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1、第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进201020101 3G融合了更多新技术以更高的数融合了更多新技术以更高的数据传输能力和更大的系统容量力图满据传输能力和更大的系统容量力图满足人们多方面的移动通信需求，同时足人们多方面的移动通信需求，同时进一步促进了移动通信网络和互联网进一步促进了移动通信网络和互联网的融合。的融合。3G的演进向着移动宽带通信，的演进向着移动宽带通信，全全IP网络的方向发展，开拓更多全新网络的方向发展，开拓更多全新的网络应用。的网络应用。2010201026.1 3G系统概述系统概述6.2 WCDMA移动通信系统移动通信系统6.3 TD-SCDMA移动通信
2、系统移动通信系统6.4 cdma2000移动通信系统移动通信系统6.5 3G的演进的演进2010201036.1 3G系统概述系统概述6.1.1 3G移动通信标准移动通信标准6.1.2 3G移动通信业务移动通信业务6.1.3 3G商用概况商用概况 201020104第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进 3G是第三代移动通信系统的简称，又被是第三代移动通信系统的简称，又被ITU（国际电（国际电信联盟）称为信联盟）称为IMT-2000，指在，指在2000年左右开始商用并工年左右开始商用并工作在作在2000MHz频段上的国际移动通信系统。频段上的国际移动通信系统。IMT-2000
3、的的标准化工作开始于标准化工作开始于1985年，在欧洲被称为年，在欧洲被称为UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统，通用移动通信系统)。ITU对第三代移动通信的基本速率对第三代移动通信的基本速率要求见表要求见表6.1。第三代移动通信标准规范实际上由。第三代移动通信标准规范实际上由3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代移动通信，第三代移动通信伙伴项目伙伴项目)和和3GPP2(3rd Generation Partnership Project 2，第三代移动通信伙伴项目二，第
4、三代移动通信伙伴项目二)制定。制定。201020105第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进表表6.1 ITU对第三代移动通信的基本速率要求对第三代移动通信的基本速率要求双工方式应用情景FDD系统TDD系统地面高速移动终端500km/h的移动速度下提供144kb/s的数据传输速率终端120km/h的移动速度下提供144kb/s的数据速率地面中、低速移动终端中、低速的移动速度下提供384kb/s的数据传输速率终端中、低速的移动速度下提供384kb/s的数据速率地面步行、室内固定用户终端步行的移动速度或固定不移动提供2Mb/s的数据传送速率终端步行的移动速度或固定不移动提供2Mb
5、/s的数据传送速率201020106第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进 3GPP成立于成立于1998年年12月，由欧洲的月，由欧洲的ETSI、日本的日本的ARIB和和TTC、韩国的、韩国的TTA和北美的和北美的ATIS五五个标准化组织发起，目前已发展成为有个标准化组织发起，目前已发展成为有200多家无多家无线厂商和运营商参加的联盟。中国无线通信标准线厂商和运营商参加的联盟。中国无线通信标准研究组研究组(CWTS)于于1999年年6月在韩国正式签字加入月在韩国正式签字加入了了3GPP。3GPP主要是制订以主要是制订以GSM-MAP核心网核心网为基础，全球陆地无线接入为基础，
6、全球陆地无线接入(UTRA)为无线接口的为无线接口的第三代技术规范。第三代技术规范。3GPP的技术规范组分为的技术规范组分为T(终端终端组组)，RAN(无线接入网组无线接入网组)，CN(核心网组核心网组)和和SA(业务和系统组业务和系统组)四个组。四个组。201020107第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进 3GPP2成立于成立于1999年年1月，由美国月，由美国TIA、日本的、日本的ARIB、日本的日本的TTC、韩国的、韩国的TTA四个标准化组织发起。中国无线四个标准化组织发起。中国无线通信标准研究组通信标准研究组(CWTS)于于1999年年6月在韩国正式签字加入月在韩
7、国正式签字加入了了3GPP2。3GPP2主要是制订以主要是制订以ANSI-41核心网为基础，核心网为基础，CDMA2000为无线接口的第三代技术规范。它的技术规范为无线接口的第三代技术规范。它的技术规范组分为组分为TSG-X(系统间操作组系统间操作组)，TSG-A(接入网组接入网组)，TSG-C(cdma2000组组)和和TSG-S(业务和系统组业务和系统组)四个组。四个组。截至目前，截至目前，ITU通过的通过的3G无线传输技术标准共有四种，无线传输技术标准共有四种，分别是分别是2000年年5月，月，ITU通过的通过的WCDMA，cdma2000、TD-SCDMA和和2007年年10月，月，I
8、TU通过的通过的WiMAX。201020108第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进6.1.1 3G移动通信标准移动通信标准 1.3G的目标的目标 (1)全球统一频谱、标准，实现全球无缝漫游。全球统一频谱、标准，实现全球无缝漫游。(2)更高的频谱效率，更低的建设成本。更高的频谱效率，更低的建设成本。(3)能提供较高的服务质量和保密性能。能提供较高的服务质量和保密性能。(4)能提供足够的系统容量，方便能提供足够的系统容量，方便2G系统的过渡和系统的过渡和演演 进。进。(5)能提供多种业务，适应多种环境，具体数据速率能提供多种业务，适应多种环境，具体数据速率要求表要求表6-1中已
9、经列出。中已经列出。201020109第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进6.1.1 3G移动通信标准移动通信标准2.3G网络的发展进程网络的发展进程 3GPP建立的第三代移动通信技术标准称为通用陆地无线接入建立的第三代移动通信技术标准称为通用陆地无线接入(UTRA)，其中包括，其中包括UTRA FDD/WCDMA和和UTRA TDD/TD-SCDMA，UTRA是基于是基于GSM-MAP核心网的第三代通信标准，核心网的第三代通信标准，TD-SCDMA核心核心网与网与WCDMA核心网基本相同，所不同的地方在于无线接入网络部分。核心网基本相同，所不同的地方在于无线接入网络部分。
10、(1)WCDMA、TD-SCDMA发展历程。发展历程。R99版本中版本中WCDMA依然采用依然采用GSM/GPRS核心网的结构，但是采用新的空中接口协议。核心网的结构，但是采用新的空中接口协议。R4版本完版本完成了中国提出的成了中国提出的TD-SCDMA标准化工作，同时引入了软交换的概念，标准化工作，同时引入了软交换的概念，将电路域的控制与业务分离，便于向全将电路域的控制与业务分离，便于向全IP核心网结构过渡。核心网结构过渡。R5版本将版本将IP从核心网扩展到无线接入网，形成全从核心网扩展到无线接入网，形成全IP的网络结构，将分组域控制的网络结构，将分组域控制与业务分离，在与业务分离，在R4基
11、础上增加了基础上增加了IP多媒体子系统多媒体子系统(IMS)，同时在无线，同时在无线传输中引入传输中引入HSDPA。R6版本引入版本引入 HSUPA(高速上行链路分组接入高速上行链路分组接入)技技术，目前术，目前R7等版本正在完善中。等版本正在完善中。2010201010第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进6.1.1 3G移动通信标准移动通信标准 3GPP2主要制定了主要制定了cdma2000相关标准。相关标准。cdma2000标准体系主要分为无线网和核心网两大部分，无线网与核标准体系主要分为无线网和核心网两大部分，无线网与核心网技术的演进是分阶段、各自独立进行的，而心网技
12、术的演进是分阶段、各自独立进行的，而WCDMA/TD-SCDMA的演进则是无线网和核心网同时进的演进则是无线网和核心网同时进行的。行的。(2)cdma2000发展历程。发展历程。cdma2000无线技术的发展历程：无线技术的发展历程：CDMA系统的无线系统的无线接口经历了接口经历了IS-95、IS-95A、IS-95B、cdma2000 1x/EV-DO和和1x/EV-DV几个发展阶段。几个发展阶段。2010201011第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进6.1.1 3G移动通信标准移动通信标准 cdma2000系统的一个载波带宽为系统的一个载波带宽为1.25MHz。如果系
13、。如果系统分别独立使用每个载波，则被称为统分别独立使用每个载波，则被称为1x系统；如果系统将系统；如果系统将3个载波捆绑使用，则称为个载波捆绑使用，则称为3x系统。系统。1x系统的下一个发展系统的下一个发展阶段被叫做阶段被叫做lx/EV-DO，其中，其中EV是演进的缩写，而是演进的缩写，而DO是指是指仅支持数据仅支持数据(Data Only)。但是由于引入了。但是由于引入了TDMA的技术，的技术，使使lx/EV-DO不能前向兼容。在实际使用中，不能前向兼容。在实际使用中，1x/EV-DO系系统需要使用独立的载波，移动台也需要使用双模方式来支统需要使用独立的载波，移动台也需要使用双模方式来支持语
14、音和数据。持语音和数据。3GPP2制定了制定了1x/EV-DV的标准，即可以的标准，即可以与与1x系统共存于同一个载波中。系统共存于同一个载波中。2010201012第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进6.1.1 3G移动通信标准移动通信标准 cdma2000核心网发展历程：基于核心网发展历程：基于cdma2000的核的核心网架构是基于心网架构是基于3GPP2制定的全制定的全IP 网络架构。全网络架构。全IP网络网络的演进共分为的演进共分为4个阶段。阶段个阶段。阶段0:基于传统的电路模式，核基于传统的电路模式，核心网标准为心网标准为ANSI41。阶段。阶段1:是向全是向全I
15、P网络演进过程中的网络演进过程中的增强型网络，分组网络能力扩大，接入网和分组网络信令增强型网络，分组网络能力扩大，接入网和分组网络信令和承载开始分离，信令用和承载开始分离，信令用IP进行传输。阶段进行传输。阶段2:引入软交换引入软交换思想，信令和承载开始独立演变并采用思想，信令和承载开始独立演变并采用IP进行传输，核心进行传输，核心网和接入网也开始分离。引入了传统网和接入网也开始分离。引入了传统MS域域(Legacy MS Domain，LMSD)概念，在概念，在IP核心网中支持传统的终端，核心网中支持传统的终端，以及多媒体域以及多媒体域IMS的一些实体。阶段的一些实体。阶段3也称为多媒体域，
16、也称为多媒体域，包括分组数据子系统包括分组数据子系统(PDS)和和IP多媒体子系统多媒体子系统(IMS)，目前，目前正在研究。移动网络的最终目标是实现全正在研究。移动网络的最终目标是实现全IP网络及空中接网络及空中接口口IP化。化。2010201013第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进6.1.1 3G移动通信标准移动通信标准3.IMT-2000的频谱划分的频谱划分 ITU对第三代移动通信系统划分了对第三代移动通信系统划分了230MHz频带，即上行频带，即上行1 8852 025MHz、下行、下行21102200MHz。其中。其中1 9802010MHz和和21702 20
17、0MHz用于移动卫星业务用于移动卫星业务(MSS)，其它频段上下行不对称，考虑可采用，其它频段上下行不对称，考虑可采用FDD和和TDD双工方式，此种频谱安排在双工方式，此种频谱安排在WRC1992会议上通过。在会议上通过。在2000年的年的WRC 2000大会上，在大会上，在WRC 1992基础上又批准了基础上又批准了519MHz附加频段，附加频段，即即806960MHz、17101 885MHz、25002690MHz。具体在中国。具体在中国3G的频谱安排如图的频谱安排如图6-1所示，其中所示，其中TDD方式分配了方式分配了155MHz。图图6-1 中国中国3G的频谱安排的频谱安排20102
18、01014第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进6.1.2 3G移动通信业务移动通信业务 3G移动通信业务比移动通信业务比2G业务有了较大的扩展，数据传输和业务有了较大的扩展，数据传输和应用能力有了很大的提高。应用能力有了很大的提高。UMTS论坛将论坛将3G业务分为业务分为6类，类，即移动即移动Internet接入、定制信息和娱乐业务、多媒体短消息接入、定制信息和娱乐业务、多媒体短消息业务、基于位置的业务、移动业务、基于位置的业务、移动Intranet/Extranet接入业务和接入业务和增强语音增强语音(含可视电话服务含可视电话服务)；按照应用层；按照应用层QoS的业务分类
19、，的业务分类，3GPP定义了定义了4种基本业务类型，即会话类业务、流媒体类业种基本业务类型，即会话类业务、流媒体类业务、交互类业务和背景类业务；按照媒体的表现形式，务、交互类业务和背景类业务；按照媒体的表现形式，3G业业务可以分为文本业务、视频业务和多媒体业务。从用户使用务可以分为文本业务、视频业务和多媒体业务。从用户使用的角度，的角度，3G业务可有如下分类：业务可有如下分类：1通信类业务。通信类业务。2娱乐类业务。娱乐类业务。3资讯类业务。资讯类业务。4互联网业务。互联网业务。5金融业务。金融业务。6位置服务。位置服务。7监控服务。监控服务。2010201015第第6章章 3G移动通信系统及
20、其演进移动通信系统及其演进6.1.3 3G商用概况商用概况 3G网络的首次商用成功是网络的首次商用成功是2001年年10月，日本运营商月，日本运营商NTT DoCoMo的的WCDMA正式投产运营。截至正式投产运营。截至2009年年5月初，全月初，全球共有球共有284个个WCDMA/HSPA商用网络，分布在商用网络，分布在120个国家地个国家地区。代表运营商包括：英国沃达丰、日本区。代表运营商包括：英国沃达丰、日本NTT DoCoMo、和、和记黄埔记黄埔3、西班牙电信、德国电信、法国电信、意大利电信、西班牙电信、德国电信、法国电信、意大利电信、美国美国AT&T、中国联通等全球绝大多数运营商。主要
21、设备商包、中国联通等全球绝大多数运营商。主要设备商包括：爱立信、华为、诺基亚西门子、中兴、阿尔卡特朗讯、括：爱立信、华为、诺基亚西门子、中兴、阿尔卡特朗讯、摩托罗拉摩托罗拉(OEM华为设备华为设备)等。等。全球共有全球共有106个个CDMA2000 1xEV-DO商用网络，还有商用网络，还有40个个EV-DO网络正在部署之中。代表运营商包括：美国网络正在部署之中。代表运营商包括：美国Verizon+Alltel、Sprint、日本、日本KDDI、中国电信、印度、中国电信、印度Reliance、Tata等。主要设备商包括：阿尔卡特朗讯、中兴、等。主要设备商包括：阿尔卡特朗讯、中兴、华为、摩托罗拉
22、等。华为、摩托罗拉等。2010201016第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进6.1.3 3G商用概况商用概况 TD-SCDMA网络目前主要在中国部署。主要设网络目前主要在中国部署。主要设备商包括：大唐移动、中兴、上海贝尔、鼎桥等。备商包括：大唐移动、中兴、上海贝尔、鼎桥等。2009年年1月月7日，工业和信息化部为中国移动、中国日，工业和信息化部为中国移动、中国电信和中国联通发放了电信和中国联通发放了3张张3G牌照。其中，中国移牌照。其中，中国移动获得动获得TD-SCDMA牌照，中国联通和中国电信分别牌照，中国联通和中国电信分别获得获得WCDMA和和CDMA2000牌照，我
23、国通信行业正牌照，我国通信行业正式进入式进入3G时代。截至时代。截至2009年底，三家电信运营商共年底，三家电信运营商共完成完成3G基站建设基站建设32.5万个，万个，3G用户超过用户超过1500万户。万户。2010201017第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进6.2 WCDMA移动通信系统移动通信系统6.2.1 WCDMA系统网络结构系统网络结构6.2.2 WCDMA系统技术特点系统技术特点6.2.3 WCDMA系统信道结构系统信道结构 2010201018第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进 在这里应该首先说明一下，一般来讲一个通用移动在这里应该首
24、先说明一下，一般来讲一个通用移动通信网络在功能上由核心网通信网络在功能上由核心网(CN)、无线接入网、无线接入网(UTRAN)、用户设备用户设备(UE)等组成。实际中我们为了表示不同的网络等组成。实际中我们为了表示不同的网络常以无线接入网（空中接口）的不同来加以区分。我们常以无线接入网（空中接口）的不同来加以区分。我们所熟知的所熟知的WCDMA、TD-SCDMA及及cdma2000都是指的都是指的空中接口。至于核心网则有可能相同也有可能是不同的，空中接口。至于核心网则有可能相同也有可能是不同的，而且还分别演进有不同的版本。比如而且还分别演进有不同的版本。比如WCDMA、TD-SCDMA的核心网
25、基本是相同的，而的核心网基本是相同的，而cdma2000的核心的核心网与前两者是不同的。网与前两者是不同的。3GPP的第一个标准是的第一个标准是WCDMA系统的系统的R99版本，版本，其中依然采用其中依然采用GSM/GPRS核心网的结构，当然空中接核心网的结构，当然空中接口协议是全新的口协议是全新的。6.2.1 WCDMA系统网络结构系统网络结构2010201019第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进6.2.1 WCDMA系统网络结构系统网络结构下下面面以以R99版版本本为为例例来来说说明明WCDMA系系统统的的网网络络结结构构。R99版版本本与与第第二二代代移移动动通通信
26、系统在逻辑结构上基本相同。由下列信系统在逻辑结构上基本相同。由下列3个主要部分组成。个主要部分组成。图6-3 WCDMA网络结构2010201020第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进6.2.1 WCDMA系统网络结构系统网络结构 (1)用户设备用户设备(User Equipment，UE)，它一般是一个多，它一般是一个多媒体的用户终端，包括移动台和一些定制的专用设备。媒体的用户终端，包括移动台和一些定制的专用设备。(2)无线接入网无线接入网(UMTS Terrestrial Radio Access Network，UTRAN)，它包含一个或几个无线网络子系统，它包含一个
27、或几个无线网络子系统RNS，而一个，而一个RNS则是由一个无线网络控制器则是由一个无线网络控制器RNC和一个或和一个或几个节点几个节点B(Node B)组成的，它与第二代移动通信系统对应组成的，它与第二代移动通信系统对应关系是：关系是：Node B对应于对应于BTS，RNC对应于对应于BSC，RNS对应对应于于BSS。(3)移动核心网移动核心网(Core Network，CN)，包括电路交换，包括电路交换CS、分组交换分组交换PS和广播和广播BS 3个主要部分。个主要部分。2010201021第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进6.2.2 WCDMA系统技术特点系统技术特点
28、WCDMA的主要技术参数如表的主要技术参数如表6-2所示。所示。表表6-2 WCDMA的主要技术参数的主要技术参数参 数 内 容多址技术 CDMA(直接序列扩频)信道带宽 5 MHz码片速率 3.84Mc/s双工方式 FDD/TDD基站间同步方式 异步/同步话音编码 AMR话音编码帧长 10ms下行链路扩频方式 Walsh序列划分信道，Gold序列区分小区上行链路扩频方式 Walsh序列划分信道，Gold序列区分用户相干检测 下行链路：公共导频信道和用户专用的时分复用导频 上行链路：用户专用的时分复用导频调制方式 上行链路：BPSK 下行链路：QPSK功率控制 开环结合快速闭环功率控制(1.5
29、kHz)信道编码 卷积码、RS码和Turbo码发射分集方式(可选)空时发射分集(STTD)与时分发射分集(TSTD)2010201022第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进6.2.2 WCDMA系统技术特点系统技术特点 (1)系统带宽为系统带宽为5MHz、码片速率为、码片速率为3.84Mc/s (2)支持频分双工与时分双工的工作模式支持频分双工与时分双工的工作模式 (3)支持异步基站操作支持异步基站操作 (4)WCDMA中的声码器采用自适应多速率中的声码器采用自适应多速率(AMR)技术。技术。(5)支持基于导频信号的相干检测支持基于导频信号的相干检测 (6)快速功率控制技术
30、快速功率控制技术 (7)WCDMA系统中使用的信道编码类型有两种：卷积编码系统中使用的信道编码类型有两种：卷积编码和和Turbo编码。编码。此外，此外，WCDMA空中接口还采用一些先进的技术，如自适空中接口还采用一些先进的技术，如自适应天线、多用户检测、可变用户数据速率、下行发射分集、应天线、多用户检测、可变用户数据速率、下行发射分集、分集接收和分层式小区结构等来提高整个系统的性能。分集接收和分层式小区结构等来提高整个系统的性能。2010201023第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进 WCDMA信道可以划分为物理信道、传输信道和逻辑信道。信道可以划分为物理信道、传输信道和
31、逻辑信道。物理信道是传输介质，是物理信道是传输介质，是UE和和NodeB之间的信道，提供了无线传输之间的信道，提供了无线传输的平台，信息实际上是通过物理信道来传输的；逻辑信道则是按信道的平台，信息实际上是通过物理信道来传输的；逻辑信道则是按信道的功能来划分的；而传输信道是以数据通过空中接口的方式和特征来的功能来划分的；而传输信道是以数据通过空中接口的方式和特征来定义的，它描述不同逻辑信道传送时的组合方式。定义的，它描述不同逻辑信道传送时的组合方式。1.物理信道物理信道 物理信道主要是以物理承载特性加以区分的。在物理信道主要是以物理承载特性加以区分的。在WCDMA中，由中，由于业务与控制类型都很
32、复杂，因此物理信道也比较复杂。上行链路专于业务与控制类型都很复杂，因此物理信道也比较复杂。上行链路专用物理信道分两类，即专用物理数据信道用物理信道分两类，即专用物理数据信道(DPDCH)和专用物理控制信和专用物理控制信道道(DPCCH)。DPDCH用于运送物理层以上层的专用逻辑信道产生的专用于运送物理层以上层的专用逻辑信道产生的专用数据；用数据；DPCCH用于运送物理层产生的控制信息。控制信息包括已用于运送物理层产生的控制信息。控制信息包括已知的导频位知的导频位(用以支持相干检测时的信道估计用以支持相干检测时的信道估计)、传输功率控制、传输功率控制(TPC)命令和可变长度传输帧格式指示命令和可
33、变长度传输帧格式指示(TFI)。6.2.3 WCDMA系统信道结构系统信道结构2010201024第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进WCDMA中中基基本本的的物物理理资资源源是是每每个个载载波波频频率率(频频点点)上上的的码码字字数数，另另外外还还包包括括无无线线帧帧结结构构、时时隙隙结结构构和和符符号号速速率率等等。传传输输信信道道经经过过信信道道编编码码，并并且且与与物物理理信信道道提提供供的的数数据据速速率率相相一一致致，这这样样传传输输信信道道和和物物理理信信道道就就可可以以对对应应起起来来。WCDMA的上的上/下行物理信道分类如图下行物理信道分类如图6-4所示。
34、所示。6.2.3 WCDMA系统信道结构系统信道结构图6-4 WCDMA上/下行物理信道结构2010201025第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进1)上行专用物理信道上行专用物理信道上行专用物理信道上行专用物理信道(DPCH)有两类，即上行专用物有两类，即上行专用物理数据信道理数据信道(DPDCH)和上行专用物理控制信道和上行专用物理控制信道(DPCCH)。2)上行公共物理信道上行公共物理信道与上行传输信道相对应，上行公共物理信道也分与上行传输信道相对应，上行公共物理信道也分为两类。用于承载随机接入信道为两类。用于承载随机接入信道(RACH)的物理信的物理信道称为物理随机
35、接入信道道称为物理随机接入信道(PRACH)，用于承载公共，用于承载公共分组分组(CPCH)的物理信道称为物理公共分组信道的物理信道称为物理公共分组信道(PCPCH)。6.2.3 WCDMA系统信道结构系统信道结构2010201026第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进2逻辑信道逻辑信道 WCDMA系统的逻辑信道如图系统的逻辑信道如图6-5所示。所示。6.2.3 WCDMA系统信道结构系统信道结构图6-5 WCDMA系统的逻辑信道结构2010201027第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进 逻辑信道分两大类，即控制信道逻辑信道分两大类，即控制信道(传输控
36、制平面信息传输控制平面信息)和业务信道和业务信道(传输用户平面信息传输用户平面信息)。1)控制信道控制信道(CCH)控制信道主要包括：控制信道主要包括：(1)广播控制信道广播控制信道(BCCH)，为下行链路信道；，为下行链路信道；(2)寻呼控制信道寻呼控制信道(PCCH)，为下行链路信道，当网络不，为下行链路信道，当网络不知道知道UE所在小区或所在小区或UE处于小区连接状态处于小区连接状态(UE睡眠模式睡眠模式)时时使用该信道；使用该信道；(3)公共控制信道公共控制信道(CCCH)，是在网络和，是在网络和UE之间发送控制之间发送控制信息的双向信道，通常是当信息的双向信道，通常是当UE没有没有R
37、RC连接时使用该信连接时使用该信道，或当小区重选后接入一个新的小区时使用；道，或当小区重选后接入一个新的小区时使用；6.2.3 WCDMA系统信道结构系统信道结构2010201028第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进 (4)专用控制信道专用控制信道(DCCH)，是在，是在UE和网络之间发送专用和网络之间发送专用控制信息的点对点双向信道，该信道通过控制信息的点对点双向信道，该信道通过RRC连接过程建连接过程建立；立；(5)共享控制信道共享控制信道(SHCCH)，是在网络和，是在网络和UE之间发送上之间发送上行链路和下行链路共享信道控制信息的双向信道，该信道行链路和下行链路共
38、享信道控制信息的双向信道，该信道仅用于仅用于TDD；(6)ODMA(条件驱动多址接入条件驱动多址接入)公共控制信道公共控制信道(OCCCH)，是在是在UE之间发送控制信息的双向信道；之间发送控制信息的双向信道；(7)ODMA专用控制信道专用控制信道(ODCCH)，是在，是在UE之间发送专之间发送专用控制信息的点到点双向信道，该信道由用控制信息的点到点双向信道，该信道由RRC连接过程建连接过程建立。立。6.2.3 WCDMA系统信道结构系统信道结构2010201029第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进 2)业务信道业务信道(TCH)业务信道包括：业务信道包括：(1)专用业务
39、信道专用业务信道(DTCH)，是，是UE专用的传输用户信息的点到专用的传输用户信息的点到点双向信道；点双向信道；(2)ODMA专用业务信道专用业务信道(ODTCH)，是，是UE专用的在专用的在UE之间传之间传输用户信息的点到点双向信道；输用户信息的点到点双向信道；(3)公共业务信道公共业务信道(CTCH)，是向全部或一组特定，是向全部或一组特定UE传输用户传输用户信息的点到点信道。信息的点到点信道。3)逻辑信道和物理信道之间的映射逻辑信道和物理信道之间的映射通常逻辑信道所提供的功能需要映射到物理信道。通常逻辑信道所提供的功能需要映射到物理信道。WCDMA的逻辑信道到物理信道的映射关系如图的逻辑
40、信道到物理信道的映射关系如图6-6所示。所示。6.2.3 WCDMA系统信道结构系统信道结构2010201030第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进图图6-6 WCDMA的逻辑信道到物理信道的映射的逻辑信道到物理信道的映射6.2.3 WCDMA系统信道结构系统信道结构2010201031第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进6.3 TD-SCDMA移动通信系统移动通信系统6.3.1TD-SCDMA系统的技术特点系统的技术特点6.3.2 TD-SCDMA系统信道结构系统信道结构 2010201032第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进 T
41、D-SCDMA(Time Division Synchronous CDMA，时分同步码分多址时分同步码分多址)标准是中国信息产业部电信科学研究标准是中国信息产业部电信科学研究院在国家主管部门的支持下，根据多年的研究而提出的具院在国家主管部门的支持下，根据多年的研究而提出的具有一定特色的第三代移动通信系统标准。有一定特色的第三代移动通信系统标准。TD-SCDMA于于2001年年3月被第三代移动通信合作伙伴项目组织月被第三代移动通信合作伙伴项目组织(3GPP)列列为第三代移动通信采用的五种技术中的三大主流技术标准为第三代移动通信采用的五种技术中的三大主流技术标准之一，与之一，与UMTS和和IMT
42、-2000的建议完全融合，其标准包含的建议完全融合，其标准包含在在3GPP的的R4版本中，成为版本中，成为TD-SCDMA可完全商用版本的可完全商用版本的标准。标准。TD-SCDMA核心网与核心网与WCDMA核心网基本相同，所不核心网基本相同，所不同的地方在于无线接入网络部分。同的地方在于无线接入网络部分。2010201033第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进6.3.1TD-SCDMA系统的技术特点系统的技术特点TD-SCDMA系统的主要技术参数如表系统的主要技术参数如表6-3所示所示表表6-3 TD-SCDMA系统主要参数系统主要参数 参 数 内 容 多址技术 时分CD
43、MA 信道带宽 1.6MHz 码片速率 1.28Mc/s 双工方式 TDD 基站间同步方式 同步 话音编码 AMR话音编码 帧长 10ms 信道化码 正交可变扩频因子(OVSF)码 相干检测 导频辅助的相干检测 调制方式 QPSK,8PSK高速率(2Mb/s)采用 功率控制 上行为开环功率控制 下行为闭环功率控制(1.4KHz)信道编码 卷积码和Turbo码2010201034第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进 TD-SCDMA的目标是要确立一个具有高频谱效率和高经济效益的先进的的目标是要确立一个具有高频谱效率和高经济效益的先进的移动通信系统，与移动通信系统，与WCDMA
44、和和cdma2000标准比较，标准比较，TD-SCDMA拥有独特的拥有独特的特点。特点。(1)TD-SCDMA系统采用混合多址方式。系统采用混合多址方式。TD-SCDMA无线传输方案是无线传输方案是FDMA、TDMA和和CDMA三种基本多址技术的结合应用，如图三种基本多址技术的结合应用，如图6-7(a)所示，图所示，图6-7(b)所示为所示为WCDMA、cdma2000多址方式示意图。多址方式示意图。6.3.1TD-SCDMA系统的技术特点系统的技术特点图6-7 TD-SCDMA和WCDMA多址方式2010201035第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进(2)TD-SCDM
45、A采用采用TDD双工方式。双工方式。(3)上行同步上行同步(4)采用智能天线采用智能天线(5)采用联合检测技术采用联合检测技术(6)采用动态信道分配采用动态信道分配(DCA)(7)采用接力切换采用接力切换(8)设备成本低设备成本低(9)TD-SCDMA核心网络基于核心网络基于GSM/GPRS网络的演进，网络的演进，并保持与它们的兼容性，并保持与它们的兼容性，TD-SCDMA可以单独组网或作可以单独组网或作为无线接入网和为无线接入网和WCDMA混合组网。具有较好的网络兼容混合组网。具有较好的网络兼容性和灵活的组网方式，支持性和灵活的组网方式，支持2G向向3G演进和平滑过渡。演进和平滑过渡。6.3
46、.1TD-SCDMA系统的技术特点系统的技术特点2010201036第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进6.3.2 TD-SCDMA系统信道结构系统信道结构 从不同协议层如何承载用户各种业务的角度将信道从不同协议层如何承载用户各种业务的角度将信道分成分成3类：逻辑信道、传输信道和物理信道。类：逻辑信道、传输信道和物理信道。1TD-SCDMA系统信道介绍系统信道介绍 (1)逻辑信道逻辑信道 逻辑信道是逻辑信道是MAC子层向子层向RLC子层提供的数据传输子层提供的数据传输服务，表述承载的任务和类型。逻辑信道根据不同数服务，表述承载的任务和类型。逻辑信道根据不同数据传输业务定义逻
47、辑信道的类型。逻辑信道通常分为据传输业务定义逻辑信道的类型。逻辑信道通常分为两大类：用来传输控制平面信息的控制信道和传输用两大类：用来传输控制平面信息的控制信道和传输用户平面信息的业务信道。户平面信息的业务信道。2010201037第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进6.3.2 TD-SCDMA系统信道结构系统信道结构控控制制信信道道包包括括广广播播控控制制信信道道(BCCH)、寻寻呼呼控控制制信信道道(PCCH)、公公共共控控制制信信道道(CCCH)、专专用用控控制制信信道道(DCCH)和和共共享享控控制制信信道道(SHCCH)。业业务务信信道道包包括括公公共共业业务务信
48、信道道(CTCH)和和专专用用业业务务信信道道(DTCH)。TD-SCDMA逻逻辑辑信信道道的的分分类类与与WCDMA基基本本一一致致，只只是是在在控控制制信信道道里里增增加加了了共共享享控控制制信信道道(SHCCH)，用用来来在在网网络络和和终终端端之之间间传传输输控控制制信信息息的的双双向向信信道道，完完成成对对上上下下行行共共享享信信道道进进行控制。行控制。2010201038第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进6.3.2 TD-SCDMA系统信道结构系统信道结构 (2)传输信道传输信道传输信道是由物理层向传输信道是由物理层向MAC子层提供的数据传输服务，子层提供的数
49、据传输服务，定义了信息通过无线接口进行传输的方式。传输信道定义了信息通过无线接口进行传输的方式。传输信道可分为两类：某一时刻信道上的信息是发送给所有用可分为两类：某一时刻信道上的信息是发送给所有用户或一组用户的公共传输信道，信道上的信息在某一户或一组用户的公共传输信道，信道上的信息在某一时刻只发送给单一用户的专用传输信道。时刻只发送给单一用户的专用传输信道。公共传输信道公共传输信道 专用传输信道专用传输信道 (3)物理信道物理信道 (4)逻辑信道、传输信道和物理信道之间的映射关系逻辑信道、传输信道和物理信道之间的映射关系 2010201039第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其
50、演进6.3.2 TD-SCDMA系统信道结构系统信道结构 逻逻辑辑信信道道和和传传输输信信道道之之间间，传传输输信信道道和和物物理理信信道道之之间间有有特特定定的的映映射射关关系，如图系，如图6-8所示。所示。逻辑信道与传输信道的映射可以为一对一的映射关系，也可以为一逻辑信道与传输信道的映射可以为一对一的映射关系，也可以为一对多或多对一的映射关系。对多或多对一的映射关系。图6-8 逻辑信道、传输信道与物理信道之间的映射关系2010201040第第6章章 3G移动通信系统及其演进移动通信系统及其演进6.3.2 TD-SCDMA系统信道结构系统信道结构 从不同协议层如何承载用户各种业务的角度将信道