3G

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3G(3rd Generation)第三代移動通信技術

目錄

3G的內涵[1]

  1.3G具體含義

  3G全稱第三代移動通信技術,相對1995年問世的第一代模擬制式手機(1G)和1996-1997年出現的第二代GSMCDMA等數字手機(2G),第三代手機一般是指將無線通信與國際互聯網等多媒體通信結合的新一代移動通信系統。

  第三代手機能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式,提供包括網頁瀏覽、電話會議電子商務等多種信息服務。為了提供這種服務,無線網路必須能夠支持不同的數據傳輸速度,也就是說,在室內、室外和行車的環境中能夠分別支持至少2兆位元組/每秒、384千位元組/每秒以及144千位元組/每秒的傳輸速度。

  目前,國際上3G手機有三種制式標準:歐洲的WCDMA標準、美國的CDMA2000標準和由中國科學家提出的TD-SCDMA標準。

  2.3G是第五媒體

  與傳統媒體相比,新形態、新特性的媒體很多,包括現代通信產品、互聯網(第四媒體)以及新概念數據傳播(第五媒體)。

  (1)三大傳統媒體:①大眾傳播媒介是報紙;②第一電子媒介是廣播;③第二電子媒介是電視。長期以來,三大媒體猶如三足鼎立。我們今天講的新媒體就是第四媒體和第五媒體,更具體地說:第四媒體就是網際網路,而第五媒體就是手機。

  (2)新媒體的四個強項:①憑藉網路進行新聞傳播,速度快、範圍廣;②實現多媒體傳播,做到圖文聲像並茂;③打破了傳者與受傳者之間的界限;④傳播、接收、儲存、檢索都極其便捷。第四、五媒體有著傳統的三大媒體所不具備的巨大優勢。

3G包含功能和特性[2]

  3G最終將包含以下一些功能和特性:

  • 增強型多媒體(語音、數據、視頻和遠程式控制制);
  • 高帶寬和高速率(最高2Mbps);
  • 靈活的路由方式(中繼器、衛星、區域網);
  • 運行在大概2GHz的速率下發送和接收信息;
  • 可在歐洲、日本和北美實現漫游功能。

  一般來說,3G主要應用在無線移動環境中,但它與固定無線和手持無線技術也有關係。將來,3G系統可以在地球上任何一個環境中得到應用,包括家庭、商務、政府機關、醫療機構、軍事、個人和商用地面交通工具、手持設備、空間站和宇宙飛船等。

3G的特點[3]

  GSM系統在向第三代系統演進的過程中,其無線接入網路一般公認將採用基於WCDMA標準的技術,與基於TDMA技術的GSM網路相比,是一個革命性的變化。在網路部分則會採用演進的方式,即在初期,分別將話音和數據業務接入到不同的交換網路,電路型和分組型的交換網路都是增強型的GSM和GPRS核心網路。通過逐漸提高現有GSM的傳輸帶寬,逐步向第三代所要求的2Mbit/s速率的方向努力。

  在演進的第一階段,可通過採用GPRS技術來實現GSM網路演進所需的技術,使傳輸速率達到100Kbit/s以上;在第二階段,則可以採用EDGE(增強數據速率應用)技術,它可提供高達384Kbit/s的數據速率,然後過渡到WCDMA系統。與GSM系統相比,窄帶CDMA系統無論是無線還是網路部分,在向第三代系統過渡時,都將採用演進的方式。

  cdma2000-1x(cdma2000單載波方式)是cdma2000的第一代階段,後來確定它屬於第三代技術。理論上cdma2000-1X容量約是IS-95系統的兩倍(實際測試大致是Is-95系統的1.5~1.7倍),可支持144Kbit/s的傳輸速率。在CDMA網路部分則將引入分組交換方式,以支持未來的移動IP業務方式,即在cdma2000-1X商用初期,網路部分在窄帶CDMA網路基礎上,保持電路交換支持話音業務、引入分組交換方式支持數據業務。由於cdma2000-1x初期只能提供144Kbit/s左右的數據速率,不能達到2Mbit/s的傳輸需要,為了在cdma2000-1X基礎上進一步增強能力,地區標準化組織3GPP2已開始制定支持速率高於2Mbit/s的cdma2000一lx演進方案,其中高通公司的HDR(高數據速率)、摩托羅拉諾基亞公司聯合提交的1Xtreme,還有中國的LAS-CDMA都作為候選技術在探討之中。除了HDR目前進入了現場試驗階段外,其餘技術目前均還在研究、開發階段。

  第三代移動通信系統主要將各種業務結合起來,用一個單一的全功能網路來實現,與現有的第一代和第二代移動通信系統相比較,其主要特點可以概括為以下幾點。

  (1)全球普及和全球無縫漫游的系統。第二代移動通信系統一般為區域或國家標準的,而第三代移動通信系統將是一個在全球範圍內覆蓋和使用的系統,它將使用共同的頻段,全球統一標準。

  (2)具有支持多媒體業務的能力,特別是支持Internet業務。現有移動通信系統主要以提供話音業務為主,隨著發展,一般也僅提供100~200Kbit/s的數據業務,GSM演進到最高階段的速率為384Kbit/s。而第三代移動通信系統的業務能力將比第二代有明顯的改進,它能支持從話音到分組數據、到多媒體業務,能根據需要提供帶寬。

  ITU規定的第三代移動通信無線傳輸技術的最低要求必須滿足:

  ①快速移動環境,最高速率達144Kbit/s。

  ②室外到室內或步行環境,最高速率應達到384Kbit/s。

  ③室內環境,最高速率應達到2Mbit/s。

  (3)便於過渡、演進。由於第三代引入時,第二代網路已具有相當規模,所以第三代的網路一定要能在第二代網路的基礎上逐漸演進而成,並與固定網兼容。

  (4)高頻譜利用率。

  (5)高服務質量。

  (6)低成本。

  (7)高保密性。

  同時,還要將綜合寬頻網的業務量延伸到移動環境中,能夠傳送高達2Mbit/s的高質量圖像,真正實現“任何人在任何地點、任何時間與任何人”都能便利地通信。

  目前,多數人預測第三代移動通信網路的前景是一個共同的網路,FDD方式的無線基站用來完成全球無線覆蓋;TDD技術的基站用在城市人口密集地區,實現大容量的話音、數據及多媒體業務。

3G的標準[3]

  IMT一2000主要採用寬頻CDMA技術,這一點各國已達成共識;但北美、歐洲、日本這三大區域性集團均向ITU提出了各自的標準。我國也積极參与了第三代移動通信技術的研究和標準的制定,成立了無線通信標準研究組(CWTS),專門負責標準的研究和制定,並已向ITU提交了中國自己的標準TD-SCDMA。

  1999年10月,ITU在赫爾辛基舉行的ITU—RTGS/1會議上制定了第三代移動通信系統無線介面技術標準,主要組成部分分為CDMA和TDMA兩類體制,包括以下5種方案:

  ①IMT-2000CDMAMC,對應cdma2000,只含多載波方式。

  ②IMT一2000CDMATDD,對應UTRATDD(低碼片速率)和TDSCDMA(高碼片速率)。

  ③IMT一2000CDMADS,對應W—CDMA,採用直接序列擴頻技術,稱為WCDMA

  ④IMT2000TDMASC,對應UWC一136。

  ⑤IMT一2000TDMAMC,對應DECT。

  上述方案中最主要且最有希望得到廣泛應用的是cdma2000(多載波方式)、TD-SCDMA和WCDMA(直擴方式)。

3G、1G和2G的關係[2]

  第三代無線通信技術,正如它的名字所隱含的,是緊隨著第一代無線通信技術(1G)和第二代無線通信技術(2G)發展而來的。第一代無線通信技術始於20世紀70年代,並一直持續到20世紀80年代。第一代無線通信技術的特點是行動電話網路的首次出現,起初被稱為“蜂窩移動無線電話”。該網路使用模擬語音信令,其複雜度與業餘無線電操作員使用的中繼網路差不太多。第二代無線通信技術的特點是數字化語音編碼。像CDMA、TDMA和GSM都是屬於第二代無線通信技術。自從2G誕生以來,其性能在不斷地提高,包括改進的帶寬、分組路由和多媒體技術的引入。當前使用的無線通信技術被稱為2.5G。

Image:移动无线通信系统的演进.jpg

參考文獻

  1. 譚昆智.公關原理與案例剖析[M].清華大學出版社,2008.9.
  2. 2.0 2.1 陶亞雄.通信工程專業實用英語[M].電子工業出版社,2009.04.
  3. 3.0 3.1 解相吾,解文博.現代通信網概論[M].清華大學出版社,2008.6.
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