移動通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化——第7章 第三代移動通信

1、2021-7-41 移動通信技術(shù)移動通信技術(shù) 第7章 第三代移動通信 7.1第三代移動通信系統(tǒng)概述第三代移動通信系統(tǒng)概述 7.2 第三代移動通信新技術(shù)第三代移動通信新技術(shù) 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-42 第三代移動通信系統(tǒng)最早是由國際電信聯(lián)盟于第三代移動通信系統(tǒng)最早是由國際電信聯(lián)盟于 1985年提出的，當(dāng)時稱為未來公眾陸地移動通信年提出的，當(dāng)時稱為未來公眾陸地移動通信 系統(tǒng)（系統(tǒng)（FPLMTS），后改為），后改為IMT-2000，意指在，意指在 2000年左右開始商用并工作在年左右開始商用并工作在2000MHz頻段上的頻段上的 國際移動

2、通信系統(tǒng)。國際移動通信系統(tǒng)。 1997年年4月，月，ITU向各成員國征集向各成員國征集IMT-2000的無線的無線 接口候選傳輸技術(shù)。這引發(fā)了長達近四年的接口候選傳輸技術(shù)。這引發(fā)了長達近四年的3G技技 術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之爭和技術(shù)融合的進程。最終在術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之爭和技術(shù)融合的進程。最終在2001年確年確 定了定了cdma2000、WCDMA、TD-SCDMA這三種這三種 主流主流3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 7.1 第三代移動通信系統(tǒng)概述第三代移動通信系統(tǒng)概述 2021-7-43 第三代移動通信的標(biāo)準(zhǔn)化概況第三代移動通信的標(biāo)準(zhǔn)化概況 主要標(biāo)準(zhǔn)及提案 序號提交技術(shù)雙工方式應(yīng)用環(huán)境提交者 1J：W-CDMAFDD、TD

3、D所有環(huán)境所有環(huán)境日本：日本：ARIB 2ETSI-UTRA-UMTSFDD、TDD所有環(huán)境所有環(huán)境歐洲：歐洲：ETSI 3WIMS W-CDMAFDD所有環(huán)境所有環(huán)境美國：美國：TIA 4WCDMA/NAFDD所有環(huán)境所有環(huán)境美國：美國：T1P1 5Global CDMA FDD所有環(huán)境所有環(huán)境韓國：韓國：TTA 6TD-SCDMATDD所有環(huán)境所有環(huán)境中國：中國：CATT 7cdma2000FDD、TDD所有環(huán)境所有環(huán)境美國：美國：TIA 8Global CDMA FDD所有環(huán)境所有環(huán)境韓國：韓國：TTA 9UWC-136FDD所有環(huán)境所有環(huán)境美國：美國：TIA 10EP-DECTTDD

4、室內(nèi)、室室內(nèi)、室 外到室內(nèi)外到室內(nèi) 歐：歐：ETSI DECT計劃計劃 7.1 第三代移動通信系統(tǒng)概述第三代移動通信系統(tǒng)概述 2021-7-44 IMT-2000的主要目標(biāo)是全球一網(wǎng)，全球漫游；多層小區(qū)的主要目標(biāo)是全球一網(wǎng)，全球漫游；多層小區(qū) 結(jié)構(gòu)，適應(yīng)多種環(huán)境；提供多媒體業(yè)務(wù)，有足夠大的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，適應(yīng)多種環(huán)境；提供多媒體業(yè)務(wù)，有足夠大的系統(tǒng) 容量；高的保密性和高的服務(wù)質(zhì)量。容量；高的保密性和高的服務(wù)質(zhì)量。 IMT-2000對無線傳輸技術(shù)的要求是：支持高速傳輸多媒對無線傳輸技術(shù)的要求是：支持高速傳輸多媒 體業(yè)務(wù)，室內(nèi)至少體業(yè)務(wù)，室內(nèi)至少2Mbit/s，室外步行至少，室外步行至少384kbit/

5、s，車輛，車輛 行駛環(huán)境至少行駛環(huán)境至少144kbit/s；傳輸速率能根據(jù)業(yè)務(wù)按需分配。；傳輸速率能根據(jù)業(yè)務(wù)按需分配。 后后3G（Beyond 3G）技術(shù)已顯露端倪。由于人們希望能在）技術(shù)已顯露端倪。由于人們希望能在 移動環(huán)境中數(shù)據(jù)傳輸速率更高，即從移動環(huán)境中數(shù)據(jù)傳輸速率更高，即從2Mbit/s提高到提高到 100Mbit/s，因此還需要研究更高傳輸速率的調(diào)制技術(shù)、，因此還需要研究更高傳輸速率的調(diào)制技術(shù)、 軟件無線電技術(shù)、智能天線技術(shù)和廣帶（軟件無線電技術(shù)、智能天線技術(shù)和廣帶（Broad band）IP 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這就是4G移動通信技術(shù)研究。移動通信技術(shù)研究。 7.1 第三代移

6、動通信系統(tǒng)概述第三代移動通信系統(tǒng)概述 2021-7-45 7.1.1 IMT-2000系統(tǒng)的特點系統(tǒng)的特點 高速率。數(shù)據(jù)速率可從幾高速率。數(shù)據(jù)速率可從幾kbps到到2 Mbps；高速移動時為；高速移動時為 144 kbps；慢速移動時為；慢速移動時為384 kbps；靜止時為；靜止時為2 Mbps。 多媒體化。提供高質(zhì)量的多媒體業(yè)務(wù)，如話音、可變速率多媒體化。提供高質(zhì)量的多媒體業(yè)務(wù)，如話音、可變速率 數(shù)據(jù)、活動視頻和高清晰圖像等多種業(yè)務(wù)，實現(xiàn)多種信息數(shù)據(jù)、活動視頻和高清晰圖像等多種業(yè)務(wù)，實現(xiàn)多種信息 一體化。一體化。 全球性。采用公用頻段全球性。采用公用頻段, 全球漫游。是一個覆蓋全球的、全球

7、漫游。是一個覆蓋全球的、 具有高度智能和個人服務(wù)特色的移動通信系統(tǒng)。具有高度智能和個人服務(wù)特色的移動通信系統(tǒng)。 平滑過渡和演進。與第二代系統(tǒng)的共存和互通，開放結(jié)構(gòu)，平滑過渡和演進。與第二代系統(tǒng)的共存和互通，開放結(jié)構(gòu)， 易于引入新技術(shù)。易于引入新技術(shù)。 7.1 第三代移動通信系統(tǒng)概述第三代移動通信系統(tǒng)概述 2021-7-46 綜合化。多環(huán)境、靈活性，能把現(xiàn)存的尋呼、無繩電話、綜合化。多環(huán)境、靈活性，能把現(xiàn)存的尋呼、無繩電話、 蜂窩（宏蜂窩、微蜂窩、微微蜂窩）、移動衛(wèi)星等通信系蜂窩（宏蜂窩、微蜂窩、微微蜂窩）、移動衛(wèi)星等通信系 統(tǒng)綜合在統(tǒng)一的系統(tǒng)中（具有從小于統(tǒng)綜合在統(tǒng)一的系統(tǒng)中（具有從小于50米

8、的微微小區(qū)到大米的微微小區(qū)到大 于于500公里的衛(wèi)星小區(qū)），與不同網(wǎng)絡(luò)互通，提供無縫漫游公里的衛(wèi)星小區(qū)），與不同網(wǎng)絡(luò)互通，提供無縫漫游 和業(yè)務(wù)一致性。和業(yè)務(wù)一致性。 業(yè)務(wù)終端具有多樣化的特征。終端既是通信工具，又是一業(yè)務(wù)終端具有多樣化的特征。終端既是通信工具，又是一 個計算工具和娛樂工具。個計算工具和娛樂工具。 智能化。主要表現(xiàn)在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面（引入智能網(wǎng)概念）智能化。主要表現(xiàn)在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面（引入智能網(wǎng)概念） 和收發(fā)信機的軟件無線電化。和收發(fā)信機的軟件無線電化。 個人化。用戶可用唯一個人電信號碼（個人化。用戶可用唯一個人電信號碼（PTN）在任何終端）在任何終端 上獲取所需要的電信業(yè)務(wù)，這

9、就超越了傳統(tǒng)的終端移動性，上獲取所需要的電信業(yè)務(wù)，這就超越了傳統(tǒng)的終端移動性， 真正實現(xiàn)個人移動性。真正實現(xiàn)個人移動性。 7.1 第三代移動通信系統(tǒng)概述第三代移動通信系統(tǒng)概述 2021-7-47 7.1 第三代移動通信概述第三代移動通信概述 7.1.2 IMT-2000系統(tǒng)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)組成：四個功能子系統(tǒng)：核心網(wǎng)系統(tǒng)組成：四個功能子系統(tǒng)：核心網(wǎng)CN、無線接入網(wǎng)無線接入網(wǎng) RAN、移動終端移動終端MT和用戶識別模塊和用戶識別模塊UIM。 圖7.1 IMT-2000系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 2021-7-48 7.1 第三代移動通信概述第三代移動通信概述 圖7.1I MT-2000系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 2021-7-4

10、9 核心網(wǎng)絡(luò)的主要作用是提供信息交換和傳輸，將采用分組核心網(wǎng)絡(luò)的主要作用是提供信息交換和傳輸，將采用分組 交換或交換或ATM 網(wǎng)絡(luò)，最終過渡到全網(wǎng)絡(luò)，最終過渡到全IP 網(wǎng)絡(luò)，并且與當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)，并且與當(dāng)前的 2 G 網(wǎng)絡(luò)后向兼容網(wǎng)絡(luò)后向兼容 業(yè)務(wù)控制網(wǎng)絡(luò)是為移動用戶提供附加業(yè)務(wù)和控制邏輯，將業(yè)務(wù)控制網(wǎng)絡(luò)是為移動用戶提供附加業(yè)務(wù)和控制邏輯，將 基于增強型智能網(wǎng)來實現(xiàn)基于增強型智能網(wǎng)來實現(xiàn) 接入網(wǎng)絡(luò)包括與無線技術(shù)有關(guān)的部分，主要實現(xiàn)無線傳輸接入網(wǎng)絡(luò)包括與無線技術(shù)有關(guān)的部分，主要實現(xiàn)無線傳輸 功能。功能。 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)接口系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)接口 網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)接口NNI； 無線接入網(wǎng)與核心網(wǎng)之間的接口無線

11、接入網(wǎng)與核心網(wǎng)之間的接口RAN-CN； 無線接口無線接口UNI； 用戶識別模塊和移動臺之間的接口用戶識別模塊和移動臺之間的接口UIM-MT。 7.1 第三代移動通信概述第三代移動通信概述 2021-7-410 結(jié)構(gòu)分層結(jié)構(gòu)分層 物理層：由一系列下行物理信道和上行物理信道組成。物理層：由一系列下行物理信道和上行物理信道組成。 鏈路層：由鏈路層：由MAC子層和鏈路接入控制子層和鏈路接入控制LAC子層組成。子層組成。 MAC子層根據(jù)子層根據(jù)LAC子層的要求對物理層資源管理與控制，并子層的要求對物理層資源管理與控制，并 提供提供LAC子層所需的子層所需的QoS級別；級別；LAC子層采用與物理層相對獨立

12、子層采用與物理層相對獨立 的鏈路管理與控制，并通過的鏈路管理與控制，并通過ARQ等方式提供等方式提供MAC子層所不能提子層所不能提 供的更高級別的供的更高級別的QoS控制，以滿足高層業(yè)務(wù)實體的傳輸可靠性?？刂?，以滿足高層業(yè)務(wù)實體的傳輸可靠性。 高層：集高層：集OSI模型中的網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用模型中的網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用 層為一體；主要負責(zé)各種業(yè)務(wù)的呼叫信令處理，話音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)層為一體；主要負責(zé)各種業(yè)務(wù)的呼叫信令處理，話音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù) 業(yè)務(wù)的控制與處理等。業(yè)務(wù)的控制與處理等。 7.1 第三代移動通信概述第三代移動通信概述 2021-7-411 7.1.3 IMT-

13、2000的頻帶劃分的頻帶劃分 1992年世界無線電行政大會（年世界無線電行政大會（WARC）根據(jù)）根據(jù) ITU-R對對IMT-2000的業(yè)務(wù)量和所需頻譜的估計，劃的業(yè)務(wù)量和所需頻譜的估計，劃 分了分了230MHz帶寬給帶寬給IMT-2000。18852025MHz及及 21102200MHz頻帶為全球基礎(chǔ)上可用于頻帶為全球基礎(chǔ)上可用于IMT- 2000的業(yè)務(wù)；的業(yè)務(wù)；19802010MHz和和21702200MHz 為衛(wèi)星移動業(yè)務(wù)頻段共為衛(wèi)星移動業(yè)務(wù)頻段共60MHz；其余；其余170MHz為陸為陸 地移動業(yè)務(wù)頻段，其中對稱頻段是地移動業(yè)務(wù)頻段，其中對稱頻段是260MHz， 不對稱的頻段是不對稱

14、的頻段是50MHz。 7.1 第三代移動通信系統(tǒng)概述第三代移動通信系統(tǒng)概述 2021-7-412 圖7.2 WRC2000對IMT-2000的頻譜安排 7.1 第三代移動通信系統(tǒng)概述第三代移動通信系統(tǒng)概述 2021-7-413 圖7.3 我國IMT-2000頻譜分配 7.1 第三代移動通信系統(tǒng)概述第三代移動通信系統(tǒng)概述 2021-7-414 圖7.1 蜂窩移動通信系統(tǒng)的演進 7.1.4 3G網(wǎng)絡(luò)的演進網(wǎng)絡(luò)的演進 7.1 第三代移動通信系統(tǒng)概述第三代移動通信系統(tǒng)概述 2021-7-415 圖7.13 IMT-2000物理結(jié)構(gòu)模型 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特

15、征 7.1.5 IMT-2000物理結(jié)構(gòu)模型物理結(jié)構(gòu)模型 2021-7-416 1 用戶設(shè)備域：用戶用來接入用戶設(shè)備域：用戶用來接入UMTS業(yè)務(wù)的設(shè)備，用戶設(shè)備業(yè)務(wù)的設(shè)備，用戶設(shè)備 通過無線接口與基本結(jié)構(gòu)相連接。通過無線接口與基本結(jié)構(gòu)相連接。 移動設(shè)備域：功能是完成無線傳輸和應(yīng)用移動設(shè)備域：功能是完成無線傳輸和應(yīng)用 用戶業(yè)務(wù)識別單元域：包含清楚而安全地確定身份的數(shù)用戶業(yè)務(wù)識別單元域：包含清楚而安全地確定身份的數(shù) 據(jù)和過程據(jù)和過程 2 基本結(jié)構(gòu)域：由物理節(jié)點組成，這些物理節(jié)點完成終止無基本結(jié)構(gòu)域：由物理節(jié)點組成，這些物理節(jié)點完成終止無 線接口和支持用戶通信業(yè)務(wù)需要的各種功能?；窘Y(jié)構(gòu)是線接口和支

16、持用戶通信業(yè)務(wù)需要的各種功能?；窘Y(jié)構(gòu)是 共享的資源，它為其覆蓋區(qū)域內(nèi)的所有授權(quán)用戶提供服務(wù)。共享的資源，它為其覆蓋區(qū)域內(nèi)的所有授權(quán)用戶提供服務(wù)。 （1） 接入網(wǎng)域：由管理接入網(wǎng)資源的物理實體組成，并向 用戶提供接入到核心網(wǎng)域的機制 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-417 （2 2） 核心網(wǎng)域：由提供網(wǎng)絡(luò)支持特性和通信業(yè)務(wù)的物理實核心網(wǎng)域：由提供網(wǎng)絡(luò)支持特性和通信業(yè)務(wù)的物理實 體組成。提供的功能包括用戶位置信息的管理、網(wǎng)絡(luò)特性體組成。提供的功能包括用戶位置信息的管理、網(wǎng)絡(luò)特性 和業(yè)務(wù)的控制、信令和用戶信息的傳輸機制等和業(yè)務(wù)的控制、信令和用戶信

17、息的傳輸機制等 服務(wù)網(wǎng)域：與接入網(wǎng)域相連接，其功能是呼叫的尋路和將服務(wù)網(wǎng)域：與接入網(wǎng)域相連接，其功能是呼叫的尋路和將 用戶數(shù)據(jù)與信息從源傳輸?shù)侥康?。它既和原籍網(wǎng)域聯(lián)系以用戶數(shù)據(jù)與信息從源傳輸?shù)侥康?。它既和原籍網(wǎng)域聯(lián)系以 獲得和用戶有關(guān)的數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)，也和傳輸網(wǎng)域聯(lián)系以獲得獲得和用戶有關(guān)的數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)，也和傳輸網(wǎng)域聯(lián)系以獲得 與用戶無關(guān)的數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)。與用戶無關(guān)的數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)。 原籍網(wǎng)域：管理用戶永久的位置信息。用戶業(yè)務(wù)識別單元原籍網(wǎng)域：管理用戶永久的位置信息。用戶業(yè)務(wù)識別單元 和原籍網(wǎng)域有關(guān)；和原籍網(wǎng)域有關(guān)； 傳輸網(wǎng)域：是服務(wù)網(wǎng)域和遠端用戶間的通信路徑。傳輸網(wǎng)域：是服務(wù)網(wǎng)域和遠端用戶間的通信路徑。 7

18、.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-418 7.1.5 三種標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別三種標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別 WCDMA基于基于GSM；cdma2000基于基于IS-95CDMA；TD- SCDMA。 WCDMA與與cdma2000的三個區(qū)別。的三個區(qū)別。 碼片速率：碼片速率： cdma2000，1.2288Mc/s或或3.6864Mc/s ； WCDMA，3.84Mc/s 。 基站同步方式：基站同步方式： cdma2000，用，用GPS使基站間嚴(yán)格同步；使基站間嚴(yán)格同步； WCDMA，同步，同步/異步相結(jié)合的方式。異步相結(jié)合的方式。 導(dǎo)頻信道方式：導(dǎo)頻信道方式：cdma

19、2000,公共導(dǎo)頻方式公共導(dǎo)頻方式 ；WCDMA，專用，專用 時分導(dǎo)頻上引入公共連續(xù)導(dǎo)頻。時分導(dǎo)頻上引入公共連續(xù)導(dǎo)頻。 7.1 第三代移動通信系統(tǒng)概述第三代移動通信系統(tǒng)概述 2021-7-419 WCDMA與cdma2000的區(qū)別 參數(shù)WCDMAcdma2000 最小帶寬(MHz)51.25/5 采用技術(shù)類型直接序列擴頻(DS)多載波(MC) 碼片速率(Mchip/s)3.841.2288/3.6864 基站間同步異步/同步同步 下行信道導(dǎo)頻 專用信道采用導(dǎo)頻符號與業(yè) 務(wù)數(shù)據(jù)流時分復(fù)用(TM)，并 采用公共連續(xù)導(dǎo)頻 采用獨立的連續(xù)導(dǎo)頻業(yè) 務(wù)碼道共用(CM) 幀長(ms)1020 話音編碼固定速

20、率可變速率 功率控制速度(Hz)1600800 7.1 第三代移動通信系統(tǒng)概述第三代移動通信系統(tǒng)概述 2021-7-420 7.2 第三代移動通信新技術(shù)（關(guān)鍵技術(shù)）第三代移動通信新技術(shù)（關(guān)鍵技術(shù)） 1高效信道編譯碼技術(shù)高效信道編譯碼技術(shù) 在第三代移動通信系統(tǒng)中都采用了卷積碼和在第三代移動通信系統(tǒng)中都采用了卷積碼和 Turbo碼兩種糾錯編碼。碼兩種糾錯編碼。 在高速率、對譯碼時延要求不高的數(shù)據(jù)鏈路中使在高速率、對譯碼時延要求不高的數(shù)據(jù)鏈路中使 用用Turbo碼以利于其優(yōu)異的糾錯性能；考慮到碼以利于其優(yōu)異的糾錯性能；考慮到 Turbo碼譯碼的復(fù)雜度、時延的原因，在語音和碼譯碼的復(fù)雜度、時延的原因，

21、在語音和 低速率、對譯碼時延要求比較苛刻的數(shù)據(jù)鏈路中低速率、對譯碼時延要求比較苛刻的數(shù)據(jù)鏈路中 使用卷積碼，在其他邏輯信道中也使用卷積碼。使用卷積碼，在其他邏輯信道中也使用卷積碼。 2021-7-421 2軟件無線電技術(shù)軟件無線電技術(shù) 軟件無線電技術(shù)的基本思想是高速模軟件無線電技術(shù)的基本思想是高速模/數(shù)（數(shù)（A/D） 和數(shù)和數(shù)/模（模（D/A）轉(zhuǎn)換器盡可能靠天線處理，所有）轉(zhuǎn)換器盡可能靠天線處理，所有 基帶信號處理都用軟件方式替代硬件實施?；鶐盘柼幚矶加密浖绞教娲布嵤?。 軟件無線電系統(tǒng)的關(guān)鍵部分為寬帶多頻段天線、軟件無線電系統(tǒng)的關(guān)鍵部分為寬帶多頻段天線、 高速高速A/D和和D/A轉(zhuǎn)換器

22、以及高速信號處理部分。轉(zhuǎn)換器以及高速信號處理部分。 軟件無線電技術(shù)最大的優(yōu)點是基于同樣的硬件環(huán)軟件無線電技術(shù)最大的優(yōu)點是基于同樣的硬件環(huán) 境，針對不同的功能采用不同的軟件來實施，其境，針對不同的功能采用不同的軟件來實施，其 系統(tǒng)升級、多種模式的運行可以自適應(yīng)地完成。系統(tǒng)升級、多種模式的運行可以自適應(yīng)地完成。 軟件無線電能實現(xiàn)多模式通信系統(tǒng)的無縫連接。軟件無線電能實現(xiàn)多模式通信系統(tǒng)的無縫連接。 7.2 第三代移動通信新技術(shù)（關(guān)鍵技術(shù)）第三代移動通信新技術(shù)（關(guān)鍵技術(shù)） 2021-7-422 3智能天線技術(shù)智能天線技術(shù) 無線覆蓋范圍、系統(tǒng)容量、業(yè)務(wù)質(zhì)量、阻塞和掉話等問題無線覆蓋范圍、系統(tǒng)容量、業(yè)務(wù)質(zhì)

23、量、阻塞和掉話等問題 一直困擾著蜂窩移動通信系統(tǒng)。一直困擾著蜂窩移動通信系統(tǒng)。 采用智能天線陣（采用智能天線陣（Adaptive Antenna Arrays）技術(shù)可以提）技術(shù)可以提 高第三代移動通信系統(tǒng)的容量及服務(wù)質(zhì)量。高第三代移動通信系統(tǒng)的容量及服務(wù)質(zhì)量。 智能天線陣技術(shù)是基于自適應(yīng)天線陣列原理，利用天線陣智能天線陣技術(shù)是基于自適應(yīng)天線陣列原理，利用天線陣 列的波束合成和指向，產(chǎn)生多個獨立的波束，自適應(yīng)地調(diào)列的波束合成和指向，產(chǎn)生多個獨立的波束，自適應(yīng)地調(diào) 整其方向圖以跟蹤信號變化；對干擾方向調(diào)零以減少甚至整其方向圖以跟蹤信號變化；對干擾方向調(diào)零以減少甚至 抵消干擾信號，提高接收信號的載干

24、比（抵消干擾信號，提高接收信號的載干比（C/I），以增加系），以增加系 統(tǒng)的容量和頻譜效率。統(tǒng)的容量和頻譜效率。 其特點在于以較低的代價換得無線覆蓋范圍、系統(tǒng)容量、其特點在于以較低的代價換得無線覆蓋范圍、系統(tǒng)容量、 業(yè)務(wù)質(zhì)量、抗阻塞和掉話等性能的顯著提高。業(yè)務(wù)質(zhì)量、抗阻塞和掉話等性能的顯著提高。 智能天線陣由智能天線陣由N單元天線陣、單元天線陣、A/D轉(zhuǎn)換器、波束形成器轉(zhuǎn)換器、波束形成器 （Beam-former）、波束方向估計及跟蹤器等幾部分組成）、波束方向估計及跟蹤器等幾部分組成。 7.2 第三代移動通信新技術(shù)（關(guān)鍵技術(shù)）第三代移動通信新技術(shù)（關(guān)鍵技術(shù)） 2021-7-423 4 多用戶檢

25、測和干擾消除技術(shù)多用戶檢測和干擾消除技術(shù) 多用戶檢測的基本思想是把所有用戶的信號都當(dāng)做有用信多用戶檢測的基本思想是把所有用戶的信號都當(dāng)做有用信 號，而不是當(dāng)做干擾信號。號，而不是當(dāng)做干擾信號。 經(jīng)過近經(jīng)過近20年的發(fā)展，年的發(fā)展，CDMA系統(tǒng)多址干擾抑制或多用戶檢系統(tǒng)多址干擾抑制或多用戶檢 測技術(shù)，已慢慢走向成熟及實用。測技術(shù)，已慢慢走向成熟及實用。 考慮到復(fù)雜度及成本等的原因，目前的多用戶檢測實用化考慮到復(fù)雜度及成本等的原因，目前的多用戶檢測實用化 研究，主要圍繞基站進行。研究，主要圍繞基站進行。 7.2 第三代移動通信新技術(shù)（關(guān)鍵技術(shù)）第三代移動通信新技術(shù)（關(guān)鍵技術(shù)） 2021-7-424

26、 5 初始同步與初始同步與Rake多徑分集接收技術(shù)多徑分集接收技術(shù) cdma2000：通過對導(dǎo)頻信道的捕獲建立通過對導(dǎo)頻信道的捕獲建立PN碼同步和符號碼同步和符號 同步，通過同步信道的接收建立幀同步和擾碼同步。同步，通過同步信道的接收建立幀同步和擾碼同步。 WCDMA：“三步捕獲法三步捕獲法”，通過對基本同步信道的捕獲，通過對基本同步信道的捕獲 建立建立PN碼同步和符號同步，通過對輔助同步信道的不同碼同步和符號同步，通過對輔助同步信道的不同 擴頻碼的非相干接收，確定擾碼組號等，通過對擾碼窮舉擴頻碼的非相干接收，確定擾碼組號等，通過對擾碼窮舉 搜索，建立擾碼同步。搜索，建立擾碼同步。 WCDMA

27、系統(tǒng)采用用戶專用的導(dǎo)頻信號；在系統(tǒng)采用用戶專用的導(dǎo)頻信號；在cdma2000下下 行鏈路采用公用導(dǎo)頻信號，上行信道采用用戶專用的導(dǎo)頻行鏈路采用公用導(dǎo)頻信號，上行信道采用用戶專用的導(dǎo)頻 信道。信道。 Rake多徑分集技術(shù)的另一種體現(xiàn)形式是宏分集及越區(qū)切多徑分集技術(shù)的另一種體現(xiàn)形式是宏分集及越區(qū)切 換技術(shù)。換技術(shù)。 7.2 第三代移動通信新技術(shù)（關(guān)鍵技術(shù)）第三代移動通信新技術(shù)（關(guān)鍵技術(shù)） 2021-7-425 6向全向全IP網(wǎng)過渡網(wǎng)過渡 全全IP網(wǎng)絡(luò)可節(jié)約成本，提高可擴展性、靈活性和使網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)可節(jié)約成本，提高可擴展性、靈活性和使網(wǎng)絡(luò) 運作更有效率等；支持運作更有效率等；支持IPv6，解決，解決IP

28、地址的不足和移動地址的不足和移動 IP。 由于由于IP技術(shù)在移動通信中的引入，將改變移動通信的業(yè)技術(shù)在移動通信中的引入，將改變移動通信的業(yè) 務(wù)模式和服務(wù)方式。務(wù)模式和服務(wù)方式。 基于移動基于移動IP技術(shù)，為用戶快速、高效、方便地部署豐富技術(shù)，為用戶快速、高效、方便地部署豐富 的應(yīng)用服務(wù)成為可能的應(yīng)用服務(wù)成為可能。 移動IP技術(shù)視頻 7IMT-2000無線協(xié)議分層模型無線協(xié)議分層模型 在在IMT-2000中將中將Um接口分成接口分成4層：物理層、介質(zhì)接入層、層：物理層、介質(zhì)接入層、 鏈路接入層和網(wǎng)絡(luò)層（包括呼叫控制、移動性管理和無鏈路接入層和網(wǎng)絡(luò)層（包括呼叫控制、移動性管理和無 線電資源管理）線

29、電資源管理）。 7.2 第三代移動通信新技術(shù)（關(guān)鍵技術(shù)）第三代移動通信新技術(shù)（關(guān)鍵技術(shù)） 2021-7-426 7.3.1 WCDMA網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) UMTS（Universal Mobile Telecommunications System、通、通 用移動通信系統(tǒng)）是采用用移動通信系統(tǒng)）是采用WCDMA空中接口技術(shù)的第三代移空中接口技術(shù)的第三代移 動通信系統(tǒng)，通常也把動通信系統(tǒng)，通常也把UMTS系統(tǒng)稱為系統(tǒng)稱為WCDMA通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)。 UMTS是是IMT-2000的重要成員，主要由歐洲和日本等國家和的重要成員，主要由歐洲和日本等國家和 地區(qū)的移動通信設(shè)備供應(yīng)商提出的。地區(qū)的移動通信設(shè)備供應(yīng)

30、商提出的。 如圖如圖7.7所示。所示。 圖7.7 UMTS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-427 1 GSM網(wǎng)絡(luò)向網(wǎng)絡(luò)向WCDMA的演進的演進 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-428 建立在GSM和和GPRS網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，由經(jīng)改造的后的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，由經(jīng)改造的后的 MSC/VLR（3G MSC/VLR）支撐。）支撐。 3G MSC/VLR與無線接入網(wǎng)與無線接入網(wǎng)RAN的接口被定義為的接口被定義為 ， 其底層采用控制協(xié)議其底層采用控制協(xié)議Q2630，而不是傳統(tǒng)，而不是傳統(tǒng)MSC的的 及

31、七號及七號 信令（信令（A接口）。接口）。 分組業(yè)務(wù)由演進型分組業(yè)務(wù)由演進型GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點（網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點（3GGSN)所支撐，所支撐， 3GGSN與與RAN的接口被定義為的接口被定義為 。其底層采用。其底層采用 ATM/STM1的的 Q2630，而不是，而不是GPRS所采用的幀中繼協(xié)議所采用的幀中繼協(xié)議 （ ）。）。 為支持軟切換為支持軟切換 ， RNC與與RNC的接口的接口 。 CSIu 1 E b G ur I PSIu 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-429 2G MSC/VLR與與3G RAN因為因為 接口與接口與A接口差別太大

32、，接口差別太大， 不能連接。不能連接。 對對2G MSC/VLR改造使其適應(yīng)改造使其適應(yīng) 是不可能。是不可能。 但使用但使用3G MSC/VLR連接連接2G基站分系統(tǒng)則是可能的，僅基站分系統(tǒng)則是可能的，僅 需要在需要在3G MSC/VLR上增加上增加A接口和接口和 接口。接口。 u I ub I b G 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-430 （1） WCDMA的語音演進的語音演進 WCDMA采用采用AMR語音編碼語音編碼 速率：速率：4.75 12.2Kbit/s 采用軟切換和發(fā)射分集，提高容量采用軟切換和發(fā)射分集，提高容量 提供高保真的語

33、音模式，并進行快速功率控制提供高保真的語音模式，并進行快速功率控制 （2） WCDMA的數(shù)據(jù)演進的數(shù)據(jù)演進 WCDMA支持最高支持最高2Mbit/s的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，支持包交換的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，支持包交換 目前采用目前采用ATM平臺平臺 基站同步方式：支持異步和同步的基站運行基站同步方式：支持異步和同步的基站運行 信號帶寬：信號帶寬：5MHz 碼片速率：碼片速率：3.84Mc/s 發(fā)射分集方式：發(fā)射分集方式：TSTD、STTD、FBTD 信道編碼：卷積碼、信道編碼：卷積碼、Turbo碼碼 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-431 調(diào)制方式：調(diào)制方式：QPS

34、K 功率控制：上下行閉環(huán)、開環(huán)功率控制功率控制：上下行閉環(huán)、開環(huán)功率控制 解調(diào)方式：導(dǎo)頻輔助的相干解調(diào)方式解調(diào)方式：導(dǎo)頻輔助的相干解調(diào)方式 語音編碼：語音編碼：AMR 無線接入網(wǎng)絡(luò)（無線接入網(wǎng)絡(luò)（ Radio Access Network ，RAN）：用）：用 于處理所有與無線有關(guān)的功能于處理所有與無線有關(guān)的功能 核心網(wǎng)絡(luò)（核心網(wǎng)絡(luò)（ Core Network，CN）：處理）：處理UMTS系統(tǒng)內(nèi)系統(tǒng)內(nèi) 所有的話音呼叫和數(shù)據(jù)連接，并實現(xiàn)與外部網(wǎng)絡(luò)的交所有的話音呼叫和數(shù)據(jù)連接，并實現(xiàn)與外部網(wǎng)絡(luò)的交 換和路由功能換和路由功能 。CN從邏輯上分為電路交換域從邏輯上分為電路交換域 （Circuit Sw

35、itched Domain, CS）和分組交換域）和分組交換域 （ Packet Switched Domain, PS） 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-432 用戶設(shè)備（用戶設(shè)備（User Equipment，UE）: UE和和UTRAN （UMTS的陸地?zé)o線接入網(wǎng)絡(luò)）由全新的協(xié)議構(gòu)成，的陸地?zé)o線接入網(wǎng)絡(luò)）由全新的協(xié)議構(gòu)成， 其設(shè)其設(shè) 計基于計基于WCDMA無線技術(shù)。而無線技術(shù)。而CN則采用了則采用了GSM/GPRS的的 定義，這樣可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的平滑過度定義，這樣可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的平滑過度. 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征第三代移動通

36、信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-433 （3）技術(shù)指標(biāo)）技術(shù)指標(biāo) WCDMAGSM 載波間隔5MHz200KHz 頻率重用系數(shù)1118 功率控制頻率1500Hz2Hz或更低 服務(wù)質(zhì)量控制QoS無線資源管理算法網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃（頻率規(guī)劃） 頻率分集可采用Rake接收機進 行多徑分集 跳頻 分組數(shù)據(jù)基于負載的分組調(diào)度GPRS中基于時隙的調(diào)度 下行發(fā)分集支持，以提高下行鏈 路的容量 不支持，但可應(yīng)用 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-434 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 圖7.14 WCDMA網(wǎng)絡(luò)單元構(gòu)成示意圖 2 WCDMA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)

37、結(jié)構(gòu) 2021-7-435 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 圖7.14 WCDMA網(wǎng)絡(luò)單元構(gòu)成示意圖 2021-7-436 （1） 用戶終端設(shè)備（用戶終端設(shè)備（ UE，User Equipment） 用戶終端設(shè)備它主要包括射頻處理單元、基帶處理單元、用戶終端設(shè)備它主要包括射頻處理單元、基帶處理單元、 協(xié)議棧模塊以及應(yīng)用層軟件模塊等；協(xié)議棧模塊以及應(yīng)用層軟件模塊等；UE通過通過Uu接口與網(wǎng)接口與網(wǎng) 絡(luò)設(shè)備進行數(shù)據(jù)交互，為用戶提供電路域和分組域內(nèi)的各絡(luò)設(shè)備進行數(shù)據(jù)交互，為用戶提供電路域和分組域內(nèi)的各 種業(yè)務(wù)功能，包括普通語音、數(shù)據(jù)通信、移動多媒體、種業(yè)務(wù)功能，包括普通語音、數(shù)據(jù)通信、移動多

38、媒體、 Internet應(yīng)用（如應(yīng)用（如E-mail、WWW瀏覽、瀏覽、FTP等）等） 。用戶。用戶 設(shè)備（設(shè)備（ME，The Mobile Equipment），提供應(yīng)用和服務(wù)；），提供應(yīng)用和服務(wù)； 用戶業(yè)務(wù)識別單元（用戶業(yè)務(wù)識別單元（USIM，The UMTS Subsriber Module），提供用戶身份識別。），提供用戶身份識別。 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-437 （2） 無線接入網(wǎng)（無線接入網(wǎng)（UTRAN，UMTS Terrestrial Radio Access Network，UMTS）包含一個或幾個無線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)）包含一個或幾個無線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng) （R

39、NS）。一個）。一個RNS由一個無線網(wǎng)絡(luò)控制器（由一個無線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC）和一個）和一個 或多個基站（或多個基站（Node B）組成。）組成。 基站（基站（Node B） 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 圖7.14 基站（基站（Node B） 2021-7-438 無線網(wǎng)絡(luò)控制器（無線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC，Radio Network ontroller） 執(zhí)行系統(tǒng)信息廣播與系統(tǒng)接入控制功能；執(zhí)行系統(tǒng)信息廣播與系統(tǒng)接入控制功能； 切換和切換和RNC遷移等移動性管理功能；遷移等移動性管理功能； 宏分集合并、功率控制、無線承載分配等無線資源管理和宏分集合并、功率控制、無線承載分配等無線資源

40、管理和 控制功能?？刂乒δ?。 (3) 核心網(wǎng)絡(luò)（核心網(wǎng)絡(luò)（CN，Core Network） 移動交換中心移動交換中心/訪問位置寄存器（訪問位置寄存器（MSC/VLR）。）。MSC/VLR 是是WCDMA核心網(wǎng)核心網(wǎng)CS域功能節(jié)點，主要功能是提供域功能節(jié)點，主要功能是提供CS域的域的 呼叫控制、移動性管理、鑒權(quán)和加密等功能呼叫控制、移動性管理、鑒權(quán)和加密等功能 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-439 網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)MSC節(jié)點（節(jié)點（GMSC）。）。GMSC是是WCDMA移動網(wǎng)移動網(wǎng)CS 域與外部網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)關(guān)節(jié)點，主要功能是完成域與外部網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)關(guān)節(jié)點，主要功能是完成VMSC功

41、功 能中的呼入呼叫的路由功能及與固定網(wǎng)等外部網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)間能中的呼入呼叫的路由功能及與固定網(wǎng)等外部網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)間 結(jié)算功能。結(jié)算功能。 服務(wù)服務(wù)GPRS支持節(jié)點（支持節(jié)點（SGSN）。）。SGSN是是WCDMA核心網(wǎng)核心網(wǎng) PS域功能節(jié)點，主要功能是提供域功能節(jié)點，主要功能是提供PS域的路由轉(zhuǎn)發(fā)、移動域的路由轉(zhuǎn)發(fā)、移動 性管理、會話管理、鑒權(quán)和加密等功能性管理、會話管理、鑒權(quán)和加密等功能 網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點（支持節(jié)點（GGSN）。）。GGSN是是WCDMA核心核心 網(wǎng)網(wǎng)PS域功能節(jié)點，主要功能是同外部域功能節(jié)點，主要功能是同外部IP分組網(wǎng)絡(luò)的接口分組網(wǎng)絡(luò)的接口 功能。功能。 原籍位置寄存器（原籍

42、位置寄存器（HLR）。）。HLR是是WCDMA核心網(wǎng)核心網(wǎng)CS域域 和和PS域共有的功能節(jié)點，主要功能是提供用戶的簽約信域共有的功能節(jié)點，主要功能是提供用戶的簽約信 息存放、新業(yè)務(wù)支持、增強的鑒權(quán)等功能。息存放、新業(yè)務(wù)支持、增強的鑒權(quán)等功能。 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特 征 2021-7-440 操作維護中心（操作維護中心（OMC）。）。OMC功能實體包括設(shè)備管理系功能實體包括設(shè)備管理系 統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng) 外部網(wǎng)絡(luò)（外部網(wǎng)絡(luò)（External networks） 。 電路交換網(wǎng)絡(luò)（電路交換網(wǎng)絡(luò)（CS networks ）：提供電路交換的連接，）：提供電路交換的連接，

43、象通話服務(wù)。象通話服務(wù)。ISDN和和PSTN均屬于電路交換網(wǎng)絡(luò)；分組交換均屬于電路交換網(wǎng)絡(luò)；分組交換 網(wǎng)絡(luò)（網(wǎng)絡(luò)（PS networks）：提供數(shù)據(jù)包的連接服務(wù)，）：提供數(shù)據(jù)包的連接服務(wù)，Internet屬屬 于分組數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)。于分組數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)。 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-441 3 系統(tǒng)接口系統(tǒng)接口 Cu 接口。接口。Cu接口是接口是USIM卡和卡和ME之間的電氣接口，之間的電氣接口，Cu接口接口 采用標(biāo)準(zhǔn)接口。采用標(biāo)準(zhǔn)接口。 Uu接口。接口。Uu接口是接口是WCDMA的無線接口。的無線接口。UE通過通過Uu接口接接口接 入到入到UMTS系統(tǒng)的固定網(wǎng)絡(luò)部分，可

44、以說系統(tǒng)的固定網(wǎng)絡(luò)部分，可以說Uu接口是接口是UMTS系系 統(tǒng)中最重要的開放接口。統(tǒng)中最重要的開放接口。 Iu接口。接口。Iu接口是連接接口是連接UTRAN和和CN的接口。類似于的接口。類似于GSM系系 統(tǒng)的統(tǒng)的A接口和接口和Gb接口。接口。Iu接口是一個開放的標(biāo)準(zhǔn)接口。接口是一個開放的標(biāo)準(zhǔn)接口。 Iur接口。接口。Iur接口是連接接口是連接RNC之間的接口，之間的接口，Iur接口是接口是 WCDMA系統(tǒng)特有的接口，用于對系統(tǒng)特有的接口，用于對RAN中移動臺的移動管理。中移動臺的移動管理。 比如在不同的比如在不同的RNC之間進行軟切換時，移動臺所有數(shù)據(jù)都是之間進行軟切換時，移動臺所有數(shù)據(jù)都是

45、通過通過Iur接口從正在工作的接口從正在工作的RNC傳到候選傳到候選RNC。Iur是開放的是開放的 標(biāo)準(zhǔn)接口。標(biāo)準(zhǔn)接口。 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-442 Iub接口。接口。Iub接口是連接接口是連接Node B與與RNC的接口，的接口，Iub接口也接口也 是一個開放的標(biāo)準(zhǔn)接口。是一個開放的標(biāo)準(zhǔn)接口。 這也使通過這也使通過Iub接口相連接的接口相連接的RNC 與與Node B可以分別由不同的設(shè)備制造商提供。這也使通過可以分別由不同的設(shè)備制造商提供。這也使通過Iu 接口相連接的接口相連接的UTRAN與與CN可以分別由不同的設(shè)備制造商提可以分別由不同的設(shè)備制造商提 供。

46、供。 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-443 4 WCDMA的網(wǎng)絡(luò)接口特點的網(wǎng)絡(luò)接口特點 所有接口具有開放性；所有接口具有開放性； 將無線網(wǎng)絡(luò)層與傳輸層分離；將無線網(wǎng)絡(luò)層與傳輸層分離； 控制面和用戶面分離?？刂泼婧陀脩裘娣蛛x。 電路域（電路域（CS域）：指為用戶提供域）：指為用戶提供“電路型業(yè)務(wù)電路型業(yè)務(wù)”，或提，或提 供相關(guān)信令連接的實體。供相關(guān)信令連接的實體。CS域特有的實體包括：域特有的實體包括： MSC、 GMSC、VLR、IWF 分組域分組域 （PS域）：為用戶提供域）：為用戶提供“分組型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分組型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)”，PS 域特有的實體包括：服務(wù)域特有的實體包括：服

47、務(wù)GPRS支持節(jié)點（支持節(jié)點（SGSN）和網(wǎng)）和網(wǎng) 關(guān)關(guān)GPRS支持節(jié)點（支持節(jié)點（GGSN）。其他設(shè)備如）。其他設(shè)備如HLR（或（或 HSS）、）、AUC、EIR等為等為CS域與域與PS域共用。域共用。 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-444 5 WCDMA分層和信道結(jié)構(gòu)分層和信道結(jié)構(gòu) 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 圖7.16 WCDMA分層和信道結(jié)構(gòu) 2021-7-445 （1）無線接口的分層）無線接口的分層 各移動通信系統(tǒng)基本區(qū)別在于無線接口的物理層各移動通信系統(tǒng)基本區(qū)別在于無線接口的物理層 無線接口：用戶設(shè)備無線接口：用戶設(shè)

48、備UE和網(wǎng)絡(luò)之間的和網(wǎng)絡(luò)之間的Um接口；由層接口；由層1、2 和和3組成：層組成：層1(L1)是物理層，層是物理層，層2(L2)和層和層3(L3)描述描述MAC、 RLC和和RRC等子層。等子層。 無線資源控制層無線資源控制層RRC 位于無線接口的第三層位于無線接口的第三層 處理處理UE和和UTRAN的第三層控制平面之間的信令。處理連的第三層控制平面之間的信令。處理連 接管理功能、無線承載控制功能、接管理功能、無線承載控制功能、RRC連接移動性管理和連接移動性管理和 測量功能測量功能 媒體接入控制層媒體接入控制層MAC MAC層屏蔽了物理介質(zhì)的特征，為高層提供了使用物理層屏蔽了物理介質(zhì)的特征，

49、為高層提供了使用物理 介質(zhì)的手段。高層以邏輯信道的形式傳輸信息。介質(zhì)的手段。高層以邏輯信道的形式傳輸信息。MAC完完 成傳輸信息的變換，以信道形式將信息發(fā)向物理層。成傳輸信息的變換，以信道形式將信息發(fā)向物理層。 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-446 物理層物理層 是是OSI參考模型的最底層，支持在物理介質(zhì)上傳輸比特流參考模型的最底層，支持在物理介質(zhì)上傳輸比特流 所需的操作所需的操作 與層與層2的的MAC子層和層子層和層3的的RRC子層相連子層相連 物理層為物理層為MAC層提供不同的傳送信道，傳送信道定義了層提供不同的傳送信道，傳送信道定義了

50、 信息是如何在無線接口上進行傳送的信息是如何在無線接口上進行傳送的 MAC層為層層為層2的無線鏈路控制的無線鏈路控制RLC子層提供不同邏輯信道，子層提供不同邏輯信道， 邏輯信道定義了所傳送的信息的類型邏輯信道定義了所傳送的信息的類型 物理信道在物理層進行定義，物理信道是承載信息的物理物理信道在物理層進行定義，物理信道是承載信息的物理 媒介媒介 物理層的數(shù)據(jù)處理過程。物理層接收來自物理層的數(shù)據(jù)處理過程。物理層接收來自MAC層的數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù) 后，進行信道編碼和復(fù)用，通過擴頻和調(diào)制，送入天線發(fā)后，進行信道編碼和復(fù)用，通過擴頻和調(diào)制，送入天線發(fā) 射射 物理層技術(shù)的實現(xiàn)，如圖所示。物理層技術(shù)的實現(xiàn)，如圖

51、所示。 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-447 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 物理層技術(shù)的實現(xiàn)物理層技術(shù)的實現(xiàn) 物理層的數(shù)據(jù)處理過程物理層的數(shù)據(jù)處理過程 2021-7-448 （2） 信道結(jié)構(gòu)信道結(jié)構(gòu) 從不同協(xié)議層次講，承載用戶各種業(yè)務(wù)的信道分為三類：從不同協(xié)議層次講，承載用戶各種業(yè)務(wù)的信道分為三類： 邏輯信道，傳輸信道，物理信道。邏輯信道，傳輸信道，物理信道。 物理信道：通過頻率，信道編碼，擴頻碼，調(diào)制以及時物理信道：通過頻率，信道編碼，擴頻碼，調(diào)制以及時 隙（隙（TDD）來區(qū)分的。這些信道提供實際數(shù)

52、據(jù)位的傳輸）來區(qū)分的。這些信道提供實際數(shù)據(jù)位的傳輸 邏輯信道：邏輯信道直接承載用戶業(yè)務(wù)，分為控制信道邏輯信道：邏輯信道直接承載用戶業(yè)務(wù)，分為控制信道 和業(yè)務(wù)信道，這些邏輯信道通過和業(yè)務(wù)信道，這些邏輯信道通過MAC（Medium Access Control）層影射到傳輸信道）層影射到傳輸信道 傳輸信道：傳輸信道是無線接口二層和物理層的接口，傳輸信道：傳輸信道是無線接口二層和物理層的接口， 是物理層對是物理層對MAC層提供的服務(wù)，分為專用信道和公共層提供的服務(wù)，分為專用信道和公共 信道。信道。 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-449 傳輸信道傳

53、輸信道 定義數(shù)據(jù)是怎樣在空中接口中傳輸?shù)亩x數(shù)據(jù)是怎樣在空中接口中傳輸?shù)?兩類：專用傳輸信道和公共傳輸信道兩類：專用傳輸信道和公共傳輸信道 信道結(jié)構(gòu)如圖信道結(jié)構(gòu)如圖 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-450 A A專用傳輸信道專用傳輸信道DCH DCH包括上行和下行傳輸信道包括上行和下行傳輸信道 用來傳送網(wǎng)絡(luò)和特定用來傳送網(wǎng)絡(luò)和特定UE之間的數(shù)據(jù)信息或控制信息之間的數(shù)據(jù)信息或控制信息 DCH可在整個小區(qū)中進行全向傳輸，也可采用智能天線可在整個小區(qū)中進行全向傳輸，也可采用智能天線 技術(shù)進行波束成型，針對某用戶進行傳輸技術(shù)進行波束成型，針對某用戶進

54、行傳輸 DCH可進行快速信息速率改變、快速功率控制和宏分集、可進行快速信息速率改變、快速功率控制和宏分集、 軟切換等軟切換等 B B 公共傳輸信道公共傳輸信道 (a) 廣播信道廣播信道BCH:下行傳輸信道下行傳輸信道,廣播系統(tǒng)及小區(qū)的特定信廣播系統(tǒng)及小區(qū)的特定信 息息 。 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-451 (b) 前向接入信道前向接入信道FACH:下行傳輸信道下行傳輸信道,在系統(tǒng)知道在系統(tǒng)知道UE所處所處 小區(qū)時，用來給小區(qū)時，用來給UE傳送控制信息，傳送控制信息，F(xiàn)ACH同時也能傳送同時也能傳送 短的用戶分組短的用戶分組;FACH在整

55、個小區(qū)中傳輸在整個小區(qū)中傳輸;或采用波束成型或采用波束成型 天線在小區(qū)進行波束傳輸天線在小區(qū)進行波束傳輸;FACH采用慢速功率控制，并采用慢速功率控制，并 要求帶有要求帶有UE的的ID. ( )尋呼信道尋呼信道PCH：下行傳輸信道，系統(tǒng)不知：下行傳輸信道，系統(tǒng)不知UE所處小區(qū)所處小區(qū) 時，用時，用PCH給給UE傳送控制信息，傳送控制信息，PCH總在整個小區(qū)中發(fā)總在整個小區(qū)中發(fā) 送。送。 (d) 隨機接入信道隨機接入信道RACH:上行傳輸信道上行傳輸信道,用來傳送來自用來傳送來自UE的的 控制信息，也可用來傳送較短的用戶分組數(shù)據(jù)。用戶在控制信息，也可用來傳送較短的用戶分組數(shù)據(jù)。用戶在 RACH信

56、道發(fā)送數(shù)據(jù)時，可能發(fā)生碰撞信道發(fā)送數(shù)據(jù)時，可能發(fā)生碰撞,RACH采用開環(huán)采用開環(huán) 功率控制功率控制. (e)下行共享信道下行共享信道DSCH:上行傳輸信道上行傳輸信道,用來傳送數(shù)據(jù)量較小用來傳送數(shù)據(jù)量較小 的分組的分組. 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-452 (f) 公共分組信道公共分組信道CPCH:下行傳輸信道下行傳輸信道.幾個傳送專用控制或幾個傳送專用控制或 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的UE共享一個共享一個DSCH,DSCH信道只包含數(shù)據(jù)信息，信道只包含數(shù)據(jù)信息， 不包含控制信息，必須利用不包含控制信息，必須利用DCH中的控制信息。中的控制信息

57、。 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-453 物理信道物理信道 由某一載波頻率、碼由某一載波頻率、碼(信道碼和擾碼信道碼和擾碼)、相位確定、相位確定 在采用擾碼與擴頻碼的信道里，擾碼或擴頻碼任何一種在采用擾碼與擴頻碼的信道里，擾碼或擴頻碼任何一種 不同，都可確定為不同的信道不同，都可確定為不同的信道 物理信道包括物理信道包括3層結(jié)構(gòu)：超幀、無線幀和時隙。層結(jié)構(gòu)：超幀、無線幀和時隙。 超幀長超幀長720ms，包括包括72個無線幀。無線幀包括個無線幀。無線幀包括15個時隙個時隙 的信息處理單元，時長的信息處理單元，時長10ms。時隙包括一組信息符號

58、。時隙包括一組信息符號 的單元，每時隙符號數(shù)取決于物理信道，每個符號的碼的單元，每時隙符號數(shù)取決于物理信道，每個符號的碼 片數(shù)量與物理信道的擴頻因子相同。片數(shù)量與物理信道的擴頻因子相同。 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-454 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-455 A 上行物理信道上行物理信道 兩種：上行專用物理數(shù)據(jù)信道兩種：上行專用物理數(shù)據(jù)信道DPDCH和上行專用物理控制和上行專用物理控制 信道信道DPCCH，DPDCH和和DPCCH在無線幀通過在無線幀通過I/Q復(fù)用復(fù)用 DPDCH用來

59、傳輸層用來傳輸層2及更高層產(chǎn)生的專用數(shù)據(jù)；及更高層產(chǎn)生的專用數(shù)據(jù)；DPCCH用用 來傳輸層來傳輸層1的控制信息的控制信息 上行上行DPDCH和和DPCCH的作用：的作用： 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-456 B上行公共物理信道上行公共物理信道 (a) 物理隨機接入信道物理隨機接入信道PRACH:用來傳送用來傳送RACH,傳輸基于快速傳輸基于快速 捕獲指示的時隙捕獲指示的時隙ALOHA方式方式. (b) 物理分組信道物理分組信道PCPCH:用來傳送用來傳送CPCH,傳輸基于傳輸基于CSMA- CD方法方法 C 下行專用物理信道下行專用物理信

60、道DPCH 可看作下行可看作下行DPDCH和下行和下行DPCCH的時分復(fù)用的時分復(fù)用 DPCH包括專用的數(shù)據(jù)及控制信息。專用數(shù)據(jù)用于傳輸層包括專用的數(shù)據(jù)及控制信息。專用數(shù)據(jù)用于傳輸層2 或更高層產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，控制信息用于傳輸層或更高層產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，控制信息用于傳輸層1的控制信號的控制信號 下行下行DPDCH和下行和下行DPCCH作用：作用： 7.3 第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征第三代移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特征 2021-7-457 D 下行公共物理信道下行公共物理信道 (a)公共控制物理信道公共控制物理信道CCPCH:分為分為P-CCPCH(基本基本CCPCH) 和和S-CCPCH(輔助輔助CCP