1 WCDMA无线接入网原理

©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.WCDMA无线接入网原理Copyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page1培训目标学完本课程后，您应该能：描述3G的发展历程列出3G基本业务类型描述多址和双工原理描述WCDMA无线接入网的基本原理Copyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page2目录1.3G综述2.多址和双工技术3.WCDMA无线网原理Copyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page3移动通信发展简史AMPSTACSNMT其它第一代80年代模拟模拟技术GSMCDMAIS95TDMAIS-136PDC第二代90年代数字需求驱动数字技术语音业务第三代IMT-2000WCDMACDMA2000需求驱动宽带业务TD-SCDMA3G为用户与运营商提供了完整的综合业务解决方案Copyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page4IMT-2000IMT-2000是第三代移动通信系统（3G）的统称第三代移动通信系统最早由国际电信联盟（ITU）1985年提出，1996年正式更名为IMT-2000（InternationalMobileTelecommunication-2000）原计划该系统于2000年左右商用工作的频段在2000MHz最高业务速率为2000KbpsCopyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page53G技术体制WCDMA由标准化组织3GPP所制定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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3GPP关于WCDMA-TDD的相关规范中Copyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page6全球3G频谱分配Copyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page7中国频谱分配中国的WCDMA-FDD主频段:上行1920－1980MHz下行2110－2170MHz注：目前1900~1920频段由中国电信、网通用于PHSFDD补充频段TDD主频段FDD补充频段FDD主频段TDD主频段FDD主频段TDD补充频段1755~17851880~19201850~18801920~19802010~20252110~21702300~2400联通CDMA联通CDMA移动GSM联通GSM移动GSM联通GSM825~840870~885885~909909~915930~954954~960移动GSM联通GSM移动GSM联通GSM1710~17251745~17551805~18201840~1850Copyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page8WCDMA标准发展WCDMA标准规划清晰，制定严谨WCDMA支持HSDPA技术，顺应未来高速无线数据业务的需求WCDMA将分阶段引入IP，目标是实现全网的IP化，标准比较完善WCDMA2001/06及以后发布的协议能够保持前向兼容3GPPRel993GPPRel43GPPRel5200020012002GSM/GPRS核心网WCDMARTT电路域软交换控制/承载分离IP实时多媒体HSDPA3GPPRel6MBMSHSUPA2005Copyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page9WCDMAR6和后期网络特点R6网络的主要特性引入MBMS业务上行采用HSUPA，速率提高到5.76MbpsR7网络的主要特性采用HSPA＋，在上下行引入高阶调制，MIMO下行速率提到到28Mbps，上行速率提高到11MbpsR8网络的主要特性WCDMAR8，也就是WCDMALTE（Longtermevolution）空口的接入技术由原来的CDMA改为OFDM上/下行速率达到50Mbps/100Mbps，而带宽是20MHz减少回路时延，提高QosCopyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page10WCDMA业务类型时延误码率后台类会话类流媒体交互类根据QoS的不同，WCDMA可以支持不同种类的业务，也可以支持不同种类业务的组合Copyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page11目录1.3G综述2.多址和双工技术3.WCDMA无线网原理Copyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page12双工技术：区分用户的上行/下行信号频分双工（FDD）：以不同频率区分上行和下行WCDMA、cdma2000使用FDD优点：实现简单缺点：在上下行业务不对称时（主要是数据业务）频谱利用效率低时分双工（TDD）：以不同时隙区分上行和下行TD-SCDMA使用TDD优点：在上下行业务不对称时可以给上下行灵活分配不同数量的时隙，频谱利用效率高缺点：实现较复杂，需要GPS同步和CDMA技术一起使用时，上下行之间的干扰控制困难Copyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page13Page13功率FDMA功率TDMA多址技术：区分不同用户功率CDMACopyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page14码分多址（CDMA）的技术特点优点抗干扰能力强，频率复用度高，频谱利用率大大提高保密性强：扩频后的信号近似白噪声缺点占用带宽较大自干扰系统－系统内用户互相干扰技术实现难度大，需要采用快速功率控制技术、负载控制等技术Copyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page15目录1.3G综述2.多址和双工技术3.WCDMA无线网原理Copyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page16WCDMA网络结构RNCNodeBCSPSUEUTRAN（接入网）CN（核心网）UuIu-CSIu-PSIurIubIubCopyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page17WCDMA通信模型信源解码信源编码Interleavingdeinterleaving信道编码交织去交织信道解码加扰解扰扩频解扩调制解调射频发射射频接收无线信道Copyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page18常用术语比特（Bit），符号(Symbol)，码片(Chip)经过信源编码的含有信息的数据称为“比特”经过信道编码和交织后的数据称为“符号”经过最终扩频得到的数据称为“码片”处理增益最终扩频速率（3.84M）和比特速率的比在WCDMA系统中，根据提供业务的不同，处理增益是可变的扩频增益越小，所需功率越大，业务覆盖范围越小Copyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page19WCDMA通信模型信源解码信源编码Interleavingdeinterleaving信道编码交织去交织信道解码加扰解扰扩频解扩调制解调射频发射射频接收无线信道Copyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page20WCDMA的信源编码WCDMA系统采用AMR（AdaptiveMulti-Rate）语音编码编码共有8种，速率从12.2Kbps～4.75Kbps根据小区负荷，自动降低部分用户语音速率，可以节省部分功率，从而容纳更多用户Copyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page21WCDMA通信模型信源解码信源编码Interleavingdeinterleaving信道编码交织去交织信道解码加扰解扰扩频解扩调制解调射频发射射频接收无线信道Copyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page22WCDMA的信道编码信道编码的作用：增加冗余比特，增强符号间的相关性，以便在受到干扰的情况下恢复信号12345678910111213141516171819202122编码类型语音业务：卷积码数据业务：Turbo码Copyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page23交织交织的作用：打乱符号间的相关性，减小信道快衰落和干扰带来的影响12345678......452453454……816...456210...450614...45419...449412...452715...455311...451513...453........B0B1B2B3B4B5B6B7{A4,B0}{A5,B1}{A6,B2}{A7,B3}{B4,C0}{B5,C1}{B6,C2}{B7,C3}一次交织：二次交织：Copyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page24WCDMA通信模型信源解码信源编码Interleavingdeinterleaving信道编码交织去交织信道解码加扰解扰扩频解扩调制解调射频发射射频接收无线信道Copyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page25OVSF码SF=1SF=2SF=4Cch,1,0=(1)Cch,2,0=(1,1)Cch,2,1=(1,-1)Cch,4,0=(1,1,1,1)Cch,4,1=(1,1,-1,-1)Cch,4,2=(1,-1,1,-1)Cch,4,3=(1,-1,-1,1)OVSF（正交可变扩频因子）码用来做扩频码，也被称作信道化码OVSF码下行区分用户，上行区分一个用户的不同物理信道Copyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page26WCDMA典型业务使用的扩频因子典型业务数据速率下行SF上行SFAMR12.2kbps12.2kbps1286464kvideophone64kbps3216144kpacketdata144kbps168384kpacketdata384kbps84Copyright©2008HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page27码序列的相关性相关（相关性100％）不相关（0相关）(a)(b)+1-1+1-1+1-1+1Copyright©2008HuaweiTec