【資料名稱】：WCDMA高級(jí)培訓(xùn)課件

【資料作者】：無

【資料日期】：20100802

【資料語言】：中文

【資料格式】：DOC

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WCDMA高級(jí)培訓(xùn)課件


主要內(nèi)容：
1、UMTS的基本理論。簡(jiǎn)述無線通信的發(fā)展歷史以及他們之間的變化。
2、UMTS基本結(jié)構(gòu)的介紹。從邏輯視圖介紹UMTS的功能結(jié)構(gòu)，GSM及GPRS向UMTS過渡的結(jié)構(gòu)變化。
3、無線接口。UMTS作為UTRAN網(wǎng)絡(luò)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網(wǎng)絡(luò)的總體介紹，協(xié)議模型、物理層、RLC層、MAC層的基本功能以及所對(duì)應(yīng)的信道、空中接口的通信過程、調(diào)制解調(diào)方案及AMR等。
4、基本通信過程。移動(dòng)臺(tái)至核心網(wǎng)之間的通信過程。

一、UMTS Introduction
目標(biāo)：1、UMTS是什么？
2、UMTS的標(biāo)準(zhǔn)由誰制定、這些標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)及不同標(biāo)準(zhǔn)的差異。
3、UMTS現(xiàn)狀，各國(guó)license發(fā)布情況。

1、移動(dòng)通信的基本發(fā)展過程
第一代以模擬制式為代表的空中無線接口的應(yīng)用主要有：NMT（北歐）、TACS（英國(guó)）、AMPS（北美）及R2000（鐵路應(yīng)用）等。多種標(biāo)準(zhǔn)的存在使得彼此不兼容，不能互聯(lián)互通。
第二代移動(dòng)通信引入數(shù)字和調(diào)頻技術(shù)，最典型的技術(shù)有：GSM（歐洲）、CDMA IS-95（北美）、D-AMPS（北美）、IS-136（北美）等。在整個(gè)發(fā)展過程中，主要有三個(gè)分支，分別是歐洲、北美和日本的移動(dòng)通信發(fā)展歷程。日本的分支由于比較獨(dú)立，一般不在討論之中。
作為歐洲第二代移動(dòng)通信技術(shù)的典型代表是GSM，GSM在空中接口的主要特點(diǎn)：多址方式－—TDMA，采用8路時(shí)分復(fù)用的多址方式，每用戶的接入是通過占用物理信道的時(shí)隙來區(qū)分。從網(wǎng)絡(luò)側(cè)考慮，區(qū)分上下行鏈路的雙工方式是FDD。在每一個(gè)頻率上使用8路時(shí)分復(fù)用，微觀的占用時(shí)間片來區(qū)分多路用戶的個(gè)人通信。在通信過程中，每個(gè)用戶得到的物理資源是時(shí)隙，在GSM中物理信道的定義為：物理信道（Phy channel）＝頻率（Frequence）+時(shí)隙號(hào)（TS number）。由于采用電路交換方式，每用戶在通信過程中，將一直占用網(wǎng)絡(luò)分配的物理信道直至通信結(jié)束。在空中接口，物理信道的分配是采用固定的分配方式。一個(gè)用戶對(duì)應(yīng)一個(gè)時(shí)隙（TS），時(shí)隙用于傳送話音時(shí)，話音的凈比特速率（經(jīng)過原編碼后的速率）為13kbit/s(FR)或12.2kbit/s(EFR)；傳送數(shù)據(jù)時(shí)，單信道最大傳輸速率為9.6kbit/s（限值），由于受限于該速率，所以GSM的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)歸為承載業(yè)務(wù)，主要是通過GSM網(wǎng)絡(luò)承載數(shù)據(jù)到外部網(wǎng)絡(luò)。但是，如果在軟件上升級(jí)，也可以支持到14.4kbit/s的數(shù)據(jù)速率。
隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，為提高空中接口上的數(shù)據(jù)傳送速率，在GSM基礎(chǔ)上提出了2.5代的GPRS技術(shù)。GPRS提供的是一種數(shù)據(jù)服務(wù)，它不能獨(dú)立于GSM存在，它的目的只是在GSM系統(tǒng)上提供高速有效地傳遞數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的服務(wù)。因此，GPRS的無線部分不會(huì)發(fā)生變化，仍然沿用GSM的無線接口，采用TDMA幀結(jié)構(gòu)，但交換方式由電路交換轉(zhuǎn)變?yōu)榉纸M交換方式。在2.5代系統(tǒng)中，核心網(wǎng)交換域由電路交換域（CS Domain）和分組交換域（PS Domain）構(gòu)成。從數(shù)據(jù)速率和業(yè)務(wù)的角度來說，GPRS可以提高空中接口中數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的速率，而對(duì)于話音速率沒有任何影響。如何在GSM系統(tǒng)數(shù)據(jù)速率受限的前提下提高空中接口的數(shù)據(jù)速率？可以有兩種方法：第一是改變信道編碼方案，提高每用戶的單信道數(shù)據(jù)凈比特率。在GSM系統(tǒng)中，空中接口上的每用戶信息是按20ms分塊，每信息塊包含456bits，傳輸速率為22.8kbit/s。456bits的信息塊內(nèi)容大體可以分成二部分，即有用消息字段和保護(hù)字段。從22.8kbps角度來說，要提高傳輸速率，也就是在20ms時(shí)間段，增加信息塊的有用消息字段的長(zhǎng)度，減少保護(hù)字段的長(zhǎng)度。這種機(jī)制即所謂的信道編碼（channel coding）。這種方案的實(shí)現(xiàn)帶來的缺陷就是由于保護(hù)字段的減少，數(shù)據(jù)包在空中接口傳遞時(shí)，它的可靠性會(huì)有所下降，數(shù)據(jù)包對(duì)無線接口的敏感性會(huì)加重，也就是對(duì)載干比（能量之比）的要求將會(huì)提高，基本要達(dá)到14dB以上，才能滿足CS4的編碼方案。對(duì)于CS4編碼，數(shù)據(jù)速率為20.4kbps，與22.8kbps比較，幾乎沒有保護(hù)。而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)比較關(guān)鍵的是塊的差錯(cuò)率、塊的丟失率，話音業(yè)務(wù)比較注重的因素是時(shí)延。隨著單信道數(shù)據(jù)速率的提高，對(duì)無線信道空中接口的載干比要求也會(huì)提高，因此通過提高單信道數(shù)據(jù)傳遞速率的方法并不是最有效的。作為第二種方案，就是通過多時(shí)隙分配來實(shí)行數(shù)據(jù)速率的提高，也就說通過改變無線資源的分配使每用戶根據(jù)數(shù)據(jù)量的大小動(dòng)態(tài)分配占用多個(gè)時(shí)隙來完成分組數(shù)據(jù)塊的傳送。這種動(dòng)態(tài)分配從兩個(gè)角度來考慮，首先是每用戶空中接口的最大可占用時(shí)隙為8個(gè)TS，其次是每時(shí)隙可支持的最大用戶數(shù)為8個(gè)。二種方案前者是通過提高單信道速率，后者是通過提高資源利用率的角度來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞速率的提升。理論上，GPRS網(wǎng)絡(luò)能夠提供的最大數(shù)據(jù)傳遞速率是采用CS4編碼方式，8時(shí)隙共用的前提下得到的值為160kbps。而實(shí)際上，當(dāng)前的小區(qū)規(guī)劃中定義的分組時(shí)隙取決于業(yè)務(wù)量的大小，以最大4個(gè)TS為例，（1＋3）個(gè)TS的配置方式是指1個(gè)時(shí)隙是靜態(tài)分配給分組時(shí)隙，3個(gè)時(shí)隙作為混合方式的分配，完成分組或話音業(yè)務(wù)的傳送。因此，目前最大的時(shí)隙分配是4個(gè)TS。從信道編碼方式來考慮，目前使用較多的是CS1和CS2方案，CS1多用于信令，而CS2可以動(dòng)態(tài)選擇支持業(yè)務(wù)和信令。CS2的速率理論值是12.2kbps，考慮一定的阻塞（5％），實(shí)際有效速率是10kbps，而CS1只有8kbps。因此，從網(wǎng)絡(luò)側(cè)考慮，最大的數(shù)據(jù)傳遞速率只有40kbps。從移動(dòng)臺(tái)來看，對(duì)于GPRS移動(dòng)終端來說，移動(dòng)臺(tái)有所謂的多時(shí)隙能力的指標(biāo)值。多時(shí)隙能力是指移動(dòng)臺(tái)在上下行鏈路上同時(shí)能夠獲得的最大無線資源能力，即能獲得的最大時(shí)隙數(shù)。在規(guī)范中移動(dòng)臺(tái)按多時(shí)隙能力被分成class1~class29共29個(gè)級(jí)別，而目前網(wǎng)絡(luò)能支持的只有class1~class13共13個(gè)級(jí)別。對(duì)于一個(gè)3＋1級(jí)別的移動(dòng)臺(tái)來說，該移動(dòng)臺(tái)在下行方向上最大只能同時(shí)獲得3個(gè)時(shí)隙，在上行方向上最大只能獲得1個(gè)時(shí)隙。目前MOTO各式包括測(cè)試手機(jī)最大的也就是3＋1的移動(dòng)臺(tái)，通常使用的也就是2＋1或其他級(jí)別的手機(jī)。因此，數(shù)據(jù)速率還要取決于移動(dòng)終端的級(jí)別，移動(dòng)臺(tái)只有在class29級(jí)別時(shí)，才能真正實(shí)現(xiàn)8＋8的時(shí)隙配置。所以，在實(shí)際過程中，手機(jī)真正能獲得的數(shù)據(jù)傳輸速率在下行方向上目前也只有30kbps，這也是目前GPRS網(wǎng)絡(luò)能夠提供的有效速率，一般變化范圍在20～40kbps之間。這里所講的速率是凈比特速率，指的是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包經(jīng)過多重分裝后，在進(jìn)入RLC的MAP層之前的速率，并不是指經(jīng)過信道編碼之后的速率。所以，在考慮數(shù)據(jù)速率時(shí)，必須清楚所處的階段，是原編碼速率、經(jīng)過信道編碼的速率還是經(jīng)過調(diào)制后的速率。
（課間提問：GPRS系統(tǒng)在通信過程中，手機(jī)要不斷對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，那么又如何能夠?qū)崿F(xiàn)8＋8的時(shí)隙配置？也就說如果手機(jī)工作在8＋8模式下，靠什么物理信道來完成測(cè)量和信令的交互？）
在GPRS網(wǎng)絡(luò)中，空中接口的傳遞速率，無論是30kbps還是160kbps，都顯得太低，這樣就存在了由GSM和GPRS網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)向上過渡的系統(tǒng)要求，被稱為E－GSM和E－GPRS，其中，E代表的是EDGE技術(shù)。EDGE技術(shù)是采用了空中接口上不同的無線處理方式，主要是調(diào)制方案的改變。由于采用不同的調(diào)制方案，可以提高空中接口的信息傳輸速率，在原有基礎(chǔ)上提高3倍的數(shù)據(jù)速率的增長(zhǎng)。因此，E－GSM的數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到43.2kbps，E－GPRS可以達(dá)到480kbps。EDGE技術(shù)的缺點(diǎn)是由于無線接口調(diào)制方案的改變，需要改變所有BTS基站的硬件和軟件。EDGE技術(shù)早在二年前，歐洲的GSM網(wǎng)絡(luò)就已經(jīng)投入商用。對(duì)于一個(gè)大型網(wǎng)絡(luò)，由于采用EDGE技術(shù)所需要的追加投資將非常巨大，這也就是我國(guó)目前沒有引入這一技術(shù)的主要原因。
作為GSM營(yíng)運(yùn)商，為提高數(shù)據(jù)的傳遞速率，可能會(huì)考慮的方案是GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)直接向UMTS的演進(jìn)。UMTS技術(shù)作為歐洲3G的典型代表，在空中接口上選擇了碼分多址CDMA的方式，在雙工方式上，既可以選擇FDD方式，也可以采用TDD方式，取決于空中接口的規(guī)范。在FDD方式下，UMTS理論速率為2Mbps，是每用戶所能得到的最大凈比特速率，指未經(jīng)過信道編碼之前的速率，而實(shí)際上可以達(dá)到2.1Mbps。這個(gè)速率是含有數(shù)據(jù)包頭的數(shù)據(jù)流，如用戶的數(shù)據(jù)是IP數(shù)據(jù)，IP應(yīng)用層數(shù)據(jù)可能是某個(gè)FTP數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包在封裝時(shí)會(huì)選擇各種合適的底層協(xié)議數(shù)據(jù)，即IP數(shù)據(jù)的包頭。
第二個(gè)移動(dòng)通信演進(jìn)的分支，是北美分支。首先作為第一代系統(tǒng)，選擇的是800MHz的AMPS系統(tǒng)。北美與歐洲的發(fā)展模式不同，歐洲在模擬系統(tǒng)中由于采用了多種制式，導(dǎo)致它在做GSM規(guī)范時(shí)，力求一體化，所以GSM是先有規(guī)范后有網(wǎng)絡(luò)。而這個(gè)問題，對(duì)北美來說就不是那么重要。由于北美從一開始就選擇了統(tǒng)一的AMPS制式，所以它首先要考慮的是不斷改善網(wǎng)絡(luò)的性能。作為北美第二代系統(tǒng)的一個(gè)重要分支D－AMPS系統(tǒng)，就是在原有的AMPS基礎(chǔ)上引入了數(shù)字化技術(shù)。與此同時(shí)，歐洲GSM1900MHz也被引入了北美，作為第二代系統(tǒng)的補(bǔ)充。北美二代系統(tǒng)的第三個(gè)分支，就是高通公司研制并擁有專利的CDMA系統(tǒng)。CDMA在北美的發(fā)展大致經(jīng)歷了幾個(gè)階段，首先是窄帶CDMA，引入的是IS－95空中接口的標(biāo)準(zhǔn)，IS－41是核心網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)（對(duì)應(yīng)GSM是MAP標(biāo)準(zhǔn)）。IS－95標(biāo)準(zhǔn)系列通稱為CDMA One技術(shù)，1993年IS－95標(biāo)準(zhǔn)被最終確定，作為第一個(gè)被引入的CDMA系統(tǒng)，采用的是IS－95A的標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)確定在擴(kuò)頻時(shí)使用的帶寬為1.25MHz、速率為1.2288Mcps，相對(duì)于WCDMA中5MHz的帶寬，1.25MHz帶寬則被稱為窄代系統(tǒng)。對(duì)于CDMA來說，物理信道的定義是指：物理信道（Phy channel）＝頻率（Frequence）+碼子（Code）。與GSM相對(duì)應(yīng)，CDMA系統(tǒng)中的每用戶是通過分配的碼子來得到單業(yè)務(wù)信道，目前的IS－95A標(biāo)準(zhǔn)，單信道碼子上的最大數(shù)據(jù)用戶速率是14.4kbps。發(fā)展到IS－95B標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，通過碼子捆綁技術(shù)，單用戶可占用的碼子最大可以分配8個(gè)碼子，所以可以得到的最大數(shù)據(jù)速率為14.4x8＝115.2kbps。
與GPRS對(duì)應(yīng)，CDMA的2.5代技術(shù)被稱為CDMA2000－1X，所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)仍然是2.5代的標(biāo)準(zhǔn)而非3代標(biāo)準(zhǔn)。在CDMA2000 1X單載波中，帶寬仍為1.25MHz，雙工方式為FDD方式，提供用戶共二類信道，一類稱為Fundamental Channel(基本信道)，另一類稱為Supplemental Channel（附加信道）。在通信過程中，用戶會(huì)固定的得到一個(gè)F信道，并始終維持不會(huì)釋放，在基本信道上，傳送的是信令（Signaling）和業(yè)務(wù)（Traffic）信息，速率為9.6kbps；當(dāng)用戶申請(qǐng)高速率業(yè)務(wù)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)提供S信道，S信道的獲得并非按Qos由系統(tǒng)自動(dòng)分配，而是任何用戶都可以根據(jù)需要向系統(tǒng)申請(qǐng)。在系統(tǒng)中，S信道的配置數(shù)量不多，因?yàn)樗�的�?shí)現(xiàn)要用到Walsh四階矩陣中的二個(gè)碼子，另外2個(gè)碼子要分配給公共信道，所以最多只有2個(gè)S信道，每小區(qū)只能同時(shí)分配2個(gè)用戶使用獨(dú)立的S信道。用戶只有申請(qǐng)并獲得S信道后，才能提供153kbps的業(yè)務(wù)。由于信道數(shù)較少，系統(tǒng)就規(guī)定了單個(gè)用戶占用該信道的時(shí)長(zhǎng)（ms級(jí)的占用周期），因此，信道的占用具有非連續(xù)性。用戶在F信道上通過發(fā)送信令消息，向系統(tǒng)申請(qǐng)S信道，獲得S信道后，用戶會(huì)在S信道上傳送業(yè)務(wù)信息，而自動(dòng)釋放在F信道上傳業(yè)務(wù)信息；如果在占用周期內(nèi)沒有傳完業(yè)務(wù)信息，用戶將再次申請(qǐng)S信道，所以，用戶的業(yè)務(wù)速率會(huì)有所波動(dòng)，這也是CDMA2000 1X的特點(diǎn)和缺陷，目前的碼子規(guī)劃只能做到這一步。與GPRS連續(xù)占用時(shí)隙的工作模式相比，CDMA2000 1X存在明顯的缺陷，即所謂的信道重配置過程，這也體現(xiàn)了歐洲與北美在制定規(guī)范體制上的區(qū)別。在核心網(wǎng)部分，CDMA2000 1X同樣被分為CS和PS域，與GPRS不同的是，CDMA在制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，各實(shí)體間的接口都是內(nèi)部的（Internal），這樣的結(jié)構(gòu)更適合內(nèi)部高效的運(yùn)作。只有在中國(guó)的使用過程中，由于營(yíng)運(yùn)商的要求，才對(duì)A接口開放，從而實(shí)現(xiàn)多廠家設(shè)備的互聯(lián)。在CDMA由IS－95向CDMA2000－1X過渡過程中，BSC增加了分組交換的功能，相當(dāng)于GPRS中SGSN的功能由BSC來實(shí)現(xiàn)。這與GPRS中CS域與PS域是獨(dú)立完成的結(jié)構(gòu)截然不同。所以，由于接口的不開放，使CDMA2000－1X的物理實(shí)體較GPRS網(wǎng)要少，對(duì)應(yīng)GGSN的網(wǎng)關(guān)實(shí)體稱為PDSN。
在CDMA2000向三代過渡的過程中，最初有二個(gè)分支。一個(gè)分支稱為CDMA2000－MC叫多載波CDMA技術(shù)，這一技術(shù)是在空中接口中通過多載波碼分多址實(shí)現(xiàn)寬帶業(yè)務(wù)的提供，目前，該技術(shù)已被擱置。另一分支是CDMA2000－1XEV（增強(qiáng)型），已作為主流技術(shù)被發(fā)展。其中CDMA2000－1XEV－DO（data only）已被韓國(guó)商用，CDMA2000－1XEV－DV（data&voice）將在下階段被采用，并將作為真正的CDMA2000的3G標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)使用的帶寬仍然是單載波的1.25MHz，它的發(fā)展趨勢(shì)并不打算向?qū)拵н^渡，由于使用了增強(qiáng)的數(shù)據(jù)速率和新的調(diào)制方案，使得速率提高，可以在1.25MHz帶寬上達(dá)到2.4Mbps（HDR方案）。CDMA在向3G過渡的過程中，無線部分也將發(fā)生較大變化，這是因?yàn)椴捎昧烁咄ǖ膶＠�技術(shù)使得在16QAM的調(diào)制方案上提高速率。歐洲在制定WCDMA規(guī)范時(shí)，就有意要避開高通的專利，所以采用了5MHz帶寬來實(shí)現(xiàn)2Mbps的數(shù)據(jù)傳遞速率。
二種技術(shù)的比較表明，3G標(biāo)準(zhǔn)都采用了碼分多址的多址方案，它的特點(diǎn)在于：
a、增加了系統(tǒng)容量（Increased capacity）。這一特點(diǎn)值得考慮的有以下觀點(diǎn)。所謂容量是指同時(shí)使用的用戶數(shù)，在TDMA方式中，由于物理資源是固定分配，所以容量是指硬容量，容量受限于系統(tǒng)的載頻數(shù)和可用的時(shí)隙數(shù)。在GSM中，單載頻同時(shí)通話的用戶數(shù)是8個(gè)，所以，一旦網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃完畢，系統(tǒng)的容量也就確定下來。而對(duì)于CDMA來說，容量是指軟容量，是不受物理資源的限制，CDMA的物理資源是碼子，只要碼子是無窮的，它的容量就是無窮的。對(duì)于單載頻來說，采用多少矩陣的碼子，有多少個(gè)碼子，就會(huì)同時(shí)接入多少個(gè)用戶。但是，CDMA作為一個(gè)自干擾系統(tǒng)，它容量的增長(zhǎng)受兩個(gè)因素的影響，首先是在上行鏈路上，容量受限于干擾因素，也就是在上行鏈路不同用戶使用相同頻率時(shí)會(huì)產(chǎn)生同頻干擾，同頻干擾的加劇，達(dá)到一定門限時(shí)，使容量的增加受限。這也稱為上行鏈路的容量干擾受限。其次在下行鏈路上，容量增加受限于能量（Power）。在下行鏈路上，所有的用戶分享同一個(gè)能量，所以能量的分配也就決定了下行鏈路上的用戶容量。因此，GSM和CDMA的容量一般不具有可比性，這是因?yàn)閷?duì)同樣是單載波系統(tǒng)CDMA根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求，容量是不定的，要根據(jù)實(shí)際情況來算，而GSM系統(tǒng)則具有確定的容量值。
b、增加覆蓋（Improved coverage）。不同的觀點(diǎn)認(rèn)為，覆蓋一般有3種不同的含義，第一種稱為計(jì)劃的覆蓋范圍（Planned Cell Coverage），也就是在規(guī)劃過程中，希望獲得的理想覆蓋；第二種稱為實(shí)際的覆蓋范圍（Practical Coverage），由于無線環(huán)境的限制，無論采取何種措施，都無法加大覆蓋范圍，稱為實(shí)際的覆蓋；第三種稱為可操作的覆蓋范圍（Operational Coverage），指的是移動(dòng)臺(tái)可接入系統(tǒng)的最大距離。所以在考慮覆蓋范圍時(shí)，應(yīng)該考慮以上因素，一般認(rèn)為GSM和CDMA也不具有可比性。在GSM中，實(shí)際的覆蓋范圍一般認(rèn)為是不可變的，當(dāng)實(shí)行網(wǎng)優(yōu)時(shí)，系統(tǒng)的可操作范圍是可變的。如改變最小接受電平值，用戶可接入的距離就會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。所以這種范圍的變化，是可以人為來操作的。而在CDMA中，覆蓋范圍是動(dòng)態(tài)變化的，不像GSM是靜態(tài)的變化，這也被稱為CDMA的呼吸效應(yīng)。隨著小區(qū)負(fù)荷的增加，實(shí)際可操作范圍的小區(qū)半徑會(huì)縮小，小區(qū)半徑隨用戶的干擾而發(fā)生動(dòng)態(tài)的變化，這也就是CDMA小區(qū)規(guī)劃的復(fù)雜性所在。
c、簡(jiǎn)化系統(tǒng)規(guī)劃年（Simplified system planning）。這一提法應(yīng)改為不用做頻率規(guī)劃，因?yàn)樗��?jiǎn)化的只是頻率復(fù)用方案。而碼子仍需要規(guī)劃，所以對(duì)于CDMA的系統(tǒng)設(shè)計(jì)來說，并不會(huì)簡(jiǎn)化，如果考慮無線射頻的規(guī)劃，由于小區(qū)是動(dòng)態(tài)變化，系統(tǒng)的規(guī)劃只會(huì)更加復(fù)雜。要考慮小區(qū)的負(fù)荷，小區(qū)呼吸的可行性、呼吸效應(yīng)之后的重疊覆蓋區(qū)的大小等因素。
d、增加電池使用時(shí)間（Increased battery time ）。這也同樣不具有可比性。GSM手機(jī)在工作過程中，是采用突發(fā)脈沖的發(fā)式工作的，信號(hào)總是在自己的脈沖時(shí)間段發(fā)射，所以，手機(jī)無論在監(jiān)測(cè)公共控制信道還是通話過程，信號(hào)的接受和發(fā)射都有一個(gè)不連續(xù)性，由發(fā)射期、空閑期和不發(fā)射期構(gòu)成整個(gè)工作時(shí)間。而對(duì)于CDMA來說，手機(jī)始終處于持續(xù)工作方式，即使在沒有信號(hào)傳遞的過程中，也需要連續(xù)監(jiān)聽公共導(dǎo)頻信道的信息并解碼。所以到底那個(gè)手機(jī)的待機(jī)時(shí)間更長(zhǎng)，不具有可比性。另外，由于開環(huán)功率控制的原因，CDMA手機(jī)的平均接續(xù)時(shí)間（呼叫建立時(shí)間）要比GSM手機(jī)長(zhǎng)，尤其是在系統(tǒng)干擾較大的時(shí)候，接續(xù)時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)。一般情況下，CDMA手機(jī)的接續(xù)時(shí)間是ms級(jí)，規(guī)范中規(guī)定，在最差情況下，接續(xù)時(shí)間可以達(dá)到秒級(jí)。
e、靈活的切換（Facilitated handovers）。根據(jù)歐洲GSM對(duì)切換的的定義，切換是指系統(tǒng)在無線接口上為用戶提供連續(xù)性服務(wù)的過程。UMTS的切換和IS－95中的切換是不同的。UMTS中的軟切換和更軟切換，是在無線接入網(wǎng)內(nèi)部的過程，而把跨MSC或SGSN之間的切換，定義成重定位過程（Re－location），二種切換過程促發(fā)的機(jī)制和建立過程是獨(dú)立的。由于軟切換的引入，使無線接口的掉話率有明顯改善。除了軟切換，CDMA還定義了各種硬切換，如從UMTS系統(tǒng)切換到GSM系統(tǒng)、在網(wǎng)絡(luò)初期，系統(tǒng)不提供Iur接口時(shí)，UMTS之間的切換、今后使用多載波之間的切換等。
f、需要的帶寬（Bandwidth on demand）。從空中接口角度來說，經(jīng)過擴(kuò)頻之后的速率是可以調(diào)整的。如在UMTS規(guī)范中，WCDMA在最初提交空中接口的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，速率是4.096Mcps，而不是3.84Mcps。結(jié)合余弦滾降系數(shù)α＝0.22的射頻轉(zhuǎn)換之后，4.096x(1+α)=4.99MHz，將占用空中接口上的5MHz帶寬。但是為了實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)在空中接口的兼容，鑒于MC當(dāng)時(shí)提出的載波是三載波，也就是3個(gè)1.25MHz構(gòu)成的帶寬，歐洲WCDMA的帶寬提出了讓步，將4.096MHz帶寬減為3.84MHz帶寬。而它的余弦滾降系數(shù)并未發(fā)生變化，仍為0.22，因此，3.84 x(1+α)=4.7MHz，與CDMA2000－MC三載波的帶寬幾乎一樣。由此可見，擴(kuò)頻之后的帶寬可以由系統(tǒng)自己決定。除此之外，這一特點(diǎn)還可以體現(xiàn)在分組技術(shù)的特點(diǎn)上，將來過渡到R4活R5時(shí)，在核心網(wǎng)的業(yè)務(wù)上，它所有的業(yè)務(wù)資源都是共享的，也就存在著Qos的引入。用戶和網(wǎng)絡(luò)之間，可以通過協(xié)商Qos獲得它所需要的帶寬。在網(wǎng)絡(luò)閑的情況下，可以獲得較高的帶寬，而在網(wǎng)絡(luò)忙時(shí)，只能維持保證速率。

2、3代移動(dòng)通信簡(jiǎn)介
根據(jù)報(bào)告顯示，全球移動(dòng)用戶數(shù)到2004年將會(huì)超過固定電話的用戶數(shù)，2005年，預(yù)測(cè)無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在整個(gè)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)中將占據(jù)70％的份額。3代移動(dòng)通信就是為了滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在無線通信接口上的實(shí)現(xiàn)而誕生的。
IMT－2000是ITU（International Telecommunication Union）對(duì)3代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的總稱，其中，歐洲選擇的標(biāo)準(zhǔn)稱為UMTS，北美選擇的標(biāo)準(zhǔn)稱為CDMA2000。二者最主要的區(qū)別在于它們無線接口上標(biāo)準(zhǔn)的不同，核心網(wǎng)技術(shù)沒有太大的變化。IMT－2000的基本要求稱為3A，即Anytime、Anywhere、Anything。保證通信的3A也就是要求通信系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)全球化、多媒體化、綜合化、智能化和個(gè)人化。所謂全球化，是指系統(tǒng)能夠真正實(shí)現(xiàn)全球兼容，業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)全球漫游。多媒體化是指在寬帶上能夠傳送多媒體業(yè)務(wù)，各種多媒體業(yè)務(wù)能夠在統(tǒng)一的無線接口上傳送，并滿足不同業(yè)務(wù)類型的不同Qos的要求，如話音業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)、普通數(shù)據(jù)流業(yè)務(wù)、E－mail業(yè)務(wù)、Wap Browser業(yè)務(wù)等等對(duì)Qos的要求都是不同的。如何在統(tǒng)一的無線接口上滿足不同Qos的要求，就是3G的一個(gè)關(guān)鍵。綜合化是針對(duì)UTRAN網(wǎng)絡(luò)來說的，UMTS規(guī)范規(guī)定了統(tǒng)一的上層應(yīng)用協(xié)議，對(duì)于底層的接入來說卻可以隨著接入的不同類型而替換，如陸地?zé)o線接入網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星接入網(wǎng)絡(luò)、無繩電話接入網(wǎng)絡(luò)、W－LAN等等都可以作為它不同類型的接入，所以它的接入類型是可變的，但它的上層應(yīng)用是不變的。智能化是指在智能網(wǎng)平臺(tái)上提供各種智能業(yè)務(wù)，如最典型的代表VHE（Virtual Home Environment）。個(gè)人化方面，從目前的發(fā)展?fàn)顩r來看是不可能實(shí)現(xiàn)了，它的基本含義是指用戶只要有一個(gè)個(gè)人的號(hào)碼，就可以實(shí)現(xiàn)在不同網(wǎng)絡(luò)中的通信，對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)來說，個(gè)人號(hào)碼是唯一的。
從營(yíng)運(yùn)商和用戶的角度來看，3G能夠提供用戶高速的多媒體、虛擬居家環(huán)境等業(yè)務(wù)。營(yíng)運(yùn)商希望能提供標(biāo)準(zhǔn)開放的接口、減少投資、提供統(tǒng)一平臺(tái)增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)和用戶的管理工具和業(yè)務(wù)質(zhì)量的區(qū)分。因此，UMTS＝數(shù)據(jù)＋話音＋附加業(yè)務(wù)＋Qos＋低花費(fèi)＋高容量＋…….。
目前對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)來說，比較復(fù)雜的也就是Qos的實(shí)現(xiàn)，規(guī)范把數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)按Qos分四大類，分別是會(huì)話類業(yè)務(wù)，包括話音、可視電話、視頻游戲等；交互式業(yè)務(wù)；數(shù)據(jù)流業(yè)務(wù)和后臺(tái)業(yè)務(wù)。四類業(yè)務(wù)的區(qū)別，就在于Qos參數(shù)的要求是不同的，Qos參數(shù)最典型的如BLER（塊差錯(cuò)率和塊丟失率）、Delay（傳輸時(shí)延、可變時(shí)延及可變時(shí)延的累計(jì)）等。從用戶的角度實(shí)現(xiàn)Qos，就是將用戶分成三大類，如金、銀、銅卡類用戶。三種用戶在系統(tǒng)中可能獲得的資源是不一樣的，如金卡用戶，可能的保證速率128kbps，峰值速率滿足384kbps或更高。不同用戶的業(yè)務(wù)要求根據(jù)不同的種類系統(tǒng)提供不同的資源。另外從小區(qū)負(fù)荷來考慮，隨小區(qū)負(fù)荷的變化，能夠滿足的各類用戶的各類業(yè)務(wù)要求的速率是不一樣的。所以從三個(gè)方面，根據(jù)Qos可以實(shí)現(xiàn)資源的動(dòng)態(tài)分配，由RNC根據(jù)移動(dòng)交換中心或其他部分提出的RNB分配請(qǐng)求消息，來分配各種合適的無線接口的信道資源。所以在UMTS中引入了Qos的概念，以及Qos的實(shí)現(xiàn)方案。Qos對(duì)UMTS非常重要，它保證了各種業(yè)務(wù)在無線接口上暢通無阻的基本要求，但由于還沒有完善的規(guī)范，所以它的實(shí)現(xiàn)各廠家有不同的方案。
對(duì)3G業(yè)務(wù)需求的問卷調(diào)查顯示，用戶希望3G能夠提供的前十類業(yè)務(wù)，具有三項(xiàng)特點(diǎn)：分別是個(gè)性化、快速和LBS（基于位置的服務(wù)）。所謂個(gè)性化，就是在用戶的分組網(wǎng)上，如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全性傳遞，這種安全性傳遞不僅包括空中接口，還包括網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的各個(gè)接口的安全性�？焖偈�3G網(wǎng)絡(luò)最主要的特點(diǎn)，提供高速的數(shù)據(jù)速率的傳遞是3G網(wǎng)絡(luò)的基本要求。LBS是指用戶在不同的位置獲得相應(yīng)的服務(wù)，它是基于智能網(wǎng)平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)的。

3、3G標(biāo)準(zhǔn)的制定
3G標(biāo)準(zhǔn)是由二個(gè)組織來制定的，分別是3GPP和3GPP2。3GPP的含義是指第三代合作伙伴計(jì)劃。3GPP2是針對(duì)CDMA2000來制定相應(yīng)規(guī)范，而3GPP是針對(duì)UMTS來制定規(guī)范的。3GPP規(guī)范涉及二部分內(nèi)容，空中接口上選擇的是WCDMA標(biāo)準(zhǔn)，核心網(wǎng)選擇的是MAP標(biāo)準(zhǔn)。3GPP2選擇的則分別是CDMA2000和IS－41標(biāo)準(zhǔn)。這二個(gè)組織，中國(guó)都已加入并參與標(biāo)準(zhǔn)的制定。3GPP的技術(shù)規(guī)范可以從網(wǎng)上下載，與GSM規(guī)范相對(duì)應(yīng)，UMTS規(guī)范的編號(hào)＝GSM規(guī)范編號(hào)＋20。如GSM中關(guān)于層三消息的規(guī)范編號(hào)是GSM4.08，對(duì)應(yīng)的UMTS無線接口規(guī)范是3GPP24.008。目前3GPP常用的規(guī)范，無線部分主要是24、25、26三個(gè)系列，包括了所有關(guān)于無線方面的接口及通信流程。33、34、35系列主要是作為測(cè)試用規(guī)范。
目前，ITU選擇的空中接口標(biāo)準(zhǔn)，從最初遞交共15個(gè)提議，其中，陸地?zé)o線接口9個(gè)，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)6個(gè)。通過對(duì)9個(gè)提議的歸總，ITU最終制定了5項(xiàng)空中接口的標(biāo)準(zhǔn)：（通稱為IMT－2000）
a、CDMA－DS
多址方式采用寬帶碼分多址（W－CDMA），在5MHz帶寬上采用碼分多址技術(shù)；擴(kuò)頻通常采用直接擴(kuò)頻（DS）（另外還有時(shí)間擴(kuò)頻和調(diào)頻擴(kuò)頻，均未采用），將原來的高能量窄帶信號(hào)展寬成低能量寬帶信號(hào)，由于是直接擴(kuò)頻，所以是和擴(kuò)頻序列直接作相乘運(yùn)算就可以了；雙工方式采用FDD方式，在空中接口上占用一對(duì)5MHz帶寬來構(gòu)成上下行鏈路。典型應(yīng)用于UTRAN—FDD/UMTS網(wǎng)絡(luò)。通常稱之為WCDMA標(biāo)準(zhǔn)。
b、CDMA－MC
多址方式仍采用寬帶碼分多址（W－CDMA），由3個(gè)連續(xù)的1.25MHz帶寬頻率（多載波），構(gòu)成5MHz帶寬的碼分多址技術(shù)；雙工方式仍采用FDD方式。應(yīng)用于CDMA—2000－MC網(wǎng)絡(luò)。
c、CDMA－TDD
多址方式采用寬帶碼分多址（W－CDMA）；擴(kuò)頻采用直接擴(kuò)頻（DS）；唯一區(qū)別是雙工方式采用TDD方式，即采用單一頻率，在時(shí)間上區(qū)分空中接口的上下行鏈路。在時(shí)間軸上，劃分出不同的時(shí)隙，上下行鏈路在時(shí)間軸上交換輪替。典型應(yīng)用于UTRAN—TDD/UMTS和中國(guó)的TD－SCDMA網(wǎng)絡(luò)。TDD方式的特點(diǎn)是可以提高頻譜的效率，可以采用頻譜上任何一個(gè)非對(duì)稱頻譜來實(shí)現(xiàn)。但復(fù)雜點(diǎn)在于上下行鏈路的分配上，網(wǎng)絡(luò)如何來均衡上行和下行鏈路的分配？也就是控制系統(tǒng)中用戶上下行鏈路數(shù)量的配置。作為動(dòng)態(tài)的管理，是由RNC來管理的。在網(wǎng)絡(luò)初期，一般認(rèn)為系統(tǒng)的下行鏈路數(shù)要大于用戶的上行鏈路數(shù)，按7:3的方案來配置。所以，由于上下行鏈路時(shí)隙的分配，給系統(tǒng)帶來的另一個(gè)問題就是系統(tǒng)的同步，要求系統(tǒng)的同步性要高�？朔�傳輸上的時(shí)延，保持時(shí)隙上的同步，避免不同時(shí)隙之間的干擾。
d、TDMA－SC
由美國(guó)TIA組織提出，是在窄帶的IS－136標(biāo)準(zhǔn)上演進(jìn)過來的，稱為UWC－136標(biāo)準(zhǔn)。
e、TDMA－MC
該標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)由歐洲的DECT制式來使用。
最初作為ITU在制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，希望不同的空中接口標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于用戶端來說可以實(shí)現(xiàn)兼容。這就要求作為核心網(wǎng)的MAP和IS－41標(biāo)準(zhǔn)的兼容，目前的發(fā)展似乎已沒有必要。
（課間提問：通常概念上的CDMA2000是指上述5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中的哪個(gè)？）

4、UMTS Licenses
由世界無線協(xié)會(huì)分配的3G頻段，是全世界通用的。世界無線協(xié)會(huì)（WARC－92）為3G分配了上下行鏈路上共230MHz帶寬，包括了所有陸地接入方式、衛(wèi)星接入、TDD接入方式、DECT等所需的帶寬。230 MHz帶寬的定義范圍（歐洲為例）：
a、對(duì)稱性頻譜UMTS（FDD接入）
上行1920MHz～1980 MHz；
下行2110MHz～2170 MHz；
2個(gè)60MHz共120MHz帶寬，用于陸地?zé)o線接入網(wǎng)絡(luò)的頻譜劃分。
b、對(duì)稱性頻譜（MSS衛(wèi)星接入頻譜）
上行1980MHz～2010 MHz；
下行2170MHz～2200 MHz；
2個(gè)30MHz共60MHz帶寬，用于移動(dòng)衛(wèi)星接入網(wǎng)絡(luò)的頻譜劃分。
c、非對(duì)稱性頻譜（TDD接入）
1885MHz～1920 MHz和2010MHz～2025 MHz共 50 MHz帶寬，用于TDD方式。
120+60+50=230 MHz帶寬。
所謂Licenses，也就是對(duì)頻譜的中心頻率的占有權(quán)。每個(gè)營(yíng)運(yùn)商申請(qǐng)的帶寬都會(huì)分配2個(gè)FDD和1個(gè)TDD的頻段。如給英國(guó)TIW公司的 Licenses分配了2個(gè)15M的FDD和1