第三代移動(dòng)通信3g網(wǎng)絡(luò)建設(shè)技術(shù)探討文獻(xiàn)綜述

1、<p>　　第三代移動(dòng)通信（3G）網(wǎng)絡(luò)建設(shè)技術(shù)探討</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　截止到2005年底，中國(guó)移動(dòng)用戶已經(jīng)超過了3.9億，是全球最大網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商。伴隨著GSM在中國(guó)的發(fā)展和完善，目前，它已進(jìn)入產(chǎn)品生命周期的成熟階段，并開始暴露出其固有的局限性。</p><p>　　首先，中國(guó)GSM 9

2、00MHz網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容量日趨緊張，有些地區(qū)GSM 900MHz頻譜資源已基本用完。其次，GSM體系結(jié)構(gòu)不能提供分組數(shù)據(jù)服務(wù)，難以支持高速度數(shù)據(jù)應(yīng)用。人們對(duì)可視通話、視頻瀏覽、高速上網(wǎng)等語音之外的眾多數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的要求在不斷的增加，第二代移動(dòng)通信已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求。</p><p>　　雖然，3G時(shí)代還沒有到來，但是歐美和日韓等國(guó)家都已有較為成功的3G運(yùn)營(yíng)案例的出現(xiàn)。在我國(guó)，移動(dòng)通信已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)瓶頸狀態(tài)，從持續(xù)性發(fā)展

3、的角度來看，為確保網(wǎng)絡(luò)能力和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，我國(guó)啟動(dòng)3G已經(jīng)是勢(shì)在必行。</p><p>　　2 第三代移動(dòng)通信的發(fā)展情況</p><p>　　2.1 第三代移動(dòng)通信發(fā)展的背景</p><p>　　移動(dòng)通信在全球范圍內(nèi)迅猛發(fā)展，數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化已成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。截止到2005年底，我國(guó)移動(dòng)電話用戶已經(jīng)達(dá)到3.9億，每年新增用戶在5000萬左右，預(yù)計(jì)到2010年，我國(guó)移動(dòng)

4、用戶將達(dá)到7億左右。[1]不僅在總數(shù)上有了大幅度的增長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)質(zhì)量和功能的要求也提出了更高的要求，現(xiàn)行的GSM及GPRS等已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展需求。而頻譜利用率高、服務(wù)質(zhì)量好、能提供高速傳輸?shù)牡谌苿?dòng)通信（3G）成了人們的首選。</p><p>　　2.2第三代移動(dòng)通信發(fā)展的現(xiàn)狀</p><p>　　第三代移動(dòng)通信是當(dāng)前全球信息通信產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的熱點(diǎn)，也是各方面關(guān)注的焦點(diǎn)。近年來，信息

5、產(chǎn)業(yè)部也提出了“積極跟進(jìn)、先行試驗(yàn)、培育市場(chǎng)、支持發(fā)展”的指導(dǎo)原則，并組織了大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)試驗(yàn)，包括系統(tǒng)和設(shè)備功能及其互聯(lián)互通、兼容性、可操作性等內(nèi)容，為制定中國(guó)第三代移動(dòng)通信發(fā)展戰(zhàn)略和產(chǎn)業(yè)政策提供技術(shù)依據(jù)。</p><p>　　從產(chǎn)業(yè)的整個(gè)進(jìn)展來看，國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn) TD—SCDMA相關(guān)的系統(tǒng)設(shè)備、終端、芯片都有了很好的發(fā)展，尤其是通過近兩年快速的發(fā)展，從系統(tǒng)設(shè)備上來說，已經(jīng)形成了四套比較完整的TD—SCDMA的網(wǎng)絡(luò)

6、解決方案，主要是接入網(wǎng)和核心網(wǎng)的配套，并且已經(jīng)完成了全部的產(chǎn)品樣機(jī)的開發(fā)，已經(jīng)完成了專項(xiàng)的測(cè)試。</p><p>　　2.3第三代移動(dòng)通信發(fā)展的前景</p><p>　　3G業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)承載能力要求較高、能夠?yàn)橛脩籼峁┍憩F(xiàn)力更加豐富的音頻、視頻等多媒體內(nèi)容的業(yè)務(wù)。</p><p>　　在技術(shù)上，3G在不斷發(fā)展：無線接口技術(shù)向著更高的帶寬、更大的容量、更好的服務(wù)質(zhì)量(Q

7、oS)的目標(biāo)發(fā)展；核心網(wǎng)向全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方向發(fā)展。</p><p>　　3 第三代移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　第三代移動(dòng)通信的常見幾種標(biāo)準(zhǔn)：</p><p>　　CDMA2000協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)</p><p><b>　　WCDMA協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p>　　TD-SCDMA協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

8、</p><p>　　3.1 CDMA2000</p><p>　　作為第三代移動(dòng)通訊技術(shù)的一個(gè)主要代表的CDMA2000技術(shù)是從CDMAOne演進(jìn)而來的。由CDMAOne向3G演進(jìn)的途徑為：CDMAOne→(IS-95B→)CDMA2000 1x(3x)→CDMA2000 1xEV。[2]</p><p>　　CDMA2000 1X技術(shù)通過一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的（1x）CDM

9、A頻道能夠支持語音和數(shù)據(jù)服務(wù)，并具有許多比其他技術(shù)更為優(yōu)越的性能。CDMA2000 1X在無線接口性能上較IS-95系統(tǒng)有了很大的增強(qiáng)——可支持高速補(bǔ)充業(yè)務(wù)信道，單個(gè)信道的峰值速率可達(dá)3.7.2kbps。采用了前向快速功控，提高了前向信道的容量?？刹捎冒l(fā)射分集方式OTD或STS，提高了信道的抗衰落能力。提供反向?qū)ьl信道，使反向相干解調(diào)成為可能，反向增益較IS95提高3dB，反向容量提高1倍。[3]業(yè)務(wù)信道可采用比卷積碼更高效的Tubro

10、碼，使容量進(jìn)一步提高。引入了快速地呼信道，減少了移動(dòng)臺(tái)功耗，提高了移動(dòng)臺(tái)的待機(jī)時(shí)間。此外，新的接入方式減少了移動(dòng)臺(tái)接入過程中的干擾的影響，提高了接入成功率。CDMA2000 1X的無線IP網(wǎng)絡(luò)接口采用已應(yīng)用成熟的、開放的IETF協(xié)議，支持Simple IP和Mobile IP的Internet/Intranet的接入方式，實(shí)現(xiàn)了真正的Internet接入的移動(dòng)性。</p><p><b>　　3.2 W

11、CDMA</b></p><p>　　WCDMA主要起源于歐洲和日本的早期第三代無線研究活動(dòng)。WCDMA是開放無線接入技術(shù)，能夠提供高級(jí)移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)如音樂、電視和視頻等豐富的娛樂內(nèi)容和互聯(lián)網(wǎng)接入。對(duì)于運(yùn)營(yíng)商來說，WCDMA意味著容量擴(kuò)大、效率提高、和收入增長(zhǎng)，是其GSM運(yùn)營(yíng)的自然延伸和擴(kuò)展。它可支持384Kbps到2Mbps不等的數(shù)據(jù)傳輸速率，在高速移動(dòng)的狀態(tài)，可提供384Kbps的傳輸速率，在低速

12、或是室內(nèi)環(huán)境下，則可提供高達(dá)2Mbps的傳輸速率。而GSM系統(tǒng)目前只能傳送9.6Kbps，固定線路Modem也只是56Kbps的速率。[4]</p><p>　　此外，在同一些傳輸通道中，它還可以提供電路交換和分包交換的服務(wù)，因此，可以同時(shí)利用交換方式接聽電話，然后以分包交換方式訪問因特網(wǎng)，可以提高移動(dòng)電話的使用效率，使得使用者可以在同一時(shí)間不只能做語音接收，同時(shí)也可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?wù)。</p>

13、<p>　　3.3 TD-SCDMA</p><p>　　TD-SCDMA是由我國(guó)自主研制的第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。TD-SCDMA作為TDD模式，其上行和下行鏈路在同一頻點(diǎn)、不同的時(shí)隙（Timelot）進(jìn)行雙工通信，可以按上、下行鏈路所需的數(shù)據(jù)量動(dòng)態(tài)分配，這不僅僅適應(yīng)于對(duì)稱的如傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)，尤其適合于日益增長(zhǎng)的非對(duì)稱的實(shí)時(shí)、非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如多媒體、互聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)。動(dòng)態(tài)地按需分配時(shí)隙，可以使得頻譜資源得以

14、最大、最優(yōu)地利用。TD-SCDMA除了具備上述特點(diǎn)外，還采用了智能天線、上行同步、軟件無線電、聯(lián)合檢測(cè)等先進(jìn)的技術(shù)，保證TD-SCDMA有著其獨(dú)特的特色和優(yōu)點(diǎn)，有更高的頻譜利用效率和更低的成本。</p><p>　　同時(shí)，TD-SCDMA系統(tǒng)考慮到中國(guó)第二代網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)行情況，它的設(shè)計(jì)的一個(gè)重要思想就是建立在GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上逐步向第三代過渡，能夠有效利用原有網(wǎng)絡(luò)資源。此外，TD-SCDMA與IP也能夠很好地融合，因此

15、TD-SCDMA不僅能夠滿足第三代移動(dòng)通信的要求，而且為移動(dòng)通信核心網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步向IP架構(gòu)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。</p><p><b>　　4 網(wǎng)絡(luò)傳輸</b></p><p>　　3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以統(tǒng)一為兩個(gè)層次：接入網(wǎng)絡(luò)層(UTRAN)和核心網(wǎng)絡(luò)層(CN)。3G傳輸網(wǎng)主要承擔(dān)從UTRAN到CN的業(yè)務(wù)匯聚，以及CN中的業(yè)務(wù)傳送。在接入層，3G移動(dòng)通信系統(tǒng)將BT

16、S改造為B節(jié)點(diǎn)(NodeB)，將BSC改造為無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)，并且定義ATM為NodeB和RNC間的通信接口，3G傳輸網(wǎng)需提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理和匯聚能力；在核心層，3G將MSC改造成網(wǎng)關(guān)移動(dòng)交換中心(GMSC)，將GSN改造成服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(SGSN)和網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(GGSN)，3G傳輸網(wǎng)需提供RNC、MSC、GMSC、SGSN、GGSN間的高帶寬業(yè)務(wù)傳輸通道。[5]</p><p>　　

17、3G網(wǎng)絡(luò)骨干層的電路需求主要由干線/城域傳輸網(wǎng)承載，接口種類相對(duì)簡(jiǎn)單，而且目前各運(yùn)營(yíng)商所建干線網(wǎng)、城域網(wǎng)均采用了高容量的波分設(shè)備組網(wǎng)，因此3G網(wǎng)絡(luò)對(duì)干線、城域傳輸網(wǎng)影響不大，只需根據(jù)業(yè)務(wù)需求擴(kuò)容即可滿足需求。目前2G系統(tǒng)的傳輸接入層網(wǎng)絡(luò)主要承載基站到中心節(jié)點(diǎn)（BSC）的傳輸，每基站電路需求為1至2個(gè)E1，設(shè)備以SDH155/622M系統(tǒng)、PDH系統(tǒng)等為主。當(dāng)移動(dòng)網(wǎng)演進(jìn)到3G后接入層網(wǎng)絡(luò)將主要承載NodeB與RNC之間電路需求，采用基于A

18、TM的接口類型，承載的業(yè)務(wù)由原來的以話音為主變?yōu)橐詫拵?shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主，業(yè)務(wù)帶寬需求量大大增加，而且具有突發(fā)性的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將占據(jù)主導(dǎo)地位。由此可見，為滿足3G業(yè)務(wù)的傳輸需求，接入層傳輸網(wǎng)絡(luò)應(yīng)演進(jìn)成為具備支持ATM業(yè)務(wù)接入能力、能夠?qū)崿F(xiàn)帶寬共享和流量匯聚的大容量傳輸系統(tǒng)，現(xiàn)有接入層網(wǎng)絡(luò)需要進(jìn)行改造、擴(kuò)容，方可適應(yīng)3G網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)需求。由以上分析可以看出，面向3G的接入層傳輸網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)接口主要有兩種類型：E1IMA接口和STM-1ATM接口。&

19、lt;/p><p><b>　　5 總結(jié)</b></p><p>　　第三代移動(dòng)通信是當(dāng)前全球信息通信產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的熱點(diǎn)，也是各方面關(guān)注的焦點(diǎn)。數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化已成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì),3G網(wǎng)絡(luò)將為用戶提供表現(xiàn)力更加豐富的音頻、視頻等多媒體內(nèi)容的業(yè)務(wù)?，F(xiàn)在問題的關(guān)鍵便是3G網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的選取和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的規(guī)劃。</p><p>　　本文便是通過對(duì)第三代移動(dòng)通信的背

20、景、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)相關(guān)技術(shù)的分析，對(duì)3G的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃進(jìn)行探討。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]李世鶴.TD-SCDMA第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn).北京：人民郵電出版社，2003，11-12</p><p>　　[2]張平.WCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng).北京：人民郵電出版社，2004，114-116</

21、p><p>　　[3]韓斌杰.GSM原理及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004，96-98，210-230</p><p>　　[4]Harri Hloma Antti Toskala.WCDMA技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005，42-45，159-161，220-222</p><p>　　[5]竇中兆.CDMA無線通信網(wǎng)絡(luò)原理. 北京：清華大學(xué)

22、出版社，2004，95-96，235-240</p><p>　　[6]萬曉榆.CDMA移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化. 北京：人民郵電出版社，2003，132-134</p><p>　　[7]奧揚(yáng)佩雷.WCDMA：面向IP移動(dòng)因特網(wǎng). 北京：人民郵電出版社，2003，221-224</p><p>　　[8]張長(zhǎng)鋼.WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃原理與實(shí)踐. 北京：人民郵電出版社，2

23、005，51-56</p><p>　　[9]郭東亮.WCDMA規(guī)劃設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：人民郵電出版社，2005，115-118</p><p>　　[10]郭梯云.移動(dòng)通信（第三版）.西安：西安電子科技大學(xué)出版社</p><p>　　[11]李小文等.TD-SCDMA第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)、信令及實(shí)現(xiàn). 北京：人民郵電出版社，2003</p><p&

24、gt;　　[12]謝顯中.TD-SCDMA第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)與實(shí)現(xiàn). 北京：人民郵電出版社，2003</p><p>　　[13]啜鋼，王文博.移動(dòng)通信原理與應(yīng)用.北京：北京郵電大學(xué)出版社，2002</p><p>　　[14]Willenegger.S.CDMA2000Physical Layer :AN Overview,Journal of Communications and

25、Networks. 北京：清華大學(xué)出版社,2000</p><p>　　[15]Stevens, W.R. TCP/IP Illustrated Volume 1:The Protocols’Addison-Wesley Professional Computing Series. 北京：北京郵電大學(xué)出版社,1994 </p><p>　　[16]Vihriala,J.and H