3g网络架构图（3G网络图）
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本文目录一览：
2G/3G网络结构分为几层？每层名称是什么？都有哪些网元？
分为无线接入网和核心网
无线接入部分有基站控制器和基站
核心网包括交换机msc，sgsn，ggsn，hlr，vlr，auc，***sc等
3G的基本原理和网络架构？
1940年，美国女演员海蒂·拉玛和她的作曲家丈夫乔治·安塞尔提出一个Spectrum（频谱）的技术概念，这个被称为“展布频谱技术”（也称码分扩频技术）的技术理论在此后带给了我们这个世界不可思议的变化，就是这个技术理论最终演变成我们今天的3G技术，展布频谱技术就是3G技术的根本基础原理。
3G是第三代移动通信技术，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。3G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，目前3G存在3种标准：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。
中国国内支持国际电联确定三个无线接口标准，分别是中国电信的CDMA2000，中国联通的WCDMA，中国移动的TD-SCDMA，G***设备***用的是时分多址，而CDMA使用码分扩频技术，先进功率和话音激活至少可提供大于3倍G***网络容量，业界将CDMA技术作为3G的主流技术，国际电联确定三个无线接口标准，分别是美国CDMA2000，欧洲WCDMA，中国TD-SCDMA。原中国联通的CDMA卖给中国电信，中国电信已经将CDMA升级到3G网络，3G主要特征是可提供移动宽带多媒体业务。
3G技术基础知识
随着科技的高速发展，手机已经成为人们生活中不可或缺的一部分。在手机功能逐渐强大的背后，是3G技术的高速发展，为人们的日常生活带来了各种便利。而3G技术的成熟应用，使得无线通信不再局限于文本和简单图片。通过3G无线网，人们可以用多种多样的便携式设备在更多且更具挑战性的环境中进行高质量的***通讯。本节主要介绍3G网络的一些基本信息。
一、3G技术的定义及其特点
一般来讲，3G是指第三代通信网络。与第二代（2G）比起来，3G技术使数据传输的种类更多，速度更快。它能够在网络覆盖范围内更好地实现图像、音乐、***流等多种媒体形式文件的共享和传输，并能够提供包括网页浏览、***会议、电子商务等多种信息服务，同时它也与已有的2G 网络有着良好的兼容性。另外3G技术能够提供的速度更快。目前在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2M bps、384kbps以及144kbps的传输速度。
3G技术的主要特点是能够将无线通信系统和interent连接起来，从而实现在不同网络之间的无缝漫游，并在此基础上向移动终端用户提供更多更个性的服务。当下较为流行的新浪微博、淘宝客户端移动版等都***用了此技术。
二、3G网络的分类以及国内现状
自从1995年第一台模拟手机问世以来，通信技术已经发展了三代。2000年5月，国际电信联盟（ITU）确定了WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA以及WiMAX四大主流无线接口标准，并写入3G技术指导文件《2000年国际移动通讯***》（IMT-2000）。CDMA是code division multiple access（码分多址）的缩写，是3G技术的基础。与前两代技术相比较，3G技术频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径干扰能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显示出巨大的发展潜力。
1.WCDMA
WCDMA全称为wideband CDMA，意为宽频分码多重存取，是基于G***网发展出来的3G技术规范。它由CDMA演变而来，被认为是IMT-2000的直接扩展。如图4-1所示，一般将WCDMA系统分成两个部分：核心网部分（CN）和无线接入部分（UTRAN）。其中UTRAN由多个无线网络子系统（RNS）组成，每个RNS包括1个无线网络控制器（RNC）和一个或多个节点B。每个RNS都是UTRAN的一个子网。节点B和RNC之间通过Iub接口连接。RNC与RNC之间通过Iur接口相连。节点B通过Uu空中接口与UE通信：RNC通过Iu-cs接口与MSC（CN的分组域）相连。WCDMA***用ATM作为承载进行用户数据和信令信息的传输。
图4-1 WCDMA系统架构
WCDMA***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3.84Mcps，载波带宽为5MHz.基于Release 99/Release 4版本，可在5MHz的带宽内，提供最高384kbps的用户数据传输速率。WCDMA能够支持移动/手提设备之间的语音、图像、数据以及***通信，速率可达2Mb/s（对于局域网而言）或者384kb/s（对于宽带网而言）。输入信号先被数字化，然后在一个较宽的频谱范围内以编码的扩频模式进行传输。窄带CDMA使用的是200kHz宽度的载频，而WCDMA使用的则是一个5MHz宽度的载频。
WCDMA由欧洲提出，并与日本的宽带CDMA极为相似，目前正在融合。WCDMA的支持者主要以G*** 系统为主的欧洲厂商，如爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电等，另外也有部分日本公司参与其中，包括N TT、富士通、夏普等。该规范的最大优势在于能够架设在现有的G*** 网络上，对于系统提供商而言可以轻易过渡，尤其是G*** 系统相当普遍的亚洲。目前中国联通***用这一标准并开发“沃”品牌。
2.CDMA2000
CDMA2000 则由窄带CDMA（CDMAIS95）技术发展而来，也称为CDMAM ulti-Carrier。CDMA2000标准是一个体系结构，称为CDMA2000family.它包含一系列子标准。由CDMAOne向3G演进的途径为：CDMAOne→（IS-95B→）CDMA20001x（3x）→CDMA20001xEV。其中从CDMA20001x之后均属于第三代技术。演进途径中各阶段特点分别为：
1）IS-95B：通过捆绑8个话音业务信道，提供64k数据业务。在多数国家，IS95B被跨过，直接从CDMAOne演进为CDMA20001x。
2）CDMA20001x：在IS-95的基础上升级空中接口，可在1.25M 带宽内提供307.2k高速分组数据速率。
3）CDMA20003x：在5M 带宽内实现2M 数据速率，后向兼容CDMA20001x及IS-95。
4）CDMA20001xEV：增强型1x，包括EV-DO和EV-DV两个阶段。
CDMA20001x在无线接口性能上较IS-95系统有了很大的增强，主要表现为：
1）可支持高速补充业务信道，单个信道的峰值速率可达3.7.2kbps。
2）***用了前向快速功控，提高了前向信道的容量。
3）可***用发射分集方式O TD 或STS，提高了信道的抗衰落能力。
4）提供反向导频信道，使反向相干解调成为可能，反向增益较IS95提高3dB，反向容量提高1倍。
5）业务信道可***用比卷积码更高效的Tubro码，使容量进一步提高。
6）引入了快速地呼信道，减少了移动台功耗，提高了移动台的待机时间。此外，新的接入方式减少了移动台接入过程中的干扰的影响，提高了接入成功率。
7）仿真结果表明，CDMA20001x系统的话音业务容量是IS95系统的2倍，而数据业务容量是IS-95的3.2倍。
CDMA20001x的无线IP网络接口***用已应用成熟的、开放的IETF协议，支持SimpleIP和MobileIP的Intemet/Intranet的接入方式，实现了真正的Interent接入的移动性。
从传输速率来看，IS-95标准的速率集是CDMA20001x速率集的一个子集（RC1,RC2）。同时，CDMA2000提供增强速率集：前向RC3-RC9，反向RC3-RC6，从而在满足第三代移动通讯高速分组数据业务的同时实现了从IS-95的平滑过渡。CDMA20001x 能实现对CDMA（IS-95）系统的完全兼容，技术延续性好，可靠性较高。同时也使CDMA2000成为从第二代向第三代移动通信过渡最平滑的选择。
此技术规范由美国高通北美公司主导提出，但如今由韩国三星公司引领研发。其支持者包括摩托罗拉、Lucent、韩国三星以及一些日本公司。虽然CDMA2000的支持者不如WCDMA多，但是它的研发进度最快，而且建设成本低廉。在中国，中国电信正***用这一方案并拥有“天翼”品牌。
3.TD-SCDMA
TD-SCDMA全称为time division-Synchr。nous CDMA（时分同步CDMA），该技术是由中国内地独自制定的3D标准，同时也是ITU正式发布的第三代移动通信空间接口技术规范之一，它得到了CW TS及3GPP的全面支持。该方案的主要技术集中在***公司手中，它的设计参照了TDD 在不成对的频带上的时域模式。TDD 模式是基于在无线信道时域里的周期地重复TDMA帧结构实现的。这个帧结构被再分为几个时隙.在TDD模式下，可以方便地实现上/下行链路间的灵活切换。它是集CDMA、TDMA、FDMA技术优势于一体、系统容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强的移动通信技术。它***用了智能天线、联合检测、接力切换、同步CDMA、软件无线电、低码片速率、多时隙、可变扩频系统、自适应功率调整等技术。
TD-SCDMA有五种很有特色的技术。首先是综合的寻址（多址）方式。TD-SCDMA空中接口***用了四种多址技术：TDMA,CDMA,FDMA,SDMA（智能天线）。综合利用这四种技术***分配时在不同角度上的自由度，得到可以动态调整的最优***分配。第二是灵活的上下行时隙配置。灵活的时隙上下行配置可以随时满足您打电话，上网浏览、下载文件、***业务等的需求，保证您清晰、畅通地享受3G业务。第三是TD 克服呼吸效应和远近效应。呼吸效应就是指在CDMA系统中，当一个小区内的干扰信号很强时，基站的实际有效覆盖面积就会缩小：当一个小区的干扰信号很弱时，基站的实际有效覆盖面积就会增大。简言之，呼吸效应表现为覆盖半径随用户数目的增加而收缩。导致呼吸效应的主要原因是CDMA系统是一个自干扰系统，用户增加导致干扰增加而影响覆盖。对于TD-SCDMA而言，通过低带宽FDMA和TDMA来抑制系统的主要干扰，在单时隙中***用CDMA技术提高系统容量，而通过联合检测和智能天线技术（SDMA 技术）克服单时隙中多个用户之间的干扰，因而产生呼吸效应的因素显著降低，因而TD 系统不再是一个干扰受限系统（自干扰系统），覆盖半径不像CDMA那样因用户数的增加而显著缩小，因而可认为TD 系统没有呼吸效应。远近效应是指由于手机用户在一个小区内是随机分布的，而且是经常变化的，同一手机用户可能有时处在小区的边缘，有时靠近基站。如果手机的发射功率按照最大通信距离设计，则当手机靠近基站时，功率必定有过剩，而且形成有害的电磁辐射。解决这个问题的方法是根据通信距离的不同，实时地调整手机的发射功率，即功率控制。功率控制的原则是，当信道的传播条件突然变好时，功率控制单元应在几微秒内快速响应，以防止信号突然增强而对其他用户产生附加干扰；相反当传播条件突然变坏时，功率调整的速度可以相对慢一些。也就是说，宁愿单个用户的信号质量短时间恶化，也要防止对其他众多用户都产生较大的背景干扰。第四是智能天线。在TD-SCDMA系统中，基站系统通过数字信号处理技术与自适应算法，使智能天线动态地在覆盖空间中形成针对特定用户的定向波束，充分利用下行信号能量并最大限度地抑制干扰信号。基站通过智能天线可在整个小区内跟踪终端的移动，这样终端得到的信噪比得到了极大的改善，提高了业务质量。最后则是动态信道分配。信道就是你打电话时占用的通信链路（线路）***，如同你开车在马路上行驶时，你所使用的车道、交通标志、红绿灯信号等，这些***对于你行车是必不可少的；在TD-SCDMA通信时，信道使用频率、时隙（时间）、码字等表征所使用的无线***。动态信道分配，就是根据用户的需要进行实时动态的***（频率、时隙、码字等）分配。动态信道分配（DCA）根据调节速率分为：慢速DCA和快速DCA。慢速DCA 将无线信道分配至小区范围，而快速DCA 将信道分至业务。RNC 负责小区可用***的管理，并将其动态分配给用户。RNC 分配***的方式取决于系统负荷、业务QoS要求等参数。目前DCA 最多的是基于干扰测量的算法，这种算法将根据用户移动终端反馈的干扰实时测量结果分配信道。
另外TD-SCDMA技术具有辐射低的特点，被誉为绿色3G。另外TD-SCDMA在频谱利用率、对业务支持的灵活性、频率灵活性以及成本等方面具有独特优势。如今全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TD-SCDMA标准。中国移动在此标准的基础上，开发了“G3”品牌。
三、国内3G网络比较
国内主要3G网络基本情况比较如下表所列：
基于3S技术的野外地质调查工作管理与服务关键技术研究及应用示范
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