3G

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3G(3rd Generation)第三代移动通信技术

目录

3G的内涵[1]

  1.3G具体含义

  3G全称第三代移动通信技术,相对1995年问世的第一代模拟制式手机(1G)和1996-1997年出现的第二代GSMCDMA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手机有三种制式标准:欧洲的WCDMA标准、美国的CDMA2000标准和由中国科学家提出的TD-SCDMA标准。

  2.3G是第五媒体

  与传统媒体相比,新形态、新特性的媒体很多,包括现代通信产品、互联网(第四媒体)以及新概念数据传播(第五媒体)。

  (1)三大传统媒体:①大众传播媒介是报纸;②第一电子媒介是广播;③第二电子媒介是电视。长期以来,三大媒体犹如三足鼎立。我们今天讲的新媒体就是第四媒体和第五媒体,更具体地说:第四媒体就是因特网,而第五媒体就是手机。

  (2)新媒体的四个强项:①凭借网络进行新闻传播,速度快、范围广;②实现多媒体传播,做到图文声像并茂;③打破了传者与受传者之间的界限;④传播、接收、储存、检索都极其便捷。第四、五媒体有着传统的三大媒体所不具备的巨大优势。

3G包含功能和特性[2]

  3G最终将包含以下一些功能和特性:

  • 增强型多媒体(语音、数据、视频和远程控制);
  • 高带宽和高速率(最高2Mbps);
  • 灵活的路由方式(中继器、卫星、局域网);
  • 运行在大概2GHz的速率下发送和接收信息;
  • 可在欧洲、日本和北美实现漫游功能。

  一般来说,3G主要应用在无线移动环境中,但它与固定无线和手持无线技术也有关系。将来,3G系统可以在地球上任何一个环境中得到应用,包括家庭、商务、政府机关、医疗机构、军事、个人和商用地面交通工具、手持设备、空间站和宇宙飞船等。

3G的特点[3]

  GSM系统在向第三代系统演进的过程中,其无线接入网络一般公认将采用基于WCDMA标准的技术,与基于TDMA技术的GSM网络相比,是一个革命性的变化。在网络部分则会采用演进的方式,即在初期,分别将话音和数据业务接入到不同的交换网络,电路型和分组型的交换网络都是增强型的GSM和GPRS核心网络。通过逐渐提高现有GSM的传输带宽,逐步向第三代所要求的2Mbit/s速率的方向努力。

  在演进的第一阶段,可通过采用GPRS技术来实现GSM网络演进所需的技术,使传输速率达到100Kbit/s以上;在第二阶段,则可以采用EDGE(增强数据速率应用)技术,它可提供高达384Kbit/s的数据速率,然后过渡到WCDMA系统。与GSM系统相比,窄带CDMA系统无论是无线还是网络部分,在向第三代系统过渡时,都将采用演进的方式。

  cdma2000-1x(cdma2000单载波方式)是cdma2000的第一代阶段,后来确定它属于第三代技术。理论上cdma2000-1X容量约是IS-95系统的两倍(实际测试大致是Is-95系统的1.5~1.7倍),可支持144Kbit/s的传输速率。在CDMA网络部分则将引入分组交换方式,以支持未来的移动IP业务方式,即在cdma2000-1X商用初期,网络部分在窄带CDMA网络基础上,保持电路交换支持话音业务、引入分组交换方式支持数据业务。由于cdma2000-1x初期只能提供144Kbit/s左右的数据速率,不能达到2Mbit/s的传输需要,为了在cdma2000-1X基础上进一步增强能力,地区标准化组织3GPP2已开始制定支持速率高于2Mbit/s的cdma2000一lx演进方案,其中高通公司的HDR(高数据速率)、摩托罗拉诺基亚公司联合提交的1Xtreme,还有中国的LAS-CDMA都作为候选技术在探讨之中。除了HDR目前进入了现场试验阶段外,其余技术目前均还在研究、开发阶段。

  第三代移动通信系统主要将各种业务结合起来,用一个单一的全功能网络来实现,与现有的第一代和第二代移动通信系统相比较,其主要特点可以概括为以下几点。

  (1)全球普及和全球无缝漫游的系统。第二代移动通信系统一般为区域或国家标准的,而第三代移动通信系统将是一个在全球范围内覆盖和使用的系统,它将使用共同的频段,全球统一标准。

  (2)具有支持多媒体业务的能力,特别是支持Internet业务。现有移动通信系统主要以提供话音业务为主,随着发展,一般也仅提供100~200Kbit/s的数据业务,GSM演进到最高阶段的速率为384Kbit/s。而第三代移动通信系统的业务能力将比第二代有明显的改进,它能支持从话音到分组数据、到多媒体业务,能根据需要提供带宽。

  ITU规定的第三代移动通信无线传输技术的最低要求必须满足:

  ①快速移动环境,最高速率达144Kbit/s。

  ②室外到室内或步行环境,最高速率应达到384Kbit/s。

  ③室内环境,最高速率应达到2Mbit/s。

  (3)便于过渡、演进。由于第三代引入时,第二代网络已具有相当规模,所以第三代的网络一定要能在第二代网络的基础上逐渐演进而成,并与固定网兼容。

  (4)高频谱利用率。

  (5)高服务质量。

  (6)低成本。

  (7)高保密性。

  同时,还要将综合宽带网的业务量延伸到移动环境中,能够传送高达2Mbit/s的高质量图像,真正实现“任何人在任何地点、任何时间与任何人”都能便利地通信。

  目前,多数人预测第三代移动通信网络的前景是一个共同的网络,FDD方式的无线基站用来完成全球无线覆盖;TDD技术的基站用在城市人口密集地区,实现大容量的话音、数据及多媒体业务。

3G的标准[3]

  IMT一2000主要采用宽带CDMA技术,这一点各国已达成共识;但北美、欧洲、日本这三大区域性集团均向ITU提出了各自的标准。我国也积极参与了第三代移动通信技术的研究和标准的制定,成立了无线通信标准研究组(CWTS),专门负责标准的研究和制定,并已向ITU提交了中国自己的标准TD-SCDMA。

  1999年10月,ITU在赫尔辛基举行的ITU—RTGS/1会议上制定了第三代移动通信系统无线接口技术标准,主要组成部分分为CDMA和TDMA两类体制,包括以下5种方案:

  ①IMT-2000CDMAMC,对应cdma2000,只含多载波方式。

  ②IMT一2000CDMATDD,对应UTRATDD(低码片速率)和TDSCDMA(高码片速率)。

  ③IMT一2000CDMADS,对应W—CDMA,采用直接序列扩频技术,称为WCDMA

  ④IMT2000TDMASC,对应UWC一136。

  ⑤IMT一2000TDMAMC,对应DECT。

  上述方案中最主要且最有希望得到广泛应用的是cdma2000(多载波方式)、TD-SCDMA和WCDMA(直扩方式)。

3G、1G和2G的关系[2]

  第三代无线通信技术,正如它的名字所隐含的,是紧随着第一代无线通信技术(1G)和第二代无线通信技术(2G)发展而来的。第一代无线通信技术始于20世纪70年代,并一直持续到20世纪80年代。第一代无线通信技术的特点是移动电话网络的首次出现,起初被称为“蜂窝移动无线电话”。该网络使用模拟语音信令,其复杂度与业余无线电操作员使用的中继网络差不太多。第二代无线通信技术的特点是数字化语音编码。像CDMA、TDMA和GSM都是属于第二代无线通信技术。自从2G诞生以来,其性能在不断地提高,包括改进的带宽、分组路由和多媒体技术的引入。当前使用的无线通信技术被称为2.5G。

Image:移动无线通信系统的演进.jpg

参考文献

  1. 谭昆智.公关原理与案例剖析[M].清华大学出版社,2008.9.
  2. 2.0 2.1 陶亚雄.通信工程专业实用英语[M].电子工业出版社,2009.04.
  3. 3.0 3.1 解相吾,解文博.现代通信网概论[M].清华大学出版社,2008.6.
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