簡介
第三代移動通信系統的概念最早於1985年由國際電信聯盟(International Telecommunication Union,ITU)提出,是首個以“全球標準”為目標的移動通信系統。在1992年的世界無線電大會上,為3G分配了2GHz附近約230MHz的頻帶。考慮到該系統的工作頻段在2000MHz,最高業務速率為2000kbit/s,而且將在2000年左右商用,於是ITU在1996年正式命名為IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000)。
3G系統最初的目標是在靜止環境、中低速移動環境、高速移動環境分別支持2Mbit/s、384kbit/s、144kbit/s的數據傳輸。其設計目標是旨在提供比2G更大的系統容量、更優良的通信質量,並使系統能提供更豐富多彩的業務。
第三代移動通信的基本特徵
(1)具有全球範圍設計的、與固定網路業務及用戶互連、無線接口的類型儘可能少和高度兼容性;
(2)具有與固定通信網路相比擬的高話音質量和高安全性;
(3)具有在本地採用2Mbit/s高速率接入和在廣域網採用384kbit/s接入速率的數據率分段使用功能;
(4)具有在2GHz左右的高效頻譜利用率,且能最大程度地利用有限頻寬;
(5)移動終端可連線地面網和衛星網,可移動使用和固定使用,可與衛星業務共存和互連;
(6)能夠處理包括國際網際網路和視頻會議、高數據率通信和非對稱數據傳輸的分組和電路交換業務;
(7)支持分層小區結構,也支持包括用戶向不同地點通信時瀏覽國際網際網路的多種同步連線;
(8)語音只占移動通信業務的一部分,大部分業務是非話數據和視頻信息;
(9)一個共用的基礎設施,可支持同一地方的多個公共的和專用的運營公司;
(10)手機體積小、重量輕,具有真正的全球漫遊能力;
(11)具有根據數據量、服務質量和使用時間為收費參數,而不是以距離為收費參數的新收費機制。
3G標準及演進
3G系統的三大主流標準分別是WCDMA(寬頻CDMA),cdma2000和TD-SCDMA(時分雙工同步CDMA)。這三種標準的基礎技術參數比較見表1。
表1 3G的三種技術指標
制式 | WCDMA | cdma2000 | TD-SCDMA |
採用國家和地區 | 歐洲、美國、中國、日本、韓國等 | 美國、韓國、中國等 | 中國 |
繼承基礎 | GSM | 窄帶CDMA(IS-95) | GSM |
雙工方式 | FDD | FDD | TDD |
同步方式 | 異步/同步 | 同步 | 同步 |
碼片速率 | 3.84 Mchip/s | 1.2288Mchip/s | 1.28 Mchip/s |
信號頻寬 | 2×5 MHz | 2×1.25 MHz | 1.6 MHz |
峰值速率 | 384 kbit/s | 153 kbit/s | 384 kbit/s |
核心網 | GSM MAP | ANSI-41 | GSM MAP |
標準化組織 | 3GPP | 3GPP2[1] | 3GPP |
從表1中可以看出,WCDMA和cdma2000屬於頻分雙工方式(FDD,Frequency Division Duplex)而TD-SCDMA屬於時分雙工方式(TDD,Time Division Duplex)。WCDMA和cdma2000是上下行獨享相應的頻寬,上下行之間需要頻率間隔以避免干擾;TD-SCDMA是上下行採用同一頻譜,上下行之間需要時間間隔以避免干擾。
從1G到3G,演進的過程可以由圖1簡略地描述。
圖1 從1G到3G的系統演進
在3G商用之後,3GPP/3GPP2針對高速數據套用進行了一系列的增強,例如,WCDMA/ TD-SCDMA的高速下行/上行分組接入HSDPA/HSUPA(High Speed Downlink/Uplink Packet Access)及其演進HSPA+,大大增強了3G系統提供數據的能力。