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1、WCDMA技术培训,主要内容,WCDMA基础知识 方案设计建议 测试经验总结 开通应用,WCDMA基础知识,系统构成 系统演进 网络结构 3G制式对比及频谱占用 WCDMA关键技术 功率控制 码分多址（扩频） Rake接收 切换 分集技术 HSDPA/HSUPA,3G标准组织,3G标准组织主要由3GPP、3GPP2组成，以CDMA码分多址技术为核心。,国际上目前最具代表性的第三代移动通信技术标准有三种，它们分别是CDMA2000，WCDMA和TD-SCDMA，其中，CDMA2000和WCDMA属于FDD方式；TD-SCDMA属于TDD方式，系统的上、下行工作于同一频率。,系统演进,WCDMA标
2、准规划清晰，制定严谨 WCDMA支持HSDPA技术，顺应未来高速无线数据业务的需求 WCDMA将分阶段引入IP，目标是实现全网IP化，标准比较完善 WCDMA 2001/06及以后发布的协议能够保持前向兼容,WCDMA网络结构R99,WCDMA网络结构R4,WCDMA网络结构R5,WCDMA网络结构,UE（User Equipment） UE是用户终端设备，它主要包括射频处理单元、基带处理单元、协议栈模块以及应用层软件模块等。UE包括两部分： ME（the Mobile Equipment）提供应用和服务； USIM（the UMTS Subscriber Module）提供用户身份识别。 U
3、TRAN（UMTS陆地无线接入网） UTRAN分为Node B（基站）和RNC（无线网络控制器）两部分。 Node B Node B是WCDMA系统的基站（即无线收发信机），包括无线收发信机和基带处理部件。通过标准的Iub接口和RNC互连，主要完成Uu接口物理层协议的处理。它的主要功能是扩频、调制、信道编码及解扩、解调、信道解码，还包括基带信号和射频信号的相互转换等功能。 RNC（Radio Network Controller） RNC是无线网络控制器，主要完成连接建立和断开、切换、宏分集合并和无线资源管理等功能。,WCDMA网络结构,CN（Core Network，核心网） CN负责与其他
4、网络的连接和对UE的通信和管理。主要功能实体如下： MSC/VLR MSC/VLR是WCDMA核心网CS域功能节点，MSC/VLR的主要功能是供CS域的呼叫控制、移动性管理、鉴权和加密等功能。 GMSC GMSC是WCDMA移动网CS域与外部网络之间的网关节点，它的主要功能是完VMSC功能中的呼入呼叫的路由功能及与固定网等外部网络的网间结算功能 SGSN SGSN（服务GPRS支持节点）是WCDMA核心网PS域功能节点，SGSN的主要功能是提供PS域的路由转发、移动性管理、会话管理、鉴权加密等功能。 GGSN GGSN（网关GPRS支持节点）是WCDMA核心网PS域功能节点，GGSN需要提供U
5、E接入部分组网络的关口功能，从外部网的观点来看，GGSN就好象是可寻WCDMA移动网络中所有用户IP的路由器，需要同外部网络交换路由信息。 External networks External networks，即外部网络，可以分为两类： 电路交换网络（CS networks）：提供电路交换的连接，像通话服务。 ISDN和 PSTN均属于电路交换网络。 分组交换网络（PS networks）：提供数据包的连接服务，Internet属于分组数据交换网络。,WCDMA网络结构,宏基站与BBU+RRU组网,WCDMA网络结构,BBU,规格：132mm482mm330mm (HBD),WCDMA网络结
6、构,ZXWR R8840,ZXWR R8840是中兴通讯WCDMA ZXWR V3+系列产品中的一款室外型大功率射频拉远单元，可与中兴通讯系列化BBU产品、宏基站产品或微基站产品共同组成分布式基站。,技术指标 工作频段： UMTS2100/UMTS850/UMTS900/UMTS1800/UMTS1900 载扇配置： 4C1S 输出功率： 20W/40W/60W（机顶输出） 基带射频接口： 2*1.25G光接口 接收灵敏度： -126.5dBm 单天线接收 机械尺寸： 360mm320mm165mm（HWD） 满配重量： 16.5kg 满配功耗： 170W 电源输入： -48V DC；220V
7、 AC；110V AC 温度范围： -40+55 湿度范围： 5%100% 防护等级： IP65 MTBF： 100000 小时 MTTR： 0.5小时,WCDMA网络结构,1.LC1 4.Monitor 7.ANT1 2.LC2 5.PWR 8.RXout 3.AISG 6.ANT2 9.RXin,WCDMA网络结构,中兴ZXWRB09,WCDMA网络结构,射频连接图,三种主要技术体制的对比情况,多址技术,采用调频的多址技术.业务信道在不 同频段分配给不同的用户。 TACS、AMPS 各用户使用不同的频率 采用时分的多址技术。业务信道在不 同的时间分配给不同的用户 GSM、DAMPS 各用户
8、使用不同的时隙 CDMA是采用扩频的码分多址技术 所有用户在同一时间、同一频段上、 根据不同的编码获得业务信道 各用户使用不同的正交化码序列,多址技术,TDD方式上下行频率相同 可用于任何频段 适合于上下行非对称及对称业务 FDD方式上下行频率配对 需要成对频段 适合于上下行对称业务；,TDD(时分双工；如TD-SCDMA),FDD（频分双工；如WCDMA和CDMA2000）,中国3G频谱资源分配,频谱资源分配,主要工作频段： 频分双工（FDD）方式：19201980MHz21102170MHz； 时分双工（TDD）方式：18801920MHz、20102025MHz。 补充工作频率： 频分双
9、工（FDD）方式：17551785MHz18501880MHz； 时分双工（TDD）方式：23002400MHz，与无线电定位业务共用,WCDMA概述,根据工信部规定，中国联通可用的频段 1940MHz-1955MHz(上行)、 2130MHz -2145MHz(下行)，上下行各15MHz。相邻频率间隔采用5MHz时，可用频率号是3个 。 根据可用频段和绝对无线频率信道号计算公式，中国联通可用的频率号见下表： 序号： 1 2 3 上行链路： 9713 9738 9763 下行链路： 10663 10688 10713 UTRA 绝对无线频率信道号 上行链路 Nu = 5 * Fuplink N
10、为9612 到 9888 Fuplink 1922.4MHz 1977.6 MHz 下行链路 Nd = 5 * downlink N为10562 到10838 Fdownlink 2112.4MHz 2167.6 MHz 其中 Fuplink 是上行频率，Fdownlink 是下行频率，单位MHz,WCDMA基础知识,系统构成 系统演进 网络结构 3G制式对比及频谱占用 WCDMA关键技术 功率控制 码分多址（扩频） Rake接收 切换 分集技术 HSDPA/HSUPA,功率控制,码信道之间的非正交产生多址干扰，存在功率攀升现象。 WCDMA网络 会议室 码信道传输用方言交谈 信道功率说话声音
11、 保证信道质量听清对话 信道功率增加谈话声音提高 功率攀升大家都提高声音 超过线性范围崩溃喊破喉咙，仍然听不清,功率控制远近效应,功率控制,功率控制,开环 从信道中测量干扰条件，并调整发射功率 闭环内环 测量信噪比和目标信k噪比比较，发送指令调整发射功率 WCDMA闭环功率控制频率为1500Hz 若测定SIR目标SIR， 降低移动台发射功率 若测定SIR目标SIR， 增加移动台发射功率 闭环外环 测量误帧率（误块率），调整目标信噪比,功率控制开环功控,功率控制闭环功控,功率控制,下行链路功率控制目的 节约基站的功率资源，减少对其他基站的干扰 上行链路功率控制目的 克服远近效应,所有的信号到达基
12、站的功率相同 目标是在信号接收端，所有的用户有相同的信号干扰比 SIR (Signal to Interference Ratio) 功率控制决定了WCDMA系统的容量,扩频技术,扩频通信就是将信号的频谱展宽后进行传输的技术。 其理论解释为Shannon定理： C=Wlog2(1+P/N) C - 信道容量(用传输速率度量) W - 信号频带宽度 P - 信号功率 N - 白噪声功率 该公式表明：在给定的传输速率C不变的条件下，频带宽度W和信噪比P/N是可以互换的。即可通过增加频带宽度的方法，在较低的信噪比P/N(S/N)情况下传输信息。 扩展频谱换取信噪比要求的降低。,高速扩频信号,低速信号
13、,TX,解调信号,RX,高速扩频信号,扩频信号,扩频技术,+1,-1,+1,-1,-1,-1,-1,+1,+1,+1,扩频,解扩频,符号,码片,数据,扩频码,扩频码,数据,1,0,0,1,0,1 1 0 1 1 0 0 1,扩频后的信号,扩频技术,-1,-1,-1,+1,+1,+1,解扩,干扰信号,数据,-1,+1,-1,+1,其他的经过 扩频后的信号,积分后的结果,+8,-8,1 1 0 1 1 0 0 1,1 1 0 1 1 0 0 1,1 1 1 1 1 1 1 1,扩频后的信号,扩频码,信号,噪声,扩频通信示意图,信号,脉冲干扰,白噪声,扩频通信的特点,抗多径干扰能力强 抗突发脉冲干扰
14、 保密性高 低发射功率对其他通信系统和人体的影响较小 易于实现大容量多址通信 占用频带宽 实现复杂 在时变信道中实现同步较为困难,扩频的方式,直接扩频（DSSS） 通过将伪噪声序列与基带脉冲数据相乘来扩展基带数据，其伪噪声序列由伪噪声生成器产生 误码率受限于多址干扰和远近效应的影响 用功率控制来克服远近效应，受限于功率检测的精度 WCDMA采用的是直接扩频方式 跳频扩频（FHSS) 数据以发射机的载波频率跳变的方式发送到表面上随机的信道中 每个信道上，在发射机再次调频之前，数据用传统的窄带调制方式发送一些小的突发 无远近效应的影响，因为多个用户不会同时使用同一频率（Bluetooth技术、快、慢调频）,扩频技术,WCDMA通信模型,扩频技术,信道编码 信道编码技术是通过给原数据添加冗余信息，它使数据符号变为码片，并增加了信号带宽，每符号的码片数称为扩频因子(SF），从而获得纠错能力 目前使用较多的是卷积编码和Turbo编码（1/2，1/3） 使用编码增加了无效负荷和传输时间 适合纠正非连续的少量错误,扩频技术,交织 交织：打乱原来的数
