基于3G网络的移动监控研究
数据承载和传输方式。与原有的GSM比较，GPRS在数据业务的承载和支持上具有非常明显的优势：更有效地利用无线网络信息资源，特别适合突发性、频繁的小流量数据传输；支持的数据传输的速率更高，理论峰值达117．2kbps；GPRS还能支持在进行数据传输的同时具有语音通话功能等。目前，CDMA 1x的发展速度超过了GPRS。这一方面是因为CDMA lx自身固有的技术优势，另一方面则是由于从Is-95升级至CDMA lx的成本要低于从GSM升级至GPRS的成本。
2.4 第三代移动通信系统(3G)简介
3G即第三代移动通信系统(Third Generation)。国际电联规定：第三代移动通信系统要能兼容第二代移动通信系统，同时要提高系统容量，提供对多媒体服务的支持以及高速数据传输服务。其数据传输速率在高速移动环境中支持144kbps，步行慢速移动环境中支持384kbps，静止状态下支持2Mbps。与前两代系统相比，第三代移动通信系统的主要特征是可提供丰富多彩的移动多媒体业务。目前国际电联接受的3G标准主要有以下三种：WCDMA、CDMA2000与TD-SCDMA。WCDMA全称为Wideband CDMA，是基于GSM网发展出来的3G技术 规范，是欧洲提出的宽带CDMA技术。CDMA2000是由IS-95技术发展而来的宽带CDMA技术，由美国主推。TD-SCDMA全称Time Division.Synchronous CDMA（时分同步CDMA），是由中国提出的3G标准。
在蜂窝移动通信系统演进的同时，无线宽带接入系统也迅速发展。微波接入全球互通（Worldwide Interoperability for Microwave Access,WiMAX）是目前无线宽带接入技术的代表，该技术以IEEE 802.16的系列宽频无线标准为基础。2007年10月19日，ITU正式接纳移动WiMAX加入IMT－2000，命名为OFDMA TDD WMAN。
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第三章 3G技术
3.1 3G技术概述
3.1.1 引言
随着社会的发展，人们对通信业务种类和数量的需求已不再满足于使用2G系统。于是，一种能够提供全球漫游，支持多媒体业务且有足够容量的3G移动通信系统就应运而生了。3G系统也叫未来陆地移动通信系统，后由ITU正式命名为IMT 2000，意思即3G系统是工作在2000MHz频段，并于2000年左右正式投入商用的，最高业务速率为2000 kbit/s。IMT2000是一个全球无缝覆盖、全球漫游，包括卫星移动通信、陆地移动通信和无绳电话等蜂窝移动通信的大系统。它可以向公众提供前两代产品所不能提供的各种宽带信息业务，如高速数据、慢速图片与电视图像等，传输速率高达2Mbit/s，带宽可达5MHz以上。
在国际无线接口技术规范建议IMTRSPC中，3G无线接入技术已有较为统一的标准，包括2种TDMA标准和3种CDMA标准，分别是基于TDMA的SC-TDMA(美国的UMC-136)和MC-TDMA(欧洲的EP-DECT)标准，基于CDMA的3种标准为
WCDMA(DS-CDMA)，CDMA2000(MC-CDMA)及CDMA TDD(包括TD-SCDMA和UTRA TDD)，最终只有3种CDMA技术成为未来第三代移动通信系统的基础。其中WCDMA系统和cdma2000系统基于FDD模式。TD-SCDMA和UTRA TDD基于TDD模式。和第二代CDMA相比，第三代系统采用了更宽的带宽和更高的码片速率。在提交给ITU有关IMT2000的方案中几乎所有方案使用的带宽在名义上都是5MHz，一方面，这是因为用5MHz带宽可以在合理用户容量的前提下提供144Kbit/s和384Kbit/s数据速率，以及在一定条件下提供2Mbit/s的数据速率。另一方面，宽带系统本身具有频率分集作用，比窄带系统能更好地克服多径衰落，改善通信质量、载波特性。
3.1.2 3G技术的演进
第三代移动通信的演进路线主要有两种：一种是欧洲倡导的UTMS演进路线；另外一种是美国倡导的CDMA2000的演进路线。如图3-1所示：
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1G 2G AMPS IS-95A IS-95B CDMA2000 NMT EDGE TACS GSM GPRS UTMS/WCDMA UTMS/TD-SCDMA 2.5G 3G 图3-1 第三代移动通信演进路线
3.1.3 3G技术的特点
3G系统将为用户提供更全面的服务，将各种业务结合起来用一个单一的全功能网络来实现，与1G和2G系统相比，其显著的特点就是支持多媒体业务，3G系统将为用户提供更全面的服务，将各种业务结合起来用一个单一的全功能网络来实现，容量大，频谱效率高。
3G的另一个特点是支持高速率数据业务。在ITU规定的3G无线传输技术的最低要求中指出：对于快速移动环境，最高传输速率可以达144kbit/s；室外到室内或者步行环境，最高传输速率达384kbit/s；室内环境，最高速率到达2Mbit/s。
支持不同业务的服务质量(QoS)要求。业务不同对QoS要求也不同，比如实时话音业务对时延敏感，但允许有高的误码率，非实时数据业务对时延不敏感，但要求极低的误码率。如何在恶劣的无线传播环境里以及用户运动且相互干扰的情况下为各类业务提供QoS保证，同时充分利用宝贵的无线资源，是基于CDMA技术的3G系统以及未来的无线个人通信系统都必须致力解决的问题。
3.1.4 3G的发展目标
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第一，具有高层次的通信业务质量。其中包括：提高话音和数据质量，支持网络的无缝连接，较好地解决传输误码和系统时延问题。因为移动数据业务对误码率和传输时延提出了更高的要求；提高频谱利用率，从而增加了系统容量，以满足话音及多种数据业务的要求；提供多种新型业务，包括宽带数据和视频业务。
第二，具有高度的系统灵活性。其灵活性表现在实现统一接口，以规范陆地蜂窝、无绳电话、卫星移动通信等多种系统。该系统必须能与各种形式的广域网进行相互操作及网络集成。具有良好的系统兼容性能，首先必须能够与GSM等第二代移动通信系统兼容。因为第二代移动通信系统己经实现全球覆盖和漫游，所以第三代与第二代系统的后向兼容及平滑过渡，对保护广大运营商和用户的利益，充分利用现有网络资源，使3G系统健康发展是至关重要的。
第三，具有较高的传输技术。为了实现上述通信质量目标，对其无线传输技术提出了更高的要求，为支持多媒体业务必须具有的最高传输速率：在室内环境下为2Mbps、室外步行环境下至少384Kbps、室外车辆运动中至少144Kbps；传输速率能够按需进行分配；上下行链路传输速率适合于对称及不对称业务需求。
由此看出，随着电信网络数字化的发展，特别是Internet和多媒体业务的发展，使得移动通信与数据业务、多媒体业务相结合的第三代移动通信成为发展的必然趋势。
3.2 3G的四大标准
3.2.1 宽带码分多址接入（WCDMA）
WCDMA标准由3GPP组织制定，WCDMA采用直接序列扩频码分多址
（DS-CDMA）、频分双工（FDD）方式，码片速率为3.84Mbps，载波带宽为5MHz。数据传送可达到2Mbps（室内）或者384Kbps（移动空间），支持可变速传输，与GSM网络可以完美兼容。作为一项新技术，它的优势在于GSM的广泛采用能为其升级带来优势。WCDMA采用最新的ATM微信元传输协议，能够允许在一条线路上传送更多的语音呼叫，呼叫数从几十个增加到几百个，在人口密集的地区，线路将不再容易堵塞。WCDMA还采用了一些能够提高系统容量的技术，比如自适应天线和微小区技术。此外在同一传输通道中，它还可以提供电路交换和分包交换的服务，因此，消费者可以同时利用交换方式听电话，然后以分组交换方式访问互联网，这样的技术可以提高移动电话的使用效率，使得用户可以在同一时间即进行语音通信又进行数据传输，在费用方面，由于WCDMA采用分包交换的技术，所以，网络使用的费用不是以接入的时
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间计算，而是以消费者的数据传输量来定。
3.2.2 CDMA2000标准
CDMA2000是3G的主流技术之一，在全球多个国家和地区已经投入商用。 CDMA的技术标准发展经历了从IS-95A到IS-95B，到CDMA2000标准的发展过程，图3-5给出了CDMA的发展历程。
图3-5 CDMA的发展历程
CDMAone CDMA2000 CDMA 20003X CDMA2000 1XEV-DV IS-95A CDMA IS-95B CDMA CDMA 20001X CDMA2000 1XEV-DO 按照使用的带宽来区分，cdma2000可以分为1x系统和3x系统。其中1x系统使用1.25MHz的带宽，提供的数据业务速率最高只能达到307kbit/s。在1x系统以后，国际上比较公认的发展方向是1xEV-DO和1xEV-DV系统。其中1xEV-DO系统重点提高了数据业务的性能，将用户的最大数据业务传送速率提高到2.4Mbps。而1xEV-DV系统在将数据业务最大速率提高到3.1Mbps的同时，又进一步提高了语音业务的容量。
3.2.3 TD-SCDMA标准
它的目标是要建立一个具有高频谱效率和高经济效益的先进的移动通信系统。其基本技术特性之一是在TDD模式下，采用在周期性重复的时间帧里传输基本的TDMA突发脉冲的工作模式(和GSM相同)，通过周期性地转换传输方向，在同一个载波上交
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