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1、第四章主要移动通信系统简介第四章主要移动通信系统简介王卫东王卫东2010-9-151内容内容1、WCDMA 2、TDSCDMA 3、CDMA2000（IS95A） 4、HSPA 5、LTE 6、IMT-Advanced2010-9-152主要关注点主要关注点需求支撑技术系统结构资源管理配置2010-9-153第一节第一节 WCDMA移动通信系统移动通信系统需求：需求： 支持多媒体传输 支持IP传输 支持自适应传输（3G+）支撑技术：支撑技术： FDD CDMA 直接序列扩频技术 多用户检测技术 OVSF码技术 压缩检测技术系统结构：系统结构： NodeB+RNC+核心网 同频覆盖为主 异频覆盖
2、为辅资源管理技术：资源管理技术： 软切换 呼吸效应 频点管理 QoS 2010-9-154WCDMA移动通信系统移动通信系统WCDMA/FDDUTRA/TDD3GPPUMTS3G系统中的宽带CDMA系统2010-9-155WCDMA的演进的演进R99R4R5R6R7LTE电路域(CS域)的呼叫与承载的分离：将MSC分为MSC服务器(MSCServer) 和媒体网关(MGW)，使呼叫控制和承载完全分开 低码片速率TDD：通过了TD_SCDMA 物理层技术规范的技术报告2010-9-156R992010-9-157WCDMA系统的网络结构系统的网络结构2010-9-158网络结构网络结构RNS R
3、NC RNS RNC 核 心 网（CN） Node B Node B Node B Node B Iu Iu Iur Iub Iub Iub Iub 2010-9-1593GPP R99网络体系结构网络体系结构BSSBSCRNSRNCCNNode BNode BAIuPSIurIubisUSIMMEMSCuUuMSCSGSNGsGGSNGMSCGnHLRGrGcCDEAuC HEIRFGfGiPSTNIuCSGbVLRBGpVLRGBTSBTSUmRNCAbisSIMSIM-ME i/forMSCBPSTNPSTNcell2010-9-15103GPP R4网络体系结构网络体系结构BSS BS
4、C RNS RNC CN Node B Node B IuPSIurIubUSIM ME MSCuUu MSC serverSGSN GsGGSN GMSC server GnHLRGr Gc CDNcH EIR FGf Gi PSTNIuCS VLR BGpVLR GBTS BTS Um RNCAbisSIM SIM-ME i/for MSC serverBPSTNcell CS-MGW CS-MGWCS- MGWAuC Nb T-SGWR-SGW McMcNbPSTNPSTNNc McMh AGbE2010-9-15113GPP R5网络体系结构网络体系结构BSSBSCRNSRNCCNNo
5、de BNode BIuCSIuPSIurIubUSIMMEMSCuUuMSC serverSGSNGsGGSNGMSC serverGnHSS(HLR)GrGcCDEHEIRFGfGiPSTNIuCSIuPSVLR BGpVLRGBTSBTSUmRNCAbisSIMSIM-ME i/forMSC serverBPSTNcellCS-MGWCS-MGWCS- MGWAuCNbMcMcNbPSTNPSTNNcMcAGbGoNc2010-9-1512IP多媒体子系统参考结构（多媒体子系统参考结构（IMS）IMS基本网络结构有一些新的网络单元，主要是：呼叫状态控制功能（CSCF，Call State
6、 control Function）、媒体网关控制功能（MGCF，Multimedia Gateway Control Function）、IMS媒体网关（IM-MGW，Multimedia Gateway）、多媒体资源功能（MRF，Multimedia Resource Function）、中断网关控制功能（BGCF）应用服务器。2010-9-1513表 4-1 WCDMA系统基本参数码片速率3.84MCHIP/S载频带宽约5MHz。采用升余弦滚降滤波，滚降系数为0.22双工方式FDD/TDD扩频方式直接序列扩频基站同步异步方式帧长10ms功率控制开环、闭环和外环三种模式切换软切换和硬切换两
7、种模式编码方式turbo码与卷积码2010-9-1514多种传输技术的组合WCDMA（UMTS/FDD）特点1、扰码扩频码多址接入方案2、卷积码Turbo码信道编码方案3、时隙化处理提高功控精度和速度4、带宽较宽无法使用频率复用技术5、业务复用技术用户可同时接受多种服务2010-9-1515 N)(01N)(011)(10模模lNl xxNlNiliix狭义伪随机序列第一类广义伪随机序列 N)(01N)(011)(10模模 lalxxNlNiliix第二类广义伪随机序列10,11)(NiLiiyxyxNl显然，狭义伪随机序列是第一类广义伪随机序列的特例。而正交码（互相关函数为零）则是第二类广义
8、伪随机序列的特例。在实际系统中，互相关特性较好的正交码作为系统的扩频序列，利用第一类广义伪随机序列良好的自相关特性完成基站和用户的识别。2010-9-1516H2 1111若阶次只限于2的幂次的高阶矩阵，可以利用下式得出： HN = HN/2 H2 哈达玛矩阵Walsh 序列H4 = H2 H2 H8 = H4 H22010-9-1517c(c,c)(c,-c)SF = 1SF = 2SF = 4c1,0 = (1)c2,0 = (1,1)c2,1 = (1,-1)c4,0 = (1,1,1,1)c4,1 = (1,1,-1,-1)c4,2 = (1,-1,1,-1)c4,3 = (1,-1,
9、-1,1)2010-9-1518在CDMA中，抗干扰、抗多径、抗截获、保密、多址通信、实现同步等，都与系统采用的扰码序列密切相关。为满足这些要求，扰码序列一般采用我们上面介绍的第一类广义伪随机序列来实现用户以及基站的识别，因此它应具有以下理想特征： 有尖锐的自相关特性 尽可能小的互相关值 足够多的序列数 尽可能大的序列复杂度 序列平衡 工程上易于实现伪随机序列伪随机序列m序列序列, Gold序列序列2010-9-1519m序列序列1m序列的周期P = 2r-1(r是电路中移位寄存器的级数)。在一个周期内，1的个数为2r-1,0的个数为2r-11。遍历的状态数为2r-1（没有遍历到r个连0状态）
10、。 2在一个周期内，共有2r-1个游程（连续出现1为1游程，连续出现0为0游程）。游程长度为k的个数占游程总个数的比例是1/2k (1 k r 2 )。另外，长度为r的1游程和长度为r-1的0游程各有一个。 3m序列和其移位后的序列逐位模2相加，所得的序列还是m序列，只是相移不同而已。即模2相加的m序列与原m序列具有相同的线性反馈，只是初相不同。 4具有双值自相关特性，其归一化的自相关函数为： 0101)( PR但是当用户的数量不断增加时，m序列的序列数资源开始显得窘迫。2010-9-1520我们把两个码长相同的m序列相加，如果相加的两个m序列是一对优选对，则相加结果叫做一个Gold码序列。G
11、old码序列的主要性质有以下三点: 1Gold码序列具有三值自相关特性，其旁瓣的极大值满足优选对条件。 2两个m序列优选对不同移位相加产生的新序列都是Gold序列。对于n阶m序列，总共有2n-1个不同的相对位移，加上原来的两个m序列本身，共可以产生2n 1个不同的Gold序列。因此，使用同样阶数的移位寄存器，可以产生的Gold序列数比m序列数多的多。 3同类Gold序列互相关特性满足优选对条件。其旁瓣的极大值不超过该m序列的互相关函数的最大值。Gold序列序列上行链路使用扰码来区分用户，下行链路则用来区分基站。由于采用多用户检测技术（MUD），扰码又分为长扰码和短扰码。其中应用多用户检测技术时
12、采用短扰码。可以看出Gold序列的自相关性不如m序列，但是互相关性比m序列要好。2010-9-1521信道信道BCH PCH DSCHFACH RACHDCH BCCH- SAP DCCH- SAP CCCH- SAP PCCH- SAP DTCH- SAP Transport Channels MAC SAPs USCH (TDD only)CPCH (FDD only) CTCH- SAP SHCCH- SAP (TDD only) 2010-9-1522公共上行物理信道公共上行物理信道物理随机接入信道(PRACH)物理公共分组信道（PCPCH）专用下行物理信道专用下行物理信道专用上行物理
13、信道专用上行物理信道公共下行物理信道公共下行物理信道公共导频信道（CPICH）基本公共控制物理信道(P-CCPCH)辅助公共控制物理信道(S-CCPCH)同步信道（SCH） 同步信道(SCH)是一个用于小区搜索的下行链路信号。SCH包括两个子信道，基本同步信道（P-SCH）和辅助同步信道（S-SCH）。物理下行共享信道（PDSCH）2010-9-1523传输信道传输信道 DCH RACH CPCH BCH FACH PCH DSCH 物理信道物理信道 专用物理数据信道(DPDCH) 专用物理控制信道 (DPCCH) 物理随机接入信道 (PRACH) 物理公共分组信道 (PCPCH) 公共导频信
14、道 (CPICH) 基本公共控制物理信道 (P-CCPCH) 辅助公共控制物理信道 (S-CCPCH) 物理下行共享信道 (PDSCH) 同步信道 (SCH) 捕获指示信道 (AICH) 接入前缀捕获指示信道 (AP-AICH) 寻呼指示信道 (PICH) CPCH 状态指示信道 (CSICH) Collision-Detection/Channel-Assignment Indicator Channel (CD/CA-ICH) Channel-Assignment Indication Channel (CA- ICH 2010-9-1524速率匹配 物理信道分割 PhCH#1PhCH#2
15、iiTiiidddd,321iiNiiieeee,321无线帧分割 iiViiiffff,321Sssss,321 pUpppuuuu,321pUpppvvvv,321第二次交织 物理信道映射 iiEiiicccc,321iirKiririroooo,321信道编码 iimAimimimaaaa,321速率匹配 iimBimimimbbbb,321传输块级联/分割 添加CRC iiTiiitttt,321无线帧均衡 第一次交织 传输信道复用 CCTrCHPhCH#1PhCH#2传输信道复用 iiGiiigggg,321iiDiiihhhh,321iiViiiffff,321Sssss,321 Rwwww,321pUpppvvvv,321iiEiiicccc,321iimBimimimbbbb,321iimAimimimaaaa,321添加CRC 速率匹配 速率匹配 第一次插入DTX指示 iiQiiiqqqq,321第一次交织 无线帧分割 第二次插入DTX指示 pUpppuuuu,321第二次交织 物理信道分割 物理信道映射 iirKiririroooo,321传输块级联/分割 信道编码 CCTrCH上行链路下行链路2010-9-152560kbps DPDCHCon
