3G发展和演进介绍 各位领导、专家下午好： 下面是华为公司的汇报，汇报题目是：

沈杰 华为技术有限公司 移动产品行销 WCDMA产品拓展部 Mobile : 13602652820 e-mail : shenjiehw@huawei.com

3G发展与演进介绍 3G发展概述 3G频谱分配 3G业务应用

3G发展概述 第三代移动通信的提出 IMT-2000是第三代移动通信系统（3G）的统称 第三代移动通信系统最早由国际电信联盟（ITU）1985年提 出，考虑到该系统将于2000年左右进入商用市场，工作的频段在2000MHz，且最高业务速率为2000Kbps，故于1996年正式更名为IMT-2000（International Mobile Telecommunication-2000） 第三代移动通信系统是一种能提供多种类型、高质量多媒体业务，能实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能力，与固定网络相兼容，并以小型便携式终端在任何时候、任何地点进行任何种类通信的通信系统 3G是3 Generation的缩写，全称第三代移动通信系统，最早由ITU于1985年提出，当时称为未来公众陆地移动通信系统（FPLMTS，Future Public Land Mobile Telecommunication System），1996年更名为IMT-2000（International Mobile Telecommunication-2000，国际移动通信-2000），意即该系统工作在2000MHz频段，最高业务速率可达2000kbps，预期在2000年左右得到商用。主要体制有WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA。 第三代移动通信系统是历经第一代、第二代移动通信系统发展而来。 第一代模拟移动通信技术诞生在20世纪40年代，美国底特律警察使用车载无线电系统进行联络，主要采用大区制模拟技术。到了20世纪70年代中期，贝尔实验室提出了蜂窝通信的概念，移动通信开始广泛应用。 模拟蜂窝移动通信系统主要有三种制式：TACS（ETACS）、AMPS、NMT450／900。第一代模拟蜂窝网络系统安全保密性差，数据承载业务难以开展，容量已无法适应市场快速发展需求，因此模拟蜂窝系统已逐渐被数字蜂窝移动通信所取代。 80年代中期，欧洲首先推出GSM数字通信网系统。随后，美国（ADC）、日本（JDC）也制定了各自的数字通信体系。数字通信系统频谱效率高、容量大、业务种类多、保密性好、话音质量好、网络管理能力强等，使得数字通信网得到迅猛发展。第二代移动系统包括GSM、cdma（IS-95）、D-AMPS、PDC,特别是GSM系统，体制开放、技术成熟、应用广泛，成为陆地公用移动通信的主要系统。

3G的驱动力 第三代的主动权受到下面四个支配力量的驱使... 国际移动通信IMT-2000进程（85年启动） 日益增长的无线业务需求：许多系统如D-AMPS，GSM，PDC，PHS已经超出容量 希望更高质量的语音业务 希望在无线网络中引入高速数据和多媒体业务 基本十年一代的移动通讯发展速度 第二代数字蜂窝移动通信系统的典型代表是美国的DAMPS系统、IS-95和欧洲的GSM系统。 PDC: Personal Digital Cellular 日本的第二代系统

3G标准化进程 1985：FPLMTS，1996更名为IMT-2000 1992：WRC92大会分配频谱230MHz 1999.3：完成IMT-2000 RTT关键参数 1999.11：完成IMT-2000 RTT技术规范 2000：完成IMT2000全部网络标准 第三代移动通信系统最早由国际电信联盟（ITU） 于1985年提出，当时称为未来公众陆地移动通信系统（FPLMTS，Future Public Land Mobile Telecommunication System），1996年更名为IMT-2000（International Mobile Telecommunication-2000，国际移动通信-2000）。 RTT：无线传输技术 对于3G，ITU的目标是：建立ITM-2000系统家族，求同存异，实现不同3G系统上的全球漫游。

标准化组织 3GPP DECT OHG 3GPP2 Satellites UWCC 3G.IP CATT IMT-DS IMT-TC (UTRA-TDDHCR) IMT-FC IMT-TC (UTRA-TDDLCR) IMT-2000 Recommendations 3GPP2 IMT-MC IMT-SC SRAN All-IP Satellites IMT-2000的网络采用了“家族概念”， ITU无法制定详细协议规范，3G的标准化工作实际上是由3GPP（3th Generation Partner Project，第三代伙伴关系计划）和3GPP2两个标准化组织来推动和实施的。 3GPP成立于1998年12月，由欧洲的ETSI、日本ARIB、韩国TTA和美国的T1、中国的CWTS（中国无线通信标准研究组）等组成。采用欧洲和日本的WCDMA技术，构筑新的无线接入网络，在核心交换侧则在现有的GSM移动交换网络基础上平滑演进，提供更加多样化的业务。UTRA（Universal Tetrestrial Radio Access）为无线接口的标准。 1999年的1月，3GPP2也正式成立，由美国的TIA、日本ARIB、韩国TTA、中国的CWTS（中国无线通信标准研究组）等组成等组成。无线接入技术采用cdma2000和UWC-136为标准，cdma2000这一技术在很大程度上采用了高通公司的专利。核心网采用ANSI/IS-41。 我司是3GPP、3GPP2的 独立成员。 UWCC 3G.IP OHG = operators Harmonization Group UWCC = Universal Wireless Communications Consortium CATT＝China Academy of Telecommunications Technology DECT=Digital Enhanced Cordless Telephone

3G标准化组织

主要的CDMA 3G提案 区域标准组织(RSO) 无线传输技术(RTT) U.S. TIA(TR 45.5) cdma2000 T1 W-CDMA Korea TTA TTA1(~cdma2000) TTA2(~W-CDMA) Japan ARIB Europe ETSI(SMG 2) China CWTS TD-SCDMA CWTS：中国无线通信标准研究组 Without regard to market viability, we can see five stable G3G modes, each serving a unique set of needs. Some will enjoy much more success then others, and all of them will protect their legacy investments. The most successful systems will be those that are most adaptable to multimedia applications, particularly those unknown today. The GPRS path is actually a realistic G3G alternative for the unusual North American situation, but only in the context of present TDMA deployments and CDMA competition. 3GPP和3GPP2制定的演进策略总体上都是渐进式的： 保证现有投资和运营商利益 有利于现有技术的平滑过渡 从发展的角度说，由现有的第二代移动通信系统向IMT-2000演进的过程是一个至关重要的问题。它关系到现有网的再使用（另建新网络不应是最佳方案）和多种第二代数字网络体制向同一规范发展这两个主要问题。 对于电信网络的运营商来说，需要考虑如何充分利用现有第二代网络以使第三代的网络投资更加有效，有效的投资就意味着更高的利润，这也是衡量每一个公司运营状况的关键所在。对于第二代移动用户来说，随着生活方式的改变，现有的话音和短信息（SMS）服务已经不能满足信息时代的要求，从而成为IMT-2000的潜在用户。现有网络的再使用，使他们更加方便地在原有无线网上得到新业务，同时减少花费。 第二个问题也正是1998至1999年欧美兼并浪潮波及无线通信领域的又一个例子，即同采用TDMA方式的GSM和DAMPS（IS-136）在向第三代演进时，趋同（convergence）的倾向。由于目前我国的第二代无线网络中GSM系统的主导地位，加之GSM和DAMPS的趋同（DAMPS向GSM靠近）。可以认为GSM向UMTS/IMT-2000的过渡是第二代向第三代发展的主干。 Since the investments in the second-generation systems are enormous, and their circuit-switched speech services will remain viable well after the G3G launches, it follows that several radio interfaces have emerged to satisfy the need for multiple adaptive physical channels and transport multiplexing. Each of the successful G3G radio interfaces preserves its second-generation predecessor by using it as one of the G3G operating modes. 3G = Third Generation G3G = Global 3G AMPS：先进移动电话系统，使用模拟蜂窝，800MHz频带。AMPS在北美、南美和部分环太平洋国家广泛使用。 TACS：总接入通信系统，使用900MHz频带，分ETACS（欧洲）和NTACS（日本）两种版本，英国、日本和部分亚洲国家广泛使用此标准。 DAMPS （先进的数字移动电话系统）也称IS-54/IS-136（北美数字蜂窝），使用800MHz频带，是两种北美数字蜂窝标准中推出较早的一种，指定使用TDMA多址方式。 IS-95是北美的另一种数字蜂窝标准，使用800MHz或1900MHz频带，指定使用CDMA多址方式，已成为美国PCS（个人通信系统）网的首先技术。 UWC-136: Universal Wireless Communications

3G技术体制 WCDMA由标准化组织3GPP所制定 cdma2000体制是基于IS-95的标准基础上提出的3G 标准，目前其标准化工作由3GPP2来完成 TD-SCDMA标准由中国无线通信标准组织CWTS提 出，目前已经融合到3GPP关于WCDMA-TDD的相关 规范中

WCDMA标准发展 WCDMA标准规划清晰，制定严谨 3GPP Rel6 3GPP Rel5 3GPP Rel4 3GPP Rel99 WCDMA支持HSDPA技术，顺应未来高速无线数据业务的需求 WCDMA将分阶段引入IP，目标是实现全网的IP化，标准比较完善 WCDMA 2001/06及以后发布的协议能够保持前向兼容 MBMS MIMO IP实时多媒体 HSDPA 电路域IP话音承载 电路域CS/MGW TD-SCDMA VoIP QoS是关键 3GPP Rel6 3GPP Rel5 3GPP Rel4 GSM/GPRS核心网 WCDMA FDD 3GPP Rel99 所有接口开放，但是CDMA2000 Abis接口不开放 2004/06 2000/03 2001/03 2002/03

cdma2000标准发展 cdma2000标准发展 cdma2000 1xEV-DO/DV cdma20001x IS-95B IS-95A 307.2kbps 话音容量加倍 cdma20001x 115.2kbps 8码道捆绑 QCELP话音编码 9.6kbps IS-95B IS-95A 规范完成 时间点 1995 1998 2000 2002

TD-SCDMA发展历程

GSM向WCDMA演进 WCDMA优势 更强的漫游及全球业务拓展能力 更低的建网成本 更先进的技术体制 从技术驱动向市场驱动的转变 GPRS在近期的全面推广 WCDMA的FDD模式R99版将在日本最先实用 2001年三月NTT DoCoMo的东京商用网开始运营，第三季度名古屋和大阪商用网开始； 目前日本各大运营商的第三代试验网络都已经开始运营； 各公司的核心网络和终端设备开始推出； WCDMA在欧洲 目前Ericsson，Fujitsu在英国建成了试验网 WCDMA在中国（有GSM－MAP核心网的优势） 目前已经有了多个公司的试验设备，包括Huawei，Ericsson，Nokia等 WCDMA优势 更强的漫游及全球业务拓展能力 占全球移动用户68%的GSM网络用户，以及TDMA/PDC网络用户 继承GSM规范严谨、接口开放的成功经验 更低的建网成本 更广泛的、更成熟的供应链支持 更先进的技术体制 高音质/更高的速率/更低的发射功率 新业务/更大的容量/全球漫游 从技术驱动向市场驱动的转变 商用化产品的成熟度

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3G频谱分配 IMT 2000 UMTS ITU Europe China Japan USA 1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 2200 2250 ITU Europe USA MSS PCS A D B C E F Reserve Broadcast auxiliary 2165 MHz 1990 MHz 1880 MHz 1980 MHz UMTS GSM 1800 DECT 1885 MHz 2025 MHz 2010 MHz IMT 2000 Japan PHS 1895 1918 1885 A’ 2170 MHz 2110 MHz CDMA TDD WLL FDD 1980 2025MHz GSM 1800 1960 1920 1945 China cellular(1) cellular(2) 1805 MHz 1865 1870 1890 1910 1930 1965 1970 1975 国际电联对第三代移动通信系统IMT-2000划分了230MHz频率，即上行1885～2025MHz、下行2110～2200MHz，共230MHz。其中，1980～2010 MHz（地对空）和2170～2200MHz（空对地）用于移动卫星业务。上下行频带不对称，主要考虑可使用双频FDD方式和单频TDD方式。此规划在WRC92上得到通过。 依据国际电联有关第三代公众移动通信系统（IMT－2000）频率划分和技术标准，按照我国无线电频率划分规定，结合我国无线电频谱使用的实际情况，现将我国第三代公众移动通信系统频率规划有关事宜通知如下： 一、第三代公众移动通信系统的工作频段为： （一）主要工作频段： 频分双工（FDD）方式：1920－1980MHz／2110－2170MHz；时分双工（TDD）方式：1880－1920MHz、2010－2025MHz。 （二）补充工作频率： 频分双工（FDD）方式：1755－1785MHz／1850－1880MHz； 时分双工（TDD）方式：2300－2400MHz，与无线电定位业务共用，均为主要业务，共用标准另行制定。 （三）卫星移动通信系统工作频段：1980－2010MHz／2170－2200MHz。 欧洲情况为陆地通信为1900～1980MHz、2010～2025MHz和2110～2170MHz，共计155MHz。 北美情况比较复杂，如图1-2所示。在3G低频段的1850～1990MHz处，实际已经划给PCS使用，且已划成2×15MHz和2×5MHz的多个频段。PCS业务已经占用的IMT-2000的频谱，虽然经过调整，但调整后IMT-2000的上行与PCS的下行频段仍需共用。这种安排不大符合一般基站发高收低的配置。 日本1893.5～1919.6MHz已用于PHS频段，还可以提供2×60MHz＋15MHz＝135MHz的3G频段（1920～1980MHz，2110～2170MHz，2010～2025MHz）。 目前，日本正在致力于清除与第三代移动通信频率有冲突的问题。 韩国和ITU建议一样，共计170MHz。

3G频谱（WRC2000大会后） 1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 2200 2250 Reserve UMTS GSM 1800 DECT MSS IMT 2000 PHS A D B E F C [GSM 1800, PCS] ITU Identifications Europe China** Japan, Korea (w/o PHS) Americas*** 1700 1750 1800 950 1000 800 850 900 2500 2550 2600 2650 2700 GSM Cellular PDC IMT-2000 UPCS PCS * WRC1992划分的频谱，已经得到各标准化组织的支持，如3GPP和 3GPP2分别在WCDMA和cdma2000的标准中给出了IMT-2000 WRC1992频谱的使用方法 。在2000年的WRC2000大会上，在WRC-92基础上又批准了新的附加频段： 806-960 MHz 、1710-1885 MHz 、2500-2690 MHz。 *) N.B., the bands 2500-2520 MHz and 2670-2690 MHz were also identified in the Footnote as a possible terrestrial component giving them 190 MHz of total spectr um considering the band 2500-2690 MHz. The mobile satellite system representatives are concerned since the bands 2500-2520 MHz and 2670-2690 MHz is due to be available in in the year 2005 timeframe. **) China: Additional allocation in the band 2300 - 2400 MHz to IMT-2000 据悉，信息产业部为欧洲WCDMA标准和美国高通CDMA2000标准共留了60M×２的频段，为大唐电信的TD-SCDMA标准留出了155M的频段。 值得关注的是，大唐电信的3G标准频段有三个，分布在1880M到1920M、2010M到2025M、2300M到2400M之间。赛迪顾问的电信分析员李东平评论说，第一个频段是现有的手机频段，第二个是国际核心频段，第三个是原计划只给大唐的频段 ***) US: Additional allocation in the band 698 - 806 MHz to IMT-2000

3G追加频率确定 在国际电气通信联合会（ITU）的世界无线通信会议（WRC-2000）（5月8日至6月2日伊斯坦布尔），IMT-2000的追加频率获得了承认。 追加频率的分配主要考虑到将来需求的增加，增加了以下三个频段： 800MHz频段（806-960MHz） 1.7GHz频段（1710-1885MHz） 2.5GHz频段（2500-2690MHz） 该追加方案基本上采用了2000年2月APT（亚太电气通信共同体）提出的方案

中国3G频谱分配（2002年11月） IMT 2000 ITU China 1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 2200 2250 ITU 1880 MHz 1980 MHz 1885 MHz 2025 MHz 2010 MHz IMT 2000 2170 MHz 2110 MHz MSS China FDD 1920 MHz TDD 依据国际电联有关第三代公众移动通信系统（IMT－2000）频率划分和技术标准，按照我国无线电频率划分规定，结合我国无线电频谱使用的实际情况，现将我国第三代公众移动通信系统频率规划有关事宜通知如下： 一、第三代公众移动通信系统的工作频段为： （一）主要工作频段： 频分双工（FDD）方式：1920－1980MHz／2110－2170MHz；时分双工（TDD）方式：1880－1920MHz、2010－2025MHz。 （二）补充工作频率： 频分双工（FDD）方式：1755－1785MHz／1850－1880MHz； 时分双工（TDD）方式：2300－2400MHz，与无线电定位业务共用，均为主要业务，共用标准另行制定。 （三）卫星移动通信系统工作频段：1980－2010MHz／2170－2200MHz。

中国3G频谱分配（2002年11月） IMT2000、欧洲的频率划分和中国一致 北美的频率划分与中国的核心频段冲突 第三代公众移动通信系统的工作频段为： （一）主要工作频段： 频分双工（FDD）方式：1920－1980MHz／2110－2170MHz； 时分双工（TDD）方式：1880－1920MHz、2010－2025MHz。 （二）补充工作频率： 频分双工（FDD）方式：1755－1785MHz／1850－1880MHz； 时分双工（TDD）方式：2300－2400MHz，与无线电定位业务共用，均为主要业务，共用标准另行制定。 （三）卫星移动通信系统工作频段： 1980－2010MHz／2170－2200MHz。 依据国际电联有关第三代公众移动通信系统（IMT－2000）频率划分和技术标准，按照我国无线电频率划分规定，结合我国无线电频谱使用的实际情况，现将我国第三代公众移动通信系统频率规划有关事宜通知如下： 一、第三代公众移动通信系统的工作频段为： （一）主要工作频段： 频分双工（FDD）方式：1920－1980MHz／2110－2170MHz；时分双工（TDD）方式：1880－1920MHz、2010－2025MHz。 （二）补充工作频率： 频分双工（FDD）方式：1755－1785MHz／1850－1880MHz； 时分双工（TDD）方式：2300－2400MHz，与无线电定位业务共用，均为主要业务，共用标准另行制定。 （三）卫星移动通信系统工作频段：1980－2010MHz／2170－2200MHz。

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IMT-2000 的目标 全球统一频段、统一标准，全球无缝覆盖 高效的频谱效率 高服务质量、高保密性能 易于2G系统演进过渡 提供多媒体业务 车速环境：144kbps 步行环境：384kbps 室内环境：2048kbps 第三代移动通信系统制定的目标可以概括为： (1) 能实现全球漫游：用户可以在整个系统甚至全球范围内漫 游，且可以在不同的速率、不同的运动状态下获得有服务质量的保证； (2) 能提供多种业务：提供话音、可变速率的数据、活动视频会话业务，特别是多媒体业务； (3) 能适应多种环境：可以综合现有的公众电话交换网（PSTN）、综合业务数字网、无绳系统、地面移动通信系统、卫星通信系统、提供无缝隙的覆盖； (4) 足够的系统容量，强大的多种用户管理能力，高保密性能和服务质量。 为实现3G系统设定的目标，需要对其无线传输技术（RTT：Radio Transmission Technology）提出了以下要求： (1) 高速传输以支持多媒体业务。 室内环境至少2Mbps； 室内外步行环境至少384kbps； 室外车辆运动中至少144kbps； 卫星移动环境至少9.6kbps。 (2) 传输速率能够按需分配。 (3) 上下行链路能适应不对称需求。

3G的业务应用 不同业务QOS要求 误码 时延 conversational streaming interactive 3G is all about variety; variety of applications, variety of services, and variety of wireless terminals. Already today, there is so much bandwidth in the fixed networks that it costs more to bill a long distance call then it does to complete one. Zero-cost long distance is here. The fixed networks can support a wide variety of services. Merely moving the fixed network’s bandwidth out to wireless terminals will not be enough for survival, as this ignores the unique properties, limitations, and value of the emerging mobile wireless networks The inability to over-provision bandwidth. The ability to determine the user’s location. The ability to furnish a manageable QoS pipe between the WASPs and the users. Two mobile advantages, (1) location and (2) pipes with manageable bandwidth, will become the new currency for the wireless operators, but only for as long as there are new applications that can use them. The fixed networks enjoy the alternative of over-provisioning their pipes with excess bandwidth, which is a way to avoid the need for explicit bandwidth management. The mobile networks will never enjoy this alternative. WASP = Wireless Applications Service Provider background 时延

会话型业务类别 语音业务 实时会话要求端到端的时延很低且业务是对称或近似对称 使用AMR(自适应多速率)技术 12.2, 10.2, 7.95, 7.40(IS-41), 6.70(PDC), 5.90, 5.15 和 4.75kbps. AMR的比特率可由无线接入网根据空中接口的负荷和话音连接的质量控制。 AMR可在网络容量，覆盖和话音质量之间根据运营商的要求进行权衡交易

会话型业务类别 视频电话 时延要求与语音业务类似 对于CS连接：采用ITU-T Rec. H.324M 对于PS连接： 采用IETF SIP

数据流型业务类别 多媒体数据流 在数据流的信息实体之间保持时间的联系 数据被处理成稳定和连续的流 非对称业务

交互式业务类别 在一定时间内响应 基于定位的业务 网络计算机游戏

后台式业务类别 不需立即采取行动 E-mail 的传递 SMS 数据库的下载 ...

多媒体业务概述 新业务 - 话音, 视频和数据的合成 是对话音业务的补充 3G的初期可支持CS域的会话型多媒体业 务 下一步: 可支持PS域的多媒体业务 - 具有 实时的基于分组的业务 - Multimedia is not just a continuation of a GSM service, but a new service. Simple example of a multimedia service: video telephony. - It complements the voice service - is not intended to replace it. - We can offer conversational multimedia using circuit based services from day 1 - with H.324M. This means we can get good quality in multimedia from the beginning of UMTS. By conversational multimedia, we mean, for example video telephony I.e. conversational in that it must have the same real-time characteristics as speech. - When real-time packet based services have matured, then multimedia services will be available using packet based services - this will enable new “IP to the terminal” services.

网络应用比较 3G Outdoor Mobility WLAN 2G Indoor PAN LAN Mbps HiperLAN1 IEEE 802.11a (11b, 11e, 11f) MMAC 5WLIAG Drive 3G Walk Outdoor Fixed WLAN Mobility 2G Walk Indoor Fixed PAN LAN Mbps PAN: Personal Area Network 0.1 1 10 100 Bluetooth UWB IEEE 802.15 HomeRF