WCDMA系统原理(华为)第一章

目 录1-13

1.4 3G 频谱情况....................................................1-11

1.3.4 三种主要技术体制比较.......................................1-10

1.3.3 技术融合.................................................1-9

1.3.2 RTT 技术提案...............................................1-8

1.3.1 多种体制的由来.............................................1-8

1.3 3G 的体制种类及区别..............................................1-4

1.2.2 3G 演进策略................................................1-4

1.2.1 标准组织..................................................1-4

1.2 2G 向3G 的演进...................................................1-1

1.1 移动通信的发展..................................................1-1

第一章 概述 (i)

第一章 概述

1.1 移动通信的发展

当今的社会已经进入了一个信息化的社会

没有信息的传递和交流人们就

无法适应现代化的快节奏的生活和工作

人们期望随时随地

及时可靠不受时空限制地进行信息交流

提高工作的效率和经济效益

移动通信可以说从无线电发明之日就产生了

1897

年马可尼所完成的无线

通信实验就是在固定站与一艘拖船之间进行的

而蜂窝移动通信的发展是二十世纪七十年代中期以后的事

移动通信综合利用了有线无线的传输方式为人们提供了一种快速便捷的通讯手段由于电子技术尤其是半导体集成电路及计算机技术的发展以及市场的推动使物美价廉轻便可靠性能优越的移动通信设备成为可

能现代的移动通信发展至今主要走过了两代而第三代现在正处于紧张

的研制阶段部分厂家已经推出实验产品

第一代移动通信系统是模拟制式的蜂窝移动通信系统时间是本世纪七十年

代中期至八十年代中期1978年美国贝尔实验室研制成功先进移动电话系

统AMPS 建成了蜂窝式移动通信系统其它工业化国家也相继开发出

蜂窝式移动通信网这一阶段相对于以前的移动通信系统最重要的突破是

贝尔实验室在七十年代提出的蜂窝网的概念蜂窝网即小区制由于实现

了频率复用大大提高了系统容量

第一代移动通信系统的典型代表是美国的AMPS 系统先进移动电话系统

和后来的改进型系统TACS 总接入通信系统等AMPS 使用800MHz 频带

在北美南美和部分环太平洋国家广泛使用TACS 使用900MHz 频带分

ETACS 欧洲和NTACS 日本两种版本英国日本和部分亚洲国家广

泛使用此标准

第一代移动通信系统的主要特点是采用频分复用FDMA 模拟制式语音

信号为模拟调制每隔30kHz/25kHz 一个模拟用户信道第一代系统在商业

上取得了巨大的成功但是其弊端也日渐显露出来

(1) 频谱利用率低

(2) 业务种类有限

(3) 无高速数据业务

(4) 保密性差

易被窃听和盗号(5) 设备成本高第一章 概述

WCDMA 系统基本原理1-1

(6) 体积大重量大

为了解决模拟系统中存在的这些根本性技术缺陷数字移动通信技术应运而

生

这就是以GSM 和IS-95为代表的第二代移动通信系统时间是从八十年代

中期开始模拟蜂窝网虽然取得了很大的成功但其频谱利用率低业务种类受限通话易被窃听难以满足移动通信系统的发展到了八十年代中期欧洲首先推出了泛欧数字移动通信网GSM 的体系随后美国和日本也

制订了各自的数字移动通信体制数字移动通信网相对于模拟移动通信网

提高了频谱利用率支持多种业务服务并与ISDN 等兼容第二代移动通信

系统以传输话音和低速数据业务为目的因此又称为窄带数字通信系统

第二代数字蜂窝移动通信系统的典型代表是美国的DAMPS 系统

IS-95和欧

洲的GSM 系统GSM 全球移动通信系统发源于欧洲它是作为全球数字蜂窝通信的

TDMA 标准而设计的支持64kbit/s 的数据速率可与ISDN 互连GSM 使用

900MHz 频带使用1800MHz 频带的称为DCS1800GSM 采用FDD 双工方式

和TDMA 多址方式每载频支持8个信道信号带宽200kHz GSM 标准体制

较为完善技术相对成熟不足之处是相对于模拟系统其容量增加不多仅

仅为模拟系统的两倍左右无法和模拟系统兼容

DAMPS 先进的数字移动电话系统也称IS-54北美数字蜂窝

使用800MHz 频带是两种北美数字蜂窝标准中推出较早的一种使用TDMA 多

址方式

IS-95是北美的另一种数字蜂窝标准使用800MHz 或1900MHz 频带

使用

CDMA 多址方式已成为美国PCS 个人通信系统网的首选技术由于第二代移动通信以传输话音和低速数据业务为目的从1996年开始为

了解决中速数据传输问题又出现了2.5代的移动通信系统如GPRS 和

IS-95B

CDMA 系统容量大相当于模拟系统的1020倍与模拟系统的兼容性好

美国韩国香港等地已经开通了窄带CDMA 系统对用户提供服务由于

窄带CDMA 技术比GSM 成熟晚等原因使得其在世界范围内的应用远不及

GSM 国内有北京上海广州西安四地的窄带CDMA 系统在运行但从

发展前景看由于自有的技术优势CDMA 技术已经成为第三代移动通信的

核心技术

移动通信现在主要提供的服务仍然是语音服务以及低速率数据服务由于网

络的发展数据和多媒体通信有了迅猛的发展势头所以第三代移动通信的

目标就是宽带多媒体通信

第三代移动通信系统是一种能提供多种类型高质量的多媒体业务能实现

全球无缝覆盖具有全球漫游能力与固定网络相兼容并以小型便携式终

端在任何时候任何地点进行任何种类的通信系统由于其诸多优点全世

界各个运营商生产厂家与广大用户对此产生浓厚的兴趣第三代移动通信

系统的目标可以概括为

第一章 概述

WCDMA 系统基本原理1-2

(1) 能实现全球漫游用户可以在整个系统甚至全球范围内漫游

且可以在不同速率不同运动状态下获得有质量保证的服务

(2) 能提 供多种业务

提 供话音可变速率的数据活动视频会话等业务

特别是多媒体业务(3) 能适应多种环境可以综合现有的公众电话交换网PSTN

综 合业务数字网无绳系统地面移动通信系统卫星通信系统来提供无缝隙的覆

盖

(4) 足够的系统容量强大的多种用户管理能力高保密性能和高质量的服务

为实现上述目标对其无线传输技术

RTT Radio Transmission Technology 提 出了以下要求

(1) 高速传输以支持多媒体业务

y

室内环境至少2Mbit/s y

室内外步行环境至少384kbit/s y

室外车辆运动中至少144kbit/s y 卫星移动环境至少9.6kbit/s

(2) 传输速率能够按需分配

(3) 上下行链路能适应不对称需求

第三代移动通信系统最早由国际电信联盟ITU 于1985年提出当时称为

未来公众陆地移动通信系统FPLMTS Future Public Land Mobile

Telecommunication System 1996年更名为IMT-2000International Mobile

Telecommunication-2000国际移动通信-2000

意即该系统工作在2000MHz 频段最高业务速率可达2000kbit/s 预期在2000年左右得到商用

主要体制有WCDMA cdma2000和UWC-1361999年11月5日国际电联

ITU-R TG8/1第18次会议通过了IMT-2000无线接口技术规范建议其中

我国提出的TD-SCDMA 技术写在了第三代无线接口规范建议的IMT-2000

CDMA TDD 部分中IMT-2000无线接口技术规范建议的通过表明

TG8/1制定第三代移动通信系统无线接口技术规范方面的工作已经基本完成

第三代移动通信系统的开发和应用将进入实质阶段与此同时IMT-2000许

可证的发放工作也在世界各国如火如荼地开展起来

1.2 2G 向3G 的演进

1.2.1 标准组织

3G 的标准化工作实际上是由3GPP 3th Generation Partner Project

第三代伙

伴关系计划和3GPP2两个标准化组织来推动和实施的第一章 概述

WCDMA 系统基本原理1-3

3GPP 成立于1998年12

月由欧洲的

ETSI 日本的

ARIB 韩国的TTA 和美国

的T1

等组成采用欧洲和日本的WCDMA

技术

构筑新的无线接入网络在

核心交换侧则在现有的GSM

移动交换网络基础上平滑演进提供更加多样化的业务UTRA Universal Terrestrial Radio Access 为无线接口的标准

其后不久在1999年的1月3GPP2

也正式成立由美国的TIA 日本

ARIB

韩国TTA 等组

成无线接入技术采用cdma2000和UWC-136为标

准

cdma2000这一技术在很大程度上采用了高通公司的专

利核心网采用

ANSI/IS-41

IMT-2000

的网络采用了

家族概念

受限于家族概念ITU 无法制定详细

的协议规范

我国的无线通信标准研究组

CWTS 是这两个标准化组织的正式组织成员华为公司大唐集团也都是3GPP 的独立成员

1.2.2 3G 演进策略

3GPP 和3GPP2

制定的演进策略总体上都是渐进式的

(1) 保证现有投资和运营商利益

(2) 有利于现有技术的平滑过渡

对于电信网络的运营商来说需要考虑如何充分利用现有第二代网络以使第

三代的网络投资更加有效

有效的投资就意味着更高的利润这也是衡量每

一个公司运营状况的关键所在

对于第二代移动用户来说随着生活方式的

改变

现有的话音和短信息

SMS

服务已经不能满足信息时代的要求从

而成为IMT-2000

的潜在用户

现有网络的再使用使他们更加方便地在原有无线网上得到新业务同时减少花费

第二个问题也正是1998至1999年欧美兼并浪潮波及无线通信领域的又一个例

子即采用TDMA 方式的GSM 和DAMPS

IS-136

在向第三代演进时有趋

同

convergence

的倾向由于目前我国的第二代无线网络中GSM 系统的主

导地位加之GSM 和DAMPS

的趋同DAMPS 向GSM

靠近

可以认为

GSM 向UMTS/IMT-2000的过渡将是第二代向第三代发展的主流

1. GSM 向WCDMA 的演进策略

结合上面的论述GSM 向WCDMA 的演进策略应是目前的GSM

HSCSD 高速电路交换数据速率14.464kbit/s GPRS 通用分组无线

业务速率144kbit/s IMT-2000 WCDMA

(1) 高速电路交换数据HSCSD High Speed Circuit Switched Data

HSCSD 具有将多个全速率话音信道进行共同分配的特性HSCSD 的目的是以

单一的物理层结构提供不同空间接口用户速率的多种业务的混合HSCSD 结

构的有效容量是TCH/F 容量的几倍使得空间接口数据传输速率明显提高

HSCSD 的好处在于更高的数据速率高达64kbit/s 最大数据速率取决于生

产厂家并仍使用现有GSM 数据技术现有GSM 系统稍加改动就可使用此

第一章 概述

WCDMA 系统基本原理1-4

技术中较高的数据速率是以多信道数据传输实现的并且如果改动信道编

码及协议每个信道的数据速率可到达14.4kbit/s

(2) 通用分组交换无线业务GPRS General Packet Radio Service

GPRS的主要优点是

(a) 标准的无线分组交换Internet/Intranet接入适用于所有GSM覆盖的地方

(b) 可变的数据速率峰值从每秒几个比特到171.2kbit/s最大数据速率取决

于生产厂家

(c) 由于按实际数据量计费使用户可能全天在线而只需付实际传输数据量的

费用

(d) 支持现有业务以及新的应用业务

(e) 无线接口上打包优化无线资源共享

(f) 网络构成的分组交换技术优化网络资源共享

(g) 可延伸到未来无线协议的能力

在现有GSM网络的基础上以分组交换为基础的GPRS网络结构增加了新的

网络功能部分

(a) SGSN Serving GPRS Support Node服务GPRS支持节点其主要的作

用就是为本SGSN服务区域的MS转发输入/输出的IP分组其地位类似于

GSM电路网中的MSC/VLR同VLR相似SGSN中的大部分用户信息是在位

置更新过程中从HLR获取的

(b) GGSN Gateway GPRS Support Node网关GPRS支持节点其主要的

作用就是提供数据包在GPRS网和外部数据网之间的路由和封装

(3) 宽带码分多址WCDMA Wideband Code Division Multi-Access

WCDMA成为以UMTS/IMT-2000为目标的成熟的新技术其能够满足ITU所

列出的所有要求提供非常有效的高速数据以及具有高质量的语音和图象

业务其具体特性将在1.3.4节中进行介绍

但是在GSM向WCDMA的演进过程中仅核心网部分是平滑的而由于空

中接口的革命性变化无线接入网部分的演进也将是革命性的

2. IS-95向cdma2000的演进策略

从IS-95A速率9.6/14.4kbit/s IS-95B速率115.2kbit/s cdma2000 1X

cdma2000 1X EV cdma2000 1X能提供更大容量和高速数据速率144k

bit/s支持突发模式并增加新的补充信道先进的MAC提供改进的QoS保

证采用增强技术后的cdma2000 1X EV可以提供更高的性能

IS-95B与IS-95A的主要区别在于可以捆绑多个信道当不使用辅助业务信道

时IS-95B与IS-95A是基本相同的可以共存于同一载波中cdma2000

第一章概述WCDMA系统基本原理

1-5

1X

则有较大的改进cdma2000与IS-95

是通过不同的无线配置

RC 来区别

的cdma2000 1X 系统设备可以通过设置

RC 同时支持1X 终端和IS-95A/B 终

端因此IS-95A/B/1X 可以同时存在于同一载波中对cdma2000系统来说

从2G 到3G 过渡可以采用逐步替换的方式即压缩2G 系统的1个载波转换

为3G 载波开始向用户提供中高速速率的业务这个操作对用户来说是完全

透明的由于IS-95的用户仍然可以工作在3G 载波中所以2G 载波中的用户

数并没有增加也不会因此增加呼损随着3G 系统中用户量增加可以逐步

减少2G 系统使用的载波增加3G 系统的载波通过这种方式可以很好地解

决网络升级的问题网络运营商通过这种平滑升级不仅可以向用户提供各

种最新的业务而且很好地保护了已有设备的投资

在向第三代演进的过程中需要注意的问题是BTS 和BSC 等无线设备的演进

问题在制定cdma2000标准时已经充分考虑了保护运营商的投资很多无

线指标在2G 和3G 中是相同的对BTS 来说天线射频滤波器和功率放大器

等射频部分是可以再利用的而基带信号处理部分则必须更换

对于cdma2000 1X 的的演进思路

主要包括(1) Qualcomm 提出的HDR

High Data Rate (2) Motorola LSI Logic 和Nokia 提出的1X TREME

(3) 中国提出的LAS-CDMA

三种均作为cdma2000 1X 的增强技术在这种情况下制定统一的标准将更

有利于cdma2000 1X 系统及其增强系统的应用为此CDG 提出了1X EV 来

统一协调cdma2000 1X 的演进过程

CDG 指出相对于同时提供高速分组数据业务和实时业务如语音的空中

接口工业组织可以更快地提供优化了的只支持高速分组数据业务的空中接

口所以CDG 建议将cdma2000 1X EV 分成两个阶段

(1) Phase 1

亦称1X EV-DO 支持非实时高速分组数据业务(2) Phase 2亦称1X EV-DV 同时支持高速分组数据业务和实时业务

cdma2000 1X EV 演进的时间表如图1-1所示

第一章 概述

WCDMA 系统基本原理1-6

Phase 1 BL

Text Done

(2000.8)

2000.102001.10

图1-1 cdma2000 1X EV演进时间表

仅支持非实时

高速分组数据业务的cdma2000 1X Phase 1以

Qualcomm公司的

HDR为基础其标准已经确定而同时支持高速分组数据业务和实时业务的

cdma2000 1X Phase 2采用什么样的标准还在研究之中

其标准计划在2001年确定目前已有好几种提案包括我国已经提交的

LAS-CDMA

3. DAMPS向UWC-136的演进策略

IS-136DAMPS向UWC-136

Universal Wireless Communications的演进

的第一步

是实现

GPRS-136

第二步

是实

现UWC-136UWCC和

TIA TR-45.3决定选用以EDGE为基础的技术

这同时意味着以GPRS网络结构来支持136+

的高速数据传输GPRS-136是136+分组交换数据业务

的官方称呼由于考虑到实现的经济性问题

高层协议指第三层以上与

GPRS

完全相同它提供了与

GSM的GPRS同样的容量用户可接入IP

和X.25两种格式的数据网其主要目的是减少TIA/EIA-136与GSM GPRS

之间的技术差别

以便用户在

GPRS-136和GSM GPRS网络间的漫游GPRS-136的设计思路与

GPRS

十分相似即在现有的电路交换网节点上并联分组交换网节点同时这两个网间也有链路相连值得一提的是1998

年到

1999年美国TIA发展第三代的策略之一是通过向第三代的演进实现与同样为

TDMA接入方式的GSM的趋同convergence提高话音/数据传输速率和与GSM的趋

同被定为136+的两大目标这对于全球性漫游和产品的经济性极有好处也

实现了UWCC和ETSI的合作协议更重要的是这使TDMA在第三代系统中

的角色更为重要

第一章概述WCDMA系统基本原理

1-7

1.3 3G 的体制种类及区别

1.3.1 多种体制的由来

对于

3G ITU

的目标是

建立ITM-2000

系统家族

求同存异实现不同3G 系统上的全球漫游

(1) 网络部分

在1997年3月ITU-T SG11的一次中间会议

上通过了欧洲提出的

ITM-2000

家族概念此概念是基于现有网络已 有至少两种主要标准即

GSM MAP 和

IS-41

(2) 无线接口

在1997年9月ITU-R TG8/1

会议上

开始讨论无线接口的家族概念在1998年

1月TG8/1特别会议上提出并开始采用套的概念不再使用

家族概念

其含义是无线接口标准可能多于一个

但并没有承认可以多于一个而是希

望最终能统一成一个标准

造成技术不同的原因主要有下面两个

(1) 与第二代的关系

网络部分一定要与第二代兼容即第三代的网络是基于第二代的网络逐步发展演进第二代网络有两大核心网GSM MAP 和

IS-41无线接口美国的IS-95 CDMA 和IS-136 TDMA 运营者强调后向兼容

演进型

欧洲的GSM 日本PDC 运营者无线接口不后向兼容

革命型

核心网与无线接口的对应关系如图1-2

所示第一章 概述

WCDMA 系统基本原理1-8

核心网

无线接入网

2G/3G

图

1-2 核心网与无线接入网接口的对应关系

(2) 频谱对技术的选用起着重要的作用

在频谱方面

其中关键的问题是ITU 分配的IMT-2000频率在美国已用于PCS 业务

由于美国要与第二代共用频谱所以特别强调无线接口的后向兼

容技术上强调逐步演进而其他大多数国家有新的IMT-2000频段新频段

有很大的灵活性

(3)

知识产权和竞争

此外知识产权起着非常重要的作用Qualcomm 等公司都有自己的专利声明

还有就是竞争也是一个造成技术不同的主要因素

1.3.2 RTT 技术提案ITU-R 第8研究组的TG8/1

任务组负责推进IMT-2000无线电传输技术RTT 的评估融合工作至1998年9月RTT 提案包括对MSS 移动卫星业务在

内多达16个它们基本来自IMT-2000的16个RTT 评估组成员包括(1) UTRA WCDMA

欧洲

(2) DECT 欧洲

(3) cdma2000 美国

(4) UWC-136 美国

(5) WIMS WCDMA

美国(6) WCDMA/NA 美国

第一章 概述

WCDMA 系统基本原理1-9

(7) WCDMA 日本(8) TD-SCDMA 中国(9) Global CDMA 同步韩国(10) Global CDMA 异步韩国

(11) LEO 卫星系统SAT-CDMA

(12) ESA 的宽带卫星系统SW-CDMA

(13) 混合宽带CDMA/TDMA 卫星系统SW-CTDMA

(14) ICO 全球通信公司的ICO RTT

(15) INMARSAT 的卫星系统Horizons

(16) Iridium LLC 公司的卫星系统INX

其中前10种为IMT-2000地面系统RTT

提案

后6种RTT 反映了将

MSS 卫星移动通信业务纳入IMT-2000

的努力提案充分反映了很多国家对IMT-2000未来制式确定的关心与力争施加有效影

响的基本愿望

但从市场基础

后向兼容及总体特征看欧洲ETSI 的UTRA

WCDMA 及美国cdma2000

这两个提案

最具竞争力RTT 融合的关键即在于这两个提案的融合能否取得有效的进展

1.3.3 技术融合

IMT-2000既包括地面移动通信业务TMS 又包括卫星移动通信业务

MSS 建议一个全球统一融合得更好的第三代移动通信标准对运营

商制造商用户及政策规划管理部门均更有利也为世界各国所欢迎

目前IMT-2000的RTT 标准的制定工作已进入最后的实质性阶段就16个

RTT 候选方案来看地面移动通信融合的最终结果对于FDD 模式以欧洲

ETSI 的WCDMA DS 与美国TIA 的cdma2000最具竞争力而对于TDD 模式

欧洲的ETSI UTRA 提出的TD-CDMA 与中国CWTS 提出的TD-SCDMA 是进一

步融合的主要对象1999年3月底爱立信和高通公司就IPR 达成的一系列协

议为推广全球CDMA 标准扫除了知识产权方面的重大障碍1999年5月底

运营者协调集团OHG 全球31个主要操作运营者与11个重要制造商提出的

涉及IMT-2000的融合提案对促进其主要参数码片速率导频结构及核心网

协议以GSM-MAP ANSI-41为基础统一起了积极作用参与者一致统一码

片速率对FDD-DS-CDMA 取 3.84Mcps 对FDD-MC-CDMA 即

FDD-cdma2000-(MC)取3.6864Mcps 1999年6月于北京召开的TG8/1第17次会

议就IMT-2000的无线接口技术规范建议Rec IMT RSPC 达成了框架协议

并鼓励3GPP 3GPP2及各标准开发组织SDOS 支持上述OHG 提案由工作组

对MSS 提案进行更细节化的工作

1999年11月在芬兰赫尔辛基召开的第18次会议上

通过了IMT-2000无线第一章 概述

WCDMA 系统基本原理1-10

接口技术规范

建议该建议的通过表明TG8/1在制定第三代移动通信系统

无线接口技术规范方面的工作已基本完成第三代移动通信系统的开发和应

用将进入实质阶段

到目前

主要的技术体制有

UTRA FDD UTRA TDD 和

cdma2000UTRA

FDD 采用

WCDMA UTRA TDD 采用

TD-CDMA 而将TD-SCDMA 和

UTRA 进行融

合分别将TD-CDMA 和TD-SCDMA 称为3.84Mcps TDD 和

1.28Mcps TDD

WCDMA cdma2000和TD-SCDMA 已经成为最主要的三种

技术体制

1.3.4 三种主要技术体制比较

1. WCDMA 技术体制

核心网基于GSM/GPRS 网络的演进保持与GSM/GPRS 网络的兼容性

核心网络可以基于TDM ATM 和IP 技术并向全IP 的网络结构演进

核心网络逻辑上分为电路域和分组域两部分

分别完成电路型业务和分组型业务

UTRAN 基于ATM 技术统一处理语音和分组业务并向IP 方向发展

MAP 技术和GPRS 隧道技术是WCDMA 体制移动性管理机制的核心

空中接口特性如下

(1) 空中接口

采用WCDMA (2) 信号带宽

5MHz (3) 码片速率

3.84Mcps (4) 语音编码

AMR 语音编码(5) 同步方式

支持同步/异步基站运营模式(6) 功率控制上下行闭环加外环功率控制方式

(7) 发射分集方式下行包括开环发射分集和闭环发射分集提高UE 的接收

性能开环发射分集又包括空时发射分集STTD Space Time Transmit

Diversity 和时分发射分集TSTD Time Switched Transmit Diversity

而闭环发射分集也包括两种模式发射分集是可选项

(8) 解调方式

导频辅助的相干解调方式提高解调性能(9) 编码方式

卷积码和Turbo 码的编码方式(10) 调制方式上行BPSK 和下行QPSK 调制方式

第一章 概述

WCDMA 系统基本原理1-11

2. cdma2000技术体制

cdma2000体制是基于IS-95的标准基础上提出的3G

标准

目前其标准化工作

由3GPP2来完成电路域继承2G IS-95 CDMA 网络引入以WIN 为基本架构的业务平台

分组域是基于Mobile IP 技术的分组网络

无线接入网以ATM 交换机为平台提供丰富的适配层接口空中接口特性如下

(1) 空中接口

采用cdma2000兼容

IS-95(2) 信号带宽N 1.25MHz N

1,3,6,9,12(3) 码片速率N 1.2288Mcps (4)

语音编码

8k/13k QCELP 或8k EVRC 语音编码(5)

同步方式

基站需要GPS/GLONASS 同步方式运行(6) 功率控制

上下行闭环加外环功率控制方式

(7)

发射分集方式下行可以采用正交发射分集

OTD Orthogonal Transmit

Diversity 和空时扩展分集

STS

Space Time Spreading 提高信道的抗衰落能力

改善了下行信道的信号质量

(8) 解调方式上行采用导频辅助的相干解调方式提高了解调性能

(9) 编码方式

采用卷积码和Turbo

码的编码方式

(10) 调制方式上行BPSK 和下行QPSK 调制方式3. TD-SCDMA 技术体制

TD-SCDMA 标准由中国无线通信标准组织CWTS 提出

目前已经融合到了

3GPP 关于WCDMA-TDD 的相关规范中核心网基于GSM/GPRS 网络的演进保持与GSM/GPRS 网络的兼容性

核心网络可以基于TDM ATM 和IP 技术并向全IP 的网络结构演进

核心网络逻辑上分为电路域和分组域两部分

分别完成电路型业务和分组型业务

UTRAN 基于ATM 技术统一处理语音和分组业务并向IP 方向发展

MAP 技术和GPRS 隧道技术是WCDMA 体制移动性管理机制的核心

空中接口采用TD-SCDMA

第一章 概述

WCDMA 系统基本原理1-12

TD-SCDMA

具有

3S

特点

即智能天线

Smart Antenna 同步CDMA

Synchronous CDMA 和软件无线电

Software Radio TD-SCDMA

采用的关键技术有

智能天线

联合检测多时隙

CDMA DS-CDMA 同步CDMA 信道编译码和交织与3GPP

相同接力切换等

三种主要技术体制的对比情况如表1-1

所示

表1-1 三种主要技术体制比较

GSM MAP

ANSI-41

GSM MAP

核心网

TD-SCDMA cdma2000兼容

IS-95

WCDMA

空中接口 1.6MHz

N

1.25MHz 5MHz

信号带宽

1.28Mcps

N

1.2288Mcps

3.84Mcps

码片速率

异步

同步

异步

同步方式韩国2000年底日本2001年预计试用期GSM

窄带CDMA

GSM 继承基础中国美国韩国欧洲日本采用国家TD-SCDMA cdma2000WCDMA 制式

1.4 3G 频谱情况

国际电联对第三代移动通信系统IMT-2000划分了230MHz 频率即上行

18852025MHz 下行21102200MHz 共230MHz 其中19802010 MHz 地对空和21702200MHz 空对地用于移动卫星业务上下行频带不对称主要考虑可使用双频FDD 方式和单频TDD 方式此规划在WRC92上得到通过如图1-3所示

第一章 概述

WCDMA 系统基本原理1-13

图

1-3 WRC-92的频谱分配

欧盟对第三代移动通信的问题亦十分重视欧洲电信标准化协会早在十多年

前就开始了第三代移动通信标准化的研究工作成立了一个由运营商设备

制造商和电信管制机构的代表组成的通用移动通信系统即UMTS论坛

1995年正式向ITU提交了频谱划分的建议方案

欧洲情况为陆地通信为19001980MHz20102025MHz和2110

2170MHz共计155MHz

北美情况比较复杂如图1-3所示在3G低频段的18501990MHz处实际

已经划给PCS使用且已划成215MHz和25MHz的多个频段PCS业务已

经占用的IMT-2000的频谱虽然经过调整但调整后IMT-2000的上行与

PCS的下行频段仍需共用这种安排不大符合一般基站发高收低的配置

日本1893.51919.6MHz已用于PHS频段还可以提供260MHz15MHz

135MHz的3G频段19201980MHz21102170MHz20102025MHz

目前日本正在致力于清除与第三代移动通信频率有冲突的问题

韩国和ITU建议一样共计170MHz

WRC1992划分的频谱已经得到各标准化组织的支持如3GPP和3GPP2分

别在WCDMA和cdma2000的标准中给出了IMT-2000 WRC1992频谱的使用方

法在2000年的WRC2000大会上在WRC-92基础上又批准了新的附加频段

806-960 MHz 1710-1885 MHz 2500-2690 MHz如图1-4所示

第一章概述WCDMA系统基本原理

1-14

identifications

IMT 2000

IMT 2000

图1-4 WRC2000对IMT-2000的频谱安排

WCDMA FDD模式使用频谱为3GPP并不排斥使用其它频段上行

19201980MHz下行21102170MHz而美洲地区上行1850

1910MHz下行19301990MHz

WCDMA TDD包括High bit rate和Low bit rate模式使用频谱为3GPP并

不排斥使用其它频段

(1) 上下行19001920MHz和20102025MHz

(2) 美洲地区上下行18501910MHz和19301990MHz

(3) 美洲地区上下行19101930MHz

特殊情况下如两国边界地区可能会出现TDD和FDD在同一个频带内共存

的情况3GPP TSG RAN WG4正在进行这方面的研究

cdma2000 中只有FDD模式目前共有7个Band class其中Band Class 6为

IMT-2000规定的19201980MHz/21102180MHz的频段

在我国根据目前的无线电频率划分17002300MHz频段有移动业务固

定业务和空间业务该频段内有大量的微波通信系统和一定数量的无线电定

位设备正在使用1996年12月国家无线电管理委员会为了发展蜂窝移动通

信和无线接入的需要对2GHz的部分地面无线电业务频率进行重新规划和调

整但还与第三代移动有冲突即公众蜂窝移动通信1.9MHz的频段和无线接

入的频段均占用了IMT2000的频段中的一部分

因此第三代移动通信必须与现有的各种无线通信系统共享有限的频率资源

为了促使运营科研生产等部门积极发展第三代移动通信系统满足我国

移动通信发展的近期频谱需求和长远频谱需求必须随着技术业务的发展

做好IMT-2000频段的规划调整工作

第一章概述WCDMA系统基本原理

1-15

考虑到实际应用的业务

我国IMT-2000频谱使用情况也可以画成如下图

1-5

所示IMT-2000

我国占

用情况划分建议

1850 1900

1950

2000 2050 2100

2150 2200

图1-5 我国IMT-2000频谱占用情况

可以看到我国的WLL 和部分公众移动电话占用了IMT-2000的低频段为了保

证未来IMT-2000的频谱需要国家无线电管理委员会正在颁布法规逐步

收回部分FDD/WLL 和TDD/WLL 的使用频率

第一章 概述

WCDMA 系统基本原理1-16

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