华为WCDMA无线接入网原理

HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Allrightsreserved内部公开第1章3G概述第2章WCDMA系统结构第3章WCDMA无线接口第4章WCDMA信令流程HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage23G发展概述第三代移动通信的提出IMT-2000是第三代移动通信系统（3G）的统称第三代移动通信系统最早由国际电信联盟（ITU）1985年提出，1996年正式更名为IMT-2000（InternationalMobileTelecommunication-2000）−原计划该系统于2000年左右商用−工作的频段在2000MHz（2.1GHz）−最高业务速率为2000Kbps（2Mbps）（原计划）HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage3中国3G频谱分配（2009年1月）（一）中国电信：频分双工（FDD）方式：1920－1935MHz／2110－2125MHz（二）中国联通：频分双工（FDD）方式：1940－1955MHz／2130－2145MHz（三）中国移动：时分双工（TDD）方式：1880-1900MHz和2010－2025MHzHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage4WCDMA能够使用的频段（一）主要工作频段：1920－1980MHz／2110－2170MHzWCDMA频点计算公式：频点号＝频率×5−上行中心频点号：9612～9888−下行中心频点号：10562～10838（二）补充工作频率：1755－1785MHz／1850－1880MHz中国移动和中国联通目前已有的GSM频段以后可以用于WCDMAHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage5丰富的3G业务时延误码不同业务QOS要求会话类业务流类业务交互类业务背景类业务HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage6第1章3G概述第2章WCDMA系统结构第3章WCDMA无线接口第4章WCDMA信令流程HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage7第2章WCDMA系统结构2.1WCDMA版本演进2.2WCDMARAN接口协议HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage8WCDMA协议版本的演进R99保留2G（GSM和GPRS）核心网核心网分CS电路域和PS分组域接入网引入WCDMARAN核心网和接入网之间的Iu接口基于ATMR4保留WCDMAR99RAN核心网电路域采用NGN架构，以IP承载话音业务高达高达R5核心网增加IM（IP多媒体域），增强IPQoS能力接入网增加HSDPA功能，单载波下载高达14.4Mbps的数据接入能力接入网向IPRAN方向发展200020012002规范完成时间R6/R7全IP解决方案HSUPAPhaseII单载波上载速率高达HSPA＋(64QAM,CPC,MIMO)LTE(OFDMA,MIMO)2004HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage9第2章WCDMA系统结构2.1WCDMA版本演进2.2WCDMARAN接口协议HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage10WCDMARAN体系结构RNCRNCNodeBNodeBNodeBCSPSCBCUEUTRANCNUuIuIu-CSIu-PSIu-BCIurIubIubHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage11Iu-CS基于ATM网络的接口协议栈结构控制面传输网络层控制面用户面无线网络层传输网络层用户面传输网络层传输网络层用户面ABCRANAPAAL2PATH物理层SAALNNISCCPMTP3-BAIuUPSAALNNIMTP3-BBATMALCAPHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage12Iur基于ATM网络的接口协议栈结构控制面传输网络层控制面用户面无线网络层传输网络层用户面传输网络层传输网络层用户面ABCRNSAPAAL2PATH物理层SAALNNISCCPMTP3-BAIur数据流SAALNNIMTP3-BBATMALCAPHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage13Iub基于ATM网络的接口协议栈结构控制面传输网络层控制面用户面无线网络层传输网络层用户面传输网络层传输网络层用户面NCPCCPABCCCPNBAPSAALUNIAAL2PATH物理层SAALUNIRACHFPFACHFPATMALCAPHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage14Iu-PS基于IP网络的接口协议栈结构控制面传输网络层控制面用户面无线网络层传输网络层用户面传输网络层传输网络层用户面ACRANAP数据链路层IPSCCPM3UAAIuUPBIPUDPGTP-U物理层数据链路层物理层SCTPCHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage15Uu接口协议栈结构L3controlcontrolcontrolLogicalChannelsTransportChannelsC-planesignalingU-planeinformationPHYL2/MACL1RLCDCNtGCL2/RLCMACRLCRLCRLCRLCRLCRLCRLCDuplicationavoidanceUuSboundaryBMCL2/BMCcontrolPDCPPDCPL2/PDCPDCNtGCRadioBearersRRCcontrolHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage16第1章3G概述第2章WCDMA系统结构第3章WCDMA无线接口第4章WCDMA信令流程HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage17第3章WCDMA无线接口3.1WCDMA无线接口关键技术3.2WCDMA无线信道HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage18WCDMA通信模型信源解码信源编码Interleavingdeinterleaving信道编码交织去交织信道解码加扰解扰扩频解扩调制解调射频发射射频接收无线信道HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage19常用术语比特（Bit），符号（Symbol），码片（Chip）经过信源编码的含有信息的数据称为“比特”经过信道编码和交织后的数据称为“符号”经过最终扩频得到的数据称为“码片”−WCDMA码片速率：3.84McpsHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage20WCDMA通信模型信源解码信源编码Interleavingdeinterleaving信道编码交织去交织信道解码加扰解扰扩频解扩调制解调射频发射射频接收无线信道HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage21WCDMA的信源编码系统采用AMR（AdaptiveMulti-Rate）语音编码多速率：8种编码速率，从12.2Kbps到4.75Kbps，与目前各种主流移动通信系统（如GSM，IS-95，PDC等）使用的编码兼容，利于设计多模终端多种语音速率与目前各种主流移动通信系统使用的编码方式兼容，有利于设计多模终端根据用户离基站远近，自动调整语音速率，减少切换，减少掉话根据小区负荷，自动降低部分用户语音速率，可以节省部分功率，从而容纳更多用户HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage22WCDMA通信模型信源解码信源编码Interleavingdeinterleaving信道编码交织去交织信道解码加扰解扰扩频解扩调制解调射频发射射频接收无线信道HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage23WCDMA的信道编码信道编码的作用：增加符号间的相关性，以便在受到干扰的情况下恢复信号12345678910111213141516171819202122编码类型语音业务：卷积码（1/2、1/3），约束长度为9，加8个尾比特数据业务：Turbo码（1/3），两个8状态的并行级联卷积码（PCCC）构成，加6个尾比特HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage24交织交织的作用：打乱符号间的相关性，减小信道快衰落和干扰带来的影响12345678......452453454……816...456210...450614...45419...449412...452715...455311...451513...453........B0B1B2B3B4B5B6B7{A4,B0}{A5,B1}{A6,B2}{A7,B3}{B4,C0}{B5,C1}{B6,C2}{B7,C3}一次交织：二次交织：HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage25WCDMA通信模型信源解码信源编码Interleavingdeinterleaving信道编码交织去交织信道解码加扰解扰扩频解扩调制解调射频发射射频接收无线信道HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage26(a)(b)相关（相关性100％）不相关（0相关）+1-1+1-1+1-1+1码字的相关性HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage27WCDMA的扩频码：OVSFOVSF：正交可变扩频因子，由Walsh矩阵生成SF=1SF=2SF=4Cch,1,0=(1)Cch,2,0=(1,1)Cch,2,1=(1,-1)Cch,4,0=(1,1,1,1)Cch,4,1=(1,1,-1,-1)Cch,4,2=(1,-1,1,-1)Cch,4,3=(1,-1,-1,1)HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage28扩频原理____________UE1:＋1－11_____________UE2:－1＋1c1:＋1－1＋1－1＋1－1＋1－1c2:＋1＋1＋1＋1＋1＋1＋1＋1UE1×c1：＋1－1＋1－1－1＋1－1＋1UE2×c2：－1－1－1－1＋1＋1＋1＋1UE1×c1＋UE2×c2：0－20－20＋20＋2HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.AllrightsreservedPage29解扩原理UE1×c1＋UE2×c2：0－20－20＋20＋2UE1使用c1解扩：c1＋1－1＋1－1＋1－1＋1－1解扩结果：0＋20＋20－20－2积分判决：＋4（表示＋1）－4（表示－1）UE2使用c2解扩：c2＋1＋1＋1＋1＋1＋1＋1＋1解扩结果：0－20－20＋20＋2积分判决：－4（表示－1）＋4（表示＋1）HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Allrightsre