàn)通信。碼分多址是以不同的代碼序列來實(shí)現(xiàn)通信的?？辗侄嘀肥且圆煌轿恍畔?shí)現(xiàn)多址通信的。目前，人們對(duì)正交變擴(kuò)頻因子碼（OVSF）進(jìn)行了廣泛研究，希望徹底解決其生成方法、可用數(shù)目和復(fù)用等問題；同時(shí)對(duì)CDMA/PRMA多址協(xié)議也給予了極大關(guān)注被視作傳統(tǒng)分組預(yù)約多址（PRMA）初議的擴(kuò)展。3G系統(tǒng)中多址技術(shù)包括CDMA系統(tǒng)中地址碼和各種多址協(xié)議兩方面研究，對(duì)擴(kuò)頻碼的選擇也就變得很重要。CDMA是CodeDivisionMultipleAccess（碼分多址）的縮寫，是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)。第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)采用頻分多址（FDMA）的模擬調(diào)制方式，這種系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是頻譜利用率低，信令干擾話音業(yè)務(wù)。第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要采用時(shí)分多址（TDMA）的數(shù)字調(diào)制方式，提高了系統(tǒng)容量，并采用獨(dú)立信道傳送信令，使系統(tǒng)性能大大改善，但TDMA的系統(tǒng)容量仍然有限，越區(qū)切換性能仍不完善。CDMA系統(tǒng)以其頻率規(guī)劃簡(jiǎn)單、系統(tǒng)容量大、頻率復(fù)用系數(shù)高、抗多徑能力強(qiáng)、通信質(zhì)量好、軟容量、軟切換等特點(diǎn)顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?33G網(wǎng)絡(luò)多址技術(shù)3、3G網(wǎng)絡(luò)多址技術(shù)1．頻分多址（FDMA）技術(shù)是讓不同的地球通信站占用不同頻率的信道進(jìn)行通信。因?yàn)楦鱾€(gè)用戶使用著不同頻率的信道，所以相互沒有干擾。早期的移動(dòng)通信就是采用這個(gè)技術(shù)。2．時(shí)分多址（TDMA）技術(shù)這種多址技術(shù)是讓若干個(gè)地球站共同使用一個(gè)信道。但是占用的時(shí)間不同，所以相互之間不會(huì)干擾。顯然，在相同信道數(shù)的情況下，采用時(shí)分多址要比頻分多址能容納更多的用戶?，F(xiàn)在的移動(dòng)通信系統(tǒng)多數(shù)用這種多址技術(shù)。3．碼分多址（CDMA）技術(shù)這種多址技術(shù)也是多個(gè)地球站共同使用一個(gè)信道。但是每個(gè)地球站都被分配有一個(gè)獨(dú)特的“碼序列”，與所有別的“碼序列”都不相同，所以各個(gè)用戶相互之間也沒有干擾。因?yàn)槭强坎煌摹按a序列”來區(qū)分不同的地球站，所以叫做“碼分多址”。采用CDMA技術(shù)可以比時(shí)分多址方式容納更多的用戶。這種技術(shù)比較復(fù)雜，但現(xiàn)在已經(jīng)為不少移動(dòng)通信系統(tǒng)所采用。在