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第三代移动通信系统

  • 简介:(毕业论文 字数:2969 页数:3)摘要:相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、TDMA等数字手机(2G),第三代手机是指将无线通信与互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话...
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(毕业论文 字数:2969 页数:3)摘要:相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、TDMA等数字手机(2G),第三代手机是指将无线通信与互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。为了提供这种服务,无线网络必须能够支持不同的数据传输速度,也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2M/s、384k/s以及144k/s的传输速度。CDMA被认为是第三代移动通信(3G)技术的首选,目前的标准有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。

关键词:3G,不同,概况,基本特点,关键技术

目录

1.初始同步与Rake多径分集接收技术。
2.高效信道编译码技术。
3.智能天线技术 。
4.多用户检测技术。
5.功率控制技术。

近几年来,通信已经成为一个飞速发展的产业。通信产业的这种发展趋势,既体现在几家主要公司的收入不断增长,又体现在新的更具竞争力的电信公司市场。在通信行业内部,移动通信又是其中发展最快的,没有其它哪个部分的发展速度能够与移动通信的发展速度相提并论。移动通信产业的用户数量猛增,而且这种增长达的趋势估计还将继续下去。和绝大多数技术所经历的发展道路一样,移动通信的发展也是一个不断推陈出新的演变过程(当然,也不排除偶然出现的跳跃式的重大进步)。
70年代,频率重用和小区切换技术的发明,使得移动通信系统得以大规模使用,此时的移动通信系统即为我们今天所谓的第一代移动通信系统(其典型代表为AMPS 、TACS等)。限于当时的技术条件,第一代移动通信多址通信方式均采用FDMA,话音调制为模拟调频,信令调制为FSK一类的简单数字调制技术。由于模拟调制的频谱利用率底,抗干扰性能差,因而系统容量有限,业务质量远逊于有线通信系统。各个国家空中接口均采用不同的标准,跨国漫游很难实现;同时也没有明确的网络结构和统一的接口标准,各个厂家自行其是,不同厂商的设备根本无法互连。
第二代移动通信系统出现于通信数字化的80年代末和90年代初,它基本采用了当时TDMA(GSM系统)或窄带CDMA(IS-95)技术,空中接口采用数字调制技术和先进的自适应均衡(TDMA)、RAKE接收技术(CDMA),从而使系统容量远高于第一代通信系统,业务质量与有线通信系统相当,业务种类上也从单一话音转变到可以提供话音、中低速数据业务。在接口规范的制定上充分考虑了国际漫游的需要,形成了统一的国际标准,同时也规定了明确的网络结构和系统接口标准,使不同厂商间的互连变得简单易行。
第三代移动通信系统是工作于2GHZ频段的宽带移动通信系统,它去别于第二代移动通信系统的主要特点可以简单概括为:全球无隙漫游;具有支持信息速率高达2MBIT/S的多媒体业务的能力,特别是支持INTERNET业务;便于过渡、演进;更高的频谱效率、更低的电磁辐射、更好的服务质量等。
第三代移动通信系统多址方式的主流为宽带CDMA技术,在空中接口和核心网上又几乎集中了当今通信与信息处理领域的所有最新技术。在核心网上使用了电信网络和计算机网络的最新技术——ATM和移动IP,实现了话音、电路交换数据的多媒体传输,是移动拥护可以方便灵活地接入到电信网和INTERNET;在终端和无线接入网上使用了信息处理领域最近几年发展的智能天线、多用户检测、YURBO编码、软件无线电等技术。这些新技术使用极大地增加了事态容量,改善了传输质量,降低了功耗和干扰,是第三代移动通信系统可以在复杂的传输线环境中提供比第二代移动通信系统更大的系统和更高的服务质量,同时,第三代通信系统又融入了先进的终端技术、多媒体传输技术、超大规模集成电路设计技术、嵌入式实时多任务软件技术、微波与电磁场技术等多种技术。
在未来的几年中,移动通信的发展方向将是第三代(3G)系统,现在对第三代移动通信系统的基本特征和关键技术作以下总结介绍。
第三代移动通信系统是建立在ITU IMT—2000建议基础上的工作在百忙之中2GHZ频段、最高速率可达2MBIT/S的宽带移动通信系统。其基本特征可以概括为:
1.全球普及和全球无缝漫游的系统:第二代移动系统一般为区域或国家标准,而第三代移动通信系统将是一个在全球范围内覆盖和使用的系统。它将使用共同的频段(WRC已给IMT-2000分配了1885~2025MHZ,2110~2200MHZ的工作频段,但目前的230MHZ频段只是IMT-2000计划频谱的一小部分,ITU即将完成扩展频谱的规划),全球统一标准。
2.具有支持多媒体(特别是Internet) 业务的能力:现有的移动通信系统主要以提供话音业务为主,随着发展一般也仅能提供100Kbit/s~200 Kbit/s的数据业务,GSM演进到最高阶段的速率能力为348Kbit/s。而第三代移动通信的业务能力将比第二代有明显的改进。它能支持从话音到分组数据到多媒体业务,能根据具体的业务需要,提供必要的带宽.ITU规定的第三代移动通信系统RTT技术必须满足以下三种环境的最低要求。
3.便于过渡,演进:由于第三代移动通信系统引入时,第二代网络具有相当规模,所以第三代的网络的基础上逐渐灵活演进而成,并应与固定网兼容。
4.高频谱效率。
5.高服务质量。
6.低成本。
7.高保密性。
第三代移动通信系统关键技术
1.初始同步与Rake多径分集接收技术。CDMA通信系统接收机的初始同步包括PN码同步,符号同步,帧同步和码同步等.cdma2000系统采用IS-95系统相类似的初始同步技术,即通过对导频信道的捕获建立PN码同步和符号同步,通过同步(Sync)道的接收建立 帧同步和挠码同步。
2.高效信道编译码技术
第三代移动通信的另外一项核心技术是信道编译码技术。在第三代移动通信系统主要提案中(包括WCDMA和cdma2000等),除采用与IS-95 CDMA系统相类似的卷积编码技术和交织技术之外,还建议采用Turbo编码级技术和RS-卷积级联码技术。
3.智能天线技术
从本质上来说,智能天线技术是雷达系统自适应天线阵在通信系统中的新应用。由于其体积及计算复杂性的限制,目前仅适应于在基站系统中的应用。智能天线包括两个重要组成部分,一是对来自移动台发射的多径电波方向进行到达角(DOA)估计,并进行空间滤波,抑制其它移动台的干扰;二是对基站发送信号进行波束形成,使基站发送信号能够沿着移动台电波的到达方向发送回移动台,从而降低发射功率,减少对其它移动台的干扰。智能天线技术用于TDD方式的CDMA系统是比较合适的,能够起到较大程度上抑制多用户干扰,从而提高系统容量的作用.其困难在于由于存在多径效应,每个天线均需一个Rake接收机,从而使基带处理单元复杂度明显提高。
4.多用户检测技术。
5.功率控制技术。

总结:
第三代通信系统体现了今后移动通信系统的发展趋势,即多种技术的相互融合与渗透。据我国3G用户发展预测的结果,未来几年3G系统设备及终端的市场规模进行估算,前三年投资规模分别为1141.8亿元、967.1亿元、 814.0亿元,后三年分别为961.5亿元、 1046.3亿元、 982.9亿元。 3G在我国投入运营5年左右的时间内将经过市场导入期和成长期,3G用户将达到1.98亿~2.66亿户,占总用户数的40%左右;6年内3G运营收入累计将达到1万亿元,3G系统设备市场累计将达到5900亿元,3G终端市场累计将达到4000亿元。3G业务实现将更加复杂化。除了业务能力以外,像应用提供商,服务提供商,都将会最终成为业务应用的发挥着非常重要的一个作用。它不是靠一个运营商来提供这种业务的,需要很多方面的共同努力。电信服务从基础通信业务走向了娱乐时代和通信时代。移动通信的前途是光明的,这一点勿庸置疑。

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