WCDMA移動通信技術(shù)：01 WCDMA系統(tǒng)概述

WCDMA系統(tǒng)概述3G及WCDMA概述WCDMA系統(tǒng)版本目錄與3G有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織格局

日本韓國中國美國歐洲美國ITU3GPP：該組織是在1998年12月成立的，主要研究方向：WCDMA和TD-SCDMA

3GPP2：

該組織是于1999年1月成立，主要研究方向：CDMA2000

兩個組織中國的標(biāo)準(zhǔn)化中國于1999年4月成立了無線通信標(biāo)準(zhǔn)研究組（CWTS）。1999年5月在韓國正式簽字加入3GPP和3GPP2,成為這兩個當(dāng)前主要負(fù)責(zé)第三代伙伴項目的組織伙伴。在此之前，我國是以觀察員的身份參與這兩個伙伴的標(biāo)準(zhǔn)化活動。

3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化IMT-2000最關(guān)鍵的是無線傳輸技術(shù)RTTIMT-2000-InternationalMobileTelecomSystem-2000,國際移動電話系統(tǒng)-2000第三代移動通信系統(tǒng)最早于1985年由國際電信聯(lián)盟(ITU)提出，當(dāng)時稱為未來公眾陸地移動通信系統(tǒng)，1996年更名為IMT－2000，意即該系統(tǒng)工作在2000MHz頻段，最高業(yè)務(wù)速率可達2000kb/s，預(yù)期在2000年左右得到商用。無線傳輸技術(shù)－RTT需求Data：144kbps高速運動384kbps步行運動2Mbps室內(nèi)運動移動速度問題，ITU-R要求的FDD系統(tǒng)的最高速率為500km/h；Voice4.75Kb/s--12.2Kb/s根據(jù)帶寬需求可變速率信息傳遞；滿足不同業(yè)務(wù)的延時要求。無線基礎(chǔ)知識WCDMATD-SCDMACDMA2000信道帶寬5MHz1.6MHzN*1.25MHzN=1,3,6,9,12碼片速率3.84Mcps1.28McpsN*1.2288McpsN=1,3,6,9,12擴頻方式DS-CDMADS-CDMA,SF=1,2,4,8,16DS-CDMA和MC-CDMA雙工方式FDDTDDFDD調(diào)制方式QPSK/BPSKQPSK/8PSKQPSK/BPSK功率控制開環(huán)結(jié)合快速閉環(huán)（1.5KHz）開環(huán)結(jié)合快速閉環(huán)（200Hz）開環(huán)結(jié)合快速閉環(huán)（800Hz）基站同步同步/異步同步同步3G三種主要技術(shù)的比較3G無線接入網(wǎng)邏輯結(jié)構(gòu)核心網(wǎng)CNSRNSRNCIuNodeBNodeBIubDRNSRNCNodeBNodeBIubIurIuUEUu3G無線接入網(wǎng)邏輯結(jié)構(gòu)RNC子系統(tǒng)即無線網(wǎng)絡(luò)控制器，用于控制UTRAN的無線資源。它通常通過Iu接口與電路域MSC和分組域SGSN以及廣播域BC相連，在移動臺和UTRAN之間的無線資源控制RRC協(xié)議在此終止。它在邏輯上對應(yīng)GSM網(wǎng)絡(luò)中的BSC?？刂芅obeB的RNC成為該NobeB的控制RNC(CRNC),CRNC負(fù)責(zé)對其控制的小區(qū)的無線資源進行管理。3G無線接入網(wǎng)邏輯結(jié)構(gòu)RNC子系統(tǒng)如果一個移動臺與UTRAN的連接中用到了超過一個RNS的無線資源，涉及到RNS可以分為：服務(wù)RNS（SRNS）：管理UE和UTRAN之間的無線連接。對應(yīng)于該UE的Iu接口的終止點。無線接入承載的參數(shù)映射到傳輸信道的參數(shù)，是否進行越區(qū)切換，開環(huán)功率控制等基本的無線資源管理都是由SRNS中的SRNC來完成的。一個與UTRAN相連的UE有且只能有一個有一個SRNC。漂移RNS（DRNS)：除SRNS以外，UE所用到的RNS稱為DRNS。其對應(yīng)的RNC則是DRNC。可以沒有一個用戶，也可以有有個或多個DRNS。通常在實際的RNC中包含了所有CRNC、SRNC和DRNC的功能。3G無線接入網(wǎng)邏輯結(jié)構(gòu)NodeB子系統(tǒng)NodeB完成無線接口的第一層功能，主要完成與無線傳輸相關(guān)的功能，如射頻耦合、濾波、變頻、放大、增益控制以及調(diào)制/解調(diào)、擴頻/解擴、信道編碼/解碼、信道復(fù)用/去復(fù)用等。3G無線接入網(wǎng)邏輯結(jié)構(gòu)NodeB子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.射頻前端線性功放普通濾波定向藕合發(fā)送天饋至發(fā)信機功率檢測LNA功放至收信機普通濾波測試藕合接收天饋3G無線接入網(wǎng)邏輯結(jié)構(gòu)NodeB子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.收發(fā)信機收發(fā)信機發(fā)信機中頻上變頻器自動功率控制APC射頻上變頻器基帶處理單元發(fā)信機接收帶通濾波器射頻下變頻器中頻濾波器自動增益控制AGC電路中頻下變頻收信基帶處理收發(fā)信頻率合成器為收發(fā)信機的時間頻率單元提供標(biāo)準(zhǔn)的時鐘參考信號UTRANUECNUMTSWCDMA系統(tǒng)3G標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展進程－WCDMA3G標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展進程－WCDMA2G向3G的演進3G系統(tǒng)的演進包括RAN和CN兩部分的演進；UMTS無線接入部分RAN，采用UTRAN作為基站側(cè)，以新建的方式完成3G寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的無線接入；3G的演進主要是核心網(wǎng)絡(luò)的演進，UMTSCN演進根據(jù)3GPP標(biāo)準(zhǔn)，分為2個階段：第一階段3GPPR99的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要是基于演進的GPRS網(wǎng)絡(luò)；第二階段3GPP演進目標(biāo)基于全IP網(wǎng)絡(luò)；3G標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展進程－WCDMAGSM向WCDMA的演進策略3GPP和3GPP2制定的演進策略總體上是漸進式的：保證現(xiàn)有投資和運營商利益有利于現(xiàn)有技術(shù)的平滑過度綜上，GSM向WCDMA的演進策略是：GSM->HSCSD（高速電路交換數(shù)據(jù)，速率14.4~64kbit/s）

->GPRS（通用分組無線業(yè)務(wù)，速率144kbit/s）->IMT-2000WCDMA（DS）。3G及WCDMA概述WCDMA系統(tǒng)版本目錄WCDMA核心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的演進WCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)范是按R99->R4->R5->R6階段演進的。演進過程中，核心網(wǎng)基本網(wǎng)絡(luò)邏輯上的劃分沒有變化，都分為電路域和分組域。增加了TD-SCDMACS域HLRGMSCMSC/VLRMSC/VLRAuCGGSNInternetPSTNOtherPLMNSGSNGSNBTSBTSNodeBNodeBIu-CSRNCIu-PSGbBSCAGsGrGnGcCDHEGGpIubAbisUmUuRNCIurPS域NodeBIubGiWCDMAR99系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)GGSN：網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點；SGSN：GPRS業(yè)務(wù)支持節(jié)點。R99的主要變化是在網(wǎng)絡(luò)的接入部分，實現(xiàn)新的寬帶無線接入UTRAN。核心網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)是實現(xiàn)最小變化，繼承了傳統(tǒng)的電路話音交換，盡可能地利用現(xiàn)存的GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的功能單元和功能模塊。R99版本特點AuCGGSNInternetPSTNOtherPLMNSGSNGGSNNodeBNodeBIu-CSRNCIu-PSGbAGsGrGnGcCDGpIubBTSBTSBSCAbisUmUuRNCIurCS域PS域NodeBIubNbNcMGWGMSCServerMcMSCServer/VLRMcHHLRMGWGiWCDMAR4系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)R4版本特點特點：承載與控制分離，即控制面的信令和用戶名的承載分別由獨立的網(wǎng)元Server和媒體網(wǎng)關(guān)MGW來負(fù)責(zé)。（通常：Server集中在省會和區(qū)域中心，而MGW可以按最佳的話務(wù)吸收點來進行設(shè)置。）接入網(wǎng)側(cè)R4的變化：1.引入IP傳輸，與原ATM傳輸共存2.引入對TD-SCDMA支持好處：1.方便升級；2.集中管理，提高運維效率；3.組網(wǎng)靈活；MGWMSCServerMGWSGSNUTRANT-SGWMGCFR-SGWMRFPPSTNLegacy/ExternalGMSCServerHSSR-SGWCSCFCxMsMwMgMrGiGiIMS-MGWMcMcMcCDMhMhT-SGWPS域IP多媒體域CS域IuGrGiHSSCSCFGGSNWCDMAR5系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)呼叫控制網(wǎng)關(guān)會議電話橋分歸屬用戶服務(wù)器媒體網(wǎng)關(guān)控制器R5版本特點R5版本在空中接口上引入了HSDPA技術(shù)，使傳輸速率提高約10Mbit/s。同時IMS(IP多媒體系統(tǒng))的引入則極大的增強了移動通信系統(tǒng)的多媒體能力；智能網(wǎng)協(xié)議升級到了CAMEL4。特點：引入IMSIP多媒體系統(tǒng)，不但在核心網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)IP，在無線接入網(wǎng)絡(luò)也引入IP。除了原來的CS域和PS域外，新增了IP多媒體域(IPM)，支持更多的智能業(yè)務(wù)。采用HSDPA技術(shù)，數(shù)據(jù)速率達到10.8Mbit/s。WCDMA技術(shù)特點更大的系統(tǒng)容量WCDMA由于自身的帶寬較寬，抗衰落性能好，上下行鏈路實現(xiàn)相干解調(diào)，大幅度提高鏈路容量WCDMA系統(tǒng)采用快速功率技術(shù)，使發(fā)射機的發(fā)射功率總是處于最小水平，從而減少了多址干擾。更多的業(yè)務(wù)種類CS域業(yè)務(wù)：基本電信業(yè)務(wù)，如：話音、特服、緊急呼叫等PS域業(yè)務(wù)：PS域的短消息業(yè)務(wù)、移動QQ、移動游戲、移動沖浪、視頻點播、手機收發(fā)郵件等。更高的數(shù)據(jù)速率快速移動環(huán)境：最高達144kbit/s室外到室內(nèi)活步行環(huán)境：最高達384kbit/s室內(nèi)環(huán)境或靜止：最高達2Mbit/sWCDMA技術(shù)特點更好的無線傳輸采用發(fā)射分集技術(shù)，更有效地保證無線傳輸質(zhì)量WCDMA是寬帶信號，信號帶寬是5MHz，由于帶寬更寬，因此具有更好的多徑接收處理能力更高的話音質(zhì)量采用AMR話音編碼技術(shù)采用發(fā)射分集技術(shù)通過這些技術(shù)使WCDMA網(wǎng)絡(luò)話音質(zhì)量接近固定網(wǎng)的話音質(zhì)量更低的傳送功率采用CDMA技術(shù)，通過擴頻將窄帶信號轉(zhuǎn)換為寬帶信號后在進行發(fā)射。通過采用快速功率控制技術(shù)，降低發(fā)射功率，軟切換提高業(yè)務(wù)信道接收增益，降低終端發(fā)射功率。WCDMA終端的發(fā)射功率室內(nèi)為20mW,室外為300mW。中國3G頻譜分配60MHz30

MHzFDDTDD100

MHz15

MHz40

MHz155MHz178518501755188019201980201020252110217022002400

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2300中國的3G頻率規(guī)劃主要工作頻段：頻分雙工(FDD)方式：1920-1980MHz/2110-2170MHz時分雙工(TDD)方式：1880-1920MHz、2010-2025MHz補充工作頻段：頻分雙工(FDD)方式：1755-1785MHz/1850-1880MHz時分雙工(TDD)方式：2300-2400MHz