毕业论文-第三代移动通讯系统的研究与应用

球最发达的移动市场上是领先的3G解决方案，如加拿大、日本、韩国和美国；全球106个国家有超过244家运营商在使用CDMA2000技术，包括中国、印度、尼日利亚和俄罗斯。据了解，截止到2010年底，有超过67%的CDMA2000运营商提供基于1xEVDO移动宽带服务；自1xEVDO版本A进行商业发布以来的三年内，有122家运营商使用了版本A，覆盖超过5亿的用户，使其成为历史上推广最快的无线技术。

根据CDG统计，截止到2009年第三季度末，CDMA2000的用户达到5.18亿；EVDO全球用户为1.42亿，其使用量以约27%的增长率在不断增长。同时，有27%的CDMA2000用户使用EVDO设备和服务；CDMA2000总共占有全球3G市场55%的市场份额。此外，CDG预测，CDMA2000将继续保持强劲的增长势头，到2014年用户数将累计达到7亿。据了解，根据来自124家制造商的超过2330件设备，CDMA2000可以提供众多可供选择的设备，包括智能手机、电视手机、笔记本、PC卡、USB接口调制解调器、无线路由器、CE设备、超低价手机和无线终端固定台。经济规模和竞争程度促使CDMA2000手机价格降低，达到了GSM手机的价位，然而它能够提供更多的功能和特点。同时，对于价格敏感的全球细分市场，有众多价位低于25美元的超低价CDMA2000手机可供选择。此外，WorldMode设备使CDMA2000运营商能够向其客户提供全球漫游，有超过200种设备可以同时在CDMA2000（包括CDMA450）、WiMAX、GSM/GPRS/EDGE和WCDMA/HSPA网络上运行。

随着中国市场的打开以及网络建设等工作的开展，这将对全球3G的发展产生巨大的推动作用，特别是对CDMA2000而言，在全球大多数运营商的发展逐步放缓的前提下，中国电信的强势加入显得至关重要。中国电信已于2009年上半年完成全国342个城市的CDMA网络的升级和扩容。中国电信所规划的两个阶段中，已完成近800亿的投资，其中第一阶段是2008年下半年进行的CDMA业务启动期，投资总额约279亿元，2008年下半年进行的CDMA招标属于第一阶段，2009年上半年全国342个城市的CDMA网络扩建、改建工作完成，并于下半年启动了更大规模的第二阶段的网络投资。

对于中国市场而言，3G的启动略晚与其他市场，但是从发展的角度看来，中国更晚进入3G时代使中国的电信市场可以更加成熟和完善，对3G发展的推动

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力度也更加巨大。特别是对于略显颓势的CDMA2000而言，“雪中送炭”将比“锦上添花”更显得意义重大。

之前，CDMA全球发展联盟以及高通公司的多位高层在接受采访时，都表示了对未来中国电信运营CDMA网络和CDMA2000网络非常强烈的支持与期待，在与中国电信合作方面也做出了积极的努力和尝试，由此可见，中国CDMA2000能否获得成功对于其全球的发展都有着至关重要的作用。

3 3G主流技术标准之WCDMA

3.1 WCDMA概述

WCDMA全称是Wideband Code Division Multiple Access,中文译名为“宽带码分多址”。这是基于G S M网发展出来的3 G技术规范,是欧洲提出的宽带C D M A技术,它与日本提出的宽带CD以技术基本相同,目前正在进一步融合。该标准提出了GSM(2G)一代;GPRS－EDGE－WCDMA(3 G)的演进策略。GPRS是General Packet Radio Service(通用分组无线业务)的简称,EDGE是Enhanced Datarate for GSM Evolution(增强数据速率的G S M演进)的简称,这两种技术被称为2.5代移动通信技术。目前中国移动正在采用这一方案向3G过渡,并已将原有的G S M网络升级为G P R S网络。

GSM的巨大成功对第三代系统在欧洲的标准化产生重大影响。欧洲于1988年开展RACEⅠ(欧洲先进通信技术的研究)程序,并一直延续到1992年6月,它代表了第三代无线研究活动的开始。1992-1995年之间欧洲开始了RACEⅡ程序。ACTS(先进通信技术和业务)建立于1995年底,为UMTS(通用移动通信系统)建立了FRAMES(未来无线宽带多址接入系统)方案。在这些早期研究中,对各种不同的接入技术包括TDMA、CDMA、OFDM等进行了实验和评估。为WCDMA奠定了技术基础。

WCDMA支持384Kbps到2Mbps不等的数据传输速率,在高速移动的状态,可提供384Kbps的传输速率,在低速或是室内环境下,则可提供高达2Mbps的传输速率。而GSM系统目前只能传送9.6Kbps,固定线路Modem也只是56Kbps的速率,由此可见WCDMA是无线的宽带通讯。

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此外,在同一些传输通道中,它还可以提供电路交换和分包交换的服务。因此,消费者可以同时利用交换方式接听电话,然后以分包交换方式访问因特网,这样的技术可以提高移动电话的使用效率,使得我们可以超越在同一时间只能做语音或数据传输的服务的限制。

在费用方面,WCDMA因为是借助分包交换的技术。所以,网络使用的费用不是以接入的时间计算,而是以消费者的数据传输量来定。 3.2 WCDMA的技术特点

WCDMA的发起者主要是欧洲和日本的标准化组织和厂商，WCDMA继承了第二代移动通信体制GSM标准化程度高和开放性好的特点，标准化进展顺利。WCDMA支持高速数据传输（慢速移动时384kbit/s，室内走动时2Mbit/s），支持可变速传输。其主要特点如下：

1)WCDMA的物理层采用DS-CDMA多址技术.将用户数据和利用CDMA扩频码片（chip）序列相乘，从而将用户信息扩展到较宽的带宽上（可以根据具体速率要求，选用不同的扩频因子）。

2)WCDMA支持FDD/他DD两种工作模式。其中FDD要求为上下行链路成对分配频谱，而TDD可以使用不对称频谱供上下行链路共享，因此从某种意义上说，TDD可以更节省地使用频谱资源。

3)WCDMA支持异步基站操作，网络侧对同步没有要求.因而易于完成室内和密集小区的覆盖。

4)WCDMA采用10ms帧长，码片速率为3.84Mc/是。其3.84Mc/s的码片速率要求上下行链路分别使用5MHz的载波带宽，实际载波间距离的要求根据干扰的不同在4.4MHz一5MHz之间变化.变化步长为20OkHz。对于人口密集地带可选用多个载波覆盖。其10ms帧长允许用户的数据速率可变.虽然在10ms内用户比特率不变，但10ms帧之间用户的数据容量可变。

5)WCDMA在上下行链路均利用导频相干检测，扩大了覆盖范围。WCDMA空中接口包括先进的CDMA接收机，它利用了多用户检测和自适应智能天线技术，这些手段可以较好地提高系统覆盖和容量。

6)WCDMA允许不同Qos要求的业务进行复用。

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7)WCDMA系统允许与GSM网络共存和协同工作，支持系统间的切换。 8)WCDMA在上行传输信号的包络中无同期性分量，故右避免音频干扰。

另外WCDMA 标准由第三代合作伙伴计划组织（3GPP）制订，目前有R99、R4、R5 三个版本完成定稿，正在进行R6版本的制订工作。每个版本都有独特的性质，其标准规划清晰，制定严谨。

1)成熟、稳定的R99。目前在全球已经安装和试开通的WCDMA 网络都是基于这个版本的。其最大的特征在于网络结构上继承了GSM／ GPRS 核心网结构。与GSM 不同的是在无线接入网部分引入了全新的无线接口WCDMA，并采用了分组化传输，更有利于实现高速移动数据业务的传输。在接口方面引入了基于ATM的Iub、Iur和Iu 接口，该版本功能在2000 年3 月份被确定，目前标准已相当完善。 2)支持先进核心网络的R4。R4 在核心网电路域部分针对R99 基于TDM 的电路核心网进行了很大改进，提出与承载无关的电路交换网络BICSCN 的概念。R4 电路域由MSCServer、GMSCServer、MGW 等实体组成，各实体之间提供标准化的接口；信令可使用IP 承载；语音分组化实现了网络带宽动态分配，并且对带宽要求有所下降。

3)全面IP 化的R5。R5 在接入网部分通过引入IP 技术实现端到端的全IP 化。这些技术包括HSDPA（高速下行分组接入，其峰值数据速率可高达10Mb/s，时延更小）和UE 定位增强功能（更多的支持定位业务的实现手段）。特别是在R5 阶段引入了IP 多媒体子系统（简称IMS），叠加在分组域网络之上，由CSCF（呼叫状态控制功能）、MGCF（媒体网关控制功能）、MRF（媒体资源功能）和HSS（归属签约用户服务器）等功能实体组成。R5 在业务方面除原有的CAMEL、OSA 之外，新支持SIPAS。

4)面向运营商新需求的R6。R6 完成时间尚未确定，目前计划的R6 主要特性包括：UTRAN 和CN 传输增强， 无线接口增强，IMSphase2，Presence，Push 业务，多媒体广播和多播MBMS，LCS、MMS、MeXE、紧急呼叫等增强，数字权限管理DRM，WLAN－UMTS互通，优先业务，通用用户信息GUP，网络共享，不同网络间的互通。

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