09-3G_

/1171/64第三代移动通信系统（二）The3rdGenerationMobileCommunicationSystems（2）/1172/64内容回顾与提示问题13G移动通信有哪几种主流技术？问题23G移动通信的关键技术有哪些？问题3第三代移动通信UMTS的网络结构与第二代移动通信GSM的网络结构有什么相同之处和不同之处？问题4WCDMA信道分为几种？各有何作用？本次课要回答的问题：cdma2000空中接口特性、TD-SCDMA空中接口特性、3G系统比较。重点：cdma2000、TD-SCDMA空中接口特性。难点：TD-SCDMA空中接口特性。/1173/64内容提要（Contents）cdma2000系统Thecdma2000SystemTD-SCDMA系统TheTD-SCDMASystem3G系统比较AComparisonof3GSystems/1174/64内容提要（Contents）cdma2000系统Thecdma2000SystemTD-SCDMA系统TheTD-SCDMASystem3G系统比较AComparisonof3GSystems/1175/64cdma-2000系统概述基本特征cdma2000系统是基于IS-95的标准基础上提出的3G标准，目前其标准化工作由3GPP2来完成。电路域继承2GIS-95CDMA网络，引入以WIN为基本架构的业务平台。分组域是基于MobileIP技术的分组网络。无线接入网以ATM交换机为平台，提供丰富的适配层接口。/1176/64TIA编号3GPP2编号名称说明IS-2000-2C.S0002PhysicalLayerStandardforcdma2000SpreadSpectrumSystemscdma2000的物理层标准IS-2000-3C.S0003MediumAccessControl(MAC)Standardforcdma2000SpreadSpectrumSystemscdma2000的媒体接入控制层标准IS-2000-4C.S0004SignalingLinkAccessControl(LAC)Standardforcdma2000SpreadSpectrumSystemscdma2000的信令链路接入控制层标准IS-2000-5C.S0005UpperLayer(Layer3)SignalingStandardforcdma2000SpreadSpectrumSystemscdma2000的第三层标准IS-2000-6C.S0006AnalogSignalingStandardforcdma2000SpreadSpectrumSystemscdma2000的模拟接口信令标准IS-97C.S0010BaseStationMinimumPerformance基站最低性能标准IS-98C.S0011MobileStationMinimumPerformance终端最低性能标准cdma-2000系统概述/1177/64cdma-2000系统概述技术标准的发展在cdma2000标准研究的前期，提出了单载波1x和多载波3x的发展策略。由于cdma20001x只能提供144kbit/s速率的数据业务，为此提出了cdma20003x和cdma20001x－EV（Evolution）标准以提供高速业务，但由于3x的优势仅在于提高了数据业务，其占用的频谱相对较宽，难以实现，目前应用受限。cdma20001x着眼于在1.25MHz的带宽内提供高速数据业务，因此得到运营商的青睐而得到发展。/1178/64cdma-2000系统概述技术标准的发展（续）cdma2000-1x，又称为2.75G系统与IS-95A/B完全兼容，所用频段可与之共享或重叠，但可通过不同的无线配置与之区别。其中无线配置是一组前向业务信道和反向业务信道传输格式；网络部分引入分组交换方式，支持移动IP业务，可提供144kbit/s速率的数据业务，容量比cdmaOne高一倍；2001年底已提供商用，中国联通的cdma2000-1x网络于2002年下半年启动建设，于2003年底工程竣工；1x的演进计划分为两个阶段：1x-EV-DO和1x-EV-DV。/1179/64cdma-2000系统概述技术标准的发展（续）cdma2000-1x-EV，可称真正3G系统1x-EV-DO：基于高通的HDR（HighDataRate）技术，支持平均速率为650kbit/s，峰值速率为2.4Mbit/s的高速数据业务，不支持话音业务；1x-EV-DO需要一个单独的载波用于承载数据；1x-EV-DV：是1x-EV-DO基础上的技术方案，目标是在一个载波的宽度1.25MHz内，不仅实现高速的话音和非实时的分组数据业务，而且能够提供实时的多媒体业务，最高数据速率大于5Mbit/s；1x-EV-DV实际上可以看作是cdma2000-1x和HDR系统的组合，具有很强的竞争力。/11710/64cdma-2000系统概述系统组成与结构cdma2000的系统组成模块分为三个部分：用户设备、基站和核心网。cdma2000BTScdma2000BTScdma2000BTSBSCBSCPGFMSCPDSNX.25InternetPSTNISDNBSIOS4.0/11711/64cdma-2000系统概述空中接口特点cdma2000的空中接口兼容IS-95；信号带宽N1.25MHzN1，3，6，9，12；前向链路有两种模式可共选择：多载波方式和单载波方式；码片速率N1.2288Mcps；语音编码8k/13kQCELP或8kEVRC语音编码；同步方式基站需要GPS/GLONASS同步方式运行；功率控制采用上下行闭环加外环功率控制；/11712/64cdma-2000系统概述空中接口特点（续）发射分集方式下行可以采用正交发射分集（OTD）和空时扩展分集（STS），以提高信道的抗衰落能力，改善下行信道的信号质量；解调方式上行采用导频辅助的相干解调方式提高了解调性能；编码方式采用卷积码和Turbo码的编码方式；数据调制方式上行BPSK、下行QPSK调制方式；/11713/64cdma-2000系统概述正交发射分集（OTD）方法：将编码序列{bk,t}分解成奇子流{bk,2t+1}和偶子流{bk,2t+2}，分别从不同天线发出。图中Sk是用户k的扩频码序列；实质：可看成在空域上对编码序列执行的一种交织，在不同发射天线上发射不同的编码比特，由此获得分集增益。1kSkS＝020kkSS＝kb/11714/64cdma-2000系统概述正交空时扩展分集（STS）方法：将编码序列{bk,t}分解成两个子流{bk,2t+1}和子流{bk,2t+2}，分别从不同天线发出。图中S1k和S2k是长度为2Nc个码片的正交扩频序列。实质：在发射机和接收机执行线性合并操作，实现完全发射分集。扩展是在每两个符号周期进行的，长度为2Nc的两个扩频序列构造一个长度为Nc的扩频序列。1kS2kS2kS1kSkb/11715/64cdma-2000系统概述cdma2000与IS-95B的区别多载波工作反向链路连续发送反向链路独立的导频和数据信道独立的数据信道前向链路的辅助导频前向链路的发射分集/11716/64cdma-2000系统概述cdma2000与WCDMA的区别FFDDDDDDSS((WWCCDDMMAA))FFDDDDMM((ccddmmaa--22000000))最最小小带带宽宽55MMHHzznn××11..2255MMHHzz采采用用技技术术类类型型宽宽带带直直接接序序列列扩扩频频DDSS多多载载波波((MMCC))码码片片速速率率33..8844MMccppssnn××11..22228888MMccppss；；11..22228888MMccppss；；33..66886644MMccppss((33载载波波))基基站站间间同同步步异异步步//同同步步同同步步((需需GGPPSS))下下行行信信道道导导频频公公共共导导频频：：连连续续((CCDDMM))专专用用导导频频：：非非连连续续((TTMM))连连续续导导频频，，码码复复用用((CCDDMM))帧帧长长1100mmss2200mmss功功率率控控制制速速度度11660000880000/11717/64cdma-2000空中接口空中接口协议层次结构高高层层指指令令复复接接与与QQooSS发发送送物物理理层层LLAACC子子层层数数据据业业务务话话音音业业务务信信令令与与物物理理层层接接口口MMAACC子子层层SSRRBBPPRRLLPPRRLLPPRRLLPPOOSSII层层33--77OOSSII层层22OOSSII层层11/11718/64cdma-2000空中接口LAC、MAC子层设计目的①支持多种高层业务的需要；②提供在宽性能范围（1.2kbps到大于2Mbps）工作的高效、低延时的各种数据业务的需要；③支持先进的电路和分组数据业务的QoS输出；④提供先进的支持多个可变QoS要求的并发的话音、分组数据、电路数据的多媒体业务的需要。LAC层功能LAC子层用于提供点到点无线链路的可靠的、顺序输出的发送控制功能。在必要时，LAC子层业务也可使用适当的ARQ协议实现。如果低层可以提供适当的QoS，LAC子层可以省略（即空）。/11719/64MAC子层功能①最优效果输出：在无线链路中使用可以提供最佳可靠性的无线链路协议（RLP）进行可靠传输；②复接和QoS控制：通过仲裁在竞争业务和接入请求优先级间的矛盾，保证已经协商好的QoS级别。cdma-2000空中接口/11720/64扩频速率SR1下前向CDMA信道的信道类型cdma-2000空中接口信道类型最大数目前向导频信道1发送分集导频信道1辅助导频信道未指定辅助发送分集导频信道未指定同步信道1寻呼信道7广播信道未指定快速寻呼信道3公共功率控制信道未指定公共指配信道未指定前向公共控制信道未指定前向专用控制信道1/每个前向业务信道前向基本信道1/每个前向业务信道前向补充码分信道（仅RC1和RC2）7/每个前向业务信道前向补充信道（仅RC3～RC5）2/每个前向业务信道/11721/64扩频率为SR1的前向信道符号重复卷积编码器块交织调制符号符号映射0→+1,1→-1信道增益长码掩码长码发生器(1.2288Mcps)抽取器I信息比特前向导频信道结构同步信道和寻呼信道寻呼信道没有cdma-2000空中接口/11722/64扩频率为SR1的前向信道cdma-2000空中接口广播信道、公共指配信道和公共控制信道结构/11723/64扩频率为SR1的前向信道cdma-2000空中接口快速寻呼信道结构/11724/64扩频率为SR1的前向信道cdma-2000空中接口公共功率控制信道结构/11725/64扩频率为SR1的前向信道cdma-2000空中接口前向业务信道结构（RC1和RC2）/11726/64扩频率为SR1的前向信道cdma-2000空中接口前向业务信道结构（RC3~RC5）/11727/64扩频率为SR1的后向信道cdma-2000空中接口信道类型最大数目反向导频信道1接入信道1增强接入信道1反向公共控制信道1反向专用控制信道1反向基本信道1反向补充码分信道（仅RC1和RC2）7反向补充信道（仅RC3和RC4）2/11728/64cdma2000-1x软切换与IS-95的区别导频集的大小有变化：有效集还是至少可以包含6个导频信号，候选集就扩展到了10个导频信号，邻区集同样扩展到至少40个导频信号；导频集的管理算法做了调整：不再只是简单地使用或静态门限，而是引入了动态门限，这样在复杂的无线环境中能获得更好的软切换效果。邻区集或剩余集里的导频进入候选集还是通过比较导频的信号强度与参数门限。当导频的信号强度高于门