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1、1第4章 3G移動(dòng)通信系統(tǒng)及技術(shù)應(yīng)用2l內(nèi)容 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)總體要求和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、無(wú)線接口和關(guān)鍵技術(shù) l重點(diǎn)WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、無(wú)線接口、關(guān)鍵技術(shù) l難點(diǎn)WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA的無(wú)線接口 3l目的和要求 掌握WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA各系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)、時(shí)隙幀結(jié)構(gòu)理解WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA各系統(tǒng)無(wú)線接口中信道配置4IMT2000:預(yù)計(jì)2002年左右商用 使用2GHz頻段 家族概念家族概念5l服務(wù)質(zhì)量方面:話音質(zhì)量改進(jìn);無(wú)縫覆蓋;降低費(fèi)用
2、;業(yè)務(wù)質(zhì)量(傳輸、延遲)改進(jìn);增加效率和能力 l在新業(yè)務(wù)和能力方面:每一方面都有很強(qiáng)的靈活接入能力、業(yè)務(wù)能力,實(shí)現(xiàn)1G和2G中不能實(shí)現(xiàn)的新話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);以較低費(fèi)用提供寬帶業(yè)務(wù),提高網(wǎng)絡(luò)競(jìng)爭(zhēng)能力;按需自適應(yīng)分配帶寬 l在發(fā)展和演進(jìn)能力方面:與2G共存、互通,實(shí)現(xiàn)2G到3G的平滑過渡 l在靈活性方面:提供更高級(jí)別的互通,包括多功能、多環(huán)境能力、多模式操作和多頻帶接入 6l組成:由四個(gè)功能子系統(tǒng)組成:核心網(wǎng)CN、無(wú)線接入網(wǎng)RAN、移動(dòng)臺(tái)MT和用戶識(shí)別模塊UIM7l系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)接口網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)接口NNI無(wú)線接入網(wǎng)與核心網(wǎng)間的接口RAN-CN無(wú)線接口UNI用戶識(shí)別模塊和移動(dòng)臺(tái)間的接口UIM-MTl結(jié)構(gòu)分層物
3、理層、鏈路層和高層應(yīng)用需要同時(shí)支持電路型業(yè)務(wù)和分組業(yè)務(wù),并支持不同質(zhì)量、不同速率業(yè)務(wù) 8lWCDMA標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)lWCDMA無(wú)線接入技術(shù)lWCDMA中的關(guān)鍵技術(shù)9lR99核心網(wǎng)繼承了GSM/GPRS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),即保留了GSM電路交換部分,增加了分組域部分;無(wú)線網(wǎng)絡(luò)部分引入了全新的、基于寬帶CDMA技術(shù)的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)R99重點(diǎn)考慮GSM網(wǎng)絡(luò)向WCDMA網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn)l網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面,R99核心網(wǎng)與GSM保持一致l網(wǎng)絡(luò)接口和協(xié)議方面,R99進(jìn)行了更多的改進(jìn)和優(yōu)化l業(yè)務(wù)能力方面l業(yè)務(wù)計(jì)費(fèi)方面l網(wǎng)絡(luò)設(shè)備10l從R99到R4網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn) R4版本只是在無(wú)線技術(shù)方面提出了一些改進(jìn)來(lái)提高系統(tǒng)性能。R4無(wú)線接入網(wǎng)正
4、式引入TD-SCDMA技術(shù)。演進(jìn)l核心網(wǎng)方面,在電路域R4引入了軟交換概念l網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的差異l承載網(wǎng)的差別l信令網(wǎng)的差別l組網(wǎng)模式的差異11l從R4到R5網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn) R5版本的目標(biāo)是構(gòu)造全I(xiàn)P移動(dòng)網(wǎng)絡(luò),在研究過程中分為R5、R6兩個(gè)版本lR5主要定義了全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)lR6重點(diǎn)集中于業(yè)務(wù)增強(qiáng)及與其他網(wǎng)絡(luò)的互通方面R5在無(wú)線接入網(wǎng)和核心網(wǎng)領(lǐng)域進(jìn)行了重大改進(jìn)演進(jìn)l無(wú)線接入網(wǎng)方面l核心網(wǎng)方面l兩個(gè)重點(diǎn) 在無(wú)線接入網(wǎng)實(shí)現(xiàn)分組化,作為可選承載方式,實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)接入功能; 在核心網(wǎng)增加IMS域,實(shí)施IP多媒體業(yè)務(wù)和全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)。12lR6版本在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面,R6主要是增加了一些新的功能特性,及對(duì)已有功能特性的
5、增強(qiáng)。演進(jìn)l引入HSDPAl多媒體廣播和多播業(yè)務(wù)l增強(qiáng)RANlIMS第二階段l基于不同IP連接網(wǎng)的IMS互通lPush業(yè)務(wù)l增強(qiáng)安全l網(wǎng)絡(luò)共享l增強(qiáng)QoSl計(jì)費(fèi)管理13lR7版本 主要繼續(xù)R6未完成的標(biāo)準(zhǔn)和業(yè)務(wù)制定工作WCDMA系統(tǒng)的整體演進(jìn)方向l網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)向全I(xiàn)P化發(fā)展l業(yè)務(wù)向多樣化、多媒體化和個(gè)性化方向發(fā)展l無(wú)線接口向高速傳輸分組數(shù)據(jù)發(fā)展l小區(qū)結(jié)構(gòu)向多層次、多制式、重復(fù)覆蓋方向發(fā)展l用戶終端向支持多制式、多頻段方向發(fā)展 14lUMTS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)lUTRAN體系結(jié)構(gòu)l主要接口 l空中接口 15lUMTS是采用WCDMA空中接口技術(shù)的3G,通常也把UMTS系統(tǒng)稱為WCDMA通信系統(tǒng)l由核心網(wǎng)CN、
6、UMTS陸地?zé)o線接入網(wǎng)UTRAN和用戶設(shè)備UE組成lUMTS網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計(jì)時(shí)遵循以下原則RAN與CN功能盡量分離,即對(duì)無(wú)線資源的管理集中在RAN完成,而與業(yè)務(wù)和應(yīng)用相關(guān)功能在CN執(zhí)行其中,CN與UTRAN的接口定義為Iu,UTRAN與UE的接口為Uu接口 1617lUE是用戶終端,主要包括射頻處理單元、基帶處理單元、協(xié)議棧模塊及應(yīng)用層軟件模塊等lUTRAN負(fù)責(zé)處理所有與無(wú)線通信有關(guān)的功能,包括NodeB和RNC兩部分 lCN負(fù)責(zé)對(duì)語(yǔ)音及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行交換和路由查找,以便將業(yè)務(wù)連接至外部網(wǎng)絡(luò)。包括MSC/VLR、GMSC、SGSN、GGSN、HLR等網(wǎng)絡(luò)單元。lUMTS中的接口主要有Cu、Uu、Iu、
7、Iur、Iub等 18lUTRAN包含許多無(wú)線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)RNS,一個(gè)RNS由一個(gè)RNC和一個(gè)或多個(gè)NodeB組成l一個(gè)NodeB可支持FDD或TDD模式l在TDD模式中有3種可選碼片速率:7.68Mchip/s TDD,3.84Mchip/s TDD和1.28Mchip/s TDD 19lRNC用于控制UTRAN無(wú)線資源,通過Iu接口與CS域MSC和PS域SGSN及廣播域BC相連,在移動(dòng)臺(tái)和UTRAN間的無(wú)線資源控制RRC協(xié)議在此終止。 l控制控制RNC(CRNC):控制一個(gè)NodeB的RNC叫該NodeB的,CRNC負(fù)責(zé)對(duì)其控制小區(qū)的無(wú)線資源進(jìn)行管理。l服務(wù)服務(wù)RNC(SRNC):管理UE和
8、UTRAN間的無(wú)線連接,它是對(duì)應(yīng)于該UE的Iu接口和Uu接口的終止點(diǎn)。無(wú)線接入承載的參數(shù)映射到傳輸信道的參數(shù)、是否進(jìn)行越區(qū)切換、開環(huán)功率控制等基本的無(wú)線資源管理都是由SRNC來(lái)完成的。一個(gè)UE某一時(shí)刻有且只有一個(gè)SRNC。 l漂移漂移RNC(DRNC):除SRNC外,UE所用到的RNC為DRNC,控制著移動(dòng)終端使用的小區(qū)。如有需要,DRNC可進(jìn)行宏分集合并和分裂。一個(gè)UE可以沒有,也可有一個(gè)或多個(gè)DRNC l一個(gè)RNC實(shí)體通常包含CRNC,SRNC和DRNC的功能 20l用戶數(shù)據(jù)傳輸 l系統(tǒng)接入控制功能 l無(wú)線信道加密和解密 l移動(dòng)性功能 l無(wú)線資源管理和控制功能 l同步功能 l廣播/多播業(yè)務(wù)
9、相關(guān)功能 21lIub接口:RNC與NodeB間的接口,用來(lái)傳輸RNC和NodeB間的信令,及來(lái)自無(wú)線接口的數(shù)據(jù) lIur接口:兩個(gè)RNC間的邏輯接口,用來(lái)傳送RNC間的控制信令和用戶數(shù)據(jù) 22lIu接口:連接RNC和CN的接口,用于傳輸RNC和CN間的控制信息和用戶信息,主要負(fù)責(zé)傳遞非接入層的控制信息、用戶信息、廣播信息及控制Iu接口上的數(shù)據(jù)傳遞 三個(gè)Iu接口:Iu-CS接口(面向電路交換域)、Iu-PS接口(面向分組交換域)和Iu-BC接口(面向廣播域)在分立的CN結(jié)構(gòu)中,CS和PS域中存在各自的信令連接和用戶數(shù)據(jù)連接,對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層均如此。在聯(lián)合的CN結(jié)構(gòu)中,CS和PS域中存在各自
10、的用戶數(shù)據(jù)和信令連接控制部分連接SCCP,對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層均如此。Iu接口中,高層實(shí)體控制著許多底層實(shí)體。l一個(gè)CN接入點(diǎn)可連接到一個(gè)或更多的UTRAN接入點(diǎn);l對(duì)PS域,每個(gè)UTRAN接入點(diǎn)不能連接多于一個(gè)的CN接入點(diǎn),除了非接入層節(jié)點(diǎn)選擇功能NNSF被采用時(shí),或RNC在多運(yùn)營(yíng)商核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)中共享時(shí);l對(duì)CS域,每個(gè)UTRAN接入點(diǎn)可連接多于一個(gè)的CN接入點(diǎn);l對(duì)于BC域,每個(gè)UTRAN接入點(diǎn)只有連接一個(gè)CN接入點(diǎn)23l(1)無(wú)線接口分層層1(L1)物理層層2(L2)MAC層層3(L3)RRC層24物理層的數(shù)據(jù)處理過程 物理層技術(shù)的實(shí)現(xiàn) 25l傳輸信道l物理信道l傳輸信道到物理信道的映射2
11、627l專用傳輸信道:傳數(shù)據(jù)、信令某一時(shí)刻對(duì)一個(gè)用戶有效,只有一個(gè)用戶解碼(UE通過物理信道識(shí)別 PN、時(shí)間)l公共傳輸信道所有一組用戶解碼,即使某一時(shí)刻僅對(duì)一個(gè)用戶有效廣播傳輸信道BCH:小區(qū)特定信息前向接入信道FACH :知道UE所在小區(qū)時(shí),傳送控制信息或短分組(慢速功控)尋呼信道PCH :尋呼用戶隨機(jī)接入信道RACH:傳送來(lái)自UE的控制信息和短分組下行共享信道DSCH :傳幾個(gè)專用控制或業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的UE共享,只含數(shù)據(jù)(控制信息利用DCH)公共分組信道CPCH :傳送少量數(shù)據(jù)分組28l由載波頻率、碼(信道碼和擾碼)、相位確定l物理信道包括3層結(jié)構(gòu):超幀、無(wú)線幀和時(shí)隙超幀長(zhǎng)720ms,包括72
12、個(gè)無(wú)線幀無(wú)線幀包括15個(gè)時(shí)隙的信息處理單元,時(shí)長(zhǎng)10ms時(shí)隙包括一組信息符號(hào)的單元,每時(shí)隙符號(hào)數(shù)取決于物理信道2930l專用物理信道:傳送專用數(shù)據(jù)和相應(yīng)的控制信息l公用物理信道:PRACH:承載RACH進(jìn)行終端接入 PCPCH:用來(lái)傳送CPCH,作為數(shù)據(jù)傳送的補(bǔ)充,主要用于突發(fā)數(shù)據(jù) CPICH:不承載任何高層信息,也沒有任何傳輸信道映射,用于區(qū)分扇區(qū) SCH:用于小區(qū)搜索過程中的同步l根據(jù)在小區(qū)搜索中所起作用分成P-SCH和S-SCH,并行發(fā)送 lP-SCH在每個(gè)小區(qū)中都使用相同的長(zhǎng)度為256chip的主同步碼PSC,在每個(gè)時(shí)隙內(nèi)重復(fù)發(fā)射;一旦UE識(shí)別出S-SCH,在得到幀同步和時(shí)隙同步的同時(shí)
13、,也得到小區(qū)所從屬的組的信息,只有當(dāng)UE開機(jī)或進(jìn)入新的覆蓋區(qū)時(shí),才需在初始搜索過程中對(duì)所有的碼組進(jìn)行全面搜索。 lSCH沒有傳輸信道映射,采用時(shí)分方式的復(fù)用 31CCPCH:根據(jù)承載的傳輸信道的不同分為P-CCPCH和S- CCPCHlCCPCH與下行DPCH的主要區(qū)別在于CCPCH不支持內(nèi)環(huán)功率控制lPCCPCH和S-CCPCH主要區(qū)別在于映射到P-CCPCH上的BCH的TFC是固定的,而S-CCPCH則可通過TFCI支持多種TFC P-CCPCH:承載BCH的物理信道,用于傳送廣播信息 S-CCPCH:承載FACH和PCH,完成接入控制和尋呼 AICH:與PRACH相配合,用于傳送捕獲指示
14、AI,AI對(duì)應(yīng)基站接收到的PRACH的特征標(biāo)記序列 PICH:用來(lái)傳送尋呼指示PI,與一個(gè)S-CCPCH(對(duì)應(yīng)傳輸信道PCH的映射)一同配合為UE提供有效的休眠工作模式 PDSCH:用于傳送DSCH,與PCPCH相似,主要傳送非實(shí)時(shí)的突發(fā)業(yè)務(wù),可通過正交碼由多個(gè)碼分用戶共享 32lDCH經(jīng)編碼復(fù)用后的數(shù)據(jù)流直接順序映射到專用物理信道lBCH、FACH、PCH經(jīng)編碼交織后分別按序映射到 P-CCPCH、S-CCPCHlRACH編碼交織后按序映射到PRACH的消息部分33l主要技術(shù)及參數(shù) l擴(kuò)頻與調(diào)制技術(shù) l信道編碼與復(fù)用 lRAKE接收和多用戶檢測(cè)技術(shù) l空時(shí)碼技術(shù) l物理層相關(guān)進(jìn)程 34l基站
15、同步方式:支持異步和同步的基站運(yùn)行 l信號(hào)帶寬:5MHz l碼片速率:3.84Mc/s l發(fā)射分集方式:TSTD、STTD、FBTD l信道編碼:卷積碼、Turbo碼 l調(diào)制方式:QPSK l功率控制:上下行閉環(huán)、開環(huán)功率控制 l解調(diào)方式:導(dǎo)頻輔助的相干解調(diào)方式 l語(yǔ)音編碼:AMR(自適應(yīng)多速率話音編碼)35WCDMAGSM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(wú)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(jī)進(jìn)行多徑分集跳頻分組數(shù)據(jù)基于負(fù)載的分組調(diào)度GPRS中基于時(shí)隙的調(diào)度下行發(fā)分集支持,以提高下行鏈路的容量標(biāo)
16、準(zhǔn)不支持,但可以應(yīng)用36l語(yǔ)音演進(jìn)WCDMA:AMR語(yǔ)音編碼速率:4.75Kbit/s12.2Kbit/s軟切換和發(fā)射分集,提高容量;提供高保真的語(yǔ)音模式進(jìn)行快速功率控制 37l數(shù)據(jù)演進(jìn)支持最高2Mbit/s的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)支持包交換(目前采用ATM平臺(tái))提供QoS控制公共分組信道CPCH和下行共享信道DSCH,更好地支持Internet分組業(yè)務(wù),提供移動(dòng)IP業(yè)務(wù)(IP地址的動(dòng)態(tài)賦值)傳輸格式指示 TFCI域提供動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)速率的確定,提供高質(zhì)量的上下行不對(duì)稱的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持如語(yǔ)音,可視電話,會(huì)議電視 38l物理信道成幀后,需對(duì)物理信道的數(shù)據(jù)流進(jìn)行擴(kuò)頻、加擾 l擴(kuò)頻又叫信道化操作發(fā):用擴(kuò)頻序列與信號(hào)相乘
17、,提高速率,增加帶寬收:用相同的擴(kuò)頻序列與接收信號(hào)相乘解擴(kuò)用來(lái)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)序列符號(hào)叫信道化碼在WCDMA中采用OVSF作為信道化碼;每個(gè)符號(hào)被轉(zhuǎn)化成的碼片數(shù)目為擴(kuò)頻因子l第二步操作為加擾,用一個(gè)偽隨機(jī)序列與擴(kuò)頻后的序列相乘,對(duì)信號(hào)起加密、擾亂作用。擾碼的碼片速率與已擴(kuò)頻符號(hào)相同,因此不影響符號(hào)速率l上行鏈路物理信道加擾的作用是區(qū)分用戶,下行鏈路加擾可區(qū)分基站和信道,因此選擇的擾碼間必須有良好的自相關(guān)性。WCDMA采用Gold序列作擾碼 39lSCH是一種特殊的物理信道,在物理層上不可見lSCH供UE用于搜索小區(qū),且不經(jīng)過小區(qū)主擾碼加擾因?yàn)閁E須能在獲得下行鏈路擾碼信息之前和小區(qū)取得同步主同步碼P
18、SC序列只有一個(gè),用于WCDMA的所有小區(qū)的所有時(shí)隙,不經(jīng)過調(diào)制發(fā)送 輔助同步碼SSC共有16個(gè) ,經(jīng)排列組合,選16個(gè)編成一組,總共64個(gè)不同的碼組序列,與下行主擾碼的64個(gè)擾碼組一一對(duì)應(yīng) l小區(qū)選用SSC的步驟:先找到本小區(qū)的主擾碼屬于哪個(gè)擾碼組然后找到對(duì)應(yīng)的SSC序列每個(gè)時(shí)隙對(duì)應(yīng)一個(gè)輔擾碼號(hào),根據(jù)此擾碼號(hào)可計(jì)算出同步信道的同步碼字 l在實(shí)際系統(tǒng)中,不同小區(qū)選用不同的序列模式,不同時(shí)隙選用不同的S-SCHlSSC發(fā)送時(shí)不經(jīng)過加擾l同步碼字包含了BCH是否采用開環(huán)發(fā)送分集的信息,且同步信道是WCDMA FDD唯一采用時(shí)間倒換發(fā)送分集TSTD的信道。 40lWCDMA系統(tǒng)信道復(fù)用過程與物理信道
19、編碼過程不可分:l來(lái)自高層的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)經(jīng)過封裝,以傳輸信道數(shù)據(jù)的形式進(jìn)入物理層物理層對(duì)來(lái)自高層的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼再發(fā)射在接收端,數(shù)據(jù)在物理層被譯碼后再送往上層l物理層的信道編碼包括檢錯(cuò)編碼、糾錯(cuò)編碼、速率匹配和交織lWCDMA系統(tǒng)的系統(tǒng)復(fù)用過程是為并發(fā)業(yè)務(wù)分配無(wú)線資源、保證其業(yè)務(wù)質(zhì)量、并將傳輸格式通知接收機(jī)過程;具體到物理層,就是把承載了用戶信息的傳輸信道與其控制信息進(jìn)行組合,再映射到物理信道,進(jìn)行發(fā)送的過程 41l傳輸格式TF物理層提供給MAC子層(或反方向)的一種格式用于指示傳輸信道上一個(gè)TTI期間內(nèi)的傳輸塊集合TBS的傳輸由兩部分組成:動(dòng)態(tài)部分和半靜態(tài)部分l動(dòng)態(tài)部分包括傳輸塊的大小和傳輸塊集合
20、的大小TBSSl半靜態(tài)部分包括傳輸時(shí)間間隔TTI、糾錯(cuò)方式(如Turbo碼、卷積碼、靜態(tài)速率匹配后的碼率、CRC的比特?cái)?shù)等)l傳輸格式集合TFS描述一個(gè)特定傳輸信道的所有TF的集合在一個(gè)TS中,所有的TF的半靜態(tài)部分是相同的,一個(gè)傳輸信道的可變比特速率是通過在每個(gè)傳輸時(shí)間間隔間改變TFS的內(nèi)容和傳輸塊集合的大小來(lái)達(dá)到的即在一個(gè)傳輸塊集合中的各個(gè)TF的動(dòng)態(tài)部分不同 42l傳輸格式組合TFC物理層可復(fù)用一個(gè)或幾個(gè)傳輸信道,每個(gè)傳輸信道都有一個(gè)可用的TF列表(即TFS)TFC是現(xiàn)有的幾種TF的組合這些TF可同時(shí)被用于一個(gè)編碼組合傳輸信道,其中的每個(gè)傳輸信道只有一種對(duì)應(yīng)的TF l傳輸格式組合集合TFC
21、S由高層指定的,描述一個(gè)編碼組合傳輸信道的參數(shù)當(dāng)數(shù)據(jù)信息映射到物理層時(shí),MAC在由高層給定的TFCS中選擇一種合適的TFC因在不同的TFC間只是動(dòng)態(tài)部分不同,實(shí)際上MAC就能控制TF的動(dòng)態(tài)部分TFC的選擇可看作是無(wú)線資源的快速方法MAC通過它能將物理層所具有的可變速率的業(yè)務(wù)處理能力充分利用43l傳輸格式指示TFITFI是一個(gè)標(biāo)號(hào),對(duì)應(yīng)于TFC中某個(gè)特定的TF一個(gè)傳輸塊集合在MAC與物理層間交換時(shí),傳輸格式指示用來(lái)進(jìn)行層間的消息交換 l傳輸格式組合指示TFCI物理層根據(jù)上層發(fā)來(lái)的TFI信息,根據(jù)系統(tǒng)指定的對(duì)應(yīng)關(guān)系,計(jì)算得一個(gè)個(gè)指示信息,對(duì)應(yīng)于一個(gè)編碼組合傳輸信道上目前所用的傳輸格式組合即TFCI
22、與一個(gè)特定的TFC一一對(duì)應(yīng),用來(lái)通知接收方目前所用的TFC由此,當(dāng)接收機(jī)檢測(cè)出TFCI后,就可知道復(fù)用到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)幀10ms上的傳輸信道的TFC和各個(gè)傳輸信道所對(duì)應(yīng)的TF,包括此時(shí)各傳輸信道的比特速率、傳輸時(shí)間間隔、所使用的CRC長(zhǎng)度、編碼類型和編碼率依據(jù)復(fù)用和編碼流程,可推斷出此時(shí)精確的復(fù)用方案和速率匹配方案,即此時(shí)所映射到的物理信道的碼速率及所使用的擴(kuò)頻因子 44l在每個(gè)傳輸時(shí)間間隔里,來(lái)自高層的數(shù)據(jù)封裝在傳輸塊集合中到達(dá)物理層的編碼/復(fù)用單元傳輸信道的傳輸時(shí)間間隔的格式有10ms、20ms、40ms和80ms其中DCH僅在系統(tǒng)幀號(hào)為512時(shí)才能使用80ms格式l信道編碼/復(fù)用的一般步驟如
23、下在每個(gè)傳輸塊后面添加CRC校驗(yàn)比特;傳輸塊級(jí)聯(lián)和碼塊分割;信道編碼;無(wú)線幀均衡;速率匹配;插入DTX指示位;交織(兩次);無(wú)線幀分割;傳輸信道的復(fù)用;物理信道的分割;映射到物理信道從傳輸信道復(fù)用模塊出來(lái)的單一數(shù)據(jù)流(包括下行鏈路的DTX指示位)就是CCTrCH一個(gè)CCTrCH可映射到一個(gè)或多個(gè)物理信道 45l傳輸信道的TFS中包含多個(gè)TF時(shí),接收端需進(jìn)行傳輸格式檢測(cè),有以下幾種方法 當(dāng)TFC在TFCI域中傳輸時(shí),可通過TFCI檢測(cè) 顯式盲檢測(cè):通過傳輸信道的編碼和CRC格式檢測(cè)TF 引導(dǎo)檢測(cè):將CCTrCH中的另外一個(gè)傳輸信道作為參考,此參考信道與需要檢測(cè)的傳輸信道具有相同的TTI和TF,且
24、參考傳輸信道使用顯式盲檢測(cè)l對(duì)于上行鏈路,是否支持盲傳輸格式檢測(cè)由UTRAN控制對(duì)下行鏈路,UE須支持盲傳輸格式檢測(cè) 46l對(duì)上、下行專用信道,主要業(yè)務(wù)有信令、語(yǔ)音、電路型數(shù)據(jù)(用于傳真、可視電話業(yè)務(wù))和分組型數(shù)據(jù)(用于瀏覽器、文件下載等業(yè)務(wù))l物理層傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)選擇有:?jiǎn)为?dú)信令語(yǔ)音+信令電路交換型數(shù)據(jù)+信令分組交換型數(shù)據(jù)+信令語(yǔ)音+分組交換型數(shù)據(jù)+信令語(yǔ)音+電路交換型數(shù)據(jù)+信令 l不同的信道有不同的業(yè)務(wù)格式47l壓縮模式又稱時(shí)隙化模式,一幀中的一個(gè)或連續(xù)幾個(gè)無(wú)線幀中某些時(shí)隙不被用作數(shù)據(jù)的傳輸l單幀和雙幀方法規(guī)定的傳輸間隔長(zhǎng)度TGL有3,4,7,10和14 雙幀方法:間隔位于兩個(gè)幀間,能使單幀時(shí)
25、間內(nèi)的影響盡可能小,如可使需要的發(fā)射功率增量比使用單幀方法要少 48l幀中一個(gè)或幾個(gè)無(wú)線幀不用作數(shù)據(jù)傳輸,為保證質(zhì)量,壓縮幀中其他時(shí)隙功率增加傳輸間隔可按需設(shè)置,也可固定位置傳輸間隔可對(duì)其他頻點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量功率增加與傳輸時(shí)間減少相對(duì)應(yīng)l壓縮方式:打孔、擴(kuò)頻因子減半、高層指配l接收機(jī)要準(zhǔn)確解碼,須有發(fā)送方的編碼/復(fù)用格式參數(shù) -采用傳送格式檢測(cè)獲得參數(shù)若TFCI顯式傳送-可顯式檢測(cè)若TFCI沒有被傳送-可隱式檢測(cè)49l壓縮幀一般用于下行鏈路,有時(shí)也在上行鏈路中使用如果上行鏈路使用了壓縮幀,則在下行鏈路同時(shí)也需要使用壓縮幀上行壓縮模式的幀結(jié)構(gòu)如圖4-71所示下行壓縮模式可有兩種幀結(jié)構(gòu)lType A最大
26、化傳輸間歇的時(shí)間長(zhǎng)度lType B最優(yōu)化了功率控制l高層的信令決定下行壓縮模式使用哪種幀結(jié)構(gòu) 5051l(1)初始同步與Rake多徑分集接收技術(shù) 同步:PN同步、符號(hào)同步、幀同步、擾碼同步l基本同步信道捕獲PN同步、符號(hào)同步l輔助同步信道的擴(kuò)頻碼非相干接收獲取擾碼組號(hào)l擾碼窮舉搜索擾碼同步RAKE接收l(shuí)相干RAKE接收l(shuí)采用RAKE解決多徑衰落問題WCDMA:專用導(dǎo)頻信號(hào)l宏分集和越區(qū)切換52l多徑衰落環(huán)境PN的正交性難以保證干擾、容量受限 -解決方法:MUDlMUD(聯(lián)合檢測(cè)、干擾對(duì)消)作用:降低干擾(消除遠(yuǎn)近效應(yīng)),提高系統(tǒng)容量l方法:通過測(cè)量各用戶擴(kuò)頻碼的非正交性,用矩陣求逆或迭代方式消
27、除用戶間干擾多用戶檢測(cè)系統(tǒng)框圖 53l空時(shí)編碼STC即在時(shí)間和空間域都引入編碼l主要類型空時(shí)分組碼STBC空時(shí)格碼STTC分層空時(shí)碼LSTl空時(shí)碼集發(fā)射分集和編碼于一體,具有較好的頻率有效性和功率有效性54l小區(qū)搜索l隨機(jī)接入l發(fā)射分集l功率控制l切換測(cè)量l壓縮模式的測(cè)量55l小區(qū)搜索(下行同步)時(shí)隙同步:P-SCH(基本同步碼PSC)幀同步和碼組指示:S-SCH(輔助同步碼SSC)擾碼識(shí)別:CPICH相關(guān)運(yùn)算,確定主擾碼,檢測(cè)P-CCPCH獲超幀同步(讀取BCH信息)l公共信道的同步無(wú)線鏈路的三種狀態(tài)l初始狀態(tài)l非同步狀態(tài)l同步狀態(tài)56P-CCPCH:小區(qū)搜索時(shí)獲得l幀同步(小區(qū)搜索中的)l
28、超幀同步(小區(qū)搜索中的)S-CCPCH:P-CCPCH同步 BCH上廣播的時(shí)間偏移PRACH:按接入時(shí)隙的時(shí)序進(jìn)行57l初始化前,物理層要從高層RRC層接收信息:前導(dǎo)擾碼;消息長(zhǎng)度10或20ms;AICH中的發(fā)送時(shí)間參數(shù)(0或1);用于每個(gè)接入業(yè)務(wù)級(jí)別ASC的可用特征碼和RACH子信道組(其中一個(gè)子信道組為一些子信道的組合);功率變化步長(zhǎng)Power-Ramp-Step(整數(shù)且大于0);最多前導(dǎo)重傳次數(shù)(整數(shù)且大于0);初始前導(dǎo)功率Preamble-Initial-Power;傳送格式參數(shù)集。參數(shù)在每個(gè)隨機(jī)接入程序初始化前不斷被高層更新 l初始化階段,物理層將從高層MAC接收信息:用于PRACH
29、消息部分的傳送格式;PRACH傳輸?shù)腁SC;傳輸?shù)臄?shù)據(jù)(傳送塊集)5859l發(fā)射分集指在基站方通過兩根天線發(fā)射信號(hào),每根天線賦予不同的加權(quán)系數(shù)(包括幅度、相位),從而使接收方增強(qiáng)接收效果l開環(huán)發(fā)射分集:BTS發(fā)射先經(jīng)空間、時(shí)間塊編碼 MS接收中進(jìn)行分集接收解碼l閉環(huán)發(fā)射分集:MS監(jiān)測(cè)兩個(gè)天線的發(fā)射信號(hào)幅度、相位通知BTS下次發(fā)射的信號(hào)幅度、相位BTS發(fā)射(MS反饋)關(guān)鍵:幅度、相位的監(jiān)測(cè)加權(quán)因子的計(jì)算主要用于DPCH、PDSCH60l不同的信道可采用不同的功控方式l上行功控l下行功控61l上行功控:PRACH:開環(huán)DPCCH/DPDCH:開環(huán)、閉環(huán);壓縮、非壓縮l正常發(fā)射功控 非壓縮模式 壓縮
30、模式lDPCCH前導(dǎo)發(fā)射功控:用于DCH初始化l功率差設(shè)置 不同傳輸格式TFC對(duì)應(yīng)的增益因子不同 正常幀的TFC對(duì)應(yīng)的DPCCH和DPDCH增益因子通過網(wǎng)絡(luò)側(cè)配置或高層信令配置62l下行功控P-CCPCH:慢變(幾個(gè)幀內(nèi)是常數(shù)S-CCPCH:不功控-由網(wǎng)絡(luò)設(shè)定,可變DPCCH/DPDCH:開環(huán)/閉環(huán);壓縮/非壓縮站址選擇分集發(fā)射功控SSDTl基本小區(qū)(一個(gè)):從最佳小區(qū)中發(fā)射,減小軟切換時(shí)引起的干擾,在沒有網(wǎng)絡(luò)干預(yù)下快速選擇站址l非基本小區(qū):關(guān)發(fā)射功率DSCH:慢速、快速閉環(huán)63l切換步驟:無(wú)線測(cè)量:測(cè)強(qiáng)度、信噪比(MT、NodeB)網(wǎng)絡(luò)判決:定位系統(tǒng)執(zhí)行:切換l采用壓縮模式時(shí)可通過壓縮間隔測(cè)
31、試其他頻點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度不通過輔助手段自主實(shí)現(xiàn)l切換類型模式內(nèi)切換:軟切換、更軟切換或硬切換模式間切換:在WCDMA FDD與WCDMA TDD間切換 系統(tǒng)間切換:系統(tǒng)間切換在此僅指與GSM間的切換64l壓縮模式是否用于GSM900的測(cè)量和WCDMA的異頻切換取決于UE的能力l為保持上行鏈路連續(xù),UE在保持現(xiàn)有頻率的同時(shí),還需另外產(chǎn)生并行的頻率l壓縮模式的使用不可避免會(huì)影響鏈路性能l實(shí)際上,UE在其他頻率上執(zhí)行抽樣的工作時(shí)間要小,因?yàn)橛布袚Q到其他頻率也需要占用時(shí)間。如僅使用很短的1或2個(gè)時(shí)隙,則實(shí)際上并沒有多少時(shí)間用于測(cè)量,規(guī)范中TGL取值排除了1或2個(gè)時(shí)隙的可能,將最小值定義為3個(gè)時(shí)隙,由于此時(shí)
32、僅允許極短的測(cè)量時(shí)間窗值,所以僅被用于某些特殊的情況 65lcdma2000標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)lcdma2000無(wú)線接入技術(shù)lcdma2000中的關(guān)鍵技術(shù)lCdma2000.1x EV-DO66lcdma2000的發(fā)展lcdma2000的特點(diǎn)l網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的演進(jìn)67lcdma2000無(wú)線側(cè)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)過程cdma2000寬帶CDMA技術(shù)數(shù)據(jù)速率:室內(nèi):2Mbit/s 室外車輛:144kbit/s 室外步行:384kbit/sIS-95IS-2000CDMAoneIMT2000cdma2000 1x, cdma2000 1xEV-DO, cdma2000 1xEV-DV, cdma2000 3x68lcdma2
33、000 1x系統(tǒng)的發(fā)展cdma2000 1xcdma2000 1x EV ( Evolution)lcdma2000 1x EV-DO ( Data Only僅數(shù)據(jù))lcdma2000 1x EV-DV ( Data and Voice數(shù)據(jù)和話音)69lcdma2000 1x使用1.25MHz帶寬的載波前向信道和反向信道速率1.2288Mchip/s單載波直接序列擴(kuò)頻與IS-95后向兼容,與IS-95B頻段共享或重疊相同條件下,語(yǔ)音容量是IS-95的2倍,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)容量是IS-95的3.2倍,峰值速率為370.2kbit/s引入快速尋呼信道,減少了MS功耗,提高待機(jī)時(shí)間無(wú)線信道類型和物理信道調(diào)制
34、功能增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)部分:引入分組交換,支持移動(dòng)IP業(yè)務(wù)和業(yè)務(wù)質(zhì)量功能,適應(yīng)更多、更復(fù)雜的3G業(yè)務(wù)有利于實(shí)現(xiàn)向3G的平滑過渡70lcdma2000 1x EV-DO(與cdma2000 1x比)峰值速率高、平均吞吐量大采用時(shí)分復(fù)用由調(diào)度算法決定哪一時(shí)隙分配給哪個(gè)用戶前向鏈路不功控而采用自適應(yīng)速率控制前向鏈路根據(jù)傳輸質(zhì)量自適應(yīng)采用不同編碼和調(diào)制方式前向業(yè)務(wù)信道不采用軟切換技術(shù)而是虛擬軟切換,采用快速小區(qū)交換技術(shù)引入廣播和組播業(yè)務(wù)可平滑從cdma2000 1x升級(jí)支持與cdma2000 1x間切換核心網(wǎng)采用IP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)71lcdma2000 1xEV-DV集成了cdma2000 1x和cdma2000 1
35、xEV-DO優(yōu)點(diǎn),可在1.25MHz帶寬內(nèi)同時(shí)提供語(yǔ)音和高達(dá)3.1Mbit/s的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)Rev.C標(biāo)準(zhǔn)Rev.D72lcdma2000 3x前向信道3個(gè)載波多載波調(diào)制,每個(gè)載波速率為1.2288Mchip/s(直接序列擴(kuò)頻),帶寬1.23MHz反向信道采用3.6864Mchip/s直接序列擴(kuò)頻,帶寬3.75MHz,最大用戶比特率1.0368Mbit/s提供更高的數(shù)據(jù)速率:2Mbit/s與cdma2000 1x和CDMA one后向兼容,但占用頻譜較寬7374l系統(tǒng)結(jié)構(gòu)lcdma2000中的接口l空中接口l系統(tǒng)狀態(tài)及轉(zhuǎn)移lcdma2000.1x基本工作過程7576l移動(dòng)臺(tái)MS l無(wú)線網(wǎng)絡(luò)
36、RN PCFl網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)NSSP-NSSl為移動(dòng)用戶提供基于IP技術(shù)的分組數(shù)據(jù)服務(wù)lP-NSS包括分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)PDSN、歸屬代理HA和認(rèn)證、授權(quán)和計(jì)費(fèi)服務(wù)器AAA77lMS與RN間:空中接口 lBSC間:A接口 A3接口A7接口 RN與C-NSS間:BSC和MSC間的接口根據(jù)在系統(tǒng)中傳輸?shù)牟煌瑪?shù)據(jù)可分為A1、A2、A5接口lRN與P-NSS間的接口:A接口 PCF與BSC間 :A8、A9PCF與PDSN間: A10、A11 (R-P接口)78l無(wú)線配置和擴(kuò)頻速率l前向鏈路物理信道l反向鏈路物理信道l邏輯信道到物理信道的映射l反向信道信號(hào)處理lcdma2000 1xEV-DO物理信道lcd
37、ma2000 1xEV-DV物理信道79l無(wú)線配置(RC)指一系列前向或反向業(yè)務(wù)信道的工作模式每種RC支持一套數(shù)據(jù)速率,其差別在于物理信道的各種參數(shù),包括調(diào)制和擴(kuò)頻速率SR前向業(yè)務(wù)信道共有9種無(wú)線配置(RC1RC9),反向業(yè)務(wù)信道共6種無(wú)線配置(RC1RC6)無(wú)線配置的應(yīng)用必須滿足一定的應(yīng)用規(guī)則,而且前向信道和反向信道的無(wú)線配置是相互關(guān)聯(lián)8081l前向信道信號(hào)處理同步信道:卷積編碼、碼符號(hào)重復(fù)、交織、擴(kuò)頻、QPSK調(diào)制和濾波尋呼信道:卷積編碼、碼符號(hào)重復(fù)、交織、數(shù)據(jù)擾碼、正交擴(kuò)頻、QPSK調(diào)制和濾波廣播控制信道:需卷積編碼、碼符號(hào)重復(fù)、交織、擴(kuò)頻、QPSK調(diào)制和濾波前向公共控制信道:需編碼、交
38、織、擴(kuò)頻、QPSK調(diào)制和濾波82前向基本信道RC1RC3RC48384l邏輯信道必須映射到物理信道才能實(shí)現(xiàn)信息的傳輸一個(gè)邏輯信道l可永久專用一個(gè)物理信道(如:同步信道)l或臨時(shí)專用一個(gè)物理信道(如:連續(xù)的R-CSCH接入試探序列可在不同物理接入信道上發(fā)送)l或和其他邏輯信道共享物理信道(復(fù)用)l某些情況下,一個(gè)邏輯信道可映射到中一個(gè)邏輯信道中,兩個(gè)邏輯信道融合成一個(gè)實(shí)際的邏輯信道,傳送不同的業(yè)務(wù)類型如:廣播信道和公用前向信令信道聯(lián)合映射成一個(gè)公共邏輯信道,承載信令信息85l前向糾錯(cuò)FECl碼符號(hào)重復(fù):碼符號(hào)重復(fù)率隨數(shù)據(jù)速率變l打孔(目的:速率匹配)只在RC3RC6時(shí)用,不同的RC采用不同的打孔
39、格式l塊交織l正交調(diào)制l正交擴(kuò)頻l數(shù)據(jù)率和門控l直接序列擴(kuò)頻l正交序列擴(kuò)頻l基帶濾波86lcdma2000 1xEV-DO采用語(yǔ)音和數(shù)據(jù)分離,在獨(dú)立于cdma2000 語(yǔ)音業(yè)務(wù)的載波上提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)l前向鏈路物理信道l反向鏈路物理信道87l在同一載波上不僅支持基于電路交換的語(yǔ)音和數(shù)據(jù),還支持基于分組交換的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) l為與cdma2000標(biāo)準(zhǔn)后向兼容,同時(shí)支持基于分組交換的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),cdma2000 1x EV-DV在保留原有物理信道的基礎(chǔ)上新增了一些物理信道8889l在cdma2000中,信號(hào)實(shí)體按照不同的狀態(tài)轉(zhuǎn)移有效控制系統(tǒng)的執(zhí)行l(wèi)信號(hào)實(shí)體還控制和執(zhí)行一個(gè)呼叫的建立、維持和斷開所必
40、需的一些功能l信號(hào)實(shí)體的執(zhí)行過程可按兩種不同方向:狀態(tài)和功能l在cdma2000中,信號(hào)實(shí)體在移動(dòng)臺(tái)有四種狀態(tài)移動(dòng)臺(tái)初始化狀態(tài)移動(dòng)臺(tái)空閑狀態(tài)系統(tǒng)接入狀態(tài)移動(dòng)臺(tái)業(yè)務(wù)信道控制狀態(tài)9091l分組業(yè)務(wù)的提供建立信道l前向、反向業(yè)務(wù)信道l相應(yīng)的輔助碼分信道 -靈活地支持分組業(yè)務(wù) 前向數(shù)據(jù)多:BTS發(fā)輔助碼分信道指配消息給MT 建立前向輔助碼分信道 反向數(shù)據(jù)多:MT發(fā)輔助碼分信道請(qǐng)求給BTS BTS指示建立輔助碼分信道l其余信道的作用用于增強(qiáng)系統(tǒng)的功能和靈活性輔助性信道并不一定涉及到每一個(gè)呼叫過程92l接入與尋呼技術(shù)l信道編碼技術(shù)l調(diào)制與解調(diào)技術(shù)l功率控制l切換93l接入過程R-ACH信道保留了原有的接入
41、模式,其接入過程與IS-95基本相同增加了一個(gè)R-EACH,采用改進(jìn)了的接入方式,以達(dá)到更高的接入效率,支持高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 采用了重疊時(shí)隙ALOHA方法,使長(zhǎng)碼作為時(shí)隙的函數(shù)以防碰撞用戶發(fā)送的接入信息在時(shí)間軸上可重疊,減小了時(shí)延。 在接入信道上采用了閉環(huán)功率控制,提高了信道性能,減小了接入消息的差錯(cuò)概率在對(duì)協(xié)議的優(yōu)化方面,大縮短了時(shí)隙的長(zhǎng)度(由200ms減為1.25ms)及超時(shí)參數(shù)等可另外用一個(gè)專用信道傳送較長(zhǎng)的消息,使接入信道的負(fù)荷不致過高應(yīng)用了軟切換以提高接入性能 94R-EACH上的兩種接入模式l基本接入模式適合于較短消息l預(yù)留模式適合較長(zhǎng)消息95l尋呼技術(shù)增加了新的信道將IS-95的尋
42、呼信道功能分開完成l新的信道可替代原有尋呼信道的功能l可為移動(dòng)臺(tái)省電l提高尋呼成功率l前向快速尋呼信道l可實(shí)現(xiàn)尋呼或休眠狀態(tài)的選擇,因基站使用快速尋呼信道向移動(dòng)臺(tái)發(fā)出指令,決定移動(dòng)臺(tái)處于監(jiān)聽尋呼信道還是處于低功耗休眠狀態(tài),這樣移動(dòng)臺(tái)不必長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)監(jiān)聽前向?qū)ず粜诺?,可減少移動(dòng)臺(tái)激活時(shí)間并節(jié)省功耗l可實(shí)現(xiàn)配置改變功能,通過前向快速尋呼信道,基站向移動(dòng)臺(tái)發(fā)出最近幾分鐘內(nèi)的系統(tǒng)參數(shù)消息,使移動(dòng)臺(tái)根據(jù)此消息做相應(yīng)設(shè)置處理 96l信息的可靠傳輸,針對(duì)不同數(shù)據(jù)速率的業(yè)務(wù)需求l主要信道編碼類型前向糾錯(cuò)編碼(卷積碼、Turbo碼)循環(huán)冗余編碼CRC信道交織編碼 97l前向糾錯(cuò)編碼(卷積碼、Turbo碼)不同的R
43、C使用不同的卷積編碼方式Turbo碼l循環(huán)冗余編碼CRCcdma2000中,CRC用于幀質(zhì)量指示符CRC不僅可用來(lái)判斷當(dāng)前幀是否正確,還能輔助確定當(dāng)前的數(shù)據(jù)速率。l信道交織編碼在前向鏈路中,對(duì)于SR1,同步信道、尋呼信道、廣播控制信道、公共分配信道、公共控制信道和業(yè)務(wù)信道的數(shù)據(jù)流都要在卷積編碼、符號(hào)重復(fù)及刪除后進(jìn)行交織編碼;在后向鏈路中,接入信道、增強(qiáng)接入信道、公共控制信道和業(yè)務(wù)信道的數(shù)據(jù)流都要經(jīng)過交織編碼在cdma2000中,Turbo碼內(nèi)部也使用了交織器98lcdma2000系統(tǒng)的前向信道使用QPSK調(diào)制lcdma2000反向鏈路中采用了HPSK調(diào)制lcdma2000中前向信道使用相干解調(diào)
44、,反向信道也使用相干解調(diào)99l系統(tǒng)能夠在前向和反向鏈路的多個(gè)物理信道上進(jìn)行功率控制;前向閉環(huán)功率控制和反向閉環(huán)功率控制都能達(dá)到每秒800bit/s的速率 l前向鏈路功率控制內(nèi)環(huán)功率控制外環(huán)功率控制100l前向鏈路專用信道的功率控制PCB通過R-PICH承載,用功率控制子信道發(fā)送7種前向功率控制模式R-PICH沒被選通,功率控制子信道被分成主要功率控制子信道和輔助功率控制子信道 l移動(dòng)臺(tái)使用刪除指示比特 EIB通知基站接收到的F-FCH或F-DCCH的幀是壞的l移動(dòng)臺(tái)使用質(zhì)量指示比特 QIB通知基站接收到的F-DCCH幀是壞的101l反向鏈路功率控制多種反向信道的開環(huán)功率控制lR-EACH、R-
45、CCCH、R-DCCH、R-FCH、R-SCHl開環(huán)功率控制都由兩個(gè)獨(dú)立的部分完成 第一部分,移動(dòng)臺(tái)計(jì)算R-PICH的導(dǎo)頻信道傳輸功率 第二部分,移動(dòng)臺(tái)計(jì)算反向信道自己的碼信道傳輸功率。 多種反向信道的閉環(huán)功率控制lR-EACH、R-CCCH:移動(dòng)臺(tái)接收F-CPCCH的信號(hào),解調(diào)信號(hào)并得到PCB,根據(jù)給定的PCB調(diào)整相應(yīng)信道的傳輸功率 l反向?qū)S眯诺溃阂苿?dòng)臺(tái)解調(diào)F-DCCH和F-FCH的信號(hào)并得到給定的PCB進(jìn)行功率調(diào)整 102l軟切換(在cdma2000中采用新的導(dǎo)頻檢測(cè)門限)l空閑切換l接入登錄切換 l接入切換 l接入試探切換 l硬切換 各類切換發(fā)生時(shí)移動(dòng)臺(tái)狀態(tài) 103l空閑切換僅發(fā)生在移
46、動(dòng)臺(tái)處在空閑狀態(tài)時(shí),移動(dòng)臺(tái)停止檢測(cè)一個(gè)基站的F-PCH或F-CCCH,開始檢測(cè)另一個(gè)基站的相關(guān)信息 l為了實(shí)現(xiàn)空閑切換,移動(dòng)臺(tái)使用僅在移動(dòng)臺(tái)空閑狀態(tài)下定義的集合,包括:有效集、相鄰集、專用相鄰集和剩余集104l接入登錄切換發(fā)生在移動(dòng)臺(tái)停止檢測(cè)一個(gè)基站的F-PCH或F-CCCH而開始檢測(cè)另一個(gè)基站的相關(guān)信道,移動(dòng)臺(tái)由空閑狀態(tài)轉(zhuǎn)入系統(tǒng)接入狀態(tài)時(shí)如果移動(dòng)臺(tái)接收到必須做出反應(yīng)的消息時(shí),移動(dòng)臺(tái)將完成接入登錄切換 l一旦移動(dòng)臺(tái)決定進(jìn)行接入登錄切換,移動(dòng)臺(tái)將以空閑切換相同的過程輪流在當(dāng)前基站和新基站間檢測(cè)F-PCH或F-CCCHl如果移動(dòng)臺(tái)要進(jìn)行接入登錄切換,應(yīng)在移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入更新開銷信息子狀態(tài)前執(zhí)行 105l
47、接入切換發(fā)生在接入試探之后,當(dāng)移動(dòng)臺(tái)停止檢測(cè)一個(gè)基站的F-PCH或F-CCCH,而開始檢測(cè)另一個(gè)基站的相關(guān)信道接入切換發(fā)生在接入切換試探后,當(dāng)完成接入切換時(shí)移動(dòng)臺(tái)就處在系統(tǒng)接入狀態(tài)l在系統(tǒng)接入狀態(tài),移動(dòng)臺(tái)存儲(chǔ)基站區(qū)段3個(gè)獨(dú)立不交疊集合:有效集、相鄰集、剩余集l在系統(tǒng)接入狀態(tài)時(shí),移動(dòng)臺(tái)僅能完成接入切換 l當(dāng)移動(dòng)臺(tái)處在下面兩個(gè)子狀態(tài)之一時(shí)才能執(zhí)行接入切換:尋呼響應(yīng)子狀態(tài)和移動(dòng)臺(tái)始呼試探子狀態(tài) 106107l在接入嘗試過程中,移動(dòng)臺(tái)停止向當(dāng)前基站發(fā)送接入試探序列而向新的基站發(fā)送接入試探序列因此一個(gè)接入試探切換發(fā)生在接入嘗試過程中,移動(dòng)臺(tái)處在系統(tǒng)接入狀態(tài)時(shí)執(zhí)行一個(gè)接入試探切換l僅發(fā)生在始呼或?qū)ず繇憫?yīng)子
48、狀態(tài)時(shí) 108l主要特點(diǎn)l系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)l系統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)RNl分組核心網(wǎng)PCNl簡(jiǎn)單IP網(wǎng)絡(luò)l移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)109lcdma2000 1x EV-DO是一個(gè)高效的CDMA/TDM混合系統(tǒng),在支持高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中帶來(lái)兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)僅使用1.25MHz帶寬能支持最高數(shù)據(jù)率是2.4576Mbit/s,比較cdma2000 1x系統(tǒng),在3.75MHz帶寬上支持最高數(shù)據(jù)率為2.0736Mbit/s利用了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的許多特點(diǎn)l數(shù)據(jù)率大部分不對(duì)稱(前向鏈路上要求數(shù)據(jù)率是高速的,反向鏈路上要求數(shù)據(jù)率較低)l可允許時(shí)延l實(shí)際中數(shù)據(jù)發(fā)送是突發(fā)的,cdma2000 1x EV-DO利用非活動(dòng)時(shí)期發(fā)送,對(duì)不同用戶采用時(shí)分復(fù)用l由于
49、數(shù)據(jù)速率是非對(duì)稱的,cdma2000 1x EV-DO在前向鏈路上提供了更高的數(shù)據(jù)率,可實(shí)現(xiàn)的原因是由于基站本身就有更多的發(fā)送功率資源,可利用更高階的調(diào)制方案110l在傳統(tǒng)寬帶無(wú)線系統(tǒng),基站通過前向鏈路功率控制增加功率,基站控制功率維持恒定的數(shù)據(jù)率和服務(wù)質(zhì)量lcdma2000 1x EV-DO把功率資源分給離基站最后的移動(dòng)臺(tái),用于在前向鏈路給這些移動(dòng)臺(tái)發(fā)送可能最高的數(shù)據(jù)率cdma2000 1x EV-DO基站在所有時(shí)間內(nèi)發(fā)送固定數(shù)量的功率當(dāng)移動(dòng)臺(tái)遠(yuǎn)離基站時(shí),移動(dòng)臺(tái)接收的功率降低,基站不增加發(fā)送功率,而是降低發(fā)送給這些移動(dòng)臺(tái)數(shù)據(jù)率 111l接入終端AT相當(dāng)于移動(dòng)臺(tái),是為移動(dòng)用戶提供數(shù)據(jù)連接的設(shè)備
50、l接入網(wǎng)絡(luò)AN定義為分組域數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)與接入終端間提供數(shù)據(jù)連接的設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)包括BTS和BSC,支持IS-856標(biāo)準(zhǔn) l不管BSC支持cdma2000 1x EV-DO或是cdma2000 1x,PDSN都提供相同的服務(wù)和連接支持cdma2000 1x EV-DO的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)使用相同的IOS定義BSC和PDSN間的接口cdma2000 1x的BSC與cdma2000 1x EV-DO的BSC間沒有連接(因?yàn)橹С?種不同的協(xié)議) 112113l邏輯實(shí)體接入終端AT(包括ME和UIM)l接口Um接口l為分組數(shù)據(jù)及信令消息提供可靠高效的無(wú)線傳送 l七層協(xié)議結(jié)構(gòu) MT2和TE2間的Rm接口 l兩種協(xié)議模
51、型:中繼層協(xié)議模型和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議模型114lRN提供PCN和AT間的無(wú)線承載,傳送用戶數(shù)據(jù)和信令消息l無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是在分組域中定義的,在電路域中常稱為基站系統(tǒng)lRN完成無(wú)線信道的建立、維護(hù)和釋放,無(wú)線資源管理和控制,交換信息到分組核心網(wǎng)lRN包括AN、PCF,AN-AAA 115l邏輯實(shí)體 AN:在分組網(wǎng)和AT間提供數(shù)據(jù)連接,完成基站收發(fā)、呼叫控制及移動(dòng)性管理等功能,由BTS、BSC組成AN-AAAPCFl接口AN內(nèi)部接口AN與PCF間的接口CF與PDSN間的接口AN-AAA與AN間的接口不同AN間的接口116lcdma2000 1x EV-DO中PCN構(gòu)成與終端接入Internet方式有關(guān)當(dāng)使用簡(jiǎn)
52、單IP時(shí),PCN主要包含PDSN及AAA等功能實(shí)體,AAA分3類:歸屬地HAAA、訪問地VAAA及代理BAAA當(dāng)使用移動(dòng)IP時(shí),PCN還應(yīng)增加外地代理FA、歸屬代理HA等。PCN主要用于提供AT接入到Internet 117l邏輯實(shí)體PCN主要由PDSN與AAA構(gòu)成在移動(dòng)IP中還有HA和FAPDSNl接口R-P接口:PDSN與RAN間的接口P-P接口:相鄰PDSN間接口PDSN與Internet間的接口118l用戶接入分組網(wǎng)的基本方式 l移動(dòng)終端的IP地址可由接入地的PDSN動(dòng)態(tài)分配,也可由所接入的專網(wǎng)動(dòng)態(tài)分配l用戶在同一個(gè)PDSN管轄范圍內(nèi)移動(dòng)時(shí)可保持其PPP連接而不改變IP地址在跨越PDS
53、N時(shí),用戶的PPP連接需重新建立,業(yè)務(wù)將中斷 119120l移動(dòng)IP(MIP)使Internet上的移動(dòng)接入成為可能 l移動(dòng)IP主機(jī)在通信期間需要在網(wǎng)絡(luò)上移動(dòng),IP地址會(huì)經(jīng)常發(fā)生變化 l移動(dòng)節(jié)點(diǎn)采用固定不變的IP地址,一旦登錄即可實(shí)現(xiàn)在任意位置上保持與IP主機(jī)的單一鏈路層連接,使通信持續(xù)進(jìn)行 l使用移動(dòng)IP技術(shù)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可從一種承載移動(dòng)到另一種承載上,同時(shí)保持IP地址不變,IP傳輸不斷 l為支持移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò),需要HA和FA兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體 121122lTD-SCDMA概述lTD-SCDMA無(wú)線接入技術(shù)lTD-SCDMA中的關(guān)鍵技術(shù)123lSDMA與CDMA的互補(bǔ)作用當(dāng)用戶靠得很近時(shí),純SDMA無(wú)
54、法精確分辨用戶位置,利用CDMA可準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)SDMA采用CDMA技術(shù)后,運(yùn)算量降低CDMA中采用SDMA可精確定位MS,擴(kuò)大系統(tǒng)容量lTD-SCDMA中“S”的含義空分多址Space Division Multiple Access(智能天線Smart Antenna)軟件無(wú)線電Soft Radio同步Synchronous (Sync)124l主要技術(shù)與指標(biāo)參數(shù) 多址方式:CDMA/SDMA/TDMA/FDMA;雙工方式:TDD;碼片速率:1.28Mchip/s;子幀長(zhǎng):5ms,每幀7個(gè)主時(shí)隙,每時(shí)隙長(zhǎng)675s;占用帶寬:小于1.6MHz隨機(jī)接入機(jī)制:在專用上行時(shí)隙的RACH突發(fā);信道估計(jì):訓(xùn)
55、練序列基站間運(yùn)行模式:同步125l技術(shù)特色采用TDD雙工方式,便于頻譜劃分并能更好地滿足未來(lái)移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)非對(duì)稱特性的發(fā)展趨勢(shì)和需求利用DS-CDMA技術(shù),采用TDMA和CDMA混合多址方式,有利于無(wú)線資源的合理分配和高效利用1.28Mchip/s低chip速率傳輸,使設(shè)備復(fù)雜度和成本較低采用聯(lián)合檢測(cè),智能天線,上行同步,接力切換等先進(jìn)技術(shù),抗干擾能力強(qiáng),掉話率低適合軟件無(wú)線電的應(yīng)用lTD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)與其他3G標(biāo)準(zhǔn)相比具有較明顯的優(yōu)勢(shì)頻譜分配的靈活性高頻譜利用率更適合未來(lái)非對(duì)稱業(yè)務(wù)的特點(diǎn) 126lTD-SCDMA向B3G(4G)TDD系統(tǒng)基本原則在B3G TDD系統(tǒng)完成商用前,不斷增強(qiáng)TD
56、-SCDMA系統(tǒng)的性能,提高覆蓋和傳輸能力等,以滿足不斷增長(zhǎng)的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求同時(shí)B3G TDD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)充分考慮TD-SCDMA系統(tǒng)的特點(diǎn),做到對(duì)TD-SCDMA系統(tǒng)的后向兼容。lTD-SCDMA空中接口技術(shù)增強(qiáng)和演進(jìn)的主要目標(biāo)是提高系統(tǒng)容量和傳輸效率,增強(qiáng)TD-SCDMA對(duì)高速移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持能力對(duì)于語(yǔ)音業(yè)務(wù),做到提高系統(tǒng)可容納的用戶數(shù)量,增強(qiáng)覆蓋,減小掉話和阻塞率對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),做到提高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的峰值速率,提高系統(tǒng)的吞吐量,減小業(yè)務(wù)時(shí)延,同時(shí)提高業(yè)務(wù)的覆蓋范圍 127128lTSM是TD-SCDMA發(fā)展的第一階段,是TD-SCDMA無(wú)線傳輸技術(shù)兼容GSM/GPRS核心網(wǎng)的一種解決方案
57、lTSM規(guī)范在現(xiàn)有的GSM規(guī)范的基礎(chǔ)上修改空中接口而成,采用與LCR基本相同的物理層,保持大部分GSM網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)(包括BSC,MSC等),以提供較GSM更高的頻譜效率和支持更高速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)l由于TSM采用的是TD-SCDMA空中接口并基于GSM的協(xié)議棧,不是一個(gè)完整的3G系統(tǒng),可視為一個(gè)2.5G系統(tǒng),可做到GSM系統(tǒng)向TD-SCDMA的平滑演進(jìn)TSM只是3G和B3G的演進(jìn)中的一個(gè)可選階段。對(duì)運(yùn)營(yíng)商而言如果沒有GSM網(wǎng)絡(luò),該階段可略過 l這一階段的數(shù)據(jù)傳輸速率靜止可達(dá)2Mbit/s,中低速率可達(dá)384kbit/s,高速可達(dá)144kbit/s,語(yǔ)音數(shù)據(jù)傳輸速率12.2kbit/s 129lLCR
58、系統(tǒng)是一個(gè)真正意義上的3G系統(tǒng),采用3G核心網(wǎng)絡(luò)和構(gòu)架,能夠提供所有3G要求的業(yè)務(wù)l作為IMT-2000標(biāo)準(zhǔn)之一,LCR是被ITU和3GPP正式采納的一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),采用了3GPP的高層協(xié)議和TD-SCDMA空中接口,滿足ITU對(duì)IMT-2000的各方面要求l該階段的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)服務(wù)是由電路級(jí)交換機(jī)或數(shù)據(jù)包交換機(jī)提供l語(yǔ)音服務(wù)速度是12.2kbit/s,而數(shù)據(jù)傳輸最大速率是2Mbit/s 130l3GPP認(rèn)為高速下行分組接入HSDPA和高速上行分組接入HSUPA共用信息渠道可提供最好的數(shù)據(jù)包服務(wù)。l通過采用自適應(yīng)調(diào)制編碼AMC技術(shù)、混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求HARQ技術(shù)、快速小區(qū)選擇FCS和快速分組調(diào)度技術(shù)
59、及多天線系統(tǒng)MIMO,與CDMA2000和WCDMA相同帶寬下的情況相比,TD-SCDMA的數(shù)據(jù)傳輸速率和小區(qū)吞吐量都大大提升l在NodeB和UE配置單一天線,以16QAM,3/4Turbo編碼、占用36個(gè)無(wú)線資源單位(4個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)隙,每個(gè)時(shí)隙9個(gè)碼道)可提供950kbit/s的數(shù)據(jù)速率l如有更多的無(wú)線資源和先進(jìn)的無(wú)線電技術(shù),TD-SCDMA可達(dá)到更高數(shù)據(jù)速率峰值 131l國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織正在推動(dòng)無(wú)線傳輸技術(shù)從2Mbit/s向100Mbit/s(E3G)、1Gbit/s(B3G)的目標(biāo)發(fā)展 l相比目前3G系統(tǒng),3G LTE具有如下主要特點(diǎn)更高的通信速率和頻譜效率,在20MHz的帶寬下,下行峰值速率
60、為100Mbit/s、上行為50Mbit/s分組交換與QoS保證,系統(tǒng)在整體架構(gòu)上將基于分組交換,同時(shí)通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)和嚴(yán)格的QoS機(jī)制,保證實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)(VoIP、視頻流等)服務(wù)質(zhì)量支持各種系統(tǒng)帶寬,除了20MHz的最大帶寬外,還能支持1.25MHz,1.6MHz,2.5MHz,5MHz,10MHz和15MHz等系統(tǒng)帶寬及成對(duì)和不成對(duì)頻段的部署,以保證將來(lái)在系統(tǒng)部署上的靈活性l3G LTE還明確提出了“系統(tǒng)在支持高速移動(dòng)的基礎(chǔ)上,為低移動(dòng)速率用戶優(yōu)化”、“提高小區(qū)邊緣用戶的吞吐量”等具體的系統(tǒng)需求 132l4G以IP為基礎(chǔ)的、多功能集成的、各種網(wǎng)絡(luò)融合的寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng),可提供數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)100M
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