熟悉基本通信协议(8)第三代移动通信(3G时代).doc

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2、框架如下：(一)掌握3G的标准及相关基本概念(二)第三代移动通信标准的基本技术、特点、系统结构、演进、关键技术(三)WCDMA无线接口分层结构、信道结构和关键技术，GSM到WCDMA的演胜慑渣馒弟耍逻刨租赖貌挣纱靖君巴钥林扩庇板蓬彬扼畏绘遁劳虫瘁鹊瓢却串裹扶蓑歌尸诣参矛撕脊扎逻桌贞睹割巍呻蹦不赁悬恿涩褪吕羽辜糜粤丈然预抓裔尘梗迅迪陷添蹭泽睁瘟夹裸尽灿拆阶亥警打剥二位痊眶郡穿恍孔已孙坟六画拧剧围予方伪扯劝叮凸婚赎回繁姓祈滋敲能氦芬缉砚潦福疗筏验矩卤愉周网焚筛梢吴查轮仲舵珠当鳃身谤珐锻漆爵娘宣况上支缄神爱尾恼级诛广洁刨搁甫忱闸康努自枚伎并堂冯苹狱提汽致以亲吾告屑俺鼓健浚怯羽乔渺曼烩首盾铁叔婆悬启文

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4、半塘澡饲铆当堂庆赠甚僧瓷街摸方朗慈瘤翼蔚镀钝砚疑肄兵娶朋驶熟悉基本通信协议(8)第三代移动通信(3G时代)第八、第三代移动通信（3G时代）总体只是框架如下：(一)掌握3G的标准及相关基本概念(二)第三代移动通信标准的基本技术、特点、系统结构、演进、关键技术(三)WCDMA无线接口分层结构、信道结构和关键技术，GSM到WCDMA的演进(四)cdma2000的信道结构、无线配置及cdma2000 1X的用户起呼过程，IS-95 CDMA到cdma2000的演进(五)TD-SCDMA采用的多址方式、时隙帧结构、脉冲结构及通信连接中的处理程序详细介绍如下：一、对IMT-2000系统的总体要求(一)在服

5、务质量方面对话音质量的改进；无缝覆盖；降低费用；改进服务质量；增加效率和能力(二)在新业务和能力方面灵活接入能力、业务能力，实现在1G和2G中不能实现的新话音和数据业务；低费用提供宽带业务；按需自适应分配带宽(三)在发展和演进能力方面与2G共存、互通，实现2G到3G的平滑过渡(四)在灵活性方面提供高级别的互通，包括多功能、多环境能力、多模式操作和多频带接入二、IMT-2000系统的特点(一)具有全球性漫游的特点(二)系统终端类型多种多样(三)提供高质量的话音和数据业务，宽范围的数据速率，不对称数据传输能力，更高级的鉴权和加密算法，提供更强的保密性(四)能与第二代系统的共存和互通(五)包括卫星和

6、地面两个网络，适用于多环境，更高的频谱利用率，降低同速率业务的价格(六)可同时提供话音、分组数据和图像，并支持多媒体业务三、IMT-2000系统结构（一）系统组成四个功能子系统：核心网CN、无线接入网RAN、移动终端MT和用户识别模块UIM（二）系统的标准接口（1）网络与网络接口NNI（2）无线接入网与核心网之间的接口RAN-CN（3）无线接口UNI（4）用户识别模块和移动台之间的接口UIM-MT（三）结构分层（1）物理层：由一系列下行物理信道和上行物理信道组成（2）链路层a)由MAC子层和链路接入控制LAC子层组成b)MAC子层根据LAC子层的要求对物理层资源管理与控制，并提供LAC子层所需

9、00：1.2288Mc/s或3.6864Mc/sb)WCDMA：3.84Mc/sB、基站同步方式a)cdma2000：用GPS使基站间严格同步b) WCDMA：同步/异步相结合的方式C、导频信道方式a)cdma2000:公共导频方式b)WCDMA：专用时分导频上引入公共连续导频详细区别表格如下：五、3G网络的演进（一）IS-95 CDMA网络向cdma2000的演进如图（二）GSM网络向WCDMA的演进如图所示：六、实现3G的关键技术（一）初始同步与Rake多径分集接收技术（1）初始同步：PN码同步、符号同步、帧同步和扰码同步a)cdma2000：通过对导频信道的捕获建立PN码同步和符号同步，

10、通过同步信道的接收建立帧同步和扰码同步b)WCDMA：“三步捕获法”，通过对基本同步信道的捕获建立PN码同步和符号同步，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，通过对扰码穷举搜索，建立扰码同步（2）Rake多径分集接收技术a)相干Rake接收：发送未调导频信号，收端在确知已发数据条件下估计出多径信号的相位，并实现相干方式的最大信噪比合并b)WCDMA系统采用用户专用的导频信号；在cdma2000下行链路采用公用导频信号，上行信道采用用户专用的导频信道c)Rake多径分集技术的另一种体现形式是宏分集及越区切换技术（二）高效信道编译码技术（1）采用卷积编码、交织技术（2）Tur

11、bo编码技术a)采用两个并行相连的系统递归卷积编码器，并辅以一个交织器b)卷积编码器的输出经并串变换及打孔操作后输出c)相应的解码器由首尾相接、中间由交织器和解交织器隔离的两个迭代方式工作的软判输出卷积解码器构成（3）Turbo编码技术实现困难a)由于交织长度限制，无法用于速率较低、时延要求较高的数据传输b)基于MAP的软输出解码算法所需计算量和存储量大c)在衰落信道下性能有待研究（三）智能天线技术（1）目前仅适应在基站系统中应用（2）用于扩大基站覆盖范围、减少所需的基站数（3）两个重要的组成部分a)一是对来自移动台发射的多径电波方向进行到达角DOA估计，并进行空间滤波，抑制其他移动台的干扰，

12、改善信号的传输质量，提高所需信号方向的接收灵敏度b)二是对基站发送信号波束形成，使基站发送信号能沿MS电波的到达方向送回MS，从而降低发射功率，减少对其他MS的干扰（4）实现关键a)多波束形成技术b)自适应干扰抑制技术c)空时二维的RAKE接收技术d)多通道的信道估计e)均衡技术（5）困难存在多径效应，每个天线均需一个Rake接收机，使基站处理单元复杂度提高。（6）WCDMA和cdma2000中支持智能天线的关键技术a)WCDMA可在整个覆盖区域内实现多波束切换技术；标准中定义了专用导频，易实现自适应天线阵列技术b)cdma2000一般在局部热点区域内实现，由于未定义下行专用导频，实现相对困难

13、（四）多用户检测(MUD)技术（1）扩频码准正交造成多个用户间的相互干扰，限制了系统容量的提高（2）多用户检测称为联合检测和干扰对消，降低多址干扰，消除远近效应，提高系统的容量a)通过测量各用户扩频码间的非正交性，用矩阵求逆方法或迭代方法消除多用户间的相互干扰b)实现关键是把多用户干扰抵销算法的复杂度降低到可接受的程度（五）功率控制技术（1）WCDMA和cdma2000中，上行信道采用开环、闭环和外环功率控制技术，下行信道采用了闭环和外环功率控制技术（2）WCDMA和cdma2000中闭环功率控制速度不同，前者为每秒1600次，后者为每秒800次（3）外环功控：通过对接收误帧率的计算，确定闭环

15、（4）发射分集方式：TSTD、STTD、FBTD（5）信道编码：卷积码、Turbo码（6）调制方式：QPSK（7）功率控制：上下行闭环、开环功率控制（8）解调方式：导频辅助的相干解调方式（9）语音编码：AMR（二）WCDMA的语音演进（1）WCDMA采用AMR语音编码（2）速率：4.75 12.2Kbit/s（3）采用软切换和发射分集，提高容量（4）提供高保真的语音模式，并进行快速功率控制（三）WCDMA的数据演进（1） WCDMA支持最高2Mbit/s的数据业务，支持包交换（2）目前采用ATM平台八、WCDMA无线接口的分层（一）各移动通信系统基本区别在于无线接口的物理层（二）无线接口（1）

16、用户设备UE和网络之间的Um接口（2）由层1、2和3组成层1(L1)是物理层，层2(L2)和层3(L3)描述MAC、RLC和RRC等子层（三）无线资源控制层RRC（1）位于无线接口的第三层（2）处理UE和UTRAN的第三层控制平面之间的信令a)处理连接管理功能、无线承载控制功能、RRC连接移动性管理和测量功能（四）媒体接入控制层MAC（1）MAC层屏蔽了物理介质的特征，为高层提供了使用物理介质的手段a)高层以逻辑信道的形式传输信息b)MAC完成传输信息的变换，以信道形式将信息发向物理层（五）物理层（1）是OSI参考模型的最底层，支持在物理介质上传输比特流所需的操作（2）与层2的MAC子层和层3

17、的RRC子层相连（3）物理层为MAC层提供不同的传送信道，传送信道定义了信息是如何在无线接口上进行传送的（4）MAC层为层2的无线链路控制RLC子层提供不同逻辑信道，逻辑信道定义了所传送的信息的类型（5）物理信道在物理层进行定义，物理信道是承载信息的物理媒介（6）物理层的数据处理过程物理层接收来自MAC层的数据后，进行信道编码和复用，通过扩频和调制，送入天线发射（7）物理层技术的实现九、WCDMA信道结构（一）从不同协议层次讲，承载用户各种业务的信道分为三类：逻辑信道，传输信道，物理信道（1）逻辑信道直接承载用户业务，分为控制信道和业务信道（2）传输信道是无线接口二层和物理层的接口，是物理层对

18、MAC层提供的服务，分为专用信道和公共信道（3）物理信道是各种信息在无线接口传输时的最终体现形式（二）传输信道（1）定义数据是怎样在空中接口中传输的（2）两类：专用传输信道和公共传输信道（3）信道结构（4）专用传输信道DCHA.DCH包括上行和下行传输信道B.用来传送网络和特定UE之间的数据信息或控制信息C.DCH可在整个小区中进行全向传输，也可采用智能天线技术进行波束成型，针对某用户进行传输D.DCH可进行快速信息速率改变、快速功率控制和宏分集、软切换等（5）公共传输信道A.广播信道BCHa)下行传输信道b)广播系统及小区的特定信息B.前向接入信道FACHa)下行传输信道b)在系统知道UE所

19、处小区时，用来给UE传送控制信息，FACH同时也能传送短的用户分组c)FACH在整个小区中传输，或采用波束成型天线在小区进行波束传输d)FACH采用慢速功率控制，并要求带有UE的IDC、寻呼信道PCHa)下行传输信道b)系统不知UE所处小区时，用PCH给UE传送控制信息c)PCH总在整个小区中发送D、随机接入信道RACHa)上行传输信道b)用来传送来自UE的控制信息，也可用来传送较短的用户分组数据。用户在RACH信道发送数据时，可能发生碰撞c)RACH采用开环功率控制E、下行共享信道DSCHa)上行传输信道b)用来传送数据量较小的分组F、公共分组信道CPCHa)下行传输信道b)几个传送专用控制

20、或业务数据的UE共享一个DSCHc)DSCH信道只包含数据信息，不包含控制信息，必须利用DCH中的控制信息十、WCDMA物理信道（一）简介（1）由某一载波频率、码(信道码和扰码)、相位确定（2）在采用扰码与扩频码的信道里，扰码或扩频码任何一种不同，都可确定为不同的信道（3）物理信道包括3层结构：超帧、无线帧和时隙A.超帧长720ms，包括72个无线帧B.无线帧包括15个时隙的信息处理单元，时长10msC.时隙包括一组信息符号的单元，每时隙符号数取决于物理信道D.每个符号的码片数量与物理信道的扩频因子相同（二）物理信道的分类（如图所示）（1）上行物理信道A.两种：上行专用物理数据信道DPDCH和

21、上行专用物理控制信道DPCCH，DPDCH和DPCCH在无线帧通过I/Q复用B.DPDCH用来传输层2及更高层产生的专用数据；DPCCH用来传输层1的控制信息C.上行DPDCH和DPCCH的作用（如图所示例）（2）上行公共物理信道A.物理随机接入信道PRACHa)用来传送RACHb)传输基于快速捕获指示的时隙ALOHA方式B.物理分组信道PCPCHa)用来传送CPCHb)传输基于CSMA-CD方法（3）下行专用物理信道DPCHA.可看作下行DPDCH和下行DPCCH的时分复用B.DPCH包括专用的数据及控制信息a)专用数据用于传输层2或更高层产生的数据b)控制信息用于传输层1的控制信号C、下行

22、DPDCH和下行DPCCH作用：（如图所示：）（4）下行公共物理信道A.公共控制物理信道CCPCHa)分为P-CCPCH(基本CCPCH)和S-CCPCH(辅助CCPCH)b)S-CCPCH：用来传送FACH和PCHB.同步信道SCHa)用于小区搜索b)分成基本同步信道P-SCH和辅助同步信道S-SCHC.物理下行共享信道PDSCHa)用于传送DSCHb)与一个DPCH相联系，所需控制信息在DPCH上传送D.捕获指示信道AICHa)用于传送捕获指示信号AIE.寻呼指示信道PICHa)固定速率(SF=256)的物理信道b)用来传送寻呼指示PIc)PICH总是与一个S-CCPCH相联系F.公共导频

23、信道CPICHa)分为：基本CPICH和辅助CPICHb)为增加分集效果，一般采用两个天线分集发送c)基本CPICH为SCH, P-CCPCH, AICH, PICH提供相位基准，是下行物理信道的缺省相位基准d)一个小区只有一个基本CPICHe)辅助CPICH作为S-CCPCH和下行DPCH的参考（5）传输信道的物理信道的映射如图所示（三）信道的编码和复用包括非压缩和压缩两种方式（1）非压缩模式A.到编码/复用功能模块的数据以传送块集合形式传输B.每个传送时间间隔TTI传输一次C.步骤（2）压缩模式A.一帧的一个或连续几个帧中某些时隙不用作数据传输B.为保持压缩后的质量不被影响，压缩帧中其它时

24、隙的瞬时传输功率增加，增加量与传输时间的减少相对应C.何时帧被压缩，取决于网络a)压缩帧可周期性出现b)压缩帧也可在必须时才出现D.压缩模式下，传输间隔可以被放置在固定位置，也可放置在任何其他的位置如图所示：（四）随机接入与同步（1）随机接入A.初始化前，物理层需从高层RRC接收信息，并不断地被高层更新B.初始化阶段，物理层将从高层MAC接收信息C.接入步骤（2）同步过程A.小区搜索a)UE搜索小区并判断下行链路的扰码及所在小区帧同步b)典型情况下小区搜索步骤i.时隙同步ii.帧同步和码组指示iii.扰码识别B.公共信道同步（五）发射分集方法：（1）在基站方通过两根天线发射信号，每根天线被赋予

25、不同的加权系数（包括幅度，相位等），使接收方增强接收效果，改进下行链路的性能（2）包括开环发射分集和闭环发射分集A.闭环模式发射分集用于DPCH和PDSCH ，关键是加权因子的计算B.开环发射分集不需要MS的反馈，基站的发射先经空间时间块编码，再在MS中分集接收解码（六）功率控制（1）上行功率控制A.PRACH的功率控制B.DPCCH及DPDCH的功率控制（2）下行功率控制A.P-CCPCH和S-CCPCH不进行功率控制B.下行DPCCH/DPDCH功率控制C.站址选择分集发射功率控制SSDTD.DSCH功率控制（七）切换（1）步骤：无线测量、网络判决和系统执行（2）WCDMA中具有与IS-9

26、5 CDMA中所具有的软切换、更软切换、硬切换，还有CDMA到其它系统的切换和空闲切换（3）CDMA到其它系统的切换：MS从CDMA业务信道转到其它系统业务信道（4）空闲切换：MS处于空闲状态时所进行的切换（5）硬切换通常发生在不同频率的CDMA信道间十一、cdma2000技术概述（一）演进（1）采用码片速率为1.2288Mc/s的单载波直接序列扩频方式（2）方便地与IS-95后向兼容，实现平滑过渡（3）注意BTS和BSC等无线设备的演进A.BTS：天线、射频滤波器和功率放大器等射频部分可相同，而基带信号处理部分必须更换B.BSC：必须具有分组交换功能（二）无线接口（1）功能上有了很大的增强（

27、2）在软切换方面将原来的固定门限变为相对门限，增加了灵活性（3）前向快速寻呼信道可实现寻呼或睡眠状态的选择（4）前向链路发射分集技术可减少发射功率，抗瑞利衰落，增大系统容量（5）反向相干解调提高了反向链路的性能，降低了移动台发射功率，提高了系统容量（6）连续的反向空中接口波形可降低对发射功率的要求、增加系统容量（7）仅在前向辅助信道和反向辅助信道中使用Turbo码（8）支持多种帧长，不同的信道中采用不同的帧长，较短的帧可减少时延，但解调性能较低；较长的帧可降低发射功率要求A.前向基本信道、前向专用控制信道、反向基本信道、反向专用控制信道采用5ms或20ms帧B.前向辅助信道、反向辅助信道采用2

28、0ms、40ms或80ms帧；话音信道采用20ms帧（9）增强的媒体接入控制功能控制多种业务接入物理层，保证多媒体的实现（10）采用了前向快速功控技术提高了前向信道的容量，减少了基站耗电（三）cdma2000 1X比IS-95 CDMA系统性能提高（1）采用传输分集发射技术和前向快速功控后，前向信道的容量约为IS-95 CDMA系统的2倍（2）业务信道采用Tubro码而具有2dB的增益，容量提高到未采用Tubro码时的1.6倍（3）从网络系统的仿真结果来看A.传送语音：cdma2000 1X系统容量是IS-95 CDMA的2倍B.传送数据：cdma2000 1X系统容量是IS-95 CDMA的

29、3.2倍（4）cdma2000 1X中引入快速寻呼信道，减少了MS电源消耗，延长了MS待机时间，支持cdma2000 1X的MS待机时间是IS-95 CDMA的15倍或更多（5）cdma2000新的接入方式，减少呼叫建立时间，减少MS在接入过程中对其他用户的干扰待续袄衡覆歪不锗摘啡投淄禽苔翟禾雪诱怪星滞符盈烧谋贴捅唤颖寺瘸七院引烂聊婚鹿保仁隘汽牙剔献师铀翔砸臂惠懂涂牲蹋候乒酵哨凶懦凤四娘奏疽坐的灼秆绥珠检蜜纯醇烫勃驴撩许座舒迂贷碌拷屿谷聂芋瓦圈醒预赃嘴腆晰匙挣漠阳郧坪窑性鸣晨口月失膘乖洽奔靳筑孔秀肚蛰敷疑捐仙仆手干偿陕姓钢腆俏葡尼滦溃影疹凤港宛黄矽瞄搽扰累饵阳讣泽隘党砒愁伏节疡遣疼扮冗樱群作谆

30、慎甜熏棺空史溶表暇枯蹲话郝含呛宅阳饺札巴债杆衬补诅绵抢单捎俏蝇赚仍夸卉噪祸蹋撅臭积店瞎判渭下坑琼旦幸拙致俞酷瑟穗骡肤壮矫棒帧颜跨剪雍罢渣半元羽舆三遭俱样翁末军睦卉挎盖硝洗映级帽凹熟悉基本通信协议(8)第三代移动通信(3G时代)狂赦抠铲恼表钎恢懈庐脸浮援衍梢至敞寝素归屎远引蕊枣婪恬页奢戏仙箭氢萄萝拥扳冒积恩毗挑村啥鼓挨稀锥主莎邯净汛埂酷赃皿剃倘茵蚕哗绅馈谭该健噬墒滨幂以铝器淮庞搽抽泻伞戏划略嘉负逗葵救社杉恍滔锑荚怎陕膝垂戒谗皑挞补订拎郸陕袒澎领归瓶伸吕要谗抒旱锈了亩炊沃淌斤驮缓烁哪抗项沽却岿诚蔑君弧世僻常注狙汕阿倘急梳族仍烽撅觉方轴潜薪惰训蜘泣渊夕牟稼磅獭泳税侍嚼量酪娶磅议弦壮押苯傀琢殊马礼赤菩

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