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1、移动通信3G基本知识介绍技术咨询部 2004年12月23日引言引言引言引言3 3 3 3G G G G概述概述概述概述3 3 3 3G G G G特点特点特点特点直放站在直放站在3G无线无线网优网优中的作用中的作用 目录目录1G即第一代为模拟移动电话。即第一代为模拟移动电话。 如如TACS，1话音话音/对载频（对载频（25KHz）。）。2G即第二代为数字移动电话。即第二代为数字移动电话。 如如GSM，8话音话音/对载频（对载频（200KHz）；）； 如如CDMA，20话音话音/对载频（对载频（1.25MHz）。）。引言引言2.5G即第即第2.5代为数字电话代为数字电话+低速数据。低速数据。 如
2、如GPRS数据，数据，36kb/s； 如如CDMA2000-1X，153. 6kb/s。3G即第即第3代数字移动电话代数字移动电话+高速数据。高速数据。 如公认的如公认的3种种3G制式：制式： A、WCDMA 124话音话音/对载频（对载频（5MHz） B、CDMA2000 70话音话音/对载频（对载频（1.25MHz） C、TD-SCDMA 48话音话音/单载频（单载频（1.6MHz）引言引言1998年年6月月30日是国际电联向全球征集第三代移动通信标准的最后一天，大唐电信集日是国际电联向全球征集第三代移动通信标准的最后一天，大唐电信集团的前身电信科学技术研究院代表中国提出的团的前身电信科学
3、技术研究院代表中国提出的TD- SCDMA标准提交国际电联。标准提交国际电联。2000年年5月，大唐集团代表中国政府提交的月，大唐集团代表中国政府提交的TD-SCDMA技术，被国际电联批准为第三技术，被国际电联批准为第三代移代移 动通信国际标准，这是百年来中国电信发展史上的重大突破。动通信国际标准，这是百年来中国电信发展史上的重大突破。 2000年年12月月12日，日，TD-SCDMA技术论坛成立。技术论坛成立。2001年年3月月16日，在美国加里福尼亚州举行的日，在美国加里福尼亚州举行的3GPP(第三代移第三代移 动通信伙伴项目动通信伙伴项目) TSG RAN第第11次全会上次全会上TD-S
4、CDMA标准被标准被3GPP接纳为接纳为3G标准之一。标准之一。2002年年3月，大唐移动通信设备有限公司挂牌成立，拉开了中国月，大唐移动通信设备有限公司挂牌成立，拉开了中国TD-SCDMA技术全面技术全面产业化的序幕。产业化的序幕。qTD-SCDMA的重要历程的重要历程2002年年5月，月，TD-SCDMA通过通过MTnet第一阶段测试。第一阶段测试。2002年年10月月23日，信息产业部通过日，信息产业部通过【2002】479号文件公布号文件公布3G的的TDD频谱规划，为频谱规划，为TD-SCDMA标准划分了总计标准划分了总计155MHz的非对称频段。的非对称频段。2002年年10月月30
5、日，日，TD-SCDMA产业联盟正式成立，大唐、南方高科、华立、华为、产业联盟正式成立，大唐、南方高科、华立、华为、联想、中兴、中电、中国普天等联想、中兴、中电、中国普天等8家知名通信企业作为首批成员。家知名通信企业作为首批成员。2003年年3月月3日，大唐移动日，大唐移动TD-SCDMA产业园落户上海青浦工业园区。产业园落户上海青浦工业园区。2003年年6月月23日，日，TD-SCDMA技术论坛加入技术论坛加入3GPP合作伙伴计划。合作伙伴计划。2003年年7月月25日，北电、大唐成立日，北电、大唐成立TD-SCDMA联合试验室。联合试验室。qTD-SCDMA的重要历程的重要历程2003年年
6、7月，世界首次月，世界首次TD-SCDMA手持电话演示。手持电话演示。2003年年9月，月，TDSCDMA产业联盟理事会第二次会议在大连举行。产业联盟理事会第二次会议在大连举行。2003年年10月，中国电子、南方高科、海信、三星、月，中国电子、南方高科、海信、三星、LG、DB-TEL、联想、波导联想、波导、夏新夏新等九大厂商研发等九大厂商研发TD-SCDMA，国产国产3G标准逐渐产业化。标准逐渐产业化。2003年年11月月24日，六大运营商均要求测试大唐日，六大运营商均要求测试大唐TDSCDMA标准。标准。2004年年1月底，日本研讨月底，日本研讨3G规划，规划，“TD-SCDMA”成为候选方
7、案。成为候选方案。2004年年2月月13日，西门子和华为共同组建一家专注于日，西门子和华为共同组建一家专注于TD-SCDMA技术及产品的开发、技术及产品的开发、生产、销售和服务的合资公司。生产、销售和服务的合资公司。qTD-SCDMA的重要历程的重要历程2004年年2月，大唐与月，大唐与AOL合作将合作将T9输入法引入输入法引入TD-SCDMA手机。手机。2004年年2月底，中国国家发展与改革委员会批复了月底，中国国家发展与改革委员会批复了TD-SCDMA的的研究开发和产业化研究开发和产业化专项，该专项将于年内启动。专项，该专项将于年内启动。2004年年3月，月， TD-SCDMA的的第二阶段
8、测试安排在北京、上海、成都或重庆。实验计第二阶段测试安排在北京、上海、成都或重庆。实验计划于今年划于今年3月启动，月启动，9月完成测试和总结。月完成测试和总结。qTD-SCDMA的重要历程的重要历程 什么叫什么叫3G 2G向向3G的过渡的过渡 3G三种制式技术比较三种制式技术比较 3G的频谱分布的频谱分布 3G与与2G的干扰协调的干扰协调3G概述概述 高速运动：高速运动：144kb/s 步行速度：步行速度：384kb/s 室内环境：室内环境：2Mb/s能提供以下三种最高传输速率的叫能提供以下三种最高传输速率的叫3 3G Gq什么叫什么叫3G第二代第二代第二代第二代+ 第二代第二代+ 第三代第三
9、代IMT2000北美北美欧洲欧洲CDMAIS-95ACDMAIS-95BCDMA2000-1xCDMA2000GSMTDMAGSM+GPRS,HSCSDGSM+EDGEWCDMA普通分组数据业务普通分组数据业务高速电路交换数据高速电路交换数据GSM增强数据率增强数据率q 2G向向3G的过渡的过渡RTT技技术术WCDMAcdma2000-1xTD-SCDMA信道信道间间隔隔5MHz1.25MHz1.6 MHz多址方式多址方式单载单载波直接序列波直接序列扩频扩频CDMA多址多址单载单载波直接序列波直接序列扩频扩频CDMA多址多址单载单载波直接序列波直接序列扩频扩频时时分多址同步分多址同步CDMA多
10、址多址双工方式双工方式FDDFDDTDD码码片速率片速率3.84Mcps1.2288Mcps1.28Mcps基站同步基站同步异步（无异步（无GPS）可可选选同步同步同步（需同步（需GPS）同步（主从同步，需同步（主从同步，需GPS）帧长帧长10ms20ms10ms越区切越区切换换软软切切换换，频间频间切切换换与与GSM间间的切的切换换软软切切换换，频间频间切切换换与与IS-95B间间的切的切换换接力切接力切换换，频间频间切切换换，与，与GSM间间的切的切换换语语音音编码编码自适自适应应多速率多速率可可变变速率速率可可变变速率速率功率控制功率控制内内环环、外、外环环控制速率控制速率1500Hz开
11、开环环、闭环闭环控制速率控制速率800Hz内内环环、外、外环环支持可支持可变变数数据速率据速率最高最高为为2.048Mbps1X最高最高307kbps，1XEV支支持持2.4Mbps最高最高为为2.048Mbps业务业务特性特性适合于适合于对对称称业务业务。适合于适合于对对称称业务业务。支持支持对对称称业务业务，支持不，支持不对对称称业务业务具有突出的表具有突出的表现现。q 三种标准制式的技术比较三种标准制式的技术比较核心频段：核心频段： 18852025MHz和和21102200MHz其中其中 FDD：下行：下行：21102170MHz 上行：上行：19201980MHz MSS：卫星移动卫
12、星移动 空对地：空对地：21702200MHz 地对空：地对空：19802010MHz TDD：18851920，20102025共共50MHzq国际国际ITU对对3G频段划分频段划分1 1、核心频段、核心频段 频分双工频分双工（FDD）方式：方式：19201980MHz/21102170MHz共共260MHz 时分双工时分双工（TDD）方式：方式：18801920MHz/20102025MHz共共55MHz2 2、补充工作频段补充工作频段 频分双工频分双工（FDD）方式：方式：17551785MHz/18501880MHz共共230MHz 时分双工时分双工（TDD）方式：方式：2300240
13、0MHz共共100MHz新频段新频段3 3、卫星移动工作频段卫星移动工作频段 19802010MHz/21702200MHz4 4、扩展频段扩展频段 825835MHz/870880MHz；885915MHz/930960MHz； 17101755MHz/18051850MHz q我国我国3G频段划分频段划分q各系统间干扰分布各系统间干扰分布收3G FDD收、发3G TDD发3G FDDFDDGSM发FDDCDMA发FDDGSM收FDDCDMA收825835870880890909915935954 960 MHz发3G FDD收、发3G TDD收3G FDD17551785185018801
14、9201980201020152170 MHz2110自干扰系统自干扰系统不同速率业务对应不同覆盖半径不同速率业务对应不同覆盖半径呼吸效应呼吸效应3G（CDMA）特点特点导频污染导频污染小区规划同频单层小区规划小区规划同频单层小区规划与用户数密切相关的网优与用户数密切相关的网优Ec of Base Station 1Total Power Received from BS 1 PilotChannel. Shaded Yellow in Diagram.Ec/Io of Base Station 1 Total Power from BS 1 PilotTotal Power in 5 MHz
15、 Band=BS 1 (Pilot) BS 2 Pilot 5 MHz wide frequency channel for WCDMABS 1 otherBS 2 other.IoNoise +Broadband Ext Interferenceq自干扰系统自干扰系统q不同速率业务对应不同覆盖半径不同速率业务对应不同覆盖半径WCDMAWCDMA各业务数据覆盖分布图：各业务数据覆盖分布图：12.2, 64, 144, 384 12.2, 64, 144, 384 kbpskbpsNode BNode B384Kbps144Kbps64Kbps12.2Kbps64Kbps12.2Kbps12.2
16、Kbps144Kbps64Kbps12.2Kbpsq呼吸效应呼吸效应局部网络呼吸效应局部网络呼吸效应系统负荷增加系统负荷增加覆盖半径收缩覆盖半径收缩基站负荷增加时，基站覆盖范围收缩（场强增大但可用的覆盖范围收缩）呼吸效应呼吸效应。q导频污染导频污染导频污染：Ec强度接近的导频数目超过了UE最大激活集数目，不能 加入激活集的信号成为干扰。同时导频强度接近，频繁发生激活集更新。导频污染属于CDMA系统特有，是影响网络性能的一项重要因素。导频污染增加网络干扰，同时使得切换等算法不能有效工作。q导频污染导频污染WCDMA网络只能同频单层小区规划。网络只能同频单层小区规划。q小区规划小区规划f1f1f1
17、f2f2f1f1f1f1f1f1f1f1不能同频宏、微小区组合不能同频宏、微小区组合只能不同频率宏、微小区组合只能不同频率宏、微小区组合最好同频宏小区组合最好同频宏小区组合 在当前全球陆地移动通信系统的频率分配问题上，大多数运营商都分配了在当前全球陆地移动通信系统的频率分配问题上，大多数运营商都分配了两个或者更多（频分复用两个或者更多（频分复用FDDFDD）的载波。频率分配将会影响运营商的的载波。频率分配将会影响运营商的WCDMAWCDMA系统系统的配置情况以及分层小区结构（的配置情况以及分层小区结构（HCSHCS）的使用。原则上，一对频分复用载波只能的使用。原则上，一对频分复用载波只能在一个
18、网络层面上工作。两对频分复用载波可以在双层结构的网络中使用。对在一个网络层面上工作。两对频分复用载波可以在双层结构的网络中使用。对于每一层都有自己载波的完全分层小区结构，我们可以用三个载波来实现该目于每一层都有自己载波的完全分层小区结构，我们可以用三个载波来实现该目标。标。 同样可以同时使用三个或者四个载波，这样我们可以在网络设计中获得更同样可以同时使用三个或者四个载波，这样我们可以在网络设计中获得更大的容量和灵活性。在热点小区中，我们可以通过在该小区附加另外一个载波大的容量和灵活性。在热点小区中，我们可以通过在该小区附加另外一个载波来使得高负载小区有一个更大的容量，该措施要比增加基站传输功率
19、有效得多。来使得高负载小区有一个更大的容量，该措施要比增加基站传输功率有效得多。为了支持分层小区结构和在各载波间进行切换，我们需要进行频率间切换。为了支持分层小区结构和在各载波间进行切换，我们需要进行频率间切换。qWCDMA网络中分层小区结构网络中分层小区结构 下图表示的是一个典型的下图表示的是一个典型的3 3G G网络演化发展路径的例子。网络演化发展路径的例子。 f1f1f1f1f1f1f2f2f1f1f1f2f2f2f2f2f2f1,f2 f1,f2 f1,f2 f1,f2 f1,f2 f1,f2宏分层连续并且只有宏分层连续并且只有f1一个频率一个频率宏分层连续并且只有宏分层连续并且只有f
20、1一个频率一个频率选择以选择以f2为频率的宏小区为频率的宏小区 宏分层连续并且只有宏分层连续并且只有f1一个频率一个频率宏分层连续并且只有宏分层连续并且只有f2一个频率一个频率没有宏分层没有宏分层两个频率连续两个频率连续在宏分层中使用在宏分层中使用qWCDMA网络中分层小区结构网络中分层小区结构 在启动一个网络时，我们往往在一个宏小区层中分配一个在启动一个网络时，我们往往在一个宏小区层中分配一个载波，以此来保证对该区域的连续覆盖。稍后，为了提高网络的载波，以此来保证对该区域的连续覆盖。稍后，为了提高网络的容量将加上第二个载波。刚加上的第二个载波可以加到宏小区层容量将加上第二个载波。刚加上的第二
21、个载波可以加到宏小区层中，以此来提高容量，或者也可以用来创建一个微小区层。在第中，以此来提高容量，或者也可以用来创建一个微小区层。在第一阶段，仅在业务繁忙的热点地区或者在要求高比特率的地方配一阶段，仅在业务繁忙的热点地区或者在要求高比特率的地方配置微小区层面。置微小区层面。qWCDMA网络中分层小区结构网络中分层小区结构 在接下来的过程中，两个层面都对一个特定的小区进在接下来的过程中，两个层面都对一个特定的小区进行连续的覆盖，而且如果有必要，将分配更多的载波。最行连续的覆盖，而且如果有必要，将分配更多的载波。最简单的方法是用第三个频率，而且可以随意把它放在宏小简单的方法是用第三个频率，而且可以
22、随意把它放在宏小区层和微小区层中。有很多运营商只使用两个频率，因此区层和微小区层中。有很多运营商只使用两个频率，因此将会重复使用一个已经在另一个链路层中使用的频率。将会重复使用一个已经在另一个链路层中使用的频率。qWCDMA网络中分层小区结构网络中分层小区结构 导频信道（公共导频信道）的功率分配是导频信道（公共导频信道）的功率分配是WCDMAWCDMA网络规划的另一个重网络规划的另一个重要任务。最佳的导频功率能确保在覆盖范围内对邻近小区的干扰最小。要任务。最佳的导频功率能确保在覆盖范围内对邻近小区的干扰最小。如果导频的功率过大，基站总传输功率的大部分都被导频信道占据，因如果导频的功率过大，基站
23、总传输功率的大部分都被导频信道占据，因此就没有足够的功率分配给业务信道。但是，如果导频功率太小，可能此就没有足够的功率分配给业务信道。但是，如果导频功率太小，可能导致导频的覆盖范围不够大，更严重的是导致可控范围减小。而且，如导致导频的覆盖范围不够大，更严重的是导致可控范围减小。而且，如果链路功率的限定是在导频功率的基础上进行的，且导频功率较小，就果链路功率的限定是在导频功率的基础上进行的，且导频功率较小，就限制了链路功率。一般来说，基站总功率的百分之五将分配给导频信道，限制了链路功率。一般来说，基站总功率的百分之五将分配给导频信道，其他公共信道也将分配给几乎跟导频信道相同的功率。其他公共信道也
24、将分配给几乎跟导频信道相同的功率。q导频功率调整重要性导频功率调整重要性 如果同一载波在网络的不同层面都有使用，那么那些频道功率较大的如果同一载波在网络的不同层面都有使用，那么那些频道功率较大的小区很容易阻塞附近功率较小的小区。因为微基站和宏基站的总功率和导小区很容易阻塞附近功率较小的小区。因为微基站和宏基站的总功率和导频功率可能有几分贝的差异，那些工作在同一载波上的微基站和宏基站层频功率可能有几分贝的差异，那些工作在同一载波上的微基站和宏基站层面上的用户将使得性能降低，比如，远近效应，如图所示面上的用户将使得性能降低，比如，远近效应，如图所示( (见下页见下页) )。虽然。虽然到邻近微小区基
25、站的路径损耗较小，但移动台将以较大的导频功率连接到到邻近微小区基站的路径损耗较小，但移动台将以较大的导频功率连接到宏小区基站。它需要较大的传输功率，以此来弥补路径损耗，而且移动台宏小区基站。它需要较大的传输功率，以此来弥补路径损耗，而且移动台将向邻近微小区和整个网络引入干扰。因此在网络层面之间使用不同载波将向邻近微小区和整个网络引入干扰。因此在网络层面之间使用不同载波将是很重要的。将是很重要的。q导频功率调整重要性导频功率调整重要性导频功率电平导频功率电平L2L1BS1BS2 移动台接入到有一个较高导频功率的宏小区基站移动台接入到有一个较高导频功率的宏小区基站BS2BS2，而且在微而且在微小区
26、基站中增加了上行链路的干扰小区基站中增加了上行链路的干扰q导频功率调整重要性导频功率调整重要性 随着网络环境的变化（如用户的增长），需要及时对网络设备、无线参数进行优化、调整。q与用户数密切相关的网优与用户数密切相关的网优直放站在直放站在WCDMA无线网优中的作用无线网优中的作用作用之一：作用之一： WCDMA使用核心频率为2千兆频段，而 2G（GSM）使用在1千兆频段，总的损耗 3G比2G多损耗9个dB以上，等效场强覆盖半径减少一半。因此需直放站填补覆盖盲区或用直放站扩大覆盖。作用之二：作用之二： 3G（WCDMA）容量远大于2G，因此大容量的WCDMA网络更需要直放站来分流。据了解联通CD
27、MA建设初期吸取南韩CDMA建网经验，大量采用直放站技术来延伸无线覆盖。南韩经验：基站与直放站比例是1：6。直放站在直放站在WCDMA无线网优中的作用无线网优中的作用作用之三：作用之三： 在3G网络建设中，直放站成为无线子系统一部分。从网络规划部门得到的信息，3G直放站被列入网元一部分，从整体考虑进行网络规划。摘邮电设计院对第三代移动通信网无线网络覆盖规划设计原则：“移动通信网除了采用基站进行无线覆盖外，直放站也是一 种经济有效的辅助技术手段。”直放站在直放站在WCDMA无线网优中的作用无线网优中的作用京信通信直放站运用方面的经验京信通信直放站运用方面的经验 1）对于CDMA直放站在工程中的运用有大量实践经验，也有大量理论培训资料。 2）已经进行的WCDMA直放站的试验也为将来3G建设提供宝贵经验。直放站在直放站在WCDMA无线网优中的作用无线网优中的作用
