第三代移动通信的发展方向

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1、移动通信及发展移动通信及发展Potevio Co.,Ltd.移动通信3G、4G标准1目录现代移动通信基站结构有关基本问题介绍LTE的特点蜂窝移动通信系统发展历程第一代第一代(80年代年代)模拟模拟 NMT AMPS TACS 其他 第三代第三代(2000)宽带多媒体宽带多媒体 IMT-2000第二代第二代(90年代年代)数字数字GSM900/1800/1900CDMA IS-95TDMA IS-136PDCp第三代移动通信的提出第三代移动通信的提出nIMT-2000是第三代移动通信系统（3G）的统称n第三代移动通信系统最早由国际电信联盟（ITU）1985年提 出，考虑到该系统将于2000年左右

2、进入商用市场，工作的频段在2000MHz，且最高业务速率为2000Kbps，故于1996年正式更名为IMT-2000（International Mobile Telecommunication-2000）n第三代移动通信系统是一种能提供多种类型、高质量多媒体业务，能实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能力，与固定网络相兼容，并以小型便携式终端在任何时候、任何地点进行任何种类通信的通信系统3G发展概述3G标准化组织ETSI：欧洲电信标准协会(European Telecommunications Standards)TIA：电信工业协会T1P1：美国通信一个标准化组织，负责于欧洲标准协调CWTS：中

3、国无线通信标准研究组TTA：是韩国目前唯一的标准制定和研究非官方非赢利性组织TTC：日本电信技术委员会ARIB：日本无线工业及商贸联合会电话交换网的基本模型交换机交换机交换机交换机中继线中继线用户线用户线电话电话电话电话用户线用户线交换机交换机移动交换机移动交换机中继线中继线用户线用户线电话电话电话电话用户线用户线移动电话网概念移动电话网概念汇接局汇接局端局端局接入网接入网驻地网驻地网用户用户核心网MSCCN接入网BCS+BTSRNC+Node B驻地网无线传输/室内覆盖用户用户BBU+RRUBBU+RRUIMT-2000无线接口标准 CDMA TDMA FDMAIMT-DSDirectSpr

4、eadIMT-MCMultiCarrier IMT-TDTime-CodeIMT-SCSingleCarrierIMT-FTFrequencyTimep1985：FPLMTS，1996更名为更名为IMT-2000p1992：WRC92大会分配频谱大会分配频谱230MHzp1999.3：完成：完成IMT-2000 RTT关键参数关键参数p1999.11：完成：完成IMT-2000 RTT技术规范技术规范p2000：完成：完成IMT2000全部网络标准全部网络标准3G标准化进程IMT-2000无线接口技术p 1010个地面技术个地面技术n8 8种种FDDFDD技术、技术、5 5种种TDDTDD技术

5、技术n主要技术体制主要技术体制uWCDMAuCDMA2000uUWC-136uTD-SCDMAp 6 6个卫星技术个卫星技术p 共共1616种侯选技术种侯选技术IMT-2000无线接口技术p 1010个地面技术个地面技术技术演进发展3G标准标准 WCDMA核心网络：基于MAP TD-SCDMA核心网络：基于MAP CDMA2000核心网络：基于ANSI-41CDMA技术是3G的主流技术p 全球统一频段、统一标准，全球无缝覆盖全球统一频段、统一标准，全球无缝覆盖p 高效的频谱效率高效的频谱效率p 高服务质量、高保密性能高服务质量、高保密性能p 易于易于2G系统演进过渡系统演进过渡p 提供多媒体业

6、务提供多媒体业务p 环境移动目标环境移动目标n车速环境：144kbpsn步行环境：384kbpsn室内环境：2048kbpsIMT-2000 的目标IMT-2000无线接口技术p 20002000年的年的6 6个推荐标准个推荐标准多址方式双工名称CDMAFDD DSWCDMAFDD MCCDMA2000TDDTD-SCDM ATD-CDMATDMATDD MCUWC-136TDD SCEP-DECTp 20072007年的年的WiMAXWiMAX技术的技术的802.16e802.16e被推荐为被推荐为3G3G标准标准移动通信的移动通信的3G3G标准（标准（IMT-2000IMT-2000）WC

7、DMA：全称为：全称为Wideband CDMA，也称为，也称为CDMA Direct Spread，意为宽频分码多重存取，这是基于，意为宽频分码多重存取，这是基于GSM网发网发展出来的展出来的3G技术规范，是欧洲提出的宽带技术规范，是欧洲提出的宽带CDMA技术，它与技术，它与日本提出的宽带日本提出的宽带CDMA技术基本相同技术基本相同（基于（基于CDMA）CDMA2000：是由窄带：是由窄带CDMA(CDMA IS95)技术发展而来技术发展而来的宽带的宽带CDMA技术，也称为技术，也称为CDMA Multi-Carrier，它是由美国，它是由美国高通北美公司为主导提出高通北美公司为主导提出（

8、基于（基于CDMA）TD-SCDMA：全称为：全称为Time Division-Synchronous CDMA(时分同步时分同步CDMA)，该标准是由中国大陆独自制定的，该标准是由中国大陆独自制定的3G标准，标准，1999年年6月月29日，中国原邮电部电信科学技术研究院日，中国原邮电部电信科学技术研究院（大唐电信）向（大唐电信）向ITU-T提出提出（基于（基于CDMA）WiMax：全名是微波存取全球互通：全名是微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access)，又称为，又称为80216无无线城域网，是又一种为企业和家庭用户提供线

9、城域网，是又一种为企业和家庭用户提供“最后一英里最后一英里”的的宽带无线连接方案宽带无线连接方案（基于（基于OFDM）3GPP3GPP标准标准的研究进展的研究进展3GPP Rel993GPP Rel43GPP Rel5200020012002GSM/GPRS核心网WCDMA FDD电路域IP话音承载电路域CS/MGWTD-SCDMAVoIP QoS是关键由TAM核心网转到IPIP多媒体子系统HSDPA3GPP Rel62004MBMSMIMO支持WLAN接入1999年12月冻结2001年3月冻结2002年12月冻结2005年3月冻结3GPP Rel9/103GPP Rel9/10重点在重点在L

10、TE-Advanced 3GPP Rel72007加强了对固定、移动融合的标准化制订考虑了LTE的演进增加ADSL和cable接口2007年6月冻结3GPP Rel82009年3月冻结2009对TISPAN和3GPP现有的IMS core的研究成果的合并PBX接入IMSIMS集中控制Cable接入 3GPP23GPP2标准发展标准发展 CDMA2000在核心网标准和技术方面相对滞后在核心网标准和技术方面相对滞后IS-95A规范完成规范完成时间点时间点199519982000QCELP话音编码9.6kbps115.2kbps 8码道捆绑307.2kbps话音容量加倍cdma20001xEV-DO

11、/DVRev.D 2002DO:高速数据业务DV:高速数据业务话音业务IS-95BCdma20001xEV-DO Rev.0/A/B2004Cdma20001xEV-/DV Rev.C 3G到4G的演进路线 2009年10月14日至21日，国际电信联盟（ITU）在德国德累斯顿举行ITU-R WP5D工作组第6次会议，启动了4G标准的征集工作，遴选新一代移动通信（IMT-Advanced，又称4G）候选技术。国际电信联盟收到来自中国、日本、韩国、欧洲标准化组织3GPP和北美标准化组织IEEE的共6项4G候选技术提案 ITU-R WP 5D工作组下一次会议将于2010年2月17日至2月24日召开，

12、会议地点定在除日内瓦以外的地方。在接下来的4个月里，已设立在世界各国的外部评估工作组，将对LTE-Advanced和802.16m两大候选4G标准进行严格的评估4G4G标准的征集（标准的征集（IMT-AdvancedIMT-Advanced）第四代（第四代（2010年）（年）（IMT-Advanced；技术基础；技术基础OFDM正交频分复用正交频分复用+MIMO多输入多输出多输入多输出 ）北美标准化组织北美标准化组织IEEE(802.16m)日本日本(两项分别基于两项分别基于LTE-A和和802.16m)3GPP(LTE-A)韩国韩国(基于基于802.16m)中国中国(TDD-LTE-Adva

13、nced)技术路线（应用技术路线（应用OFDM和和MIMO）LTE（TDD、FDD）802.16m（TDD）第四代移动通信第四代移动通信移动通信3G、4G标准21目录现代移动通信基站结构有关基本问题介绍LTE的特点移动基站射频拉远“光纤到塔顶”解决了天馈施工的难题BBUBBU1 1根光缆根光缆机房机房天面天面RRURRU2727根馈缆根馈缆TD-SCDMA的拉远技术的拉远技术移动基站的基带拉远移动基站的基带拉远分布式基站系统分布式基站系统p所谓分布式基站，是指基站的数字基带处理部分和射频部分作为各自独立的模块分开所谓分布式基站，是指基站的数字基带处理部分和射频部分作为各自独立的模块分开放置，并

14、通过光纤相连的一种基站模式放置，并通过光纤相连的一种基站模式 RNC BBU BBU BBU RRU RRU RRU RRU RRU RRU RRU RRUUE UE UE Iub Iub Iub 混合组网 链形组网 星形组网 RRU 建网快速灵活，降低建网和运维费用建网快速灵活，降低建网和运维费用“BBU+RRU”建网方案 小规模小规模 基带池基带池大规模大规模 基基带池带池RRURRURRURRURRUBBURRURRURRURRU中规模中规模 基基带池带池产品实地图片产品实地图片2023-2-21Page29移动通信3G、4G标准30目录现代移动通信基站结构有关基本问题介绍LTE的特点关

15、于多址和双工技术关于多址和双工技术基站基站MS1MS1MS2MS2MS3MS3MS4MS4多址技术p 频分多址（频分多址（FDMA）：频分多址（）：频分多址（Frequency Division Multiple Access，FDMA）是把通信系统的总频段划分成若干个等间隔的频道（或称信道），分配给不同的用是把通信系统的总频段划分成若干个等间隔的频道（或称信道），分配给不同的用户使用户使用n OFDMA：即正交频分多址，英文全称：即正交频分多址，英文全称：Orthogonal Frequency Division Multiple Access p 时分多址（时分多址（TDMA）：时分多址（

16、）：时分多址（Time Division Multiple Access，TDMA）是把）是把无线频谱按时隙划分，若干个时隙组成一帧无线频谱按时隙划分，若干个时隙组成一帧p 码分多址（码分多址（CDMA）：）：码分多址（码分多址（Code Division Multiple Access，CDMA）是使）是使用扩展频谱技术的一种多址技术用扩展频谱技术的一种多址技术p 空分多址（空分多址（SDMA）：空分多址（）：空分多址（Space Division Multiple Access，SDMA）是）是通过控制用户的空间辐射能量来提供多址接入能力的，通过分割空间信道分离同一通过控制用户的空间辐射能

17、量来提供多址接入能力的，通过分割空间信道分离同一时隙和同一频道上的多个用户信号时隙和同一频道上的多个用户信号p 波分多址（波分多址（WDMA）：波分多址（）：波分多址（Wave Division Multiple Access，）主要用于，）主要用于光通信，不同的信源使用不同波长的光波来传输数据，各路光波经过一个棱镜（或光通信，不同的信源使用不同波长的光波来传输数据，各路光波经过一个棱镜（或衍射光栅）合成一个光束在光纤干道上传输，在接收端利用相同的设备将各路光波衍射光栅）合成一个光束在光纤干道上传输，在接收端利用相同的设备将各路光波分开。这样复用后，可以使光纤的传输能力成几倍几十倍的提高分开。

18、这样复用后，可以使光纤的传输能力成几倍几十倍的提高无线接入的技术基础-多址接入无线接入的技术基础-多址接入ftFDMAFDMACodeFDMA：每个用户分配一个频率：每个用户分配一个频率FDMA频率时间频率 1频率 2频率 3频率 4频率 5ftTDMATDMACodeTDMA：几个用户共享同一个频率，只是在时：几个用户共享同一个频率，只是在时间上区分间上区分频率时间B C DB C DB C DB C DAAAAA 在 TDM 帧中的位置不变TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDMATDMAfCDMACDMACodetCDMA：几个用户同时共享同样的频率，时间，：几个用户同时

19、共享同样的频率，时间，但采用不同的码字（地址）但采用不同的码字（地址）SDMASDMASDMASDMA：几个用户在空间上加以区分，这是由于智：几个用户在空间上加以区分，这是由于智能天线的采用而引入的一种多址方式。不同空间能天线的采用而引入的一种多址方式。不同空间的用户可以复用频率、时隙码道和功率资源的用户可以复用频率、时隙码道和功率资源没有智能天线没有智能天线.能量分布于整个小区在没有移动用户活动的区域，干扰不会下降TD-SCDMA技术基础：智能天线空分多址大大增加系统容量降低发射功率波束赋形时可以克服 多径传播问题基带数字信号处理为每条信道提供一条赋形天线发射波束WDMAWDMAWDMAWD

20、MA：目前一根单模光纤的传输速率可达到目前一根单模光纤的传输速率可达到 2.5Gb/s、10Gb/s，如能采用色散补偿技术解决光纤传输中的色散问，如能采用色散补偿技术解决光纤传输中的色散问题题(指光脉冲中由于不同频率分量传输速率不同导致信号指光脉冲中由于不同频率分量传输速率不同导致信号失真产生误码的现象失真产生误码的现象)，则一根单模光纤的传输速率可达，则一根单模光纤的传输速率可达到到40Gb/s，这已是当前单个光载波信号传输的极限值，这已是当前单个光载波信号传输的极限值DWDMDWDM 1550 nm 0 1551 nm 1 1552 nm 2 1553 nm 3 1554 nm 4 155

21、5 nm 5 1556 nm 6 1557 nm 70 1550 nm 1 1551 nm 2 1552 nm 3 1553 nm 4 1554 nm 5 1555 nm 6 1556 nm 7 1557 nm 8 2.5 Gb/s1310 nm20 Gb/s复用器分用器EDFA120 kmDWDMADWDMA：由由DWDM光纤系统组成的光纤网光纤系统组成的光纤网可迅速增加网络容量，还具有透明可迅速增加网络容量，还具有透明性，可传送语音、数据、图像等多媒体信息。由于多个光信道共用光放大器性，可传送语音、数据、图像等多媒体信息。由于多个光信道共用光放大器而显著降低了网络成本。在用而显著降低了网络

22、成本。在用DWDM系统构成的光网络中，可采用光线路保系统构成的光网络中，可采用光线路保护技术，以提高可靠性与可用性护技术，以提高可靠性与可用性OFDMOFDM与与FDMFDM比较比较子载波1234子载波1234FDMAOFDM1f1f2f2f3f3f4f4fOFDMAOFDMAOFDMAOFDMA：OFDMA是是OFDM技术的演进。在利用技术的演进。在利用OFDM对信道进行子载波化对信道进行子载波化后，在部分子载波上加载传输数据的传输技术。用户可以选择信道条件较好后，在部分子载波上加载传输数据的传输技术。用户可以选择信道条件较好的子通道（的子通道（subchannel）进行数据传输，一组用户可

23、以同时接入到某一信道）进行数据传输，一组用户可以同时接入到某一信道OFDMAOFDMAOFDMA的运作原則是将所有子載波分割成若干群組，称为子通道(Subchannel)，分配給不同用戶使用，並根据环境传输状态决定各個子通道的子載波數p 双工方式：双向通信双工方式：双向通信n传统的FDD仍是主要的双工方式nTDD方式受到更大关注，TD-SCDMA的亮点p 图中的送话器、受话器、消测音电路和混合电路等构成了电话机，完成图中的送话器、受话器、消测音电路和混合电路等构成了电话机，完成声、电转换和电、声转换的任务声、电转换和电、声转换的任务二线线路原始语言还原语音还原语音原始语言送话器消侧音电路混合电

24、路受话器混合电路消侧音电路受话器送话器pFDD方式方式n 需要成对频段需要成对频段n 适合于大区制全国性组网适合于大区制全国性组网n 适合于上下行对称业务；适合于上下行对称业务；pTDD方式方式n 可用于任何频段可用于任何频段n 适合于小区适合于小区/微微小区组网微微小区组网n 适合于上下行非对称及对称业务适合于上下行非对称及对称业务p其他其他TDD(时分双工；如时分双工；如TD-SCDMA)D U D D D DDDFDD（频分双工；如（频分双工；如WCDMA和和CDMA2000）DD D D DDDU双工方式双工方式FDDFDDtfCodeTDDTDDtfCodeFDD+FDMAFDD+F

25、DMAtfCode模拟移动通信模拟移动通信FDD+TDMAFDD+TDMAtfCodeGAM移动通信移动通信fCodeFDD+CDMAFDD+CDMACDMA IS95/2000/WCDMA移动通信移动通信fCodeTDD+CDMATDD+CDMATD-SCDMA移动通信移动通信t移动通信3G、4G标准56目录现代移动通信基站结构有关基本问题介绍LTE的特点关于关于LTELTE（1 1）LTE（Long Term Evolution）：也被通俗的称为）：也被通俗的称为3.9G，具有具有100Mbps的数据下载能力，被视作从的数据下载能力，被视作从3G向向4G演进的主流演进的主流技术技术 LTE

26、项目的主要性能目标包括项目的主要性能目标包括 在在20MHz频谱带宽能够提供下行频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行、上行50Mbps的峰值速率的峰值速率 改善小区边缘用户的性能改善小区边缘用户的性能 提高小区容量、降低建网成本，实现从提高小区容量、降低建网成本，实现从Release 6的低的低成本演进。实现合理的终端复杂度、成本和耗电成本演进。实现合理的终端复杂度、成本和耗电 降低系统延迟，用户平面内部单向传输时延低于降低系统延迟，用户平面内部单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms，从驻，从驻留状态到激活状态的迁移

27、时间小于留状态到激活状态的迁移时间小于 100ms关于关于LTELTE（2 2）支持支持100Km半径的小区覆盖半径的小区覆盖 能够为能够为350Km/h高速移动用户提供高速移动用户提供100kbps的接入服务的接入服务 支持成对或非成对频谱，并可灵活配置支持成对或非成对频谱，并可灵活配置1.25 MHz到到20MHz多种带宽多种带宽 支持增强的支持增强的IMS（IP多媒体子系统）和核心网多媒体子系统）和核心网 追求后向兼容追求后向兼容,但应该仔细考虑性能改进和向后兼容之间的但应该仔细考虑性能改进和向后兼容之间的平衡平衡 取消取消CS（电路交换）域，（电路交换）域，CS域业务在域业务在PS（包

28、交换）域实（包交换）域实现，如采用现，如采用VoIP 对低速移动优化系统，同时支持高速移动对低速移动优化系统，同时支持高速移动 尽可能支持简单的临频共存尽可能支持简单的临频共存关于关于LTELTE LTE是以是以OFDM为核心的技术，为了降低用户面延迟，为核心的技术，为了降低用户面延迟，取消了无线网络控制器（取消了无线网络控制器（RNC）。与其说是）。与其说是3G技术的技术的“演演进进”（evolution），不如说是），不如说是“革命革命”（revolution）这场这场“革命革命”是系统不可避免的丧失了大部分后向兼容是系统不可避免的丧失了大部分后向兼容性，也就是说，从网络侧和终端侧都要做大

29、规模的更新换性，也就是说，从网络侧和终端侧都要做大规模的更新换代。因此从技术归属上，可以将代。因此从技术归属上，可以将LTE看作看作4G范畴范畴 LTE的起因：在的起因：在2004年年WiMax对对UMTS技术产生挑战技术产生挑战（尤其是（尤其是HSDPA技术）时，技术）时，3GPP急于开发和急于开发和WiMax抗衡抗衡的、以的、以OFDM/FDD或或TDD为核心技术、支持为核心技术、支持20MHz系统带系统带宽的、具有相似甚至更高性能的技术。长期上也可以在宽的、具有相似甚至更高性能的技术。长期上也可以在IMT-Advanced标准化上先发制人标准化上先发制人OFDMOFDM技术奠定了移动宽带

30、的基础技术奠定了移动宽带的基础LTELTE网络架构的优势网络架构的优势 Source:Technical Overview of 3GPP Long Term Evolution(LTE)Hyung G.Myung http:/ LTELTE网络架构的优势网络架构的优势双极化智能天线的应用背景双极化智能天线的应用背景网络演进带来的新问题时间时间数据流量数据流量语音时代语音时代数据时代数据时代收益收益收益与数据流量的关系收益与数据流量的关系一部iPhone或与iPhone类似的智能手机生成的流量要相当于30部语音/短信型手机所生成的流量，而一个笔记本电脑无线网卡生成的流量则相当于450部语音/短

31、信型手机所生成的流量。但是，在大多数国家，由于竞争激烈，许多运营商被迫提供统一费率的移动宽带套餐，其结果是尽管移动宽带需求猛增，但平均每个用户收入(ARPU)却保持不变。新型的业务架构带来收益模型的变化新型的业务架构带来收益模型的变化 时间时间语音时代语音时代数据时代数据时代数据流量数据流量收益收益新架构下的成本新架构下的成本曲线曲线传统结构的成本曲线传统结构的成本曲线谢谢大家 THANKS谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH