WCDMA系统网络结构图
3G (第三代移动通信系统)
６.２ ＷＣＤＭＡ （ＦＤＤ） 技术
对于ＴＤＤ方案，分配的频段为１９００～１９２０ＭＨｚ和２０１ ０～２０２５ＭＨｚ。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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６.２ ＷＣＤＭＡ （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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６.２ ＷＣＤＭＡ （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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６.２ ＷＣＤＭＡ （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
RRM,RRC
RRM,RRC对于⽆线系统来说，⽆线资源的概念是很⼴泛的，它既可以是频率，也可以是时间，还可以是码字。
⽆线资源管理(RRM)就是对移动通信系统的空中接⼝资源的规划和调度。
⽆线资源管理涉及到⼀系列与⽆线资源的分配有关的研究课题，如接⼊控制、信道分配、功率控制、切换、负载控制以及分组信息的调度等。
在传统的⽆线通信系统中，空中接⼝的⾼层协议是简单的分层结构，每层进⾏独⽴的设计和操作，各层间的接⼝是静态的。
这种设计⽅法简化了⽹络设计，具有较好的通⽤性。
但是由于MIMO OFDM⽆线信道的空时频变化特性和随机性，传统的分层设计⽅法不能很好地适应这些特点，以及B3G 系统多业务QoS 保证的需求，也就⽆法实现有限的⽆线资源的最优化利⽤。
为此⼈们提出了跨层的⽆线资源管理的设计思想，在RRM 功能模块和其它协议的各层之间直接交换⽤户的QoS、队列状态、⽆线信道状态、⼩区的负载、系统的⼲扰等信息，在保证业务的QoS 的前提下使得系统的吞吐量最⼤化。
RRC（Radio Resource Control）：⽆线资源控制协议。
RRC处理UE和UTRAN之间控制平⾯的第三层信息。
主要包含以下功能：⼴播核⼼⽹⾮接⼊层提供的信息。
RRC负责⽹络系统信息向UE的⼴播。
系统信息通常情况下按照⼀定的基本规律重复，RRC负责执⾏计划、分割和重复。
也⽀持上层信息的⼴播。
将⼴播信息关联到接⼊层。
RRC负责⽹络系统信息向UE的⼴播。
系统信息通常情况下按照⼀定的基本规律重复，RRC负责执⾏计划、分割和重复。
建⽴、重新建⽴、维持和释放在UE和UTRAN之间的RRC连接。
为了建⽴UE的第⼀个信号连接，由UE的⾼层请求建⽴⼀个RRC的连接。
RRC连接建⽴过程包括可⽤⼩区的重新选择、接⼊许可控制以及2层信号链路的建⽴⼏个步骤。
RRC连接释放也是由⾼层请求，⽤于拆除最后的信号连接；或者当RRC链路失败的时候由RRC本层发起。
如果连接失败，UE会要求重新建⽴RRC连接。
三种主流3G标准概述
三种主流3G标准概述与前两代系统相比，第三代移动通信系统的主要特征是可提供丰富多彩的移动多媒体业务，其传输速率在高速移动环境中支持144kb/s，步行慢速移动环境中支持384kb/s，静止状态下支持2Mb/s。
其设计目标是为了提供比第二代系统更大的系统容量、更好的通信质量，而且要能在全球范围内更好地实现无缝漫游及为用户提供包括话音、数据及多媒体等在内的多种业务，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。
目前国际电联接受的3G标准主要有以下三种：WCDMA、CDMA2000与TD-SCDMA。
CDMA是Code Division Multiple Access（码分多址）的缩写，是第三代移动通信系统的技术基础。
第一代移动通信系统采用频分多址（FDMA）的模拟调制方式，这种系统的主要缺点是频谱利用率低，信令干扰话音业务。
第二代移动通信系统主要采用时分多址（TDMA）的数字调制方式，提高了系统容量，并采用独立信道传送信令，使系统性能大为改善，但TDMA的系统容量仍然有限，越区切换性能仍不完善。
CDMA系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显示出巨大的发展潜力。
1.1 WCDMA概述全称为Wideband CDMA，中文译名为“宽带分码多工存取”，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。
该标准提出了GSM（2G）—GPRS—EDGE—WCDMA（3G）的演进策略。
GPRS是General Packet Radio Service（通用分组无线业务）的简称，EDGE是Enhanced Data rate for GSM Evolution（增强数据速率的GSM演进）的简称，这两种技术被称为2.5代移动通信技术。
目前中国移动正在采用这一方案向3G过渡，并已将原有的GSM网络升级为GPRS网络。
移动通信 第5章 第三代移动通信系统(3G)
图5-1 ITU的3G频谱划分建议
第5章 第三代移动通信系统（3G）
FDD
FDD TDD FDD MSS TDD
FDD MSS
（上行） （下行）
（上行） （地对空）
（下行） （空对地）
TDD
30 MHz
30 40
60
30 15
MHz MHz MHz MHz MHz
60
30
MHz MHz
100 MHz
1755 1785 1850 1880 1920
1980 2010 2025 2010 2170 2200 2300
2400
图5-2 中国的3G频谱划分方案
第5章 第三代移动通信系统（3G）
5.1.4 3G业务特点与分类
3G开发并提供了新的3G移动增值业务，它们具 备互联网化、媒体化和生活化的特点。3G移动增 值业务中，成熟类的主要有短消息（SMS）、彩 铃、WAP、IVR（互动式语音应答）等业务；成 长类的主要有移动即时通信、移动音乐、MMS （彩信）、移动邮件、移动电子商务、移动位置 服务（LBS）、手机媒体、移动企业应用、手机 游戏、无线上网卡业务跟踪等业务；萌芽类主要 有移动博客、手机电视、一键通（PTT）、移动 数字家庭网络、移动搜索、移动VoIP等业务。
DS-CDMA（5MHz）
FDD
3.84
OVSF 4~512 10ms 15个时隙/帧 卷积码，Turbo码 上行：BIT/SK 下行：QPSK 开环、闭环（1500Hz） RAKE 基站同步或异步
CDMA 2000
TD-SCDMA
成对频带，单向 1.25MHz（CDMA 2000 1x）
/3.75MHz（CDMA 2000 3x ）
移动通信(第六版)(章坚武)课件章 (6)
第6章 CDMA数字蜂窝移动通信系统
8 . 保密性强， 通话不会被窃听 CDMA信号的扰频方式提供了高度的保密性，要窃听通
第6章 CDMA数字蜂窝移动通信系统
第6章 CDMA数字蜂窝移动通信系统
6.1 引言 6.2 CDMA空中接口协议层 6.3 CDMA前向信道 6.4 CDMA反向信道 6.5 功率控制 6.6 Rake接收机 6.7 CDMA 系统的容量 6.8 CDMA登记 6.9 CDMA切换过程
第6章 CDMA数字蜂窝移动通信系统
第6章 CDMA数字蜂窝移动通信系统 图6－5和图6－6分别给出了速率1和速率2的前向/反向
业务信道帧结构。
图6-5 速率1的前向/反向业务信道帧结构
第6章 CDMA数字蜂窝移动通信系统 图6-6 速率2的前向/反向业务信道帧结构
第6章 CDMA数字蜂窝移动通信系统
从声码器得到的信息为每帧20ms。速率1声码器的全速 (9600b/s)输出速率为8.6kb/s, 每20ms编码为172bit。帧质量 指示F(循环冗余码校验,CRC)与编码尾比特 T(8bit)加在 声码 器输出的信息比特之后。帧质量指示的作用有两个:一是允许 接收机在所有172bit上计 算了CRC后,确定是否有帧发生错误; 二是帮助确定接收帧的数据速率。9600b/s帧是每20 ms有 192bit(即172+12+8bit)被传输而产生的。其中,12bit为帧质 量指示,8bit为编 码尾比特。同样的过程产生在4800b/s帧上。 2400b/s和1200b/s帧没有帧质量指示的比 特字段,这是因为这 些帧的相对抗误码性能较强,且发送的大多数信息是背景噪声。
第11章 WCDMA移动通信系统
在R5网络中，核心网叠加了IP多媒体 子系统（IMS），无线接入网引入了 HSDPA技术，无线接入网和核心网中采用 全IP传输。
在R6网络中，网络架构变化不大，考 虑更多的是增加了新的功能或对已有功能 的增强。R7、R8版本正在不断的完善中。
1．R99网络结构及接口
（1）R99网络结构
图11-4
（3）在业务方面，研究包括多媒体 广播与/多播业务（MBMS）、Push 业务、Presence、PoC（Push-ToTalk over Cellular）业务、网上聊天 业务及数字权限管理等。
（4）无线接入方面采用的新技术有 正交频分复用调制（OFDM）技术、 多天线技术（MIMO）、高阶调制技 术和新的信道编码方案等，OFDM和 MIMO也是后3G的重点技术。
（1）移动设备（ME） （2）通用用户识别模块（USIM
Cu接口是USIM和ME之间的接口， Cu接口采用标准接口。
2．通用陆地无线接入网络 （UTRAN）
无线接入网（UTRAN）位于两个开 放接口Uu和Iu之间，完成所有与无线有关 的功能。
主要功能有宏分集处理、移动性管理、 系统的接入控制、功率控制、信道编码控 制、无线信道的加密与解密、无线资源配 置、无线信道的建立和释放等。
WCDMA移动终端中通用用户识别模 块（USIM）的功能也是从GSM的用户识 别模块（SIM）的功能延伸而来的。
WCDMA的主要技术性能如表11-1所 示，本节将对表征WCDMA特点的内容做 出简要解释。
（1）WCDMA支持两种基本的双工 工作方式：频分双工（FDD）和时分 双工（TDD）。 （2）WCDMA是一个宽带直扩码分 多址（DS-CDMA）系统，
4．外部网络（EN）
核心网的电路交换域（CS）通过 GMSC与外部网络相连，如公用电话交换 网（PSTN）、综合业务数据网（ISDN） 及其他公共陆地移动网（PLMN）。
WCDMA系统基本原理
UMTS Universal Mobile Telecommunications System 通用移动通信系统 是采用WCDMA空中接口技术的第三代移动通信系统 通常也把UMTS系统 称为WCDMA通信系统 UMTS系统采用了与第二代移动通信系统类似的结 构 包括无线接入网络 Radio Access Network RAN 和核心网络 Core Network CN 其中无线接入网络处理所有与无线有关的功能 而CN处理 UMTS系统内所有的话音呼叫和数据连接 并实现与外部网络的交换和路由 功能 CN从逻辑上分为电路交换域 Circuit Switched Domain, CS 和分组 交换域 Packet Switched Domain, PS
i
图2-13 无线接口协议结构 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-32 图2-14 Iub接口协议图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-33 图2-15 无线网络协议的区分和在Iub上的传送 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-34 图2-16 Iur接口协议结构 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-37 图2-17 无线网络协议和Iur上传送的区分 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-38 图2-18 漂移RNS逻辑模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-38 图2-19 核心网和UTRAN之间的接口图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-41 图2-20 Iu-CS的协议结构 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-42 图2-21 Iu-PS的协议结构 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-43
8.4WCDMA的信道结构
（1）下行传输信道主要包括以下信道： 广播信道（BCH）：属于公共传输信道，通过基本公共控制 信道（PCCPCH）发送，用于发送系统及小区的配置信息。 前向接入信道（FACH）：属于公共传输信道，通过辅助公 共控制信道（SCCPCH）发送，用于本小区内对某已知移动 台的控制信息发送。 寻呼信道（PCH）：属于公共传输信道，通过辅助公共控制 信道（SCCPCH）发送，用于向终端发起呼叫等。 共享传输信道（DSCH）：属于公共传输信道，用来传送专 用用户数据或控制信息。 下行公共分组信道：属于公共传输信道，用于用户分组数据 的下行传输。 下行专用传输信道（DCH）：是唯一的一种专用信道类型， 该传输信道通过下行专用数据物理信道（DPDCH）发送， 用于传输针对某移动台的数据信息或随路控制信令。
逻辑信道 PCCH BCCH CCCH CTCH DCCH DTCH 传输信道 PCH BCH FACH DCH DSCH
图8-10 下行链路映射关系图
上行链路： 逻辑信道 CCCH DCCH DTCH 传输信道 RACH DCH CPCH
图8-11 上行链路映射关系图
传输信道到物理信道的映射 它们的映射关系如图8-12所示：
物理信道 专用物理数据信道（DPDCH） 专用物理控制信道（DPCCH） 随机接入信道（RACH） 物理随机接入信道（PRACH） 公共业务信道（CPCH） 公用物理数据信道（CPDCH） 公共导频信道（CPICH） 广播信道（BCH） 主公共控制物理信道（PCCPCH） 前向接入信道（FACH） 辅公共控制物理信道（SCCPCH) 寻呼信道（PCH） 同步信道(SCH) 下行链路共享信道（DSCH） 物理下行共享信道（PDSCH）
（1）控制信道 广播控制逻辑信道（BCCH）：下行链路，用 于承载系统的广播控制信息。 寻呼控制逻辑信道（PCCH）：下行链路，用 于承载并发出系统的寻呼信息。 专用控制逻辑信道（DCCH）：上下行链路均 有，用于UE与RNC间发送点对点的专用控制信息。 公共控制逻辑信道（CCCH）：上下行链路均 有，用于网络和UE之间发送公共控制信息。
WCDMA_物理层层信道详细解读
1、WCDMA物理层信道、同步信道（SCH, Synchronisation Channel）SCH是下行物理信道，分为主同步信道（P-SCH, Primary SCH）和从同步信道（S-SCH, Secondary SCH）。
主要用于UE在开机后与系统进行时隙同步和帧同步的过程，以完成物理层同步。
SCH是一个用于在小区搜索过程中UE与网络进行时隙同步和帧同步的下行物理信道。
SCH包括两个子信道，一个是主同步信道（P-SCH），另一个是从同步信道（S-SCH）。
SCH 的每个无线帧长度为10ms（38400chips），分为15个时隙。
每个时隙的长度为2560chips。
SCH 的无线帧结构如图：P-SCH 上发送的是基本同步码（PSC, Primary Synchronization Code），长为256chips。
PSC 在每一个时隙的前256个码片的位置发射一次，在图中用cp表示。
系统中每个小区的PSC 都是相同的。
S-SCH 上发送的是辅助同步码（SSC, Secondary Synchronization Code），长为256chips。
S-SCH 与P-SCH 在时间上并行传输。
SSC 在图中用csi,k来表示，其中i（0～63）表示主扰码组的组号，k（0～14）表示时隙号。
S-SCH 的每一个无线帧重复发射这15个SSC。
每个SSC 是从长为256chips的16个不同的码片序列中选取的。
在S-SCH上发送的SSC 序列共有64种确定的组合，对应64个主扰码组，用于指示小区的下行扰码是属于哪一个扰码组的。
也就是说如果两个小区的主扰码不同，那么这两个小区的S-SCH信道上发送的SSC 序列就不同。
图中的参数a用于指示P-CCPCH 是否进行了发射分集，a=+1，表示P-CCPCH进行了STTD 发射分集，a=-1，表示P-CCPCH 未进行STTD 发射分集。
SCH 信道不进行扩频和加扰。
4G、3G、2G移动通信系统信道构建
第四代目前认为4G网络体系的分层结构大致可分为3层，自上而下分为：物理层（又称物理网络层或接入层）、网络层（又称中间环境层或承载层）、应用层（又称应用网络层或业务控制层），如图2所示。
其中物理层提供接入和选路功能，网络层作为桥接层提供QoS 映射、地址转换、即插即用、安全管理、有源网络。
物理层与网络层提供开放式IP接口。
应用层与网络层之间也是开放式接口，用于第三方开发和提供新业务。
图2 4G/B3G网络架构的层次和模块模型4G的关键技术主要包括：OFDM（正交频分复用）、AMC（自适应编码调制）、SA/IA （智能天线，原名为自适应天线阵列AAA）、MIMO（多入多出）、SDR（软件无线电）、IPv6（下一代的互联网协议）、定位技术和切换技术。
第三代1、WCDMA的方案分为两类WCDMA的FDD方式WCDMA的TDD方式2、WCDMA的信道可以划分为物理信道.传输信道和逻辑信道。
其中物理信道是以物理承载特性定义，传输信道以数据通过空中接口的方式和特征来定义的，逻辑信道则是按信道的功能来划分。
3、WCDMA系统的物理信道总体结构WCDMA是一类数字式码分直扩体制，他主要是通过码分多址CDMA直接数字扩频，即采用不同形式的正交或准正交码划分信道实现传递不同用户的信息。
因此在WCDMA中码分多址是最基本的特色。
在WCDMA系统中是采用码分为主体.码分.频分相结合的方式来实现。
WCDMA上.下行在IMT-2000占用一定频段，然后将这一频段分配给不同的5MHz信道，即每个码分信道只占用5MHz的信道，而且在组网时，不仅可以在使用频段中占用不同的5MHz信道，而且还可以类似与GSM进行空间小区群复用，不过复用的不是频率而是导频码的相位。
⏹逻辑信道划分为控制信道CCH 和业务信道TCH⏹控制信道CCH包括：⏹广播控制信道：BCCH，下行广播系统控制信息⏹寻呼控制信道：PCCH，下行传送寻呼信息⏹公共控制信道：CCCH，上/下行，传递网络与移动台间控制信息⏹ DCCH，点对点双向信道传递移动台与网络间专用控制信道⏹专用控制信道：OCCCH，双向信道，在移动台间传输控制信息⏹ODCCH，点对点双向通信，传递移动台之间的专用控制信道⏹共享信道控制信道，CDMA专用控制信道和CDMA公共控制信道⏹业务信道TCH包括：⏹专用业务信道，公共业务信道和CDMA专用业务信道⏹DTCH，点对点信道，由移动台专用，传递用户信息。
wcdma技术简介
WCDMA技术简介一．通信系统概述第一代移动通信系统是模拟制式的蜂窝移动通信系统，时间是本世纪七十年代中期至八十年代中期，1978年美国贝尔实验室研制成功先进移动电话系统AMPS，建成了蜂窝式移动通信系统。
其它工业化国家也相继开发出蜂窝式移动通信网。
这一阶段相对于以前的移动通信系统，最重要的突破是贝尔实验室在七十年代提出的蜂窝网的概念，蜂窝网，即小区制，由于实现了频率复用，大大提高了系统容量。
第一代移动通信系统的典型代表是美国的AMPS系统（先进移动电话系统）和后来的改进型系统TACS （总接入通信系统）等。
AMPS使用800MHz频带，在北美、南美和部分环太平洋国家广泛，使用TACS使用900MHz频带，分ETACS（欧洲）和NTACS（日本）两种版本，英国、日本和部分亚洲国家广泛使用此标准。
第一代移动通信系统的主要特点是采用频分复用FDMA 模拟制式，语音信号为模拟调制，每隔30kHz/25kHz一个模拟用户信道。
第一代系统在商业上取得了巨大的成功，但是其弊端也日渐显露出来：(1)频谱利用率低(2) 业务种类有限(3) 无高速数据业务(4) 保密性差易被窃听和盗号(5) 设备成本高(6) 体积大重量大第二代数字蜂窝移动通信系统的典型代表是美国的DAMPS系统、IS-95和欧洲的GSM系统。
GSM（全球移动通信系统）发源于欧洲，它是作为全球数字蜂窝通信的TDMA标准而设计的，支持64kbit/s的数据速率，可与ISDN互连。
GSM使用900MHz频带，使用1800MHz频带的称为DCS1800。
GSM采用FDD双工方式和TDMA多址方式，每载频支持8个信道，信号带200kHz ，GSM标准体制较为完善，技术相对成熟，不足之处是相对于模拟系统其容量增加不多，仅仅为模拟系统的两倍左右，无法和模拟系统兼容。
DAMPS（先进的数字移动电话系统）也称IS-54（北美数字蜂窝），使用800MHz频带，是两种北美数字蜂窝标准中推出较早的一种，使用TDMA多址方式。
WCDMA系统原理简介 - 通信人家园
WCDMA高级培训课件主要内容：1、UMTS的基本理论。
简述无线通信的发展历史以及他们之间的变化。
2、UMTS基本结构的介绍。
从逻辑视图介绍UMTS的功能结构，GSM及GPRS向UMTS 过渡的结构变化。
3、无线接口。
UMTS作为UTRAN网络并且是FDD方式下的空中接口特性，包括：a、WCMDA空中接口的基本原理b、UTRAN网络的总体介绍，协议模型、物理层、RLC层、MAC层的基本功能以及所对应的信道、空中接口的通信过程、调制解调方案及AMR等。
4、基本通信过程。
移动台至核心网之间的通信过程。
一、UMTS Introduction目标：1、UMTS是什么？2、UMTS的标准由谁制定、这些标准的特点及不同标准的差异。
3、UMTS现状，各国license发布情况。
1、移动通信的基本发展过程第一代以模拟制式为代表的空中无线接口的应用主要有：NMT（北欧）、TACS（英国）、AMPS（北美）及R2000（铁路应用）等。
多种标准的存在使得彼此不兼容，不能互联互通。
第二代移动通信引入数字和调频技术，最典型的技术有：GSM（欧洲）、CDMA IS-95（北美）、D-AMPS（北美）、IS-136（北美）等。
在整个发展过程中，主要有三个分支，分别是欧洲、北美和日本的移动通信发展历程。
日本的分支由于比较独立，一般不在讨论之中。
作为欧洲第二代移动通信技术的典型代表是GSM，GSM在空中接口的主要特点：多址方式－—TDMA，采用8路时分复用的多址方式，每用户的接入是通过占用物理信道的时隙来区分。
从网络侧考虑，区分上下行链路的双工方式是FDD。
在每一个频率上使用8路时分复用，微观的占用时间片来区分多路用户的个人通信。
在通信过程中，每个用户得到的物理资源是时隙，在GSM中物理信道的定义为：物理信道（Phy channel）＝频率（Frequence）+时隙号（TS number）。
由于采用电路交换方式，每用户在通信过程中，将一直占用网络分配的物理信道直至通信结束。
WCDMA的基本原理及关键技术(第一部分)
Satellite
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30 MHz
60 MHz
40 MHz
15 MHz
100 MHz
FDD
WCDMA+CDMA2000
TDD
TD-SCDMA
WCDMA标准演进
继承R99的所有业务和功 能；
电路域结构发生改变， 控制与承载分离MSC采用 MSC SERVER和MGW实现； 继承2G（GSM、GPRS ）的所有业务和功能； 继承R4的所有业务和 功能； 核心网引入IMS（IP 多媒体域）； 无线引入HSDPA。 RAN向IP发展，增强 的IP QOS。 无线引入HSUPA MBMS框架结构的研究
CDMA原理图
编码技术
信源编码
信源编码的目的是通过压缩编码来去掉信号源中的冗余成分，以达 到压缩码率和带宽，实现信号的有效传输；
最常用的信源编码是PCM，它采用A律波形编码。分为取样、量化 和编码三步；一路语音信号编码后的速率为64Kb/s;
移动通信中如果采用PCM编码技术，则传一路话音信号需要64K带 宽，传8路话音需要512K带宽。对于1个频点只有200KHZ带宽的 GSM系统来说，会造成频率资源的浪费，因此GSM系统中采用 GMSK编码技术，编码后的速率为13Kb/s； 第三代移动通信系统中，不仅要支持语音通信，还要支持多媒体数 据业务，因此必须采用更加先进的编码技术。在WCDMA中，采用 了自适应多速率语音编码（AMR）技术。它支持8种编码速率：12.2 、10.2、7.95、7.4、6.7、5.9、5.15和4.75Kb/s.
白发三千丈
红豆生南国
红红豆豆生生南南国国
红红豆豆生生南？国国
编码技术
卷积码
3G、4G、5G切换技术的比较
3G、4G、5G切换技术比较一、网络结构比较1、3G网络结构图：2、4G网络结构图：E-UTRAN只有一种节点网元——E-NodeB网络结构扁平化与传统网络互通全IPRNC+NodeB=eNo媒体面控制分离deB3、网络结构比较：由上面两张图可以看出：1.和WCDMA相比，X2接口类似于IUR接口，S1接口类似于IU接口，但有较大简化。
2.另外LTE 比WCDMA少了一个IUB接口。
因为接入网的NODEB 和RNC 融合到一起构成一个网元eNodeb。
IUB接口塌陷而成为eNodeb的内部接口，FP协议不再需要。
3.LTE系统只存在PS域，分为两个网元，EPC 负责核心网部分，eNodeb负责接入网部分，也称E-UTRAN，EPC信令处理部分称MME，数据处理部分称为SAE Gateway。
LTE系统由核心网（EPC）、基站（eNodeb）和用户设备（UE）3部分组成。
为了跨eNodeb 切换的需要，eNodeb之间也可通过X2接口相连。
二、网内切换过程比较由于不同的网络结构，所以3G与4G的切换过程也必定不一样。
主要区别：3G切换包括软切换和硬切换，4G只有硬切换。
下面WCDMA和TD-LTE系统为例进行比较1、3G软切换信令流程：（WCDMA切换信令流程不再累述）2、4G硬切换信令流程：1.源eNB向UE发送测量控制2.UE向源eNB发送测量报告（包括服务小区、邻区测量结果等）3.源eNB根据测量报告判断是否满足切换要求4.若满足，源eNB向目标eNB发送切换请求5.目标eNB判断是否允许UE接入6.若允许，向源eNB发送切换请求Ack7.源eNB向UE发送切换命令，命令UE切换到目标eNB8.同步9.发送UE的UL位置10.UE向目标eNB发送切换确认消息11.目标eNB收到确认消息后，向MME发送路径切换请求12.MME收到后，向SGW发送用户面更新请求13.SGW更新路径14.SGW向MME发送用户面更新响应15.MME向目标eNB发送路径切换响应16.目标eNB向源eNB发送释放资源消息17.源eNB收到信息，释放资源3、总结：1.WCDMA的NodeB只负责无线链路的承载，RNC负责各种信令的处理2.TD-LTE将NodeB和RNC和为eNB,负责全部切换过程，最后只要通过MME向SGW 提交用户面更新即可。
WCDMA网络结构
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WCDMA协议版本的演进 协议版本的演进
电路域结构的变化：实现承载与控 制分离。MSC被MSC Server 核心网：分CS（电路域）和PS 和MGW两个独立的功能实体 （分组域） 所替代。 接入网：引入WCDMA UTRAN， 核心网电路域可采用IP/ATM/TDM 接入网之间 ATM 组网方式，支持多种传输技术： 核心网和接入网之间的Iu接口基 IP、ATM、TDM 于ATM 核心网增加IMS（IP多媒体子系统） 接入网向IP方向发展, 呼叫基于会话 发起协议（SIP） 增强的IP QoS能力，支持端到端的 IP多媒体业务 无线接入网：HSDPA，接入网之间 增加IP传输选项
SGSN
“session”
IP Backbone
Gn
GGSN
Gi
Intranet/ Internet
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R5核心网特点 核心网特点
R5引入IP多媒体域IMS，在IMS域实现全业务的融合思路。 IMS域为叠加域； 引入基于SIP的多媒体呼叫信令协议，实现端到端的IP多媒体业务； 为了解决用户IP地址的问题，IPv6成为网络必选，IPv4成为网络可选； HLR演进为HSS系统。 R5之后WCDMA的核心网主架构基本稳定，R6/R7以后主要是业务功能的增 强和完善，包括：WLAN和3G的融合、MBMS、Presence等等。
7
UTRAN 接口和传输网
UU： 移动终端与基站的无线空中接口，无线物理传输层，上、下行各5MHz带宽。 R5: 在R99/R4的基础上，空中接口增加了与HSDPA相关的物理信道。 Iub： RNC与NodeB之间的接口，接口信令：NBAP。 R99/R4：Iub接口采用ATM传输方式，物理层可以是多个E1（2～8）或STM－1。 R5： Iub接口采用ATM传输方式或IP方式，由于引入HSDPA，传输数据量大大增 加，物理层一般使用STM-1。 Iur： RNC与RNC之间的接口，接口信令：RNSAP R99/R4：Iur接口也采用ATM传输方式，物理层一般使用STM－1。 R5： Iur接口采用ATM传输方式或IP方式，物理层一般采用STM－1。
rake接收机原理和结构
第三章 WCDMA 关键技术本章主要从原理的角度介绍了WCDMA收发信机的各个组成部分的结构包括RAKE接收机的原理和结构射频和中频处理技术信道编解码技术和多用户检测的基本原理图3-1 数字通信系统框图如图3-1所示为一般意义上的数字通信系统WCDMA 的收发信机就建立在这个基本的框图上其中信道编译码部分采用卷积码或者Turbo码调制解调部分采用码分多址的直接扩频通信技术信源编码部分根据应用数据的不同对语音采用AMR 自适应多速率编码对图象和多媒体业务采用ITU Rec. H.324系列协议3.1 RAKE 接收机在CDMA 扩频系统中信道带宽远远大于信道的平坦衰落带宽不同于传统的调制技术需要用均衡算法来消除相邻符号间的码间干扰CDMA 扩频码在选择时就要求它有很好的自相关特性这样在无线信道中出现的时延扩展就可以被看作只是被传信号的再次传送如果这些多径信号相互间的延时超过了一个码片的长度那么它们将被CDMA接收机看作是非相关的噪声而不再需要均衡了由于在多径信号中含有可以利用的信息所以CDMA 接收机可以通过合并多径信号来改善接收信号的信噪比其实RAKE 接收机所作的就是通过多个相关检测器接收多径信号中的各路信号并把它们合并在一起图3-2所示为一个RAKE 接收机它是专为CDMA 系统设计的经典的分集接收器其理论基础就是当传播时延超过一个码片周期时多径信号实际上可被看作是互不相关的QI合并相加延迟估计时间量径位置图3-2 RAKE接收机框图带DLL的相关器是一个迟早门的锁相环它由两个相关器早和晚组成和解调相关器分别相差1/2或1/4个码片迟早门的相关结果相减可以用于调整码相位延迟环路的性能取决于环路带宽延迟估计的作用是通过匹配滤波器获取不同时间延迟位置上的信号能量分布如图3-3所示识别具有较大能量的多径位置并将它们的时间量分配到RAKE接收机的不同接收径上匹配滤波器的测量精度可以达到1/41/2码片而RAKE接收机的不同接收径的间隔是一个码片实际实现中如果延迟估计的更新速度很快比如几十ms一次就可以无须迟早门的锁相环由于信道中快速衰落和噪声的影响实际接收的各径的相位与原来发射信号的相位有很大的变化因此在合并以前要按照信道估计的结果进行相位的旋转实际的CDMA系统中的信道估计是根据发射信号中携带的导频符号完成的根据发射信号中是否携带有连续导频可以分别采用基于连续导频的相位预测和基于判决反馈技术的相位预测方法如图3-3图3-4所示导频通道图3-3 基于连续导频信号的信道估计方法图3-4 使用判决反馈技术的间断导频条件的信道估计方法LPF 是一个低通滤波器滤除信道估计结果中的噪声其带宽一般要高于信道的衰落率使用间断导频时在导频的间隙要采用内插技术来进行信道估计采用判决反馈技术时先硬判决出信道中的数据符号在已判决结果作为先验信息类似导频进行完整的信道估计通过低通滤波得到比较好的信道估计结果这种方法的缺点是由于非线性和非因果预测技术使噪声比较大的时候信道估计的准确度大大降低而且还引入了较大的解码延迟图3-5为匹配滤波器的基本结构本地的扩频码和扰码串行输入采样数据图3-5 匹配滤波器的基本结构延迟估计的主要部件是匹配滤波器匹配滤波器的功能是用输入的数据和不同相位的本地码字进行相关取得不同码字相位的相关能量当串行输入的采样数据和本地的扩频码和扰码的相位一致时其相关能力最大在滤波器输出端有一个最大值根据相关能量延迟估计器就可以得到多径的到达时间量从实现的角度而言RAKE 接收机的处理包括码片级和符号级码片级的处理有相关器本地码产生器和匹配滤波器符号级的处理包括信道估计相位旋转和合并相加码片级的处理一般用ASIC 器件实现而符号级的处理用DSP 实现移动台和基站间的RAKE 接收机的实现方法和功能尽管有所不同但其原理是完全一样的对于多个接收天线分集接收而言多个接收天线接收的多径可以用上面的方法同样处理RAKE接收机既可以接收来自同一天线的多径也可以接收来自不同天线的多径从RAKE 接收的角度来看两种分集并没有本质的不同但是在实现上由于多个天线的数据要进行分路的控制处理增加了基带处理的复杂度3.2 CDMA 射频和中频设计原理3.2.1 CDMA 射频和中频的总体结构图3-6 CDMA 射频和中频原理框图图3-6给出了CDMA射频和中频部分的原理框图射频部分是传统的模拟结构有用信号在这里转化为中频信号射频下行通道部分主要包括自动增益控制RF AGC 接收滤波器Rx 滤波器和下变频器射频的上行通道部分主要包括自动增益控制RF AGC 二次上变频宽带线性功放和射频发射滤波器中频部分主要包括下行的去混迭滤波器下变频器ADC 和上行的中频和平滑滤波器上变频器和DAC 对于WCDMA 的数字下变频器而言由于其输出的基带信号的带宽已经大于中频信号的10%故与一般的GSM 信号和第一代信号不同称为宽带信号3.2.2 CDMA 的射频设计性能和考虑前面已经提到CDMA 的信号是宽带信号因此射频部分必须设计成适合于宽带低功率谱密度信号CDMA 的高动态范围高峰值因数由于采用线性调制和多码传输精确的快速功率控制环路向功率放大器的线性和效率提。
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W C D M A系统网络结构
图
Last revision on 21 December 2020
WCDMA系统网络结构图
1.Uu:和(陆地无线接入网)之间的接口,用户终端。
2.UE: 3G网络中，用户终端就叫做UE包含手机，智能终端，多媒体设备，流媒
体设备等。
3.ME:
4.：陆地无线接入网。
UTRAN由NODE B和无线网络控制器（RNC）构成，NODE B
相当于GSM BTS，RNC相当于GSM BSC。
3g由核心网(CN)、UMTS 陆地无线接入网(UTRAN)、用户设备(UE)三大部分组成，CN主要完成用户认证、位置管理、呼叫连接控制、用户信息传送等功能。
UTRAN分为无线不相关和无线相关两部分，前者完成与CN 的接口，实现向用户提供QOS 保证的信息处理和传送以及用户和信息的处理和传送；无线相关部分处理与UE 的无线接入(用户信息传送、控制、资源管理等)。
UE 主要完成无线接入、信息处理等。
Node B：无线收发信机。
主要功能是扩频、调制、信道编码及解扩、解调、信道解码、还包括基带信号和射频信号的转化。
5.Lub：逻辑单元块
6.RNC：无线网络控制器是3G网络的一个关键网元。
它是接入网的组成部分，
用于提供移动性管理、呼叫处理、链接管理和切换机制。
7.Lu：逻辑单元(LU)连接陆地无线接入网（）和CN(核心网)
8.Lur：用于呼叫切换的RNC到RNC连接，通常通过OC-3链路实现。
：核心网将业务提供者与接入网，或者，将接入网与其他接入网连接在一
起的网络。
通常指除接入网和用户驻地网之外的网络部分。
10.Msc: 移动交换中心。
核心网CS域功能节点。
MSC/VLR的主要功能是提供CS
域的呼叫控制、移动性管理、鉴权和加密等功能。
11.VLR: 拜访位置寄存器, VLR动态地保存着进入其控制区域内的移动用户的相
关数据，如位置区信息及补充业务参数等，并为已登记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件。
VLR从该移动用户归属的HLR中获取并保存用户数据，并在处理用户的移动业务时向MSC提供必要的用户数据。
VLR一般都与MSC在一起综合实现。
12.HLR: 归属位置寄存器, 存放着所有归属用户的信息，如用户的有关号码
（IMSI和MSISDN）、用户类别、漫游能力、签约业务和补充业务等。
此外，HLR还存储着每个归属用户有关的动态数据信息，如用户当前漫游所在的MSC/VLR地址（即位置信息）和分配给用户的补充业务。
13.AUC是系统的安全性管理单元，存储用以保护移动用户通信不受侵犯的必要信
息。
AUC一般与合置在一起，在HLR/AUC内部，AUC数据作为部分数据表存在。
14.OMC：操作维护中心。
包括设备管理系统和网络管理系统。
设备管理系统完成
对各独立网元的维护和管理；网络管理系统能够实现对全网所有相关网元的统一维护和管理。
15.SGSN: 服务GPRS支持节点,SGSN是GSM/GPRS/EDGE网络的CN的网元。
它负责
在其服务区内转发MS移动台与外部网络之间的IP数据包。
SGSN和MS之间的业务信息还要经过BSC，基站控制器)和BTS基站收发信台)的传输。
主要功能还有：鉴权和加密；会话管理；移动性管理；逻辑链路管理；通过Gr接口与HLR归属位置寄存器)连接、通过Gb接口与BSC连接、通过Gn接口与GGSN，网关GPRS支持节点)连接；输出与无线网络使用相关的计费数据。
16.GMSC: 移动交换中心网关, GMSC称为入口移动交换局或称门道局（GATE WAY
－网关或门道交换局）。
它具有从HLR查询得到被叫MS目前的位置信息，并根据此信息选择路由。
GMSC 可以是任意的MSC ，也可以单独设置。
单独设置时，不处理 MS的呼叫，因此不需设VLR ，不与BSC 相连。
17.GGSN: 网关支持节点, 核心网)的网元，是为了在GSM网络中提供GPRS业务
功能而引入的一个网元功能实体，提供数据包在GPRS网和外部数据网之间的网关接口功能。
用户选择哪一个GGSN作为网关，是在PDP Contexts激活过程中根据用户的签约信息以及用户请求的接入点名确定的。
主要功能有：通过Gi接口与外部IP分组网络连接2 GPRS会话管理，建立与外部网络的通信3通过Gn接口与SGSN连接4输出与外部数据网络使用相关的计费信息。
18.External Networks：外部网络（External Networks）外部网络主要可以分
为两类：①电路交换型外部网络（CS Networks）：提供电路交换的连接服务，如语音服务。
19.PLMN PST LSDN..etc: PLMN 公众陆地移动电话网, 由政府或它所批准的经营
者，为公众提供陆地移动通信业务目的而建立和经营的网路。
该网路必须与公众交换电话网（PSTN）互连，形成整个地区或国家规模的通信网。
PSTN 公共交换电话网即我们日常生活中常用的电话网。
PSTN是一种以模拟技术为基础的电路交换网络。
他是一种用于全球语音通信的电路交换网络，是目前世界上最大的网络目前几乎全部是数字化的网络。
公共交换电话网主要由交换系统和传输系统两大部分组成，其中，交换系统中的设备主要是电话交换机（现在是程控交换机）。
传输系统主要由传输设备和线缆组成，传输设备也由早期的载波复用设备发展到SDH同步数字体系，根据ITU-T的建议定义，
是不同速度的数位信号的传输提供相应等级的信息结构，包括复用方法和映射方法，以及相关的同步方法组成的一个技术体制。
ISDN 综合业务数字网就是采用的数字交换和数字传输的电信网的简称，中国电信将其俗称为"一线通"。
ISDN是以电话综合数字网为基础发展而成的通信网，能提供端到端的数字连接，可承载话音和非话音业务，用户能够通过多用途用户----网络接口接入网络。
ISDN采用数字传输和数字交换技术，将电话、传真、数据、图像等多种业务综合在一个统一的数字网络进行传输和处理，向用户提供基本速率（2B+ D，144kbit/s）和一次群速率（30B+D，2Mkbit/s）两种接口。
基本速率接口包括两个能独立工作的B信道（64Kkbit/s）和一个D信道（16Kkbit/s）。
其中B信道一般用来传输话音、数据和图像，D信道用来传输信令或分组信息。
ISDN能够向用户提供三大类业务：承载业务（与用户终端类型无关）；用户终端业务（如数字电话、四类传真、数据通信、视频通信等）；丰富的补充业务（如主/被叫用户号码识别显示/限制、呼叫等待、呼叫转移、多用户号码、子地址、三方通信等）。