移动通信课程设计样本.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。移动通信技术课程设计设计题目: 移动通信系统发展及其业务能力的探索班 级: 姓 名: 指导教师: 七、 答辩记录: 答辩意见及答辩成绩答辩小组教师( 签字) : 年 月 日课题移动通信系统发展及其业务能力的探索设计任务1. 经过市场调研( 含手机市场、 运营商网站、 Internet上的其它资源网站) 了解GSM、 CDMA、 3G手机终端的外形、 功能、 业务、 辐射等, 结合所学知识, 了解手机终端的构造原理以及信号的处理流程, 并作比较和总结阐述; 2. 了解从2G到3G以及LTE-Advanced的技术演进路线、 网络结构变化等, 并作分析比较; 3. 查阅文献资料, 总结并阐述移动通信增值业务的发展历程、 市场情况、 以及增值业务发展的驱动力; 4. 了解并总结阐述移动增值业务提供的体系结构; 了解并总结移动通信增值业务的典型行业应用以及发展的主要方向; 根据自己对移动通信业务的理解, 提出若干你认为可行的增值业务; 5. 完成课程设计论文。目录摘 要- 1 -ABSTRACT- 2 -1 GSM,CDMA,3G手机- 3 -1.1 GSM手机- 3 -1.2 CDMA手机- 3 -1.2.1 关于GSM和CDMA手机的辐射问题- 4 -1.2.2手机安全辐射标准与手机发射功率- 5 -1.3 3G手机- 6 -1.4 手机结构和原理- 6 -2 移动通信技术演进- 8 -2.1第二代移动通信技术- 8 -2.1.1 概述- 8 -2.1.2 第二代移动通信技术-GSM- 8 -2.1.3第二代移动通信技术-CDMA- 9 -2.2 2G向3G的过渡- 9 -2.2.1 基于GSM的演进- 9 -2.2.2 基于CDMA的演进- 10 -2.3 第三代移动通信系统(3G)- 10 -2.3.1 概述- 10 -2.3.2 3G主要技术标准- 11 -2.4 现有3G技术向LTE演进的路线- 15 -2.4.1 概述- 15 -2.5 LTE- advanced- 16 -2.5.1 概述- 16 -2.5.2 LTE-Advanced的演进目标- 17 -3 移动通信增值业务- 18 -3.1 移动通信增值业务概述- 18 -3.1.1移动通信增值业务定义- 18 -3.1.2 移动通信增值业务的分类- 18 -3.2 移动通信增值业务发展历程- 20 -3.2.1全球移动通信增值业务发展历程- 20 -3.2.2中国移动通信增值业务发展历程- 20 -3.2.3中国移动通信增值业务现状- 23 -3.3 移动通信增值业务市场分析- 23 -3.4 移动通信增值业务发展驱动力分析- 26 -4 移动增值业务体系结构及经典行业应用- 28 -4.1 移动增值业务提供的体系结构- 28 -4.2 移动增值业务的应用领域- 30 -4.2.1移动增值服务市场发展特点- 30 -4.2.2物流行业应用- 31 -4.3 移动增值业务发展方向- 31 -4.3.1基于移动通信网络的传统增值业务- 31 -4.3.2不使用移动通信网络的移动增值业务- 33 -4.4 未来的移动业务的展望增值业务- 34 -5 总结- 35 -参考文献- 36 - 摘要回顾移动通信的发展历程, 能够看出, 移动通信业务从单一的话音业务发展到话音、 数据等多种业务, 再到话音、 数据、 视频、 多媒体、 移动互联网等业务; 随着计算机、 微电子、 互联网等科学技术的快速进步, 移动通信设备从模拟发展到全数字化; 移动通信核心网络从电路交换、 分组交换发展到正在向全IP网络演进, 同时正向实现不同接入技术之间互联和网络融合的方向发展。本文介绍了移动通信系统的发展及业务能力的进步。关键词: GSM; CDMA; 3G; LTE-Advanced; 增值业务 AbstractReview the development process of mobile communications, we can see, mobile communication services from a single voice business to voice, data and other services, to voice, data, video, multimedia, mobile Internet and other services.With computers, microelectronics , the Internet and other rapid progress of science and technology, the mobile communication equipment develop from analog to all digital. Mobile communication core network from circuit switching, packet switching is being developed to evolve to all-IP network, while achieving a positive interconnection between different access technologies and network convergence direction. This article describes the development of mobile communications systems and operational capacity of the progress.Keywords: GSM; CDMA; 3G; LTE-Advanced; Value added service1 GSM,CDMA,3G手机1.1 GSM手机当前, 手机制式主要包括GSM、 CDMA、 3G三种, 手机自问世至今, 经历了第一代模拟制式手机( 1G) 、 第二代GSM、 TDMA等数字手机( 2G) 、 第2.5代移动通信技术CDMA和第三代移动通信技术3G。 GSM数字网:GSM(Global System For Mobile Communication)网即全球移动通信系统, 又称 ”全球通”, 很多公司参与了标准的制定工作。 GSM采用的是数字调制技术, 其关键技术之一是时分多址(每个用户在某一时隙上选用载频且只能在特 定时间下收信息), GSM系统有几项重要特点: 防盗能力佳、 网络容量大、 号码资源丰富、 通话清晰、 稳定性强不易受干扰、 信息灵敏、 通话死角少、 手机耗电量底等。因此其话音清晰, 保密容易, 能提供的数据传输服务较多。GSM网能支持的用户数量为模拟网的1.8-2倍。 GPRS: GPRS是General Packet Radio Service的英文简称, 中文为通用无线分组业务, 是一种基于 GSM系统的无线分组网络, 提供端到端的、 广域的无线IP连接。相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式, GPRS是分组交换技术, 具有”实时在线”、 ”按量计费”、 ”快捷登录”、 ”高速传输”、 ”自如切换”的优点。 图1.1 GSM手机 lenovo E268D1.2 CDMA手机CDMA手机即采用了CDMA技术的手机。CDMA (Code Division Multiple Access) 又称码分多址, 是在无线通讯上使用的技术, CDMA允许所有使用者同时使用全部频带(1.2288Mhz), 且把其它使用者发出讯号视为杂讯, 完全不必考虑到讯号碰撞。CDMA中所提供语音编码技术, 通话品质比当前GSM好, 可把用户对话时周围环境噪音降低, 使通话更清晰。就安全性能而言, CDMA不但有良好认证体制, 更因其传输特性, 用码来区分用户, 防盗听能力大大增强。 Wideband CDMA(WCDMA)宽带码分多址传输技术, 为IMT- 重要基础技术, 将是第三代数字无线通信系统标准之一。图1.2 CDMA手机华为C28291.2.1 关于GSM和CDMA手机的辐射问题众所周知, 由于CDMA (IS-95) 系统中采用快速的反向功率控制、 软切换、 语音激活等技术, 以及IS-95 规范对手机最大发射功率的限制, 使CDMA 手机在通信过程中辐射功率很小而享有绿色手机的美誉。但最近有一些报导对绿色手机提出了质疑, 认为GSM 手机与CDMA 手机辐射相当, 其基本观点是GSM 手机只有八分之一的时间产生辐射, 因此GSM 手机与CDMA 手机的SAR 值 (人体单位质量吸收的射频功率) 大致相当。1) CDMA 和GSM 系统对手机发射功率要求比较当前普遍使用的GSM 手机900MHz 频段最大发射功率为2W (33dBm), 1800MHz 频段最大发射功率为1W(30dBm), 同时规范要求, 对于GSM900 和1800 频段, 通信过程中手机最小发功率分别不能低于5dBm 和0dBm。CDMA IS-95A 规范对手机最大发射功率要求为0.2W1W(23dBm30dBm), 当前网络实际上允许手机的最大发射功率为23dBm (0.2W), 规范对CDMA 手机最小发射功率没有要求。在实际通信过程中, 在某个时刻某个地点, 手机的实际发射功率取决于环境, 系统对通信质量的要求,语音激活等诸多因素, 实际上就是取决于系统的链路预算。在一般的网络设计和规划中, 对于基本相同的误帧率要求, GSM系统要求到达基站的手机信号的载干比一般为9dB 左右, 由于CDMA 系统采用扩频技术, 扩频增益对全速率编码的增益为21dB, (对其它低速率编码的增益更大), 因此对解扩前信号的等效载干比的要求小于 -14dB! (CDMA 系统一般要解扩后信号的值为7dB 左右)。手机与系统的通信可分为两个阶段, 一是接入阶段, 二是话务通信阶段。对于GSM系统, 手机在随机接入阶段没有进入专用模式以前, 是没有功率控制的, 为保证接入成功, 手机以系统允许的最大功率发射 (一般是手机的最大发射功率)。在分配专用信道(SDCCH 或TCH)后, 手机会根据基站的指令调整手机的发射功率, 调整的步长一般为2dB。调整的频率为60ms 一次。对于CDMA 系统, 在随机接入状态下, 手机会根据接收到的基站信号电平估计一个较小的值作为手机的初始发射功率, 发送第一个Access Probe, 如果在规定的时间内没有得到基站的应答信息, 手机会加大发射功率, 发送第二个Access Probe, 如果在规定时间内还没有得到基站的应答信息, 手机会再加大发射功率。这个过程重复下去, 直到收到基站的应答或者到达设定的最多尝试次数为止。在通话状态下, 每1.25ms 基站会向手机发送一个功率控制命令信息, 命令手机增大或减少发射功率,步长为1dB。能够看出, CDMA系统对手机的发射功率的要求比GSM 系统对手机发射功的要求要小得多。而GSM手机在接入过程中以最大的功率发射, 在通话过程中功率控制速度较慢, 因此手机以大功率发射的机率较大。而CDMA 手机独特的随机接入机制和快速的反向功率控制, 能够使手机平均发射功率维持在一个较低的水平。1.2.2手机安全辐射标准与手机发射功率手机辐射对人体的影响尚在不断的观察与研究之中, 国外有大量相互矛盾的研究报告, 当前尚未有全面的科学的结论。当前国际上普遍采用的标准是SAR 值(SPECIFIC ABSORPTION RATE), 它指的是人体单位质量吸收的射频功率。由于手机在通话时靠近人的脑部(不带耳机), 手机辐射天线与人脑的距离一般小于15cm。人脑处于天线辐射的近场, 由于人体组织结构的复杂性, 理论上计算天线辐射功率与人体内场强分布的关系非常困难。但根据电磁场理论, 在天线结构以及手机和人体相对位置一定的情况下, 天线输出功率越大, 在人体内形成的电场强度越高, 人体吸收的射频辐射功率越大。当前测量SAR 值一个重要方法是使用人体组织等效模型, 利用探头来测量受射频辐射的人体内的实际场强值。对SAR 要求较严的是FCC 标准, 对30MHz-15GHz 频段推荐了两类辐射标准: a. 受控制的辐射极限: 0.4mw/g(人体平均值), 峰值8mw/g(对任何1 克人体组织平均), 平均时间6 分钟; b. 非控制的辐射极限:0.08mw/g(人体平均值), 峰值1.6mw/g(对任何1 克人体组织平均), 平均时间30分钟。1.33G手机3G手机通俗地说就是指第三代( The Third Generation) 手机。具备强大功能的基础是3G手机极高的数据传输速度, 当前的GSM移动通信网的传输速度为每秒96KB, 而第三代手机最终可能达到的数据传输速度将高达每秒2MB。而为此做支撑的则是互联网技术充分糅合到3G手机系统中, 其中最重要的就是数据打包技术。3G手机支持高质量的话音, 分组数据, 多媒体业务和多用户速率通讯, 将大大扩展手机通讯的内涵。 图1.3 CDMA 明星手机 摩托罗拉 XT8001.4手机结构和原理 1.4.1 手机的结构一部手机从结构上来看, 大致上能够分为发射机、 接收机、 控制部分、 人机界面及电源系统。1) 控制部分控制部分需要完成对整个系统的控制功能,它包含了将解调制后的信号转化为音频输出, 将音频经受话器( MIC) 输入并送至发射调制器; 也包含了一个中央处理器; 并为人机接口电路接供接口, 当然它还包括有自己的存储器, 用于存储手机的系统及字库等数据。人机接口用于提供基本的输入输出功能, 如显示屏、 键盘等。电源系统则为整个手机的各个电路供电。2)接收机的电路结构手机接收到的射频信号很弱, 需要对其进行放大才能使用。手机的接收机部分的功能大致上能够归纳为: 首先, 天线收到的信号经过射频滤波和低噪声放大器后送至混频电路; 混频电路将接收到的高频信号转换为中频信号, 中频信号经中频滤波、 中频放大后, 进行I/Q解调制, 最后得到67.707KHz的I/Q信号。这个信号将送到控制部分做处理。控制部分对I/Q信号做的处理主要有: GMSK解调制、 去分间插入、 解密、 信道解码, 最后经PCM解码还原为音频信号输出。 3). 反射机的电路结构反射机的电路功能则基本与接收机相反。首先受话器( MIC) 将语音转化为模拟电信号, 这些电信号经过PCM编码后变成数字语音信号。然后在控制部分电路中会经过数字音频处理, 如: 信道编码、 均衡、 加密以及I/Q分离等, 最后得到I/Q信号。I/Q信号在反射机的中频电路中经过I/Q信号调制, 将I/Q信号调制在一个中频的信号上, 中频信号经过频率变换回路, 得到一个包含发送数据的直流脉冲信号, 这个信号经调制得到最终发射信号。发射信号经过功率放大后经天线发出。4). I/Q信号I/Q信号就是控制部分从射频部分接收到的或者是由控制部分向射频部分发送的基带信号, 频率是67.707KHz。在控制部分需要对I/Q信号完成GMSK调制解调、 加解密、 信道编码解码等功能, 也就是完成”基带处理”的功能。5). GSM模块由于基带处理部分及射频回路的复杂性, 不太适合一般的开发人员, 故使用GSM模块开发手机项目会很大程度降低手机开发的难度。因为一个GSM模块其实已经完成了手机中射频部分电路的功能、 基带处理部分的功能, 它有自己的CPU、 操作系统。开发人员只要经过AT指令, 用串口与GSM模块上的系统通讯, 告诉GSM模块要干什么就好了。图1.4 手机的结构2 移动通信技术演进2.1第二代移动通信技术2.1.1 概述随着移动用户的急剧增长, 第一代模拟移动通信的缺点也越来越多的暴露出来, 主要缺点能够概括为三个: 第一是频率利用率不高, 用户受到极大的限制, 不能满足大城市快速增长的密度容量的要求; 第二是个各系统技术体制杂乱, 不能实现各网间和国际间的漫游服务; 第三是业务单一, 不能满足数据等新业务的需求。为此, 从20世纪80年代中期, 各国相继推出了第二代蜂窝移动通信系统标准。第二代蜂窝移动通信系统的业务主要集中在语音和低速电路型数据业务上, 它的出现极大推动了移动通信的发展, 使移动用户出现了爆炸式的增长。下面分别介绍中国的第二代两大数字移动通信系统: GSM和CDMA IS-95。2.1.2 第二代移动通信技术-GSM1) GSM系统的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、 QPSKFDMA/TDMA等频谱利用率高, 系统容量大便于实现通信安全保密2) GSM系统的主要技术( 1) TDMA时分多址技术 TDMA时分多址是在一个较宽的载波上把时间分成周期性的帧, 每一帧再分成若干时隙, 每个时隙就构成了一个无线信道, 分配给每一个移动用户使用。 GSM系统是在一个200KHz宽的无线载波上, 把时间分割成周期为4.615ms的无线帧, 每一帧再分割成8个时隙, 换句话说每一个200KHz宽的载波上有8个TDMA的无线信道。( 2) 紧密频率复用技术 根据GSM体制的推荐, GSM采用43频率复用方式, 即每4个基站为一群, 每个基站分成3个三叶草形120度扇形, 共需12组频率。( 3) 跳频技术 跳频是指载波频率在一定宽度的频带范围内按某种图案( 跳频序列) 进行跳变, 跳频相当于展宽了频谱, 因此是扩频通信基本技术方式中的一种, 跳频有频率分集和干扰源分集两个作用, 因此能够提高系统抗干扰和抗衰落的能力, 从而改进无线信号传输质量, 降低误码率。( 4) 分集技术在移动通信中, 为了克服由于受地形地物等影响, 电波传输产生的多径和时延, 造成无线信号的衰落而影响通信质量, 移动通信现在广泛采用了天线分集接收技术, 因为它能够有效的减少无线信号衰落的影响。2.1.3第二代移动通信技术-CDMA1) 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2) CDMA系统的主要技术( 1) 软切换所谓软切换就是当移动台需要跟一个新的基站通信时, 并不先中断与原基站的联系。而以往的系统所进行的都是硬切换, 即先中断与原基站的联系, 再在一指定时间内与新基站取得联系。软切换只能在相同频率的CDMA信道间进行。它在两个基站覆盖区的交界处起到了业务信道的分集作用。这样可大大减少由于切换造成的掉话。( 2) 功率控制技术相比于带宽受限的FDMA和TDMA系统, CDMA系统能够提供足够大的系统容量, 其主要受限于系统所受干扰, 降低干扰能够直接增加系统的通信容量。由于对CDMA系统采用同时同频载波, 控制各移动台的功率就是实现最大容量的关键, 能够经过功率控制技术将移动台之间的干扰减到最小, 实现信道的最大容量。2.2 2G向3G的过渡2.2.1 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。 1) 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。 2) 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+) 2.2.2 基于CDMA的演进1) CDMA网络经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。2) IS-95B 即CDMA one, 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道移动台, 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。3) IS-95C(CDMA 1xRTT)将达到IMT- 的MDR, 是CDMA one系统容量的两倍, 并可增加守候时间。 TDMA(IS-136)GSMPDCCDMAoneGPRSCDMA 1XCDMA 3XEDGETD-SCDMACDPDWCDMA2G3GFirst step into 3Ginto 3G图2.1 2G向3G演进过程示意图2.3 第三代移动通信系统(3G)2.3.1 概述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。1) 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 2) 3G的主流技术 WCDMA CDMA TD-SCDMA 2.3.2 3G主要技术标准 1) WCDMA 图 2.2 WCDMA系统结构WCDMA是日本的ABIB向国际电联提供的技术提案, 它能够在FDD和TDD两种方式下工作, 并能与现行的GSM系统使用同一时钟、 实现WCDMA与GSM系统手机的双模工作, 是一种兼容的系统。当WCDMA在FDD方式下工作时, 其码片速率为4.0 MHz/s, 数据速率可达2 Mb/s, WCDMA的每个载波仅占5 MHz带宽, 若有15 MHz的频带就可传送3个载波。为了保证各载波间至少有20 kHz以上的间隔, 15 MHz内的3个载波所占的带宽只能在4.25.0 MHz间变动。WCDMA的越区切换是采用移动台发起的异步软切换方式进行的, WCDMA的基站之间不需要同步, 也不需要特别的同步参考源。为了实现软切换, 基站需要确定在什么时间, 什么位置为移动台启动软切换算法。WCDMA的移动台可在同一频率下检测到其它基站与本基站的信号, 确定它们之间的时间差。检测到的时间信息经由本基站到达新的候选基站, 候选基站调整它新的专用信道的发射时间, 即在发送信息的时间上进行调整, 使不同基站在这个信息比特期间与下行码道同步。在TDD方式中, WCDMA的扩频增益不变, 可使用多码传输, 实现高速数据通信。它的最大特点是具有上行链路的多用户检测技术, 多用户检测技术可经过测量各用户扩频码之间的非正交性, 用矩阵求逆法或迭代来消除多用户间的相互干扰。WCDMA的核心网采取的是由GSM的核心网逐步演进的思路, 即由最初的GSM的电路交换的一些实体, 然后加入GPRS的分组交换的实体, 再到最终演变成全IP的核心网。这样能够保证业务的连续性和核心网络建设投资的节约化。由于WCDMA的无线接入方式完全不同于GSM的TDMA的无线接入方式, 因此, WCDMA的无线接入网是全新的, 需要重新进行无线网络规划和布站。为了体现业务的连续性, WCDMA的业务与GSM的业务是完全兼容的。 2) CDMA ( 1) 系统结构一个完整的CDMA 移动通信网络由多个相对独立的部分构成, 如图2.3所示。其中的三个基础组成部分分别是无线部分、 核心网的电路交换部分和核心网的分组交换部分。无线部分由BSC(基站控制器)、 分组控制功能(PCF)单元和基站收发信机(BTS)构成; 核心网电路交换部分由移动交换中心(MSC)、 访问位置寄存器(VLR)、 归属位置寄存器/鉴权中心(HLR/AC)构成; 核心网的分组交换部分由分组数据服务点/外部代理(PDSN/FA)、 认证服务器(AAA)和归属代理(HA)构成。 除了基础组成部分以外, 系统还包括各种业务部分, 比较典型的业务有以下四种: 智能网部分由业务交换点(SSP)、 业务控制点(SCP)和智能终端(IP)构成; 短信息部分主要是短信息中心(MC); 位置业务部分主要由移动位置中心(MPC)和定位实体(PDE)构成。另外, 还有WAP等业务平台。 这四个部分构成了当前CDMA 网络的主要业务部分。 图2.3 CDMA 系统结构 CDMA 是美国向国际电联提供的IMT- 系统方案之一。它是基于CDMA one( IS-95) 系统发展演进而来的, 它是在原IS-95标准的基础上, 进一步改进上行链路, 增设导频信号, 实现基站的相干接收。当该系统上行链路的传输速率很低( 小于8 kb/s) 时, 将不再使用分组突发的方式而采用连续信号发射的方式。下行链路也使用与上行链路相同的功率控制技术。由于在CDMA系统中, 各用户共享相同的频带、 且扩频码之间存在着非理想相关特性, 因而必须采用功率控制技术。常见的CDMA功率控制技术可分为开环、 闭环和外环功率控制3种类型。CDMA 在高速数据传输时, 使用了Turbo纠错编码, 下行发送采用了分集方式, 并采用了先进的智能天线技术和波束成形技术。智能天线技术是指无线波束能够自动地跟踪移动用户信号源并自动地避开干扰源, 以使所接收信号的载噪比( 载波干扰之比) 达到最大。由于智能天线波束窄, 这就有效的减少了同一波束内用户的数量, 从而减少了第三代移动通信系统中多用户干扰的问题。CDMA 采用的是不同射频信道带宽, 它可从1.2 kb/s2 Mb/s甚至更高的信息速率来传送数据。CDMA 的建议射频带宽是基本信道带宽(1.25 MHz)加上保护频隙间隔( 0.45 MHz) 共计1.7 MHz, 三个基本信道合用时为3.75 MHz, 加上保护频隙间隔为5 MHz。CDMA 系统还可增加为使用6个、 9个、 12个基本信道, 其信号带宽也会相应地提高, 数据传输速率将会更高。( 2) CDMA -1X CDMA -1x( 单载波方式) 是CDMA 的第一阶段, 它在网络部分引入了分组交换方式, 可支持移动的IP业务, 也就是说网络部分可在窄带CDMA网络的基础上保持电路交换的部分, 引入分组交换方式, 分别支持话音和数据业务的传输。系统结构图 2.4 CDMA -1X系统结构由图可见, 与IS-95相比, 核心网中的PCF和PDSN是两个新增模块, 经过支持移动IP协议的A10、 A11接口互联, 能够支持分组数据业务传输。而以MSC/VLR为核心的网络部分, 支持话音和增强的电路交换型数据业务, 与IS-95一样, MSC/VLR与HLR/AC之间的接口基于ANSI-41协议。 3) TD-SCDMA ( 1) 技术概述TD-SCDMA系统采用了智能天线和低码片速率信号传输, 信号的频谱利用率很高, 它能够解决高人口密度地区频率资源紧张的问题, 它在互联网浏览、 非对称移动数据传输、 视频点播多媒体业务等方面具有突出的优势, 它的主要应用环境是室内和室外到室内。TD-SCDMA采用了上行同步CDMA技术, 使上行信号与基站解调器完全同步, 即降低了码间干扰、 又提高了系统容量, 使硬件得到了简化、 成本明显降低。在运营部门增加业务时, 由于TD-SCDMA采用了软件无线电技术, 它能在同一硬件平台上利用软件处理基带信号, 经过加载不同的软件来实现不同的业务性能。 TD-SCDMA是基于S-CDMA和TDMA基础之上的应用技术, 它在1.4 MHz的带宽内可传送数码率为1.1 Mb/s的数据, 若用长为6 bit的正交码传送一个时隙, 一个时隙有6个码字可供使用, 8个时隙为一帧。当采用同步CDMA通信方式时, 下行到达每个移动台的信号是同步的, 上行到达每个基站的信号也是同步的, 经过对基站到移动台信号的精确传播时延的测定、 可获得移动台信号的准确发送时间。采用智能天线使不同用户的不同扩频码有各自不同的无线波束。理论上, 8个无线单元能形成7个波束, 这些波束能够经过控制送给天线单元的扩频码、 根据各码不同的相位来改变天线发送信号的方向增益和宽度。这样, 即可降低信号的发送功率, 又可减少来自其它用户的干扰, 从而提高了系统的容量和通信质量。 TD-SCDMA的另一特色技术在于当它在蜂窝系统应用时其越区切换的方法是指定切换的。系统中每个基站都具有对移动台的定位功能, 当知道本小区各个移动台的准确位置时, 根据基站确定移动台的位置, 网络将通知移动台其周围各基站的情况, 移动台能够寻找附近的基站, 在越区切换前与认定的基站同步, 并报告网络; 最后, 网络控制移动台完成越区切换。该方法即适用于同频切换也适用于异频切换, 越区切换所用的信令和资源都很少。 ( 2) 系统结构TD-SCDMA系统的功能模块主要包括: 用户终端设备(UE)、 基站(BTS)、 基站控制器(BSC)和核心网。 图 2.5 TD-SCDMA系统结构4) 三种主要技术标准的比较 表2.1 三种主要技术成熟性比较2.4 现有3G技术向LTE演进的路线2.4.1 概述LTE( Long Term Evolution) 是3G之后新的系统设计, 3GPP在 底开始技术研究与系统的标准化工作。到 初, 完成了第一个版本Release 8的系统技术规范, 形成了面向下一代移动通信系统的、 以OFDM/MIMO技术为基础的全新的技术架构。LTE Release 8版本实现了100Mbit/s吞吐量的设计目标, 在此基础上, 3GPP在后续的版本中不断进行系统的完善与技术增强。随着LTE标准化工作的不断推进, 业界也提出了WCDMA、 TD-SCDMA等现有3G技术标准向LTE演进的明确路线。2.4.2 WCDMALTE演进路线从WCDMA向LTE的演进, 首先是实现HSDPA(P1), 上行和下行速率分别达到1.8Mbits和3.6Mbits。HSDPA(P1)技术已经在 开始商用, 开始进入大规模商用部署阶段; 其后是实现HSDPA(P2)和HSUPA, 上行和下行速率分别达到8Mhits和14.4Mbits, 商用时间将在 。HSPA+是HSDPA(P2)和HSUPA技术向LTE的中间过渡方案, 其上行和下行速率分别达到10Mbits和40Mbits, 并开始采用OFDM技术。其商用时间将在 之间。最后从HSPA+演进到LTE(图2.6)。 图2.6 3G技术向LTE演进的路线图2.4.3 TD-SCDMALTE演进路线从TD-SCDMA向LTE的演进, 首先是在TD-SCDMA的基础上采用单载波的HSDPA技术, 速率达到2.8Mbits; 其后采用多载波的HSDPA, 速率达到7.2Mbits; 到HSPA+阶段, 速率将超过10Mbits, 并继续逐步提高它的上行接入能力。最终在 之后, 从HSPA+演进到LTE。业界对于演进路线还存在一些争议, 主要的争议点在于是否需要经历HSPA+这样一个阶段来过渡到LTE。有一部分厂商认为能够不必经历HSPA+, 直接从HSPA升级到LTE。2.5 LTE- advanced2.5.1 概述LTE- advanced 是基于LTE 演进的下一代移动通信技术, 能够提供多种服务和更高速的数据业务。LTE-Advanced指的是LTE在Release 10以及之后的技术版本。 底, 在3GPP中开始进行LTE的标准化工作, 与3G以CDMA技术为基础不同, 根据无线通信向宽带化方向发展的趋势, LTE采用了OFDM技术为基础, 结合多天线和快速分组调度等设计理念, 形成了新的面向下一代移动通信系统的空中接口技术, 又称为3G演进型系统( LTE, Long Term Evolution) 。 初, 完成了LTE第一个版本的系统技术规范, 即Release 8。在此之后, 3GPP中继续进行技术的完善与增强, 刚刚完成了第二个技术版本( Release 9) , 当前正处于Release 10版本的研究过程中。2.5.2 LTE-Advanced的演进目标 作为LTE 技术的演进, LTE- Advanced 必然针对LTE 技术具有一定的兼容性, 同时还必须有所增强, 以下给出了LTE- Advanced 主要的演进目标: 1) LTE- Advanced 将基于LTE 平滑演进, LTE- Advanced 网络应当能够支持LTE 终端。反之, LTE- Advanced 终端也应当能够在LTE 网络中使用基本功能。2) 能够支持从宏蜂窝到室内环境( 如家庭网络) 的覆盖。3) 优先考虑低速移动的用户。 4) 网络自适应和自优化功能应当进一步加强。5) 在3GPP 之前的各个版本当中支持的功能都应当在LTE- Advanced 系统中有所体现, 包括与其它类型接入网的切换、 网络共享等。6) 降低成本, 包括网络建设、 终端、 功率使用效率以及骨干网的支撑等。7) 降低终端的复杂度。8) 频谱方面。应当同时支持连续和不连续的频谱; 能够支持最大不超过100MHz 的带宽; 支持ITU分配的无线频段; 能够与LTE 共享相同的频段。9) 系统性能方面。在规定时间