3G的基本知识1.docx
《3G的基本知识1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《3G的基本知识1.docx（46页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
3G的基本知识1
通信专业基础知识系列：
3G无线基本知识
第一课、无线技术相关术语解释
GSM/2G
GSM（全球移动通信：
GlobalSystemForMobileCommunication）是1992年欧洲标准化委员会统一推出的标准，它采用数字通信技术，统一的网络标准，使通信质量得以保证，并可以开发出更多的新业务供用户使用。
GSM移动通信网的传输速度为9.6K/s。
目前，全球的GSM移动用户已经超过5亿，覆盖了1/12的人口，GSM技术在世界数字移动电话领域所占的比例已经超过70%。
由于GSM相对模拟移动通讯技术是第二代移动通信技术，所以简称2G。
目前，我国拥有2.6亿GSM用户（数据截止5月底，中国移动GSM用户数量1.9亿，中国联通GSM用户数量0.7亿），中国移动成为世界第一大GSM运营网络。
GPRS
GPRS（通用无线分组业务：
GeneralPacketRadioService）是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的，广域的无线IP连接。
简单的说，GPRS是一项高速数据处理的技术，其方法是以“分组”的形式传送数据。
网络容量只在所需时分配，不要时就释放，这种发送方式称为统计复用。
目前，GPRS移动通信网的传输速度可达115k/s。
GPRS是在GSM基础上发展起来的技术，是介于第二代数字通信和第三代分组型移动业务之间的一种技术，所以通常称为2.5G。
但是目前中国移动所部署的GPRS网络，根据有关部门测试，目前GPRS的下行平均速率大约是20Kbps，上行平均速率还不到5Kbps，远低于其理论值。
WAP
WAP（无线应用协议：
WirelessApplicationProtocol）是移动通信与互联网结合的第一阶段性产物。
这项技术让使用者可以用手机之类的无线装置上网，透过小型屏幕遨游在各个网站之间。
而这些网站也必须以WML（无线标记语言）编写，相当于国际互联网上的HTML（超文件标记语言）。
打个比喻，GPRS和GSM都是马路，而WAP是在马路上的汽车。
中国移动开通GPRS之后，WAP就行驶在GSM和GPRS两条马路上，而行驶在GPRS的马路上可以提高数据传输速度。
因此，现有WAP上的内容一样可以通过GPRS进行浏览和应用。
WAP是2.5G的协议。
2.5G
其它2.5G技术。
2.5G移动通信技术是从2G迈向3G的衔接性技术，目前出现的2.5G衔接技术还包括：
HSCSD、EDGE、EPOC等。
HSCSD（高速电路交换数据服务：
HighSpeedCircuitSwitchedData）是GSM网络的升级版本，能够透过多重时分同时进行传输，而不是只有单一时分而已，因此能够将传输速度大幅提升到平常的二至三倍。
目前新加坡M1与新加坡电讯的移动电话都采用HSCSD系统，其传输速度能够达到57.6kbps。
EDGE（全球增强型数据提升率：
EnhancedDataratesforGlobalEvolution）完全以目前的GSM标准为架构，不但能够将GPRS的功能发挥到极限，还可以透过目前的无线网络提供宽频多媒体的服务。
EDGE是一种基于GSM/GPRS网络的数据增强型移动通信技术，通常又被人们称为2.75代技术，GSM运营商可以在现有频谱范围内进一步的演进实现。
EDGE的理论上移动传输速度可以达到384kbps，静止传输速度可以达到2Mbps（实际速率在80～130kbps）。
可以应用在诸如无线多媒体、电子邮件、网络信息娱乐以及电视会议上。
3G
3G是3rdGeneration的缩写，指第三代移动通信技术。
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。
一个重要的提示：
在《什么是宽带和宽带网》一文中，曾经提到了宽/窄带的分水岭数据问题（骨干网传输速率在2.5Gbyte以上、接入网传输速率达到1Mbyte的网络定义为宽带），所以显然所有2G和2.5G的产品和技术都不是宽带技术，而能称得上宽带技术的只有3G及其后续技术。
据说现在是有人要跳过3G，直接研究4G，不过具体的细节就不知道了。
CDMA
CDMA（码分多址：
Code-DivisionMultipleAccess）是数字移动通信进程中出现的一种先进的无线扩频通信技术，它能够满足市场对移动通信容量和品质的高要求，具有频谱利用率高、话音质量好、保密性强、掉话率低、电磁辐射小、容量大、覆覆盖广等特点，可以大量减少投资和降低运营成本。
CDMA最早由美国高通公司推出，近几年由于技术和市场等多种因素作用得以迅速发展，截止2003年底根据CDMA发展组织（CDG）（www.cdg.org）宣布全球CDMA用户总量已突破1.88亿（包含CDMAOne和CDMA2000）。
3G的标准
国际电信联盟（ITU）在2000年5月确定W-CDMA、CDMA2000和TDS-CDMA三大主流无线接口标准，写入3G技术指导性文件《2000年国际移动通讯计划》（简称IMT-2000）。
W-CDMA：
即WidebandCDMA，也称为CDMADirectSpread，意为宽频分码多重存取，其支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商，日本公司也或多或少参与其中，包括欧美的爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电，以及日本的NTT、富士通、夏普等厂商。
这套系统能够架设在现有的GSM网络上，对于系统提供商而言可以较轻易地过渡，而GSM系统相当普及的亚洲对这套新技术的接受度预料会相当高。
因此W-CDMA具有先天的市场优势。
CDMA2000：
CDMA2000也称为CDMAMulti-Carrier，由美国高通北美公司为主导提出，摩托罗拉、Lucent和后来加入的韩国三星都有参与，韩国现在成为该标准的主导者。
这套系统是从窄频CDMAOne数字标准衍生出来的，可以从原有的CDMAOne结构直接升级到3G，建设成本低廉。
但目前使用CDMA的地区只有日、韩和北美，所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。
不过CDMA2000的研发技术却是目前各标准中进度最快的，许多3G手机已经率先面世。
TD-SCDMA：
该标准是由中国大陆独自制定的3G标准，1999年6月29日，中国原邮电部电信科学技术研究院（大唐电信）向ITU提出。
该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中，在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。
另外，由于中国内的庞大的市场，该标准受到各大主要电信设备厂商的重视，全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TD-SCDMA标准。
第二课、3G与光通信
3G究竟能给光通信带来什么？
我们觉得这要分四个方面进行讨论：
1、3G对传统的光网络技术有什么挑战？
2、3G对光网络的带宽需求究竟有多大？
3、3G下什么样的产品或是厂商能够更好的生存？
4、运营商在3G下的光网络策略是如何的？
在更进一步讨论3G之前，我们先来了解一下3G。
大家都知道3G的三个标准WCDMA、TD－SCDMA、CDMA2000。
由于联通已经采用了CDMA2000，而大唐的TD-SCDMA一直都处于变化当中，因此现在人们口中的3G更多的是指WCDMA。
WCDMA目前有R99、R4、R5、R6四个标准。
其中R99和R4较为成熟，而且厂家也有较多产品。
作为全IP的R5和R6，由于标准一直在更改之中，未有定论。
下图为基于R99的WCDMA网络结构：
较为专业的说法是把3G分为无线网和核心网。
RAN和空中无线部分称为无线网，CN是指核心网。
作为任何业务网络基础的光网络，在3G中扮演的角色是对3G业务的承载。
对于NodeB到RNC的传输、RNC到核心网的传输都需要光网络的参与，而核心网之间的交互也是光网络的任务。
下面我们就四个问题进行讨论：
1、3G对传统的光网络技术有什么挑战？
从目前的光网络上看，SDH无疑是最主流的技术。
在2G时代，SDH对TDM业务的适配是非常成功的。
而在3G时代，由于各Iu接口采用了ATM协议，意味着我们的光网络必须支持ATM技术。
有人会问，是不是这意味着ATM的复兴呢？
回答是否定的。
我们利用ATM技术并不代表着我们要用ATM组网，也就是说，我们可以在SDH基础上对ATM业务进行支持，这就是MSTP带给我们的好处。
2、3G对光网络的带宽需求究竟有多大？
这是个很头痛的问题。
如果真正达到3G定义的在静态环境上有2M的速率，那么一个基站的扇区带不了几个用户，即便是步行速率的384K，数量也很有限。
由此可见，我们在3G建设的初期，就按照3G的定义来估算我们的带宽需求，那将是一个不可估量的数字。
从目前的情况看，必须对数据业务进行限数，即对各种高速率的数据用户进行数量限制，而对速率为12.2K的语音用户进行大幅度的支持。
3、3G下什么样的产品或是厂商能够更好的生存？
有网友在论坛上问我，光通信厂商如何在3G下更好的生存？
这个问题基本已超出了技术范围，我说我只能瞎说两句。
首先，我觉得3G对光网络产品有很大的挑战。
我看到，很多厂家的3G无线设备上集成了STM-1光口，有的甚至能在明年推出1＋1备份的光口做MSP。
假如有一天，在RAN上我看不到一端光端机，我也不会惊讶。
而且，AAL2交换技术作为ATM业务汇聚的一种新技术，本身已经超过了MSTP提供的基于VPI/VCI的交换，这样意味着NodeB有可能比MSTP更具竞争力。
4、运营商在3G下的光网络策略是如何的？
对于老牌的电信/网通而言，由于光网络一直遵从的是本地固定电话汇接网的结构，不仅网络结构上不符合3G的业务形式，而且目前网络中富余资源太少，很难利用。
这就意味着，至少在C3层面上，我们需要一个全新的“传输B平面”，也就是说，需要重新建立一个符合3G业务特征，为3G预留容量的光网络。
而对于联通/移动而言，由于它们已经在CDMA和GSM上积累了丰富的运营经验，而且它们的光网络和无线网络挂钩密切，因此应该考虑以利旧和扩容为主要思路。
尤其它们的光网络建立较晚，MSTP产品占大多数，在升级的条件下可以更好的支持ATM业务。
3G的热潮从2000年开始已经很久了，但直到最近才真正有所动静，光纤在线希望这一次3G不再是海市蜃楼的虚幻，它能带着光通信一起飞跃到光明的彼岸。
第三课3G、WLAN、Bluetooth三者关系之分析
一、背景
由于目前日本3G－FOMA商用情况和欧洲进行的3G试验并未取得人们预想的结果，导致各国运营商3G计划都进一步推迟；集团公司日前也将WLAN（无线局域网）和2.5G的GPRS相互整合提上议事日程，以加强无线上网的宽带化和适用性，填补3G推迟所带来的部分市场和技术空间；与此同时电信和网通也借助WLAN介入无线数据领域，并尝试用宽带、无线、数据等概念来混扰用户对3G、WLAN、Bluetooth三者的关系。
在此背景下，可能会有人提出3G会受到2.5G与WLAN的联合夹击？
而Bluetooth在这种关系中又处于何种地位？
这三种技术彼此之间有什么关系？
本文将从技术属性、支持环境等方面加以解释分析。
二、概述
3G、WLAN、Bluetooth这三种技术本质上是互补性的，尽管它们可能在边缘上是竞争的。
下表是由三种技术之间大致的关系：
可以看到这三种技术存在着某些关联，但差异也是相当明显的。
WLAN目前得到广泛应用的技术是802.11家族，它是IEEE在1997年发表的第一个无线局域网标准，而现在媒体屡屡提到的802.11b是1999年9月被批准，它也被称为Wi-Fi（听起来有点像音乐发烧友说的Hi-Fi）,可支持11Mbps的共享接入速率；与此相似的是802.11a技术，它采用了5GHz的频段，其速率高达54Mbps，分频采用OFDM（正交频分复用）技术，但无障碍的接入距离降到30－50米；去年新出现的一个候选标准802.11g其实是一种混合标准，即能适应802.11b标准，又符合802.11a标准，它比802.11b速率快5倍，并和802.11b兼容。
蓝牙技术是以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备的通信环境内建立一个特别连接的开放性全球规范，工作在2.4GHz频段，目前可支持1Mbps的数据速率，支持数据与语音业务，目前可实现无障碍的接入距离在10米左右（发射功率为4dBm时）。
蓝牙技术研究小组SIG在2001年年初已出台蓝牙1.1标准（信道数据传输速率为1Mbps），2001年年底又出台了蓝牙标准2.0版（信道数据传输速率为2Mbps）。
由于蓝牙与802.11b都工作在2.4GHz频段上，相互之间存在干扰，文献数据表明，使用DSSS直序扩频的802.11b其发射功率为20dBm时，将使蓝牙数据包的丢失率达到13.46%，因此去年4月IEEE的PAN（PersonalAreaNetwork）工作组提出一项议案，可使Bluetooth和802.11b同时工作，避免相互干扰。
3G最早在1985年国际电讯联盟提出，当时考虑到该系统可能在2000年左右进入市场，工作频段在2000MHz，且最高业务速率为2000Kbps，故在1996年正式更名为IMT-2000（InternationalMobileTelecommunication-2000）。
3G是一种能提供多种类型、高质量多媒体业务的全球漫游移动通信网络，能实现静止2Mbps传输速度，中低速384Kbps，高速144Kbps速率的通信网；但由于各国、各厂商的利益差异，产生目前三大主流技术标准WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA，而焦点集中在WCDMA（3GPP）和CDMA2000（3GPP2）上，随着3GPP和3GPP2的标准化工作逐渐深入和趋向稳定，ITU又将目光投向能提供更高无线传输速率和统一灵活的全IP网络平台的下下代移动通信标准，称为Beyond3G。
三、迥异的技术属性
下图是三种技术的移动性和相应带宽之间的比较图：
WLAN提供了高带宽，但却是在有限的覆盖区域内（建筑物内以及户外的短距离）。
根据大多数业界估计，即使1000个WLAN也不能在一个城域上提供足够的覆盖。
与此相比，3G网络支持跨广域网络的移动性，但是数据吞吐速度明显低于WLAN。
由于3G与WLAN在覆盖区域和带宽上具有不同优势和局限性，因此这两种技术支持不同的应用并满足不同的需要。
在这种程度上，它们没有相互构成竞争威胁，而是相互补充。
由于3G、无线局域网和蓝牙网络在技术属性上不同，因此在它们所支持的功能和应用上也不同。
（1） 3G支持移动性，WLAN无线局域网支持便携性
3G网络是建立在蜂窝架构上的，最适于支持移动环境中的数据服务。
蜂窝架构支持不同蜂窝之间的信号切换，从而向用户提供了全网络覆盖的移动性，这种移动性常常通过不同网络运营商之间的漫游协议进行扩展。
当然，可供移动用户使用的带宽是有限的。
WLAN无线局域网提供了大量的带宽，但是它覆盖区域有限（室内最多100米）。
它所支持的应用经常通过像笔记本电脑这类便携式以数据为中心的设备访问，而非通过以电话为中心的设备进行访问。
PDA和类似的小型设备也开始配置具有WLAN连接性，不过这一过程还处在幼年期。
蓝牙网络只适于距离非常短的应用，很多情况下它们仅仅被用做线缆的替代物。
（2）3G支持语音和数据，WLAN无线局域网主要支持数据
语音和数据信号在许多重要的方面不同：
语音信号可以错误但不能容忍时延；数据信号能够允许时延但不能容忍错误。
因此，为数据而优化的网络不适合于传送语音信号。
反之，为语音而优化的网络也不适于数据信号。
WLAN主要用于支持数据信号，与此形成对比的是，3G网络被设计用于同时支持语音和数据信号。
虽然WLAN正在向集成电话功能发展，但是其目前的结构中缺少支持像语音、多媒体和内容这类更高水平应用所要求的必需架构：
例如，适应服务质量、可伸缩性和计费机制要求的架构。
现在有少数国家大型电信运营商提供了WLAN无线局域网服务（如上海电信的“天翼通”WLAN业务），尽管目前它们在漫游、覆盖以及计费整合上仍不成熟。
四、容量、干扰和主导力量
大家都知道WLAN可以提供比3G网络大得多的带宽。
虽然这种假设是正确的，但是大家同时要注意到WLAN是一种共享频带的技术。
在共享频带技术中，可用的频带带宽被用户瓜分。
换句话说，无线局域网可以提供11Mbps带宽容量的事实并不意味着10个用户同时都使用11Mbps容量。
虽然3G网络也受到容量的限制，但分组交换的蜂窝技术使它们可以以高容量支持更多数量的用户。
并且由于WLAN在无需许可的频带上运行，因此它们也更易受到其他运行在同一频带的技术（如蓝牙）的干扰。
同时，主导力量的不同也导致技术的不同发展方向。
WLAN是由数据通信而非电信厂商领导的。
这里的领导者是传统企业网络公司，如Cisco、3Com、IBM、D-Link及其他公司。
无线局域网厂商以自己的LAN经验（像便携性）来定义移动性。
因此，它们的定义与3G移动基础设施设备厂商使用的定义不同。
许多WLAN公司仅关注提供“传输线路”而对这些线路中传输的东西没有太多的兴趣。
另一方面，3G基础设施厂商（如Alcatel、Ericsson、Lucent、Nokia、Nortel、Motorola、Samsung和Siemens）来自传统的电信世界。
它们的关注点是移动性，它们寻求利用可以为电信网络运营商生成更大收入流的移动数据服务来增强移动语音服务。
移动性管理向人们提出了严肃的挑战，但它也代表着巨大的收入机会。
在移动环境中，电话号码一般属于一个人而不是一个地方，因此，网络知道你是谁，并且知道你在哪里以及你何时在哪里。
这就使将来可以转换成巨大收益的个性化信息服务成为可能。
就蓝牙来说，Nokia和Ericsson等厂商寻求蓝牙技术只是为向它们的设备添加功能性，它们不一定将蓝牙视为另一个纯无线局域网标准。
五、供应渠道和业务模型
WLAN和蓝牙的供应渠道与3G通信系统的供应渠道有着显著的不同。
大多数无线局域网和蓝牙设备厂商利用OEM关系简化销售和分销过程。
也许是由于它们认为自己仅仅提供无线连接性，因此WLAN和蓝牙厂商不会专门参与服务的实际提供。
特别是蓝牙本身在支持移动服务上不够安全或不够强壮，只是芯片上的技术，只能以OEM方式在蓝牙厂商和具体设备制造商之间传递。
但与此同时，由于此类移动数据服务的新兴世界仍没有很好地得到定义:
在这个世界中，大家还不清楚怎样的服务类型或提供这些服务相关的业务模型能够成功，因此设备厂商（特别是3G厂商）正在积极探索不同的服务提供模式，使自己可以有效地向移动运营商推销网络解决方案和设备。
而各电信运营商也同样都处在同一起跑线上，为将来的服务内容和业务模型苦苦思索。
但比较明显的是，WLAN和3G业务模型有一样重要区别:
提供WLAN服务的业务提供商（可能是大的电信运营商，也可能只是普通的ISP）只会向用户提供基础设施，用户必须购买或租用WLAN接入设备，来接入到无线局域网中；相比之下，3G运营商很有可能为用户提供3G终端的价格补贴，以便吸引用户加入到自己的3G网络中。
不过若能很好的处理好WLAN和3G或2.5G在业务技术层次上融合，如在WLAN环境中使用基于GSM/GPRSSIM卡认证技术，也可以使电信运营商更好的建立自己独有的业务模型，以充分利用原有的计费系统和客户关系。
综上所述，我们可以认为3G、WLAN和蓝牙技术属性截然不同，是相互补充的，虽然在边缘部分存在着相互竞争。
第四课、第三代移动通信主流技术标准比较
近几年，全球移动通信迅速发展，发达国家的移动电话普及率已经达到70％以上，有的地区甚至接近100％。
在我国截止到2003年7月底，移动用户数量已经达到2.4亿，且仍然具有良好的发展势头。
由于频率资源的紧张和对更多业务的需要，2G网络已经不能满足需要，3G是发展的必然趋势。
ITU针对3G规定了五种陆地无线技术，其中WCDMA、CDMA2000和TD－SCDMA是三种主流技术。
在三种技术中，WCDMA和CDMA2000采用频分双工（FDD）方式，需要成对的频率规划。
WCDMA即宽带CDMA技术，其扩频码速率为3.84Mchip/s，载波带宽为5MHz，而CDMA2000的扩频码速率为1.2288Mchip/s，载波带宽为1.25MHz；另外，WCDMA的基站间同步是可选的，而CDMA2000的基站间同步是必需的，因此需要全球定位系统（GPS），以上两点是WCDMA和CDMA2000最主要的区别。
除此以外，在其它关键技术方面，例如功率控制、软切换、扩频码以及所采用分集技术等都是基本相同的，只有很小的差别。
TD－SCDMA采用时分双工（TDD）、TDMA/CDMA多址方式工作，扩频码速率为1.28Mchip/s，载波带宽为1.6MHz，其基站间必须同步，与其他两种技术相比采用了智能天线、联合检测、上行同步及动态信道分配、接力切换等技术，具有频谱使用灵活、频谱利用率高等特点，适合非对称数据业务。
在我国，2G运营商只有两家，竞争还不充分，因此还将引入新的移动运营商，如果新移动运营商选择建设3G网络，就要考虑标准的稳定性、系统性能、设备成熟性、漫游能力、业务提供能力以及知识产权等方面的因素，下面就这几个方面对WCDMA、CDMA2000和TD－SCDMA进行比较分析。
标准稳定性
WCDMA标准由3GPP组织制订，目前已经有四个版本，即R99、R4、R5和R6，其中R99版本已经稳定，目前处于完善过程中。
它的主要特点是无线接入网采用WCDMA技术，核心网分为电路域和分组域，分别支持话音业务和数据业务，并提出了开放业务接入（OSA）的概念，目前的设备多基于R99版本，最高下行速率可以达到384kbit/s。
R4版本是向全分组化演进的过渡版本，与R99比较其主要变化在电路域引入了软交换的概念，将控制和承载分离，话音通过分组域传递，另外，R4中也提出了信令的分组化方案，包括基于ATM和IP的两种可选形式。
R5和R6是全分组化的网络，在R5中提出了高速下行分组接入（HSDPA）的方案，可以使最高下行速率达到10Mbit/s，目前标准仍在制订中。
CDMA2000标准由3GPP2组织制订，版本包括Release0、ReleaseA、EV－DO和EV－DV，Release0的主要特点是沿用基于ANSI－41D的核心网，在无线接入网和核心网增加支持分组业务的网络实体，此版本已经稳定。
联通即将开通的CDMA二期工程采用的就是这个版本，单载波最高上下行速率可以达到153.6kbit/s。
ReleaseA是Release0的加强，单载波最高速率可以达到307.2kbit/s，并且支持话音业务和分组业务的并发。
EV－DO采用单独的载波支持数据业务，可以在1.25MHz标准载波中支持平均速率为600kbit/s、峰值速率为2.4Mbit/s的高速数据业务，到EV－DV阶段，可在一个1.25MHz的标准载波中，同时提供语音和高速分组数据业务，最高速率可达3.1M
升级会员 