3G技术、流程和思路课件.ppt

1、 3G技术和发展现状 WCDMA无线网络规划简介 浙江电信3G无线网络建设思路探讨 3G技术和发展现状 3G主要标准介绍 3G市场发展概况 3G业务和应用 什么是3G 总体目标 (ITU-R M.687, M.1043, M.1035)全球漫游：由陆地及卫星网关实现业务：语音，数据，传真，Internet，静态图象，视频和多媒体灵活的QoS保证机制 陆地通信数据速率室内(静态)：2048Kbps室外(慢速移动)：384Kbps车速(快速移动)：144Kbpsq两种两种TDMA提案提案UMC136 (FDD) & E-DECT (TDD)q两种两种CDMA FDD提案提案3GPP: WCDMA

2、(UMTS FDD无线接入技术)3GPP2: CDMA2000 (CDMA 2000无线接入技术)q一种一种CDMA TDD提案提案两种技术: TD-SCDMA (由中国自主研发)和 UTRA TDD (UMTS TDD无线接入技术)MCCDMAE-DECTUMC136CDMATDDDSCDMA CDMA TDMA 经国际电联(ITU)确认的三大3G主流标准分别为： 由GSM延伸而至的WCDMA； 由CDMA演变发展的CDMA2000； 中国大唐电信和德国西门子合作开发的全新标准TD-SCDMA。2G9.6 - 14.4 kbpsWCDMAGSMGPRSEDGETDMAGSMGPRSGSMPD

3、Ccdma2000 1xEVcdma2000 1xcdmaOne2.5 G64-144 kbps3 G384 - 2 Mbps3 G+80% of the usersUp to 10 MbpsWCDMA 即Wideband CDMA，也称为CDMA Direct Spread，其支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商，日本公司也或多或少参与其中，包括欧美的爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电，以及日本的NTT、富士通、夏普等厂商。 W：Wideband 宽带，5MHz载频间隔，3.84Mcps码速 CDMA：CDMA技术的一种 其他关键技术点：FDD 频分双工支持异步基站可变扩频和多码的操作，

4、SF = 4256(上行)，SF=4512(下行)帧长 10 ms，每帧15个时隙在5 MHz的带宽里可支持高速率数据传输 - 在广域覆盖范围内可达到 384 kbps - 在局域范围最大可达到 2 Mbps (分组交换业务)强大的QoS控制，满足不同层次网络服务的质量 R99 R4 R5 R6 引入 Iu 接口 最大速率 2Mbps 商用版本 2001.6+后续 CR 2000.3 2001.3 2002.6 功能冻结时间点 控制与承载分离 增加 TD-SCDMA 有待完善 引入多媒体域(IMS) 无线引入 HSDPA 有待完善 研究IMS与PLMN/PSTN/ISDN 的 电路交换的互操作

5、 MBMS 框架结构的研究 WCDMA 的进展 RNCRNCIubIurIu-csHLR/AUCMSC/VLRPSTNTMSC/GMSCWWW Services platformIP BackboneCGGGSN3G SGSNNode BNode BNode BIubIu-psBGInter PLMN networkSCPNode B R99主要功能-UTRAN 频分双工模式 (UTRAN-FDD):上行和下行是对称的5MHz 带宽，3.84Mcps在慢移动状态下，数据传输速率可以达到2M bps 时分双工模式 (UTRAN-TDD)上行和下行非对称的5MHz 带宽，3.84Mcps在慢移动和

6、小覆盖范围内提供高速数据服务 5MHz 带宽上采用扩频 CDMA技术 在提供UTRAN/GSM间切换的同时，提供 FDD /TDD 间的切换 小区级移动性管理 切换控制(Soft/Softer, Hard Hand-over) R99主要功能-CN 呼叫控制/移动性管理/位置管理 /会话管理 网络互通功能PSTNInternet 2G-3G 间的互通系统间的面由和切换，并具有相应的QoS 映射机制 GTP:GPRS隧道协议用来在UMTS核心网上透明传输IP包GTP 与Mobile IP采用不同的移动性管理机制GTP协议支持Mobile IP R4版本对R99版本的改进-UTRAN 无线空中接口

7、的改进在软切换时，提供DSCH 信道的功率控制功能UTRA复用器以提高覆盖面积UMTS 1800/1900 无线接入网络(RAN)的改进无线接入承载(RAB)的增强功能，特别是支持VoIP的包头压缩TDD基站的同步方式 UTRAN传输网络的演进Iub、Iur接口上AAL2 连接的QoS优化Iub、Iur以及Iu接口上传输承载的修改过程 低码片速率的TDD方式 (1.28 Mcps) Iub、Iur接口上无线资源管理(RRM)的优化 R4版本对R99版本的改进-CN 分组域媒体流业务标准的统一 (针对于下行链路) 紧急呼叫功能增强，可以在通话中段后进行回呼 在电路域，呼叫控制和话务承载分离 分组

8、域的ODB (Operator Determined Barring )功能 OSA功能增强，增强安全性功能以提供电子商务应用 TrFO (Transcoder Free Operation)和TFO (Tandem Free Operation) 增强的多媒体信息业务 基于位置业务 (Location Base Service)的增强功能 （ OTDOA & A-GPS) 分组域QoS结构的改进 CDMA2000CDMA2000也称为CDMA Multi-Carrier，由美国高通北美公司为主导提出，摩托罗拉、Lucent和后来加入的韩国三星都有参与，韩国现在成为该标准的主导者。这套系统是从

9、窄频CDMA One数字标准衍生出来的。 目前CDMA2000的主要版本有：CDMA2000 1XCDMA2000 1X EvDo (Evolution Data Only/Optimized)CDMA2000 1X EvDV (Evolution Data and Voice)CDMA技术1.25MHz载频间隔，码片速率1.2288Mcps2000 1X 前反向帧长均为20ms，2000 1X DO 前向帧长为1/2/4/8/16*1.67ms，反向帧长为26.67ms2000 1X前反向峰值速率均为307.2kbps； 2000 1X DO前向峰值速率为2.4576Mbps，反向峰值速率为

10、153.6kbps； 2000 1X DV前向峰值速率为3.09Mbps，反向峰值速率为153.6kbps。2000 1X支持低速语音/数据业务， 2000 1X DO主要针对数据业务优化， 2000 1X DV支持语音/高速数据业务。只支持同步方式 1X Release 0 1X Release A 1xEV-DO 1xEV-DV 电路域 ANSI-41 分组域 mobile IP 最大速率 153.6Kbps 商用版本 2000 年底 1999 年底 2001 年初 2001.10 标准完成时间 最大速率 307Kbps 语音和数据 最大速率 2.4Mbps 单独载波支持数据业务 cdma

11、2000 的进展 2002.5 最大速率 3.1Mbps 同时支持数据和话音业务 TD-SCDMA 称为时分-同步码分多址，该标准是由中国独自制定的3G标准，1999年6月29日，中国原邮电部电信科学技术研究院(大唐电信)向ITU提出。该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中，在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。由于中国国内的庞大的市场，该标准受到各大主要电信设备厂商的重视，全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TD-SCDMA标准。1、频谱灵活性 TD-SCDMA仅需要1.6MHz的最小带宽。若带宽为5MHz则支持3个载波；2、高频

12、谱利用率 TD-SCDMA为对称话音业务和不对称数据业务提供的频谱利用率高。换言之，在使用相同频带宽度时，TD-SCDMA可支持多一倍的用户； 3、使用智能无线、上行同步和软件无线电等技术降低设备成本；4、系统兼容 支持多种通信接口，由于TD-SCDMA同时满足Iub、A、Gb、Iu、IuR多种接口的要求，所以TD-SCDMA的基站子系统既可作为2G和2.5G GSM基站的扩容，又可作为3G网中的基站子系统，能同时兼顾现在的需求和长远未来的发展。 TSM LCR 采用 GSM/GPRS 核心网 无线网采用 A 接口和 Gb接口接入核心网 最大速率 384Kbps TD-SCDMA 的进展 采用

13、 WCDMA 核心网 无线网采用Iu接口接入核心网 最大速率 2Mbps 目前，TD-SCDMA的TSM系统已经在成都、重庆进行现场试验，系统于2003年底实现商用化，终端于2004年底实现商用化；LCR系统目前正在开发过程中，2004年底系统实现商用化，2005年终端商用化。而TD-SCDMA可以采取的应用方式有三种：独立组网、WCDMA组合组网(共用核心网)、采用与GSM双模和多模多频方式组网。 3G技术和发展现状 3G主要标准介绍 3G市场发展概况 3G业务和应用 2000年10月, 韩国 SK Telecom 世界第一个 IMT-2000 3G商用网络， 使用的是CDMA2000 1X

14、技术. 日本NTT DoCoMo 3G商用网也在一年后启动, 基于 WCDMA技术. 2002年1月，又是 SK Telecom，第一个在其网络上使用CDMA2000 1xEV-DO 技术。 截至2004年1月底，使用CDMA2000 和WCDMA 技术的 商用3G 网络正在为接近 1亿用户提供服务. 2004.1.31, 在通过22个月的服务后，日本的KDDI记录了超过1220万CDMA2000用户， 同期，日本另一家主要运营商NTT DoCoMo宣布其已经拥有了超过200万的 WCDMA 用户。韩国则在2003年11月累计拥有2590万 CDMA2000 用户, 其中有超过 550万的 C

15、DMA2000 1xEV-DO. 截至2004年1月31日，世界上37个国家共 74 个 3G 运营商开通了商用3G网络，主要采用技术：WCDMA，CDMA 2000 1X和CDMA2000 1X EVDO 3G技术和发展现状 3G主要标准介绍 3G市场发展概况 3G业务和应用KTF Multi-Pack 热门内容热门内容移动游戏移动游戏 (26%) (26%) 收费收费聊天聊天 (15%) (15%) 免费免费书籍书籍/ /杂志杂志 (11%) (11%) 收费收费股市股市/ /金融金融 (10%) (10%) 收费收费肖像肖像/ /铃声下载铃声下载 (34%) (34%) 收费收费SKT

16、热门内容热门内容肖像肖像/ /铃声下载铃声下载 (36%) (36%) 收费收费游戏游戏/ /娱乐娱乐 (18%) (18%) 收费收费移动门户站移动门户站 (7%) (7%) 免费免费电子邮件电子邮件 / /聊天聊天 (6%) (6%) 免免费费股市股市/ /金融金融 (3%) (3%) 收费收费1217121710%10%20%20%30%30%182318232429242930393039404940495050用用户户话费话费SKT NATE 各年龄端用户各年龄端用户 & 话费状况话费状况 (4Q, 01)KTF 1X各年龄段的数据业务各年龄段的数据业务 ARPU (4Q, 01)1

17、0s10s20s20s30s30s40s40s50s50s5 5US$US$5.745.745.415.412.882.883.393.392.102.103 35050韩国韩国SKT热门应用的日平均用户数、热门应用的日平均用户数、日平均数据包流量日平均数据包流量 12345Chatting Skylove : 1,953Magic Stock : 2,082 Theme Park : 2,170Mail : 2,961 12345Theme Park : 436,307 Magic Book : 59,760Oro Baduk : 2,296 VODCommunity Daum : 188,

18、932 VOD Togabi : 69,679 Game Fortress :65,302 * Source : KTF Internal Statistics (February11,2002 February17, 2002 ) 1 Packet = 512 bytes = 512 letters 1 Character Download (4 pictures/graphics) = 20 Packets 1 Ringing Tone Download = 40 Packetsqi-Mode i-Mode 业务业务 I-Mode menu sites: I-Mode menu sites

19、: 新闻查询新闻查询, ,移动银行移动银行, ,机票机票, ,酒店欲订酒店欲订, , 交通查询交通查询 . . I-Mode mail : I-Mode mail : 大容量大容量, ,可达可达10,00010,000个字符个字符; ;可插入音频可插入音频, ,视视频文件频文件; ;可可 CCCC至至5 5个地址个地址; ; 重传功能重传功能; ; I-Mode :i- ppli I-Mode :i- ppli 多种多样的娱乐多种多样的娱乐, ,游戏游戏 3G技术和发展现状 WCDMA无线网络规划简介 浙江电信3G无线网络建设思路探讨 WCDMA无线网络规划特点 WCDMA无线网络规划流程WC

20、DMA无线网络规划特点-SOFTwith CDMAWCDMA无线网络规划难点覆盖覆盖容量直接关联容量直接关联p 用户增多,干扰增加p 高速业务增加,干扰增加p 半径因负荷及业务变化 多业务环境 不同的数据速率 ( Voice 12.2kbps 到 384Kbps) 不同的服务质量 (阻塞, 延时, 流量, BLER) 不同的 连接方式 (实时(CS) 和非实时(PS) 不同的 行为特点和话务不对性称Node B空中接口空中接口话音话音 (CS/2%) 文件传输文件传输 (PS/5s)网站浏览网站浏览(PS/3s)视频会议视频会议(CS/2%)在线购物在线购物(PS/1s)互联网游戏互联网游戏(

21、CS/1%)3G UE语音和低数据速率语音和低数据速率 (eg up to 64kb/s)中等数据速率中等数据速率(eg 144kb/s)高数据速率高数据速率 (eg 384kb/s)小区内多小区内多业务业务业务业务流量流量 WCDMA无线网络规划特点 WCDMA无线网络规划流程WCDMA无线网络规划流程 基础资料收集和分析需求分析预规划详细规划站址选取网络建设运营网络优化站址调整站址调整无线网规划 调整调整仿真、规划市场需求分析市场需求分析地区/人口/经济现有系统运营状况竞争公司的状况厂家设备性能情况工具的准备工具的准备测试工具 GIS 电子地图市场定位覆盖目标容量目标质量目标成本目标无线环

22、境分析，站址的选择链路预算，覆盖设计容量的规划直放站、微蜂窝的应用天线的选择干扰的分析协调扰码的规划系统参数设计覆盖区域分类每一区域满足覆盖的基站数Nco链路预算，基站覆盖半径两者平衡区域容量分类基站容量及配置每一区域满足容量的基站数Nca每一区域基站数估算、设置RNC网网络络初初规规划划基站初始布局(1)无线网络覆盖原则(2)当地基本资料：地图、经济概况等(3)无线传播环境(1)设定小区负载及链路预算相关参数(2)确定各种地形包括典型站高和穿透损耗(3)校正后的传播模型(4)网络的覆盖要求、质量要求(1)各区域面积Sa(2)各典型区域小区面积Ss(1)无线网络容量要求(2)当地基本资料：话务

23、量情况，各类业务用户数（1）基站容量理论计算（2）参考厂家提供的小区极点容量或最大配置（3）网络质量要求（4）用户模型(1)业务预测话音和数据用户数(2)人口比例(3)PHS、GSM、CDMA话务、现有数据用户分布情况估算 Iub/Iu/Iur 接口链路容量WCDMA无线网络规划流程-网络预规划 WCDMA无线网络规划流程-站址选取(重要！)相对于其它移动通信系统，基站布局的合理性对于WCDMA系统来说显得尤为重要。它关系到无线网络运营的实际效果、设备利用率及投产后的社会效益及经济效益。在实际工程中，选择站址是比较困难的。首先因为地形和地面建筑物的不规则性而造成信号覆盖图形的不均匀性，另一方面

24、要避免干扰。即：选择天线位置既要考虑覆盖也要考虑干扰。从整个网络来看，不能只考虑一个基站的位置，要同时考虑许多基站站址的可能性。一个站址的变动将对其它基站的位置产生影响。 3G及其网络架构 WCDMA无线网络规划简介 浙江电信3G无线网络建设思路探讨浙江电信3G无线网络建设思路探讨 浙江电信3G无线网络建设思路探讨 总体建设原则 区域分类原则 无线网络建设目标 浙江电信3G无线网络建设思路探讨总体建设原则对于浙江电信而言，无线通信的整体发展策略将由集团总部统一部署。网络建设初期立足于确保重点、有效覆盖的原则 ，网络建设中远期实现全覆盖、高质量 。在网络建设过程中，应遵从多方式组网，统一规划、分

25、步实施，质量控制、经济性、竞争性的原则。区域分类原则按无线传播环境分类按业务分布分类网络规划建设应首先确保语音业务，在此基础上，重视数据和多媒体业务，增加有特色的服务和竞争的差异化。 无线网络建设目标需要参考当地运营商的覆盖状况，结合自身实施能力，考虑到今后的竞争需要、用户发展需要和投资收益，分阶段制定合适的覆盖目标。覆盖目标应有所侧重，避免一刀切和盲目求大求全。 无线网络建设目标-覆盖要求覆盖要求包括覆盖范围和覆盖质量两方面。覆盖范围指网络覆盖的目标区域，覆盖质量指覆盖范围内要达到的业务速率和覆盖概率。 覆盖要求制定的基础:1、明确有效覆盖区和无效覆盖区；2、按统一规划、分步实施的原则，在有

26、效区域内确定网络建设不同阶段的目标覆盖区域。 无线网络建设目标-容量要求无线网络建设目标-质量要求用户满意原则：指标体系应能够比较全面、客观地反映用户对网络质量的切身感受，各项指标的目标值应达到较高的用户满意度。差异性原则：根据各地经济发达程度和市场竞争情况，制定不同的质量目标，综合考虑用户满意度和投资成本，达到两者的最佳统一。发展性原则：根据网络发展的不同阶段和竞争对手的网络质量，相应调整网络质量目标，保持网络质量的持续竞争力。 浙江电信3G无线网络建设思路探讨 规划中根据浙江省各地市的经济指标，将全省各地市分为三类。 城市分类建议 杭州、宁波、温州 绍兴、台州、嘉兴、湖州、金华、舟山 衢州

27、、丽水 县级市市区/县城城关分类建议杭州富阳市金华义乌市绍兴诸暨市杭州临安市金华永康市台州临海市湖州长兴县宁波慈溪市台州温岭市嘉兴海宁市宁波象山县台州玉环县嘉兴嘉善县宁波鄞县温州苍南县嘉兴平湖市宁波余姚市温州乐清市嘉兴桐乡市绍兴上虞市温州平阳县金华东阳市绍兴绍兴县温州瑞安市金华磐安县丽水松阳县台州三门县金华浦江县丽水遂昌县台州天台县金华武义县丽水云和县台州仙居县丽水缙云县衢州常山县温州泰顺县丽水景宁自治县衢州江山市温州文成县丽水青田县衢州开化县丽水庆元县衢州龙游县 统一规划，分期完成网络建设，第一期为2005年，第二期为2006年，第三期为2007年，其中第三期是以优化性质为主的建设，旨在进一

28、步完善网络，提高服务质量。下面就各期的建设思路，按照城市分类的不同，从面、线、点三方面提出相应的方案。容量发展思路建议：在网络建设初期，网络的容量需求不会很大，容量问题不是主要矛盾，但在中后期预计会有较大的用户容量需求，容量的矛盾将会上升。同时，WCDMA是一个典型的自干扰系统，覆盖、质量与容量密切相关，因此，容量的规划要具有一定的前瞻性，不能以网络当前的容量来规划，要走在用户发展的前面。WCDMA系统容量上有优势，容量可以根据网络发展阶段的不同灵活地选取半配/满配、多载波配置等方式进行扩容。Thanks !Questions.?CDMA技术简介AMPSTACSNMT其它GSMCDMA IS9

29、5第一代 80年代模拟第二代 90年代数字第三代 IMT-2000WCDMACDMA2000模拟技术数字技术语音业务宽带业务TD-SCDMADAMPS第2.5代21世纪初 GPRSCDMA1X数据业务数据用户用户1 用户用户2 用户用户3用户用户1用户用户2用户用户3频率频率时间时间时间时间频率频率频率频率码码FDMATDMA用户用户1用户用户2用户用户3 在同一个房间里，多对人使用不同的语言在同一个房间里，多对人使用不同的语言(符号代码符号代码)同时对同时对话，每对音量足够小时互相之间不影响正常通话。话，每对音量足够小时互相之间不影响正常通话。 如果某个用户音量过大将导致所有其它用户的通话均

30、无法正如果某个用户音量过大将导致所有其它用户的通话均无法正常进行。常进行。 ：扩 频 技 术 就 是 将 信 息 的 频 谱 展 宽 后 进 行传 输 的 技 术。 ： 在白噪声干扰的条件下，信道容量 Bw信道带宽；S 信号平均功率; N 噪声平均功率 提高信道容量的方法有两种： (1)提高信噪比S/N；(2)加大信道带宽Bw 对于给定的SNR，可以通过增大传输系统的带宽的方式在较低信噪比的条件下获得比较满意的传输质量。0.1S/N S/N44. 1) /NS (1 log C2当wwBBfS（f）f0解扩频前的信号频谱fS（f）f0扩频前的信号频谱信号信号干扰噪声fS（f）f0扩频后的信号频

31、谱信号fS（f）f0解扩频后的信号频谱信号干扰噪声信号脉冲干扰白噪声 隐 蔽 性 和 保 密 性 抗 干 扰 和 抗 多 径 衰 落 能 力 强 增 加 容 量、提 高 频 率 复 用 率。 占 用 频 带 较 宽，系 统 复 杂 性增 加。 CDMA系统是自干扰系统，限制CDMA系统容量的因素是总干扰，当达到以下条件，系统容量最大在可接受的信号质量下，功率最小基站从各个移动台接收到的功率相同 接收机单径接收电路单径接收电路单径接收电路搜索器计算信号强度与时延合 并合并后的信号tts(t)s(t)软切换硬切换 软切换：在切换过程中，移动台开始与新的基站联系时，并不中断与原有的基站的通信。软切换

32、会带来更好的话音质量，实现无缝切换、减少掉话可能。减少对其他减少对其他电子系统干扰电子系统干扰容量高容量高延长电池寿命延长电池寿命减少掉话减少掉话增强安全性增强安全性网络频率网络频率规划简单规划简单覆盖大覆盖大扩频扩频/ /编码编码为运营者为运营者带来的好处带来的好处“绿色绿色”手机手机节省投资节省投资提高频率利用率提高频率利用率方便用户方便用户提高通话可靠性提高通话可靠性提高服务质量提高服务质量提高网络安全性提高网络安全性减少工程设计工减少工程设计工作量，扩容方便作量，扩容方便节省投资节省投资提高服务质量提高服务质量功率控制功率控制软切换软切换更软切换更软切换可变速率声码可变速率声码器和语音激活器和语音激活技术技术特点特点话音质量高话音质量高处理处理增益增益无需复杂无需复杂频率规划频率规划伪随机序伪随机序列扩频列扩频