第11章_3G移动通信系统
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3G (第三代移动通信系统)
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６.２ ＷＣＤＭＡ （ＦＤＤ） 技术
对于ＴＤＤ方案，分配的频段为１９００～１９２０ＭＨｚ和２０１ ０～２０２５ＭＨｚ。一个确定的载波要同时用于上行链路和下行链路， 因此不需要载波间隔。ＷＣＤＭＡ具有以下特点：
（１）调制方式：上行为ＨＰＳＫ，下行为ＱＰＳＫ。 （２）解调方式：导频辅助的相干解调。 （３）接入方式：ＤＳ－ＣＤＭＡ方式。 （４）３种编码方式：在话音信道采用卷积码（Ｒ＝１／３，Ｋ＝９）
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６.２ ＷＣＤＭＡ （ＦＤＤ） 技术
１.无线网络控制器ＲＮＣ的主要功能 （１）提供寻呼、系统信息广播、切换、功率控制等基本的业务功能。 （２）电路域数据业务和分组域数据业务的承载。 （３）动态信道分配等信道分配的管理。 （４）移动台准予接入、小区切换、软容量等的控制管理。 （５）提供手持终端和遥控网管两种方式的配置、维护、告警和性能统
计等操作维护管理功能。 ２.ＮｏｄｅＢ （相当于基站，包括无线收发信机和基带处理部件）的
主要功能
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６.２ ＷＣＤＭＡ （ＦＤＤ） 技术
（１）扩频、调制和信道编码。 （２）解扩、解调和信道解码。 （３）射频信号处理。 （４）基带信号和射频信号的相互转换功能。 （５）接受无线网络控制器ＲＮＣ传输来的信号并加以处理。 ３.移动交换中心ＭＳＣ的主要功能 电路域的呼叫接续；电路域的移动性管理、电路域部分的鉴权和加密。 ４.分组业务支持节点ＳＧＳＮ的主要功能 移动台的分组业务的移动性管理、会话管理、路由转发、鉴权和加密等。
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６.２ ＷＣＤＭＡ （ＦＤＤ） 技术
控制信道包括： （１）广播控制信道（ＢＣＣＨ）：广播系统控制信息的下行链路信道。 （２）寻呼控制信道（ＰＣＣＨ）：传输寻呼信息的下行链路信道，用
６.２ ＷＣＤＭＡ （ＦＤＤ） 技术
对于ＴＤＤ方案，分配的频段为１９００～１９２０ＭＨｚ和２０１ ０～２０２５ＭＨｚ。一个确定的载波要同时用于上行链路和下行链路， 因此不需要载波间隔。ＷＣＤＭＡ具有以下特点：
（１）调制方式：上行为ＨＰＳＫ，下行为ＱＰＳＫ。 （２）解调方式：导频辅助的相干解调。 （３）接入方式：ＤＳ－ＣＤＭＡ方式。 （４）３种编码方式：在话音信道采用卷积码（Ｒ＝１／３，Ｋ＝９）
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６.２ ＷＣＤＭＡ （ＦＤＤ） 技术
１.无线网络控制器ＲＮＣ的主要功能 （１）提供寻呼、系统信息广播、切换、功率控制等基本的业务功能。 （２）电路域数据业务和分组域数据业务的承载。 （３）动态信道分配等信道分配的管理。 （４）移动台准予接入、小区切换、软容量等的控制管理。 （５）提供手持终端和遥控网管两种方式的配置、维护、告警和性能统
计等操作维护管理功能。 ２.ＮｏｄｅＢ （相当于基站，包括无线收发信机和基带处理部件）的
主要功能
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６.２ ＷＣＤＭＡ （ＦＤＤ） 技术
（１）扩频、调制和信道编码。 （２）解扩、解调和信道解码。 （３）射频信号处理。 （４）基带信号和射频信号的相互转换功能。 （５）接受无线网络控制器ＲＮＣ传输来的信号并加以处理。 ３.移动交换中心ＭＳＣ的主要功能 电路域的呼叫接续；电路域的移动性管理、电路域部分的鉴权和加密。 ４.分组业务支持节点ＳＧＳＮ的主要功能 移动台的分组业务的移动性管理、会话管理、路由转发、鉴权和加密等。
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６.２ ＷＣＤＭＡ （ＦＤＤ） 技术
控制信道包括： （１）广播控制信道（ＢＣＣＨ）：广播系统控制信息的下行链路信道。 （２）寻呼控制信道（ＰＣＣＨ）：传输寻呼信息的下行链路信道，用
计算机网络技术-移动互联网应用
3G宽带高速特性为移动互联网应用提供了广阔的天地，移动 互联网也日益走向成熟。由于移动互联网具有随时、随地快速接 入网络的特点，比传统互联网要来得更加快捷和方便，并且拥有 数量庞大的用户群，因此移动互联网具有非常广阔的发展空间。 有人预言，未来移动互联网的规模将超越传统互联网。
11.2.3 移动IP技术
移动远程视频监控系统组成：移动终端、传输网络、管理中心和监控 前端4个部分。
监控方式：摄像头——手机 手机——手机
13.3.9 移动办公
3A办公 ： 任何时间（Anytime）、任何地点（Anywhere）处理与业务相关的任何事 情（Anything） 移动办公系统是将智能手机、移动通信网络、OA（办公自动化）系统三者 有机结合，实现任何办公地点和办公时间的无缝接入的移动信息化系统。
接入速率 ：9.6kbit／s直至2Mbit／s
11.1.3 第三代移动通信系统
第三代移动通信的基本特征
（1）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； （2）具有与固定通信网络相比拟的高话音质量和高安全性； （3）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；
3G系统的主要目标 ：1、进一步扩大系统容量； 2、提高无线电频谱利用率 3、满足多速率、多环境、多业务的要求
我国首次提出的第三代移动通信标准 ：TD-SCDMA
1999年11月在芬兰赫尔辛基召开的国际电信联盟（ITU）会议上，将 TD-SCDMA列为ITU国际标准之一 。2001年3月16日，在美国加里福尼亚州 举行的3GPP第11次全会上，将TD-SCDMA列为3G标准之一 。
移动通信技术经历了三代 ：
频分多址技术FDMA 第一代为模拟系统：
11.2.3 移动IP技术
移动远程视频监控系统组成：移动终端、传输网络、管理中心和监控 前端4个部分。
监控方式：摄像头——手机 手机——手机
13.3.9 移动办公
3A办公 ： 任何时间（Anytime）、任何地点（Anywhere）处理与业务相关的任何事 情（Anything） 移动办公系统是将智能手机、移动通信网络、OA（办公自动化）系统三者 有机结合，实现任何办公地点和办公时间的无缝接入的移动信息化系统。
接入速率 ：9.6kbit／s直至2Mbit／s
11.1.3 第三代移动通信系统
第三代移动通信的基本特征
（1）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； （2）具有与固定通信网络相比拟的高话音质量和高安全性； （3）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；
3G系统的主要目标 ：1、进一步扩大系统容量； 2、提高无线电频谱利用率 3、满足多速率、多环境、多业务的要求
我国首次提出的第三代移动通信标准 ：TD-SCDMA
1999年11月在芬兰赫尔辛基召开的国际电信联盟（ITU）会议上，将 TD-SCDMA列为ITU国际标准之一 。2001年3月16日，在美国加里福尼亚州 举行的3GPP第11次全会上，将TD-SCDMA列为3G标准之一 。
移动通信技术经历了三代 ：
频分多址技术FDMA 第一代为模拟系统：
2024版《移动通信系统》PPT课件
蜂窝移动通信网络规划与优化
网络规划
根据覆盖和容量需求，确定基站 位置、配置参数、频率规划等，
以保证网络质量和覆盖效果。
网络优化
针对网络运行中出现的问题，进 行参数调整、干扰排查、覆盖优 化等，以提高网络质量和用户满
意度。
规划与优化方法
包括传播模型校正、仿真模拟、 路测数据分析、参数调整等手段。
04
访问控制策略
根据用户身份和权限控制其对系统资源的访 问
审计与监控
对系统的访问和操作进行审计和监控，及时 发现和处理安全事件
08
未来移动通信发展趋势与 挑战
5G/6G愿景与关键技术挑战
5G/6G愿景
实现全球覆盖、超高速率、超低时延、超大连接， 构建万物互联的智能世界。
关键技术挑战
高频谱利用、大规模天线技术、超密集组网、全 频谱接入等。
无线城域网可应用于城市范围内 的多种场景，如智能交通、智能 电网、安防监控、应急通信等。
通过无线城域网，可以实现城市 范围内的快速、便捷、高效的无 线通信服务，推动城市的信息化 和智能化发展。
05
卫星移动通信系统
卫星移动通信概述及特点
卫星移动通信是利用地球静止轨 道卫星或中、低轨道卫星作为中 继站，实现区域乃至全球范围的
跟踪、监控和管理的一种网络。
02
物联网在移动通信中的应用场景
包括智能家居、智能交通、智能医疗、智能物流等。
03
物联网在移动通信中的技术实现
物联网在移动通信中的技术实现主要包括传感器技术、无线通信技术、
云计算技术等。通过这些技术，物联网可以实现与移动通信网络的深度
融合，为人们提供更加便捷、高效、智能的服务。
03
第11章 无线网络安全PPT讲义
UTRAN） 演进的分组核心网络（Evolved Packet Core，EPC） 应用网络域
LTE的安全性
LTE网络架构
用户设备（UE）
用户设备中类似于UMTS的终端设备包括终端ME和USIM卡两部分，除了普通的用户设备外，LTE 系统还支持多种机器类型设备（Machine Type Communication Device，MTCD）接入到EPC。
应用网络域
LTE系统引入两种新型的服务，包括机器类型通信MTC和IP多媒体子系统（IMS），因此应用网络 域主要用于处理两种应用场景：IP多媒体子系统（IMS）、机器类型通信（MTC）。
LTE的安全性
LET的安全性
接入网和核心网的双层安全模型：UE和基站之间的接入层（AS）安 全机制、UE到MME间的非接入层信令安全机制（NAS）
AP发送一个认证请求信息，请求STA提供身份 信息。
STA将自己的身份信息发送给AP。 AP将包含用户身份的信息转发给RADIUS服务
器。
RADIUS服务器通过查询用户身份信息数据库 或使用其他认证算法验证用户身份的合法性。
RADIUS服务器向AP发送接收或拒绝用户访问 的信息。
AP向STA发送认证成功或认证失败的消息。如 果RADIUS服务器告知AP可以允许用户接入， 则AP将为用户开放一个受控端口，用户STA将 就可用该端口传输数据。
第11章 无线网络安全
本章内容
11.1 • 无线网络面临的安全威胁 11.2 • 无线蜂窝网络的安全性 11.3 • 无线局域网络的安全性 11.4 • 移动Ad hoc网络的安全性
什么是安全威胁？
主动威胁 被动威胁
安全威胁是指某个人、物或事件对某一资源（如信 息）的保密性、可用性、完整性以及资源的合法使 用构成危险。
LTE的安全性
LTE网络架构
用户设备（UE）
用户设备中类似于UMTS的终端设备包括终端ME和USIM卡两部分，除了普通的用户设备外，LTE 系统还支持多种机器类型设备（Machine Type Communication Device，MTCD）接入到EPC。
应用网络域
LTE系统引入两种新型的服务，包括机器类型通信MTC和IP多媒体子系统（IMS），因此应用网络 域主要用于处理两种应用场景：IP多媒体子系统（IMS）、机器类型通信（MTC）。
LTE的安全性
LET的安全性
接入网和核心网的双层安全模型：UE和基站之间的接入层（AS）安 全机制、UE到MME间的非接入层信令安全机制（NAS）
AP发送一个认证请求信息，请求STA提供身份 信息。
STA将自己的身份信息发送给AP。 AP将包含用户身份的信息转发给RADIUS服务
器。
RADIUS服务器通过查询用户身份信息数据库 或使用其他认证算法验证用户身份的合法性。
RADIUS服务器向AP发送接收或拒绝用户访问 的信息。
AP向STA发送认证成功或认证失败的消息。如 果RADIUS服务器告知AP可以允许用户接入， 则AP将为用户开放一个受控端口，用户STA将 就可用该端口传输数据。
第11章 无线网络安全
本章内容
11.1 • 无线网络面临的安全威胁 11.2 • 无线蜂窝网络的安全性 11.3 • 无线局域网络的安全性 11.4 • 移动Ad hoc网络的安全性
什么是安全威胁？
主动威胁 被动威胁
安全威胁是指某个人、物或事件对某一资源（如信 息）的保密性、可用性、完整性以及资源的合法使 用构成危险。
移动通信 第5章 第三代移动通信系统(3G)
图5-1 ITU的3G频谱划分建议
第5章 第三代移动通信系统（3G）
FDD
FDD TDD FDD MSS TDD
FDD MSS
（上行） （下行）
（上行） （地对空）
（下行） （空对地）
TDD
30 MHz
30 40
60
30 15
MHz MHz MHz MHz MHz
60
30
MHz MHz
100 MHz
1755 1785 1850 1880 1920
1980 2010 2025 2010 2170 2200 2300
2400
图5-2 中国的3G频谱划分方案
第5章 第三代移动通信系统（3G）
5.1.4 3G业务特点与分类
3G开发并提供了新的3G移动增值业务，它们具 备互联网化、媒体化和生活化的特点。3G移动增 值业务中，成熟类的主要有短消息（SMS）、彩 铃、WAP、IVR（互动式语音应答）等业务；成 长类的主要有移动即时通信、移动音乐、MMS （彩信）、移动邮件、移动电子商务、移动位置 服务（LBS）、手机媒体、移动企业应用、手机 游戏、无线上网卡业务跟踪等业务；萌芽类主要 有移动博客、手机电视、一键通（PTT）、移动 数字家庭网络、移动搜索、移动VoIP等业务。
DS-CDMA（5MHz）
FDD
3.84
OVSF 4~512 10ms 15个时隙/帧 卷积码，Turbo码 上行：BIT/SK 下行：QPSK 开环、闭环（1500Hz） RAKE 基站同步或异步
CDMA 2000
TD-SCDMA
成对频带，单向 1.25MHz（CDMA 2000 1x）
/3.75MHz（CDMA 2000 3x ）
【可编辑全文】移动通信原理与系统-PPT
18
电波传输方式
散射波 :由天线辐射出去得电磁波投射到 低空大气层或电离层中不均匀介质时产 生散射,其中一部份到达接收点。散射传 播距离远,但就是效率低,不易操作,使用 并不广泛。
19
移动通信信号得衰落
20
移动通信环境得时变性
衰落(Fading) 分为慢衰落和快衰落。 慢衰落:由阴影效应产生,一般服从正态
移动通信原理与系统
2
教学重点和学习难点
教学重点:现代移动通信得基本概念、移 动信道得电波传播和信道分析、现代移 动通信系统得基本技术和网络构成、 GSM系统、窄带CDMA移动通信系统、 宽带CDMA(第三代)移动通信系统。
学习难点:
蜂窝移动通信系统得概念和建模
移动信道得基本概念和建模分析方法
互不兼容、不利于漫游、覆盖受限、业 务受限、易被窃听、不能于ISDN兼容
38
移动通信得发展——数字化
模拟移动通信系统频谱利用率低、设备复杂、 价格昂贵、业务种类受限、保密性差
80年代中期～90年代末,欧洲、美国、日本等发 达国家和地区先后推出了数字移动通信系统— —第二代移动通信系统:
1992年欧洲推出商用得GSM 1991美提出得IS-54 1993日本提出得PDC 1993美国提出得IS-95(N-CDMA)
1897年,马可尼在陆地和一艘拖船上完成 莫尔斯电码无线通信实验,标志无线电通 信得开始,开创了海上通信业。
1909年马可尼获得诺贝尔物理学奖,后来享 有“无线电之父”得美誉。
30
TITANIC & Mobile munication
TITANIC Tragedy Spawns Wireless 31 Advancements
6
第三代移动通信系统(3G)的发展历史
第三代移动通信系统（3G）的发展历史ITU TG8/1早在1985年就提出了第三代移动通信系统的概念，最初命名为FPLMTS（未来公共陆地移动通信系统），后在1996年更名为IMT-2000（International Mobile Telecommunications 2000）。
第三代移动通信系统的目标是：世界范围内设计上的高度一致性；与固定网络各种业务的相互兼容；高服务质量；全球范围内使用的小终端；具有全球漫游能力；支持多媒体功能及广泛业务的终端。
为了实现上述目标，对第三代无线传输技术（RTT）提出了支持高速多媒体业务（高速移动环境：144Kbps，室外步行环境：384Kbps，室内环境：2Mbps）、比现有系统有更高的频谱效率等基本要求。
第三代移动通信标准发展大事记1985年，未来公共陆地移动通信系统（FPLMTS）概念被提出。
1991年，国际电联正式成立TG8/1任务组，负责FPLMTS标准制订工作。
1992年，国际电联召开世界无线通信系统会议（WARC），对FPLMTS的频率进行了划分，这次会议成为第三代移动通信标准制订进程中的重要里程碑。
1994年，ITU-T与ITU-R正式携手研究FPLMTS。
1997年初，ITU发出通函，要求各国在1998年6月前，提交候选的IMT-2000无线接口技术方案。
1998年6月，ITU共收到了15个有关第三代移动通信无线接口的候选技术方案。
1999年3月，ITU-R TG8/1第16次会议在巴西召开，此次会议确定了第三代移动通信技术的大格局。
IMT-2000地面无线接口被分为两大组，即CDMA与TDMA。
ITU-R TG8/1巴西会议结束不久，爱立信与高通达成了专利相互许可使用协议。
1999年5月，国际运营者组织多伦多会议上30多家世界主要无线运营商以及十多家设备厂商针对CDMA FDD 技术达成了融合协议。
1999年6月，ITU-R TG8/1第17次会议在北京召开，这次会议不仅全面确定了第三代移动通信无线接口最终规范的详细框架，而且在进一步推进CDMA技术融合方面取得了重大成果。
3G-3(第三代移动通信系统简介)
(b)在移动系统的IP应用; (b)在移动系统的IP应用; 在移动系统的IP应用 (c)自适应天线; (c)自适应天线; 自适应天线 (d)如何使无线通信技术满足发展中国家的需求 (d)如何使无线通信技术满足发展中国家的需求
2010/6/5
3G-3
9
WP8F下设6个工作组和一个特设组: WP8F下设6个工作组和一个特设组: 下设
3G-3 7
2010/6/5
WP8F的职Leabharlann WP8F的职责(a)负责IMT-2000及 后续系统的总体研究; (a)负责IMT-2000及 后续系统的总体研究; 负责IMT 负责IMT 2000及后续系统地面部分的研究 IMT- 及后续系统地面部分的研究; 负责IMT-2000及后续系统地面部分的研究; 与WP8D密切配合进行IMT-2000及后续系统卫星部分 WP8D密切配合进行IMT-2000及后续系统卫星部分 密切配合进行IMT 的研究; 的研究; (b)更新现有IMT-2000有关建议的主导组,其中卫星 (b)更新现有IMT-2000有关建议的主导组, 更新现有IMT 有关建议的主导组 部分与WP8D密切配合; 部分与WP8D密切配合; WP8D密切配合 (c)负责与ITU- (c)负责与ITU-T,ITU-D在IMT-2000及后续系 负责与ITU ITU- IMT-2000及后续系 统有关问题的联络; 统有关问题的联络; (d)保持与其他标准化组织(SDO)的合作关系 (d)保持与其他标准化组织(SDO)的合作关系 保持与其他标准化组织(SDO)
WCDMA cdma2000 TD-SCDMA UWC-136
2010/6/5 3G-3
DECT
13
3GPP与3GPP2 与
第11章 WCDMA移动通信系统
在R5网络中，核心网叠加了IP多媒体 子系统（IMS），无线接入网引入了 HSDPA技术，无线接入网和核心网中采用 全IP传输。
在R6网络中，网络架构变化不大，考 虑更多的是增加了新的功能或对已有功能 的增强。R7、R8版本正在不断的完善中。
1．R99网络结构及接口
（1）R99网络结构
图11-4
（3）在业务方面，研究包括多媒体 广播与/多播业务（MBMS）、Push 业务、Presence、PoC（Push-ToTalk over Cellular）业务、网上聊天 业务及数字权限管理等。
（4）无线接入方面采用的新技术有 正交频分复用调制（OFDM）技术、 多天线技术（MIMO）、高阶调制技 术和新的信道编码方案等，OFDM和 MIMO也是后3G的重点技术。
（1）移动设备（ME） （2）通用用户识别模块（USIM
Cu接口是USIM和ME之间的接口， Cu接口采用标准接口。
2．通用陆地无线接入网络 （UTRAN）
无线接入网（UTRAN）位于两个开 放接口Uu和Iu之间，完成所有与无线有关 的功能。
主要功能有宏分集处理、移动性管理、 系统的接入控制、功率控制、信道编码控 制、无线信道的加密与解密、无线资源配 置、无线信道的建立和释放等。
WCDMA移动终端中通用用户识别模 块（USIM）的功能也是从GSM的用户识 别模块（SIM）的功能延伸而来的。
WCDMA的主要技术性能如表11-1所 示，本节将对表征WCDMA特点的内容做 出简要解释。
（1）WCDMA支持两种基本的双工 工作方式：频分双工（FDD）和时分 双工（TDD）。 （2）WCDMA是一个宽带直扩码分 多址（DS-CDMA）系统，
4．外部网络（EN）
核心网的电路交换域（CS）通过 GMSC与外部网络相连，如公用电话交换 网（PSTN）、综合业务数据网（ISDN） 及其他公共陆地移动网（PLMN）。
移动通信系统从1G到4GPPT课件
安全性差
1g系统缺乏加密和安全措 施，容易遭受窃听和干扰 攻击。
1g系统的应用场景
语音通话
1g系统主要提供语音通话服务， 满足用户基本的通讯需求。
简单的数据传输
部分1g系统支持低速数据传输， 如短消息服务。
区域性覆盖
由于1g网络的大规模覆盖能力，适 用于提供区域性覆盖的通信服务。
03
CATALOGUE
网络功能虚拟化（NFV）
采用虚拟化技术，实现网络功能的软件化和 集中管理。
4g系统的应用场景
移动互联网
4G系统为移动互联网提供了 高速、稳定的网络环境，支 持在线视频、社交媒体、电 子商务等多种应用。
物联网
4G系统为物联网应用提供了 广泛的覆盖和接入能力，支 持智能家居、智能交通、智 能农业等领域的应用。
3g系统的局限性
建设成本高
3g系统的建设和运营成本相对较高，给运营商带来了较大的压力 。
传输速率有限
相对于后续的移动通信系统，3g系统的传输速率相对较低，不能 满足用户对高速数据传输的需求。
竞争激烈
随着移动通信市场的竞争加剧，3g系统的市场份额逐渐受到其他 通信技术的挑战。
05
CATALOGUE
高速率
5g网络能够提供更高的数据传 输速率，满足用户对高清视频 、虚拟现实等高带宽应用的需
求。
低延迟
5g技术大幅减少了网络延迟， 为实时应用如自动驾驶、远程 医疗等提供了可靠的技术支持 。
大规模连接
5g网络具备支持海量设备同时 连接的能力，为物联网、智慧 城市等领域的发展奠定了基础 。
频谱高效利用
5g采用了高频谱技术和新型信 号处理技术，提高了频谱利用
多媒体业务
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11.1.3 蜂窝移动通信 蜂窝的类型
微蜂窝（Micro Cell） :微蜂窝小区的覆盖半径 大约为30m-300m,发射功率一般在1W以下.基 站天线一般置于较低的地方,如屋顶下方,高于 地面5-10m. 在实际设计中,微蜂窝作为无线覆盖的补充,一 般用于宏蜂窝覆盖不到又有较大话务量的地点.
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11.1.3 蜂窝移动通信 蜂窝的类型
宏蜂窝(Macro Cell):宏蜂窝的覆盖半径大多为1km25km.由于覆盖半径较大,所以基站的发射功率较强, 一般在10W以上,天线也做得较高 在实际的宏蜂窝内,通常存在着两种特殊的微小区域:
盲点:由于障碍物原因使信号强度极弱,通信质量低 热点:由于商业中心或交通要道,造成空间业务负荷不均匀分布 以上两”点”问题,往往通过设置直放站,分裂小区等办法来加 以解决.但从原理上讲,这两种办法也不能无限制使用: 直放站:实质上是一个宽带放大器,设置不合理或设置过多都会 对周围信号造成干扰 小区分裂:实质上就是采用使宏基站变密的办法来增加系统的 容量.
17
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11.3 3G移动通信系统简介 关于IMT-2000 3G移动通信系统标准的比较
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11.3.1 关于IMT-2000 工作在2000MHz频段 2000kbps
在快速移动环境下（车载用户），最高速率达 到144Kbps；步行环境下，最高速率达到 384Kbps；固定位置环境下，最高速率达到 2Mbps
TD-SCDMA UMTS WCDMA
TDD
FDMA+CDMA
1.6MHz
FDD
FDMA+CDMA
5MHz
CDMA2000
CDMA2000
FDD
FDMA+CDMA
1.23MHz
20
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11.4
3G－CDMA2000-1X系统网络结构
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• TD-SCDMA(中国提交) • WCDMA (欧洲提交)
CDMA2000(美国提交)
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11.2.5 移动通信系统的演进路线总结
发展阶段
提供的业务 仅话音业务
主要标准 TACS、NMT、AMPS
1G（第1代移动通信 系统）
2G（第2代移动通信 系统）
11.6.2 频分多址 时分多址 码分多址
多址技术
26
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11.6.2
频分多址
频分多址（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）分配给不同的用户使用。这些频道互不交叠，其宽 度应能传输一路数字话音信息，而在相邻频道之间无明显的串扰。频 分多址的频道被划分成高低两个频段，在高低两个频段之间留有一段 保护频带，其作用是防止同一部电台的发射机对接收机产生干扰。如 果基站的发射在高频段的某一频道中工作时，其接收机必须在低频段 的某一频道中工作；与此对应，移动台的接收机要在高频段相应的频 道中接收来自基站的信号，而其发射机要在低频段相应的频道中发射 送往基站的信号。这种通信系统的基站必须同时发射和接收多个不同 频率的信号；任意两个移动用户之间进行通信都必须经过基站的中转， 因而必须同时占用４个频道才能实现双工通信。不过，移动台在通信 时所占用的频道并不是固定指配的，它通常是在通信建立阶段由系统 控制中心临时分配的，通信结束后，移动台将退出它占用的频道，这 些频道又可以重新给别的用户使用。 在数字蜂窝通信系统中，采用ＦＤＭＡ制式的优点是技术比较成熟和 易于与现有模拟系统兼容，缺点是系统中同时存在多个频率的信号容 易形成互调干扰，尤其是在基站集中发送多个频率的信号时，这种互 调干扰更容易产生
语音和低速电路数 GSM、IS-95A CDMA 据业务 GPRS、EGDE、IS中速分组数据业务 95B CDMA UMTS（WCDMA、 话音业务和高速数 TD-SCDMA）、 CDMA2000 据业务 （CDMA2000）
2.5/2.75G（第 2.5/2.75代移动通信 系统） 3G（第3代移动通信 系统）
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11.6.2
频分多址
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11.6.2
码分多址
码分多址（ＣＤＭＡ）通信系统中，不同用户传输信息所用的信号不是靠频率不同或 时隙不同来区分，而是用各自不同的编码序列来区分，或者说，靠信号的不同波形来 区分。如果从频域或时域来观察，多个ＣＤＭＡ信号是互相重叠的。接收机用相关器 可以在多个ＣＤＭＡ信号中选出其中使用预定码型的信号。其它使用不同码型的信号 因为和接收机本地产生的码型不同而不能被解调。它们的存在类似于在信道中引入了 噪声和干扰，通常称之为多址干扰。 在ＣＤＭＡ蜂窝通信系统中，用户之间的信息传输是由基站进行转发和控制的。为 了实现双工通信，正向传输和反向传输各使用一个频率，即通常所谓的频分双工。无 论正向传输或反向传输，除去传输业务信息外，还必须传送相应的控制信息。为了传 送不同的信息，需要设置相应的信道。但是，ＣＤＭＡ通信系统既不分频道又不分时 隙，无论传送何种信息的信道都靠采用不同的码型来区分。类似的信道属于逻辑信道， 这些逻辑信道无论从频域或者时域来看都是相互重叠的，或者说它们均占用相同的频 段和时间。 码分多址蜂窝通信系统有如下特点： （１）ＣＤＭＡ蜂窝移动通信系统与ＦＤＭＡ模拟蜂窝通信系统或ＴＤＭＡ数字蜂窝 通信系统相比具有更大的通信量。 （２）ＣＤＭＡ蜂窝通信系统的全部用户共享无线信道，用户信号的区分只是所用码 型的不同。因此，ＣＤＭＡ蜂窝通信系统具有软容量，或者说软过载特性。 （３）ＣＤＭＡ蜂窝通信系统具有软切换能力。 （４）ＣＤＭＡ蜂窝通信系统可以充分利用人类对话的不连续特性，实现话音激活技 术以提高系统的通信容量。 （５）ＣＤＭＡ蜂窝通信系统以扩频技术为基础，因而它有抗干扰、抗多径衰落和具 有保密性等优点
2000年商用 3GPP:以欧洲和中国为主体
UMTS：WCDMA和TD-SCDMA
3GPP2 :以美国为主体
CDMA2000
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11.3.2 3G移动通信系统标准的比较
3G 系统标准
3G 无线接口标准
多工 方式
多址方式
带宽
中国频段 ◇ 1880~1920 MHz ◇ 2010~2025 MHz ◇ 2300~2400 MHz ◇ 1920~1980MHz / 2110~2170MHz ◇ 1755~1785MHz / 0~1880 MHz ◇ 824~849MHz / 869~894MHz
5
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11.1.2 移动通信的特点
由于通信双方至少有一方处于移动状态，因此必须 使用无线信道 无线通信系统的性能主要受到无线信道的制约 无线电频谱分配和使用受世界和各国无线电管理部 门的限制，用于移动通信的频谱资源是有限的 由于移动用户可能处于任何地方，并且位置会发生 改变，整个网络要支持用户的移动性，因此会使用 户和网络管理复杂度提高 随着移动通信的普及，用户终端已成为个人消费品， 因此用户从价格、质量、维护和管理等各方面都对 终端提出了更高要求
11.2.4
主要特点
第3代移动通信系统（3G）
高速分组数据业务2Mbits/s 任何人（Whoever）在任何地点（Wherever）、任何 时间（Whenever）可以同任何对方（Whomever）进 行任何方式（Whatever）的通信 全球覆盖和全球漫游
典型系统：
UMTS :Universal Mobile Telephone System 通用移动 电话系统
蜂窝移动通信的概念 蜂窝的类型
4
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11.1.1 移动通信系统的概念 所谓移动通信系统是指通信双方或至少有 一方是在运动中进行信息交换的 例如固定点与移动体（汽车、轮船、飞机） 之间，移动体与移动体之间、人与人或人 与移动体之间的通信，都属于移动通信
主要特点
提供分组数据业务，速率较高 是2G向3G演进的过渡阶段
典型系统
GPRS:General Packet Radil Service,通用分组 无线业务 EDGE:Eenhanced Date Rates For GSM Evolution IS-95B CDMA
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11.1.3 蜂窝移动通信 蜂窝的类型
智能蜂窝 :是相对于智能天线而言的,智能天线 利用数字信号处理技术,产生空间定向波束,使 天线主波束对准用户信号到达方向
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11.2 移动通信系统的演进 第1代移动通信系统（1G） 第2代移动通信系统（2G） 第2.5/2.75代移动通信系统（2.5/2.75G） 第3代移动通信系统（3G） 移动通信系统的演进路线总结
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本章内容
11.1 移动通信系统概述 11.2 移动通信系统的演进 11.3 3G-CDMA2000-1X系统网络结构
11.4 3G-UMTS网络结构 11.5 主要技术
3
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11.1 移动通信系统概述 移动通信系统的概念 移动通信的特点 蜂窝移动通信
第十一章
3G移动通信系统
本章目标
理解移动通信系统的基本概念 明确移动通信系统的复杂性； 了解蜂窝移动通信系统的特点和蜂窝的类型 了解移动通信系统的演进阶段和典型系统 明确3G移动通信系统相关标准 掌握CDMA2000-1X系统网络结构 掌握UMTS系统网络结构 理解双工技术在3G移动通信系统中的应用 理解多址技术在3G移动通信系统中的应用 理解切换和漫游的基本概念
11.1.3 蜂窝移动通信 蜂窝的类型
微蜂窝（Micro Cell） :微蜂窝小区的覆盖半径 大约为30m-300m,发射功率一般在1W以下.基 站天线一般置于较低的地方,如屋顶下方,高于 地面5-10m. 在实际设计中,微蜂窝作为无线覆盖的补充,一 般用于宏蜂窝覆盖不到又有较大话务量的地点.
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11.1.3 蜂窝移动通信 蜂窝的类型
宏蜂窝(Macro Cell):宏蜂窝的覆盖半径大多为1km25km.由于覆盖半径较大,所以基站的发射功率较强, 一般在10W以上,天线也做得较高 在实际的宏蜂窝内,通常存在着两种特殊的微小区域:
盲点:由于障碍物原因使信号强度极弱,通信质量低 热点:由于商业中心或交通要道,造成空间业务负荷不均匀分布 以上两”点”问题,往往通过设置直放站,分裂小区等办法来加 以解决.但从原理上讲,这两种办法也不能无限制使用: 直放站:实质上是一个宽带放大器,设置不合理或设置过多都会 对周围信号造成干扰 小区分裂:实质上就是采用使宏基站变密的办法来增加系统的 容量.
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11.3 3G移动通信系统简介 关于IMT-2000 3G移动通信系统标准的比较
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11.3.1 关于IMT-2000 工作在2000MHz频段 2000kbps
在快速移动环境下（车载用户），最高速率达 到144Kbps；步行环境下，最高速率达到 384Kbps；固定位置环境下，最高速率达到 2Mbps
TD-SCDMA UMTS WCDMA
TDD
FDMA+CDMA
1.6MHz
FDD
FDMA+CDMA
5MHz
CDMA2000
CDMA2000
FDD
FDMA+CDMA
1.23MHz
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11.4
3G－CDMA2000-1X系统网络结构
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• TD-SCDMA(中国提交) • WCDMA (欧洲提交)
CDMA2000(美国提交)
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11.2.5 移动通信系统的演进路线总结
发展阶段
提供的业务 仅话音业务
主要标准 TACS、NMT、AMPS
1G（第1代移动通信 系统）
2G（第2代移动通信 系统）
11.6.2 频分多址 时分多址 码分多址
多址技术
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11.6.2
频分多址
频分多址（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）分配给不同的用户使用。这些频道互不交叠，其宽 度应能传输一路数字话音信息，而在相邻频道之间无明显的串扰。频 分多址的频道被划分成高低两个频段，在高低两个频段之间留有一段 保护频带，其作用是防止同一部电台的发射机对接收机产生干扰。如 果基站的发射在高频段的某一频道中工作时，其接收机必须在低频段 的某一频道中工作；与此对应，移动台的接收机要在高频段相应的频 道中接收来自基站的信号，而其发射机要在低频段相应的频道中发射 送往基站的信号。这种通信系统的基站必须同时发射和接收多个不同 频率的信号；任意两个移动用户之间进行通信都必须经过基站的中转， 因而必须同时占用４个频道才能实现双工通信。不过，移动台在通信 时所占用的频道并不是固定指配的，它通常是在通信建立阶段由系统 控制中心临时分配的，通信结束后，移动台将退出它占用的频道，这 些频道又可以重新给别的用户使用。 在数字蜂窝通信系统中，采用ＦＤＭＡ制式的优点是技术比较成熟和 易于与现有模拟系统兼容，缺点是系统中同时存在多个频率的信号容 易形成互调干扰，尤其是在基站集中发送多个频率的信号时，这种互 调干扰更容易产生
语音和低速电路数 GSM、IS-95A CDMA 据业务 GPRS、EGDE、IS中速分组数据业务 95B CDMA UMTS（WCDMA、 话音业务和高速数 TD-SCDMA）、 CDMA2000 据业务 （CDMA2000）
2.5/2.75G（第 2.5/2.75代移动通信 系统） 3G（第3代移动通信 系统）
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频分多址
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码分多址
码分多址（ＣＤＭＡ）通信系统中，不同用户传输信息所用的信号不是靠频率不同或 时隙不同来区分，而是用各自不同的编码序列来区分，或者说，靠信号的不同波形来 区分。如果从频域或时域来观察，多个ＣＤＭＡ信号是互相重叠的。接收机用相关器 可以在多个ＣＤＭＡ信号中选出其中使用预定码型的信号。其它使用不同码型的信号 因为和接收机本地产生的码型不同而不能被解调。它们的存在类似于在信道中引入了 噪声和干扰，通常称之为多址干扰。 在ＣＤＭＡ蜂窝通信系统中，用户之间的信息传输是由基站进行转发和控制的。为 了实现双工通信，正向传输和反向传输各使用一个频率，即通常所谓的频分双工。无 论正向传输或反向传输，除去传输业务信息外，还必须传送相应的控制信息。为了传 送不同的信息，需要设置相应的信道。但是，ＣＤＭＡ通信系统既不分频道又不分时 隙，无论传送何种信息的信道都靠采用不同的码型来区分。类似的信道属于逻辑信道， 这些逻辑信道无论从频域或者时域来看都是相互重叠的，或者说它们均占用相同的频 段和时间。 码分多址蜂窝通信系统有如下特点： （１）ＣＤＭＡ蜂窝移动通信系统与ＦＤＭＡ模拟蜂窝通信系统或ＴＤＭＡ数字蜂窝 通信系统相比具有更大的通信量。 （２）ＣＤＭＡ蜂窝通信系统的全部用户共享无线信道，用户信号的区分只是所用码 型的不同。因此，ＣＤＭＡ蜂窝通信系统具有软容量，或者说软过载特性。 （３）ＣＤＭＡ蜂窝通信系统具有软切换能力。 （４）ＣＤＭＡ蜂窝通信系统可以充分利用人类对话的不连续特性，实现话音激活技 术以提高系统的通信容量。 （５）ＣＤＭＡ蜂窝通信系统以扩频技术为基础，因而它有抗干扰、抗多径衰落和具 有保密性等优点
2000年商用 3GPP:以欧洲和中国为主体
UMTS：WCDMA和TD-SCDMA
3GPP2 :以美国为主体
CDMA2000
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11.3.2 3G移动通信系统标准的比较
3G 系统标准
3G 无线接口标准
多工 方式
多址方式
带宽
中国频段 ◇ 1880~1920 MHz ◇ 2010~2025 MHz ◇ 2300~2400 MHz ◇ 1920~1980MHz / 2110~2170MHz ◇ 1755~1785MHz / 0~1880 MHz ◇ 824~849MHz / 869~894MHz
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11.1.2 移动通信的特点
由于通信双方至少有一方处于移动状态，因此必须 使用无线信道 无线通信系统的性能主要受到无线信道的制约 无线电频谱分配和使用受世界和各国无线电管理部 门的限制，用于移动通信的频谱资源是有限的 由于移动用户可能处于任何地方，并且位置会发生 改变，整个网络要支持用户的移动性，因此会使用 户和网络管理复杂度提高 随着移动通信的普及，用户终端已成为个人消费品， 因此用户从价格、质量、维护和管理等各方面都对 终端提出了更高要求
11.2.4
主要特点
第3代移动通信系统（3G）
高速分组数据业务2Mbits/s 任何人（Whoever）在任何地点（Wherever）、任何 时间（Whenever）可以同任何对方（Whomever）进 行任何方式（Whatever）的通信 全球覆盖和全球漫游
典型系统：
UMTS :Universal Mobile Telephone System 通用移动 电话系统
蜂窝移动通信的概念 蜂窝的类型
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11.1.1 移动通信系统的概念 所谓移动通信系统是指通信双方或至少有 一方是在运动中进行信息交换的 例如固定点与移动体（汽车、轮船、飞机） 之间，移动体与移动体之间、人与人或人 与移动体之间的通信，都属于移动通信
主要特点
提供分组数据业务，速率较高 是2G向3G演进的过渡阶段
典型系统
GPRS:General Packet Radil Service,通用分组 无线业务 EDGE:Eenhanced Date Rates For GSM Evolution IS-95B CDMA
15
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11.1.3 蜂窝移动通信 蜂窝的类型
智能蜂窝 :是相对于智能天线而言的,智能天线 利用数字信号处理技术,产生空间定向波束,使 天线主波束对准用户信号到达方向
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11.2 移动通信系统的演进 第1代移动通信系统（1G） 第2代移动通信系统（2G） 第2.5/2.75代移动通信系统（2.5/2.75G） 第3代移动通信系统（3G） 移动通信系统的演进路线总结
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本章内容
11.1 移动通信系统概述 11.2 移动通信系统的演进 11.3 3G-CDMA2000-1X系统网络结构
11.4 3G-UMTS网络结构 11.5 主要技术
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11.1 移动通信系统概述 移动通信系统的概念 移动通信的特点 蜂窝移动通信
第十一章
3G移动通信系统
本章目标
理解移动通信系统的基本概念 明确移动通信系统的复杂性； 了解蜂窝移动通信系统的特点和蜂窝的类型 了解移动通信系统的演进阶段和典型系统 明确3G移动通信系统相关标准 掌握CDMA2000-1X系统网络结构 掌握UMTS系统网络结构 理解双工技术在3G移动通信系统中的应用 理解多址技术在3G移动通信系统中的应用 理解切换和漫游的基本概念