[信息与通信]WCDMA基础

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1、WCDMA 初级培训2008年9月WCDMA初级培训WCDMA业务WCDMA产业进展移动通信系统概述WCDMA系统构成2WCDMA引领全球3G市场v 全球商用3G网络中，72是WCDMA网络WCDMA是3G市场最成熟、应用最广泛、用户群体 最大的制式！网络数截至08年一季度末，全球共有 WCDMA商用网络211个，分布 在全球91个国家用户数截至07年底，全球WCDMA用户 达到17900万，年增长速度达到 81。预计 到2009年底，全球 WCDMA用户数超过5亿（数据 来源：GSA）终端种类支持WCDMA的终端已经突破 800款3未来三年移动用户的快速发展将带来新的市场格局v 随着三家移动

2、运营商全面竞争，2008-2010年三年将依然是用户高速 增长的三年，三年的新增移动用户将接近3亿 v 未来三年是确定移动市场格局、移动语音用户向移动数据用户转型的 关键三年 v 3G网络的建设将改变移动数据用户竞争格局，WCDMA技术及应用优势 明显4WCDMA优势分析 技术演进路线明确5WCDMA优势分析 产业链成熟，终端丰富v 截至2008年2月，全球有超过900款WCDMA终端，超过110家手机设 备商从事这方面的工作v WCDMA手机外型/重量得到很大改进v 终端类型不断丰富，已有手机、PDA、数据卡、便携电脑等6WCDMA劣势分析 2.1GHz链路损耗较大7BBU+RRU分布式建网

3、 快速部署2G机房挂墙安装置于2G传输架中置于2G设备内部壁挂 抱杆 8中国联通将引领未来WCDMA产业发展v 中国联通借助WCDMA成熟的产业链现状，依托国内庞大的用户群体，必将 成为未来全球WCDMA的影响者 v 利用WCDMA/HSDPA高速数据业务能力，抢夺高端用户市场，发展无线宽 带用户，改变用户群结构，把握更大的话语权9快速部署HSDPA，获得先发优势从全球运营形势及产业链发展现状两个维度考虑，建议中国联通快速部署一张HSDPA网 络，同时全网支持向HSUPA的软件升级，利用高速数据业务抢占市场，获得先发优势2008年将 成为全球 HSDPA网 络 部署的高 峰期，同 时HSUPA

4、 也将实现 飞速发展10WCDMA初级培训WCDMA业务第三代移动通信发展背景移动通信系统概述WCDMA系统构成11你知道什么是移动通信吗v 所谓移动通信就是移动体之间的通信，或移动体与固定体 之间的通信。 12和有线通信相比有什么特点呢?v 特点: 终端具有可移动性 采用无线接入方式 具有漫游和切换功能v 为实现个人通信提供了可能 无论任何人 (Whoever)在任何时候 (Whenever)在任何地方 (Wherever)与另一个人 (Whomever)进行任何类型 (Whatever ) 的通信v 瓶颈:电磁波资源有限13移动通信组网技术-蜂窝技术简单地说，就是把移动电话 的服务区别分

5、为一个个正六边形的子区，每个小区设一 个基站。形成了形状酷似“蜂窝”的结构 ，因而把这种移动通信方式称为蜂窝移动 通信方式。14移动通信组网技术-多址技术v 由于移动用户在不断的随机运动，建立他们之间的通信， 首先必须引入区分和识别动态用户地址的多址技术。 v 分类： 频分多址（FDMA） 时分多址（TDMA） 码分多址（CDMA）频率时间 TDMA时间频率FDMA频率时间码字CDMA15频分多址（FDMA）发信机2接收机1发信机1f1f2 接收机16时分多址（TDMA）发信机2f1接收机发信机117码分多址（CDMA）接收机1只能处理发信机1发送的信号,它们有相同的地址码发信机2Code 1

6、Code 1Code 2接收机1发信机1f118CDMA与扩频技术密不可分 v CDMA（码分多址）起源于扩频技术。 由于扩频技术具有抗干扰能力强、保密性能好的特点，80年代就 在军事通信领域获得了广泛的应用。 为了提高频率利用率，在扩频的基础上，人们又提出了码分多址 的概念，即在同一频带内，利用不同的地址码来区分无线信道。v 码分多址必须与扩频技术结合起来使用。 在民用移动通信中，码分多址主要与直接序列扩频技术相结合， 构成码分多址直接序列扩频通信系统。 19S1xC1S1xC1S2XC2S2XC2WWS1S1S2S2扩频解扩(S1xC1)+(S2xC2)(S1xC1)+(S2xC2)Air

7、-IF Air-IF 空中接口空中接口S1xC1+S2xC2xC1S1xC1+S2xC2xC1 = =S1S1S1xC1+S2xC2xC2S1xC1+S2xC2xC2 = =S2S2N NS SC1xC2=0, C1,C2,有正交性直序扩频技术 20v 实际上扩频和解扩必须配合才能起到对抗干扰的作用。 首先，经过扩频后，所有信号音都会被扩展，功率密度下降。 经过解扩后，信号被收缩，功率密度提高。 但是我们遇到的干扰是信道干扰，没有经过扩频，这样解扩时， 不能像信号一样收缩，反而被扩展，功率密度下降，对有用信号 的干扰就大大下降了。为什么扩频技术抗干扰能力强？ 21移动通信组网技术-双工技术v

8、双工技术：区分用户的上行/下行信号 频分双工(FDD)：以不同频率区分上行和下行 WCDMA、CDMA2000使用FDD 优点：实现简单 缺点：上下行业务不对称时频谱利用率低22时分双工（TDD） 时分双工(TDD)：以不同时隙区分上行和下行 TD-SCDMA使用TDD 优点：上下行业务不对称时可灵活分配时隙，频谱利用率高 缺点：实现复杂，需要GPS同步23多址技术和双工技术的应用在实际组网中,各种多址技术混合应用24第一代模拟移动通信系统v 第一代：模拟移动通信系统 1979: 芝加哥 AMPS(Advance Mobile Phone Service)1981: 北 欧 NMT(Nordi

9、c Mobile Telephone)1985: 英 国 TACS(Total Access Communication System)v 业 务语音v 缺 点频谱利用率低终端笨重且昂贵漫游范围小安全性低25第二代数字移动通信系统v 第二代：数字移动通信系统 1992: 欧 洲 GSM (Global System for Mobile communication)1995: 美 国 IS95 即 CDMA (Code Division Multiple Access)美 国 IS-136 即 D-AMPS(Digital- Advance Mobile Phone Service)日 本 P

10、DC (Personal Digital Cellular)v 业 务语音和低速率数据业务v 缺 点容量不大 多种制式不兼容 数据传输速率低 26GSM 2.5G演进方案v GPRS (General Packet Radio Service) 原理: 分组交换技术,无线资源利用率高 速率: 171.2kbit/s v EDGE (Enhancement Data rates for GSM evolution) 原理: 分组交换技术, 新的调制技术: 8PSK 速率: 473.6kbit/s27第三代移动通信系统v 第三代移动通信系统是一种能提供多种类型、高质量多媒体业务，能 实现全球无缝覆

11、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通信的通信系统v 第三代移动通信系统 - IMT2000 (3G统称-代名词) 1985年ITU(国际电联)提出FPLMTS(未来公众陆地移动通信系统) 1996年正式更名为IMT2000v IMT2000 International Mobile Telecommunications-2000 工作频段: 2000 MHz左右 业务速率: 2000 Kbit/s 商用市场: 2000 年左右28第三代移动通信标准化组织29IMT2000 无线技术及标准规范v IMT2000主要需求: 高度一致的全球设

12、计规划,统一“空中接口” 与固定网之间的业务兼容 高质量服务 全世界漫游 多媒体应用，广泛的业务及终端设备v IMT2000 移动环境: 车速环境 144Kbps 步行环境 384Kbps 室内环境 2Mbps303G主要无线标准v UMTS：两种模式 IMT-DS, 又称UMTS FDD ：W-CDMA(Direct Sequence) 直序扩 频 IMT-TC, 又称为 UMTS TDD (宽带-CDMA+TDMA) 两种变化: 高码片速率 (3.84 Mcps)/低码片速率 (1.28 Mcps) TD- SCDMA v IMT-MC, 又称为 CDMA2000 FDD-MC：W-CDM

13、A接入（Multi-Carrier）多载波 两步：1xRTT （ 1XEV-DO/1XEV-DV ）和 3xRTTFDD-DSFDD-MCTDD313G技术体制v WCDMA由标准化组织3GPP所制定 v cdma2000体制是基于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 v TD-SCDMA标准由中国无线通信标准组织CWTS提出， 目前已经融合到3GPP关于WCDMA-TDD的相关规范中 v WiMAX已经在2007年正式被纳入3G标准32三种制式的比较WCDMAcdma20001XTD-SCDMA信道间隔5MHz1.25MHz1.6MHz接入方式单载 波宽

14、带 直接序列扩频 CDMA单载 波宽带 直接序列扩 频 CDMATDMA+CDMA双工方式FDDFDDTDD码片速率3.84Mcps1.2288Mcps1.28Mcps基站同步方式异步(不需GPS) or同步同步(需GPS)同步幀长10ms20ms等5ms子幀调制方式QPSK(前向),BPSK(后向)QPSK(前向),BPSK(后向)QPSK切换软切换,频间 切换,与GSM 间的切换软切换,频间 切换,与IS- 95间的切换硬切换或接力切 换 语音编码自适应多速率AMR可变速率自适应多速率AMR功率控制开环,闭环 (最高1500Hz), 外环开环,闭环 (最高800Hz), 外环开环，闭环 (

15、最 高200Hz),外环33无线技术演进概况WCDMA R99/R4 384kbpsHSDPA DL:14.4MbpsHSUPA UL:5.76MbpsHSPA+ DL40Mbps UL10MbpsLTE DL100Mbps UL50MbpsTD-SCDMA R4 384kbpsHSDPA R5 DL:2.8MbpsMC-HSDPA DL:19.8MbpsHSUPA UL:2.2MbpsHSPA+ DL40Mbps UL10MbpsLTE DL100Mbps UL50MbpsEVDO Rev O DL:2.4Mbps UL:153kbpsR1 DL:63.36Mbps UL:28.22MbpsEVDO Rev A DL:3.1Mbps UL:1.8MbpsEVDO Rev B DL:14.7Mbps UL:4.9MbpsEVDO Rev C DL:100Mbps UL:50MbpsR1.x DL:130Mbps UL:56MbpsR2 DL:350Mbps UL:200Mbps4G OFDM 技术WCDMA无线技术演进路线TD-SCDMA无线技术演进路线CDMA2000无线技术演进路线WiMAX无线技术演进路线40M100Mbps5M40Mbps100k5Mbps20012006年2007年 2008年 2009年 2011年