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1、WCDMA高级培训课件主要内容：1、UMTS的基本理论。简述无线通信的发展历史以及他们之间的变化。2、UMTS基本结构的介绍。从逻辑视图介绍UMTS的功能结构，GSM及GPRS向UMTS过渡的结构变化。3、无线接口。UMTS作为UTRAN网络并且是FDD方式下的空中接口特性，包括：a、WCMDA空中接口的基本原理b、UTRAN网络的总体介绍，协议模型、物理层、RLC层、MAC层的基本功能以及所对应的信道、空中接口的通信过程、调制解调方案及AMR等。4、基本通信过程。移动台至核心网之间的通信过程。一、UMTS Introduction目标：1、UMTS是什么？2、UMTS的标准由谁制定、这些标准
2、的特点及不同标准的差异。3、UMTS现状，各国license发布情况。1、移动通信的基本发展过程第一代以模拟制式为代表的空中无线接口的应用主要有：NMT（北欧）、TACS（英国）、AMPS（北美）及R2000（铁路应用）等。多种标准的存在使得彼此不兼容，不能互联互通。第二代移动通信引入数字和调频技术，最典型的技术有：GSM（欧洲）、CDMA IS-95（北美）、D-AMPS（北美）、IS-136（北美）等。在整个发展过程中，主要有三个分支，分别是欧洲、北美和日本的移动通信发展历程。日本的分支由于比较独立，一般不在讨论之中。作为欧洲第二代移动通信技术的典型代表是GSM，GSM在空中接口的主要特点
3、：多址方式TDMA，采用8路时分复用的多址方式，每用户的接入是通过占用物理信道的时隙来区分。从网络侧考虑，区分上下行链路的双工方式是FDD。在每一个频率上使用8路时分复用，微观的占用时间片来区分多路用户的个人通信。在通信过程中，每个用户得到的物理资源是时隙，在GSM中物理信道的定义为：物理信道（Phy channel）频率（Frequence）+时隙号（TS number）。由于采用电路交换方式，每用户在通信过程中，将一直占用网络分配的物理信道直至通信结束。在空中接口，物理信道的分配是采用固定的分配方式。一个用户对应一个时隙（TS），时隙用于传送话音时，话音的净比特速率（经过原编码后的速率）为
4、13kbit/s(FR)或12.2kbit/s(EFR)；传送数据时，单信道最大传输速率为9.6kbit/s（限值），由于受限于该速率，所以GSM的数据业务归为承载业务，主要是通过GSM网络承载数据到外部网络。但是，如果在软件上升级，也可以支持到14.4kbit/s的数据速率。随着数据业务的发展，为提高空中接口上的数据传送速率，在GSM基础上提出了2.5代的GPRS技术。GPRS提供的是一种数据服务，它不能独立于GSM存在，它的目的只是在GSM系统上提供高速有效地传递数据业务的服务。因此，GPRS的无线部分不会发生变化，仍然沿用GSM的无线接口，采用TDMA帧结构，但交换方式由电路交换转变为分
5、组交换方式。在2.5代系统中，核心网交换域由电路交换域（CS Domain）和分组交换域（PS Domain）构成。从数据速率和业务的角度来说，GPRS可以提高空中接口中数据业务的速率，而对于话音速率没有任何影响。如何在GSM系统数据速率受限的前提下提高空中接口的数据速率？可以有两种方法：第一是改变信道编码方案，提高每用户的单信道数据净比特率。在GSM系统中，空中接口上的每用户信息是按20ms分块，每信息块包含456bits，传输速率为22.8kbit/s。456bits的信息块内容大体可以分成二部分，即有用消息字段和保护字段。从22.8kbps角度来说，要提高传输速率，也就是在20ms时间段
6、，增加信息块的有用消息字段的长度，减少保护字段的长度。这种机制即所谓的信道编码（channel coding）。这种方案的实现带来的缺陷就是由于保护字段的减少，数据包在空中接口传递时，它的可靠性会有所下降，数据包对无线接口的敏感性会加重，也就是对载干比（能量之比）的要求将会提高，基本要达到14dB以上，才能满足CS4的编码方案。对于CS4编码，数据速率为20.4kbps，与22.8kbps比较，几乎没有保护。而数据业务比较关键的是块的差错率、块的丢失率，话音业务比较注重的因素是时延。随着单信道数据速率的提高，对无线信道空中接口的载干比要求也会提高，因此通过提高单信道数据传递速率的方法并不是最有
7、效的。作为第二种方案，就是通过多时隙分配来实行数据速率的提高，也就说通过改变无线资源的分配使每用户根据数据量的大小动态分配占用多个时隙来完成分组数据块的传送。这种动态分配从两个角度来考虑，首先是每用户空中接口的最大可占用时隙为8个TS，其次是每时隙可支持的最大用户数为8个。二种方案前者是通过提高单信道速率，后者是通过提高资源利用率的角度来实现数据传递速率的提升。理论上，GPRS网络能够提供的最大数据传递速率是采用CS4编码方式，8时隙共用的前提下得到的值为160kbps。而实际上，当前的小区规划中定义的分组时隙取决于业务量的大小，以最大4个TS为例，（13）个TS的配置方式是指1个时隙是静态分
8、配给分组时隙，3个时隙作为混合方式的分配，完成分组或话音业务的传送。因此，目前最大的时隙分配是4个TS。从信道编码方式来考虑，目前使用较多的是CS1和CS2方案，CS1多用于信令，而CS2可以动态选择支持业务和信令。CS2的速率理论值是12.2kbps，考虑一定的阻塞（5），实际有效速率是10kbps，而CS1只有8kbps。因此，从网络侧考虑，最大的数据传递速率只有40kbps。从移动台来看，对于GPRS移动终端来说，移动台有所谓的多时隙能力的指标值。多时隙能力是指移动台在上下行链路上同时能够获得的最大无线资源能力，即能获得的最大时隙数。在规范中移动台按多时隙能力被分成class1class
9、29共29个级别，而目前网络能支持的只有class1class13共13个级别。对于一个31级别的移动台来说，该移动台在下行方向上最大只能同时获得3个时隙，在上行方向上最大只能获得1个时隙。目前MOTO各式包括测试手机最大的也就是31的移动台，通常使用的也就是21或其他级别的手机。因此，数据速率还要取决于移动终端的级别，移动台只有在class29级别时，才能真正实现88的时隙配置。所以，在实际过程中，手机真正能获得的数据传输速率在下行方向上目前也只有30kbps，这也是目前GPRS网络能够提供的有效速率，一般变化范围在2040kbps之间。这里所讲的速率是净比特速率，指的是业务数据包经过多重分
10、装后，在进入RLC的MAP层之前的速率，并不是指经过信道编码之后的速率。所以，在考虑数据速率时，必须清楚所处的阶段，是原编码速率、经过信道编码的速率还是经过调制后的速率。（课间提问：GPRS系统在通信过程中，手机要不断对系统进行测量，那么又如何能够实现88的时隙配置？也就说如果手机工作在88模式下，靠什么物理信道来完成测量和信令的交互？）在GPRS网络中，空中接口的传递速率，无论是30kbps还是160kbps，都显得太低，这样就存在了由GSM和GPRS网络继续向上过渡的系统要求，被称为EGSM和EGPRS，其中，E代表的是EDGE技术。EDGE技术是采用了空中接口上不同的无线处理方式，主要是
11、调制方案的改变。由于采用不同的调制方案，可以提高空中接口的信息传输速率，在原有基础上提高3倍的数据速率的增长。因此，EGSM的数据速率可以达到43.2kbps，EGPRS可以达到480kbps。EDGE技术的缺点是由于无线接口调制方案的改变，需要改变所有BTS基站的硬件和软件。EDGE技术早在二年前，欧洲的GSM网络就已经投入商用。对于一个大型网络，由于采用EDGE技术所需要的追加投资将非常巨大，这也就是我国目前没有引入这一技术的主要原因。作为GSM营运商，为提高数据的传递速率，可能会考虑的方案是GSM/GPRS网络直接向UMTS的演进。UMTS技术作为欧洲3G的典型代表，在空中接口上选择了码
12、分多址CDMA的方式，在双工方式上，既可以选择FDD方式，也可以采用TDD方式，取决于空中接口的规范。在FDD方式下，UMTS理论速率为2Mbps，是每用户所能得到的最大净比特速率，指未经过信道编码之前的速率，而实际上可以达到2.1Mbps。这个速率是含有数据包头的数据流，如用户的数据是IP数据，IP应用层数据可能是某个FTP数据包，数据包在封装时会选择各种合适的底层协议数据，即IP数据的包头。第二个移动通信演进的分支，是北美分支。首先作为第一代系统，选择的是800MHz的AMPS系统。北美与欧洲的发展模式不同，欧洲在模拟系统中由于采用了多种制式，导致它在做GSM规范时，力求一体化，所以GSM
13、是先有规范后有网络。而这个问题，对北美来说就不是那么重要。由于北美从一开始就选择了统一的AMPS制式，所以它首先要考虑的是不断改善网络的性能。作为北美第二代系统的一个重要分支DAMPS系统，就是在原有的AMPS基础上引入了数字化技术。与此同时，欧洲GSM1900MHz也被引入了北美，作为第二代系统的补充。北美二代系统的第三个分支，就是高通公司研制并拥有专利的CDMA系统。CDMA在北美的发展大致经历了几个阶段，首先是窄带CDMA，引入的是IS95空中接口的标准，IS41是核心网标准（对应GSM是MAP标准）。IS95标准系列通称为CDMA One技术，1993年IS95标准被最终确定，作为第一
14、个被引入的CDMA系统，采用的是IS95A的标准，标准确定在扩频时使用的带宽为1.25MHz、速率为1.2288Mcps，相对于WCDMA中5MHz的带宽，1.25MHz带宽则被称为窄代系统。对于CDMA来说，物理信道的定义是指：物理信道（Phy channel）频率（Frequence）+码子（Code）。与GSM相对应，CDMA系统中的每用户是通过分配的码子来得到单业务信道，目前的IS95A标准，单信道码子上的最大数据用户速率是14.4kbps。发展到IS95B标准时，通过码子捆绑技术，单用户可占用的码子最大可以分配8个码子，所以可以得到的最大数据速率为14.4x8115.2kbps。与G
15、PRS对应，CDMA的2.5代技术被称为CDMA20001X，所对应的标准仍然是2.5代的标准而非3代标准。在CDMA2000 1X单载波中，带宽仍为1.25MHz，双工方式为FDD方式，提供用户共二类信道，一类称为Fundamental Channel(基本信道)，另一类称为Supplemental Channel（附加信道）。在通信过程中，用户会固定的得到一个F信道，并始终维持不会释放，在基本信道上，传送的是信令（Signaling）和业务（Traffic）信息，速率为9.6kbps；当用户申请高速率业务时，系统会提供S信道，S信道的获得并非按Qos由系统自动分配，而是任何用户都可以根据需
16、要向系统申请。在系统中，S信道的配置数量不多，因为它的实现要用到Walsh四阶矩阵中的二个码子，另外2个码子要分配给公共信道，所以最多只有2个S信道，每小区只能同时分配2个用户使用独立的S信道。用户只有申请并获得S信道后，才能提供153kbps的业务。由于信道数较少，系统就规定了单个用户占用该信道的时长（ms级的占用周期），因此，信道的占用具有非连续性。用户在F信道上通过发送信令消息，向系统申请S信道，获得S信道后，用户会在S信道上传送业务信息，而自动释放在F信道上传业务信息；如果在占用周期内没有传完业务信息，用户将再次申请S信道，所以，用户的业务速率会有所波动，这也是CDMA2000 1X的特点和缺陷，目前的码子规划只能做到这一步。与GPRS连续占用时隙的工作模式相比，CDMA2000 1X存在明显的缺陷，即所谓的信道重配置过程，这也体现了欧洲与北美在制定规范体制上的区别。在核心网部分，CDMA2000 1X同样被分为CS和PS
