WCDMA高级培训课件.docx
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1、WCDMMA高级级培训课课件主要内容容:1、UMMTS的的基本理理论。简简述无线线通信的的发展历历史以及及他们之之间的变变化。2、UMMTS基基本结构构的介绍绍。从逻逻辑视图图介绍UUMTSS的功能能结构,GGSM及及GPRRS向UUMTSS过渡的的结构变变化。3、无线线接口。UMTTS作为为UTRRAN网网络并且且是FDDD方式式下的空空中接口口特性,包括:a、WCCMDAA空中接接口的基基本原理理b、UTTRANN网络的的总体介介绍,协协议模型型、物理理层、RRLC层层、MAAC层的的基本功功能以及及所对应应的信道道、空中中接口的的通信过过程、调调制解调调方案及及AMRR等。4、基本本通信
2、过过程。移移动台至至核心网网之间的的通信过过程。一、UMMTS Inttrodducttionn目标:11、UMMTS是是什么?2、UMMTS的的标准由由谁制定定、这些些标准的的特点及及不同标标准的差差异。3、UMMTS现现状,各各国liicense发布布情况。1、移动动通信的的基本发发展过程程第一代以以模拟制制式为代代表的空空中无线线接口的的应用主主要有:NMTT(北欧欧)、TTACSS(英国国)、AAMPSS(北美美)及RR20000(铁铁路应用用)等。多种标标准的存存在使得得彼此不不兼容,不不能互联联互通。第二代移移动通信信引入数数字和调调频技术术,最典典型的技技术有:GSMM(欧洲洲)
3、、CCDMAA ISS-955(北美美)、DD-AMMPS(北北美)、IS-1366(北美美)等。在整个个发展过过程中,主主要有三三个分支支,分别别是欧洲洲、北美美和日本本的移动动通信发发展历程程。日本本的分支支由于比比较独立立,一般般不在讨讨论之中中。作为欧洲洲第二代代移动通通信技术术的典型型代表是是GSMM,GSSM在空空中接口口的主要要特点:多址方方式TDMMA,采采用8路路时分复复用的多多址方式式,每用用户的接接入是通通过占用用物理信信道的时时隙来区区分。从从网络侧侧考虑,区区分上下下行链路路的双工工方式是是FDDD。在每每一个频频率上使使用8路路时分复复用,微微观的占占用时间间片来区
4、区分多路路用户的的个人通通信。在在通信过过程中,每每个用户户得到的物物理资源源是时隙隙,在GGSM中中物理信信道的定定义为:物理信信道(PPhy chaanneel)频率(FFreqquennce)+时隙号号(TSS nuumbeer)。由于采采用电路路交换方方式,每每用户在在通信过过程中,将将一直占占用网络络分配的的物理信信道直至至通信结结束。在在空中接接口,物物理信道道的分配配是采用用固定的的分配方方式。一一个用户户对应一一个时隙隙(TSS),时时隙用于于传送话话音时,话话音的净净比特速速率(经经过原编编码后的的速率)为为13kkbitt/s(FR)或122.2kkbitt/s(EFRR)
5、;传传送数据据时,单单信道最最大传输输速率为为9.66kbiit/ss(限值值),由由于受限限于该速速率,所所以GSSM的数数据业务务归为承承载业务务,主要要是通过过GSMM网络承承载数据据到外部部网络。但是,如如果在软软件上升升级,也也可以支支持到114.44kbiit/ss的数据据速率。随着数据据业务的的发展,为为提高空空中接口口上的数数据传送送速率,在在GSMM基础上上提出了了2.55代的GGPRSS技术。GPRRS提供供的是一一种数据据服务,它它不能独独立于GGSM存存在,它它的目的的只是在GSSM系统统上提供供高速有有效地传传递数据据业务的的服务。因此,GGPRSS的无线线部分不不会
6、发生生变化,仍仍然沿用用GSMM的无线线接口,采采用TDDMA帧帧结构,但但交换方方式由电电路交换换转变为为分组交交换方式式。在22.5代代系统中中,核心心网交换换域由电电路交换换域(CCS DDomaain)和和分组交交换域(PPS DDomaain)构成。从数据速率和业务的角度来说,GPRS可以提高空中接口中数据业务的速率,而对于话音速率没有任何影响。如何在GSM系统数据速率受限的前提下提高空中接口的数据速率?可以有两种方法:第一是改变信道编码方案,提高每用户的单信道数据净比特率。在GSM系统中,空中接口上的每用户信息是按20ms分块,每信息块包含456bits,传输速率为22.8kbit
7、/s。456bits的信息块内容大体可以分成二部分,即有用消息字段和保护字段。从22.8kbps角度来说,要提高传输速率,也就是在20ms时间段,增加信息块的有用消息字段的长度,减少保护字段的长度。这种机制即所谓的信道编码(channel coding)。这种方案的实现带来的缺陷就是由于保护字段的减少,数据包在空中接口传递时,它的可靠性会有所下降,数据包对无线接口的敏感性会加重,也就是对载干比(能量之比)的要求将会提高,基本要达到14dB以上,才能满足CS4的编码方案。对于CS4编码,数据速率为20.4kbps,与22.8kbps比较,几乎没有保护。而数据业务比较关键的是块的差错率、块的丢失率
8、,话音业务比较注重的因素是时延。随着单信道数据速率的提高,对无线信道空中接口的载干比要求也会提高,因此通过提高单信道数据传递速率的方法并不是最有效的。作为第二种方案,就是通过多时隙分配来实行数据速率的提高,也就说通过改变无线资源的分配使每用户根据数据量的大小动态分配占用多个时隙来完成分组数据块的传送。这种动态分配从两个角度来考虑,首先是每用户空中接口的最大可占用时隙为8个TS,其次是每时隙可支持的最大用户数为8个。二种方案前者是通过提高单信道速率,后者是通过提高资源利用率的角度来实现数据传递速率的提升。理论上,GPRS网络能够提供的最大数据传递速率是采用CS4编码方式,8时隙共用的前提下得到的
9、值为160kbps。而实际上,当前的小区规划中定义的分组时隙取决于业务量的大小,以最大4个TS为例,(13)个TS的配置方式是指1个时隙是静态分配给分组时隙,3个时隙作为混合方式的分配,完成分组或话音业务的传送。因此,目前最大的时隙分配是4个TS。从信道编码方式来考虑,目前使用较多的是CS1和CS2方案,CS1多用于信令,而CS2可以动态选择支持业务和信令。CS2的速率理论值是12.2kbps,考虑一定的阻塞(5),实际有效速率是10kbps,而CS1只有8kbps。因此,从网络侧考虑,最大的数据传递速率只有40kbps。从移动台来看,对于GPRS移动终端来说,移动台有所谓的多时隙能力的指标值
10、。多时隙能力是指移动台在上下行链路上同时能够获得的最大无线资源能力,即能获得的最大时隙数。在规范中移动台按多时隙能力被分成class1class29共29个级别,而目前网络能支持的只有class1class13共13个级别。对于一个31级别的移动台来说,该移动台在下行方向上最大只能同时获得3个时隙,在上行方向上最大只能获得1个时隙。目前MOTO各式包括测试手机最大的也就是31的移动台,通常使用的也就是21或其他级别的手机。因此,数据速率还要取决于移动终端的级别,移动台只有在class29级别时,才能真正实现88的时隙配置。所以,在实际过程中,手机真正能获得的数据传输速率在下行方向上目前也只有3
11、0kbps,这也是目前GPRS网络能够提供的有效速率,一般变化范围在2040kbps之间。这里所讲的速率是净比特速率,指的是业务数据包经过多重分装后,在进入RLC的MAP层之前的速率,并不是指经过信道编码之后的速率。所以,在考虑数据速率时,必须清楚所处的阶段,是原编码速率、经过信道编码的速率还是经过调制后的速率。(课间提提问:GGPRSS系统在在通信过过程中,手手机要不不断对系系统进行行测量,那那么又如如何能够够实现888的的时隙配配置?也也就说如如果手机机工作在在888模式下下,靠什什么物理理信道来来完成测测量和信信令的交交互?)在GPRRS网络络中,空空中接口口的传递递速率,无无论是330
12、kbbps还还是1660kbbps,都都显得太太低,这这样就存存在了由由GSMM和GPPRS网网络继续续向上过过渡的系系统要求求,被称称为EGSMM和EGPRRS,其其中,EE代表的的是EDDGE技技术。EEDGEE技术是是采用了了空中接接口上不不同的无无线处理理方式,主要是调制方案的改变。由于采用不同的调制方案,可以提高空中接口的信息传输速率,在原有基础上提高3倍的数据速率的增长。因此,EGSM的数据速率可以达到43.2kbps,EGPRS可以达到480kbps。EDGE技术的缺点是由于无线接口调制方案的改变,需要改变所有BTS基站的硬件和软件。EDGE技术早在二年前,欧洲的GSM网络就已经
13、投入商用。对于一个大型网络,由于采用EDGE技术所需要的追加投资将非常巨大,这也就是我国目前没有引入这一技术的主要原因。作为GSSM营运运商,为为提高数数据的传传递速率率,可能能会考虑虑的方案案是GSSM/GGPRSS网络直直接向UUMTSS的演进进。UMMTS技技术作为为欧洲33G的典典型代表表,在空空中接口口上选择择了码分分多址CCDMAA的方式式,在双双工方式式上,既既可以选选择FDDD方式式,也可可以采用用TDDD方式,取取决于空空中接口口的规范范。在FFDD方方式下,UUMTSS理论速速率为22Mbpps,是是每用户户所能得得到的最最大净比比特速率率,指未未经过信信道编码码之前的的速
14、率,而而实际上上可以达达到2.1Mbbps。这个速速率是含含有数据据包头的的数据流流,如用用户的数数据是IIP数据据,IPP应用层层数据可可能是某某个FTTP数据据包,数数据包在在封装时时会选择择各种合合适的底底层协议议数据,即即IP数数据的包包头。第二个移移动通信信演进的的分支,是是北美分分支。首首先作为为第一代代系统,选选择的是是8000MHzz的AMMPS系系统。北北美与欧欧洲的发发展模式式不同,欧欧洲在模模拟系统统中由于于采用了了多种制制式,导导致它在在做GSSM规范范时,力力求一体体化,所所以GSSM是先先有规范范后有网网络。而而这个问问题,对对北美来来说就不不是那么么重要。由于北北
15、美从一一开始就就选择了了统一的的AMPPS制式式,所以以它首先先要考虑虑的是不不断改善善网络的的性能。作为北北美第二二代系统统的一个个重要分支支DAAMPSS系统,就就是在原原有的AAMPSS基础上上引入了了数字化化技术。与此同同时,欧欧洲GSSM19900MMHz也也被引入入了北美美,作为为第二代代系统的的补充。北美二二代系统统的第三三个分支支,就是是高通公公司研制制并拥有有专利的的CDMMA系统统。CDDMA在在北美的的发展大大致经历历了几个个阶段,首首先是窄窄带CDDMA,引引入的是是IS95空空中接口口的标准准,ISS411是核心心网标准准(对应应GSMM是MAAP标准准)。IIS99
16、5标准准系列通通称为CCDMAA Onne技术术,19993年年IS95标标准被最最终确定定,作为为第一个个被引入入的CDDMA系系统,采采用的是是IS95AA的标准,标标准确定定在扩频频时使用用的带宽宽为1.225MHHz、速速率为11.22288MMcpss,相对对于WCCDMAA中5MMHz的的带宽,11.255MHzz带宽则则被称为为窄代系系统。对对于CDDMA来来说,物物理信道道的定义义是指:物理信信道(PPhy chaanneel)频率(FFreqquennce)+码子(CCodee)。与与GSMM相对应应,CDDMA系系统中的的每用户户是通过过分配的码码子来得得到单业业务信道道,
17、目前前的ISS955A标准准,单信信道码子子上的最最大数据据用户速速率是114.44kbpps。发发展到IIS995B标标准时,通过码子捆绑技术,单用户可占用的码子最大可以分配8个码子,所以可以得到的最大数据速率为14.4x8115.2kbps。与GPRRS对应应,CDDMA的的2.55代技术术被称为为CDMMA200001X,所所对应的的标准仍仍然是22.5代代的标准准而非33代标准准。在CCDMAA20000 11X单载载波中,带宽宽仍为11.255MHzz,双工工方式为为FDDD方式,提提供用户户共二类类信道,一一类称为为Funndamenttal Chaanneel(基基本信道道),另
18、另一类称称为Suuppllemeentaal CChannnell(附加加信道)。在通信信过程中中,用户户会固定定的得到到一个FF信道,并始终维持不会释放,在基本信道上,传送的是信令(Signaling)和业务(Traffic)信息,速率为9.6kbps;当用户申请高速率业务时,系统会提供S信道,S信道的获得并非按Qos由系统自动分配,而是任何用户都可以根据需要向系统申请。在系统中,S信道的配置数量不多,因为它的实现要用到Walsh四阶矩阵中的二个码子,另外2个码子要分配给公共信道,所以最多只有2个S信道,每小区只能同时分配2个用户使用独立的S信道。用户只有申请并获得S信道后,才能提供153k
19、bps的业务。由于信道数较少,系统就规定了单个用户占用该信道的时长(ms级的占用周期),因此,信道的占用具有非连续性。用户在F信道上通过发送信令消息,向系统申请S信道,获得S信道后,用户会在S信道上传送业务信息,而自动释放在F信道上传业务信息;如果在占用周期内没有传完业务信息,用户将再次申请S信道,所以,用户的业务速率会有所波动,这也是CDMA2000 1X的特点和缺陷,目前的码子规划只能做到这一步。与GPRS连续占用时隙的工作模式相比,CDMA2000 1X存在明显的缺陷,即所谓的信道重配置过程,这也体现了欧洲与北美在制定规范体制上的区别。在核心网部分,CDMA2000 1X同样被分为CS和
20、PS域,与GPRS不同的是,CDMA在制定标准时,各实体间的接口都是内部的(Internal),这样的结构更适合内部高效的运作。只有在中国的使用过程中,由于营运商的要求,才对A接口开放,从而实现多厂家设备的互联。在CDMA由IS95向CDMA20001X过渡过程中,BSC增加了分组交换的功能,相当于GPRS中SGSN的功能由BSC来实现。这与GPRS中CS域与PS域是独立完成的结构截然不同。所以,由于接口的不开放,使CDMA20001X的物理实体较GPRS网要少,对应GGSN的网关实体称为PDSN。在CDMMA20000向向三代过过渡的过过程中,最最初有二二个分支支。一个个分支称称为CDDMA
21、220000MCC叫多载载波CDDMA技技术,这这一技术术是在空空中接口口中通过过多载波波码分多多址实现现宽带业业务的提提供,目目前,该该技术已已被搁置置。另一一分支是是CDMMA200001XEEV(增增强型),已作为主流技术被发展。其中CDMA20001XEVDO(data only)已被韩国商用,CDMA20001XEVDV(data&voice)将在下阶段被采用,并将作为真正的CDMA2000的3G标准。该技术使用的带宽仍然是单载波的1.25MHz,它的发展趋势并不打算向宽带过渡,由于使用了增强的数据速率和新的调制方案,使得速率提高,可以在1.25MHz带宽上达到2.4Mbps(HDR
22、方案)。CDMA在向3G过渡的过程中,无线部分也将发生较大变化,这是因为采用了高通的专利技术使得在16QAM的调制方案上提高速率。欧洲在制定WCDMA规范时,就有意要避开高通的专利,所以采用了5MHz带宽来实现2Mbps的数据传递速率。二种技术术的比较较表明,3G标标准都采采用了码码分多址址的多址址方案,它它的特点点在于:a、增加加了系统统容量(IIncrreassed cappaciity)。这一特点值得考虑的有以下观点。所谓容量是指同时使用的用户数,在TDMA方式中,由于物理资源是固定分配,所以容量是指硬容量,容量受限于系统的载频数和可用的时隙数。在GSM中,单载频同时通话的用户数是8个,
23、所以,一旦网络规划完毕,系统的容量也就确定下来。而对于CDMA来说,容量是指软容量,是不受物理资源的限制,CDMA的物理资源是码子,只要码子是无穷的,它的容量就是无穷的。对于单载频来说,采用多少矩阵的码子,有多少个码子,就会同时接入多少个用户。但是,CDMA作为一个自干扰系统,它容量的增长受两个因素的影响,首先是在上行链路上,容量受限于干扰因素,也就是在上行链路不同用户使用相同频率时会产生同频干扰,同频干扰的加剧,达到一定门限时,使容量的增加受限。这也称为上行链路的容量干扰受限。其次在下行链路上,容量增加受限于能量(Power)。在下行链路上,所有的用户分享同一个能量,所以能量的分配也就决定了
24、下行链路上的用户容量。因此,GSM和CDMA的容量一般不具有可比性,这是因为对同样是单载波系统CDMA根据不同的业务需求,容量是不定的,要根据实际情况来算,而GSM系统则具有确定的容量值。b、增加加覆盖(IImprroveed ccoveeragge)。不同的的观点认认为,覆覆盖一般般有3种不同同的含义义,第一种种称为计计划的覆覆盖范围围(Pllannned Celll CCoveeragge),也就就是在规规划过程程中,希希望获得得的理想想覆盖;第二种种称为实实际的覆覆盖范围围(Prractticaal CCoveeragge),由由于无线线环境的的限制,无无论采取取何种措措施,都都无法加加
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