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1、3G技术普及手册说明说明本次交流的目的： 大致了解大致了解 3G3G相关信息相关信息 了解了解3G3G的关键技术的关键技术 了解了解TD-SCDMATD-SCDMA硬件平台情况硬件平台情况 了解手机开发的基本流程了解手机开发的基本流程本次交流的方式： 以尽可能简单的方式介绍以尽可能简单的方式介绍3G3G 大家可以大家可以提出问题，双向交流提出问题，双向交流主要内容主要内容（1 1）标准篇标准篇 什么是什么是3G3G？ 3GPP3GPP发展路线发展路线 3G3G频段有哪些频段有哪些（2 2）原理篇原理篇 无线通信技术基础无线通信技术基础TD-TD-SCDMASCDMA基本原理和关键技术基本原理和
2、关键技术WCDMAWCDMA基本原理和关键技术基本原理和关键技术EV DOEV DO基本原理和关键技术基本原理和关键技术（3 3）产品篇产品篇 手机产品介绍手机产品介绍 数据卡产品介绍数据卡产品介绍（4 4）研发流程篇研发流程篇 手机研发流程手机研发流程3G3G是什么？是什么？3G3G定义定义定义定义：第三代（第三代（第三代（第三代（3rd Generation3rd Generation）移动通信系统是一种能提供多种类）移动通信系统是一种能提供多种类）移动通信系统是一种能提供多种类）移动通信系统是一种能提供多种类型、高质量多媒体业务，能实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能型、高质量多媒体业务，能
3、实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能型、高质量多媒体业务，能实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能型、高质量多媒体业务，能实现全球无缝覆盖，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。地点进行任何种类通信的通信系统。地点进行任何种类通信的通信系统。地点进行任何种类通信的通信系统。 3 3种种3G3G技术：技术：FDD(FDD(频分双工频分双工) )： WCDMAWCDMA、CDMA
4、2000CDMA2000TDD(TDD(时分双工时分双工) )： TD-SCDMA TD-SCDMA 上下行工作在同一频率。上下行工作在同一频率。 3GPP3GPP标准组织：标准组织：FDDFDD： - WCDMA 3.84Mcps- WCDMA 3.84McpsTDDTDD： - - LCR(LowLCR(Low Chip Rate) TDD 1.28Mcps , ( Chip Rate) TDD 1.28Mcps , (TD-SCDMATD-SCDMA) ) - - HCR(HighHCR(High Chip Rate) TDD 3.84Mcps Chip Rate) TDD 3.84Mc
5、ps UMTSUMTS概念：概念：通用移动通信系统，通用移动通信系统，Universal Mobile Telecommunications SystemUniversal Mobile Telecommunications System3G3G与与GSM/GPRSGSM/GPRS有什么区别？有什么区别？3G3G与与GSMGSM有什么区别，有什么区别，3G3G能带给我们什能带给我们什3G3G是一种技术升级，提供更安全更高带宽的无线传输平台是一种技术升级，提供更安全更高带宽的无线传输平台1 1。GSM/GPRSGSM/GPRS, ,速度最高速度最高不超过不超过 64kbps64kbps。 应用应
6、用: : Wap,SMS,MMSWap,SMS,MMS1。电话线拨号上网电话线拨号上网，一般用56kbps的modem。上网就不能打电话。 应用：收发email，浏览web，打开一个网页就慢慢等吧 （一条泥马路，只能通过一台拖拉机） 2。3G/3.5G 。 128kbps/384kbps/更高 应用： WAP2.0,MMS,流媒体，GPS导航，远程应用，购物，银行业务，看电视（多网融合）2。宽带上网宽带上网 应用：网络游戏，在线影院，BT下载电影音乐，网上购物，网上银行（有了高速公路，想开什么车都行，如果路够直和宽，还可以起降飞机呢，_） 3GPP3GPP的发展过程的发展过程核心网是基于演进的
7、GSM MSC 和GPRS GSN电路域承载与控制相分离的网络架构。增加IMS域，支持VoIP。会实现WLAN等 与3G 系统的融合，并加入了多媒体广播与多播业务。IMS：增强了移动通信系统的多媒体能力R2000（由于多种原因被拆分为R4和R5）UMTS的存在是非常重要的：1、要求与GSM网络后向兼容；2、GSM网络和UMTS必须能一起进行互相操作。3GPP R4核心网新增： 控制与承载分离的软交换架构，引进媒体网络控制协议H.248 新的呼叫控制协议，如BICC 宽带七号信令承载SIGTRAN 支持多种承载技术：TDM/ATM/IP TrFO 功能，以节约TC 资源和提高语音质量 网络互连互
8、通等等* * 最重要的是，正式在无线接最重要的是，正式在无线接入网系统技术中引进入网系统技术中引进TD-SCDMATD-SCDMA3GPP R53GPP R6空中接口引入了HSDPA技术注：承载与控制分离的结构是指控制面的信令和用户面的承载分别由独立的网元，Server 和MGW 来负责， Server 通过H.248 控制MGW，3G R4 的核心网电路域采用的就是这种结构。3GPP R993G的频段 ITM-2000ITM-2000频段划分频段划分 1 1）主要工作频段）主要工作频段 频分双工（频分双工（FDDFDD）方式：）方式：192019201980MHz1980MHz2110211
9、02170MHz2170MHz； 时分双工（时分双工（TDDTDD）方式：）方式：188018801920MHz1920MHz、201020102025MHz2025MHz。 2 2）补充工作频率）补充工作频率 频分双工（频分双工（FDDFDD）方式：）方式：175517551785MHz1785MHz185018501880MHz1880MHz； 时分双工（时分双工（TDDTDD）方式：）方式：230023002400MHz2400MHz，与无线电定位业务共用，与无线电定位业务共用， 均为主要业务，共用标准另行制定。均为主要业务，共用标准另行制定。 UMTS band classUMTS b
10、and class 之所以规定这么多不同频段的之所以规定这么多不同频段的UMTSUMTS，是考虑不，是考虑不同国家的频率规划不同，有的国家不一定都能满同国家的频率规划不同，有的国家不一定都能满足核心频段的足核心频段的availableavailable，所以对这些国家可以考，所以对这些国家可以考虑使用其它频段。虑使用其它频段。 例如：例如： 1) Japanese: UMST 1700 1) Japanese: UMST 1700，21002100，800d800d，1900d1900d 2) European: UMST 1900 2) European: UMST 1900，2100210
11、0，900d900d，AWSdAWSd 3) North American 3) North American：UMST 1900UMST 1900，21002100，850d850d，AWSdAWSd（d d代表代表 differential inputdifferential input）TD-SCDMATD-SCDMA 1880-1920M 1880-1920M 2010-2025M2010-2025M 1900-1920M1900-1920M（被小灵通占用）（被小灵通占用）（被小灵通占用）（被小灵通占用） 2300-2400M2300-2400M（补充频段）（补充频段）（补充频段）（补
12、充频段）CDMA2000CDMA2000 450/800/1900/2100M450/800/1900/2100M原理篇原理篇 无线通信技术基础无线通信技术基础TD-TD-SCDMASCDMA基本原理和关键技术基本原理和关键技术WCDMAWCDMA基本原理和关键技术基本原理和关键技术EV DOEV DO基本原理和关键技术基本原理和关键技术无线通信基本原理无线通信基本原理 无线通信基本原理是它利用无线电波作为传输媒介。无线通信基本原理是它利用无线电波作为传输媒介。 无线通信工作方式：无线通信工作方式： 单工通信、双工通信、半双工通信、移动中续方式单工通信、双工通信、半双工通信、移动中续方式 无线
13、移动通信信道特点：多经传播现象、衰弱现象以及无线无线移动通信信道特点：多经传播现象、衰弱现象以及无线资源短缺。资源短缺。衰弱信道大尺度衰弱小尺度衰弱路径损耗信号均值的振荡变化频率选择性衰弱扁平衰弱快衰弱慢衰弱大尺度：由于在基站和移动台之间的跨地区移动传输而导致的平均信号功率衰弱或者路径损耗小尺度：在移动台和基站之间的信号振幅和相位的快速变化的结果蜂窝无线通信原理 蜂窝思想的目标是什么？蜂窝思想的目标是什么？ 1 1、同步的全双工通信；、同步的全双工通信；2 2、接收机和发射机距离动态特性；、接收机和发射机距离动态特性；3 3、有效的使用频谱等有效的使用频谱等 小区定义：对于某给定的基站，其相应
14、的小区代表这样的定义，小区定义：对于某给定的基站，其相应的小区代表这样的定义，在该区域上和其他基站相比较，利用这个基站能为处在该小区区在该区域上和其他基站相比较，利用这个基站能为处在该小区区域内的移动台提供最好的服务。域内的移动台提供最好的服务。123231132f1f1f1f1f2f1f2f3 小区层小区层 可以分为：大小区可以分为：大小区100km500km100km500km，宏小区，宏小区35km35km，微小区，微小区1km1km ，微微小区，微微小区50m50m等等 分层蜂窝分层蜂窝 一般分层蜂窝结构可以由两个或多个小区组成。一般分层蜂窝结构可以由两个或多个小区组成。微微小区微小区
15、宏小区频率复用：频率复用： 基于无线电波的路径损耗特性，只要两个基基于无线电波的路径损耗特性，只要两个基站相隔足够远的话，那么在一个基站上使用站相隔足够远的话，那么在一个基站上使用的频率就可以复用到另一个基站上。的频率就可以复用到另一个基站上。 簇：一组相邻小区互相之间没有重簇：一组相邻小区互相之间没有重复使用分配给系统的频率。复使用分配给系统的频率。 复用距离：复用距离： 同频干扰的大小并不决定同频站之间同频干扰的大小并不决定同频站之间的绝对距离的绝对距离D D，而是决定于，而是决定于D D和小区半径和小区半径R R的比值。的比值。多址接入技术多址接入技术多址接入技术多址接入技术不同用户分配
16、在时隙（出现时间）相同，工作频率不同的信道上。不同用户分配在时隙（出现时间）不同，工作频率相同的信道上。各个用户都分配在时隙和工作频率相同的信道上，以伪随机正交码序列来区分用户。 多址技术用来解决什么问题？多址技术用来解决什么问题？ 解决如何头同时分配资源给接入用户的问题。有效使用频解决如何头同时分配资源给接入用户的问题。有效使用频率的关键技术就是多址。率的关键技术就是多址。抗衰弱技术 分集技术：分集技术：分集技术：分集技术：用来补偿衰弱信道的损耗。用来补偿衰弱信道的损耗。 包括种类很多，主要分两大类，显分集和隐分集。显分集最通用的是包括种类很多，主要分两大类，显分集和隐分集。显分集最通用的是
17、空间分集。还包括天线极化分集、频率分集和时间分集等；隐分集主空间分集。还包括天线极化分集、频率分集和时间分集等；隐分集主要是指把分集作用隐蔽在传输信号中，在接收端利用信号处理技术实要是指把分集作用隐蔽在传输信号中，在接收端利用信号处理技术实现分集。如现分集。如CDMACDMA系统中使用的系统中使用的rakerake接收机。接收机。 均衡技术：均衡技术：均衡技术：均衡技术：补偿时分信道中用于多经效应而产生的码间干扰（补偿时分信道中用于多经效应而产生的码间干扰（ISIISI） 如果调制带宽超过了无线信道的相干带宽，将会产生码间干扰，并且如果调制带宽超过了无线信道的相干带宽，将会产生码间干扰，并且调
18、制信号将会。而接收器内的均衡器可以对信道中幅度和延时进行补调制信号将会。而接收器内的均衡器可以对信道中幅度和延时进行补偿。偿。 信道编码：检测或纠正由于无线信道中传输而引入的一部分或全部的信道编码：检测或纠正由于无线信道中传输而引入的一部分或全部的误码。误码。 编码需要增加数据比特，会降低在信道中传输的原始数据速率，也就编码需要增加数据比特，会降低在信道中传输的原始数据速率，也就是会扩展信道的带宽。是会扩展信道的带宽。 分组编码和卷积编码分组编码和卷积编码3种制式无线接入与双工方式比较种制式无线接入与双工方式比较基本特征比较TD-SCDMA基本原理和关键技术TD-SCDMATD-SCDMA是集
19、是集FDMAFDMA、TDMATDMA、CDMACDMA于一体的，于一体的，系统容量大，频谱利用率高，抗干扰能力强的移系统容量大，频谱利用率高，抗干扰能力强的移动通信技术。动通信技术。TD-SCDMATD-SCDMA采用了智能天线、联合检测、接力切采用了智能天线、联合检测、接力切换、同步换、同步CDMACDMA、软件无线电、低码片速率、多时、软件无线电、低码片速率、多时隙、可变扩频系统、自适应功率调整等技术。隙、可变扩频系统、自适应功率调整等技术。TD-SCDMATD-SCDMA传输方向的时域自适应资源的分配可传输方向的时域自适应资源的分配可取得独立于对称业务负载关系的频谱分配的最佳取得独立于
20、对称业务负载关系的频谱分配的最佳利用率。利用率。TD-SCDMA帧结构TD-SCDMATD-SCDMA的特点和关键技术的特点和关键技术关键技术：关键技术：智能天线+联合检测多时隙CDMA+DS_CDMA同步CDMA信道编译码和交织接力切换“ “3S”3S”特点特点特点特点： 智能天线智能天线(Smart (Smart Antenna)Antenna) 同步同步CDMA(synchronous CDMA(synchronous CAMA)CAMA) 软件无线电软件无线电(Software (Software Radio)Radio)TD-SCDMATD-SCDMA关键技术：智能天线关键技术：智能
21、天线智能天线的优势智能天线的优势智能天线的优势接力切换 WCDMA: WCDMA: 软切换软切换软切换软切换TD-SCDMA: TD-SCDMA: 接力切换接力切换接力切换接力切换 接力切换基本定义接力切换基本定义：接力切换使用上行预同步技术，在切换过程中，接力切换使用上行预同步技术，在切换过程中，UEUE从源小区接收下行数据，向目标小区发送上行数据，即上下行通信链路从源小区接收下行数据，向目标小区发送上行数据，即上下行通信链路先后转移到目标小区。先后转移到目标小区。 接力切换接力切换(Baton Handover)(Baton Handover)是是TD-SCDMATD-SCDMA移动通信系
22、统的核心技术之一。移动通信系统的核心技术之一。接力切换硬切换软切换联合检测原理联合检测原理 MAIMAI：由于扩频码一般不严格正交，其非零互相关系数会引起各用户：由于扩频码一般不严格正交，其非零互相关系数会引起各用户间的相互干扰。间的相互干扰。 联合检测技术的思想：利用所有和联合检测技术的思想：利用所有和MAIMAI相关的先验信息，在一步之内相关的先验信息，在一步之内就将用户的信息分离出来。就将用户的信息分离出来。传统接收机：小信号被掩盖联合检测：小信号仍然被接收动态信道分配DCA 定义：在终端接入或者链路持续时间里，对信道进行动态的分配定义：在终端接入或者链路持续时间里，对信道进行动态的分配
23、和调整。和调整。 DCADCA技术主要研究的是频率、时隙、扩频码的分配方法，对技术主要研究的是频率、时隙、扩频码的分配方法，对TDTD系系统而言还可以利用空间位置和角度信息协助进行资源的优化配置；统而言还可以利用空间位置和角度信息协助进行资源的优化配置； DCADCA可使系统资源利用率最大化和提高链路质量。可使系统资源利用率最大化和提高链路质量。 D DCACA是一种最小化系统自身干扰的方法，其减小系统内干扰的手是一种最小化系统自身干扰的方法，其减小系统内干扰的手段更为多元化。段更为多元化。分配方法信道选择资源整合策略：业务构成、系统负荷、网络性能指标、信道和干扰的变化情况信道调整调整要素频域
24、调整时域调整码域调整空域调整TD-SCDMA系统资源结构TD-SCDMA高效支持非对称业务高效支持非对称业务数据上传数据下传下行上行灵活分配上下行时隙比例，高效支持非对称业务上行同步上行同步 在UE开机后，它首先必须与小区建立下行同步，然后才能开始建立上行同步。 在UE随机接入时，虽然可以接收到基站的DwPTS信号，建立了下行同步，但是并不知道与基站之间的距离，这导致UE的首次上行发送不能同步到达基站。因此，为了减小对常规时隙的干扰，上行信道的首次发送在UpPTS这个特殊时隙上进行。SYNC_UL突发的发送时刻可通过对接收到的DwPTS和/或PCCPCH的功率估计来确定。考虑到无线信道的复杂性
25、，利用功率来估计传输时延非常不准确，可以让UE以一个固定的发送时间提前量来发送SYNC-UL。基站在搜索窗口内检测SYNC-UL序列，可以估计出SYNC-UL接收功率和到达时刻。然后，基站通过FPACH向UE发送反馈信息，给出UE下次发射的功率以及时间调整值，以便建立上行同步。正常情况下基站将在接收到SYNC-UL后的4个子帧内对UE作出应答。如果UE在4个子帧内没有收到来自基站的应答，则认为同步请求发送失败。UE将会随机延迟一段时间，重新开始尝试同步发送。 上行同步建立通常用于系统的随机接入过程，当系统失去上行同步后，重新建立同步的过程也要经过上述步骤。 TD-SCDMA几大解决方案 五大解
26、决方案：五大解决方案：（1 1）大唐）大唐+ADI (+ADI (大唐提供协议栈大唐提供协议栈+ADI+ADI提供硬件套片）提供硬件套片）（2 2）T3G (T3GT3G (T3G的的TD modemTD modemPhilipsPhilips的芯片组大唐的协议栈）的芯片组大唐的协议栈）（3 3）展讯（展讯的基带重邮）展讯（展讯的基带重邮( (或大唐或大唐) )的协议栈其他的的协议栈其他的RFRF）（4 4）凯明（凯明的全套解决方案，源自）凯明（凯明的全套解决方案，源自TITI的技术）的技术）（5 5）重邮（重邮的数字基带和协议栈其他的）重邮（重邮的数字基带和协议栈其他的RFRF其他家软件）其
27、他家软件）WCDMA基本原理和关键技术基本原理和关键技术 分集接收技术：补偿衰弱信道的损耗分集接收技术：补偿衰弱信道的损耗 信道均衡技术：补偿时分信道由于多径产生的码间干扰信道均衡技术：补偿时分信道由于多径产生的码间干扰 编码技术：指语音和图像的压缩技术编码技术：指语音和图像的压缩技术 多用户检测技术：宽带多用户检测技术：宽带CDMACDMA系统中的抗干扰技术系统中的抗干扰技术 智能天线技术：可以消除多址干扰，提高系统容量，扩大覆盖范围。智能天线技术：可以消除多址干扰，提高系统容量，扩大覆盖范围。 功率控制技术：开环功率控制和闭环功率控制功率控制技术：开环功率控制和闭环功率控制 开环：以用户接
28、收功率和发射功率的之积为常数，先行测量接收功率开环：以用户接收功率和发射功率的之积为常数，先行测量接收功率的大小，并由此得出发射功率的大小。的大小，并由此得出发射功率的大小。 闭环：通过对接收功率的测量值及与信干比门限值的对比，确定功率闭环：通过对接收功率的测量值及与信干比门限值的对比，确定功率控制的比特信息，然后通过信道把功率比特信息传送给发射端。控制的比特信息，然后通过信道把功率比特信息传送给发射端。 软切换技术软切换技术 同步技术：同步技术： 全全IPIP技术：技术： 软件无线电：将软件无线电：将A/DA/D和和D/AD/A尽可能的靠近天线，而将电台功能尽可能的尽可能的靠近天线，而将电台
29、功能尽可能的采用软件进行定义：硬件作为基本平台，尽可能多的无限通信功能用采用软件进行定义：硬件作为基本平台，尽可能多的无限通信功能用软件实现。软件实现。CDMA2000CDMA2000基本原理和关键技术基本原理和关键技术产品篇（以大唐的方案为基础介绍）手机产品线数据卡产品线TDTD单模单模 Feature-phoneFeature-phone硬件框图硬件框图TX(AD6541)RX(AD6547)DBB(AD6901)CameraBackend ICLCDNOR+PSRAMminiSDUSB1.1PAKeypadSWMP3/MIDIUART*226MHz32KHzABB(AD6854)以TD2
30、01为例TD+GSM Video-phone TD+GSM Video-phone 硬件组成硬件组成基本套片：基本套片：数字基带数字基带(DBB): AD6901 (Monaco LCR)(DBB): AD6901 (Monaco LCR) 双模模拟基带双模模拟基带(ABB): AD6857(ABB): AD6857 TD RF receiver TD RF receiver： AD6547AD6547 TD RF transmitter: AD6541 TD RF transmitter: AD6541TD PATD PA GSM transceiver: AD6549 GSM transc
31、eiver: AD6549GSM PAGSM PA多媒体和应用部分：多媒体和应用部分： 应用处理器应用处理器 OMAPOMAP存储器存储器CameraCamera和和LCDLCDTD+GSM Video-phone TD+GSM Video-phone 硬件框架硬件框架TX(AD6541)RX(AD6547)DBB(AD6901)(modem)Cam2OMAP(Master)LCDFlashminiSDUSB1.1PAKeypadSWUART*226MHz32KHzABB(AD6857)NOR+SDRAMUSBTransceiver(AD6549)PACam1KeypadTouch panel
32、 BluetoothPMU +CodecTDTD双模双待机系统框图双模双待机系统框图TX(AD6541)RX(AD6547)DBB(AD6901)Cam2OMAP1710LCDFlash+PSRAMTFlashPAABB(AD6854)NOR+SDRAMLevel shifterTX/RX(AD6548)PACam1KeypadTouch panel PMUGSM ModemAPP SystemTD modemDPRAMUSIMSWMIDICodecTUSB1105USBAudio PASWBaseband(AD6720)SIMUART12MHz26MHz26MFlash+PSRAMTD-SC
33、DMATD-SCDMA数据产品数据产品DBB(AD6905)ABB(AD6857)Flash+PSRAM32KUSIM磁珠TX(？)RX(？)PATD/GSM modemSWPARX/TX(？)T-Flash电源转换模块V BUS1mFBTV BAT数据产品的关键设计点：1、电源设计和RF设计；2、尺寸小型化3、用户使用方便化，如无需光盘安装；4、增值业务多样化和先进化数据卡的变化过程数据卡的变化过程PCMCIA卡项目开发流程立项EVTDVTPVTMP根据产品定义，负责完成项目硬件设计和主板PCBA、整机调试，保证功能和产品性能达到设计要求立项前协助进行硬件方案的评估硬件设计做什么？配合项目部
34、完成后续的生产和维修指导工作硬件设计做什么，该怎么做？项目开发过程需求输入系统设计评审详细设计SMT评审系统联调生产验证评审评审生产发布评审可生产性评审系统设计流程系统设计流程量化客户需求硬件设计者系统设计系统设计检验及改检验及改进表进表硬件设计者确 认 需求客户反 馈 需求硬件设计需求硬件设计者硬件设计者工 程 指标产品规划产 品 竟争硬件评估技 术 竞争硬件设计改进硬件设计者硬件系统设计硬件设计者文件归档*项目部产 品 定义市场客 户 需求详细设计流程之原理图设计流程完成系统设计硬件设计者硬件设计者检1*软件设计者参与检1*硬件设计者详细设计完成硬件设计者检2*硬件工程师检2*参与检2*评审组成员详细设计评审软件设计者确认修改后处理硬件设计者检更改处设计复审确认修改后处理硬件设计者导入PCB硬件设计者原理图设计检查表文件归档*步骤步骤1 1步骤步骤2 2步骤步骤3 3步骤步骤4 4原理设计者确认修改后处理PCB设计者布局完成原理设计者检1*结构工程师检1*PCB设计者检1*PCB设计者布线完成原理设计者检2*硬件工程师检2*检2*评审组成员PCB设计评审PCB设计者检*更改处PCB复审确认修改后处理PCB设计者检3*负责发板PCB设计者PCB设计检查表文件归档*步骤步骤1 1步骤步骤2 2步骤步骤3 3步骤步骤4 4硬件工程师
