《【教学课件】第三代移动通信系统.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【教学课件】第三代移动通信系统.ppt（50页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第三代移动通信系统第三代移动通信系统第四讲第四讲 3G3G的无线传输技术的无线传输技术江苏邮通建设监理有限公司江苏邮通建设监理有限公司丁彪丁彪1/9/202314.4.导论导论4.4 4.4 3 3G G的系统性能比较的系统性能比较4.3 4.3 3 3G G的无线传输技术的无线传输技术4.2 4.2 3 3G G的关键技术的关键技术4 4.1 .1 3 3G G的基本特征及演进策略的基本特征及演进策略1/9/202324.13G系统的基本特征及演进策略系统的基本特征及演进策略但在美国，部分频段已用于但在美国，部分频段已用于PCS。目前的目前的230MHz频段频段只是只是IMT-2000计划频
2、谱的一部分计划频谱的一部分1992年世界无年世界无线电行政大会行政大会(WARC)根据根据ITU-R对于于IMT-2000的的业务量和所需量和所需频谱估估计，划分了，划分了230MHz带宽给IMT-2000。其中，其中，1885-2025MHz及及2110-2200MHz频带为全球基全球基础上可用于上可用于IMT-2000的的业务；1980-2010MHz和和2170-2200MHz为卫星移星移动业务频段段共共60MHz，其余其余170MHz为陆地移地移动业务频段，其中段，其中对称称频段是段是260MHz，不不对称的称的频段是段是50MHz第三代移第三代移动通信系通信系统最早是由国最早是由国际
3、电联(ITU)于于1985年提出，名称年提出，名称为未来公众未来公众陆地移地移动通信系通信系统(FPLMTS)，后改后改为IMT-20001/9/20233第三代移动通信的系统组成第三代移动通信的系统组成IMT-2000系统主要有系统主要有四个功能子系统构成四个功能子系统构成1/9/20234IMT-2000系统构成系统构成系系统统的的交交换换子子系系统统(SSS)GSM基基站站子子系系统统(BSS)移移动动台台(MS)核心网核心网(CN)无线接入网无线接入网(RAN)移动台移动台(MT)用户识别模块用户识别模块(UIM)SIM卡卡应应对对别别分分于于1/9/20235网络与网络接口网络与网络
4、接口 (NNI)(NNI)用户识别模块和移动用户识别模块和移动台之间的接口台之间的接口(UIM-(UIM-MT)MT)ITUITU定义了定义了4 4个个标准接口标准接口无线接入网与核心网之无线接入网与核心网之间的接口间的接口(RAN-CN)(RAN-CN)，对，对应于应于GSMGSM系统的系统的A A接口接口无线接口无线接口(UNI)(UNI)1/9/20236IMT-2000功能模型及接口功能模型及接口1/9/202373G系统的分层结构系统的分层结构高层高层集集OSI模型中的网络层，传输层，会话层，表模型中的网络层，传输层，会话层，表达层和应用层为一体。高层实体主要负责各种业务的达层和应用
5、层为一体。高层实体主要负责各种业务的呼叫信令处理，话音业务和数据业务（包括呼叫信令处理，话音业务和数据业务（包括IP业务，业务，电路和分组数据，短消息等）的控制与处理等电路和分组数据，短消息等）的控制与处理等链路层链路层它由媒体接入控制它由媒体接入控制(MAC)子层和链路接入控子层和链路接入控制制(LAC)子层组成子层组成:MAC子层根据子层根据LAC子层不同业务实体的要求对物理子层不同业务实体的要求对物理层资源进行管理与控制，并负责提供层资源进行管理与控制，并负责提供LAC子层业务子层业务实体所需的实体所需的QoS级别级别相对独立的链路管理与控制，并负责提供相对独立的链路管理与控制，并负责提
6、供MAC子层子层所不能提供的更高级别的所不能提供的更高级别的QoS控制控制物理层由一系列下行物理信道和上行物理信道组成物理层由一系列下行物理信道和上行物理信道组成1/9/202383G系统分层结构系统分层结构 1/9/20239IMT-2000的高层协议及网络接口的高层协议及网络接口基于第二代核心网络基于第二代核心网络GSM/MAP和和IS41的过渡方法的过渡方法将在将在IMT2000核心网络的发展过程中占主导地位核心网络的发展过程中占主导地位Q.1711工作组的目标是确定工作组的目标是确定IMT-2000网络及终端的网络及终端的功能，给出功能，给出IMT-2000的一般性功能模型，把一般性的
7、一般性功能模型，把一般性功能模型映射成网络参考模型，确定全球漫游所需的功能模型映射成网络参考模型，确定全球漫游所需的网络互联需求，给出开发网络互联需求，给出开发UIM-MT接口，无线接口，接口，无线接口，RAN-CN接口及接口及CN-CN接口的高层信令需求等接口的高层信令需求等Q.1701工作组的目标是明确工作组的目标是明确IMT-2000的家族概念，的家族概念，确定关于确定关于IMT-2000的业务及网络能力、实现途径、的业务及网络能力、实现途径、接口关系等方面的框架结构接口关系等方面的框架结构目前，目前，ITU-T的两个工作组的两个工作组Q.1701和和Q.1711正致力于正致力于IMT-
8、2000的高层协议及网络接口方面的制定工作的高层协议及网络接口方面的制定工作1/9/202310核心网的演进核心网的演进为了支持第三代移动通信所需的越区软切换，基站控为了支持第三代移动通信所需的越区软切换，基站控制器之间还需增加制器之间还需增加GSM系统所不具备的系统所不具备的RAN-RAN接接口。对于口。对于HLR/AC功能则可借用第二代系统已有设备功能则可借用第二代系统已有设备对于对于IMT-2000所需的基本话音业务及速率较高的电路所需的基本话音业务及速率较高的电路型数据业务，由传统的型数据业务，由传统的GSMMSC/VLR支撑；对于分支撑；对于分组型数据业务则由组型数据业务则由GPRS
9、网关支持节点网关支持节点(GGSN)所支撑所支撑GSM/WCDMA网络演进形态建立在已有的网络演进形态建立在已有的GSM/MAP和和GSM通用分组无线业务通用分组无线业务(GPRS)网的基础上网的基础上而而cdma2000核心网的演进则是基于核心网的演进则是基于IS-41及正在完善及正在完善的的IS-634RAN-CN接口标准接口标准WCDMA、TD-SCDMA技术初期采用基于技术初期采用基于GSM/MAP的核心网，最终过渡到第三代的核心网；的核心网，最终过渡到第三代的核心网；1/9/202311GSM/WCDMA网络演进形态网络演进形态1/9/202312IS-95/cdma2000网络演进
10、形态网络演进形态由于北美在制定与由于北美在制定与IS-41相关的核心网络标准相关的核心网络标准IS-634A、IS-707时，时，已考虑到分组数据的应用，因而可通过对现有核心网络的改造，已考虑到分组数据的应用，因而可通过对现有核心网络的改造，完善对第三代移动通信所需的并发多业务的支撑完善对第三代移动通信所需的并发多业务的支撑建立在已有建立在已有IS-41核心网及完善中的核心网及完善中的IS-634ARAN-CN接口标准上接口标准上1/9/202313TD-SCDMA第三代过渡方案第三代过渡方案第第3步：建设基于全步：建设基于全IP概念的第三代移动通信核心网，概念的第三代移动通信核心网，从从RN
11、C或或NodeB直接接入直接接入IP网络，平滑过渡到完全的网络，平滑过渡到完全的第三代第三代TD-SCDMA系统系统第第2步：步：GSM网络与网络与3G网络并存时期。建设网络并存时期。建设3代代UMSC核心网，并且将新建的核心网，并且将新建的TD-SCDMA基站子系统通过基站子系统通过Iu接口连接到接口连接到UMSC，提供提供3G业务业务第第1步：以步：以GSM/MAP网络为基础，扩容时只建立网络为基础，扩容时只建立TD-SCDMA基站，以基站，以A接口接入接口接入GSM系统系统MSC，进行话进行话音通信；以音通信；以Gb接口接入接口接入SGSN，提供高达提供高达384Kbps速速率的数据。这
12、时对率的数据。这时对GSM核心网不做任何修改。在核心网不做任何修改。在TD-SCDMA基站覆盖区域获得基站覆盖区域获得3G业务业务采用采用TD-SCDMA技术向第三代过渡方案将分三步实现：技术向第三代过渡方案将分三步实现：1/9/202314采用采用TD-SCDMA的演进步骤的演进步骤1/9/2023154.23G系统关键技术系统关键技术4.2.1初始同步与初始同步与Rake多径分集接收技术多径分集接收技术4.2.2高效信道编译码技术高效信道编译码技术4.2.3智能天线技术智能天线技术4.2.4多用户检测技术多用户检测技术4.2.5功率控制技术功率控制技术4.2.6软件无线电技术软件无线电技术
13、1/9/202316接收机的初始同步接收机的初始同步WCDMA系统初始同步则需要通过系统初始同步则需要通过“三步捕获法三步捕获法”进行：进行：1.通过对基本同步信道的捕获建立通过对基本同步信道的捕获建立PN码同步和符号同步码同步和符号同步2.通过对辅助同步信道的不同扩频码的非相干接收，确通过对辅助同步信道的不同扩频码的非相干接收，确定扰码组号等定扰码组号等3.最后通过对可能的扰码进行穷举搜索，建立扰码同步最后通过对可能的扰码进行穷举搜索，建立扰码同步cdma2000系统采用与系统采用与IS-95系统相类似的初始同步技术，系统相类似的初始同步技术，即通过对导频信道的捕获建立即通过对导频信道的捕获
14、建立PN码同步和符号同步，通码同步和符号同步，通过同步过同步(Sync)信道的接收建立帧同步和扰码同步信道的接收建立帧同步和扰码同步CDMA通信系统接收机的初始同步包括通信系统接收机的初始同步包括PN码同步，符码同步，符号同步、帧同步和扰码同步等号同步、帧同步和扰码同步等1/9/202317Rake多径分集接收多径分集接收Rake多径分集技术的另外一种极为重要的体现形式多径分集技术的另外一种极为重要的体现形式是宏分集及越区软切换技术。当移动台处于越区切换是宏分集及越区软切换技术。当移动台处于越区切换状态时，移动台把来自不同基站的多径信号进行分集状态时，移动台把来自不同基站的多径信号进行分集合并
15、。合并。WCDMA系统也支持宏分集和越区软切换功能系统也支持宏分集和越区软切换功能为实现相干形式的为实现相干形式的Rake接收，需发送未经调制的导频接收，需发送未经调制的导频(Pilot)信号，以使接收端能在确知已发数据的条件下信号，以使接收端能在确知已发数据的条件下估计出多径信号相位，以实现相干方式最大信噪比合并。估计出多径信号相位，以实现相干方式最大信噪比合并。WCDMA系统采用用户专用的导频信号，下行链路仅作系统采用用户专用的导频信号，下行链路仅作为备选方案用于使用智能天线的系统为备选方案用于使用智能天线的系统在在CDMA移动通信系统中，由于信号带宽较宽，因而移动通信系统中，由于信号带宽
16、较宽，因而可以分辨出在时间上比较细微的多径信号。对分辨出可以分辨出在时间上比较细微的多径信号。对分辨出的多径信号分别进行加权调整，合成后可以增强信号的多径信号分别进行加权调整，合成后可以增强信号1/9/202318高效信道编译码技术高效信道编译码技术目前从计算机仿真结果来看，在交织器长度大于目前从计算机仿真结果来看，在交织器长度大于1000、软判输出卷积解码采用标准的最大后验概率、软判输出卷积解码采用标准的最大后验概率(MAP)算法的条件下，其性能比约束长度为算法的条件下，其性能比约束长度为9的卷积的卷积码提高码提高1至至2.5dBTurbo编码器采用两个并行相连的系统递归卷积编码器，编码器采
17、用两个并行相连的系统递归卷积编码器，并辅之以一个交织器。两个卷积编码器的输出经并串并辅之以一个交织器。两个卷积编码器的输出经并串转换以及凿孔转换以及凿孔(Puncture)操作后输出。操作后输出。Turbo解码器由解码器由首尾相接、中间由交织器和解交织器隔离的两个以迭首尾相接、中间由交织器和解交织器隔离的两个以迭代方式工作的软判输出卷积解码器构成代方式工作的软判输出卷积解码器构成在第三代移动通信系统主要提案中，除采用与在第三代移动通信系统主要提案中，除采用与IS-95系统相类似的卷积编码技术和交织技术之外，还建议系统相类似的卷积编码技术和交织技术之外，还建议采用采用Turbo编码技术及编码技术
18、及RS-卷积级联码技术卷积级联码技术1/9/202319智能天线技术智能天线技术其特点在于以较低的代价换得无线覆盖范围、系统其特点在于以较低的代价换得无线覆盖范围、系统容量、业务质量、抗阻塞和掉话等性能的显著提高容量、业务质量、抗阻塞和掉话等性能的显著提高智能天线阵智能天线阵(IntelligentAntennaArrays)技术，是技术，是基于自适应天线阵列基于自适应天线阵列(AAA-AdaptiveAntennaArrays)原理，利用天线阵列的波束合成和指向，产原理，利用天线阵列的波束合成和指向，产生多个独立的波束，自适应地调整其方向图以跟踪生多个独立的波束，自适应地调整其方向图以跟踪信
19、号变化；对干扰方向调零以减少甚至抵消干扰信信号变化；对干扰方向调零以减少甚至抵消干扰信号，提高接收信号的载干比（号，提高接收信号的载干比（C/I），），以增加系统的以增加系统的容量和频谱效率容量和频谱效率无线覆盖范围、系统容量、业务质量、阻塞和掉话等无线覆盖范围、系统容量、业务质量、阻塞和掉话等问题一直困扰着蜂窝移动通信系统。采用智能天线阵问题一直困扰着蜂窝移动通信系统。采用智能天线阵技术可以提高第三代移动通信系统的容量及服务质量技术可以提高第三代移动通信系统的容量及服务质量1/9/202320智能天线的实现智能天线的实现N单元天线阵是收发射频信号的辐射单元；单元天线阵是收发射频信号的辐射单元
20、；A/D转换器完成转换器完成模数转换以便进行数字域处理；波束形成器由自适应控制模数转换以便进行数字域处理；波束形成器由自适应控制处理器和波束形成网络组成，处理器和波束形成网络组成，把一定规律的激励信号转换把一定规律的激励信号转换成与各波束相对应的幅度相位分别提供给各辐射单元，以成与各波束相对应的幅度相位分别提供给各辐射单元，以确定波束形成网络的各部分方向图（波束）的增益、计算确定波束形成网络的各部分方向图（波束）的增益、计算各支路之间的耦合以及耦合与各部分方向图的交叉电平的各支路之间的耦合以及耦合与各部分方向图的交叉电平的关系，以消除各支路之间的耦合；波束方向估计及跟踪器关系，以消除各支路之间
21、的耦合；波束方向估计及跟踪器是估计并跟踪接收信号的到达方向（是估计并跟踪接收信号的到达方向（DOA），），以控制波束以控制波束形成器改变波束方向来跟踪发送信号源形成器改变波束方向来跟踪发送信号源智能天线阵由智能天线阵由N单元天线阵、单元天线阵、A/D转换器、波束形成器转换器、波束形成器(Beam-former)、波束方向估计及跟踪器等部分组成波束方向估计及跟踪器等部分组成智能天线阵在干扰和噪声环境下，通过其自身的反馈控智能天线阵在干扰和噪声环境下，通过其自身的反馈控制系统改变辐射单元的辐射方向图、频率响应以及其它制系统改变辐射单元的辐射方向图、频率响应以及其它参数，使接收机输出端有最大的信噪比
22、参数，使接收机输出端有最大的信噪比1/9/202321TDSCDMA智能天线智能天线智能天线通过其方向性，从而减小了小区间智能天线通过其方向性，从而减小了小区间的干扰的干扰(8元阵元阵列时约减少列时约减少8dB)，并在因干扰而使高业务量受限的人口密并在因干扰而使高业务量受限的人口密集的城市中允许更密集的频率复用集的城市中允许更密集的频率复用在在TDSCDMA系统的基本结构中，智能天线是由系统的基本结构中，智能天线是由8个天线个天线单元的同心阵列组成的。此阵列的直径为单元的同心阵列组成的。此阵列的直径为25cm。同全方向同全方向天线相比，它可获得天线相比，它可获得8dB的增益的增益由于由于TD-
23、SCDMA采用了采用了TDD模式，上模式，上/下行链路使用相同载下行链路使用相同载波，使智能天线能产生最大波，使智能天线能产生最大C/I增益，因此增益，因此TDD模式是通过模式是通过智能天线得到最佳智能天线得到最佳的的载干比载干比CI增益的先决条件增益的先决条件集智能天线和联合检测相结合的集智能天线和联合检测相结合的TDSCDMA的系统设的系统设计正向由计正向由DSP控制的系统最优化迈进。这两个技术为移控制的系统最优化迈进。这两个技术为移动通信系统的软件最优化设计奠定了基础。并且动通信系统的软件最优化设计奠定了基础。并且TDSCDMA的智能天线的应用对所有的的智能天线的应用对所有的3G业务都有
24、效业务都有效1/9/202322TD-SCDMA的智能天线的智能天线采用智能天线后，可用多采用智能天线后，可用多只低功率的放大器（如只低功率的放大器（如8只线性输出只线性输出0.5W的放大器）的放大器）代替大功率放大器（等效代替大功率放大器（等效于于20W的放大器）的放大器）其原理是使一组天线和对其原理是使一组天线和对应的收发信机按照一定的应的收发信机按照一定的方式排列和激励，利用波方式排列和激励，利用波的干涉原理可以产生强方的干涉原理可以产生强方向性的辐射方向图，使用向性的辐射方向图，使用DSP方法使主瓣自适应地方法使主瓣自适应地指向移动台方向，就可达指向移动台方向，就可达到提高信号的载干比
25、，降到提高信号的载干比，降低发射功率等目的低发射功率等目的1/9/202323智能天线技术的优缺点智能天线技术的优缺点但是，因智能天线体积及计算复杂性的限制，目前仅适但是，因智能天线体积及计算复杂性的限制，目前仅适应于在基站系统中的应用应于在基站系统中的应用智能天线技术用于智能天线技术用于TDD方式的方式的CDMA系统是比较合适的，系统是比较合适的，能够起到在较大程度上抑制多用户干扰，从而提高系统能够起到在较大程度上抑制多用户干扰，从而提高系统容量的作用。其困难在于由于存在多径效应，从而使基容量的作用。其困难在于由于存在多径效应，从而使基带处理单元复杂度明显提高带处理单元复杂度明显提高CDMA
26、技术的特性是大多数用户信号可在相同的时间和技术的特性是大多数用户信号可在相同的时间和相同的载波上传送。考虑到移动无线多点到点的用户中，相同的载波上传送。考虑到移动无线多点到点的用户中，每个用户在小区内的位置都是不同的。这一方面要求天每个用户在小区内的位置都是不同的。这一方面要求天线具有多向性，另一方面则要求在移动环境下，每一独线具有多向性，另一方面则要求在移动环境下，每一独立的方向系统都必须可以跟踪个别的用户由于网络运营立的方向系统都必须可以跟踪个别的用户由于网络运营商利用此技术可获得更高的频谱利用率，并且所需安装商利用此技术可获得更高的频谱利用率，并且所需安装的基站数目就可减少的基站数目就可
27、减少1/9/202324多用户检测技术多用户检测技术使用多用户检测技术能极大程度上改善系统容量。但困难的使用多用户检测技术能极大程度上改善系统容量。但困难的问题是对于基站接收端的等效干扰用户等于正在通话的移动问题是对于基站接收端的等效干扰用户等于正在通话的移动用户数乘以基站端可观测到的多径数。这意味着在实际系统用户数乘以基站端可观测到的多径数。这意味着在实际系统中等效干扰用户数将多达数百个，这样即使采用与干扰用户中等效干扰用户数将多达数百个，这样即使采用与干扰用户数成线性关系的多用户抵销算法仍使得其硬件实现显得过于数成线性关系的多用户抵销算法仍使得其硬件实现显得过于复杂。如何把多用户干扰抵销算
28、法的复杂度降低到可接受的复杂。如何把多用户干扰抵销算法的复杂度降低到可接受的程度是多用户检测技术能否实用的关键程度是多用户检测技术能否实用的关键解决此问题的一个有效方法是使用多用户检测技术，通过解决此问题的一个有效方法是使用多用户检测技术，通过测量各个用户扩频码之间的非正交性，用矩阵求逆方法或测量各个用户扩频码之间的非正交性，用矩阵求逆方法或迭代方法消除多用户之间的相互干扰。迭代方法消除多用户之间的相互干扰。在传统的在传统的CDMA接收机中，各个用户的接收是相互独立接收机中，各个用户的接收是相互独立进行的。在多径衰落环境下，由于各个用户之间所用的进行的。在多径衰落环境下，由于各个用户之间所用的
29、扩频码通常难以保持正交，因而造成多个用户间相互干扩频码通常难以保持正交，因而造成多个用户间相互干扰扰1/9/202325功率控制技术功率控制技术在在WCDMA和和cdma2000系统中，上行信道采用了开系统中，上行信道采用了开环、闭环和外环功率控制技术，下行信道则采用了闭环、闭环和外环功率控制技术，下行信道则采用了闭环和外环功率技术。但两者的闭环功率控制速度有所环和外环功率技术。但两者的闭环功率控制速度有所不同，前者为每秒不同，前者为每秒1600次，后者为每秒次，后者为每秒800次。次。常见的常见的CDMA功率控制技术可分为开环功率控制、功率控制技术可分为开环功率控制、闭环功率控制和外环功率控
30、制三种类型。开环功率闭环功率控制和外环功率控制三种类型。开环功率控制用于确定用户的初始发射功率，或用户接收功控制用于确定用户的初始发射功率，或用户接收功率发生突变时的发射功率调节。闭环功率控制可以率发生突变时的发射功率调节。闭环功率控制可以较好地解决精确性问题，通过对接收功率的测量值较好地解决精确性问题，通过对接收功率的测量值及与信干比门限值的对比，确定功率控制比特信息及与信干比门限值的对比，确定功率控制比特信息传送到发射端，并据此调节发射功率的大小。外环传送到发射端，并据此调节发射功率的大小。外环功率控制技术则是通过对接收误帧率的计算，确定功率控制技术则是通过对接收误帧率的计算，确定闭环功率
31、控制所需的信干比门限闭环功率控制所需的信干比门限1/9/202326软件无线电技术软件无线电技术软件无线电技术最大的优点是基于同样的硬件环境，软件无线电技术最大的优点是基于同样的硬件环境，针对不同的功能采用不同的软件来实施，其系统升级、针对不同的功能采用不同的软件来实施，其系统升级、多种模式的运行可以自适应地完成。软件无线电能实多种模式的运行可以自适应地完成。软件无线电能实现多模式通信系统的无缝连接现多模式通信系统的无缝连接宽带多频段天线采用多频段天线阵列，覆盖不同频程宽带多频段天线采用多频段天线阵列，覆盖不同频程的几个窗口；高速的几个窗口；高速A/D转换器的关键是采样速率和量转换器的关键是采
32、样速率和量化位数高速信号处理部分完成基带处理、调制解调、化位数高速信号处理部分完成基带处理、调制解调、比特流处理和编解码等工作比特流处理和编解码等工作软件无线电系统的关键部分为：宽带多频段天线、高软件无线电系统的关键部分为：宽带多频段天线、高速速A/D和和D/A转换器以及高速信号处理部分转换器以及高速信号处理部分软件无线电的基本思想是高速软件无线电的基本思想是高速A/D与与D/A尽可能靠天线，尽可能靠天线，所有基带信号处理都用软件方式替代硬件实施所有基带信号处理都用软件方式替代硬件实施1/9/202327软件无线电的技术折衷软件无线电的技术折衷由于硬件器件技术的限制，目前要实现软件无线电必由于
33、硬件器件技术的限制，目前要实现软件无线电必须进行折衷，尚未充分利用软件无线电的优势。因此，须进行折衷，尚未充分利用软件无线电的优势。因此，应针对软件无线电的特点，研究具有普遍意义的、不应针对软件无线电的特点，研究具有普遍意义的、不局限于特定硬件水平，为第三代移动通信系统服务局限于特定硬件水平，为第三代移动通信系统服务面对面对3G的的多种移动通信标准，采用软件无线电技术多种移动通信标准，采用软件无线电技术对于在未来移动通信网络上实现多模、多频段、多对于在未来移动通信网络上实现多模、多频段、多用户、不间断业务能力方面将发挥重大作用，如基用户、不间断业务能力方面将发挥重大作用，如基站可以承载不同的软
34、件来适应不同的标准，而不用站可以承载不同的软件来适应不同的标准，而不用对硬件平台改动；基站间可以由软件算法协调，动对硬件平台改动；基站间可以由软件算法协调，动态地分配信道与容量，网络负荷可自适应；移动台态地分配信道与容量，网络负荷可自适应；移动台可以自动检测接入的信号，以接入不同的网络且能可以自动检测接入的信号，以接入不同的网络且能适应不同的接续时间要求适应不同的接续时间要求1/9/2023284.3IMT2000对对RTT的要求的要求基于上述原则，基于上述原则，IMT2000系统对无线传输技术系统对无线传输技术RTT的基本要求包括：较高的频谱效率；适应多种无线运的基本要求包括：较高的频谱效率
35、；适应多种无线运营环境；提供多种业务能力（甚至包括未来不可预见营环境；提供多种业务能力（甚至包括未来不可预见业务能力即可变速率服务（业务能力即可变速率服务（VBR）；）；较高业务质量；较高业务质量；网络的灵活性及无缝覆盖能力等几方面网络的灵活性及无缝覆盖能力等几方面IMT2000移动通信系统包括连接至地面和卫星网移动通信系统包括连接至地面和卫星网络的各种移动终端及其对应的网络基础设施。其主络的各种移动终端及其对应的网络基础设施。其主要特性有：全球范围设计的高度共同性；业务上同要特性有：全球范围设计的高度共同性；业务上同固定网络业务的兼容性；高质量；具有全球漫游功固定网络业务的兼容性；高质量；具
36、有全球漫游功能的袖珍终端；移动终端可接入固定或卫星网络；能的袖珍终端；移动终端可接入固定或卫星网络；无线接口种类应尽可能少且具有高度共同性等无线接口种类应尽可能少且具有高度共同性等1/9/202329对对RTT的要求的要求2要充分考虑上述特性差异，以保证全球范围设计的要充分考虑上述特性差异，以保证全球范围设计的高度共同性高度共同性IMT2000系统应适应各种无线运营环境要求。无线系统应适应各种无线运营环境要求。无线传播特性传播特性(最大传输距离、总路径损耗预测模型、多径最大传输距离、总路径损耗预测模型、多径时延展宽、快慢衰落统计特性、最大多普勒频偏等时延展宽、快慢衰落统计特性、最大多普勒频偏等
37、)的的差异决定了差异决定了IMT2000的的RTT的设计与选择，将影响的设计与选择，将影响多址技术、射频信道参数、无线覆盖范围、传输误码多址技术、射频信道参数、无线覆盖范围、传输误码性能、调制解调技术、信道编码与交织等选择与设计性能、调制解调技术、信道编码与交织等选择与设计IMT2000系统频谱效率是指在系统频谱效率是指在30MHz带宽内的话音带宽内的话音业务容量及信息容量。频谱有效利用涉及信源编码和业务容量及信息容量。频谱有效利用涉及信源编码和无线传输中的多址技术、调制技术、射频无线传输中的多址技术、调制技术、射频(RF)信道参信道参数（如带宽、信道间隔、信道分配等）、双工技术等数（如带宽、
38、信道间隔、信道分配等）、双工技术等1/9/202330对对RTT的要求的要求3网络的灵活性及无缝覆盖能力是具有全球漫游功能的网络的灵活性及无缝覆盖能力是具有全球漫游功能的袖珍终端随时接入系统和得到服务的重要保证袖珍终端随时接入系统和得到服务的重要保证业务质量是衡量系统性能的重要指标。通常用传输业务质量是衡量系统性能的重要指标。通常用传输时延、误码率误帧率来评价。由于时延、误码率误帧率来评价。由于IMT2000业业务的多样化，对应着各自的衡量标准。无线传输的务的多样化，对应着各自的衡量标准。无线传输的设计应对调制技术、信道编码与交织、射频设计应对调制技术、信道编码与交织、射频（RF）等应仔细考虑
39、，以满足不同业务质量要求等应仔细考虑，以满足不同业务质量要求IMT2000系统要能提供多种业务，包括宽带多媒系统要能提供多种业务，包括宽带多媒体业务，以及未来不可预见的业务能力，即具有提体业务，以及未来不可预见的业务能力，即具有提供变速率供变速率(VBR)性能。这些业务具有不同的参数和属性能。这些业务具有不同的参数和属性。其中业务类型和数据速率直接影响无线传输设性。其中业务类型和数据速率直接影响无线传输设计，它们涉及多址技术、调制技术、信道参数、双计，它们涉及多址技术、调制技术、信道参数、双工技术、帧结构、物理信道结构与复用等方面工技术、帧结构、物理信道结构与复用等方面1/9/202331IM
40、T2000三种主流系统三种主流系统1/9/202332WCDMA(UTRAFDD)WCDMA采用精确的功率控制，包括基于信干比采用精确的功率控制，包括基于信干比（SIR）的快速闭环、开环和外环三种方式。功率的快速闭环、开环和外环三种方式。功率控制速率为控制速率为1500次次/秒，控制步长秒，控制步长0.254dB可变，可变，可有效满足抵抗衰落的要求可有效满足抵抗衰落的要求WCDMA采用采用DS-CDMA多址方式，码片速率多址方式，码片速率3.84Mcps，载波带宽为载波带宽为5MHz。系统不采用系统不采用GPS精确定时，不同精确定时，不同基站可选择同步和不同步两种方式，可以不受基站可选择同步和
41、不同步两种方式，可以不受GPS系统系统的限制。在反向信道上，采用导频符号相干的限制。在反向信道上，采用导频符号相干RAKE接收接收的方式，解决了的方式，解决了CDMA中反向信道容量受限的问题。中反向信道容量受限的问题。WCDMA系统支持宽带业务，可有效支持电路交换业系统支持宽带业务，可有效支持电路交换业务（如务（如PSTN、ISDN网）、分组交换业务（如网）、分组交换业务（如IP网）。网）。灵活的无线协议可在一个载波内对同一用户同时支持灵活的无线协议可在一个载波内对同一用户同时支持话音、数据和多媒体业务。话音、数据和多媒体业务。1/9/202333cdma2000cdma2000采用的功率控制
42、有开环、闭环和外环三种方采用的功率控制有开环、闭环和外环三种方式，速率为式，速率为800次次/秒或秒或50次次/秒。秒。cdma2000还可采用还可采用辅助导频、正交分集、多载波分集等技术来提高性能辅助导频、正交分集、多载波分集等技术来提高性能cdma2000也支持现存的也支持现存的IS-634A标准。标准。cdma2000的核的核心网是基于心网是基于ANSI-41，同时通过网络扩展方式提供在同时通过网络扩展方式提供在基于基于GSM-MAP的核心网上运行的能力的核心网上运行的能力cdma2000的一个主要特点是与现有的的一个主要特点是与现有的TIA/EIA-95-B标标准向后兼容，并可与准向后
43、兼容，并可与IS-95B系统的频段共享或重叠，系统的频段共享或重叠，这样就使这样就使cdma2000系统可从系统可从IS-95B系统的基础上平滑系统的基础上平滑地过渡、发展，保护已有的投资地过渡、发展，保护已有的投资Cdma2000系统的核心是由系统的核心是由Lucent、Motorola、Nortel和和Qualcomm联合提出的联合提出的Wideband技术技术1/9/202334多载波与直扩方式举例多载波与直扩方式举例(N=3)cdma-2000采用采用MC-CDMA（多载波（多载波CDMA）多址方）多址方式，可支持话音、分组数据等业务，并且可实现式，可支持话音、分组数据等业务，并且可实
44、现QoS的协商。的协商。cdma-2000包括包括1X和和3X两部分，也可扩展到两部分，也可扩展到6X、9X、12X。对于射频带宽为。对于射频带宽为N1.25MHz的系统，的系统，整个频带采用多个载波，下图给出了整个频带采用多个载波，下图给出了N=3时的情况时的情况1/9/2023354.43G的系统性能比较的系统性能比较对于三种国际标准进行如下五方面的性能比较：对于三种国际标准进行如下五方面的性能比较：2.6知识产权的影响知识产权的影响2.5漫游能力漫游能力影响因素影响因素:采用情况、使用频段及信令互通性采用情况、使用频段及信令互通性2.4设备成熟度设备成熟度设备成熟度是运营商建设网络要考虑
45、的一个设备成熟度是运营商建设网络要考虑的一个重要因素，它关系到网络运行的稳定性、可靠性重要因素，它关系到网络运行的稳定性、可靠性2.3业务提供能力业务提供能力目前业务的竞争已经成为现有运营商的目前业务的竞争已经成为现有运营商的竞争焦点，只有能够提供全方位的大众业务和特色业务，才竞争焦点，只有能够提供全方位的大众业务和特色业务，才能更多地争取用户，提高竞争力能更多地争取用户，提高竞争力2.2系统性能系统性能主要表现为系统容量和覆盖，一般系统容量主要表现为系统容量和覆盖，一般系统容量可以通过系统仿真和实测来获得可以通过系统仿真和实测来获得2.1标准稳定性标准稳定性3GPP的思路更清晰。在业务、网管
46、、计的思路更清晰。在业务、网管、计费相关规范方面，费相关规范方面，3GPP的定义更严谨、更完善的定义更严谨、更完善1/9/202336标准稳定性标准稳定性WCDMAR5和和R6是全分组化的网络，在是全分组化的网络，在R5中提出了高速下行中提出了高速下行分组接入（分组接入（HSDPA）的方案，可以使最高下行速率的方案，可以使最高下行速率达到达到10Mbit/s，目前标准仍在制定中目前标准仍在制定中R4版本是向全分组化演进的过渡版本，与版本是向全分组化演进的过渡版本，与R99比较比较其主要变化在电路域，引入了其主要变化在电路域，引入了软交换软交换的概念，将控的概念，将控制和承载分离，制和承载分离，
47、话音通过分组域传递话音通过分组域传递；其中其中R99版本已经稳定主要特点是无线接入网采用版本已经稳定主要特点是无线接入网采用WCDMA技术，核心网分为电路域和分组域分别支技术，核心网分为电路域和分组域分别支持话音业务和数据业务，并提出了开放业务接入持话音业务和数据业务，并提出了开放业务接入(OSA)的概念，目前的设备多基于的概念，目前的设备多基于R99版本，最高下版本，最高下行速率可以达到行速率可以达到384kbit/sWCDMA标准由标准由3GPP组织制定，目前已经有组织制定，目前已经有4个版个版本，即本，即R99、R4、R5和和R61/9/202337标准稳定性标准稳定性cdma2000E
48、V-DO采用单独的载波支持数据业务，可以在采用单独的载波支持数据业务，可以在1.25MHz标准载波中支持平均速率为标准载波中支持平均速率为600kbit/s，峰值速率为峰值速率为2.4Mbit/s的高速数据业务，到的高速数据业务，到EV-DV阶段，可在一个阶段，可在一个1.25MHz的标准载波中，最高速率可达的标准载波中，最高速率可达3.1Mbit/s。ReleaseA是是Release0的加强，单载波最高速率可达的加强，单载波最高速率可达到到307.2kbit/s，并且支持话音业务和分组业务的并发并且支持话音业务和分组业务的并发Release0的主要特点是沿用基于的主要特点是沿用基于ANSI
49、-41D的核心网，的核心网，在无线接入网和核心网增加支持分组业务的网络实体，在无线接入网和核心网增加支持分组业务的网络实体，此版本已经稳定。联通已开通的此版本已经稳定。联通已开通的CDMA二期工程采用二期工程采用的就是这个版本，单载波速率可以达到的就是这个版本，单载波速率可以达到153.6kbit/scdma2000标准由标准由3GPP2组织制定，版本包括组织制定，版本包括Release0、ReleaseA、EV-DO和和EV-DV1/9/202338标准稳定性标准稳定性TD-SCDMA以后的以后的TD-SCDMA将融入到将融入到3GPP的的R4及后续的标准中及后续的标准中一方面利用一方面利用
50、3G的频谱来解决的频谱来解决GSM系统容量不足，特别系统容量不足，特别是在高密度用户区容量不足的问题，另一方面可以为是在高密度用户区容量不足的问题，另一方面可以为用户提供初期最高达用户提供初期最高达384kbit/s的各种速率的数据业务，的各种速率的数据业务，所以基于所以基于TSM标准的标准的TD-SCDMA系统对已有系统对已有GSM网的网的运营商是一种很好的选择运营商是一种很好的选择TSM系统的核心思想就是在系统的核心思想就是在GSM的核心网上使用的核心网上使用TD-SCDMA的基站设备，其的基站设备，其A接口和接口和Gb接口与接口与GSM完全相完全相同，只需对同，只需对GSM的基站控制器进