第三代移動通信發(fā)展研究論文

時間:2022-11-11 11:46:00

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第三代移動通信發(fā)展研究論文

摘要:基于數(shù)字移動通信的發(fā)展趨勢,第三代移動通信系統(tǒng)3G是當(dāng)前最有前途、最具競爭力的技術(shù)。介紹了3G的發(fā)展簡況及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),并指出了3G面臨的主要問題。

關(guān)鍵詞:3G;技術(shù);標(biāo)準(zhǔn);發(fā)展

3G是國際電信聯(lián)盟(ITU)在1985年提出的工作在2000MHz頻段的系統(tǒng)。與第一代模擬移動通信和第二代數(shù)字移動通信系統(tǒng)相比,第三代的最主要特征是可提供移動多媒體業(yè)務(wù)。

13G技術(shù)概述

3G是“3rdGeneration”(第三代)的縮寫,即第三代移動通信系統(tǒng)(IMT-2000),它是高速移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域的行業(yè)術(shù)語。狹義地講,3G就是指國際電信聯(lián)盟(ITU)確定的三大主流無線接口標(biāo)準(zhǔn):W-CDMA(寬頻分碼多重存取)、CDMA2000(多載波分復(fù)用擴(kuò)頻調(diào)制)和TDS-CDMA(時分同步碼分多址接入)??v觀移動通訊系統(tǒng)的發(fā)展歷史,模擬移動手機(jī)被稱作“第一代”;數(shù)字移動手機(jī)被列入“第二代”;而其后的發(fā)展技術(shù)被稱作“第三代”。當(dāng)前全球還存在多種第一代和第二代通訊系統(tǒng),它們成為全球范圍內(nèi)普及單一通訊終端設(shè)備的一個阻力。另外,3G技術(shù)面臨的最大挑戰(zhàn)是系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化,如何能夠支持單一通訊終端設(shè)備可以在全球范圍內(nèi)得到通用。3G技術(shù)的設(shè)計基礎(chǔ)是支持全系列的移動多媒體系統(tǒng),其對多種數(shù)據(jù)速率提供靈活的支持,不僅可以傳送語音數(shù)據(jù),還可以根據(jù)需要傳送視頻數(shù)據(jù)。使用3G網(wǎng)絡(luò),我們可以傳輸需要高帶寬的應(yīng)用數(shù)據(jù),它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式,提供包括網(wǎng)頁瀏覽、電話會議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。為了提供這種服務(wù),無線網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度,也就是說在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中能夠分別支持至少2Mbps(兆字節(jié)/每秒)、384kbps(千字節(jié)/每秒)以及144kbps的傳輸速度。

23G發(fā)展的必然性

由于第二代(2G)系統(tǒng)頻譜資源的有限性、頻譜利用率的較低性、支持移動多媒體業(yè)務(wù)的局限性,以及2G系統(tǒng)之間的不兼容性,因而導(dǎo)致了系統(tǒng)的容量較小、難以滿足高速寬帶業(yè)務(wù)的需求和不能實現(xiàn)用戶全球漫游等不足,發(fā)展3G移動通信將是第二代移動通信前進(jìn)的必然結(jié)果。

發(fā)展3G的原動力有市場驅(qū)動和技術(shù)驅(qū)動兩方面原因。從市場驅(qū)動方面看,發(fā)展3G可以滿足未來移動用戶容量的需求,并且可以提供移動數(shù)據(jù)和多媒體通信業(yè)務(wù)。從技術(shù)驅(qū)動上看,發(fā)展3G是更高頻譜效率的要求,是各大網(wǎng)絡(luò)兼容性的要求,是全球統(tǒng)一頻段、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),全球無縫覆蓋,全球漫游的要求所決定的。

3G可使人們享受到更多的通信樂趣,除了獲得更清晰的話音業(yè)務(wù)外,還可以隨時隨地通過個人移動終端進(jìn)行多媒體通信,比如上網(wǎng)瀏覽、多媒體數(shù)據(jù)庫訪問、實時股市行情查詢、可視電話、移動電子商務(wù)、交互游戲,無線個人隨身聽和視頻傳送等。3G移動電話將成為人們生活和工作的好幫手中國論文聯(lián)盟33G的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

在ITU確認(rèn)的無線接口標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,目前己經(jīng)形成主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):有基于FDD方式的WCDMA和CD-MA2000、基于TDD方式的TD-SCDMA。

3.1WCDMA

由3GPP1的WCDMA方案與3GPP2的CDMA2000方案的直接擴(kuò)頻(DS)部分融合而來,主要源于歐洲的ETSI和日本的ARIB標(biāo)準(zhǔn)化組織,主要倡導(dǎo)者有愛立信和諾基亞等公司。它的核心網(wǎng)基于GSM-MAP,通過網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展方式提供基于ANSI-41的運行能力。WCDMA系統(tǒng)能同時支持電路交換業(yè)務(wù)(如PSTN.ISDN)和分組交換業(yè)務(wù)(如IP網(wǎng))。該系統(tǒng)使用靈活的無線協(xié)議,可在一個載波內(nèi)同時支持話音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù),并通過透明或非透明傳輸支持實時、非實時業(yè)務(wù)。

3.2CDMA2000

即3GPP2提交方案中的多載波(MC)方案,源于美國TIA(電話工業(yè)協(xié)會)的TR45.5標(biāo)準(zhǔn),由美國高盛公司提出。CDMA2000是從CDMAOne發(fā)展而來,目的是為已有的CDMA運營商平滑升級到3G提供途徑,核心是Lucent,Motorola,Nortel和Qualcomm聯(lián)合提出的寬帶CDMAOne技術(shù)。主要特點是與現(xiàn)有的TIA/EIA-95-B標(biāo)準(zhǔn)向后兼容,并與IS-95B系統(tǒng)的頻段實現(xiàn)共享或重疊,使運營商可在IS-95B系統(tǒng)的基礎(chǔ)上平滑地過渡,保護(hù)已有投資。CDMA2000的核心網(wǎng)基于ANSI-41,但經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展方式;也可提供基于GSM-MAP核心網(wǎng)上的運行能力。

3.3TD-SCDMA

它是一種高性能和低成本的系統(tǒng),是在TDD模式下,采用在周期重復(fù)的時間幀里傳輸基本的TDMA突發(fā)脈沖的工作模式(和GSM相同),通過周期性地切換傳輸方向,在同一載波上交替地進(jìn)行上下行鏈路傳輸。可以控制上下行的發(fā)送時間,發(fā)送時間段內(nèi)不接受,接受時間段內(nèi)不發(fā)送,且可靈活控制和改變發(fā)送和接受的時段長短比例。其優(yōu)勢是上下行鏈路間的轉(zhuǎn)折點可因業(yè)務(wù)的不同而認(rèn)識調(diào)整。對于因特網(wǎng)等非對等業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸,下行數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)大于上行數(shù)據(jù)量,可增加下行的時段時間,縮短上行的時段時間,以達(dá)到高效傳送非對等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的目的,從而實現(xiàn)3G所要求的兩類業(yè)務(wù)(對稱的電路交換業(yè)務(wù)和非對稱的分組交換業(yè)務(wù))。

43G系統(tǒng)面臨的主要問題

4.1多徑衰落

這存在于所有的移動通信系統(tǒng)中。無線電波在傳播過程中將發(fā)生折射、反射和散射,從而產(chǎn)生多條傳播路徑。不同路徑的信號到達(dá)接收機(jī)時,由于天線的位置、方向和極化不同,使接收信號的幅度、相位起伏變化,產(chǎn)生嚴(yán)重的衰落現(xiàn)象。為了保證通信質(zhì)量,不得不增加信號功率,這就直接影響了系統(tǒng)的容量。

4.2時延擴(kuò)展

不同路徑的信號有不同的傳播時延,當(dāng)時延超過檢測脈沖寬度的10%時,脈沖間的干擾就明顯存在,從而限制了移動通信的數(shù)據(jù)速率。

4.3多址干擾

由于3G系統(tǒng)采用CDMA技術(shù),即采用不同的擴(kuò)頻碼字來區(qū)分用戶,這就要求各用戶的擴(kuò)頻碼具有強(qiáng)自相關(guān)性和弱互相關(guān)性。但實際上各用戶間的互干擾不可能完全消失,所以CDMA系統(tǒng)是干擾受限系統(tǒng),就是說來自本小區(qū)和鄰近小區(qū)用戶的干擾成了決定系統(tǒng)容量和性能的主要因素。多址干擾是3G系統(tǒng)所特有的一種干擾。

4.4遠(yuǎn)近效應(yīng)

在各移動臺均以相同功率發(fā)射信號時,基站接收到的近處移動臺發(fā)射的信號功率將遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)處移動臺發(fā)射的信號功率。遠(yuǎn)近效應(yīng)就是指近處大功率信號對遠(yuǎn)處小功率信號產(chǎn)生的很強(qiáng)的干擾。它也是一類多址干擾,不過在3G系統(tǒng)中這種多址干擾表現(xiàn)十分突出。

4.5體制問題

目前,第二代系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用,所以,從資源利用的角度來考慮,3G系統(tǒng)必須兼容前代系統(tǒng),而且能在將來平滑地過渡到第四代移動通信系統(tǒng),甚至個人通信系統(tǒng)的最高目標(biāo)。但目前,第二代系統(tǒng)種類繁多,標(biāo)準(zhǔn)層出不窮,體制多種多樣。所以,如何使3G系統(tǒng)起好一個承前啟后的作用,也是一個突出問題。

從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上來講,WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA這3種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都沒有達(dá)到成熟,都需要開展全面而深入的研究和試驗以及測試,任何一種標(biāo)準(zhǔn)都是在某一方面、某一領(lǐng)域內(nèi)有其優(yōu)越性和特殊性。因此,3種標(biāo)準(zhǔn)會互相融合、互相補(bǔ)充,從而得到完善和發(fā)展,不斷走向成熟。

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