移动通信网络规划与工程设计供参考全套ppt.ppt

移动通信网络规划与工程设计供参考移动通信网络规划移动通信网络规划 与工程设计与工程设计移动通信网络规划与工程设计第1章移动通信技术演进第2章电波传播模型校正第3章无线网络仿真第4章GSM/GPRS/R4核心网规划第5章GSM/GPRS/EDGE无线网规划第6章TD-SCDMA无线网规划第7章CDMA2000 1x EV-DO网络规划第8章WCDMA无线网规划第9章室内覆盖设计第10章 工程设计第11章 移动网质量评估4.Clik to add Title第1章移动通信技术演进v1.11.1移动通信发展简史移动通信发展简史 v1.21.2第二代移动通信系统及其关键技术第二代移动通信系统及其关键技术 v1.31.3第三代移动通信系统及其关键技术第三代移动通信系统及其关键技术 v1.41.4移动通信技术演进路线移动通信技术演进路线 1.1移动通信发展简史 v移动通信移动通信Mobile CommunicationMobile Communication是相对于固定通信而言，顾名思是相对于固定通信而言，顾名思义是指能够在移动状态下完成信息交换的通信方式。从诞生到义是指能够在移动状态下完成信息交换的通信方式。从诞生到今天虽然只有半个世纪多一点，但伴随微电子技术和计算机技今天虽然只有半个世纪多一点，但伴随微电子技术和计算机技术的迅猛发展，已经走过了从第一代术的迅猛发展，已经走过了从第一代1G1G到第三代到第三代3G3G的技术发展的技术发展历程，手机、无线网卡、笔记本电脑等移动终端设备已成为人们历程，手机、无线网卡、笔记本电脑等移动终端设备已成为人们日常社会生活中不可或缺的重要组成部分。本书在系统介绍移动日常社会生活中不可或缺的重要组成部分。本书在系统介绍移动通信网络规划和工程设计之前，在本章中先简要的介绍移动通信通信网络规划和工程设计之前，在本章中先简要的介绍移动通信在各个发展阶段的主要技术体制、关键技术及演进路线。在各个发展阶段的主要技术体制、关键技术及演进路线。1.1移动通信发展简史v二十世纪中叶，世界上第一个采用蜂窝概念的商用公共汽车二十世纪中叶，世界上第一个采用蜂窝概念的商用公共汽车 系统的建立，拉开了第一代移动通信系统的建立，拉开了第一代移动通信1G1G（1st Generation1st Generation）时代的序幕，到二十世纪时代的序幕，到二十世纪8080年代，移动通信得到了快速发展，年代，移动通信得到了快速发展，9090年代，全球移动用户出现爆炸式的增长，世界上大多数国年代，全球移动用户出现爆炸式的增长，世界上大多数国家很快采用第二代数字蜂窝移动通信系统家很快采用第二代数字蜂窝移动通信系统2G2G（2nd 2nd GenerationGeneration）来取代第一代模拟移动通信系统，以满足由于）来取代第一代模拟移动通信系统，以满足由于用户高速增长对大容量系统的需要，踏入用户高速增长对大容量系统的需要，踏入2121世纪，移动通信世纪，移动通信发展已进入信息时代，多媒体、视频业务的需求推动了第三发展已进入信息时代，多媒体、视频业务的需求推动了第三代移动通信代移动通信3G3G（3rd Generation3rd Generation）的发展，迎来了第三代移）的发展，迎来了第三代移动通信系统的建设高潮，并且加快了动通信系统的建设高潮，并且加快了LTELTE（Long Term Long Term EvolutionEvolution长期演进）的步伐。与此同时围绕提升数据传输速长期演进）的步伐。与此同时围绕提升数据传输速率和拓展带宽这一主题，率和拓展带宽这一主题，GSMGSM、CDMACDMA等等“老老”技术也焕发出新技术也焕发出新的活力，的活力，2G2G增强型技术业务带宽直逼增强型技术业务带宽直逼3G3G标准，标准，3G3G及其演进技及其演进技术，带宽纪录不断被刷新。宽带移动通信的春天已悄然走来。术，带宽纪录不断被刷新。宽带移动通信的春天已悄然走来。1.1移动通信发展简史图1-1 移动通信发展及演进路线1.1移动通信发展简史v第一代移动通信系统第一代移动通信系统v第一代移动通信系统是模第一代移动通信系统是模拟蜂窝移动通信系统。历拟蜂窝移动通信系统。历史上曾经有过三个主要的史上曾经有过三个主要的技术标准：它们是北美的技术标准：它们是北美的先进移动先进移动 业务业务AMPSAMPS全全接入移动通信系统接入移动通信系统TACSTACS和和北欧移动北欧移动 NMT NMT接入方式接入方式采用频分多址采用频分多址FDMAFDMA其主其主要技术规格见表要技术规格见表1-11-1。系统TACSNMTAMPSNMT450NMT900工作频率下行935950MHz461.3465.74MHz935960MHz917950MHz上行890905MHz453457.5MHz925942MHz824894MHz接入方式FDMAFDMAFDMAFDMA双工间隔45MHz10MHz45MHz45MHz频道间隔25kMz25kMz25kMz30kMz数据信号直接FSK副载波FFSK直接FSK我国使用情况我国大部分地区我国没有使用我国西北五省1.1移动通信发展简史v第二代移动通信系统第二代移动通信系统v第二代为数字蜂窝移动通信系统，世界上具有代表性的技术标准第二代为数字蜂窝移动通信系统，世界上具有代表性的技术标准有四个。它们是：采用时分多址有四个。它们是：采用时分多址TDMATDMA接入方式的全球移动通信接入方式的全球移动通信系统系统GSMGSM、采用码分多址、采用码分多址CDMACDMA接入方式的接入方式的CDMA IS-95CDMA IS-95移动通信移动通信系统，以及北美系统，以及北美D-AMPS D-AMPS 日本日本PDCPDC系统。其主要技术规格见表系统。其主要技术规格见表1-1-2 2。1.1移动通信发展简史系统GSMCDMA D-AMPSPDCIS-952000 1x工作频率下行935960MHz18051850MHz825835MHz869894MHz810826MHz14291453MHz上行890915MHz17101755MHz870880MHz824849MHz940956MHz14771501MHz接入方式TDMACDMATDMATDMA双工方式FDDFDDFDDFDD双工间隔45MHz95 MHz45MHz45MHz130 MHz 48 MHz载频带宽200KHz1.23MHz30KHz50KHz业务信道数/每载频83S站 21 O1站 233S站 35 O1站 4033调制方式GMSK下行：QPSK上行：BPSK/4dif QPSK/4dif QPSK说明每载频8时隙3S 三扇区单载波站O1 单载频全向站每载频3时隙每载频3时隙使用地区国家中国、欧洲中国、美国美国日本1.1移动通信发展简史v第三代移动通信第三代移动通信系统系统v现在被现在被ITUITU列为列为3G3G移移动通信系统主流标准动通信系统主流标准有三个。即：有三个。即：WCDMAWCDMA、CDMA2000 1x/EV-CDMA2000 1x/EV-DODO以及我国提交的以及我国提交的TD-SCDMATD-SCDMA第三代移第三代移动通信系统主要的技动通信系统主要的技术规格见表术规格见表1-31-3。系统WCDMACDMA 2000 1x/EV-DOTD-SCDMA主要工作频率下行21302145MHz825835MHz2110-2125MHz18801920MHz20102025MHz23002400MHz上行19401955MHz870880MHz1920-1935MHz载频带宽 MHz5N1.23（N=1，3，6，9）N1.6（N=1，3，6，9）码片速率 Mcps3.84N1.2288（N=1，3，6，9）N1.28（N=1，3，6，9）调制方式下行：QPSK上行：BPSK下行：QPSK上行：BPSK下行：QPSK上行：BPSK接入方式CDMACDMACDMA双工方式FDDFDDTDD我国运营商中国联通中国电信中国移动1.1移动通信发展简史v移动通信系统多址技术比较移动通信系统多址技术比较v图图1-21-2为为FDMAFDMA、TDMATDMA、CDMACDMA三种多址方式的示意图。三种多址方式的示意图。图1-2 FDMA TDMA CDMA 多址接入技术示意图1.1移动通信发展简史v移动通信基本技术移动通信基本技术v蜂窝结构蜂窝结构v目前公用移动通信网都采用蜂窝结构，蜂窝概念是源于仿生学中蜂巢目前公用移动通信网都采用蜂窝结构，蜂窝概念是源于仿生学中蜂巢的结构，用基站组成若干蜂窝小区来形成一个连续的无线覆盖服务区。的结构，用基站组成若干蜂窝小区来形成一个连续的无线覆盖服务区。这种结构最大优点是便于使用频率复用的方法，使宝贵的频率资源得这种结构最大优点是便于使用频率复用的方法，使宝贵的频率资源得到再生，来提高频率利用率。到再生，来提高频率利用率。1.1移动通信发展简史v频率复用技术频率复用技术v频率复用是蜂窝移动通信网重要的概念之一。频率复用就是将可频率复用是蜂窝移动通信网重要的概念之一。频率复用就是将可用频率分成若干组，并用频率分成若干组，并v以组为单位分配到各个小区，用同一载频的无线信道覆盖不同的小区，以组为单位分配到各个小区，用同一载频的无线信道覆盖不同的小区，使相同载频区域彼此保持相隔一定的距离，以便把频率干扰控制在保使相同载频区域彼此保持相隔一定的距离，以便把频率干扰控制在保证系统正常通信所允许的范围内，频率复用使宝贵的频率资源得到再证系统正常通信所允许的范围内，频率复用使宝贵的频率资源得到再生，提高了频率利用率，增加了系统容量。生，提高了频率利用率，增加了系统容量。1.1移动通信发展简史v切换、位置更新、漫游技术切换、位置更新、漫游技术v所谓移动通信是相对于固定通信而言，指通信终端可以移动，所谓移动通信是相对于固定通信而言，指通信终端可以移动，通过无线链路完成通信。在通信过程中，尤其是当移动台处于通过无线链路完成通信。在通信过程中，尤其是当移动台处于移动状态下，通信有可能是在同一移动状态下，通信有可能是在同一MSCMSC的若干个基站的蜂窝小区的若干个基站的蜂窝小区内完成，也有可能随时从本地内完成，也有可能随时从本地MSCMSC服务区的一个蜂窝小区进入服务区的一个蜂窝小区进入另一个相邻的另一个相邻的MSCMSC服务区管辖的蜂窝小区，网络都要保证通信服务区管辖的蜂窝小区，网络都要保证通信的连续性和可靠性。在上述过程中，移动台是通过系统对相关的连续性和可靠性。在上述过程中，移动台是通过系统对相关的无线频道进行的无线频道进行“切换切换”（HandoffHandoff）来完成的。移动台在同一）来完成的。移动台在同一MSCMSC服务区内不同的蜂窝小区间的切换叫做服务区内不同的蜂窝小区间的切换叫做“越区切换越区切换”，而不，而不同同MSCMSC之间的相邻小区间的切换则称为之间的相邻小区间的切换则称为“越局切换越局切换”。当移动台。当移动台从归属的从归属的MSCMSC移动到其它非归属移动到其它非归属MSCMSC，进行呼叫和被呼，则称为，进行呼叫和被呼，则称为“漫游漫游”（RoamingRoaming）服务。）服务。1.1移动通信发展简史v移动通信支撑网络移动通信支撑网络v现代移动通信网是一个综合网络，它不仅包括由核心网子系统、现代移动通信网是一个综合网络，它不仅包括由核心网子系统、接入网子系统、业务控制中心等组成的业务网，还包括由数字信接入网子系统、业务控制中心等组成的业务网，还包括由数字信令网、数字同步网、电信管理网等构成的支撑网络，此外还有无令网、数字同步网、电信管理网等构成的支撑网络，此外还有无线智能网、多媒体短信中心、计费中心、客户服务中心、网关、线智能网、多媒体短信中心、计费中心、客户服务中心、网关、互联网等组成一个能提供综合通信服务的信息网。互联网等组成一个能提供综合通信服务的信息网。v本节将简要介绍数字移动网三个最基本的支撑网：数字信令网、数字本节将简要介绍数字移动网三个最基本的支撑网：数字信令网、数字同步网和移动网管。同步网和移动网管。1.1移动通信发展简史v数字信令网数字信令网v信令是指通信网各节点之间的、用来传递控制通信设备动作、信令是指通信网各节点之间的、用来传递控制通信设备动作、指导系统各功能实体相互配合来共同完成某项预定功能的信指导系统各功能实体相互配合来共同完成某项预定功能的信号。显然任何一个数字通信网必须有其相应的数字信令系统号。显然任何一个数字通信网必须有其相应的数字信令系统的支持，它是现代移动通信网不可缺少的的支持，它是现代移动通信网不可缺少的“神经系统神经系统”。v数字同步网数字同步网v在数字通信网中，各有关设备必须用相同速率的时标（在数字通信网中，各有关设备必须用相同速率的时标（Time scaleTime scale）去识别和处理信号，如果时标不能对准信号的最佳判决瞬）去识别和处理信号，如果时标不能对准信号的最佳判决瞬间，则可能出现误码，因此，数字设备要准确无误地运行，间，则可能出现误码，因此，数字设备要准确无误地运行，各时标必须具有相同的速率，即时钟同步。各时标必须具有相同的速率，即时钟同步。v移动管理网移动管理网v现代移动通信网不仅需要先进的技术支撑，而且需要现代化的现代移动通信网不仅需要先进的技术支撑，而且需要现代化的管理手段。管理手段。1.2第二代移动通信系统及其关键技术v随着移动用户的急剧增长，第一代模拟移动通信的缺点也越来随着移动用户的急剧增长，第一代模拟移动通信的缺点也越来越多的充分暴露出来，主要缺点可以概括为三个：一是频率利越多的充分暴露出来，主要缺点可以概括为三个：一是频率利用率不高，用户容量受到极大的限制，不能满足大城市快速增用率不高，用户容量受到极大的限制，不能满足大城市快速增长的密度容量的要求，第二是各系统技术体制杂乱，不能实现长的密度容量的要求，第二是各系统技术体制杂乱，不能实现各网间和国际间的漫游服务，第三是业务单一，不能满足数据各网间和国际间的漫游服务，第三是业务单一，不能满足数据等新业务的需求。为此，从等新业务的需求。为此，从8080年代中，各国相继推出了第二代蜂年代中，各国相继推出了第二代蜂窝系统标准。窝系统标准。v第二代数字移动蜂窝系统的业务主要集中在语音和低速电路第二代数字移动蜂窝系统的业务主要集中在语音和低速电路型数据业务上。第二代数字蜂窝移动通信系统的出现极大推型数据业务上。第二代数字蜂窝移动通信系统的出现极大推动了移动通信的发展，使移动用户出现了爆炸式的增长。动了移动通信的发展，使移动用户出现了爆炸式的增长。1.2第二代移动通信系统及其关键技术vGSMGSM移动通信系统及其关键技术移动通信系统及其关键技术vGSMGSM网络参考模型网络参考模型vGSMGSM数字蜂窝移动通信系统由移动台（数字蜂窝移动通信系统由移动台（MSMS）、交换子系统）、交换子系统（MSSMSS）、基站子系统（）、基站子系统（BSSBSS）、操作维护子系统（）、操作维护子系统（OMCOMC）组成，）组成，其系统结构及接口如下图所示。其系统结构及接口如下图所示。图1-9 GSM网络参考模型1.2第二代移动通信系统及其关键技术v GSMGSM系统的关键技术系统的关键技术vTDMATDMA时分多址技术时分多址技术vTDMATDMA时分多址是指在一个较宽的载波上，把时间分成周期性的时分多址是指在一个较宽的载波上，把时间分成周期性的帧，每一帧再分成若干时隙，每个时隙就构成了一个无线信道，帧，每一帧再分成若干时隙，每个时隙就构成了一个无线信道，分配给一个移动用户使用。分配给一个移动用户使用。v紧密频率复用技术紧密频率复用技术v根据根据GSMGSM体制的推荐，体制的推荐，GSMGSM采用采用4343频率复用方式，即每频率复用方式，即每4 4个基站个基站为一群，每个基站分成为一群，每个基站分成3 3个三叶草形个三叶草形600600扇区或扇区或3 3个个12001200扇区，扇区，共需共需1212组频率。因为这种方式同频干扰保护比组频率。因为这种方式同频干扰保护比C/IC/I能够较好能够较好的满足的满足GSMGSM标准的要求。标准的要求。v跳频跳频 (Frequency Hopping)(Frequency Hopping)技术技术v跳频是指载波频率在一定宽度的频带范围内按某种图案（跳跳频是指载波频率在一定宽度的频带范围内按某种图案（跳频序列）进行跳变，跳频相当于展宽了频谱，因此是扩频通频序列）进行跳变，跳频相当于展宽了频谱，因此是扩频通信基本技术方式中的一种，跳频有频率分集和干扰源分集两信基本技术方式中的一种，跳频有频率分集和干扰源分集两个作用，因此可以提高系统抗衰落和抗干扰的能力，从而改个作用，因此可以提高系统抗衰落和抗干扰的能力，从而改善无线信号传输质量，降低误码率。善无线信号传输质量，降低误码率。1.2第二代移动通信系统及其关键技术v分集技术分集技术v在移动通信中，为了克服由于受地形地物等影响电波传播产在移动通信中，为了克服由于受地形地物等影响电波传播产生的多径和时延，造成无线信号的衰落而影响通信质量，移生的多径和时延，造成无线信号的衰落而影响通信质量，移动通信现在广泛采用了天线分集接收技术，因为它可以有效动通信现在广泛采用了天线分集接收技术，因为它可以有效的减少无线信号衰落的影响。的减少无线信号衰落的影响。v话音检测（话音检测（VADVAD）不连续发射（）不连续发射（DTXDTX）技术）技术v话音检测不连续发射技术也叫话音激活技术，它是通过禁止传输用户话音检测不连续发射技术也叫话音激活技术，它是通过禁止传输用户认为不需要的无线信号来降低系统内的干扰，来提高系统效率和容量。认为不需要的无线信号来降低系统内的干扰，来提高系统效率和容量。1.2第二代移动通信系统及其关键技术vCDMACDMA数字移动通信系统及其关键技术数字移动通信系统及其关键技术v CDMACDMA网络参考模型网络参考模型v在逻辑上，在逻辑上，CDMACDMA（IS-95AIS-95A）数字移动通信网络参考模型是由图）数字移动通信网络参考模型是由图1-191-19中的功能实体和相关接口参考点所组成。中的功能实体和相关接口参考点所组成。图1-19 CDMA网络参考模型1.2第二代移动通信系统及其关键技术vCDMACDMA系统的关键技术系统的关键技术v 软切换技术软切换技术v软切换软切换SHOSHO（Soft hand-offSoft hand-off）是）是CDMACDMA系统所特有的技术，在这一系统所特有的技术，在这一点上，它不同于点上，它不同于TDMATDMA系统，系统，TDMATDMA系统没有软切换，只有硬切换，系统没有软切换，只有硬切换，而而CDMACDMA系统有硬切换、软切换和更软切换三种切换方式。硬切换指系统有硬切换、软切换和更软切换三种切换方式。硬切换指发生在不同载频之间，不同发生在不同载频之间，不同MSCMSC之间，不同厂商的系统之间的切换；之间，不同厂商的系统之间的切换；而软切换和更软切换只能在相同频率的而软切换和更软切换只能在相同频率的CDMACDMA信道间进行，软切换信道间进行，软切换是指发生在不同基站之间的切换，而更软切换是指发生在同一基站不是指发生在不同基站之间的切换，而更软切换是指发生在同一基站不同扇区之间的切换。同扇区之间的切换。v 功率控制技术功率控制技术v功率控制（功率控制（PC Power ControlPC Power Control）技术也是）技术也是CDMACDMA的核心技术之一，的核心技术之一，众所周知，移动通信在上行链路中，由于靠近基站的移动台众所周知，移动通信在上行链路中，由于靠近基站的移动台到达基站的信号非常强，会掩盖掉距基站较远的移动台的弱到达基站的信号非常强，会掩盖掉距基站较远的移动台的弱信号，即所谓信号，即所谓“远近效应远近效应”。1.2第二代移动通信系统及其关键技术vGSMGSM与与CDMA IS-95CDMA IS-95虽然同属于第二代移动通信系统，但技术上有很大虽然同属于第二代移动通信系统，但技术上有很大的不同，其主要技术性能比较如下：的不同，其主要技术性能比较如下：序号项目CDMA（IS-95）GSM1多址方式CDMA TDMA2载频间隔1.25MHz 200 KHz3TCH/载频24(全向站)、21(三扇区站)84调制方式QPSK(BTS)OPQSK(MS)GMSK5语音编码EVRC RPE-LTP6语音速率8 Kbits/s 13 Kbits/s1.3第三代移动通信系统及其关键技术v第三代移动通信系统技术特点第三代移动通信系统技术特点v按按ITUITU总体目标，第三代移动通信系统应具有以下特点：总体目标，第三代移动通信系统应具有以下特点：v提供高速率和多种速率并支持多种业务提供高速率和多种速率并支持多种业务v全球覆盖及全球无缝漫游全球覆盖及全球无缝漫游v高的频谱效率。高的频谱效率。v高服务质量：应达到长话的话音质量，数据业务的比特错误率高服务质量：应达到长话的话音质量，数据业务的比特错误率应小于应小于10106 6。v应具有低成本、低功耗、小体积、高保密等良好的商业特性。应具有低成本、低功耗、小体积、高保密等良好的商业特性。1.3第三代移动通信系统及其关键技术vIMTIMT20002000家族家族 vIMT-2000IMT-2000在功能结构模型上使用了层的概念，所谓层是和一个或多个在功能结构模型上使用了层的概念，所谓层是和一个或多个域提供的一个方面有关的协议组。域提供的一个方面有关的协议组。IMT-2000IMT-2000功能结构由无线资源控功能结构由无线资源控制平面制平面RRCRRC和通信控制平面和通信控制平面CCCC两个平面构成。两个平面构成。RRCRRC负责无线资源的负责无线资源的分配和监视，代表无线接入网完成的功能；分配和监视，代表无线接入网完成的功能；CCCC平面则负责整体平面则负责整体的接入、业务、寻呼、载波和连续控制。的接入、业务、寻呼、载波和连续控制。vIMTIMT20002000的功能模块基本上可以分为三大部分，即：核心网的功能模块基本上可以分为三大部分，即：核心网络、业务控制网络和接入网络。加上用户终端就组成了一个络、业务控制网络和接入网络。加上用户终端就组成了一个完整的完整的IMT-2000IMT-2000系统，不过习惯上人们把业务控制网络划归系统，不过习惯上人们把业务控制网络划归核心网，因此通常把核心网，因此通常把IMTIMT20002000系统结构分为用户终端、无线系统结构分为用户终端、无线接入网、核心网三大部分。接入网、核心网三大部分。1.3第三代移动通信系统及其关键技术v第三代移动通信的网络结构第三代移动通信的网络结构vWCDMAWCDMAvWCDMAWCDMA系统的核心网系统的核心网CNCN（Core NetworkCore Network）是基于）是基于GSM/GPRSGSM/GPRS网络的网络的演进而设计，它保持了与演进而设计，它保持了与GSM/GPRSGSM/GPRS的向下兼容性，它可以基于的向下兼容性，它可以基于TDMTDM、ATMATM、IPIP技术向全技术向全IPIP网络演进。网络演进。WCDMAWCDMA的核心网从逻辑上可以分的核心网从逻辑上可以分为电路域为电路域CSCS和分组域和分组域PSPS，分别完成电路型业务和分组型业务，接入，分别完成电路型业务和分组型业务，接入网基于网基于ATMATM技术并向全技术并向全IPIP方向发展，统一完成语音业务和数据业方向发展，统一完成语音业务和数据业务，务，MAPMAP技术和技术和GPRSGPRS隧道技术（隧道技术（TunnelTunnel）是）是WCDMAWCDMA移动性管理机移动性管理机制的核心。制的核心。1.3 第三代移动通信系统及其关键技术vWCDMAWCDMA系统主要技术参数概括如下：系统主要技术参数概括如下：序号项 目技 术 参 数说 明1信道带宽5MHz2码片速率3.84Mcps3语音编码方式AMR 12.2 kbps自适应声码器AMR能提供从12.2kbit/s到4.75kbit/s 8种编码速率4信道编码方式卷积码和Turbo码5调制方式上行：BPSK 下行：QPSK6解调方式导频辅助相干解调7发射分集方式TSTD、STTD、FBTDTSTD（Time switched transmit diversity）时间交替发射分集STTD（Space time transmit diversity）时空发射分集FBTD（Feedback transmit diversity）反馈发射分集8功率控制采用上、下行闭环功率控制和外环功率控制9基站同步方式支持同步和异步基站运营1.3第三代移动通信系统及其关键技术vCDMA2000CDMA2000vCDMA 2000CDMA 2000是在是在IS-95IS-95的基础上演进而来，采用了的基础上演进而来，采用了IS-41IS-41核心网络结核心网络结构，引入了构，引入了WINWINv（WirlessIntelligent NetworkWirlessIntelligent Network无线智能网）为架构的业务平台，无线智能网）为架构的业务平台，电路域集成了电路域集成了IS-95IS-95的网络，分组域是基于的网络，分组域是基于Mobile IPMobile IP技术的分技术的分组网络，无线接入网以组网络，无线接入网以ATMATM交换机为平台，并能提供丰富的适交换机为平台，并能提供丰富的适配接口。配接口。1.3 第三代移动通信系统及其关键技术vCDMA 2000 1xCDMA 2000 1x的主要技术参数是：的主要技术参数是：序号项 目技 术 参 数说 明1信道带宽N1.23MHz N=1，32码片速率N1.2288Mcps N=1，33语音编码方式8K/13K QCELP 8K EVRC4信道编码方式卷积码和Turbo码5调制方式上行：BPSK 下行：QPSK6解调方式导频辅助相干解调7发射分集方式OTD（Othoganal Transmit Diversity）ST D（Space Transmit Diversity）OTD空间发射分集STD正交发射分集8功率控制采用上、下行闭环功率控制和外环功率控制9基站同步方式GPS/GLONASS同步1.3第三代移动通信系统及其关键技术vTD-SCDMATD-SCDMAvTD-SCDMATD-SCDMA是我国基于是我国基于GSM/GPRSGSM/GPRS向向3G3G平滑演进而提出的标准，平滑演进而提出的标准，因此采用了因此采用了GSM/GPRSGSM/GPRS核心网的结构，技术体制基本上同于核心网的结构，技术体制基本上同于WCDMAWCDMA，只是空中接口改为，只是空中接口改为TD-SCDMA TD-SCDMA。1.3 第三代移动通信系统及其关键技术vTD-SCDMATD-SCDMA的主要技术特点有：的主要技术特点有：序号项 目技 术 特 点主 要 优 点1信道带宽N1.6MHz N=1，2，32码片速率N1.28Mcps N=1，2，3低码片速率，提高频谱利用率3语音编码方式AMR 12.2 kbps4信道编码方式卷积码和Turbo码5调制方式上行：BPSK 下行：QPSK6解调方式导频辅助相干解调7双工TDD高频谱利用率，利于不对称业务和采用新技术，成本低8切换接力切换无缝切换不占用信道资源9同步S CDMA降低码道干扰，提高容量10天线智能天线降低干扰，增加容量及小区半径11检测多用户联合检测降低和消除多径干扰12信道分配动态信道分配增加系统容量，减少干扰1.3第三代移动通信系统及其关键技术v第三代移动通信系统关键技术第三代移动通信系统关键技术vTD-SCDMATD-SCDMAv智能天线智能天线SASA（Smart AntennaSmart Antenna）技术）技术v智能天线系统的概念来源于军事上的雷达和声纳系统中采用的阵智能天线系统的概念来源于军事上的雷达和声纳系统中采用的阵列天线，目的是提高性能以及电子对抗的能力，但随着计算机及列天线，目的是提高性能以及电子对抗的能力，但随着计算机及数字信号处理技术的发展，智能天线技术已成为移动通信中最具数字信号处理技术的发展，智能天线技术已成为移动通信中最具有吸引力的技术之一。有吸引力的技术之一。v联合检测联合检测JDJD（Jonit DetectionJonit Detection）技术）技术 v联合检测技术也称为多用户检测（联合检测技术也称为多用户检测（Multiple user DetectionMultiple user Detection）技术。在）技术。在CDMACDMA系统中，多径干扰是主要的干扰，联合检测系统中，多径干扰是主要的干扰，联合检测技术就是把所有用户的信号都当作有用信号而非干扰信号来技术就是把所有用户的信号都当作有用信号而非干扰信号来处理，这样可以充分利用每个用户信号的用户码、幅度、定处理，这样可以充分利用每个用户信号的用户码、幅度、定时、延迟等信息，来达到大幅度降低多径干扰的目的。时、延迟等信息，来达到大幅度降低多径干扰的目的。1.3第三代移动通信系统及其关键技术v动态信道分配动态信道分配DCADCA（Dynamic Channel AllocationDynamic Channel Allocation）技术）技术 在在TD-SCDMATD-SCDMA系统中，有频率、帧、时隙、码道、波束等多种形式系统中，有频率、帧、时隙、码道、波束等多种形式的信道。的信道。TD-SCDMATD-SCDMA系统基本上有三种动态信道分配形式：时域动系统基本上有三种动态信道分配形式：时域动态信道分配、频域动态信道分配和空域动态信道分配。通过合并态信道分配、频域动态信道分配和空域动态信道分配。通过合并时域、频域和空域动态信道分配技术，能够将系统本身的干扰降时域、频域和空域动态信道分配技术，能够将系统本身的干扰降到最低。到最低。v 同步同步CDMACDMA技术技术 这里的同步这里的同步CDMACDMA技术是指上行链路各终端技术是指上行链路各终端信号与基站解调器需要完全同步。这样就可以使用正交扩频信号与基站解调器需要完全同步。这样就可以使用正交扩频码的各码道在解扩时完全正交，相互间不会产生多址干扰，码的各码道在解扩时完全正交，相互间不会产生多址干扰，克服了异步克服了异步CDMACDMA多址技术由于每个移动台发射的码道信号到达多址技术由于每个移动台发射的码道信号到达基站的时间不同，造成码道非正交带来的干扰，提高了系统容基站的时间不同，造成码道非正交带来的干扰，提高了系统容量，提高了频谱利用率。并可简化硬件。量，提高了频谱利用率。并可简化硬件。1.3第三代移动通信系统及其关键技术v接力切换接力切换BHBH（Baton HandoffBaton Handoff）技术）技术 接力切换是基于同接力切换是基于同步码分多址和智能天线相结合技术的新的切换技术，它不同于步码分多址和智能天线相结合技术的新的切换技术，它不同于以往的硬切换及软切换。以往的硬切换及软切换。v软件无线电技术软件无线电技术 移动通信新技术的发展日新月异，新移动通信新技术的发展日新月异，新标准不断的更新，使人们逐步认识到，设备的研制必须改变思标准不断的更新，使人们逐步认识到，设备的研制必须改变思路，软件无线电的基本思路是研究一种基本的可编程的硬件平路，软件无线电的基本思路是研究一种基本的可编程的硬件平台，通过在这个硬件平台上改变相应的软件来形成不同标准的台，通过在这个硬件平台上改变相应的软件来形成不同标准的通信设备，这样使移动通信新体制、新系统、新产品的研制开通信设备，这样使移动通信新体制、新系统、新产品的研制开发由硬件为主逐步演变为以软件为主，以适应技术的发展，这发由硬件为主逐步演变为以软件为主，以适应技术的发展，这也是对传统的使用专用芯片来制造移动通信设备的概念的重大也是对传统的使用专用芯片来制造移动通信设备的概念的重大冲击。冲击。1.3 第三代移动通信系统及其关键技术vWCDMAWCDMAvWCDMAWCDMA的关键技术见下表。的关键技术见下表。序号关键技术说明1软件无线电设计Node B RNC体系结构2无线资源管理技术切换、接入控制、拥塞控制、外环功率控制3物理层技术RAKE接收、多用户检测、智能天线、内环功率控制4特征码优选与标准制定有关5同步CDMA与标准制定有关6基站发射分集技术1.3 第三代移动通信系统及其关键技术vCDMA 2000CDMA 2000vCDMA 2000CDMA 2000的关键技术有：的关键技术有：序 号关 键 技 术备 注1软件无线电2软切换技术3自动功率控制技术4发射分集技术5GPS同步6HDR（High-speed Data Rate）采用TDMA，因此需要单独配置频点1.3 第三代移动通信系统及其关键技术v 第三代移动通信系统三个主流标准主要技术性能比较见下表：第三代移动通信系统三个主流标准主要技术性能比较见下表：序号项目TD-SCDMAWCDMACDMA 20001技术演进路线由GSM/GPRS过渡到3G系统由GSM/GPRS过渡到3G系统由IS-95升级到3G系统2载频间隔MHz1.651.253码片速率Mchip/s1.283.841.22884无线帧长ms1010205基站同步上下行均需同步GPS或其它不需要同步GPS同步6功率控制Hz开环+快速闭环0200Hz快速功率控制上、下行1500Hz前向慢速、快速闭环反向800Hz7下行发射分集支持支持支持8切换接力切换同一载频间：软切换不同载频间：硬切换同一载频间：软切换不同载频间：硬切换9检测方式联合检测相干解调相干解调10信道估计DwPCH、UpPCH、中间码公共导频前向导频、反向导频11 编码方式卷积码、Turbo码卷积码、Turbo码卷积码、Turbo码12非对称传输及频谱利用更好的支持非对称传输频谱利用率高支持非对称传输频谱利用率较高支持非对称传输频谱利用率高1.3第三代移动通信系统及其关键技术v通过上述比较可以看出，通过上述比较可以看出，TD-SCDMATD-SCDMA比其它两个标准具有明显的技比其它两个标准具有明显的技术优势，主要表现在以下四方面：术优势，主要表现在以下四方面：v 频谱灵活性和支持蜂窝网的能力，由于采同频谱灵活性和支持蜂窝网的能力，由于采同TDDTDD方式，仅需要方式，仅需要1.6MHz1.6MHz的载频间隔，在的载频间隔，在WCDMAWCDMA的的1 1个载波带宽（个载波带宽（5MHz5MHz），就可支持），就可支持3 3个个TD-SCDMATD-SCDMA载频，并且不需要成对的频率，因此频率资源使用可载频，并且不需要成对的频率，因此频率资源使用可以非常灵活。以非常灵活。v 高的频谱利用率，这一点尤其适合于在人口密集的大中城市，高的频谱利用率，这一点尤其适合于在人口密集的大中城市，传输对称和非对称的数据业务。传输对称和非对称的数据业务。v 适合于多种使用环境，适合于多种使用环境，TD-SCDMATD-SCDMA能全面满足能全面满足ITUITU所规定的所规定的要求。要求。v 设备成本低，尤其是具有我国自主知识产权，这两点使得设备成本低，尤其是具有我国自主知识产权，这两点使得采用采用TD-SCDMATD-SCDMA组网，在网路规划、系统设计以及为运营商提组网，在网路规划、系统设计以及为运营商提供长期及时的技术支持和服务等方面独具优势，不但可以大供长期及时的技术支持和服务等方面独具优势，不但可以大幅度节约建设投资也可降低运营成本。幅度节约建设投资也可降低运营成本。1.4移动通信技术演进路线vGSM/GPRSGSM/GPRS演进路线演进路线vGSMGSM系统数据传输速率只有系统数据传输速率只有9.6Kbits/s9.6Kbits/s，因此向，因此向3G3G演进首先必须演进首先必须提高数据传输速率，目前有两种高速移动数据业务规范：高速电路交提高数据传输速率，目前有两种高速移动数据业务