3G基本概念和原理
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3G通信网络介绍
一、3G是英文3rd Generation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),第三代手机一般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。
第三代手机能够处理图像、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2兆字节/每秒、384千字节/每秒以及144千字节/每秒的传输速度。
目前,国际上3G手机有3种制式标准:欧洲的WCDMA标准、美国的CDMA2000标准和由我国科学家提出的TD-SCDMA标准。(完)
二、所谓3G,其实它的全称为3rd Generation,中文含义就是指第三代数字通信。1995年问世的第一代数字手机只能进行语音通话;而1996到1997年出现的第二代数字手机便增加了接收数据的功能,如接受电子邮件或网页;第三代与前两代的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升,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。相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、TDMA等数字手机(2G),
3G通信的名称繁多,国际电联规定为“IMT-2000”(国际移 动电话2000)标准,欧洲的电信业巨头们则称其为“UMTS”通用移 动通信系统。该标准规定,移 动终端以车速移 动时,其传转数据速率为144kbps,室外静止或步行时速率为384kbps,而室内为2Mbps。但这些要求并不意味着用户可用速率就可以达到2Mbps,因为室内速率还将依赖于建筑物内详细的频率规划以及组织与运营商协作的紧密程度。
国际电信联盟(ITU)确定3G通信的三大主流无线接口标准分别是W-CDMA(宽频分码多重存取)、CDMA2000(多载波分复用扩频调制)和TDS-CDMA(时分同步码分多址接入)。其中W-CDMA标准主要起源于欧洲和日本的早期第三代无线研究活动,该系统在现有的GSM网络上进行使用,对于系统提供商而言可以较轻易地过渡,该标准的主要支持者有欧洲、日本、韩国。去年底,美国的AT&T移 动业务分公司也宣布选取WCDMA为自己的第三代业务平台。CDMA2000系统主要是由美国高通北美公司为主导提出的,它的建设成本相对比较低廉,主要支持者包括日本、韩国和北美等地区和国家。TD-SCDMA标准是由中国第一次提出并在此无线传输技术(RTT)的基础上与国际合作,完成了TD-SCDMA标准,成为CDMA TDD标准的一员的,这是中国移 动通信界的一次创举,也是中国对第三代移 动通信发展的贡献。在与欧洲、美国各自提出的3G标准的竞争中,中国提出的TD-SCDMA已正式成为全球3G标准之一,这标志着中国在移 动通信领域已经进入世界领先之列。
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第三代移动通信系统的网络结构及技术原理
作者:丁荣钟
来源:《城市建设理论研究》2013年第13期
摘要:本文先对这一网络结构作一个总体上的技术原理的描述,然后再对三种主流技术作一个各自的分析,通过对这些技术的学习使我们对未来的通信方向有一个基本上的了解。
关键词:第三代移动通信;网络结构;技术原理
中图分类号:TN711文献标识码:A文章编号:
1. 3G基本的网络结构和功能
跟我们以前所认识的GSM网络一样,在3G的网络里,也有交换,传输和用户终端,根据IMT-2000系统的基本标准,第三代移动通信系统主要由4个功能子系统构成,它们是核心网(CN)、无线接入网(RAN)、移动台(MT)和用户识别模块(UIM),且基本对应于GSM系统的交换子系统(SSS)、基站子系统(BBS)、移动台(MS)和SIM卡。
如图所示,3G网络系统主要是UMTS无线接入系统,包括:CN(核心网)、UTRAN(无线接入网)、UE(用户装置)。NodeB(BS)、RNC(BSC)其中RNC可以看成GSM网络中的基站控制器,而NodeB可以看成GSM网络中的基站收发信台。对某个NodeB来说,控制其的RNC称为控制RNC(CRNC)。
CN核心网部分包括UMSC、SGSN、GGSN等功能实体,支持3G并发业务、高速电路业务和分组业务的MSC/VLR/HLR框架实现传输管理,移动性管理,呼叫控制,基本电信业务和补充业务等功能。
RNC无线网络控制器提供IU、IUb、IUr接口,管理和控制Node-B与CN信息传递,实现技术标准中的控制平面和用户平面的一些功能。
Node-B基站系统通过IUb接口,接收来自RNC无线资源控制命令,完成标准中的专用和物理信道的接收和发送功能。我们从这里知道,其实3G网络的各功能结构和GSM有相似之处,那么3G网络是怎么在GSM网络功能模块中演进的呢?其实3G网络的演进包括RNC和CN部分的演进:UMTS无线接入部分RAN,采用UTRAN作为基站侧,以新建的方式实现3G宽带数据业务的无线接入;3G的演进主要的是核心网部分的演进,UMTS CN演进根据3GPP标准分为两个阶段,第一个阶段为3GPP R-99的演进基于GPRS网络,第二阶段为3GPP演进基 于全IP网络。由于网络的这些种种演进,因此有了区别于2G(GSM)网络的3G的一个基本特征: 龙源期刊网
3G三大标准及其技术特点
第三代移动通信系统采用智能信号处理技术,除了能够支持更高速率的移动多媒业务外,还能提供更高的频谱效率和服务质量,实现基于话音业务为主的多媒体数据通信,并将具有更强的多媒体业务服务能力和极大通信容量,对于新兴的移动运营商具有较大的吸引力。
据有关专家预测:进入21世纪移动通信的发展,将以第三代移动通信的应用和运营为起点,走向多媒体通信。随着移动通信与信息家电、消费性电子产品的结合成为未来的发展趋势,第三代移动通信系统将实现宽带和综合多种业务需求,不仅能提供高质量的语音业务,而且能提供高速率的数据传输业务。第三代移动通信系统正在成为世界各国全力投入开发的系统。
第三代移动通信系统最早1985年由国际电信联盟(ITU)提出,当时称为未来公众陆地移动通信系统(FPLMTS),1996年更名为IMT-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2000kb/s,预期在2000年左右得到商用。从1997年开始,由于第二代移动通信系统的巨大成功,用户的高速增长与有限的系统容量和有限的业务之间的矛盾渐趋明显,第三代移动通信的标准化工作开始逐渐进入实质阶段。目前,第三代移动通信系统的框架已确定,将以卫星移动通信网与地面移动通信网结合,形成一个对全球无缝覆盖的立体通信网络,满足城市和偏远地区不同密度用户的通信需求,支持话音、数据和多媒体业务,实现人类个人通信的理想。
目前,第三代移动通信标准有四种:美国的CDMA2000,欧洲的WCDMA,我国的TD-SCDMA与LAS-CDMA。 从技术发展趋势和业务功能的角度分析,基于CDMA 制式的三种标准:TDSCDMA、WCDMA、CDMA2000,被认为是3G 的三大主流应用技术标准。
三大标准在技术上各有千秋,目前预测,不会出现某种标准具有“绝对优势”占据“统治地位”的局面,那哪个标准能在3G 时代取得更大的市场份额,除了市场竞争的需要外,关键还取决于对市场需求的符合程度。
2G3G网络基本概念介绍
2G和3G是移动通信网络的两个不同的技术标准。下面将对2G和3G网络的基本概念进行介绍。
1.2G网络:
2.3G网络:
3.2G和3G网络的区别:
(1)速度:2G网络的数据传输速度通常在10kbps到384kbps之间,而3G网络的数据传输速度通常在384kbps到2Mbps之间。因此,3G网络比2G网络的速度更快。
(3)相容性:2G网络和3G网络不兼容,即2G手机无法在3G网络上使用,3G手机也无法在2G网络上使用。因此,用户需要具备相应的设备才能使用3G网络。
4.近年来的发展:
随着技术的发展,4G和5G网络逐渐取代了2G和3G网络。4G网络(第四代移动通信技术)在传输速度、网络容量和用户体验方面都比3G有较大提升,可以支持更多的高清视频和在线游戏等应用。而5G网络(第五代移动通信技术)则更加强调低时延和大规模连接的特点,将为物联网等新兴应用提供更稳定和高效的网络支持。