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网络通信华为培训第1章wcdma系统概述.docx
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WA000010 WCDMA 系统根本原理
WCDMA 系统概述
1-1
第1章 WCDMA 系统概述
1.1
移动通信的开展
现代的移动通信开展至今,主要走过了两代,而第三代现在正处于预商用阶
段,不少厂家已经在欧洲、亚洲进行实验网的商用试运行。
第一阶段是模拟蜂窝移动通信网。时间是上世纪七十年代中期至八十年代中
期。 这一阶段相对于以前的移动通信系统,最重要的突破是贝尔实验室在七
十年代提出的蜂窝网的概念。蜂窝网,即小区制,由于实现了频率复用,大
大提高了系统容量。
第一代移动通信系统的典型代表是美国的 AMPS 系统和后来的改良型系统
TACS,以及 NMT 和 NTT 等。AMPS〔先进的移动 系统〕使用模拟蜂窝传
输的 800MHz 频带,在北美、南美和局部环太平洋国家广泛使用;TACS〔总
接入通信系统〕使用 900MHz 频带,分 ETACS〔欧洲〕和 NTACS〔日本〕
两种版本,英国、日本和局部亚洲国家广泛使用此标准。
第一代移动通信系统的主要特点是采用频分复用,语音信号为模拟调制,每
隔 30KHz/25KHz 一个模拟用户信道。其主要弊端有:
(1) 频谱利用率低
(2) 业务种类有限
(3) 无高速数据业务
(4) 保密性差,易被窃听和盗号
(5) 设备本钱高
(6) 体积大,重量大
为了解决模拟系统中存在的这些根本性技术缺陷,数字移动通信技术应运而
生,这就是以 GSM 和 IS-95 为代表的第二代移动通信系统,时间是从八十年
代中期开始。第二代数字蜂窝移动通信系统的典型代表是美国的 DAMPS 系
统、IS-95 和欧洲的 GSM 系统。
GSM〔全球移动通信系统〕发源于欧洲,它是作为全球数字蜂窝通信的
TDMA 标准而设计的,支持 64Kbps 的数据速率,可与 ISDN 互连。GSM 使
用 900MHz 频带,使用 1800MHz 频带的称为 DCS1800。GSM 采用 FDD 双
工方式和 TDMA 多址方式,每载频支持 8 个信道,信号带宽 200KHz。
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WCDMA 系统概述
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DAMPS 〔先进的数字移动 系统〕也称 IS-54〔北美数字蜂窝〕,使用
800MHz 频带,是两种北美数字蜂窝标准中推出较早的一种,指定使用 TDMA
多址方式。
IS-95 是北美的另一种数字蜂窝标准,使用 800MHz 或 1900MHz 频带,指定
使用 CDMA 多址方式,已成为美国 PCS〔个人通信系统〕网的首先技术。
由于第二代移动通信以传输话音和低速数据业务为目的,从 1996 年开始,为
了解决中速数据传输问题,又出现了代的移动通信系统, 如 GPRS 和
IS-95B。
CDMA 系统容量大,相当于模拟系统的 10 到 20 倍,与模拟系统的兼容性好。
美国、韩国、香港等地已经开通了窄带 CDMA 系统,对用户提供效劳。由于
窄带 CDMA 技术比 GSM 成熟晚等原因,使得其在世界范围内的应用远不及
GSM,只在北美、韩国和中国等地有较大规模商用。移动通信现在主要提供
的效劳仍然是语音效劳以及低速率数据效劳。由于网络的开展,数据和多媒
体通信的开展势头很快,所以,第三代移动通信的目标就是宽带多媒体通信。
第三代移动通信系统是一种能提供多种类型、高质量的多媒体业务,能实现
全球无缝覆盖,具有全球漫游能力, 与固定网络相兼容,并以小型便携式终
端在任何时候、任何地点进行任何种类的通信系统。
第三代移动通信系统最早由国际电信联盟〔ITU〕 于 1985 年提出,当时称为
未 来 公 众 陆 地 移 动 通 信 系 统 〔 FPLMTS , Future Public Land Mobile
Telecommunication System 〕 , 1996 年 更 名 为 IMT-2000 〔 International
Mobile Telecommunication-2000, 国际 移 动 通信 -2000〕 。 主要 体 制 有
WCDMA、cdma2000 和 UWC-136。1999 年 11 月 5 日,国际电联 ITU-R
TG8/1 第 18 次会议通过了“IMT-2000 无线接口技术标准〞建议,其中我国
提出的 TD-SCDMA 技术写在了第三代无线接口标准建议的 IMT-2000 CDMA
TDD 局部中。“IMT-2000 无线接口技术标准〞建议的通过说明 TG8/1 制定
第三代移动通信系统无线接口技术标准方面的工作已经根本完成,第三代移
动通信系统开发和应用将进入实质阶段。
1.1.1 标准组织
3G 的标准化工作实际上是由 3GPP〔3th Generation Partner Project,第三代
伙伴关系方案〕和 3GPP2 两个标准化组织来推动和实施的。
3GPP 成立于 1998 年 12 月,由欧洲的 ETSI、日本 ARIB、韩国 TTA 和美国
的 T1 等组成。采用欧洲和日本的 WCDMA 技术,构筑新的无线接入网络,
在核心交换侧那么在现有的 GSM 移动交换网络根底上平滑演进,提供更加多
样化的业务。UTRA〔Universal Terrestrial Radio Access〕为无线接口的标准。
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WCDMA 系统概述
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1999 年的 1 月,3GPP2 也正式成立,由美国的 TIA、日本 ARIB、韩国 TTA
等组成。无线接入技术采用 cdma2000 和 UWC-136 为标准,cdma2000 这一
技术在很大程度上采用了高通公司的专利。核心网采用 ANSI/IS-41。
我国的无线通信标准研究组〔CWTS〕是这两个标准化组织的正式组织成员,
华为公司、大唐集团也都是 3GPP 的独立成员。
1.1.2 3G 演进策略
3GPP 和 3GPP2 制定的演进策略总体上都是渐进式的。
保证现有投资和运营商利益
有利于现有技术的平滑过渡
从开展的角度说,由现有的第二代移动通信系统向 IMT-2000 演进的过程是一
个至关重要的问题。它关系到现有网的再使用〔另建新网络不应是最正确方
案〕和多种第二代数字网络体制向同一标准开展这两个主要问题。
1. GSM 向 WCDMA 的演进策略
GSM 向 WCDMA 的演进策略应是:目前的 GSM→HSCSD〔高速电路交换数
据,速率 14.4~64kbps〕→GPRS〔通用分组无线业务,速率 144kbpss〕→
最终以网络业务覆盖再度平滑无缝隙地演进至 IMT-2000 WCDMA〔DS〕。
(1) 高速电路交换数据,HSCSD:High Speed Circuit Switched Data
HSCSD 是 能 将 多 个 全 速 率 话音 信 道 共 同 分 配 给 HSCSD 结 构 的 特 性 。
HSCSD 的目的是以单一的物理层结构提供不同空间接口用户速率的多种业
务的混合。HSCSD 的好处在于更高的数据速率〔高达 64 kbps,最大数据速
率取决于生产厂家〕并仍使用现有 GSM 数据技术,现有 GSM 系统稍加改动
就可使用。
(2) 通用分组无线业务,GPRS:General Packet Radio Service
GPRS 的主要优点是:
标准的无线分组交换 Internet/Intranet 接入,适用于所有 GSM 覆盖的地
方。
可变的数据速率峰值,从每秒几个比特到〔最大数据速率取决于生产厂
家〕。
由于按实际数据量记费,使用户可能全天在线上而只付实际传输数据量
的费用。
支持现有业务以及新的应用业务。
无线接口上打包,优化无线资源共享。
网络构成的分组交换技术,优化网络资源共享。
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