WCDMA高级培训整理的笔记

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1、 WCDMMA高级级培训课课件 主要内容容： 1、UMMTS的的基本理理论。简简述无线线通信的的发展历历史以及及他们之之间的变变化。 2、UMMTS基基本结构构的介绍绍。从逻逻辑视图图介绍UUMTSS的功能能结构，GGSM及及GPRRS向UUMTSS过渡的的结构变变化。 3、无线线接口。。UMTTS作为为UTRRAN网网络并且且是FDDD方式式下的空空中接口口特性，包括： a、WCCMDAA空中接接口的基基本原理理 b、UTTRANN网络的的总体介介绍，协协议模型型、物理理层、RRLC层层、MAAC层的的基本功功能以及及所对应应的信道道、空中中接口的的通信过过程、调调制解

2、调调方案及及AMRR等。 4、基本本通信过过程。移移动台至至核心网网之间的的通信过过程。 一、UMMTS Inttrodducttionn 目标：11、UMMTS是是什么？？ 2、UMMTS的的标准由由谁制定定、这些些标准的的特点及及不同标标准的差差异。 3、UMMTS现现状，各各国liicense发布布情况。。 1、移动动通信的的基本发发展过程程 第一代以以模拟制制式为代代表的空空中无线线接口的的应用主主要有：NMTT（北欧欧）、TTACSS（英国国）、AAMPSS（北美美）及RR20000（铁铁路应用用）等。。多种标标准的存存在使得得彼此不不兼容，不不能互联联互通。

3、。 第二代移移动通信信引入数数字和调调频技术术，最典典型的技技术有：：GSMM（欧洲洲）、CCDMAA ISS-955（北美美）、DD-AMMPS（北北美）、、IS--1366（北美美）等。。在整个个发展过过程中，主主要有三三个分支支，分别别是欧洲洲、北美美和日本本的移动动通信发发展历程程。日本本的分支支由于比比较独立立，一般般不在讨讨论之中中。 作为欧洲洲第二代代移动通通信技术术的典型型代表是是GSMM，GSSM在空空中接口口的主要要特点：：多址方方式－——TDMMA，采采用8路路时分复复用的多多址方式式，每用用户的接接入是通通过占用用物理信信道的时时隙来区区分。从从网络侧侧考虑，区区分

4、上下下行链路路的双工工方式是是FDDD。在每每一个频频率上使使用8路路时分复复用，微微观的占占用时间间片来区区分多路路用户的的个人通通信。在在通信过过程中，每每个用户户得到的物物理资源源是时隙隙，在GGSM中中物理信信道的定定义为：：物理信信道（PPhy chaanneel）＝＝频率（FFreqquennce）++时隙号号（TSS nuumbeer）。。由于采采用电路路交换方方式，每每用户在在通信过过程中，将将一直占占用网络络分配的的物理信信道直至至通信结结束。在在空中接接口，物物理信道道的分配配是采用用固定的的分配方方式。一一个用户户对应一一个时隙隙（TSS），时时隙用于于传送话话音时，话

5、话音的净净比特速速率（经经过原编编码后的的速率）为为13kkbitt/s((FR))或122.2kkbitt/s((EFRR)；传传送数据据时，单单信道最最大传输输速率为为9.66kbiit/ss（限值值），由由于受限限于该速速率，所所以GSSM的数数据业务务归为承承载业务务，主要要是通过过GSMM网络承承载数据据到外部部网络。。但是，如如果在软软件上升升级，也也可以支支持到114.44kbiit/ss的数据据速率。。 随着数据据业务的的发展，为为提高空空中接口口上的数数据传送送速率，在在GSMM基础上上提出了了2.55代的GGPRSS技术。。GPRRS提供供的是一一种数据据服务，它它不能独

6、独立于GGSM存存在，它它的目的的只是在GSSM系统统上提供供高速有有效地传传递数据据业务的的服务。。因此，GGPRSS的无线线部分不不会发生生变化，仍仍然沿用用GSMM的无线线接口，采采用TDDMA帧帧结构，但但交换方方式由电电路交换换转变为为分组交交换方式式。在22.5代代系统中中，核心心网交换换域由电电路交换换域（CCS DDomaain）和和分组交交换域（PPS DDomaain）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

7、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，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

8、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

9、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，（1＋3）个TS的配置方式是指1个时隙是静态分配给分组时隙，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

10、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class1~class29共29个级别，而目前网络能支持的只有class1~class13共13个级别。对于一个3＋1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3＋1的移动台，通常使用的也就是2＋1或其他级别的手机。因此，数据速率还要取决

11、于移动终端的级别，移动台只有在class29级别时，才能真正实现8＋8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20～40kbps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。 （课间提提问：GGPRSS系统在在通信过过程中，手手机要不不断对系系统进行行测量，那那么又如如何能够够实现88＋8的的时隙配配

12、置？也也就说如如果手机机工作在在8＋88模式下下，靠什什么物理理信道来来完成测测量和信信令的交交互？） 在GPRRS网络络中，空空中接口口的传递递速率，无无论是330kbbps还还是1660kbbps，都都显得太太低，这这样就存存在了由由GSMM和GPPRS网网络继续续向上过过渡的系系统要求求，被称称为E－－GSMM和E－－GPRRS，其其中，EE代表的的是EDDGE技技术。EEDGEE技术是是采用了了空中接接口上不不同的无无线处理理方式，主要是调制方案的改变。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，E－GSM的数据速率可以达到43

13、.2kbps，E－GPRS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GSSM营运运商，为为提高数数据的传传递速率率，可能能会考虑虑的方案案是GSSM/GGPRSS网络直直接向UUMTSS的演进进。UMMTS技技术作为为欧洲33G的典典型代表表，在空空中接口口上选择择了码分分多址CCDMAA的方式式，在双双工方式式上，既既可以选选择FDDD方式式，也可可以采用

14、用TDDD方式，取取决于空空中接口口的规范范。在FFDD方方式下，UUMTSS理论速速率为22Mbpps，是是每用户户所能得得到的最最大净比比特速率率，指未未经过信信道编码码之前的的速率，而而实际上上可以达达到2..1Mbbps。。这个速速率是含含有数据据包头的的数据流流，如用用户的数数据是IIP数据据，IPP应用层层数据可可能是某某个FTTP数据据包，数数据包在在封装时时会选择择各种合合适的底底层协议议数据，即即IP数数据的包包头。 第二个移移动通信信演进的的分支，是是北美分分支。首首先作为为第一代代系统，选选择的是是8000MHzz的AMMPS系系统。北北美与欧欧洲的发发展模式式不同，欧

15、欧洲在模模拟系统统中由于于采用了了多种制制式，导导致它在在做GSSM规范范时，力力求一体体化，所所以GSSM是先先有规范范后有网网络。而而这个问问题，对对北美来来说就不不是那么么重要。。由于北北美从一一开始就就选择了了统一的的AMPPS制式式，所以以它首先先要考虑虑的是不不断改善善网络的的性能。。作为北北美第二二代系统统的一个个重要分支支D－AAMPSS系统，就就是在原原有的AAMPSS基础上上引入了了数字化化技术。。与此同同时，欧欧洲GSSM19900MMHz也也被引入入了北美美，作为为第二代代系统的的补充。。北美二二代系统统的第三三个分支支，就是是高通公公司研制制并拥有有专利的的CDMMA

16、系统统。CDDMA在在北美的的发展大大致经历历了几个个阶段，首首先是窄窄带CDDMA，引引入的是是IS－－95空空中接口口的标准准，ISS－411是核心心网标准准（对应应GSMM是MAAP标准准）。IIS－995标准准系列通通称为CCDMAA Onne技术术，19993年年IS－－95标标准被最最终确定定，作为为第一个个被引入入的CDDMA系系统，采采用的是是IS－－95AA的标准，标标准确定定在扩频频时使用用的带宽宽为1.225MHHz、速速率为11.22288MMcpss，相对对于WCCDMAA中5MMHz的的带宽，11.255MHzz带宽则则被称为为窄代系系统。对对于CDDMA来来说，物

17、物理信道道的定义义是指：：物理信信道（PPhy chaanneel）＝＝频率（FFreqquennce）++码子（CCodee）。与与GSMM相对应应，CDDMA系系统中的的每用户户是通过过分配的码码子来得得到单业业务信道道，目前前的ISS－955A标准准，单信信道码子子上的最最大数据据用户速速率是114.44kbpps。发发展到IIS－995B标标准时，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14.4x8＝115.2kbps。 与GPRRS对应应，CDDMA的的2.55代技术术被称为为CDMMA20000－－1X，所所对应的的标准仍仍然是22

18、.5代代的标准准而非33代标准准。在CCDMAA20000 11X单载载波中，带宽宽仍为11.255MHzz，双工工方式为为FDDD方式，提提供用户户共二类类信道，一一类称为为Funndamenttal Chaanneel(基基本信道道)，另另一类称称为Suuppllemeentaal CChannnell（附加加信道）。在通信信过程中中，用户户会固定定的得到到一个FF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

19、根据需要向系统申请。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

20、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域，与GPRS不同的是，CDMA在制定标准时，各实体间的接口都是内部的（Internal），这样的结构更适合内部高效的运作。只有在中国的使用过程中，由于营运商的要求，才对A接口开放，从而实现多厂家设备的互联。在CDMA由IS－95向CDMA2000－1X过渡过程中，BSC增加了分组交换的功能，相当于GPRS中SGSN的功能由BSC来实现。这与GPRS

21、中CS域与PS域是独立完成的结构截然不同。所以，由于接口的不开放，使CDMA2000－1X的物理实体较GPRS网要少，对应GGSN的网关实体称为PDSN。 在CDMMA20000向向三代过过渡的过过程中，最最初有二二个分支支。一个个分支称称为CDDMA220000－MCC叫多载载波CDDMA技技术，这这一技术术是在空空中接口口中通过过多载波波码分多多址实现现宽带业业务的提提供，目目前，该该技术已已被搁置置。另一一分支是是CDMMA20000－－1XEEV（增增强型），已作为主流技术被发展。其中CDMA2000－1XEV－DO（data only）已被韩国商用，CDMA2000－1XEV－DV

22、（data&voice）将在下阶段被采用，并将作为真正的CDMA2000的3G标准。该技术使用的带宽仍然是单载波的1.25MHz，它的发展趋势并不打算向宽带过渡，由于使用了增强的数据速率和新的调制方案，使得速率提高，可以在1.25MHz带宽上达到2.4Mbps（HDR方案）。CDMA在向3G过渡的过程中，无线部分也将发生较大变化，这是因为采用了高通的专利技术使得在16QAM的调制方案上提高速率。欧洲在制定WCDMA规范时，就有意要避开高通的专利，所以采用了5MHz带宽来实现2Mbps的数据传递速率。 二种技术术的比较较表明，3G标标准都采采用了码码分多址址的多址址方案，它它的特点点在于：：

23、 a、增加加了系统统容量（IIncrreassed cappaciity）。这一特点值得考虑的有以下观点。所谓容量是指同时使用的用户数，在TDMA方式中，由于物理资源是固定分配，所以容量是指硬容量，容量受限于系统的载频数和可用的时隙数。在GSM中，单载频同时通话的用户数是8个，所以，一旦网络规划完毕，系统的容量也就确定下来。而对于CDMA来说，容量是指软容量，是不受物理资源的限制，CDMA的物理资源是码子，只要码子是无穷的，它的容量就是无穷的。对于单载频来说，采用多少矩阵的码子，有多少个码子，就会同时接入多少个用户。但是，CDMA作为一个自干扰系统，它容量的增长受两个因素的影响，首先是在上行

24、链路上，容量受限于干扰因素，也就是在上行链路不同用户使用相同频率时会产生同频干扰，同频干扰的加剧，达到一定门限时，使容量的增加受限。这也称为上行链路的容量干扰受限。其次在下行链路上，容量增加受限于能量（Power）。在下行链路上，所有的用户分享同一个能量，所以能量的分配也就决定了下行链路上的用户容量。因此，GSM和CDMA的容量一般不具有可比性，这是因为对同样是单载波系统CDMA根据不同的业务需求，容量是不定的，要根据实际情况来算，而GSM系统则具有确定的容量值。 b、增加加覆盖（IImprroveed ccoveeragge）。。不同的的观点认认为，覆覆盖一般般有3种不同同的含义义，第一种

25、种称为计计划的覆覆盖范围围（Pllannned Celll CCoveeragge），也就就是在规规划过程程中，希希望获得得的理想想覆盖；；第二种种称为实实际的覆覆盖范围围（Prractticaal CCoveeragge），由由于无线线环境的的限制，无无论采取取何种措措施，都都无法加加大覆盖盖范围，称称为实际际的覆盖盖；第三三种称为为可操作作的覆盖盖范围（OOperratiionaal CCoveeragge），指指的是移移动台可可接入系系统的最最大距离离。所以以在考虑虑覆盖范范围时，应该考虑以上因素，一般认为GSM和CDMA也不具有可比性。在GSM中，实际的覆盖范围一般认为是不可变的，当

26、实行网优时，系统的可操作范围是可变的。如改变最小接受电平值，用户可接入的距离就会发生相应变化。所以这种范围的变化，是可以人为来操作的。而在CDMA中，覆盖范围是动态变化的，不像GSM是静态的变化，这也被称为CDMA的呼吸效应。随着小区负荷的增加，实际可操作范围的小区半径会缩小，小区半径随用户的干扰而发生动态的变化，这也就是CDMA小区规划的复杂性所在。 c、简化化系统规规划年（SSimppliffiedd syysteem pplannninng）。。这一提提法应改改为不用用做频率率规划，因因为它简简化的只只是频率率复用方方案。而而码子仍仍需要规规划，所所以对于于CDMMA的系系统设计计来说

27、，并并不会简简化，如如果考虑虑无线射射频的规规划，由由于小区区是动态态变化，系系统的规规划只会更加加复杂。。要考虑虑小区的的负荷，小小区呼吸吸的可行行性、呼呼吸效应应之后的的重叠覆覆盖区的的大小等等因素。。 d、增加加电池使使用时间间（Inncreeaseed bbattteryy tiime ）。这这也同样样不具有有可比性性。GSSM手机机在工作作过程中中，是采采用突发发脉冲的的发式工工作的，信信号总是是在自己己的脉冲冲时间段段发射，所所以，手手机无论论在监测测公共控控制信道道还是通通话过程程，信号号的接受受和发射射都有一一个不连连续性，由由发射期期、空闲闲期和不不发射期期构成整整个工作

28、作时间。。而对于于CDMMA来说说，手机机始终处处于持续续工作方方式，即即使在没没有信号号传递的的过程中中，也需需要连续续监听公共共导频信信道的信信息并解解码。所以到到底那个个手机的的待机时时间更长长，不具具有可比比性。另另外，由由于开环环功率控控制的原原因，CCDMAA手机的的平均接接续时间间（呼叫叫建立时时间）要要比GSSM手机机长，尤尤其是在在系统干干扰较大大的时候候，接续续时间会会更长。。一般情情况下，CCDMAA手机的的接续时时间是mms级，规规范中规规定，在在最差情情况下，接接续时间间可以达达到秒级级。 e、灵活活的切换换（Faacillitaatedd haandooverrs

29、）。。根据欧欧洲GSSM对切切换的的的定义，切切换是指指系统在在无线接接口上为为用户提提供连续续性服务务的过程程。UMMTS的的切换和和IS－－95中中的切换换是不同同的。UUMTSS中的软切换换和更软软切换，是是在无线线接入网网内部的的过程，而而把跨MMSC或或SGSSN之间间的切换换，定义义成重定位过程（RRe－llocaatioon），二二种切换换过程促促发的机机制和建建立过程程是独立立的。由由于软切切换的引引入，使使无线接接口的掉掉话率有有明显改改善。除除了软切切换，CCDMAA还定义义了各种种硬切换换，如从从UMTTS系统统切换到到GSMM系统、、在网络络初期，系系统不提提供Iuur

30、接口口时，UUMTSS之间的的切换、、今后使使用多载载波之间间的切换换等。 f、需要要的带宽宽（Baandwwidtth oon ddemaand）。从空中接口角度来说，经过扩频之后的速率是可以调整的。如在UMTS规范中，WCDMA在最初提交空中接口的标准时，速率是4.096Mcps，而不是3.84Mcps。结合余弦滚降系数α＝0.22的射频转换之后，4.096x(1+α)=4.99MHz，将占用空中接口上的5MHz带宽。但是为了实现多系统在空中接口的兼容，鉴于MC当时提出的载波是三载波，也就是3个1.25MHz构成的带宽，欧洲WCDMA的带宽提出了让步，将4.096MHz带宽减为3.84M

31、Hz带宽。而它的余弦滚降系数并未发生变化，仍为0.22，因此，3.84 x(1+α)=4.7MHz，与CDMA2000－MC三载波的带宽几乎一样。由此可见，扩频之后的带宽可以由系统自己决定。除此之外，这一特点还可以体现在分组技术的特点上，将来过渡到R4活R5时，在核心网的业务上，它所有的业务资源都是共享的，也就存在着Qos的引入。用户和网络之间，可以通过协商Qos获得它所需要的带宽。在网络闲的情况下，可以获得较高的带宽，而在网络忙时，只能维持保证速率。 2、3代代移动通通信简介介 根据报告告显示，全全球移动动用户数数到20004年将将会超过过固定电电话的用户数数，20005年年，预测测

32、无线数数据业务务在整个移动动通信业业务中将占据据70％％的份额额。3代代移动通通信就是是为了满满足数据据业务在在无线通通信接口口上的实实现而诞诞生的。。 IMT－－20000是IITU（IInteernaatioonall Teeleccommmuniicattionn Unnionn）对33代移动动通信标标准的总总称，其其中，欧欧洲选择择的标准准称为UUMTSS，北美美选择的的标准称称为CDDMA220000。二者者最主要要的区别别在于它它们无线线接口上上标准的的不同，核核心网技技术没有有太大的的变化。。IMTT－20000的的基本要要求称为为3A，即即Anyytimme、AAnywwhe

33、rre、AAnytthinng。保保证通信信的3AA也就是是要求通通信系统统能够实实现全球球化、多多媒体化化、综合化化、智能能化和个个人化。。所谓全全球化，是是指系统统能够真真正实现现全球兼兼容，业业务实现现全球漫漫游。多多媒体化化是指在在宽带上上能够传传送多媒媒体业务务，各种种多媒体体业务能能够在统统一的无无线接口口上传送送，并满满足不同同业务类类型的不不同Qoos的要要求，如如话音业业务、视视频业务务、普通通数据流流业务、、E－mmaill业务、、Wapp Brrowsser业业务等等等对Qoos的要要求都是是不同的的。如何何在统一一的无线线接口上上满足不不同Qoos的要要求，就就是3GG

34、的一个个关键。。综合化化是针对对UTRRAN网网络来说说的，UUMTSS规范规规定了统统一的上上层应用用协议，对对于底层层的接入入来说却却可以随随着接入入的不同同类型而而替换，如如陆地无无线接入入网络、、卫星接接入网络络、无绳绳电话接接入网络络、W－－LANN等等都都可以作作为它不不同类型型的接入入，所以以它的接接入类型型是可变变的，但但它的上上层应用用是不变变的。智智能化是是指在智智能网平平台上提提供各种种智能业业务，如如最典型型的代表表VHEE（Viirtuual Homme EEnviironnmennt）。。个人化化方面，从从目前的的发展状状况来看看是不可可能实现现了，它它的基本本含

35、义是是指用户户只要有有一个个个人的号号码，就就可以实实现在不不同网络络中的通通信，对对不同网网络来说说，个人人号码是是唯一的的。 从营运商商和用户户的角度度来看，3G能够提供用户高速的多媒体、虚拟居家环境等业务。营运商希望能提供标准开放的接口、减少投资、提供统一平台增强网络和用户的管理工具和业务质量的区分。因此，UMTS＝数据＋话音＋附加业务＋Qos＋低花费＋高容量＋…….。 目前对整整个网络络来说，比比较复杂杂的也就就是Qoos的实实现，规规范把数数据业务务按Qoos分四四大类，分分别是会会话类业业务，包包括话音音、可视视电话、、视频游游戏等；；交互式式业务；；数据流流业务和和后台业业务

36、。四四类业务务的区别别，就在在于Qoos参数数的要求求是不同同的，QQos参参数最典典型的如如BLEER（块块差错率率和块丢丢失率）、、Dellay（传传输时延延、可变变时延及及可变时时延的累累计）等等。从用用户的角角度实现现Qoss，就是是将用户户分成三三大类，如如金、银银、铜卡卡类用户户。三种种用户在在系统中中可能获获得的资资源是不不一样的的，如金金卡用户户，可能能的保证证速率1128kkbpss，峰值值速率满满足3884kbbps或或更高。。不同用用户的业业务要求求根据不不同的种种类系统统提供不不同的资资源。另另外从小小区负荷荷来考虑虑，随小小区负荷荷的变化化，能够够满足的的各类用用户的

37、各各类业务务要求的的速率是是不一样样的。所所以从三三个方面面，根据据Qoss可以实实现资源源的动态态分配，由由RNCC根据移移动交换换中心或或其他部部分提出出的RNNB分配配请求消消息，来来分配各各种合适适的无线线接口的的信道资资源。所所以在UUMTSS中引入入了Qoos的概概念，以以及Qoos的实实现方案案。Qoos对UUMTSS非常重重要，它它保证了了各种业业务在无无线接口口上畅通通无阻的的基本要要求，但但由于还还没有完完善的规规范，所所以它的的实现各各厂家有有不同的的方案。。 对3G业业务需求求的问卷卷调查显显示，用用户希望望3G能能够提供供的前十十类业务务，具有有三项特特点：分分别是

38、个个性化、、快速和和LBSS（基于于位置的的服务）。。所谓个个性化，就就是在用用户的分分组网上上，如何何实现数数据的安安全性传传递，这这种安全全性传递递不仅包包括空中中接口，还还包括网网络内部部的各个个接口的的安全性性。快速速是3GG网络最最主要的的特点，提提供高速速的数据据速率的的传递是是3G网网络的基基本要求求。LBBS是指指用户在在不同的的位置获获得相应应的服务务，它是是基于智智能网平平台来实现的的。 3、3GG标准的的制定 3G标准准是由二二个组织织来制定定的，分分别是33GPPP和3GGPP22。3GGPP的的含义是是指第三三代合作作伙伴计计划。33GPPP2是针针对CDDM

39、A220000来制定定相应规规范，而而3GPPP是针针对UMMTS来来制定规规范的。。3GPPP规范范涉及二二部分内内容，空空中接口口上选择择的是WWCDMMA标准准，核心心网选择择的是MMAP标标准。33GPPP2选择择的则分分别是CCDMAA20000和IIS－441标准准。这二二个组织织，中国国都已加加入并参参与标准准的制定定。3GGPP的的技术规规范可以以从网上上下载，与与GSMM规范相相对应，UUMTSS规范的的编号＝＝GSMM规范编编号＋220。如如GSMM中关于于层三消消息的规规范编号号是GSSM4..08，对对应的UUMTSS无线接接口规范范是3GGPP224.0008。。目前

40、33GPPP常用的的规范，无无线部分分主要是是24、、25、、26三三个系列列，包括括了所有有关于无无线方面面的接口口及通信信流程。。33、、34、、35系系列主要要是作为为测试用用规范。。 目前，IITU选选择的空空中接口口标准，从从最初递递交共115个提提议，其其中，陆陆地无线线接口99个，卫卫星网络络6个。。通过对对9个提提议的归归总，IITU最最终制定定了5项项空中接接口的标标准：（通通称为IIMT－－20000） a、CDDMA－－DS 多址方式式采用宽宽带码分分多址（WW－CDMMA），在在5MHHz带宽宽上采用用码分多多址技术术；扩频频通常采用用直接扩扩频（DDS）（另另外

41、还有有时间扩扩频和调调频扩频频，均未未采用），将原来的高能量窄带信号展宽成低能量宽带信号，由于是直接扩频，所以是和扩频序列直接作相乘运算就可以了；双工方式采用FDD方式，在空中接口上占用一对5MHz带宽来构成上下行链路。典型应用于UTRAN—FDD/UMTS网络。通常称之为WCDMA标准。 b、CDDMA－－MC 多址方式式仍采用用宽带码码分多址址（W－－CDMMA），由由3个连连续的11.255MHzz带宽频频率（多多载波），构构成5MMHz带带宽的码码分多址址技术；；双工方方式仍采用FFDD方方式。应应用于CCDMAA—20000－MMC网络络。 c、CDDMA－－TDDD 多址方

42、式式采用宽宽带码分分多址（WW－CDDMA）；；扩频采采用直接接扩频（DDS）；；唯一区区别是双双工方式式采用TTDD方方式，即即采用单单一频率率，在时时间上区区分空中中接口的的上下行行链路。。在时间间轴上，划划分出不不同的时时隙，上上下行链链路在时时间轴上上交换轮轮替。典典型应用用于UTTRANN—TDD//UMTTS和中中国的TTD－SSCDMMA网络络。TDDD方式式的特点点是可以以提高频频谱的效效率，可可以采用用频谱上上任何一一个非对对称频谱谱来实现现。但复复杂点在在于上下下行链路路的分配配上，网网络如何何来均衡衡上行和和下行链链路的分分配？也也就是控控制系统统中用户户上下行行链路数数

43、量的配配置。作作为动态态的管理理，是由由RNCC来管理理的。在在网络初初期，一一般认为为系统的的下行链链路数要要大于用用户的上上行链路路数，按按7:33的方案案来配置置。所以以，由于于上下行行链路时时隙的分分配，给给系统带带来的另另一个问问题就是是系统的的同步，要要求系统统的同步步性要高高。克服服传输上上的时延延，保持持时隙上上的同步步，避免免不同时时隙之间间的干扰扰。 d、TDDMA－－SC 由美国TTIA组组织提出出，是在在窄带的的IS－－1366标准上上演进过过来的，称称为UWWC－1136标标准。 e、TDDMA－－MC 该标准可可能会由由欧洲的的DECCT制式来来使用。。

44、最初作为为ITUU在制定定标准时时，希望望不同的的空中接接口标准准，对于于用户端端来说可可以实现现兼容。。这就要要求作为为核心网网的MAAP和IIS－441标准准的兼容容，目前前的发展展似乎已已没有必必要。 （课间提提问：通通常概念念上的CCDMAA20000是指指上述55个标准准中的哪哪个？） 4、UMMTS Liccensses 由世界无无线协会会分配的的3G频频段，是是全世界界通用的的。世界界无线协协会（WARRC－992）为3GG分配了了上下行行链路上上共2330MHHz带宽宽，包括括了所有有陆地接接入方式式、卫星星接入、、TDDD接入方方式、DDECTT等所需需的带宽宽。

45、2330 MMHz带带宽的定定义范围围（欧洲洲为例）： a、对称称性频谱谱UMTTS（FDDD接入） 上行19920MMHz～～19880 MMHz；； 下行21110MMHz～～21770 MMHz；； 2个600MHzz共1220MHHz带宽宽，用于于陆地无无线接入入网络的的频谱划划分。 b、对称称性频谱谱（MSSS卫星星接入频频谱） 上行19980MMHz～～20110 MMHz；； 下行21170MMHz～～22000 MMHz；； 2个300MHzz共600MHzz带宽，用用于移动动卫星接接入网络络的频谱谱划分。。 c、非对对称性频频谱（TTDD接接入） 1885

46、5MHzz～19920 MHzz和20010MMHz～～20225 MMHz共共 500 MHHz带宽宽，用于于TDDD方式。。 120++60++50==2300 MHHz带宽宽。 所谓Liicennsess，也就就是对频频谱的中中心频率率的占有有权。每每个营运运商申请请的带宽宽都会分分配2个个FDDD和1个个TDDD的频段段。如给给英国TIIW公司司的 LLiceensees分配配了2个个15MM的FDDD和11个5MM的TDDD。 二、UMMTS的的基本结结构（功功能结构构） 目标：在在回顾GGSM、、GPRRS基本本结构和和协议模模型的基基础之上上，了解解UMTTS的基基

47、本结构构及演进进过程。。 1、功能能结构的的描述及及回顾 从总体上上来看，移移动系统统的结构构由三部部分组成成。 第一部分分指的是是用户端端，面向向用户的的设备，在在UMTTS中称称为UEE（Usser Equuipmmentt）。UUE完成成三部分分的功能能： MT－移移动终端端设备，也也就是GGSM中中的移动动台的概概念，提提供无线线接口的的收发，完完成和基基站之间间的直接接对话。。作为移移动终端端来说，它它提供了了基带信信号的处处理途径径，以及及话音编编码等；； TAF－－终端适适配功能能，主要要是支持持上层应应用。所所谓上层层应用，如如PC上上产生的的FTPP文件、、网

48、页下下载或收收发E－－maiil等。。从终端端设备产产生的上上层应用用，直至至到达空空中接口口进行发发射，需需要软件件适配，这这个软件件适配功功能即为为TAFF。它是是传送数数据业务务所必备备的功能能，从用用户角度度，TAAF功能能根据不不同的工工作方式式完成对对数据包包的透明明或非透透明的处处理。在在网络端端，为了了承载数数据业务务的传递递也需要要同样的的功能，在在GSMM中称为为IWFF功能。。由IWWF功能能模块，完完成到外外部公共共数据网网络的速速率适配配和控制制。在WWCDMMA中通通过PSS域的相相关功能能，完成成数据业业务的传传递。无无论是22代网络络还是33代网络络，移动动网络

49、对对数据业业务始终终都只是是完成一一个承载载的功能能，只是是提供一一个通路路； TE－终终端设备备，直接接与用户户的界面面。 UE由上上述三部部分构成成，在实实现时可可以是分分开的，也也可以是是合成在在一个物物理实体体上。如如常见的的3G移移动终端端，可能能是将三三部分功功能合成成在一起起的。 第二部分分称为接接入网部部分，它它的基本本功能就就是提供供接入通通路的，提提供移动动台与无无线接口口的通话话，将信信息接入入后最终终送往第第三部分分――核心心网部分分。核心网网就是业业务提供供者，作作为核心心网，其其基本功功能就是是提供服服务，不不管是用用户的描描述信息息、用户户业务的的定义还还是

50、相应应的一些些其他过过程，各各种类型型业务的的提供以以及定义义，都是是由核心心网来承承担的。。作为无无线的接接入子系系统来说说，它的的功能只只是负责责完成空空中接口口的管理理。所以以对于接接入网，基基本职能能是体现现在空中中接口的的接入上上。而对对于核心心网来说说，它才才是真正正主要通通信过程程所涉及及的信令令，它包包括鉴权权、呼叫叫建立、、呼叫释释放、移移动性管管理等等等。在UUMTSS的网络络结构中中，核心心网部分分被分成成二个域域，分别别称为电电路域和和分组域域。所谓谓电路域域是完成成初期对对话音的的电路交交换，而而分组域域完成初初期对分分组数据据的分组组交换。。至于电电路域和和分组域域

51、在将来来的演进进过程中中会发生生怎样的的变化？？最终在在核心网网部分会会实现二二者的一一体化过过程。 与UMTTS比较较，回顾顾GSMM和GPPRS网网络的基基本构成成在三部部分结构构中相对对应的定定义。在在GSMM中，移移动终端端－MSS、空中中接口是是Um接接口，BBSS系系统由基基站（负负责无线线接口的的收发）、、BSCC（无线线子系统统的控制制核心）和和TRAAU（完完成速率率适配和和码型转转换）三三部分组组成。NNSS系系统则由由MSCC、VLLR、HHLR等等组成。。在电路路交换中中完成数数据的传传送，利利用到了了IWFF功能。。从GSSM网络络向GPPRS网网络的演演进过程程，

52、首先先作为GGPRSS网络对对数据业业务提供供的是分分组交换换，所以以核心网网部分要要提供全全新的分分组交换换机，即即SGSSN，对对等于GGSM中中的MSSC功能能。MSSC完成成的是电电路交换换、SGGSN完完成分组组交换。。其次，SSGSNN功能里里含有移移动性管管理功能能，不再再区分VVLR和和HLRR。对分分组域来来说，它它的移动动性管理理直接包包含在SSGSNN设备节节点中。。SGSSN和MMSC要要同时共共享访问问同一个个HLRR，在GGPRSS初期网网络，必必须提供供SGSSN至HHLR的的通路，之所以要共享同一个HLR，是因为GPRS只是提供了一种服务，并不是以独立的系统方式

53、存在，是GSM用户申请的一种能够提供高速数据的附加业务，所以从HLR的属性来说除了增加业务描述关于分组数据业务的重新定义（新的功能）外，用户的其他特性都不会发生任何变化，所以完全没有必要建立新的HLR，由电路交换域和分组交换域共用一个HLR。这也将构成UMTS的（寄存器平台）服务器平台的概念，HLR是必不可少的。在核心网部分GPRS还要添加GGSN网关设备，GGSN提供GPRS到外部公共数据网的端口，它所面对的不是用户的管理而是功能的管理，建立的是到外部网络的每一对会话的功能，它的功能对等于电路域中GMSC的功能。GGSN连接的外部网络可以是各种类型的分组数据网，如Internet、Intra

54、net、X.25等等，它的接入能力取决于GGSN设备的端口管理能力。在GPRS的接入网部分，无线接口部分的原理不会发生任何变化，无非是增加了无线分组业务信道。该信道仍然是由BSC来管理，在2代的BSC中，管理的是空中接口的话音时隙并非分组信道资源，所以在BSC中要添加新的控制单元PCU，该控制单元的主要功能就是要完成空中接口上分组业务信道的分配和管理。对PCU来说，在硬件上既可以和BSC放在一起，也可以是分开的，在规范上规定了三种实现方案，取决于厂家的选择。从功能上来讲，PCU是必不可少的，完成空中接口分组资源的分配和管理。由于分组数据本身就是异步数据流，所以对于分组呼叫（Data Call）

55、，完全不需要TRAU这样的功能部件存在，所以在GPRS的接入网部分不存在TRAU。关于GPRS网络接口，PCU与BSC之间的Agprs接口是非公开化的，属于内部接口，各个厂家的实现方案是不同的；接入网与核心网之间的Gb接口是开放的，现阶段该接口的底层承载采用的是帧中继，规范中没有明确要求用帧中继，所以将来可能会选择ATM或其他承载方案；核心网内部接口，SGSN与GGSN之间是Gn接口，底层承载采用IP的骨干网，所以SGSN与HLR之间的Gr接口需要有信令网关，完成从MAP消息Over IP的承载向MAP消息over No.7信令上的转换，访问HLR的功能，上层应用不会发生变化，只是底部承载发生

56、变化；由GGSN到外部数据网的接口称为Gi接口。 UMTSS与GSSM/GGPRSS对比，可可以从以以下几个个方面说说明： GSMM/GPPRS UMTSS 设备太多多（无线线接入网网部分）；； 数据速率率不足以以提供新新的服务务类型；； 不提供QQos;; 部分接口口不标准准 设备数量量减少；； 提供高速速的数据据速率（22Mbpps）； 提供基于于Qoss的服务务； 提供更加加灵活的的业务和和开放的的标准接接口 2、UMMTS网网络结构构 UMTSS结构中中接入网网络无非非只是提提供空中中接口的的接入手手段，网网络可以以根据不不同需求求选择不不同类型型的接入

57、入网络。。如典型型的UTTRANN－陆地地无线接接入网络络就是接接入网络络类型之之一，它它可以提提供宏蜂蜂窝、微微蜂窝、、微微蜂蜂窝等陆陆地资源源上的覆覆盖。除除此之外外，还可可以提供供由卫星接接入，通通过卫星星通道提提供全球球的覆盖盖；将来来可能会会通过W－－LANN接入等等等宽带无无线接入入网络，或或者其他他无线接接入技术术如无绳绳电话的的应用，都都可以作作为不同同类型的的接入网网络，适适用于不不同类型型的终端端。因此，UUMTSS网络对对接入网网络的定定义可以以是多种种类型的的。 UTRRAN作作为陆地地无线接接入网络络，它的的结构分分二部分分，即接接入网部部分和核核心网部部分。在在

58、接入网网部分有有二个主主要功能能节点，NNodee B和和RNCC。Noode B主要要提供空空中接口口与移动动台间对对话以及及与RNNC间（IIub）的的对话；；RNCC称为无无线网络络控制器器，完成成空中接接口无线线资源的的管理和和分配以以及陆地地资源的的管理和和分配（完完成Iuu、Iuub、IIur的的管理和和分配）。。从功能能结构上上来说，UUTRAAN接入入网部分分只有二二个功能能节点，相相当于二二代中的的基站和和BSCC，但功功能上与与二代是是有区别别的。 （UMM10 3-113） Nodde BB的主要要功能包包括： A、呼叫叫处理（CCalll Prrocees

59、siing）：：基站完完成基带带信号的的处理，不不管是话话音呼叫叫还是数数据呼叫叫，对UUMTSS基站来来说所完完成的都都是基带带信号处处理过程程。简单单说，从从协议层层角度，NNodee B只只涉及物物理层的的功能，包包括物理理层的传输子子层和物物理子层层功能，不不涉及高高层功能能。所以以UMTTS基站站功能相相对较简简单。 B、无线线接入（RRadiio AAcceess）：：指的是是移动台台在空中中接口公共共信道上上的无线线接入的的监测，以实现现开环功功率控制制的功能能－随机机接入过过程的开开环功控控。移动动台发出出preeambble前前导部分分来试探探功率，基基站对ppreaamb

60、lle作出出应答，只只是给出出指示，属属于物理理层的功功能。 C、性能能监测（PPerfformmancce MMoniitorringg）：在在二代系系统中，基基站涉及及到RRR层的部部分功能能，要完完成对空空中接口口测量报报告的预预处理，以及由基站完成相邻小区的筛选和判决，并将结果上报给BSC。在三代系统，Node B将不再完成上述这些功能，所谓性能监测指的是，基站完成对上行链路空中接口上Ec/Io的测量，同时将测量结果上报给RNC。由RNC根据测量结果，来设置功率控制的目标值，由基站执行物理层的功率控制。所以无论是功率控制还是切换的决定，控制端都放在了RNC，基站只是执行端。对Node

61、 B来说执行的是闭环功率控制的内环功控，外环功控则由RNC来完成。 D、网络络接口（NNetwworkk Innterrfacce）：：Nodde BB提供面面向移动动台的空空中接口口－Uuu接口和和面向RRNC的的Iubb接口。。当Noode B和RRNC之之间对话话时，要要有上层层协议的的支持，在在Iubb上的上上层信令令协议是是NBAAP协议议，这个个协议仅仅指Noode B和RRNC之之间的协协议，不不是移动动台和RRNC间间的协议议。Nodde BB为将空空中接口口上收到到的信令令和业务务信息发发送至RRNC，需需要在IIub接接口上支支持作为为UMTTS来说说所必须须的一种种

62、特殊的的协议－－FP（帧帧协议）。。在Iuub这个个在ATTM承载载之上的的异步接接口上，NNodee B和和RNCC之间对对话，所所有的信信息都将将转换成成FP协协议发送送至RNNC，所所以在NNodee B和和RNCC之间需需要同步步。 E、随机机接入监监测（RRanddom Acccesss deetecctioon）：：与无线线接入的的概念一一样。NNodee B对对随机接接入的过过程进行行应答，实实现开环环功率控控制。 从协议层层来角度度来讲，物物理层的的协议是是终结于于Nodde BB的，也也就是说说空中接接口上只只有物理理层协议议，而上上层的RRLC、、MACC、RRRC等

63、都都是移动动台与RRNC之之间的对对话，NNodee B只只是执行行，所以以在后续续的协议议封装过过程会有有所不同同。这也也是三代代基站与与二代基基站在功能上上的差别别，所以以在产品品设计上上，基站站侧相对对来说比比较简单单，主要要由数字字化模块块和射频频模块二二部分组组成。射射频模块块提供功功放和射射频端口口，数字字化模块块完成基基带信号号的处理理过程，包包括Raake接接受机过过程、基基带信号号的正处处理和逆逆处理过过程等。。 （UM110 33-144） RNC的的主要功功能包括括： A、无线线资源管管理（Raddio Ressourrce Mannageemennt）：：由R

64、NNC来完完成空中中接口的的码字资资源的分分配和管管理，RRNC将将根据不不同服务务的请求求，来执执行Qoos的功功能，即即根据不不同的业业务服务务质量，分分配合适适的空中中接口的的信道，包包括码字字（物理理信道）、传输信道等的分配。为不同的业务选择不同的基带信号处理方式，如话音和数据在空中接口上对块差错率的要求是不一样的，话音在选择传输信道时采用1/2卷积编码，而数据业务选择Turbe码1/3的效率。所以在UMTS中正是选择了不同的传输信道来实现空中接口的Qos。信道的复杂化就是指无论是从逻辑信道、传输信道还是物理信道上，都有了详细定义和区分。不像GSM中没有传输信道概念，因为所有业务信息的

65、基带处理方式都是一样的，没有Qos。RNC承担Qos的功能，又称为RB（无线承载）的分配，RB分配取决于服务类型，而服务由CN（Core Network）提供。所以说RNC在承担无线资源管理时，关于无线承载的匹配是来源于核心网的请求，即RAB（无线访问承载）的分配请求消息。RB或RAB都是逻辑概念，对应的都是Qos。当用户发出呼叫提出业务请求，由核心网在HLR上查询用户的profile，查看该用户请求的级别、标准，由CN向RNC提出RAB的分配请求，由RNC完成空中接口的映射。 B、用户户移动性性管理（UUserr Moobillityy Haandllingg）：由由RNCC负责的的移动性

66、性管理所所涉及的的内容比比较有限限，主要要包含二二个功能能，即软软切换功功能和宏宏分集功功能。软软切换的的判决、、邻小区区的筛选选都由RRNC来来决定（在在GSMM中是由由BTSS来决定定）。除除此之外外，在空空中接口口上软切切换要求求移动台台要同时时维持多多条无线线接口链链路，导导致RNNC必须须完成来来自多条条无线链链路上的的用户信信息的合合成过程程，再送送往核心心网，即即所谓的的宏分集集功能。。宏分集集只与软软切换相相关，在在后续中中提到的的更软切切换将不不会涉及及到宏分分集的概概念。 C、RNNS监视视（RNNS ssupeerviisioon）：：RNSS（无线线网络子子系统）包包括Noode B和RRNC二二部分，所所谓RNNS监视视，也就就是负责责完成RNNS重定定位过程程的决定定。所谓谓重定位位就是完完成服务务的RNCC（Seerviing RNCC）面向核核心网的的Iu接接口的切切换的监监视。简简言之，空空中接口口的软切切换完成成之后，移移动台将将会选择择到新的的目标RRNC（Drift RNC），该目标RNC在决定成为移动台的服务RNC时，必须建立目标RNC到