3G技术普及手册

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,3G,技术普及手册,说明,本次交流的目的：,大致了解,3G,相关信息,了解,3G,的关键技术,了解,TD-SCDMA,硬件平台情况,了解手机开发的基本流程,本次交流的方式：,以尽可能简单的方式介绍,3G,大家可以,提出问题，双向交流,主要内容,（,1,）,标准篇,什么是,3G,？,3GPP,发展路线,3G,频段有哪些,（,2,）,原理篇,无线通信技术基础,TD-,SCDMA,基本原理和关键技术,WCDMA,基本原理和关键技术,EV DO,基本原理和关键技术,（,3,）,产品篇,手机产品介绍,数据卡产品介绍,（,4,）,研发流程篇,手机研发流程,3G,是什么？,3G,定义,：,第三代（,3rd Generation,）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。,3,种,3G,技术：,FDD(,频分双工,),：,WCDMA,、,CDMA2000,TDD(,时分双工,),：,TD-SCDMA,上下行工作在同一频率。,3GPP,标准组织：,FDD,：,- WCDMA 3.84Mcps,TDD,：,-,LCR(Low,Chip Rate) TDD 1.28Mcps , (,TD-SCDMA,),-,HCR(High,Chip Rate) TDD 3.84Mcps,UMTS,概念：,通用移动通信系统，,Universal Mobile Telecommunications System,3G,与,GSM/GPRS,有什么区别？,3G,与,GSM,有什么区别，,3G,能带给我们什,3G,是一种技术升级，提供更安全更高带宽的无线传输平台,1,。,GSM/GPRS,速度最高不超过,64kbps,。,应用,:,Wap,SMS,MMS,1,。,电话线拨号上网,，一般用,56kbps,的,modem,。,上网就不能打电话。,应用：收发,email,，,浏览,web,，,打开一个网页就慢慢等吧,（一条泥马路，只能通过一台拖拉机,）,2,。,3G/3.5G,。,128kbps/384kbps/,更高,应用：,WAP2.0,MMS,流媒体，,GPS,导航，远程应用，购物，银行业务，看电视（多网融合）,2,。,宽带上网,应用：网络游戏，在线影院，,BT,下载电影音乐，网上购物，网上银行,（有了高速公路，想开什么车都行，如果路够直和宽，还可以起降飞机呢，,_,）,3GPP,的发展过程,核心网是基于演进的,GSM MSC,和,GPRS GSN,电路域承载与控制相分离的网络架构。,增加,IMS,域，支持,VoIP,。,会实现,WLAN,等 与,3G,系统的融合，并加入了多媒体广播与多播业务。,IMS,：增强了移动通信,系统的多媒体能力,R2000,（由于多种原因被拆分为,R4,和,R5,）,UMTS,的存在是非常重要的：,1,、要求与,GSM,网络后向,兼容；,2,、,GSM,网络和,UMTS,必须能,一起进行互相操作。,3GPP R4,核心网新增：,控制与承载分离的,软交换架构，引进媒,体网络控制协议H.248,新的呼叫控制协议,，,如BICC,宽带七号信令承载,SIGTRAN,支持多种承载技术,：,TDM/ATM/IP,TrFO,功能，以节约,TC,资源和提高语音,质量,网络互连互通等等,* 最重要的是，正式在无线接,入网系统技术中引进,TD-SCDMA,3GPP R5,3GPP R6,空中接口引入了,HSDPA,技术,注：承载与控制分离的结构是指控制面的信令和用户面的承载分别由独立的网元，,Server,和,MGW,来负责，,Server,通过,H.248,控制,MGW,，,3G R4,的核心网电路域采用的就是这种结构。,3GPP R99,3G,的频段,ITM-2000,频段划分,1,）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,。,2,）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。,UMTS band class,之所以规定这么多不同频段的,UMTS,，是考虑不同国家的频率规划不同，有的国家不一定都能满足核心频段的,available,，所以对这些国家可以考虑使用其它频段。,例如：,1) Japanese: UMST 1700,，,2100,，,800d,，,1900d,2) European: UMST 1900,，,2100,，,900d,，,AWSd,3) North American,：,UMST 1900,，,2100,，,850d,，,AWSd,（,d,代表,differential input,）,TD-SCDMA,1880-1920M,2010-2025M,1900-1920M,（被小灵通占用）,2300-2400M,（补充频段）,CDMA2000,450/800/1900/2100M,原理篇,无线通信技术基础,TD-,SCDMA,基本原理和关键技术,WCDMA,基本原理和关键技术,EV DO,基本原理和关键技术,无线通信基本原理,无线通信基本原理是它利用无线电波作为传输媒介。,无线通信工作方式：,单工通信、双工通信、半双工通信、移动中续方式,无线移动通信信道特点：多经传播现象、衰弱现象以及无线资源短缺。,衰弱信道,大尺度衰弱,小尺度衰弱,路径损耗,信号均值,的振荡变化,频率选择,性衰弱,扁平衰弱,快衰弱,慢衰弱,大尺度：由于在基站和移动台之间的跨地区移动传输而导致的平均信号功率衰弱或者路径损耗,小尺度：在移动台和基站之间的信号振幅和相位的快速变化的结果,蜂窝无线通信原理,蜂窝思想的目标是什么？,1,、同步的全双工通信；,2,、接收机和发射机距离动态特性；,3,、有效的使用频谱等,小区定义：对于某给定的基站，其相应的小区代表这样的定义，在该区域上和其他基站相比较，利用这个基站能为处在该小区区域内的移动台提供最好的服务。,1,2,3,2,3,1,1,3,2,f1,f1,f1,f1,f2,f1,f2,f3,小区层,可以分为：大小区,100km500km,，宏小区,35km,，微小区,1km,，微微小区,50m,等,分层蜂窝,一般分层蜂窝结构可以由两个或多个小区组成。,微微小区,微小区,宏小区,频率复用：,基于无线电波的路径损耗特性，只要两个基站相隔足够远的话，那么在一个基站上使用的频率就可以复用到另一个基站上。,簇：一组相邻小区互相之间没有重复使用分配给系统的频率。,复用距离：,同频干扰的大小并不决定同频站之间的绝对距离,D,，而是决定于,D,和小区半径,R,的比值。,多址接入技术,不同用户分配在时隙（出现时间）相同，,工作频率不同的信道上。,不同用户分配在时隙（出现时间）不同，,工作频率相同的信道上。,各个用户都分配在时隙和工作频率相同的,信道上，以伪随机正交码序列来区分用户。,多址技术用来解决什么问题？,解决如何头同时分配资源给接入用户的问题。有效使用频率的关键技术就是多址。,抗衰弱技术,分集技术：,用来补偿衰弱信道的损耗。,包括种类很多，主要分两大类，显分集和隐分集。显分集最通用的是空间分集。还包括天线极化分集、频率分集和时间分集等；隐分集主要是指把分集作用隐蔽在传输信号中，在接收端利用信号处理技术实现分集。如,CDMA,系统中使用的,rake,接收机。,均衡技术：,补偿时分信道中用于多经效应而产生的码间干扰（,ISI,）,如果调制带宽超过了无线信道的相干带宽，将会产生码间干扰，并且调制信号将会。而接收器内的均衡器可以对信道中幅度和延时进行补偿。,信道编码：检测或纠正由于无线信道中传输而引入的一部分或全部的误码。,编码需要增加数据比特，会降低在信道中传输的原始数据速率，也就是会扩展信道的带宽。,分组编码和卷积编码,3,种制式无线接入与双工方式比较,基本特征比较,TD-SCDMA,基本原理和关键技术,TD-SCDMA,是集,FDMA,、,TDMA,、,CDMA,于一体的，系统容量大，频谱利用率高，抗干扰能力强的移动通信技术。,TD-SCDMA,采用了智能天线、联合检测、接力切换、同步,CDMA,、软件无线电、低码片速率、多时隙、可变扩频系统、自适应功率调整等技术。,TD-SCDMA,传输方向的时域自适应资源的分配可取得独立于对称业务负载关系的频谱分配的最佳利用率。,TD-SCDMA,帧结构,TD-SCDMA,的特点和关键技术,关键技术：,智能天线,+,联合检测,多时隙,CDMA+DS_CDMA,同步,CDMA,信道编译码和交织,接力切换,“,3S”,特点,：,智能天线,(Smart Antenna),同步,CDMA(synchronous CAMA),软件无线电,(Software Radio),TD-SCDMA,关键技术：智能天线,智能天线的优势,智能天线的优势,接力切换,WCDMA:,软切换,TD-SCDMA:,接力切换,接力切换基本定义,：,接力切换使用上行预同步技术，在切换过程中，,UE,从源小区接收下行数据，向目标小区发送上行数据，即上下行通信链路先后转移到目标小区。,接力切换,(Baton Handover),是,TD-SCDMA,移动通信系统的核心技术之一。,接力切换,硬切换,软切换,联合检测原理,MAI,：由于扩频码一般不严格正交，其非零互相关系数会引起各用户间的相互干扰。,联合检测技术的思想：利用所有和,MAI,相关的先验信息，在一步之内就将用户的信息分离出来。,传统接收机：,小信号被掩盖,联合检测：,小信号仍然被接收,动态信道分配,DCA,定义：在终端接入或者链路持续时间里，对信道进行动态的分配和调整。,DCA,技术主要研究的是频率、时隙、扩频码的分配方法，对,TD,系统而言还可以利用空间位置和角度信息协助进行资源的优化配置；,DCA,可使系统资源利用率最大化和提高链路质量。,D,CA,是一种最小化系统自身干扰的方法，其减小系统内干扰的手段更为多元化。,分配方法,信道选择,资源整合,策略：业务构成、系统负荷、网络性能指标、信道和干扰的变化情况,信道调整,调整要素,频域调整,时域调整,码域调整,空域调整,TD-SCDMA,系统资源结构,TD-SCDMA,高效支持非对称业务,数据上传,数据下传,下行,上行,灵活分配上下行时隙比例，高效支持非对称业务,上行同步,在,UE,开机后，它首先必须与小区建立下行同步，然后才能开始建立上行同步。,在,UE,随机接入时，虽然可以接收到基站的,DwPTS,信号，建立了下行同步，但是并不知道与基站之间的距离，这导致,UE,的首次上行发送不能同步到达基站。因此，为了减小对常规时隙的干扰，上行信道的首次发送在,UpPTS,这个特殊时隙上进行。,SYNC_UL,突发的发送时刻可通过对接收到的,DwPTS,和,/,或,PCCPCH,的功率估计来确定。考虑到无线信道的复杂性，利用功率来估计传输时延非常不准确，可以让,UE,以一个固定的发送时间提前量来发送,SYNC-UL,。基站在搜索窗口内检测,SYNC-UL,序列，可以估计出,SYNC-UL,接收功率和到达时刻。然后，基站通过,FPACH,向,UE,发送反馈信息，给出,UE,下次发射的功率以及时间调整值，以便建立上行同步。正常情况下基站将在接收到,SYNC-UL,后的,4,个子帧内对,UE,作出应答。如果,UE,在,4,个子帧内没有收到来自基站的应答，则认为同步请求发送失败。,UE,将会随机延迟一段时间，重新开始尝试同步发送。,上行同步建立通常用于系统的随机接入过程，当系统失去上行同步后，重新建立同步的过程也要经过上述步骤。,TD-SCDMA,几大解决方案,五大解决方案：,（,1,）大唐,+ADI (,大唐提供协议栈,+ADI,提供硬件套片）,（,2,）,T3G (T3G,的,TD modem,Philips,的芯片组大唐的协议栈）,（,3,）展讯（展讯的基带重邮,(,或大唐,),的协议栈其他的,RF,）,（,4,）凯明（凯明的全套解决方案，源自,TI,的技术）,（,5,）重邮（重邮的数字基带和协议栈其他的,RF,其他家软件）,WCDMA,基本原理和关键技术,分集接收技术：补偿衰弱信道的损耗,信道均衡技术：补偿时分信道由于多径产生的码间干扰,编码技术：指语音和图像的压缩技术,多用户检测技术：宽带,CDMA,系统中的抗干扰技术,智能天线技术：可以消除多址干扰，提高系统容量，扩大覆盖范围。,功率控制技术：开环功率控制和闭环功率控制,开环：以用户接收功率和发射功率的之积为常数，先行测量接收功率的大小，并由此得出发射功率的大小。,闭环：通过对接收功率的测量值及与信干比门限值的对比，确定功率控制的比特信息，然后通过信道把功率比特信息传送给发射端。,软切换技术,同步技术：,全,IP,技术：,软件无线电：将,A/D,和,D/A,尽可能的靠近天线，而将电台功能尽可能的采用软件进行定义：硬件作为基本平台，尽可能多的无限通信功能用软件实现。,CDMA2000,基本原理和关键技术,产品篇（以大唐的方案为基础介绍）,手机产品线,数据卡产品线,TD,单模,Feature-phone,硬件框图,TX,(AD6541),RX,(AD6547),DBB(AD6901),Camera,Backend IC,LCD,NOR+PSRAM,miniSD,USB1.1,PA,Keypad,SW,MP3/MIDI,UART*2,26MHz,32KHz,ABB(AD6854),以,TD201,为例,TD+GSM Video-phone,硬件组成,基本套片：,数字基带,(DBB): AD6901 (Monaco LCR),双模模拟基带,(ABB): AD6857,TD RF receiver,：,AD6547,TD RF transmitter: AD6541,TD PA,GSM transceiver: AD6549,GSM PA,多媒体和应用部分：,应用处理器,OMAP,存储器,Camera,和,LCD,TD+GSM Video-phone,硬件框架,TX,(AD6541),RX,(AD6547),DBB(AD6901),(modem),Cam2,OMAP(Master),LCD,Flash,miniSD,USB1.1,PA,Keypad,SW,UART*2,26MHz,32KHz,ABB(AD6857),NOR+SDRAM,USB,Transceiver,(AD6549),PA,Cam1,Keypad,Touch panel,Bluetooth,PMU +Codec,TD,双模双待机系统框图,TX(AD6541),RX(AD6547),DBB(AD6901),Cam2,OMAP,1710,LCD,Flash+PSRAM,TFlash,PA,ABB(AD6854),NOR+SDRAM,Level shifter,TX/RX(AD6548),PA,Cam1,Keypad,Touch panel,PMU,GSM Modem,APP System,TD modem,DPRAM,USIM,SW,MIDI,Codec,TUSB1105,USB,Audio PA,SW,Baseband(AD6720),SIM,UART,12MHz,26MHz,26M,Flash+PSRAM,TD-SCDMA,数据产品,DBB(AD6905),ABB(AD6857),Flash+PSRAM,32K,USIM,磁珠,TX(,？,),RX(,？,),PA,TD/GSM modem,SW,PA,RX/TX(,？,),T-Flash,电源转换模块,V BUS,1mF,BT,V BAT,数据产品的关键设计点：,1,、电源设计和,RF,设计；,2,、尺寸小型化,3,、用户使用方便化，如无需光盘安装；,4,、增值业务多样化和先进化,数据卡的变化过程,PCMCIA,卡,项目开发流程,立项,EVT,DVT,PVT,MP,根据产品定义，负责完成项目硬件设计和主板,PCBA,、整机调试，保证功能和产品性能达到设计要求,立项前协助进行硬件方案的评估,硬件设计做什么？,配合项目部完成后续的生产和维修指导工作,硬件设计做什么，该怎么做？,项目开发过程,需求输入,系统设计,评审,详细设计,SMT,评审,系统联调,生产验证,评审,评审,生产发布,评审,可生产性评审,系统设计流程,量化客户需求,硬件,设计者,系统设计检验及改进表,硬件设计者,确认需求,客户,反馈需求,硬件设计需求,硬件,设计者,硬件设计者,工程指标,产品规划,产品竟争,硬件评估,技术竞争,硬件设计改进,硬件,设计者,硬件系统设计,硬件,设计者,文件归档*,项目部,产品定义,市场,客户需求,详细设计流程之原理图设计流程,完成系统设计,硬件,设计者,硬件设计者,检,1*,软件设计者,参与检,1*,硬件,设计者,详细设计完成,硬件设计者,检,2*,硬件工程师,检,2*,参与检,2*,评审组成员,详细,设计评审,软件设计者,确认,修改,后处理,硬件,设计者,检更改处,设计复审,确认,修改,后处理,硬件,设计者,导入,PCB,硬件,设计者,原理图设计检查表,文件归档*,步骤,1,步骤,2,步骤,3,步骤,4,原理设计者,确认,修改,后处理,PCB,设计者,布局完成,原理,设计者,检,1*,结构工程师,检,1*,PCB,设计者,检,1*,PCB,设计者,布线完成,原理设计者,检,2*,硬件工程师,检,2*,检,2*,评审组成员,PCB,设计评审,PCB,设计者,检*更改处,PCB,复审,确认,修改,后处理,PCB,设计者,检,3*,负责,发板,PCB,设计者,PCB,设计检查表,文件归档*,步骤,1,步骤,2,步骤,3,步骤,4,硬件工程师,谢谢！,