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1、wcdma的网络结构组成课程设计22020年4月19日文档仅供参考武 夷 学 院 课程设计报告课程名称：第三代移动通信设计题目：WCDMA的网络结构组成学生班级：10通信工程学生姓名：徐攀真 陆德瑞 刘洁指导教师：王小文完成日期： -6-7数学与计算机学院课程设计项目研究报告目 录第 1 章 项目简介31.1 项目名称31.2 开发人员31.3 指导教师3第 2 章 项目研究意义32.1 课程设计概述32.2 需求分析32.3 研究意义4第 3 章 采用的技术53.1 课程设计的方案设计论证5第4 章 课程设计项目进度表6第5 章 课程设计任务分配表6第6 章 研究系统的网络结构过程76.1
2、研究的思路76.2 研究的最终结果7第7章系统网络的结构组成8.1 WCDMA系统介绍8.2 WCDMA系统的网络结构8第 章 设计心得17第 章 参考文献18 第 1 章 项目简介1.1 项目名称WCDMA的网络结构组成1.2 开发人员10通信工程徐攀真 陆德瑞 刘洁1.3 指导教师王小文第 2 章 项目研究意义2.1 课程设计概述3G即第三代移动通信技术，其所支持的第三代通信网络主要目标定位于实时视频、高速多媒体和移动Internet访问业务。国际电信联盟（ITU）早在 5月即确定了W-CDMA（欧洲）、CDMA （美国）和TD-SCDMA（中国）三个主流3G标准。为了支持和发展中国自主知
3、识产权的TD-SCDMA，在其尚不能成熟商用的情况下，中国迟迟没有颁发3G牌照。在北京奥运会期间，中国移动曾推出了一些基于TD技术的3G服务，初步具有商业化与产业化的能力，因此，在支持国产技术的同时，当前尽快推出有利于创造就业。通信业属于第三产业，当前中国电话总量达9.5亿户，其中手机是6亿5千万户，不但总量世界第一，人均持有量也在世界前列。这一方面说明中国市场庞大，更意味着中国通讯市场趋于饱和，规模庞大的手机生产产能过剩，并引起销售市场的衰退，面临行业衰退和失业压力。如果将当前的无线通讯产业升级到3G时代，那么，消费者大量更新终端手机将为硬件厂商、市场销售和技术维修等创造新的巨大的需求，从而
4、提供大量就业岗位。2.2 需求分析截至 底，全球移动普及率已超过76%，市场将逐渐趋于饱和，移动用户增长将趋缓。中国、印度等发展中国家将是未来几年3G用户增长的主要来源，对整个移动通信市场的发展影响重大。3G+技术将成为3G市场主流。预计到 ，HSPA用户占比将由 的6.3%迅速上升到25.6%，成为3G用户增长的重要来源。如果将当前的无线通讯产业升级到3G时代，那么，消费者大量更新终端手机将为硬件厂商、市场销售和技术维修等创造新的巨大的需求，从而提供大量就业。3G是一种技术密集型、劳动密集型的行业，将创造一个巨大的服务链和大量服务提供商，根据测算，可能会提供数百万个工作岗位。与工业领域的投资
5、消耗大量资源、能源才能创造财富不同，3G主要是经过服务来创造增加值，这种大量服务需求则为当前难以找到工作的毕业生提供很好的岗位。2.3 研究意义中国通信标准化协会组织了科研院所、大学、运营商和制造商等相关单位，从1999年开始，研究了包括WCDMA、TD-SCDMA和cdma 三大主流技术的标准。从 初开始，全面启动了3G系列标准的起草及审定工作。这一工作是以近年来跟踪了解和编写的大量预研报告为基础，基于3G模拟实验和现场实验，最终完成了包含WCDMA、TD-SCDMA、cdma 及业务应用共四个子体系的3G系列标准共98项的起草工作，为3G在中国的商用奠定了技术基础。3G在不断发展：无线接口
6、技术向着更高的带宽、更大的容量、更好的服务质量(QoS)的目标发展；核心网向全IP的网络架构方向发展。在新兴通信技术的不断推动之下，象征着3G通信的标志技术WCDMA也可能成为未来通信技术的主流。该技术能为用户带来了最高2Mbit/s的数据传输速率，在这样的条件下，计算机中应用的任何媒体都能经过无线网络轻松的传递。WCDMA经过有效的利用宽频带，不但能顺畅的处理声音、图像数据、与互联网快速连接；另外WCDMA和MPEG-4技术结合起来还能够处理真实的动态图像。人们之间沟通的瓶颈会由网络传输速率转变为各种新型应用的提供：如何让无线网络更好的为人们服务而不是给人们带来骚扰，如何让每个人都能从信息的
7、海洋中快速的得到自己需要的信息，如何能够方便的携带、使用各种终端设备，各种终端设备之间如何更好的自动协同工作等等。在上述通信技术的基础之上，无线通信技术最终可能迈向4G通信技术时代。第 3 章 采用的技术3.1 课程设计的方案设计论证WCDMA的主要技术指标：支持高速数据传输(慢速移动时384kb/s，室内走动时2Mb/s)，异步BS，支持可变速传输，帧长10ms，码片速率3.84Mb/s。其主要特点如下：基站同步方式：支持异步和同步的基站运行方式，组网方便、灵活;调制方式：上行为BPSK，下行为QPSK;解调方式：导频辅助的相干解调;接入方式：DS-CDMA方式;三种编码方式：在话音信道采用
8、卷积码(R=1/3，K=9)进行内部编码和Veterbi解码，在数据信道采用ReedSolomon编码，在控制信道采用卷积码(R=1/2，K=9)进行内部编码和Veterbi解码;适应多种速率的传输，可灵活地提供多种业务，并根据不同的业务质量和业务速率分配不同的资源，同时对多速率、多媒体的业务可经过改变扩频比(对于低速率的32kb/s、64kb/s、128kb/s的业务)和多码并行传送(对于高于128kb/s的业务)的方式来实现;上、下行快速、高效的功率控制大大减少了系统的多址干扰，提高了系统容量，同时也降低了传输的功率;核心网络基于GSM/GPRS网络的演进，并保持与GSM/GPRS网络的兼
9、容性;BTS之间无需同步因BS可收发异步的PN码，即BS可跟踪对方发出的PN码，同时MS也可用额外的PN码进行捕获与跟踪，因此可获得同步，来支持越区切换及宏分集，而在BTS之间无需进行同步;支持软切换和更软切换，切换方式包括三种，即：扇区间软切换、小区间软切换和载频间硬切换。 第4 章 课程设计项目进度表日期完成的工作 -6-3项目可行性研究，研究报告 -6-4WCDMA技术的发展现状研究 -6-5WCDMA技术网络构成研究 -6-6撰写课程设计总结报告 -6-7交课程设计纸质和电子版材料第5 章 课程设计任务分配表成员座号项目内容序号徐攀真61号1、项目研究意义2、项目采用技术刘洁64号1、
10、WCDMA发展现状及前景研究2、WCDMA技术网络构成内容陆德瑞58号1、项目报告总结及心得2、WCDMA网络结构组成撰写第6 章 研究系统的网络结构过程6.1 研究的思路先对WCDMA系统网络进行初步的介绍，再对该系统的主要技术有深入的认识，最后根据该系统的各种认识对WCDMA系统网络结构进行有步骤的研究。6.2 研究的最终结果WCDMA作为UMTS（通用移动通信系统）的实现， WCDMA系统包括若干逻辑网络元素，逻辑网络元素能够按不同子网分类，也能够按功能来划分。 功能上，逻辑网络元素能够分成UE（用户设备终端）、无线接入网（RAN）和核心网（CN）。无线接入网也能够借用UMTS中地面RA
11、N的概念，因此又简称为UTRAN。其中RAN处理与无线通信有关的功能。CN处理语音和数据业务的交换功能，完成移动网络与其它外部通信网络的互联，相当于第二代系统中的MSC/VLR/HLR。UE和RAN采用全新的WCDMA无线技术规范，而CN基本上来源于GSM。 UMTS也能够分成若干个子网，子网之间能够独立工作，又能够协同工作，因而子网又叫做UMTS公众陆地移动网（PLMN）。不同运营商运营的PLMN之间能够互通，而且PLMN也能够与ISDN，PSTN，Internet以及其它数据网络互通。图1给出了PLMN网络体系结构，图中包括PLMN网络的逻辑元素、内部元素连接以及与外部网络的连接。 第7章
12、系统网络的结构组成.1 WCDMA系统介绍WCDMA是一个宽带直扩码分多址(DS-CDMA)系统，即经过用户数据与由CDMA扩频码得来的伪随机比特相乘，从而把用户信息比特扩展到宽的带宽上去。系统中的多个用户同时工作于同一频段，靠码字相互正交，实现相互区分。直扩码分多址系统具有同频自干扰特性，需要有效的解决网络中的干扰问题才能完善网络覆盖，提高网络容量，改进业务质量。WCDMA系统是IMT- 家族的一员，它由CN（核心网）、UTRAN（UMTS陆地无线接入网）和UE（用户装置）组成。UTRAN 和UE采用WCDMA无线接入技术。WCDMA网络在设计时遵循以下原则：（1）无线接入网与核心网功能尽量
13、分离（即对无线资源的管理功能集中在无线接入网完成，而与业务和应用相关功能在核心网执行。）（2）无线接入网是连接移动用户和核心网的桥梁和纽带。其满足以下目标： 允许用户广泛访问电信业务，包括一些现在还没定义的业务，像多媒体和高速率数据业务。方便的提供与固定网络相似的高质量的业务（特别是话音质量）。方便的提供小的、容易使用的、低价的终端，它要有长的通话和待机时间。提供网络资源有效的使用方法（特别是无线频谱）。.2 WCDMA系统的网络结构WCDMA系统组成WCDMA作为UMTS（通用移动通信系统）的实现，其系统体系结构与大多数第二代系统甚至第一代系统基本类似。WCDMA系统包括若干逻辑网络元素，逻
14、辑网络元素能够按不同子网分类，也能够按功能来划分。 功能上，逻辑网络元素能够分成UE（用户设备终端）、无线接入网（RAN）和核心网（CN）。无线接入网也能够借用UMTS中地面RAN的概念，因此又简称为UTRAN。其中RAN处理与无线通信有关的功能。CN处理语音和数据业务的交换功能，完成移动网络与其它外部通信网络的互联，相当于第二代系统中的MSC/VLR/HLR。UE和RAN采用全新的WCDMA无线技术规范，而CN基本上来源于GSM。 UMTS也能够分成若干个子网，子网之间能够独立工作，又能够协同工作，因而子网又叫做UMTS公众陆地移动网（PLMN）。不同运营商运营的PLMN之间能够互通，而且P
15、LMN也能够与ISDN，PSTN，Internet以及其它数据网络互通。给出了PLMN网络体系结构，包括PLMN网络的逻辑元素、内部元素连接以及与外部网络的连接。 下面说明逻辑网络元素。其中UE包含如下两个部分：ME（移动设备）。它是经过空中无线接口Uu与Node B进行通信的无线终端。 USIM（UMTS用户识别模块）。它相当于GSM终端中的SIM智能卡，用于记载用户标识，可执行鉴权算法，并保存鉴权、密钥以及终端需要的预约信息。 RAN中则包含如下两个部分： Node B（B结点）。它是在Iub和Uu接口之间传送数据的基站（BS），基站也参与部分无线资源管理。 RNC（无线网络控制器）。它控制辖区内的所有无线资源，是与之
