第三代移动通讯系统的研究与应用

网络教育学院本科生毕业论文（设计）题目：第三代移动通讯系统的研究与应用学习中心：广东陆河奥鹏中心层次：专科起点本科专业：网络工程专业年级：2012年秋季学号：131162405759学生：黄文滦指导教师：高国娟完成日期：2012年6月23日第三代移动通讯系统的研究与应用I内容摘要本文介绍了第三代移动通信系统的研究现状，分析和比较了分别以日本、美国和欧洲为主提出的W-CDMA、CdmaOne和TD-CDMA系统的技术特点，最后探讨了第三代移动通信系统的发展趋势以及移动通信在军事上的运用。关键词：第三代移动通信系统3GCDMATDMA第三代移动通讯系统的研究与应用II目录内容摘要·····························································································I引言·······························································································11概述·······························································································21.1背景·······················································································22第三代移动通信综述·········································································22.1什么是第三代移动通信系统···························································22.2第三代移动通信技术的相关知识····················································433G系统主流技术的分类与比较····························································83.1WCDMA系统··········································································83.2CDMA2000系统·······································································83.3TD-SCDMA系统······································································943G的国际应用状况分析···································································125结论·····························································································16参考文献···························································································17第三代移动通讯系统的研究与应用1引言第三代移动通信系统是指能够满足国际电联提出的IMT-2000/FPLMTS系统要求的新一代移动通信系统。国际电联于1995年提出了IMT-2000/FPLMTS的评估标准，对未来蜂窝移动通信系统提出了较详细的要求。1997年以来,国内外有关第三代移动通信的研究逐渐成为移动通信领域的研究热点.按照ITU的既定时间表,1999年3月完成第三代移动通信标准IMT22000RTT关键参数的选定,1999年底完成包括上层协议在内的完整的无线接口标准制定工作,2000年底完成核心网全部标准的制定工作.由于移动通信在未来的信息产业占有举足轻重的作用,发达国家的政府部门,电信运营及制造商均不遗余力,积极参与有关第三代移动通信标准制定及其科研开发工作,以期在未来的竞争中占据有利地位.日本是第三代移动通信的最积极的倡导者,他们急切希望通过第三代移动通信产品的推出,以改变日本在第二代移动通信所处的不利局面,并希望在2002年世界杯足球赛中能实际使用第三代移动通信产品.第三代移动通讯系统的研究与应用21概述1.1背景移动通信的历史可以追溯到19世纪80年代，在第二次世界大战期间种种军事上的需求导致了移动通信事业的巨大变化，二次大战后，移动通信开始转为民用，从80年代初模拟蜂窝移动通信系统出现以来，移动通信技术得到了迅猛发展，特别是90年代以后，无论是发展中国家还是发达国家，移动通信都以更高速度进入千家万户。移动通信的高速发展是建立在技术发展和市场需求基础上的，第一代移动通信系统出现在70年代中期，采用模拟调制技术，主要提供话音业务。AMPS(北美蜂窝系统)、NMT(北欧移动电话)和TACS(全向通信系统)是三种主要的窄带模拟标准。第一代无线网络技术使用户第一次能够在他们所在的任何地方无线接收和拨打电话。由于其频谱利用率低、保密性能差（第三方只需将接收机频点调整到合适的信道，便能听到通话双方的信息）、业务单一，所以逐渐被第二代移动通信系统所代替。第二代移动通信系统出现在80年代中期，采用数字调制技术，除提供语音业务外，还提供少量短信息服务。它提供更高的网络容量，改善了话音质量和保密性，并为用户引入了无缝的国际漫游。当今的GSM、D-AMPS、PDC和IS-95CDMA等第二代数字无线标准，均为窄带系统。第二代移动通信技术的应用和推广，推动了移动通信系统的广泛使用，对无线通信领域以及人们的社会生活方式产生了深远影响。20世纪末，移动通信技术和Internet技术的发展极大地影响了人们的生活、学习和工作方式，二者的结合是信息产业发展的必由之路。由于制式、技术以及其它各方面的原因，第二代移动通信系统在支持全球漫游、频谱利用率以及数据业务方面都有较大的不足。随着全球经济一体化和社会信息化的进程移动通信业务和移动通信用户呈高速增长的趋势，这使第二代移动通信系统在系统容量和业务种类上趋于饱和，为了适应对移动通信个人化、智能化、多媒体化的要求，ITU和世界上其它的电信标准实体和研究单位都早已开始了对第三代移动通信的研究，提出了第三代移动通信系统标准并将按照此标准开发第三代移动通信系统。2第三代移动通信综述2.1什么是第三代移动通信系统第三代移动通信系统(3G)是在第二代移动通信技术基础上进一步演进的以第三代移动通讯系统的研究与应用3宽带CDMA技术为主，并能同时提供语音数据综合服务和移动多媒体服务的移动通信系统，亦即未来移动通信系统，是一代有能力彻底解决第一、二代移动通信系统主要弊端的最选进的移动通信系统。第三代移动通信系统一个突出特色就是，要在未来移动通信系统中实现个人终端用户能够在全球范围内的任何时间、任何地点，与任何人，用任意方式、高质量地完成任何信息之间的移动通信与传输。可见，第三代移动通信十分重视个人在通信系统中的自主因素，突出了个人在通信系统中的主要地位，所以又叫未来个人通信系统。第三代移动通信系统将会以宽带CDMA系统为主，所谓CDMA，即码分多址技术。移动通信的特点要求采用多址技术，多址技术实际上就是指基站周围的移动台以何种方式抢占信道进入基站和从基站接收信号的技术，移动台只有占领了某一信道，才有可能完成移动通信。二、第三代移动通信系统的特征第三代移动通信的基本特征：具有全球范围设计的，与固定网络业务及用户互连，无线接口的类型尽可能少和高度兼容性；具有与固定通信网络相比拟的高话音质量和高安全性；具有在本地采用2Mb/s高速率接入和在广域网采用384kb/s接入速率的数据率分段使用功能；具有在2GHz左右的高效频谱利用率，且能最大程度地利用有限带宽；移动终端可连接地面网和卫星网，可移动使用和固定使用，可与卫星业务共存和互连；能够处理包括国际互联网和视频会议、高数据率通信和非对称数据传输的分组和电路交换业务；支持分层小区结构，也支持包括用户向不同地点通信时浏览国际互联网的多种同步连接；语音只占移动通信业务的一部分，大部分业务是非话数据和视频信息；一个共用的基础设施，可支持同一地方的多个公共的和专用的运营公司；手机体积小、重量轻，具有真正的全球漫游能力；具有根据数据量、服务质量和使用时间为收费参数，而不是以距离为收费参数的新收费机制。宽带CDMA与窄带CDMA或GSM的主要区别：IMT-2的主要技术方案是宽带CDMA，并同时兼顾了在第二代数字式移动通信系统中应用广泛的GSM与窄带CDMA系统的兼容问题。那么，它们在技术与性能方面有什么区别呢？3G与2G相比，具有:更大的通信容量和覆盖范围；具有可变的高速数据率；可同时提供高速电路交换和分组交换业务；支持多种同步业务；支持其他系统改进功能。具体内容主要是支持自适应天线阵（AAA），该天线可利用天线方向图第三代移动通讯系统的研究与应用4对每个移动电话进行优化，可提供更加有效的频谱和更高容量。自适应天线要求下行链中每个连接都有导频符，而宽带CDMA系统中的每个区中都使用一个公共导频广播。无线基站再也不需要全球定位系统来同步，由于宽带CDMA拥有一个内部系统来同步无线电基站，所以不像GSM移动通信系统那样在建立和维护基站时需要GPS（全球定位系统）外部系统来进行同步。因为依赖全球定位系统卫星覆盖来安装无线电基站，在购物中心和地铁等地区会导致实施困难等问题。支持分层小区结构（HCS），宽带CDMA的载波可引进一种被称为“移动辅助异频越区切换（MAIFHO）”的新切换机制，使其能够支持分层小区结构。这样，移动台可以扫描多个码分多址载波，使得移动系统可在热点地区部署微小区。支持多用户检测，因为多用户检测可消除小区中的干扰并能提高容量。2.2第三代移动通信技术的相关知识1.13G概述3G是英文3rdGeneration的缩写，指第三代移动通信技术[1]。相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、TDMA等数字手机(2G)，第三代手机一般地讲，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。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。这样的解释或许太枯燥了，简单地说，3G实际上就是一个宽带的无线网络。而启动这个无线宽带网络的意义在于它可以为用户实施各种新的应用，提供更为宽广的平台。1.23G的历史从1G到2G在3G出现之前，其实是没有1G和2G的。换句话说，1G到2G这个名词是随着3G的出现而为了有别于以往的行动通讯技术才应运而生。在80年代初期，个人通讯系统(Personalcommunicationsystem：PCS)开始流行，当时有许多国家提倡应该要在个人通讯上实现移动化(mobile)，为了实现这个需求，各种不同的通讯技术纷纷被提出，如早期的卫星电话就是一个最好的例子。当时无线基地台建置成本还是相当高昂时，卫星电话等许多空中无线通讯平台都是被看好的技术，但是最后普及的却是美国的AMPS系统。AMPS系统最早是在70年代美国开始试验，后来在1981年斯堪第那维亚开始了商业化服务，而日第三代移动通讯系统的研究与应用5本在1980年也开始了商业运转。早期AMPS系统是提供给车辆上可用电话为主要目的，客户锁定为特定的商业人士。但是后来因为广受欢迎