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论文3G技术的应用

学年论文

时间2011.1.10～2011.1.14

专业电子信息工程

班级信息083

学号200827173

姓名王兴林

摘要 

信息化是当今世界发展的重要主题，进入20世纪90年代以来，全球的信息化建设已经拉开了序幕，只有拥有信息资源开发和网络应用优势，才能掌握信息化建设的主动权。

信息化，尤其是信息基础设施的建设，已成为各国综合国力的象征。

作为信息业的主产业移动通信的发展自然成为重中之重。

第三代移动通信是当前全球信息通信产业领域的热点，也是各方面关注的焦点。

数字化和网络化已成为不可逆转的趋势,3G网络将为用户提供表现力更加丰富的音频、视频等多媒体内容的业务。

全文对3G技术的起源和发展历程作出了相应的介绍，并对通信技术的原理进行了阐述，面对全新的通信技术，给人们的生活带来了翻天覆地的改变，对当前的3G技术作出了全面的分析，预测未来的发展。

更加坚信未来的通信技术更加多样化，复杂化，为人们提供更多﹑更可靠的服务！

关键词：

WCDMA，CDMA2000，TD-SCDMA

前言

“3G”（英语3rd-generation）或“三代”是第三代移动通信技术的简称是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。

3G服务能够同时传送声音（通话）及数据信息（电子邮件、即时通信等）。

代表特征是提供高速数据业务。

相对第一代模拟制式手机（1G）和第二代GSM、CDMA等数字手机（2G），第三代手机（3G）一般地讲，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统,未来的3G必将与社区网站进行结合，WAP与web的结合是一种趋势，如时下流行的微博客网站：

大围脖、新浪微博等就已经将此应用加入进来。

3G与2G的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够在全球范围内更好地实现无线漫游，并处理图像、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，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。

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2Mbps（兆比特/每秒）、384kbps（千比特/每秒）以及144kbps的传输速度（此数值根据网络环境会发生变化）。

3G是第三代通信网络，目前国内支持国际电联确定三个无线接口标准，分别是中国电信的CDMA2000，中国联通的WCDMA，中国移动的TD-SCDMA，GSM设备采用的是时分多址，而CDMA使用码分扩频技术，先进功率和话音激活至少可提供大于3倍GSM网络容量，业界将CDMA技术作为3G的主流技术，国际电联确定三个无线接口标准，分别是美国CDMA2000，欧洲WCDMA，中国TD-SCDMA。

原中国联通的CDMA现在卖给中国电信，中国电信已经将CDMA升级到3G网络，3G主要特征是可提供移动宽带多媒体业务。

对3G技术的起源，发展历程进行深入的了解，才能使我们对3G有了更清晰的概念。

任何新的事物都需要对其过去和发展有所了解，才能全的分析，学习它的实现方法，原理才是最重要的。

3G使我们的生活更加的包罗万象，社会更加快速的发展，意味着一个新时代的到来……只有熟悉掌握它的过去和现状，才能对将来作出预测。

面对这门新新的通信技术，为我们大学生提供了很多的就业机会，该如何面对呢？

二、3G技术的起源与发展历程

2.13G的起源

1942年美国女演员‘海蒂.拉玛’和她的作曲家丈夫提出一个Spectrum（频谱）的技术概念，这个被称为“展布频谱技术”【也称码分扩频技术】的技术理论在此后带给了我们这个世界不可思议的变化，就是这个技术理论最终演变成我们今天的3G技术，展布频谱技术就是3G技术的根本基础原理。

海蒂.拉玛最初研究这个技术是为了帮助美国军方制造出能够对付纳粹德国的电波干扰或防窃听的军事通讯系统，因此这个技术最初的作用是用于军事。

二战结束后因为暂时失去了价值，美国军方封存了这项技术，但它的概念已使很多国家对此产生了兴趣，多国在60年代都对此技术展开了研究，但进展不大。

直到1985年，在美国的圣迭戈成立了一个名为’高通‘的小公司（现成为世界五百强），这个公司利用美国军方解禁的’展布频谱技术‘开发出一个被名为’CDMA‘的新通讯技术，就是这个CDMA技术直接导致了3G的诞生。

现在世界3G技术的3大标准.美国CDMA2000，欧洲WCDMA，中国TD-SCDMA，都是在CDMA的技术基础上开发出来的，CDMA就是3G的根本基础原理，而展布频谱技术就是CDMA的基础原理。

2.23G的发展历程

2000年5月，国际电信联盟正式公布第三代移动通信标准，我国提交的TD-SCDMA正式成为国际标准，与欧洲WCDMA、美国CDMA2000成为3G时代最主流的三大技术之一。

2008年5月24日，工业和信息化部、国家发改委、财政部联合发布《关于深化电信体制改革的通告》，鼓励中国电信收购中国联通（600050,股吧）CDMA网（包括资产和用户），中国联通与中国网通合并，中国网通的基础电信业务并入中国联通，中国铁通并入中国移动，国内电信运营商由6家变为3家。

2008年6月2日，中国联通向中国网通提出以协议安排方式对两家公司实施合并，每股中国网通股份将换取1.508股中国联通股份，每股中国网通美国存托股份换取3.016股中国联通美国存托股份。

同时，中国电信将以总价1100亿元收购联通CDMA网络。

2008年7月29日，中国电信集团宣布未来三年投资800亿元发展CDMA业务，并提出在三年内把CDMA用户数由目前约4300万增至1亿，届时在中国移动通信市场的占有率将达15%。

2008年10月15日，网通红筹公司在香港联交所和纽约证券交易所退市。

2008年8月，工信部发布《关于同意中国移动通信集团公司开展试商用工作的批复》，同意中国移动在全国建立TD网络并开展试商用。

2008年10月1日，中国电信开始与中国联通进行C网交割，并于60天内完成。

2008年10月15日，新联通公司正式成立，此次电信重组改革在资本市场层面的工作全部结束。

2008年12月22日，中国电信发布移动业务品牌"天翼"，189号段在部分省市投入试商用，全面转型为全业务运营。

2008年12月31日，国务院常务会议通过决议，同意启动3G牌照发放工作。

三、3G技术的原理和方法

3．1CDMA

CDMA是CodeDivisionMultipleAccess（码分多址）的缩写，是第三代移动通信系统的技术基础。

WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA都是以CDMA为基础演变而来的。

第一代移动通信系统采用频分多址（FDMA）的模拟调制方式，这种系统的主要缺点是频谱利用率低，信令干扰话音业务。

第二代移动通信系统主要采用时分多址（TDMA）的数字调制方式，提高了系统容量，并采用独立信道传送信令，使系统性能大大改善，但TDMA的系统容量仍然有限，越区切换性能仍不完善。

CDMA系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显示出巨大的发展潜力。

3．2WCDMA

W-CDMA（宽带码分多址）是一个ITU（国际电信联盟）标准，它是从码分多址（CDMA）演变来的，从官方看被认为是IMT-2000的直接扩展，与现在市场上通常提供的技术相比，它能够为移动和手提无线设备提供更高的数据速率。

WCDMA采用直接序列扩频码分多址（DS-CDMA）、频分双工（FDD）方式，码片速率为3.84Mcps，载波带宽为5MHz.基于Release99/Release4版本，可在5MHz的带宽内，提供最高384kbps的用户数据传输速率。

W-CDMA能够支持移动/手提设备之间的语音、图象、数据以及视频通信，速率可达2Mb/s（对于局域网而言）或者384Kb/s（对于宽带网而言）。

输入信号先被数字化，然后在一个较宽的频谱范围内以编码的扩频模式进行传输。

窄带CDMA使用的是200KHz宽度的载频，而W-CDMA使用的则是一个5MHz宽度的载频。

W-CDMA由ETSINTTDoCoMo作为无线介面为他们的3G网路FOMA开发。

后来NTTDocomo提交给ITU一个详细规范作为一个象IMT-2000一样作为一个候选的国际3G标准。

国际电信联盟（ITU）最终接受W-CDMA作为IMT-2000家族3G标准的一部分。

后来W-CDMA被选作UMTS的无线介面，作为继承GSM的3G技术或者方案。

误解尽管名字跟CDMA很相近，但是W-CDMA跟CDMA关系不大。

多大多小要看不同人的立足点。

在行动电话领域，术语CDMA可以代指码分多址扩频复用技术，也可以指美国高通（Qualcomm）开发的包括IS-95/CDMA1X和CDMA2000（IS-2000）的CDMA标准族。

3．3CDMA2000

CDMA2000是由窄带CDMA（CDMAIS95）技术发展而来的宽带CDMA技术，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。

它采用多载波（ds）方式，载波带宽为1.25mhz。

CDMA2000共分为两个阶段:

第一阶段将提供每秒144kbit/s的数据传送率，而当数据速度加快到每秒2mbit/s传送时，便是第二阶段。

到时，和W-CDMA一样支持移动多媒体服务，是cdma发展3g的最终目标。

CDMA2000和W-CDMA在原理上没有本质的区别，都起源于CDMA（is-95）系统技术。

但CDMA2000做到了对CDMA（is-95）系统的完全兼容，为技术的延续性带来了明显的好处:

成熟性和可靠性比较有保障，同时也使CDMA2000成为从第二代向第三代移动通信过渡最平滑的选择。

但是CDMA2000的多载传输方式比起W-CDMA的直扩模式相比，对频率资源有极大的浪费，而且它所处的频段与imt-2000规定的频段也产生了矛盾。

3.4TD-SCDMA

全称为TimeDivision-SynchronousCDMA（时分同步CDMA），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，但技术发明始于西门子公司，TD-SCDMA具有辐射低的特点，被誉为绿色3G。

TD-SCDMA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有独特优势。

TD-SCDMA由于采用时分双工，上行和下行信道特性基本一致，因此，基站根据接收信号估计上行和下行信道特性比较容易。

此外，TD-SCDMA使用智能天线技术有先天的优势，而智能天线技术的使用又引入了SDMA的优点，可以减少用户间干扰，从而提高频谱利用率。

TD-SCDMA还具有TDMA的优点，可以灵活设置上行和下行时隙的比例而调整上行和下行的数据速率的比例，特别适合因特网业务中上行数据少而下行数据多的场合。

但是这种上行下行转换点的可变性给同频组网增加了一定的复杂性。

TD-SCDMA是时分双工，不需要成对的频带。

因此，和另外两种频分双工的3G标准相比，在频率资源的划分上更加灵活。

四、3G技术的应用与社会影响

4.13G技术的应用

4.1.1视频通话

3G时代被谈论得最多的是手机的视频通话功能，这也是在国外最为流行的3G服务之一。

相信不少人都用过QQ、MSN或Skype的视频聊天功能，与远方的亲人、朋友“面对面”地聊天。

今后，依靠3G网络的高速数据传输，3G手机用户也可以“面谈”了。

当你用3G手机拨打视频电话时，不再是把手机放在耳边，而是面对手机，再戴上有线耳麦或蓝牙耳麦，你会在手机屏幕上看到对方影像，你自己也会被录制下来并传送给对方。

4.1.2手机购物

打电话、发短信、听音乐、看电影……如果你仍只是使用这些手机功能，那就有点落伍了。

发出一条短信就能支