3G (第三代移动通信系统)

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６.２ＷＣＤＭＡ（ＦＤＤ）技术
对于ＴＤＤ方案，分配的频段为１９００～１９２０ＭＨｚ和２０１０～２０２５ＭＨｚ。一个确定的载波要同时用于上行链路和下行链路，因此不需要载波间隔。ＷＣＤＭＡ具有以下特点：
（１）调制方式：上行为ＨＰＳＫ，下行为ＱＰＳＫ。（２）解调方式：导频辅助的相干解调。（３）接入方式：ＤＳ－ＣＤＭＡ方式。（４）３种编码方式：在话音信道采用卷积码（Ｒ＝１／３，Ｋ＝９）
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６.２ＷＣＤＭＡ（ＦＤＤ）技术
１.无线网络控制器ＲＮＣ的主要功能（１）提供寻呼、系统信息广播、切换、功率控制等基本的业务功能。（２）电路域数据业务和分组域数据业务的承载。（３）动态信道分配等信道分配的管理。（４）移动台准予接入、小区切换、软容量等的控制管理。（５）提供手持终端和遥控网管两种方式的配置、维护、告警和性能统
计等操作维护管理功能。２.ＮｏｄｅＢ（相当于基站，包括无线收发信机和基带处理部件）的
主要功能
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６.２ＷＣＤＭＡ（ＦＤＤ）技术
（１）扩频、调制和信道编码。（２）解扩、解调和信道解码。（３）射频信号处理。（４）基带信号和射频信号的相互转换功能。（５）接受无线网络控制器ＲＮＣ传输来的信号并加以处理。３.移动交换中心ＭＳＣ的主要功能电路域的呼叫接续；电路域的移动性管理、电路域部分的鉴权和加密。４.分组业务支持节点ＳＧＳＮ的主要功能移动台的分组业务的移动性管理、会话管理、路由转发、鉴权和加密等。
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６.２ＷＣＤＭＡ（ＦＤＤ）技术
控制信道包括：（１）广播控制信道（ＢＣＣＨ）：广播系统控制信息的下行链路信道。（２）寻呼控制信道（ＰＣＣＨ）：传输寻呼信息的下行链路信道，用
于在一个或多个小区中呼叫ＵＥ。（３）专用控制信道（ＤＣＣＨ）：在ＵＥ和ＲＮＣ之间传送专用控制
６.１.２３Ｇ系统结构１.系统组成
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６.１３Ｇ概述
根据ＩＭＴ２０００系统的基本标准，第三代移动通信系统主要由４个功能子系统构成，它们是核心网（ＣＮ）、无线接入网（ＲＡＮ）、移动台（ＭＴ）和用户识别模块（ＵＩＭ），且基本对应于ＧＳＭ系统的交换子系统（ＳＳ）、基站子系统（ＢＢＳ）、移动台（ＭＳ）和ＳＩＭ卡等四部分，如图６.１.１所示，其中核心网和无线接入网是第三代移动通信系统的重要内容，也是第三代移动通信标准制定中最难的技术部分。
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６.２ＷＣＤＭＡ（ＦＤＤ）技术
从控制平面看，ＵＴＲＡＦＤＤ第２层包含２个子层—媒体接入控制（ＭＡＣ）协议层和无线链路控制（ＲＬＣ）协议层；从用户平面看，除了ＭＡＣ层和ＲＬＣ层外，还有两个依赖于业务的协议层：分组数据汇聚协议（ＰＤＣＰ）和广播／组播控制协议（ＢＭＣ）。第３层包含的协议层———无线资源控制（ＲＲＣ），属于控制平面。
Ｃ－ｂ实体，在ＵＴＲＡＮ中（位于ＮｏｄｅＢ）每一个小区有一个ＭＡＣ－ｂ实体。（２）ＭＡＣ－ｃ／ｓｈ处理公共信道和共享信道———寻呼信道（ＰＣＨ）、前向接入信道（ＦＡＣＨ）、随机接入信道（ＲＡＣＨ）、上行链路公共分组信道（ＣＰＣＨ）和下行链路共享信道（ＤＳＣＨ）。（３）ＭＡＣ－ｄ处理连接模式下分配给ＵＥ的专用信道（ＤＣＨ）。在每个ＵＥ中有一个ＭＡＣ－ｄ。６.２.４信道结构
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６.２ＷＣＤＭＡ（ＦＤＤ）技术
６.２.１ＷＣＤＭＡ技术概述ＷＣＤＭＡ是通用移动通信系统（ＵＭＴＳ）的空中接口技术。全称是
ＷｉｄｅｂａｎｄＣＤＭＡ，也称为ＣＤＭＡＤｉｒｅｃｔＳｐｒｅａｄ，这是基于ＧＳＭ网发展出来的３Ｇ技术规范，是欧洲提出的宽带ＣＤＭＡ技术，它与日本提出的宽带ＣＤＭＡ技术基本相同，目前正在进一步融合。在３Ｇ标准化论坛中，ＷＣＤＭＡ技术已经成为了被广泛采纳的第三代空中接口，它有ＦＤＤ（频分双工）和ＴＤＤ（时分双工）两种操作模式。ＦＤＤ方案可能用在亚洲、欧洲和美洲，ＴＤＤ解决方案可能主要用在亚洲，本章节主要涉及ＦＤＤ方案。
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６.２ＷＣＤＭＡ（ＦＤＤ）技术
５.分组网关支持节点ＧＧＳＮ的主要功能为移动台提供ＩＰ地址分配；配合进行用户验证和分组业务支持节点Ｓ
ＧＳＮ之间传输用户数据包和承载ＩＰ数据包；完成与外部数据网络之间的数据包收发功能，计费信息的收集和话单的保存。６.归属位置寄存器ＨＬＲ的主要功能移动用户签约信息的存储；电路域和分组域的移动性管理与呼叫路由选择、鉴权等。７.访问位置寄存器ＶＬＲ的主要功能进入所属服务区域的移动台的信息存储、电路域和分组域的移动性管理与呼叫路由选择等。６.２.３无线接口的分层
在协议结构图中，物理层通过传输信道向ＭＡＣ层提供服务，传输数据的类型及特征决定传输信道的特征。然后，Ｍ发送的数据类型决定的。
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６.２ＷＣＤＭＡ（ＦＤＤ）技术
ＭＡＣ层包括３个逻辑实体：（１）ＭＡＣ－ｂ处理广播信道（ＢＣＨ）。在每个ＵＥ中有一个ＭＡ
进行内部编码和Ｖｉｔｅｒｂｉ译码；在数据信道上采用ＲｅｅｄＳｏｌｏｍｏｎ编码；在控制信道采用卷积码（Ｒ＝１／２，Ｋ＝９）进行内部编码和Ｖｉｔｅｒｂｉ译码。
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６.２ＷＣＤＭＡ（ＦＤＤ）技术
（５）适应多种速率的传输，可灵活地提供多种业务，并根据不同的业务质量和业务速率分配不同的资源。
信息的点对点双向信道，在ＲＲＣ连接建立过程期间建立该信道。（４）公共控制信道（ＣＣＣＨ）：在网络和ＵＥ之间发送控制信息的
双向信道，这个逻辑信道总是映射到ＲＡＣＨ／ＦＡＣＨ传输信道。业务信道包括：（１）专用业务信道（ＤＴＣＨ）：为传输用户信息专用于一个ＵＥ的点对点信道，用于传输用户数据。该信道在上行链路和下行链路都存在。
（３）无线接口（ＵＮＩ）。（４）用户识别模块和移动台之间的接口（ＵＩＭ－ＭＴ）。３.第三代移动通信系统的分层结构第三代移动通信系统的结构分为３层：物理层、链路层和高层。各层的
主要功能描述如下。（１）物理层：它由一系列下行物理信道和上行物理信道组成。
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６.１３Ｇ概述
第６章３Ｇ（第三代移动通信系统）
1 6. 1 3 G概沐 2 6. 2 WCDMA(FDD)技术 3 6. 3 CDMA200()技术 4 6. 4 TD一SCDMA技术 5 6. 5 第三代移动通信系统的演进
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６.１３Ｇ概述
６.１.１３Ｇ概述移动通信经历了第一代的模拟通信系统和第二代的数字移动通信系统，
２.系统标准接口ＩＴＵ定义了４个标准接口：（１）网络与网络接口（ＮＮＩ）：由于ＩＴＵ在网络部分采用了“家
族概念”，因而此接口是指不同家族成员之间的标准接口，是保证互通和漫游的关键接口。
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６.１３Ｇ概述
（２）无线接入网与核心网之间的接口（ＲＡＮ－ＣＮ），对应于ＧＳＭ系统的Ａ接口。
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６.２ＷＣＤＭＡ（ＦＤＤ）技术
１.ＷＣＤＭＡ空中接口ＷＣＤＭＡ用的码片速率为３.８４Ｍｃ／ｓ，系统用扩频码将某一用户
的传输信号与其他用户的传输信号分开，同时还要分离一个用户产生的不同的传输信号。２.无线接口协议结构无线接口协议的作用是建立、重新配置和释放无线承载业务（包括ＵＴＲＡＦＤＤ／ＴＤＤ业务）。ＷＣＤＭＡ无线接口的整体逻辑协议结构如图６.２.２所示。该图只包含了在ＵＴＲＡＮ中可见的协议。位于物理层上面的协议层称为数据链路层（第２层）和网络层（第３层）。在ＵＴＲＡＦＤＤ无线接口中，第２层又分为多个子层。
现在正在向第三代移动通信系统发展。第一代模拟系统采用的是频分多址（ＦＤＭＡ）接入技术，其典型系统如美国的ＡＭＰＳ，北欧的ＮＭＴ－４５０／９００，英国的ＴＡＣＳ等。第二代窄带数字系统的接入技术分为时分多址（ＴＤＭＡ）和码分多址（ＣＤＭＡ）两种，前者典型的如欧洲的ＧＳＭ系统，后者如美国的ＩＳ－９５系统。国际电信联盟（ＩＴＵ）早在１９８５年就提出了未来公用陆地移动通信系统，即ＦＰＬＭＴＳ（ＦｕｔｕｒｅＰｕｂｌｉｃＬａｎｄＭｏｂｉｌｅＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）。
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６.１３Ｇ概述
第三代移动通信系统可以使全球范围内的任何用户所使用的小型廉价移动台，实现从陆地到海洋到卫星的全球立体通信联网，保证全球漫游用户在任何地方、任何时候与任何人进行通信，并能提供具有有线电话的语音质量，提供智能网业务，多媒体、分组无线电、娱乐及众多的宽带非话业务。第三代移动通信系统可以实现移动性、交互性和分布式三大业务，是一个通过微微小区到微小区，到宏小区，直到“随时随地”连接的全球性卫星网络。
（６）上下行快速、高效的功率控制大大减少了系统的多址干扰，提高系统的容量，同时也降低了传输的功率。
（７）核心网基于ＧＳＭ／ＧＰＲＳ网络的演进，并保持与ＧＳＭ／ＧＰＲＳ网络的兼容性。
（８）基站之间无需同步。因为基站可以收发异步的ＰＮ码，即基站可跟踪对方发出的ＰＮ码，同时移动终端也可根据额外的ＰＮ码进行捕获与跟踪，因此可获得同步，支持越区切换及宏分集，而在基站之间不必进行同步。
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６.２ＷＣＤＭＡ（ＦＤＤ）技术
在ＷＣＤＭＡ系统的无线接口中，从无线接口的整体协议结构的不同层次上，承载用户各种业务的信道被分为逻辑信道、传输信道和物理信道３类。
１.逻辑信道信息可以开始于协议堆栈的高层，以逻辑信道的形式从ＲＬＣ层传输到
ＭＡＣ层。ＭＡＣ层在逻辑信道上提供数据传输业务，直接承载用户业务，逻辑信道类型集合根据ＭＡＣ层提供的数据传输业务类型进行定义。根据承载的是控制平面业务还是用户平面业务，逻辑信道通常可以分成两类：控制信道和业务信道。控制信道用来传输控制平面信息；业务信道用来传输用户平面信息。
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６.１３Ｇ概述
世界上多个地区、国家、公司和标准化组织先后提出了十多种无线传输技术标准，经过充分协商和融合，最后形成的主流标准有３个，一是ＷＣＤＭＡ标准，也称为“宽带码分多址接入”，支持者主要是以ＧＳＭ系统为主的欧洲厂商；二是ＣＤＭＡ２０００标准，也称为“多载波码分多址接入”，由美国高通北美公司为主导提出，韩国现在成为该标准的主导者；三是ＴＤ－ＳＣＤＭＡ标准，中文含义为“时分同步码分多址接入”，是我国独自制定的３Ｇ标准，它在频谱利用率、对业务的支持、频率灵活性及成本等方面都具有独特的优势，全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持ＴＤ－ＳＣＤＭＡ标准。这３种不同的主流标准它们具有频谱利用率高、覆盖范围广、性能好、可以适应宽带多媒体通信要求等共同特点，其主要技术性能如表６.１.１所示。
（２）链路层：它由媒体接入控制（ＭＡＣ）子层和链路接入控制（ＬＡＣ）子层组成；ＭＡＣ子层根据ＬＡＣ子层不同业务实体的要求对物理层资源进行管理与控制，并负责提供ＬＡＣ子层业务实体所需的ＱｏＳ（服务质量）级别。
（３）高层：它集ＯＳＩ模型中的网络层、传输层、会话层、表达层和应用层为一体。
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６.２ＷＣＤＭＡ（ＦＤＤ）技术
（９）支持软切换和更软切换，切换方式包括３种，即：扇区间软切换、小区间软切换和载频间的硬切换。
６.２.２ＷＣＤＭＡ网络的系统结构由于ＷＣＤＭＡ是从ＧＳＭ发展而来，ＧＳＭ系统可以平滑过渡到ＷＣ
ＤＭＡ系统。ＧＳＭ系统在世界上占了绝大部分，对ＷＣＤＭＡ系统的应用是极大的支持。ＷＣＤＭＡ系统在第三代移动通信系统的３种制式中也将会占绝大部分份额。从ＧＳＭ系统发展到ＧＰＲＳ系统，主要是在ＧＳＭ系统中增加了通用分组无线业务部分而成的。从ＧＰＲＳ系统发展成ＷＣＤＭＡ是改造了基站子系统部分而成的，ＧＰＲＳ系统用的是频分／时分多址方式，ＷＣＤＭＡ用的是码分多址，基站部分必须全部更新。如图６.２.１为ＷＣＤＭＡ移动通信系统的结构。