第3章第三代移动通信网络及其结构文档格式.docx
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终端全球漫游；
全球设备标准化。
与现有用户分享频率资源；
有效支持多个网络运营或业务提供商；
支持固定设备技术的应用。
优化IMT-2000带宽内的频带利用率；
有效综合IMT-2000陆地和卫星。
部分兼容各种形式的业务和混合业务；
降低终端成本、体积和功耗。
原则
为保持灵活性，理想情况下IMT-2000频段不应分割给不同形式的无线接口和业务。
IMT-2000卫星与陆地部分频率划分应该灵活，以便满足不同国家的需要。
频率提供应符合全球漫游。
在2000年前能够提供实验和测试所需的IMT-2000频段。
2、频率划分
1987年，ITU世界无线电行政大会针对移动业务（WMOB-81）通过了265号决议，此决议为FPLMTS国际化选择了1GHz~3GHz的工作频段，最小带宽为230MHz。
在WARC-92会议，ITU会员一致同意IMT-2000的频段为2GHz，即1885MHz~2025MHz和2110MHz~2200MHz，其中1980MHz~2010MHz和2170MHz~2200MHz用于移动卫星业务（MSS）。
随后在WRC-95会议对WARC-92的决议进行了修改，主要是移动卫星业务（MSS）的2GHz频段，具体修改为：
此频段在2000年投入使用，届时不能使用的区域改用1990MHz~2025MHz和2160MHz~2200MHz。
表3-2是IMT-2000卫星的频段划分。
WRC-95会议第46号决议给出卫星-IMT的主要标准，整个标准将分两步实施：
确定整个网络的频率分配并协调可能受到影响的系统。
3、卫星技术
容量与覆盖是无线系统的两个关键的技术指标。
对于人口较密集的地区，移动系统的容量（每单位面积的负荷）是最重要的；
而对于一些边远地区，覆盖问题占了主要地位。
卫星移动系统（MSS）是解决实现全球覆盖问题的有效方法。
作为陆地系统的补充，卫星移动通信系统具有覆盖面积大、信号稳定、不受地形地貌影响、不受距离限制等特点。
IMT-2000将是综合陆地与卫星系统的一个有机整体。
卫星轨道的选择是卫星系统要考虑的首要问题之一。
卫星轨道可以分为地球同步轨道（GEO）和非地球同步轨道（NGEO）两类。
IMT-2000趋向于使用非同步轨道，因为NGEO可以较好地实现全球覆盖，时延较小。
同时可以使用小口径的天线减小波束的投射范围，从而获得更好的全球频率重用系数。
但NGEO的一个缺点是所需使用的卫星数目要比GEO的多，并且卫星相对于地区不是静止的。
与陆地移动系统相比较，卫星系统还有许多不同之处。
例如，卫星系统由于其卫星发射费用的昂贵限制了其大小和重量，所以一般是功率受限的，而陆地系统一般是干扰受限的；
卫星系统的数据率一般较低；
蜂窝的直径要比陆地系统大许多。
另外，卫星移动系统在无线链路、多址方式和切换等方面也有着与陆地系统不同的考虑。
从上面可以看出，卫星移动系统和陆地移动系统各有优缺点，只有将二者相互补充，综合考虑，有机地结合成一个系统，才能发挥各自的优势，实现广覆盖、大容量两方面的目标。
表3-2IMT-2000卫星频段划分
系统
频段
注释
非地球同步轨道
1610MHz~1626.5MHz（上行）
一些国家与固定业务分享
限制移动地球站发射功率
保护天文无线电
1613.8MHz~1626.5MHz（下行）
第二分配
2483.5MHz~2500MHz（下行）
全球范围与固定/移动业务分享包括ISM频段
1980MHz~2010MHz（上行）
2170MHz~2200MHz（下行）
全球范围与固定/移动业务分享（2000年1月1日）
IMT-2000/FPLMTS频段
716号决议（WRC-95）
2500MHz~2520MHz（下行）
2670MHz~2690MHz（上行）
2005年1月1日投入使用
同步轨道
1525MHz~1559MHz（下行）
1626.5MHz~1660.5MHz（上行）
部分频段受地区限制
宽带
18.8GHz~19.4GHz（下行）
28.7GHz~29.1GHz（上行）
分配给固定卫星业务
118号决议（WRC-95）
采用先进的无线传输技术（RTT）是IMT-2000的一个关键特征,它为用户进行全球移动通信提供了一些全新的能力。
无线传输技术（RTT）是第三代移动通信系统的重要组成部分，无线传输技术主要包括多址技术、调制技术、信道编码与交织、双工技术、物理信道结构和复用、帧结构、RF信道参数等。
1998年6月30日为ITU规定的提交RTT建议的最后期限，共有10个组织向ITU提交了候选RTT方案，如表7-3所示。
信息产业部电信科学技术研究院（CATT）代表中国也提交了自己的候选方案（TD-SCDMA）。
表3-3正式向ITU提交的候选RTT方案
序号
提交者
候选RTT方案
1
日本ARIB
W-CDMA
2
欧洲ESA
SW-CDMA&
SW-CTDMA
3
ICO
ICORTT
4
中国CATT
TD-SCDMA
5
韩国TTA
GlobalCDMAⅠ&
Ⅱ,&
SatelliteRTT
6
欧洲ETSI_DECT
EP-DECT
7
欧洲ETSI_UTRA
UTRA
8
美国TIA
TR45.3（UWC-136）
TR45.5（cdma2000）
&
TR46.1（WIMSW-CDMA）
9
美国T1P1-ATIS
W-CDMAN/A
10
INMARSAT
Horizons
2000年5月5日土耳其伊斯坦布尔无线电大会上，W-CDMA、cdma2000、TD-SCDMA正式被ITU接纳成为IMT2000的三大标准。
3G的三大标准W-CDMA、cdma2000、TD-SCDMA的主要技术参数比较见表3-4。
表3-4三种第三代候选标准比较
cdma2000
信道带宽
5/10/20MHz
1.25/5/10/15/20MHz
1．6MHz
码片速率
3．84Mc/s
N×
1.2288Mc/s
1.28Mc/s
多址方式
单载波DS-CDMA
单载波DS-CDMA+TD-SCDMA
双工方式
FDD
TDD
帧长
10ms
20ms
多速概念
可变扩频因子和多码
RI检测：
高速率业务
盲检测：
低速率业务
可变扩频因子和多时多码
RI检测
FEC编码
卷积码R=1/2,1/3,K=9
RS码（数据）
卷积码R=1/2,1/3,3/4，K=9
Turbo码
卷积码R=1～1/3,K=9
TurboRS码（数据）
交织
卷积码：
帧内交织
RS码：
帧间交织
块交织（20ms）
TurboRS码：
扩频
前向：
Walsh（信道化）+Gold序列218（区分小区）
反向：
Walsh（信道化）+Gold序列241（区分用户）
Walsh（信道化）+M序列215（区分小区）
Walsh（信道化）+M序列241-1（区分用户）
Walsh（信道化）+PN序列（区分小区）
Walsh（信道化）+PN序列（区分用户）
调制
数据调制：
QPSK/BPSK
扩频调制：
QPSK
QPSK/OQPSK
接入信道：
DQPSK
DQPSK/16QAM
相干解调
专用导频信道（TDM）
公共导频信道
语音编码
AMR
CELP
EFR（增强全速率语音编码）
最大数据率
达384kb/s
室内高达2．048Mb/s
1x-EV-DO：
2．4Mb/s
1x-EV-DV：
≥5Mb/s
最高为2．048Mb/s
功率控制
FDD:
开环+快速闭环（1.6kHz）
TDD:
开环+慢速闭环
开环+快速闭环（800Hz）
开环+快速闭环（200Hz）
基站同步
异步（不需GPS）
可选同步（需GPS）
同步（需GPS）
同步（主从同步，需GPS）
切换
移动台控制软切换
移动台辅助硬切换
3．1．2．3G的三大标准的演进路径
1、WCDMA和TD-SCDMA
WCDMA和TD-SCDMA网络从原先GSM的基础上演进。
GSM自1992年投入商用以来，GSM标准得到不断验证，而且稳步发展，全球的GSM用户数已达20亿，GSM网络采用电路交换（CS）的方式，主要用于语音通话，而因特网上的数据传递则采用分组交换（PS）的方式。
由于这两种网络具有不同的交换体系，导致彼此间的网络几乎都是独立运行。
制定GPRS（GeneralPacketRadioService，通用分组无线业务）标准的目的，就是要改变这两种网络互相独立的现状。
通过采用GPRS技术，可使现有GSM网络轻易地实现与高速数据分组的简便接入。
GPRS是GSM通向3G的一个重要里程碑，被认为是2.5代（2.5G）产品。
WCDMA和TD-SCDMA网络保留了GSM的PS和CS主要结构，兼容GSM原有的手机终端设备，使GSM网络平稳演进至3G。
2、cdma2000
cdma2000主要由IS-95和IS-41标准发展而来，它与AMPS、D-AMPS和IS-95都有较好的兼容性，它在反向信道也使用了导频，同时又采用了一些新技术，使其能满足IMT-2000的要求。
cdma2000可分为cdma2000-1x（单载波，1倍于IS-95A的带宽）和cdma2000-3x（多载波，3倍于IS-95A的带宽）两个系统。
IS-95A是ＣＤＭＡ网络的第一个标准，支持８kbit/s编码话音服务。
其后又分别出版了１３kbit/s话音编码器的ＴＳＢ７４标准，支持１．９ＧＨｚ的ＣＤＭＡＰＣＳ系统的ＳＴＤ－００８标准，其中１３kbit/s编码话音服务质量已非常接近有线电话的话音质量。
随着移动通信对数据业务需求的增长，１９９８年２月，美国高通公司宣布将ＩＳ－９５Ｂ标准用于ＣＤＭＡ基础平台上。
ＩＳ－９５Ｂ可提供ＣＤＭＡ系统性能，并增加用户移动通信设备的数据流量，提供对６４kbit/s数据业务的支持。
cdma20001X是cdma2000第三代无线通信系统的第一个阶段，是1999年6月由ITU确立的标准，有人称之为2.75G移动通信系统。
主要特点是与IS-95A/B完全兼容，并可与IS-95B系统的频段共享或重叠。
cdma20001X与IS-95是通过不同的无线配置（RC）来区别的；
通过设置RC，可以同时支持1X终端和IS-95A/B终端。
因此，IS-95A/B/1X可以同时存在于同一载波中。
cdma20001X网络部分则引入分组交换方式，支持移动IP业务，可以提供144Kbps速率的数据业务，容量比cdmaOne（IS-95A/B网络简称）高一倍，而且增加了辅助码分信道等，可以对一个用户同时承载多个数据流和多种业务，所以cdma20001X提供的业务比IS-95有很大的提高，为支持各种多媒体分组业务打下了基础。
北美有关运营商在2000年6月开始cdma2000-1X的现场试验，2001年底已提供商用。
韩国已在2000年10月开通了cdma2000-1X网络。
目前北美、拉美、亚洲和大洋洲的众多的运营商采用了cdma2000-1X进行商用运行。
中国联通的cdma2000-1X网络于2002年下半年开始商用。
第三代移动通信伙伴计划2（3GPP2）从2000年初开始在cdma2000-1X基础上制定1X的演进技术，即1X-EV的标准。
1X-EV的空中接口标准是对现有cdma20001X的一个扩展，以支持至少2Mb/s的高速数据和1.25MHz宽信道的更高话音容量。
1X-EV分为两个发展阶段。
两个阶段都使用一个标准的1.25MHz载波,因此cdma20001X-EV被认为是与IS-95CDMA网络后向兼容的。
演进的第一阶段（1X-EV-DO）要求在标准的1.25MHz的专用信道中，下行分组数据业务达到2.4Mb/s的峰值速率。
演进的第二阶段（1X-EV-DV）要求在提供2.4Mb/s峰值速率的分组数据业务的同时，与电路交换型话音和数据用户共享频谱。
（1）第一阶段：
1X-EV-DO（DataOnly）
基于Qualcomm公司提出的HDR（HighDataRate）技术，采用与语音分离的信道传输数据,支持平均速率为650kbps，峰值速率为2.4Mbps的高速数据业务，不支持话音业务。
1X-EV-DO的空中接口标准已经由3GPP2完成，并由TIA发布IS-856，目前已经商用。
1X-EV-DO需要一个单独的载波用于承载数据，但如果系统需要同时提供语音和数据服务，这个载波将能切换到1X载波上。
运营商通过分配一个用于数据的单独载波，将能为用户提供超过2Mbps的传输速率。
（2）第二阶段：
1X-EV-DV（DataandVoice）
1X-EV-DV是1X-EV-DO基础上的技术方案，目标是在一个载波的宽度（1.25MHz）内，不仅实现高速的语音和非实时的分组数据业务，而且能够提供实时的多媒体业务，最高数据速率大于5Mbps。
因此，cdma2000演进路径如图3-2所示。
图3-2cdma2000演变发展过程
3．1．33G业务
3G业务可分为以下四类：
（1）交互式业务，包括电话、移动银行、可视电话和可视会议等。
（2）点对点业务，包括短信、电子邮件、语音邮件、WEB、视频邮件、远程医院等。
（3）单向信息业务，包括数字报纸/出版、远程教育/视频购物、移动音频播放器、移动视频播放器、视频点播和卡拉OK等。
（4）多点广播业务，包括文本数字信息递送、语音信息递送、先进汽车导航、视频信息递送、移动收音机和移动电视等。
具体有以下一些业务。
（1）无线一键通（PoC或PTT）业务
PoC是一种半双工的通信方式,通过PoC技术，用户只需按一下按钮，就能以类似对讲机的方式使用手机进行通信。
目前PoC在北美地区已经非常普及，在欧亚等地也方兴未艾，但必须解决它的互通性问题。
PoC技术标准规范已于2003年8月提交“开放移动联盟”（OpenMobileAlliance，简称OMA）审批，目前爱立信、摩托罗拉和西门子等三家公司都在敦促OMA尽快推出最终版本的PoC技术标准，并希望更多的厂商加入互通性测试，以确保未来PoC产品在不同设备以及服务器之间的兼容性。
2003年10月这三家公司宣布,基于3GPPIMS的PoC开放规范已经正式完成。
目前的版本是1.0。
该规范可保证各厂商系统间的互联互通，并让用户更加容易地使用。
使用PoC技术进行通信同使用对讲机非常相似，通过这项技术，用户可以轻松的实现“一对一”或者组群之间的通信。
同传统的手机技术不同，用户将不再需要输入复杂的手机号码，而是按下一个按钮进入好友列表，选定要联系的好友后再按一下按钮，双方就可以通话了。
诺基亚将其“无线一键通”（PushtotalkoverCellular）技术简称为“PoC”，高通公司则译为“即按即说”，并缩写成“PTT”（PUSH-TO-TALK）。
PoC技术将极大地增强现有的电话服务，将成为未来移动运营商新的增值点。
（2）彩E业务
互联网信息接入协议（IMAP）是一种收发电子邮件的协议。
MobileMAP（M-IMAP）业务允许一个移动台存取和操作M-IMAP服务器上的电子邮件消息。
该协议确定了移动台和服务器之间的通信方法。
其业务通过一个M-IMAP客户端和一个M-IMAP服务器实现。
M-IMAP客户端是一个安装在移动台上的软件组件。
当移动台离线时，它让用户编辑和阅读邮件。
当上线后，它提供用户收发邮件的功能。
IMAP服务器分析处理M-IMAP命令。
它提供一个消息存储和传输代理功能。
消息存储功能管理邮箱，消息传输代理则在Internet上，传输和发送电子邮件。
IMAP任务包含两部分：
Mailer和LowLevelAPIs。
其中Mailer实现邮件收发等和网络交互的核心功能。
LowLevelAPIs则实现Mailer的手机本地移植功能，包括文件访问、图形处理、事件处理、定时器/日历功能、电话、通信处理、状态处理、字符输入、地址簿访问、调试信息输出、附件处理、WEB功能、邮件发送历史访问、粘贴板功能、启动短消息、用户目录相关功能、邮件过滤功能、LOCKNO输入、双语言功能、按键限制功能等。
（3）MMS业务
MMS为多媒体短信业务，是按照3GPP标准和WAP论坛标准有关多媒体信息标准开发的最新业务。
MMS传输内容包括：
文本、图片、声音、视频。
应用将更广泛、更方便、更新潮。
它最大的特色就是在EDGE的基础上支持多媒体功能，也被称为"
GSM384"
，因为这种技术能使"
全球通"
的数据速率由目前的9.6kbps提高到384kbps。
多媒体短信业务在GPRS/WCDMA网络或cdma20001X网络的支持下，以WAP无线应用协议为载体传送视频片段、图片、声音和文字。
支持语音、因特网浏览、电子邮件、会议电视等多种高速数据业务，实现即时的手机端到端、手机终端到互联网或互联网到手机终端的多媒体信息传送。
（4）DRM业务
移动数字版权管理技术要求在一种受控方式下提供数字内容的传送和使用方法。
通过内容提供商描述的使用权限，内容在授权的移动终端上传播和使用。
移动数字版权管理技术要求涉及移动数字版权管理系统各个技术方面，由内容格式、协议和版权表达语言规范构成。
开放移动联盟制订的DRM规范允许内容提供商定义媒体对象的版权，版权将规定如何使用媒体对象。
DRM系统具有媒体内容格式和给定操作系统或运行环境。
受DRM控制的媒体对象可以是各种各样的东西：
游戏、铃声、照片、音乐片段、视频片段以及流媒体等。
内容提供商可以授予用户对这些媒体对象适当的使用权，否则移动终端无法使用，所以用户在使用媒体对象前需要购买版权。
受保护的内容能够通过各种方式（无线信道、本地连接和移动媒体等）传送到移动终端。
但是，在一种受控方式下，版权中心严格控制和传送版权对象。
受保护的内容和版权对象可以被一起下载，或者被分别发送到移动终端。
基本的DRM系统功能体系包括以下几个实体：
移动终端DRMAgent、内容中心、版权中心、用户和移动存储设备。
根据业务规划和网络体系结构，这些逻辑实体可以有多种不同的配置。
具体实现是：
媒体对象在一种保护和受控方式下打包和发送到用户。
内容中心从一个门户网站将受保护的内容发送到移动终端。
然后，版权中心对移动终端认证之后提供必要的版权对象，以便移动终端能够使用内容。
为了遵循版权对象对媒体内容的使用描述，移动终端DRMAgent必须执行认证协议，并且实现必要的安全和信任要素。
版权对象被加密保护，通过特定的许可和限制来控制内容的使用。
因此，只有授权移动终端才能使用受保护的内容。
DRMAgent的一个基本功能是在使用内容时强制执行版权对象的许可，并要求密钥得到应有的保护和处理，从而避免XX的使用。
（5）空中下载OTA业务
OTA（Over－the－Air）是通过移动通信的空中接口对SIM卡数据及应用进行远程管理的技术。
OTA定义的一种有确认的下载技术，用于发送数据内容，如娱乐和商业应用，以及需要发送到移动终端的对象。
下载的另外一个重要的应用领域就是终端个性化，用户可以根据个人的选择和生活方式设置终端。
一些具体的目标包括：
实现不同的支付模式支持电子商务体系的建立。
满足具有不同能力的移动终端的内容，能够使用统一的模式发布。
在所有媒体类型（如游戏、铃声和图片）的下载处理过程之间创建公共性部分。
实现自动能力协商和手动能力协商。
允许初始下载方案在属性和功能方面有扩展的能力。
创建一种简单、快速的实现和应用方案，便于缩短市场化时间。
基本体系结构逻辑上分为三个部分：
索引（内容）服务器、下载服务器和内容存储
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