一、IMT-2000的由來
第三代移動通信系統的概念是1985年由國際電信聯盟(ITU)在模擬移動通信剛剛發展的時候首先提出的,當時被稱為未來公眾陸地移動通信系統,即FPLMTS(Future Public Land Mobile Telecommunication Systems);隨著時間的推移,第三代移動通信的要求和目標愈加清晰,由于FPLMTS這個名稱含義不準確,發音拗口,1996年ITU正式將其更名為全球移動通信系統IMT-2000(International Mobile Telecommunications),即我們俗稱的3G。意即工作在2000MHz頻段,預期在2000年左右商用的系統。1992年世界無線電大會在2GHz頻段分配了230MHz的頻率給IMT-2000陸地和衛星業務。
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二、IMT-2000的目標/要求
1、國際統一頻段、統一標準。第一代和第二代都是區域性標準,GSM來自歐洲,CDMA來自美國,第三代是全球范圍內制定的規范和頻段劃分,希望有統一的標準。
2、容量大(頻譜效率高) 。IMT-2000的容量比第二代CDMA和GSM高25倍以上。
3、支持高速數據業務,提供移動多媒體業務。最初目標:車速環境144kbit/s,步行環境384 kbit/s,室內環境2Mbit/s。而第二代支持約100 kbit/s。
4、易于第二代系統的過渡/演進。
5、終端價格低。
在ITU-R M.687建議書《IMT-2000》中詳細規定了IMT-2000的目標,包括一般目標(12條)、技術目標(9條)和運營目標(12條)。欲詳細了解的請查閱下附件2。
附件:ITU-R確立的IMT-2000目標
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三、IMT-2000的標準化歷程
當初的國際無線電咨詢委員會(CCIR)自1985 年針對“未來公共陸地移動通信系統(FPLMTS)”開展課題研究(SQ)以來,總共用了15年的時間來確定1992年的無線電頻譜以及制定IMT-2000規范(ITU-R M.1457建議書)。此后便開始了對IMT-2000系統的部署工作。
1、1992年世界無線電大會(WRC-92)為IMT-2000規劃了230MHz(1885~2025MHz,2110~2200MHz)的頻段,即后來被稱為的核心頻段,見圖3-1,這為標準的統一奠定了一定的基礎。成為后來IMT-2000技術提交、評估和標準形成的重要依據。
圖3-1:WRC-92的頻率規劃及各國的使用情況
圖3-1中所示我國的頻譜規劃只含了核心頻段部分,其他頻段沒有在此示意。其他顏色指規劃給其他業務/系統或預留給其他業務。
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2、1997年4月全球征集候選技術標準。
3、1998~1999年是標準的融合階段,首先是兩種FDD CDMA DS(直接擴頻)技術,即WCDMA 與cdma2000 DS方式的融合,主要是三個關鍵參數的統一,即碼片速率采用3.84Mcps、下行導頻方式為公共導頻和專用導頻分別采用連續和非連續導頻,即CDM和TDM,同時采用異步/同步方式,融合后的技術稱為WCDMA。
TDD技術融合主要是我國提交的TD-SCDMA與歐洲提出的TD-CDMA技術的融合,兩種技術物理層的很多參數盡可能融合,主要是載頻間隔、碼片速率,TD-SCDMA基本是TD-CDMA的1/3,另外幀結構等其他參數也盡可能相近等。
4、1999年11月,確定無線接口技術。
5、2000年5月,正式通過無線接口技術規范建議(M.1457)。同時在2000年世界無線電大會(WRC)上又確認了新的頻段,稱為WRC-2000確認頻段,人們也常將核心頻段以外的稱為擴展頻段。將目前第二代移動通信采用的800/900MHz和1800/1900MHz頻段均納入3G頻段,同時又增加了2500~2690MHz頻段。中國還增加了2300~2400MHz頻段。
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6、2000年啟動3G增強型及超3G(Systems Beyond IMT-2000)研究。
圖3-6給出了ITU研究確定的IMT-2000第三代移動通信系統示意圖。
圖3-6:第三代移動通信系統示意圖
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四、3G的CDMA技術FDD和TDD的比較
1、FDD
WCDMA首先由歐洲ETSI和日本ARIB提出,避開了很多IS-95專利技術。在3GPP標準化,主要參數與cdma2000直接擴頻方式進行了融合R99/R4支持GSM MAP核心網,R5及以后版本向IP方向發展。
CDMA2000基于IS-95CDMA技術,cdma2000-1x在技術上進行改進(如反向相干解調、下行快速功率控制等),容量提高了近一倍,速率可支持308/144 kbit/s;1xEV/DO可支持峰值為2.4Mbit/s的數據速率傳輸。
2、TDD
TD-SCDMA,由中國CATT/CWTS在SCDMA基礎上提出,采用智能天線技術,可在所有環境應用(高速移動、慢速和室內)。
TDD-CDMA由歐洲提出,曾是與WCDMA競爭的主要技術,經ETSI協調和表決后,只限于TDD方式;應用于室內、高密度用戶群,作為FDD的補充。
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