第三代移動通信系統

第三代移動通信系統第1頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一作業(yè)與思考題作業(yè)2.說明CDMA蜂窩系統采用功率控制的必要性及對功率控制的要求。6.為什么說CDMA蜂窩系統具有軟容量特性?這種特性有什么好處?7.為什么說CDMA蜂窩系統具有軟切換功能?這種功能有何好處?思考題1.說明CDMA蜂窩系統能比TDMA蜂窩系統獲得更大通信容量的原因和條件。第2頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一GSM與IS-95A（CDMA）比較同異GSMCDMA數字蜂窩移動通信系統使用交織編碼、話音激活技術傳送話音和低速數據率業(yè)務采用移動臺輔助切換技術FDD/FDMA主體技術采用擴頻技術采用糾錯編碼技術TDMA自適應均衡技術跳頻（頻率分集）帶寬200kHz容量稍小GSM→GPRS→WCDMA（TD-SCDMA）RPE-LTP（規(guī)則脈沖激勵長期預測話音編碼）歐洲共同開發(fā)CDMA相關器直接序列擴頻帶寬1.25MHzRAKE接收機（時間分集）容量稍大軟容量可軟切換VSELP（矢量和激勵線性預測話音編碼）對基站和移動臺功率控制要求高IS-95A→IS-95B→Cdma20001x規(guī)劃簡單美國高通Qualcomm公司開發(fā)第3頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一第三代移動通信與3GPP網絡IMT-2000的目標與要求：全球同一頻段，統一體制標準，無縫隙覆蓋，并至少可實現全球漫游，提供不同環(huán)境下的多媒體業(yè)務。車速環(huán)境144kbps，步行環(huán)境384kbps，室內環(huán)境2Mbps。具有接近固定網絡業(yè)務質量，更高的視頻利用率，可以很靈活地引入新業(yè)務，易于從第二代平滑過渡和演變，具有更高的保密性能，較低價格袖珍多媒體實用化手機。IMT-2000（國際移動通信，工作于2000MHz頻段InternationalMobileTelecommunications）3GPP（第三代移動通信合作計劃）第4頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一9.1WCDMA系統9.1.1WCDMA系統結構UMTS(UniversalMobileTelecommunicationsSystem，通用移動通信系統)是采用WCDMA(WidebandCodeDivisionMultipleAccess)無線接口技術的第三代移動通信系統，通常也把UMTS系統稱為WCDMA通信系統。

3GPP的WCDMA方案分為WCDMA-FDD方式和WCDMA-TDD方式，主要包含我國TD-SCDMA與UTRA（UMTSTerrestrialRadioAccess）WCDMA-TDD方案（以德國西門子公司為代表）。WCDMA系統的參數見表表9-1所示。

第5頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一表9-1WCDMA無線接口基本參數21dBm

P≈100mw33dBmP≈1000mw121dBmP≈1010mw-117dBmP≈10-10mw第6頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一信道編碼交織和Turbo碼相干檢測上/下行：用戶專用的時間復用導頻；下行：共用導頻上行信道復用控制和導頻信道時分復用；數據和控制信道I&Q復用下行信道復用數據和控制信道時分復用多速率可變擴頻和多碼擴頻因子4~256幀長10ms下行鏈路和RF信道結構直擴擴頻調制方式上行：雙信道QPSK；下行：平衡QPSK；復擴頻電路功率控制開環(huán)和快速閉環(huán)1.5kHz下行擴頻碼可變長度的正交序列碼（OVSF）劃分信道，218-1的Gold序列區(qū)分小區(qū)和用戶（周期10ms）上行擴頻碼可變長度的正交序列碼（OVSF）劃分信道，225-1的Gold序列區(qū)分用戶（I/Q偏移時間不同，周期10ms）切換軟切換，頻率間切換（硬切換）數據調制方式上行：BPSK；下行：QPSK第7頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一WCDMA是一種直接序列擴頻碼分多址（DS-CDMA）系統。WCDMA信道可分為物理信道、傳輸信道和邏輯信道物理信道是以物理承載特性定義的，如占用頻帶、時隙和碼資源等；傳輸信道則以數據通過空中接口的方式和特征來定義的；邏輯信道則是按信道的功能來劃分的。WCDMA采用碼分為主體，碼分頻分相結合的方式實現，以GSM為核心。擴頻因子為SF=256/2kWCDMA網絡結構1）用戶設備UE（UserEquipment）對應MS，2）無線接入網(UTRAN，UMTSTerrestrialRadioAccessNetwork)RNS--BSS；RNC--BSC；NodeB—BTS，3）核心網絡(CN，CoreNetwork)包括電路交換CS，分組交換PS，和廣播BS3部分。RNS（RadioNetworkSubsystem），RNC（RadioNetworkController）第8頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一WCDMA網絡結構圖分組交換PS廣播BS電路交換CSRNCRNCNodeBNodeBNodeBNodeBUEUEUEUERNSRNS無線接入網UTRAN核心網CNIurUuIu第9頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一9.2cdma2000cdma2000（cdma2000-3x)系統是第三代移動通信的重要標準之一。它提供了與IS-95B（2.5G，cdma2000-1x)的后向兼容，同時又能滿足ITU（InternationalTelecommunicationUnion國際電信聯盟）關于第三代移動通信基本性能的要求。后向兼容意味著cdma2000系統可以支持IS-95B移動臺，cdma2000移動臺可以工作于IS-95B系統。cdma2000采用MC-CDMA（多載波CDMA）的多址方式，可支持話音、分組數據業(yè)務等，可采用多個載波N×1.25MHz來利用整個頻帶。cdma2000采用的功率控制有開環(huán)、閉環(huán)和外環(huán)三種方式，還可采用輔助導頻、正交分集、多載波分集技術來提高系統的性能。第10頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一9.3TD-SCDMA

TD-SCDMA是由中國信息產業(yè)部電信科學技術研究院于1998年6月代表中國提出被ITU確認的國際第三代移動通信標準，在第三代移動通信系統中唯一的TDD標準。TD-SCDMA采用了TDD模式、同步CDMA、智能天線(基站采用)、聯合檢測（把一個時隙中多個用戶的信號及多徑信號一起處理）、軟件無線電、接力切換（利用移動臺的位置信息，準確地將移動臺切換到新的小區(qū)，避免了頻繁切換。斷開與切換同時進行）、低的碼片速率、多時隙TDMA等一系列技術。TD-SCDMA的TDD模式僅需要1.6MHz(單載波)的最小帶寬，在小區(qū)半徑小，尤其是上下信道業(yè)務需求不對稱時有明顯的優(yōu)勢。第11頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一表9-4三種主流第三代移動通信系統標準主要技術性能比第12頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一3G的關鍵技術功率控制技術初始同步Rake接收技術多用戶檢測話音編碼技術多媒體業(yè)務的擴充性、柔軟性、業(yè)務的綜合方法和標準高效率信道編碼空時碼軟件無線電及FPGA實現技術智能天線技術第13頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一全正交技術越區(qū)切換及其與其他技術相結合的研究動態(tài)信道分配技術信道傳輸特性研究用于移動業(yè)務的多媒體終端信息安全技術移動IP技術2G系統向3G系統過渡的方案更高帶寬W-CDMA技術研究第14頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一第9章第三代移動通信系統2.WCDMA碼片速率是多少？可傳輸的數據速率是多少？3.WCDMA的上、下行的時隙突發(fā)結構有何異同？4.WCDMA的上、下行擴頻和調制有何異同？5.WCDMA系統中采用了幾種糾錯編碼方案？9.無線資源管理的主要功能是什么？10.一個可獨立運行的最簡的WCDMA系統應由哪些基本單元組成？11.WCDMA網絡中為什么要分為電路交換域和分組交換域？基于IP的電路交換域與傳統的GSM的電路交換域有何異同點？13.WCDMA網絡中有哪些主要接口？第15頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一14.TD-SCDMA系統支持的最大小區(qū)半徑是多少？為什么？15.TD-SCDMA系統如何支持不對稱速率傳輸？上行和下行的最大數據速率是多少？16.TD-SCDMA的物理層與WCDMA的物理層有何異同點？17.智能天線的應用可以帶來哪些好處？智能天線可否用于GSM系統？18.接力切換與傳統的切換有哪些區(qū)別？第16頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一作業(yè)與思考題作業(yè)2.WCDMA碼片速率是多少？可傳輸的數據速率是多少？10.一個可獨立運行的最簡的WCDMA系統應由哪些基本單元組成？13.WCDMA網絡中有哪些主要接口？15.TD-SCDMA系統如何支持不對稱速率傳輸？上行和下行的最大數據速率是多少？思考題

1.WCDMA的幀結構是如何組成的？3.WCDMA的上、下行的時隙突發(fā)結構有何異同？第17頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一4.WCDMA的上、下行擴頻和調制有何異同？5.WCDMA系統中采用了幾種糾錯