WCDMA基本原理培训

WCDMA,知识培训,浙江三维通信股份有限公司,技术部,WCDMA,基础知识培训,WWW.SUNWAVE.COM.CN,WWW.SUNWAVE.COM.CN,WWW.SUNWAVE.COM.CN,WCDMA,系统概述,WCDMA,系统特点,WCDMA,网络指标,培训提纲,WCDMA,基本原理,WCDMA,系统概述,WCDMA,系统概念,UMTS,（,Universal Mobile Telecommunication Systems,）,通用移动通信系统,是采用,WCDMA,空中接口的第三代移动通信系统,通常把,UMTS,系统称为,WCDMA,通信系统,WCDMA,系统概述,3G,的分类,3G,体制,WCDMA,核心网络：基于,MAP,和,GPRS,无线传输技术：,WCDMA,FDD,TD-SCDMA,核心网络：基于,MAP,无线传输技术：,TD-SCDMA-TDD,cdma2000,核心网络：基于,ANSI 41,和,MIP,无线传输技术：,cdma2000,WCDMA,系统概述,全球移动通信系统的技术演进,cdmaOne,IS-95A,Cdma2000 1X,cdma2000,1x EV-DO,cdma2000,1x EV-DV,cdmaOne,IS-95B,TDMA,IS-41 CORE NETWORK,GSM,GPRS,EDGE,W-CDMA,TD-SCDMA,GSM MAP CORE NETWORK,2G,3G,2.5G,WCDMA,系统概述,三种主流标准的对比,WCDMA,CDMA2000,TD-SCDMA,信道间隔,5MHz,1.25MHz,1.6 MHz,接入方式,单载波宽带直接序列扩频,CDMA,多址接入,单载波宽带直接序列扩频,CDMA,多址接入,时分同步,+CDMA,多址接入,双工方式,FDD,FDD,TDD,频率使用方式,成对使用上下行频率,成对使用上下行频率,上下行共用同一个频率,码片速率,3.84Mcps,1.2288Mcps,1.28Mcps,目前可支持速率,目前最高,384Kbps,1xRTT,目前最高,153.6Kbps,（有待验证）,基站同步方式,异步,(,不需,GPS),同步为可选方式,同步,(,需,GPS),同步要求高,(,主从同步,GPS),帧长,10ms,20ms,10ms,话音编码,自适应多速率,可变速率,自适应多速率,最大容量,（纯话音）,约为,100,用户,/5MHz/,扇区,约为,105,用户,/5MHz/,扇区,上限为,24,个,12.2Kbps,话音用户,/1.6MHz/,扇区（实际容量尚待验证）,演进方向,HSDPA,，最高速率可达,14.4Mbps,EV-DO,，最高速率可达,3.1Mbps,（有待研究）,WCDMA,系统概述,三种主流标准的对比,cdma2000,PN,1,PN,5,PN,3,PN,4,PN,6,PN,7,PN,2,WCDMA,SC,1,SC,5,SC,3,SC,4,SC,6,SC,7,SC,2,同步小区,以同一PN序列的不同,时移来区分小区,系统实现简单，易于,实现切换及小区搜索,整个系统的运行依赖,于GPS,异步小区,以不同的扰码来区,分小区,避免了对GPS的依赖,小区搜索(利用SCH),及切换等过程的复,杂性增加,TD-SCDMA,SC,1,SC,5,SC,3,SC,4,SC,6,SC,7,SC,2,同步小区,为了降低时隙间干扰并便于,终端对邻小区的测量，需保,证基站间同步精度（相邻小,区幀起始时间差）不超过,3,s,目前首选方案是每个基站配,外接参考时钟口（例如,GPS,）,GPS,GPS,数据传输,接入,Internet,http:/,智能卡,定位技术,图象及多媒体,话音识别与控制,移动商务,3 G,WCDMA,系统概述,3G,主要业务类型,WCDMA,系统概述,3G,主要业务类型,多媒体业务,多媒体通信类,多媒体消息类,流媒体类,信息娱乐类,可视电话、会议电视：,视点通、面对面、爱心连线,Rich Voice,：,带有图像、视频的呼叫,MMS,：,个人相册、贺卡、祝福、欢乐即时传送,IM/Presence,：,带有多媒体信息和状态信息的即时通信,视频直播：,Mobile TV,，,现场直播、,视频点播：电影、精彩体育节目,娱乐下载：歌曲、铃声、游戏下载,移动游戏：在线多媒体游戏,多媒体,Email,：,带语音、声音、图像邮件,多媒体在线浏览：多媒体新闻浏览、,W,eb Camera,、,远程教学：,儿童守护天使，交通监控,WCDMA,系统概述,WCDMA,技术优势,更大的系统容量,更优的话音质量,更高的频谱效率,更快的数据速率,更强的抗衰落能力,更好的抗多径性,适应高达,500km/h,的移动速度,WCDMA,系统概述,3G,的频段划分,1850,1900,1950,2000,2050,2100,2150,2200,2500,1880,1920,1980,2010,2025,2110,2170,2300,2400,TDD,FDD,MSS,MSS,FDD,TDD,TDD,频谱分配符合,ITU(,国际电信联盟,),建议,WCDMA,上行,1940-1955,下行,2130-2145,TD-SCDMA,获得,155MHz,的频谱,PHS,现工作于,1900-1915MHz,Page,12,频分双工（,FDD,）：以不同频率区分上行和下行,WCDMA,、,CDMA2000,使用,FDD,优点：实现简单,缺点：在上下行业务不对称时（主要是数据业务）频谱利用效率低,时分双工（,TDD,）：以不同时隙区分上行和下行,TD-SCDMA,使用,TDD,优点：在上下行业务不对称时可以给上下行灵活分配不同数量的时隙，频谱利用效率高,缺点：,实现较复杂，需要比较精确的同步，,CDMA,体制下，需要,GPS,同步,和,CDMA,技术一起使用时，上下行之间的干扰控制困难,WCDMA,系统概述,双工技术区分用户的上、下行信息,WCDMA,系统概述,WCDMA,总体网络结构,MSC/VLR,GMSC,NodeB,RNC,HLR/,AuC,GGSN,SGSN,NodeB,RNC,PSTN,GPRS IP,骨干网,CGF,BG,SS7,SCP,Inter-PLMN,网络,Iur,Iub,Iub,Iu,-CS,Iu,-PS,WCDMA,系统概述,WCDMA,系统结构,无线接入网,(UTRAN),核心网,(CN),连接网络,HLR,MSC/VLR,Gateway,MSC,RNC,Node B,UE,GSM,PSTN,U,u,I,ub,I,u,WCDMA,系统概述,UTRAN,的基本结构,CS,PS,WCDMA,系统概述,WCDMA,编码技术,OVSF,码,(,正交可变速率扩频增益码,),资源（即扇区的信道资源）,高速率业务比,低速率业务分配更长,OVSF,码，占用更多码资源。,单载频的单扇区最大码资源：,全速率语音（,SF=128,）：,98,个信道,半速率语音,7.95kbps,（,SF=256,）：,196,个信道,部分正交的码资源需要为公共用信道和软切换预留,一般情况下，码资源受限（副扰码,ssc,扩展）之前已经干扰受限了。,WCDMA,系统概述,WCDMA,编码技术,短码（信道编码）,长码（扰码）,用途,上行：区分不同的数据和控制信道,下行：区分同一小区内不同的用户连接,上行：区分手机,下行：区分小区,码的个数,同一扰码下短码个数等于扩频因子,上行：,1680,万,下行：,512,个,码的类型,正交可变扩频因子码（,OVSF,）,Gold,码,扩频效果,有，提高传输带宽,没有扩频效果,WCDMA,扰码与信道化码对比,3G,基站承载的业务速率越高，覆盖范围越小。,WCDMA,系统特点,软容量,WCDMA,系统特点,功率控制技术,功控目的：,对抗信道的衰落和克服远近效应。,说明：每个用户对于其他用,户都相当于干扰，远近效应,严重影响系统容量,说明：采用功控技术减少了,用户间的相互干扰，提高了,系统整体容量,Power,f,Power,f,WCDMA,系统特点,功率控制技术,功控分类：,有三种功率控制原理：开环、闭环和外环。,开环：从信道中测量干扰条件，并调整发射功率，以达到,期望的误帧率（误块率）,闭环：测量信噪比，并向移动台发送指令调整它的发射功,率。,外环：测量误帧率（误块率），调整目标信噪比,WCDMA,系统特点,功率控制技术,功控分类：,开环功率控制：,接收机测量接收到的宽带导频信号的功率，并估计传播路径损耗，根据路径损耗计算得需要发射的功率,.,开环控制原理,NodeB,UE,进行功率估计,WCDMA,系统特点,功率控制技术,功控分类：,内环功率控制：,1,进行标准,SIR,和接收,SIR,的比较,2,根据比较结果来决定发射功率的控制方法,（,UP/DOWN,）,3,通过,TPC,发送控制指令,NodeB,UE,下发,TPC,测量接收信号,SIR,并比较,内环,设置,SIRtar,1500Hz,4,根据接收到的指令调整发射功率,WCDMA,系统特点,功率控制技术,功控分类：,外环功率控制,:,根据通信的质量（,BLER,，,BER,，,FER,）来调整内环的,SIR,目标值，使系统始终能够以最小的功率满足质量要求。,NodeB,UE,下发,TPC,测量接收信号,SIR,并比较,内环,设置,SIRtar,可以得到,BLER,稳定的业务数据,测量传输信道上的,BLER,外环,RNC,测量接收数据,BLER,并比较,设置,BLERtar,10-100Hz,WCDMA,系统特点,功率控制技术,功控作用：,克服,“,远近效应,”,调整发射功率,保持上下行链路的通信质量,克服阴影衰落和快衰落,降低网络干扰,提高系统质量和容量,省电，延长电池使用时间,WCDMA,系统特点,RAKE,接收机技术,RAKE,接收机作用：,有效的克服多径效应，提高接收性能。,接收机,单径接收电路,单径接收电路,单径接收电路,搜索器,计算信号强度与时延,合 并,合并后的信号,t,t,s(t),s(t),WCDMA,系统特点,负载控制,负载控制目的：,将某些“热点小区”的负载分担到周围负载较,轻的小区中，提主系统容量的利用率。,小区呼吸是负载控制的主要手段,WCDMA,系统特点,AMR,控制,AMR,控制目的：,通过动态调整,AMR,语音的速率，保证了在相,同系统容量情况下，尽可能的保证,UE,的通,话质量。,AMR,语音的变化范围：,4.75Kbps,12.2Kbps,(12.2Kbps,兼容,GSM,语音编码,),WCDMA,系统特点,WCDMA,切换技术,支持多种切换技术：,不同基站,NodeB,间切换,不同,RNC,间切换,软切换：,同基站不同扇区间切换,更软切换：,异频切换,不同系统间切换,硬切换：,WCDMA,系统支持,多种切换技术,WCDMA,系统特点,WCDMA,切换技术,更软切换：,Node B,内的软切换！,WCDMA,系统特点,WCDMA,切换技术,软切换：,同一个,RNC,内的软切换！,WCDMA,系统特点,WCDMA,切换技术,软切换：,RNC,间有,Iur,接口内的软切换！,WCDMA,系统特点,WCDMA,切换技术,硬切换：,不同频率间的硬切换！,WCDMA,系统特点,WCDMA,切换技术,硬切换：,不同系统间的硬切换！,WCDMA,系统特点,软切换,软切换优点：,改善话音质量，控制手机干扰；降低掉话率，,提高容量与覆盖范围。,A,B,C,A,B,C,A,B,C,A,B,C,A,B,C,A,B,C,WCDMA,系统特点,硬切换,硬切换分类：,盲切换与压缩模式的切换,压缩模式,由于一般,UE,只有一个射频接收机，也就是同时只能接收一个,载频,。,进行频间切换和系统间切换必须对目标载频或者,G,网目标基站,进行测量。,3G,的码分多址决定了,UE,没有对目标小区进行测量的时间。,10ms,10ms,WCDMA,系统特点,WCDMA,切换原理,切换状态,Idle