WCDMA基本原理

WCDMA基本原理2前言现在在移动通信领域最流行的一个词就是：3G！那么什么是3G？3G究竟能给我们带来什么样的精彩生活？今天我们就一起来认识一下3G！3课程目标了解移动通信系统的发展与演进了解IMT-2000的一些基本知识；掌握CDMA技术相比其它多址技术的优点；了解WCDMAFDD模式的技术特点了解WCDMA物理层基本流程学习完本课程，您将能够：4课程内容Training.huawei.com第一章3G发展与演进介绍第二章CDMA原理介绍第三章WCDMAFDD的技术特点第四章WCDMA物理层过程53G发展与演进介绍3G发展概述3G频谱分配3G业务应用3G关键技术6第三代移动通信的提出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，考虑到该系统将于2000年左右进入商用市场，工作的频段在2000MHz，且最高业务速率为2000Kbps，故于1996年正式更名为IMT-2000（InternationalMobileTelecommunication-2000）第三代移动通信系统是一种能提供多种类型、高质量多媒体业务，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通信的通信系统3G发展概述7第三代的主动权受到下面几个支配力量的驱使...国际移动通信IMT-2000进程（85年启动）日益增长的无线业务需求：许多系统如D-AMPS，GSM，PDC，PHS已经超出容量希望更高质量的语音业务希望在无线网络中引入高速数据和多媒体业务基本十年一代的移动通讯发展速度3G的驱动力81985：FPLMTS，1996更名为IMT-20001992：WRC92大会分配频谱230MHz1999.3：完成IMT-2000RTT关键参数1999.11：完成IMT-2000RTT技术规范2000：完成IMT2000全部网络标准网络部分采用“家族概念”成立3GPP(1998.12)、3GPP2(1999)等标准化组织3G标准化进程9CATT3GPP3GPP2UWCCDECTOHG3G.IPIMT-2000RecommendationsIMT-TC(UTRA-TDDLCR)IMT-DSIMT-TC(UTRA-TDDHCR)IMT-MCIMT-SCAll-IPIMT-FCOHG=operatorsHarmonizationGroupUWCC=UniversalWirelessCommunicationsConsortiumCATT＝ChinaAcademyofTelecommunicationsTechnologyDECT=DigitalEnhancedCordlessTelephoneSatellitesSRAN标准化组织103G标准化组织11区域标准组织(RSO)无线传输技术(RTT)U.S.TIA(TR45.5)cdma2000T1W-CDMAKoreaTTATTA1(~cdma2000)TTA2(~W-CDMA)JapanARIBW-CDMAEuropeETSI(SMG2)W-CDMAChinaCWTSTD-SCDMA主要的CDMA3G提案123G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13WCDMA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3GPPRel993GPPRel43GPPRel5功能冻结时间点2000/032001/032002/03•GSM/GPRS核心网•WCDMAFDD•电路域IP话音承载•电路域CS/MGW•TD-SCDMA•VoIPQoS是关键•IP实时多媒体•HSDPA14WCDMAR99网络结构GGSNMSC/VLRAIu-CSGbGiPSTN/ISDNNodeBRNCUMTSUTRANIubIu-psBTSBSCGSM/GPRSBSSAbisGaGMLCSMCSCPHLR/AuC/EIRDNSWAPGatewayRADIUSIntranet/InternetFirewallC/DMISUP/MTUPECAPLgGr/GfGdCAPLgGnGsLcLhInterPLMNGpGGSNBGSGSNCG15WCDMAR4网络结构InterPLMNAIu-CSGpGbGiPSTN/ISDNNodeBRNCUTRANIubIu-psBTSBSCGSM/GPRSBSSAbisSGSNGaCGGGSNBGGMLCSMSCSCPHLR/AuC/EIRDNSWAPGatewayRADIUSIntranet/InternetFirewallC/DMISUP/MTUPECAPLgGr/GfGdCAPLgGnGsLcLhMSCServerMGW16WCDMAR5网络结构17cdma2000标准发展cdma2000标准发展cdma2000在核心网标准和技术方面相对滞后IS-95A规范完成时间点199519982000•QCELP话音编码•9.6kbps•115.2kbps•8码道捆绑•307.2kbps•话音容量加倍cdma20001xEV-DO/DV2002•DO:高速数据业务•DV:高速数据业务＋话音业务IS-95Bcdma20001xcdma2000-3x?18TD-SCDMA发展历程19GPRS在近期的全面推广EDGE技术的推广使用，在美国可能实用化WCDMA的FDD模式R99版将在日本最先实用2001年三月NTTDoCoMo的东京商用网开始运营，第三季度名古屋和大阪商用网开始；目前日本各大运营商的第三代试验网络都已经开始运营；各公司的核心网络和终端设备开始推出；WCDMA在欧洲目前Ericsson，Fujitsu在英国建成了试验网WCDMA在中国（有GSM－MAP核心网的优势）目前已经有了多个公司的试验设备，包括Huawei，Ericsson，Nokia等GSM向WCDMA演进203G发展与演进介绍3G发展概述3G频谱分配3G业务应用3G关键技术21185019001950200020502100215022002250ITUEuropeUSAMSSPCSADBBCDCEFAFEMSSReserveBroadcastauxiliary2165MHz1990MHz1850190019502000205021002150220022501880MHz1980MHzUMTSGSM1800DECTMSS1885MHz2025MHz2010MHzIMT2000MSSUMTSJapanMSSIMT2000MSSIMT2000PHS18951918BC1885AA’2170MHzIMT20002110MHz2170MHzMSSMSSCDMATDDWLLFDDWLL19802025MHzGSM1800CDMAFDDWLL196019201945Chinacellular(1)cellular(2)cellular(2)1805MHz1865186518701885189018951910193019451965197019753G频谱分配22ITU对IMT-2000没有指定的频带限制日本/韩国/欧洲为3G在每路预留了60MHz，称为区域1/3频带规划美洲(区域2)蜂窝和PCS频带将被用于3G蜂窝：824-849MHz反向(上行)，869-894MHz前向(下行)PCS：1850-1910MHz反向(上行)，1930-1990MHz前向(下行)ITU建议全球所有区域将1920-1980MHz仅仅用于上行减轻3G和PCS频带间的干扰现存的蜂窝频带可以开发用于3G业务3G的频谱需求23185019001950200020502100215022002250ReserveUMTSGSM1800DECTMSSMSSIMT2000PHSMSSIMT2000IMT2000MSSIMT2000IMT2000IMT2000MSSUMTSMSSADBEFABCMSSMSSMSS[GSM1800,PCS]FEBBCITUIdentificationsEuropeChina**Japan,Korea(w/oPHS)Americas***1700175018009501000800850900IMT2000IMT200025002550260026502700IMT2000UMTSGSMCellularPDCCellularMSSGSMIMT-2000IMT2000IMT2000UPCSPCS**DIMT20003G频谱（WRC2000大会后）24在国际电气通信联合会（ITU）的世界无线通信会议（WRC-2000）（5月8日至6月2日伊斯坦布尔），IMT-2000的追加频率获得了承认。追加频率的分配主要考虑到将来需求的增加，增加了以下三个频段：800MHz频段（806-960MHz）1.7GHz频段（1710-1885MHz）2.5GHz频段（2500-2690MHz）该追加方案基本上采用了2000年2月APT（亚太电气通信共同体）提出的方案3G追加频率确定25中国3G频谱分配（2002年11月）185019001950200020502100215022002250ITU1850190019502000205021002150220022501880MHz1980MHz1885MHz2025MHz2010MHzIMT20002170MHzIMT20002110MHz2170MHzMSSMSSChinaMSSMSSMSSFDDFDD1920MHzTDDTDD26中国3G频谱分配（2002年11月）IMT2000、欧洲的频率划分和中国一致北美的频率划分与中国的核心频段冲突第三代公众移动通信系统的工作频段为：（一）主要工作频段：频分双工（FDD）方式：1920－1980MHz／2110－2170MHz；时分双工（TDD）方式：1880－1920MHz、2010－2025MHz。（二）补充工作频率：频分双工（FDD）方式：1755－1785MHz／1850－1880MHz；时分双工（TDD）方式：2300－2400MHz，与无线电定位业务共用，均为主要业务，共用标准另行制定。（三）卫星移动通信系统工作频段：1980－2010MHz／2170－2200MHz。273G发展与演进介绍3G发展概述3G频谱分配3G业务应用3G关键技术28时延误码backgroundconversationalstreaminginteractive3G的业务应用不同业务QOS要求291stTier2ndTier3rdTier5thTier4thTier3G可以提供的业务30LANWLAN3GOutdoorIndoorMobilityMbps0.1110100PAN2GBluetoothUWBIEEE802.15HomeRFHiperLAN1HiperLAN2IEEE802.11a(11b,11e,11f)MMAC5WLIAGFixedWalkWalkFixedDrive网络应用比较31全球统一频段、统一标准，全球无缝覆盖高效的频谱效率高服务质量、高保密性能易于2G系统演进过渡提供多媒体业务车速环境：144kbps步行环境：384kbps室内环境：2048kbpsIMT-2000的目标323G发展与演进介绍3G发展概述3G频谱分配3G业务应用3G关键技术33IMT-2000RTT研究内容多址接入技术调制技术