G综合实训技术报告(欢迎下载).doc

南京工业职业技术学院项目技术报告3G综合实训技术报告姓 名孙海浪班 级通信0931学 号0904043358课程名称3G综合实训院 系能源与电气工程学院专 业通信技术提交日期2011/11/26概 要本次的3G网络综合实训主要包含：通信设备工程的设计、通信机房的勘测、WCDMA系统、TD-SCDMA系统、数据通信原理。本实训报告主要3G网络系统进行讲解。通过实训加强学生理论联系实际的能力，提高学生的动手能力；培养学生团结协作和刻苦耐劳的精神。同学们的操作技能和自主动手能力得到了很大程度的提高。目 录概 要2目 录3前 言5一 、TD-SCDMA系统61 、TD简介62、TD-SCDMA的优势62.1、TD-SCDMA的技术优势72.2、TD-SCDMA的频率优势72.3、TD-SCDMA的组网优势82.4、TD-SCDMA的业务优势102.5、TD-SCDMA的成本优势113、TD-SCDMA系统网络结构及功能实体124、TD-SCDMA接入网的基本结构134.1、TD-SCDMA接入网功能134.2、基本结构134.3、功能实体145、TD-SCDMA核心网的基本结构155.1、TD-SCDMA核心网功能155.2、基本结构16二、CDMA2000 系统171 、CDMA2000简介172 、CDMA2000分类173 、CDMA2000与CDMA的关系193.1、CDMA产生的技术背景193.2、CDMA系统缺点203.3、CDMA扩频原理203.3、CDMA系统的信道类型21三、WCDMA系统241、WCDMA系统概述242、UMTS系统网络构成243、UTRAN的基本结构274、UTRAN完成的功能285、核心网络基本结构29四、监控系统设计301、监控系统概况301.1、前端采集系统301.2、视频传输系统301.3、终端显示系统301.4、远程拓展系统312、监控系统的组成312.1、摄像机部分312.2、传输部分322.3、控制与记录部分322.4、显示部分333、数字监控系统333.1、数字监控系统结构333.2、数字监控系统特点353.3、数字化监控系统的功能353.4、监控系统设备介绍363.5、前端监控设备介绍383.6、终端监控设备介绍39致 谢40参考文献41前 言通过这五个星期的实训，我们主要进行了通信设备工程的设计、通信机房的勘测、WCDMA系统、TD-SCDMA系统、数据通信原理，充分认识了3G系统。通过同学们的积极思考和踊跃动手，我们最终顺顺利的完成了各个实训项目。实训中同学们充分发挥了团队精神，做到了合理分工，相互协作，每个同学都得到了充分的锻炼。一 、TD-SCDMA系统1 、TD简介TD-SCDMATime Division-Synchronous Code Division Multiple Access(时分同步的码分多址技术)。TD-SCDMA作为中国提出的第三代移动通信标准(简称3G)，自1998年正式向ITU(国际电联)提交以来，已经历经十来年的时间，完成了标准的专家组评估、ITU认可并发布、与3GPP(第三代伙伴项目)体系的融合、新技术特性的引入等一系列的国际标准化工作，从而使TDSCDMA标准成为第一个由中国提出的，以我国知识产权为主的、被国际上广泛接受和认可的无线通信国际标准。2、TD-SCDMA的优势中国提出的TD-SCDMA是建立在我国自主知识产权基础上的国际技术标准，具有技术领先、频谱效率高并能实现全球漫游、适于网络规划和优化、适合各种对称和非对称业务、建网和终端的性价比高等五大突出优势。2.1、TD-SCDMA的技术优势TD-SCDMA是TDD和CDMA、TDMA技术的完美结合，具有下列技术优势：第一，采用时分双工(TDD)技术，只需一个1.6MHz带宽，而FDD为代表的cdma2000需要1.252 MHz带宽，WCDMA需要52MHz才能通信；其话音频谱利用率比WCDMA高达2.5倍，数据频谱利用率甚至高达3.1倍1 ；无须成对频段，适合多运营商环境。第二，采用智能天线、联合检测和上行同步等大量先进技术，可以降低发射功率，减少多址干扰，提高系统容量；采用“接力切换”技术，可克服软切换大量占用资源的缺点；采用TDD不要双工器，可简化射频电路，系统设备和手机成本较低。第三，采用TDMA更适合传输下行数据速率高于上行的非对称因特网业务。而WCDMA并不适合，不得不在R5版本中增加高速下行链路分组接入(HSDPA)。第四，采用软件无线电先进技术，更容易实现多制式基站和多模终端，系统更易于升级换代，更适合在GSM的大城市热点地区首先建设，借以满足局部用户群对384kbps多媒体业务的需求，通过GSM/TD双模终端以适应二网并存的过渡期用户漫游切换的要求。第五，采用TDD与TDMA更易支持PTT业务和实现新一代数字集群。2.2、TD-SCDMA的频率优势 首先，频率资源充裕 我国3G的工作频段与国际电联的规定的对比详见表1与表2表1 频分双工(FDD)方式(MHz) 上行 / 下行频带 双工带宽 上行 / 下行频带 双工带宽 总双工带宽 ITU 1920 2010/2110 2200 90 90 中国 1920 1980/2110 2170 60 1755 1785/1850 1880 30 90 表2 时分双工(TDD)方式(MHz) 第一段 第二段 第三段 总带宽 ITU 1885 1920 2010 2025 50 中国 1880 1920 2010 2025 2300 2400 155 中国3G频率规划与国际明显不同的是对适合时分双工的50 MHz频带增加了两倍多，达105 MHz。表明中国政府采取了积极的举措，使中国的3G标准得到了强有力的政策支持，为推进国内的产业化奠定了资源基础。 通常，一个完整的组网方案往往采用宏蜂窝完成大面积覆盖，微蜂窝覆盖热点小区或进行盲区覆盖，微微蜂窝提供室内分布，另外，各运营商之间需要有1个频点的频率保护间隔，换言之，具备4个频点才能实现网络覆盖的基本功能。对数据业务带宽的需求是话音带宽的2倍，需要20MHz带宽。 对TD-SCDMA，单载波带宽为1.6MHz，核心频段55MHz，有33个核心频点，补充频段100MHz，有62个补充频点，所以说TD-SCDMA有着丰富的频率资源。话音业务需要6个频点(10MHz带宽)，数据需要12个频点(20MHz带宽)，盲区覆盖需要1个频点，室内覆盖需要1个频点，保护间隔需要1个频点，这样共需要21个频点，考虑到话音业务带宽的富裕性，30MHz带宽(18个频点)能够满足一个独立TD-SCDMA网络的需要。 其次，频谱效率高 对于话音业务，10MHz带宽按0.02Erl，WCDMA可以支持64个(由于呼吸效应采用50%轻载)12.2k话音信道，覆盖3200用户。TD-SCDMA可以支持144个(没有呼吸效应可以满载)12.2k话音信道，覆盖7200用户。 TD-SCDMA由于综合采用FDMA、TDMA和CDMA的混合复用技术，同时结合智能天线和联合检测等抗干扰技术，能够有效地抵消干扰，使系统能够在满码道的条件下工作，因此，频谱效率高，能够满足未来扩展需求。 第三，适于全球漫游TD-SCDMA独享TDD频段，拥有全球一致的频率划分，全球核发实际有效许可证124张，TDD占有104张，为TD-SCMDA在全球的推广和漫游创造了得天独厚的有利条件。同为FDD模式的WCDMA及cdma2000在频谱的实际划分上难免出现分歧，都不可能直接实现全球漫游，只有通过多模终端才能解决问题。2.3、TD-SCDMA的组网优势首先，网络没有呼吸效应用户数的增加使覆盖半径收缩的现象称之为呼吸效应，每种业务用户数的变化都会导致所有业务的覆盖半径发生变化。其主要原因是CDMA是一个自干扰系统，当用户数显著增加时，用户产生的自干扰呈指数增加，因此呼吸效应是一般CDMA系统的一个天生缺陷。cdma2000和WCDMA的无线接入除了扩频带宽差别外，所用技术近似，WCDMA的每个载波占用52MHz带宽，最大可以支持128个12.2k话音信道，自干扰随用户数呈指数增加，主要靠功率控制技术来降低自干扰，并没有从根本上消除自干扰，所以呼吸效应现象明显，实际只可支持64个话音信道。TD-SCDMA的每个载波仅占1.6MHz带宽，每个载波又进一步划分出多个时隙，类似GSM网络，它通过低带宽FDMA和TDMA时隙的划分消除了系统的绝大部分干扰，使产生呼吸效应的因素显著降低；由于在每个时隙中采用CDMA技术来提高容量，产生呼吸效应的唯一原因是单时隙中多个用户之间的自干扰，由于其单时隙最多只能支持8个12.2k的话音信道，单时隙用户数量少使自干扰较少；同时，这部分自干扰通过联合检测和智能天线技术被进一步抑制，因此TD-SCDMA不再是一个干扰受限系统，而是一个码道受限系统，覆盖半径不随用户数的增加而变化，即没有呼吸效应。其次，网络规划能同时保证各种业务的连续覆盖从3G网络规划的角度看，根据链路预算研究表明，WCDMA各种业务的扩频因子不同，各种业务的覆盖半径差距较大，无法解决高速业务连续覆盖和低速业务干扰严重的弊病。覆盖采用不同半径的同心圆来进行，即“同心覆盖”，这给网络规划带来了麻烦，如果保证语音业务的连续覆盖，就不能保证高速数据业务，如果保证高速数据业务的连续覆盖，语音业务的覆盖就有很大重叠，相互之间会存在严重的干扰。使得其在网络规划时不得不采用“一次规划，分期建设”的策略，这需要在规划初期就对未来市场的容量和业务需求做出准确预测，实际上现在对未来3G市场的预测是很难准确的，当市场的需求与最初的预测不同时，只能进行优化，情况严重时需要限制业务的发展。WCDMA网络规划分期建设策略难于实施，后期网络拓扑结构前向兼容性差，需要搬迁前期网络基站，对网络质量的稳定性影响较大。TD-SCDMA频率资源丰富，没有呼吸效应，使得其各业务的覆盖半径近似相同，即“同径覆盖”，因此能同时保证各业务的连续覆盖，拓扑结构是最接近理想蜂窝结构的网络。使得其网络规划策略为“多次规划，分层建设”。多次规划是指：根据不同时期的市场需求进行相应的网络规划，保证了建网与市场需求同步，满足各业务随时间不断演进的需求，避免资源浪费。分层建设是指：通过增加频点来满足不同时期和不同情况下的容量和业务需求，对站址和覆盖不做变动，保持各次规划之间的相互独立。后期网络建设不影响前期网络，使网络健康发展。 第三，网络优化最佳。从3G网络优化的角度看，WCDMA和cdma2000只能采用“同频加站补盲”的“硬优化”策略进行补盲区和吸收话务量，这种方法在解决了局部问题的同时，又引入了邻区干扰加重、邻区配置复杂等一系列问题，甚至需要调整原规划中的网络拓扑结构(搬迁部分原有站点)，必然会造成大量的网络质量问题。TD-SCDMA网络采用“异频加站补盲”的“软优化”策略来解决覆盖盲点和容量超载，不会增加邻区干扰，原网络性能不受新加基站的影响。软优化策略也使得TD-SCDMA系统能够在不改变原有站点分布的情况下，解决因环境变化而带来的盲区覆盖，解决因业务变化而带来的容量超载。同时，丰富的无线资源也使得TD-SCDMA的组网可以采用全向或定向、单载频或多载频、同频或异频组网等不同组合方式，以适应不同的环境和业务需求。再者，TD-SCDMA还利用软件无线电技术使网络通过调整或升级该系统的软件算法来应对由于地物地貌或者信号传播特性变化等问题，确保了网络质量在所有阶段都是最优的。2.4、TD-SCDMA的业务优势TD-SCDMA 业务是基于在TDD双工模式下的TDMA传输方式。在每个无线信道时域里的一个定期重复的TDMA帧结构被分为8个时隙，通过改变上/下行链路间时隙的转换点，能够适应从低比特率语音业务到高比特率因特网业务以及对称和非对称的所有3G业务。该系统无须改变原基站和用户终端里射频硬件即可获得相应的系统性能。从8kbit/s到2Mbit/s的比特率，从对称业务到非对称业务的上/下行链路的TDD时隙比的变化，都是通过专门的DSP软件来实现的。 对于语音和多媒体实时业务的传输在TD-SCDMA 方案里，像语音和多媒体信号这种多个低比特率信号并行传输的情况，将采用CDMA传输方式。由于TD-SCDMA 的基础TDMA帧结构的特性，每一瞬间全部用户被分发到每方向的时隙上。在多信号TDMA/CDMA传输方式下，每个编码的CDMA信道在每5ms的帧结构上一个定期重复的时隙里工作。通过引入联合检测技术，一方面， CDMA检测条件不会因为链路的干扰和用户的高速运动而丢失。另一方面，可以获得一个最大的CDMA高负载因子，以支持每个时隙上最多的用户。对多个信号的CDMA传输，基本的TDMA帧的时隙最多可同时支持16个不同的CDMA信号。 对于高速因特网和包交换业务的传输对串行的高速信号的传输，如因特网和其它包交换信号，则采用不扩频的TDMA传输方式。因此，高速数据传输运行在高速TDMA中，包交换的高速串行用户信号和因特网业务是用1.28Msps的符号速率被传送的。此时，对于高载波信号干扰比的无线环境，用户数据速率是2Mbit/s(8PSK调制)。对于低载波信号干扰比环境，用户速率由于采用更可靠的QPSK调制降为768kbit/s；随着载波信号干扰比的进一步降低和干扰的增强而采用更多的冗余来维持信号质量，信号速率将逐渐降为384kbit/s、192kbit/s和96kbit/s。2.5、TD-SCDMA的成本优势TD-SCDMA的成本优势来源于技术优势。它通过CDMA来提升系统容量，通过低带宽载波和TDMA来抑制系统的主要干扰，通过智能天线和联合检测技术来抑制剩余的CDMA干扰；这样，在网络容量上TD-SCDMA具有较高的容量，在网络覆盖上TD-SCDMA支持边缘覆盖和各业务覆盖半径相同，在网络特性上TD-SCDMA没有呼吸效应；这使TD-SCDMA的网络容量和抗干扰得到很好均衡。同时，TD-SCDMA通过TDD方式来提高对不对称业务的支持效率，并在标准中充分考虑对混合业务的支持，使它对混合业务具有很高的灵活性和扩展性。首先，系统设备单信道成本便宜一半3G系统主要包括核心网、基站控制器和基站，3G系统的投资最主要在基站，基站成本成为衡量系统设备成本的标志；TD-SCDMA与3G的其它两种技术体制比较，核心网和基站控制器的成本没有明显的差别；不同技术标准的基站差别较大，成本差别也较大。其次，各期建网成本大大降低网络建设大致可分为覆盖驱动期、容量驱动期和成熟期3个阶段，TD-SCDMA在网络建设的不同阶段具有成本优势。建设初期即为覆盖驱动期，要求扩大和完善覆盖、对多业务进行低成本的连续覆盖是该期的主要任务；TD-SCDMA每种业务的覆盖半径相同，并且能够进行广域覆盖，同时后期的网络建设不需要对前期网络进行调整，能够节省30%以上的基站数量。网络建设除了系统设备，还包括站址、机房、传输、电源、天线、铁塔等，由于社区景观和环保问题，站址获取越来越难，共享站址和配套资源已成为3G建设的主要问题；TD-SCDMA由于对站址分布要求低，原有站址和配套资源的利用率较高，90%以上的站址可以利用原有站址；而WCDMA的站址重用率不超过60%。同时，TD-SCDMA在不同阶段的网络建设不需要调整原有网络，使网络建设的工程量得到显著降低。第三，终端成本优势明显TDD不用双工器和大功率线性功放，可简化射频电路，使得系统设备和手机成本较低。已有4家相继推出TD-SCDMA/GSM双模手机芯片，大大加速了 手机商用化步伐。无论欧美哪一个标准，国内企业都要交纳高额的专利使用费；即使按5%计算，几年累计即可高达500亿元，如果再加上入门费、芯片费，金额之大，更是惊人。而 TD-SCDMA拥有自己的知识产权，掌握核心技术，具有中国开发生产的芯片，使得专利费用和终端价格会显著降低。特别是基于自主知识产权开发的芯片、终端和系统，国家的安全更有保证。由以上论述可以看出：三种3G主流标准中TD-SCDMA性能价格比最佳，经严格的室内和外场测试都证实比WCDMA和cdma2000具有突出的优势。3、TD-SCDMA系统网络结构及功能实体TD-SCDMA系统的网络结构与标准化组织3GPP制定的UMTS网络结构是一样的。在设计UMTS网络时，主要应该遵循以下几条原则：l 无线接入网和核心网功能应尽量分离。对相关无线资源的管理、调度等功能主要由无线接入网来承担；与业务和应用相关的、贴近用户的功能则由核心网执行。l 在逻辑上将传输网和信令网分离l 从标准的角度出发，用户设备和UTRAN采用全新的协议，其设计基于WCDMA/TD-SCDMA无线技术；核心网采用GSM/GPRS第二代的定义，以后逐步向全IP网发展。UMTS（Universal Mobile Telecommunication System）通用移动通信系统与第二代移动通信系统在逻辑结构方面基本相同。如果从功能上看，可以分成一些不同功能的子网(subnetwork),主要包括核心网(Core Network，CN)和无线接入网(Radio Access Network，RAN)两部分。核心网主要处理UMTS系统内部所有的话音呼叫、数据连接和交换，以及与外部其它网络的连接和路由选择。无线接入网完成所有与无线有关的功能。这两个子网与用户终端设备(User Equipment，UE)一起构成了完整的UMTS系统，其结构如图3.1所示。图中UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network)执行RAN的功能，它与核心网CN之间的接口为Iu，与用户终端设备UE之间的接口为Uu。图3.1 UMTS系统结构图4、TD-SCDMA接入网的基本结构为了提供各种无线通信业务，必须使用一些特殊的功能。这些功能实体可以在不同的设备或设备组成的体系上实现。也就是说，数据是在这些功能实体之间交换的。4.1、TD-SCDMA接入网功能UTRAN的主要功能主要包括两个方面，如下描述。l 在移动性业务和管理方面，包括如下功能：n 传输用户数据n 系统消息调度n 数据的加/解密n 信令的完整性保护n 切换n SRNS重定位及终端定位等l 在整个接入网的无线资源管理方面，包括如下功能：n 网络同步n 广播/多播的消息调度及流控n 业务量报告4.2、基本结构UTRAN是第三代移动通信系统中的无线接入网部分，由一组RNS组成，通过Iu接口和核心网相连。每个RNS包括一个RNC和或多个NodeB，NodeB与RNC之间通过Iub接口进行通信。图4.1描述了接入网的基本结构。图4.1 接入网基本结构通常一个用户和UTRAN连接时，只涉及到一个RNS，此时这个RNS称为服务RNS（SRNS）；但是在无线接口技术采用WCDMA的情况下，由于软切换的出现，可能会发生一个UE和UTRAN的连接使用多个RNS资源的情况，这时就引入了漂移RNS（DRNS）的概念。下面简要介绍组成UTRAN的主要网络元素。RNC主要负责接入网无线资源的管理，包括接纳控制、功率控制、负载控制、切换和分组调度等。通过RRC协议执行的相应过程来完成这些功能。NodeB主要功能是进行空中接口的物理层处理，如信道交织和编码、速率匹配和扩频等。同时它也执行无线资源管理部分的内环功控。4.3、功能实体从图4.1可以看出，TD-SCDMA接入网基本结构中主要包括RNC和NodeB两个功能实体，下面针对这两个部分进行简单介绍。4.3.1、无线网络控制器（RNC）RNC主要是用于分配和控制UTRAN的无线资源。通过Iu接口与移动交换中心(MSC)或SGSN(服务型GPRS支持节点)相连接，执行UE和UTRAN之间的无线资源控制(RRC)协议。RNC在逻辑上对应于GSM网络中的基站控制器(BSC)。我们将控制Node B的RNC称为CRNC (节点B的控制RNC)。CRNC负责对其所控制的小区的无线资源进行管理。大唐公司自主研发了可以用于各种组网要求的TD-SCDMA RNC设备，其相关类型和配置内容可以参见大唐移动TD-SCDMA RNC产品说明书。4.3.2 NodeB节点B的主要任务是完成空中接口与物理层的相关处理功能，如信道编码、交织、速率匹配及扩频等。同时还执行一些如内环功率控制等无线资源管理功能。Node B在逻辑上对应于GSM基站。大唐公司自主研发了可以用于各种环境下组网的TD-SCDMA NodeB设备，包括宏基站、微基站、超基站等，具体内容可以参见大唐移动TD-SCDMA NodeB宏基站产品说明书及大唐移动TD-SCDMA NodeB微基站产品说明书。5、TD-SCDMA核心网的基本结构由于要满足用户在多种无线运营环境下进行通信的要求，所以核心网需要支持不同的无线接入技术，另外，第三代移动通信系统可提供多媒体业务，应支持用户从移动网络到固定网络的接入等。所以，第三代移动通信系统的核心网络必须同时具备电路交换和分组交换功能。本节通过介绍核心网的基本结构、主要功能实体以及主要接口，来向用户阐述TD-SCDMA系统所需要的核心网的特点。5.1、TD-SCDMA核心网功能在3GPP的系统架构中，网络分为接入网域和核心网域。Iu接口是核心网和UTRAN之间的接口。它是一个公共开放的接口，其结构不会限制核心网和无线接入网各自网络结构的变化和演进。原则上讲，接入网和核心网是相互独立的。对于核心网，它不关心接入网采用哪种具体的接入模式。TD-SCDMA系统的核心网同WCDMA系统的核心网是完全一样的。第三代移动通信系统核心网的主要功能有以下几个方面：l GPRS无线资源（GRR）管理GPRS无线资源管理的过程是建立、保持和释放无线资源连接，以允许网络和移动台间的点对点的对话，这包括小区选择/重选和切换过程。无线资源管理包括同公共传输资源管理相关的功能，如物理信道和控制信道上的数据链接。同时还包括在无RR连接建立时对单向BCCH和CCCH的接收，允许自动的小区选择/重选等。l GPRS移动性管理GMM主要由移动性管理子层来执行。其主要功能是支持用户终端的移动性，例如，将用户移动终端的当前位置通知给网络并提供用户标识的机密性；移动性管理子层的另一个功能是向上层连接管理子层的不同实体提供连接管理业务。移动性管理子层包括两个程序：非GPRS业务的移动性管理程序和GPRS业务的GMM程序。所有MM程序只有在一个MS和网络之间的RR连接建立后才能执行，否则MM子层必须发起一个RR连接建立。l 连接管理连接管理子层包括有呼叫控制、短消息业务、会话管理和补充业务等，对网络提供的业务进行控制和管理。5.2、基本结构TD-SCDMA系统核心网可以将用户接入到各种外部网络以及业务平台，如：电路交换语音网、分组交换语音网、数据网、Internet、Intranet、电子商务、短信中心等。图5.1是第三代移动通信网络参考网络结构（R4），从中可以看到TD-SCDMA系统核心网部分的功能单元。图5.1 第三代移动通信网核心网结构R4核心网逻辑上分为CS域和PS域，在R5中又引入了IMS域，包含了支持网络特性和电信业务的物理实体，提供用户位置信息的管理、网络特性和业务的控制、信令和用户产生的信息的传输机制，负责建立移动台和相关固定电话网络之间，以及移动台和移动台之间的通信。二、CDMA2000 系统1 、CDMA2000简介CDMA2000（Code Division Multiple Access 2000） 是一个3G移动通讯标准，国际电信联盟ITU的IMT-2000标准认可的无线电接口，也是2G cdmaOne标准的延伸。 根本的信令标准是IS-2000。 CDMA2000与另一个3G标准WCDMA不兼容。CDMA2000也称为CDMA Multi-Carrier，由美国高通北美公司为主导提出，摩托罗拉、Lucent和後来加入的韩国三星都有参与，韩国现在成为该标准的主导者。这套系统是从窄频CDMA One数字标准衍生出来的，可以从原有的CDMA One结构直接升级到3G，建设成本低廉。但目前使用CDMA的地区只有日、韩和北美，所以相对于WCDMA来说，CDMA2000的适用范围要小些，使用者和支持者也要少些。不过CDMA2000的研发技术却是目前3G各标准中进度最快的，许多3G手机已经率先面世。 CDMA2000 是一个3G移动通讯标准,国际电信联盟ITU的IMT-2000标准认可的无线电接口，也是2G CDMA标准(IS-95, 标志 CDMA1X)的延伸。 根本的信令标准是IS-2000。 CDMA2000与另两个主要的3G标准WCDMA以及TD-SCDMA不兼容。 CDMA2000是美国通讯行业协会 (TIA-USA) 的注册商标, 并不是一个象CDMA一样的通用术语。TIA也注册了他们的2G CDMA标准(AKA IS-95)对应CDMA1X。 目前我国电信采用此标准。 2 、CDMA2000分类CDMA2000有多个不同的版本。下面按照演化过程排列： CDMA2000 1xCDMA2000 1x 就是众所周知的3G 1X 或者1xRTT, 它是3G CDMA2000技术的核心。标志 1x习惯上指使用一对1.25MHz无线电信道的CDMA2000无线技术。 日本运行商KDDI的CDMA2000 1xEV-DO网络使用商标 CDMA 1X WIN，不过这只是用于市场促销的目的罢了。 CDMA2000 1xRTTCDMA2000 1xRTT (RTT无线电传输技术) 是CDMA2000一个基础层，理论上支持最高达144kbps数据传输速率.尽管获得3G技术的官方资格，但是通常被认为是2.5G或者 2.75G技术，因为它的速率只是其他3G技术几分之一。另外它拥有双倍的语音容量较之之前的CDMA网络。 CDMA2000 1xEVCDMA2000 1xEV (Evolution发展)是CDMA2000 1x附加了高数据速率 (HDR) 能力。1xEV一般分成2个阶段： CDMA2000 1xEV第一阶段， CDMA2000 1xEV-DO (Evolution-Data Only发展只是数据)在一个无线信道传送高速数据报文数据的情况下，理论上支持下行(向前链路)数据速率最高3.1Mbps，上行(反向链路) 速率最高到1.8 Mbps。 CDMA2000 1xEV第二阶段， CDMA2000 1xEV-DV (Evolution-Data and Voice发展数据和语音)，理论上 支持下行 (向前链路 数据速率最高3.1 Mbps and 上行(反相链路)速率最高1.8 Mbps。1xEV-DV还能支持1x语音用户， 1xRTT数据用户和高速1xEV-DV 数据用户使用同一无线信道并行操作。 1xEV-DO已经开始商业化运营。欧洲市场稍微早于美国市场。 2004年夏捷克移动运营商Eurotel开始运营sinceCDMA2000 1xEV-DO网络，他们提供的上行速率大约1Mbps。这项服务每月大约花费30欧元无流量限制。如果使用这项服务，你需要购买一个大约300欧元的 Gtran GPC-6420调制解调器。 当前部署情况 2004年1月, 北美Verizon Wireless宣布计划在全国范围部署1xEV-DO。 尽管有些运营商已经完成测试或者有线的试用,但是到2004年7月还没有一个商业化运营的1xEV-DV。 美国运营商 Sprint PCS已经宣布计划在他们已有的CDMA网络基础上部署1xEV-DV网络 。 由于可用的1xEV-DV设备延迟交货和来自美国其他正在部署3G网络的运营商的压力, Sprint 宣布，2004年6月计划广泛部署1xEV-DO.但是他们的长期1xEV-DV计划好像还不确定(though their current roadmap states a 2006 deployment of EV-DV). Qualcomm高通最近由于缺乏运营利润可能已经停止EV-DV的开发, 更可能是因为Sprint和Verizon都在使用EV-DO. CDMA2000 3xCDMA2000 3x利用一对3.75 MHz无线信道(i.e., 3 X 1.25 MHz)来实现高速数据速率。3X版本的CDMA2000有时被叫做多载波（Multi-Carrier或者MC），这一版本还没有部署正处在研究开发阶段。 3 、CDMA2000与CDMA的关系CDMA是码分多址(Code-Division Multiple Access)技术的缩写，是近年来在数字移动通信进程中出现的一种先进的无线扩频通信技术，它能够满足市场对移动通信容 量和品质的高要求，具有频谱利用率高、话音质量好、保密性强、掉话率低、电磁辐射小、容量大、覆覆盖广等特点，可以大量减少投资和降低运营成本。 CDMA最早由美国高通公司推出，与GSM相同，CDMA也有2代、2.5代和3代技术。中国联通推出的CDMA属于2.5代技术。CDMA被认为是第3代移动通信技术的首选，目前3G的标准有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。CDMA2000是在CDMA框架下的一个技术标准。 3.1、CDMA产生的技术背景CDMA，就是利用展频的通讯技术，因而可以减少手机之间的干扰，并且可以增加用户的容量，而且手机的功率还可以做的比较低，不但可以使使用时间更长，更重要的是可以降低电磁波辐射对人的伤害。 CDMA的带宽可以扩展较大，还可以传输影像，这是第三代手机为什么选用CDMA的原因。 CDMA技术的出现源自于人类对更高质量无线通信的需求。第二次世界大战期间因战争CDMA手机的需要而研究开发出CDMA技术，其思想初衷是防止敌方对己方通讯的干扰，在战争期间广泛应用于军事抗干扰通信，后来由美国高通公司更新成为商用蜂窝电信技术。1995年，第一个CDMA商用系统(被称为IS-95A)被美国高通公司运行之后，CDMA技术理论上的诸多优势在实践中得到了检验，从而在北美、南美和亚洲等地得到了迅速推广和应用。全球许多国家和地区，包括中国大陆、中国香港、韩国、日本、美国都已建有CDMA商用网络。在美国和日本，CDMA成为国内的主要移动通信技术。在美国，10个移动通信运营公司中有7家选用CDMA。到2006年4月，韩国有60%的人口成为CDMA用户。在澳大利亚主办的第27届奥运会中，CDMA技术更是发挥了重要作用。 中国联通于2002年1月8日正式开通了CDMA网络并投入商用，2008年10月1日后转由中国电信经营，手机号段为133、153、189及刚刚放号的180号段。 3.2、CDMA系统缺点来自非同步CDMA网中不同的用户的扩频序列不完全正交，从而引起多址干扰； 由于使用相同的载频，许多用户共用一个信道，强信号对弱信号有着明显的抑制作用，从而产生“远近”效应，影响用户通话。 CDMA系统中采用功率控制技术解决“远-近”效应3.3、CDMA扩频原理3.3.1、扩频通信定义所谓扩展频谱通信，可定义如下：扩频通信技术是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息所必需的最小带宽；频带的展宽是通过编码及调制的方法实现的，并与所传信息数据无关；在接收端则用相同的扩频码进行相关解调来解扩及恢复所传信息数据。此定义包括四方面的内容： 信号的频谱被展宽了。 信号频谱的展宽是通过扩频码序列调制的方式实现的。我们知道，在时间上有限的信号，其频谱是无限的。信号的频带宽度与其持续时间近似成反比，因此，如果用很窄的脉冲序列被所传的信息调制，则可产生很宽频带的信号。这种很窄的脉冲码序列，其码速率是很高的，称为扩频码序列。 采用的扩频码序列与所传信息数据是无关的，也就是说它与一般的正弦波信号一样，丝毫不影响信息传输的透明性，扩频码序列仅仅起扩展信号频谱的作用。 在接收端用相关解调来解扩。3.3.2、扩频通信的基本原理扩频通信的基本原理如图1-1所示：1-1在发端输入的信息(比特率)先经过信息调制形成数字信号（符号率symbol），然后由扩频发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱(码片率chip)。展宽以后的信号调制到射频发送出去。在收端接收到的宽带射频信号，变频至中频，然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去解扩。最后经信息解调，恢复成原始信息输出，由此可见，一般的扩频通信系统都要进行三次调制和相应的解调。一次调制为信息调制，二次调制为扩频调制，三次调制为射频调制，以及相应的信息解调，解扩，和射频解调。按照扩展频谱的方式不同，现有的扩频通信系统可分为：直接序列（DS）扩频，跳频（FH）,跳时（TH），线性调频（Chirp）,以及上述几种方式的组合。3.3、CDMA系统的信道类型3.4.1、IS-95系统的信道类型简介如图1-4所示，分为IS-95系统的前向信道（FORWARD CHANNELS）和反向信道（REVERSE CHANNELS）。前向信道（FORWARD CHANNELS）：导频（PILOT）信道同步（SYNC）信道寻呼（PAGING）信道业务（TRAFFIC）信道反向信道（REVERSECHANNELS）：接入（ACCESS）信道业务(TRAFFIC)信道图1-4 IS-95系统前反向物理信道3.4.2、cdma2000 1x系统的信道类型前向信道（FORWARD CHANNELS）:F-Pilot（Walsh Code0）：前向导频信道，功能等同于IS-95A中的前向导频信道，用于使移动台进行同步相干解调，基站在此信道发送导频信号供移动台识别基站并引导移动台入网；F-Sync (Walsh Code32)：前向同步信道，功能等同于IS-95A中的前向同步信道，用于为移动台提供系统时间和帧同步信息, 基站在此信道发送同步信息提供移动台建立与系统的定时和同步；PAGING (Walsh Code1Walsh Code7)：前向寻呼信道，功能与IS-95A中的前向寻呼信道相同，基站在此信道向移动台发送有关寻呼、指令以及业务信道指配信息；F-BCH：前向广播控制信道，只能工作在RC3以上，用于传递Overhead消息给移动台; F-QPCH：前向快速寻呼信道，只能工作在RC3以上，用来快速指示移动台在哪一个时隙上接收F-PCH或F-CCCH上的控制消息，由于移动台可以不用长时间监视F-PCH或F-CCCH时隙，可以较大幅度的节省移动台电能；F-CPCCH：前向公共功率控制信道。当移动台在R-CCCH上发送数据时，向移动台传递反向功率控制比特；F-CACH：前向公共指配信道，只能工作在RC3以上，与F-CPCH、R-EACH、R-CCCH配合使用，当基站解调出一个R-EACH Header后，通过F-CACH指示移动台在哪一个R-CCCH信道上发送接入消息，接收哪个F-CPCH子信道的功率控制比特；F-CCCH：前向公共控制信道，用于当移动台还没有建立业务信道时，基站和移动台之间传递一些控制消息和突发的短数据；F-FCH：前向基本信道，属于业务信道的一种，用于当移动台进入到业务信道状态后，承载信令、话音、低速的分组数据业务、电路数据业务或辅助业务；F-DCCH：前向专用控制信道，属于业务信道的一种，只能工作在RC3以上，当移动台处于业务信道状态时，用于传递一些消息或低速的分组数据业务、电路数据业务；F-SCH：前向补充信道，属于业务信道的一种，只能工作在RC3以上，用于当移动台进入到业务信道状态后，承载高速的分组数据业务（14.4 kbps及以上）。反向信道（REVERSE CHANNELS）:R-Pilot：反向导频信道，只能工作在RC3以上，用于辅助基站检测移动台所发射的数据；R-ACH：反向接入信道，功能与IS-95A中的反向接入信道相同；R-EACH：反向增强接入信道，只能工作在RC3以上，当移动台还未建立业务信道时，可以通过该信道发送控制消息到基站，提高了移动台的接入能力；R-CCCH：反向公共控制信道，用于当移动台还没有建立业务信道时，基站和移动台之间传递一些控制消息和突发的短数据；R-FCH：反向基本信道，属于业务信道的一种，用于当移动台进入到业务信道状态后，承载信令、话音、低速的分组数据业务、电路数据业务或辅助业务；R-DCCH：反向专用控制信道，属于业务信道的一种，只能工作在RC3以上，当移动台处于业务信道状态时，用于传递一些消息或低速的分组数据业务、电路数据业务；R-SCH：反向补充信道，属于业务信道的一种，只能工作在RC3以上，用于当移动台进入到业务信道状态后，承载高速的分组数据业务（14.4 kbps及以上）。在1xRTT最初启动时，许多IS-95移动台还存在。IS95移动台在现存的信道上仍可以获取配置信息。在1xRTT阶段使用的信道不包括F-BCH，F-CPCCH，F-CACH，F-CCCH和F-DCCH，这些信道将在以后逐步实现，这些是专为1xRTT移动台服务的。SupplementalCode ChannelsF-SCCH三、WCDMA系统1、WCDMA系统概述UMTS（Universal Mobile Telecommunications System、通用移动通信系统）是采用WCDMA空中接口技术的第三代移动通信系统，通常也把UMTS系统称为WCDMA通信系统。UMTS系统采用了与第二代移动通信系统类似的结构，包括无线接入网络（Radio Access Network，RAN）和核心网络（Core Network，CN）。其中无线接入网络用于处理所有与无线有关的功能，而CN处理UMTS系统内所有的话音呼叫和数据连接，并实现与外部网络的交换和路由功能。CN从逻辑上分为电路交换域（Circuit Switched Domain, CS）和分组交换域（Packet Switched Domain, PS）。UTRAN、CN与用户设备（User Equipment，UE）一起构成了整个UMTS 系统。其系统结构如图3-1所示。UMTS的系统结构从3GPP R99标准的角度来看，UE和UTRAN（UMTS的陆地无线接入网络）由全新的协议构成，其设计基于WCDMA无线技术。而CN则采用了GSM/GPRS的定义，这样可以实现网络的平滑过度，此外在第三代网络建设的初期可以实现全球漫游。2、UMTS系统网络构成UMTS网络单元构成如图3-2所示。 UMTS网络单元构成示意图从图3-2的UMTS系统网络构成示意图中可以看出，UMTS系统的网络单元包括如下部分：UE （User Equipment）UE是用户终端设备，它通过Uu接口与网络设备进行数据交互，为用户提供电路域和分组域内的各种业务功能，包括普通话音、数据通信、移动多媒体、Internet应用（如E-mail、WWW浏览、FTP等）。UE包括两部分：ME（The Mobile Equipment），提供应用和服务USIM（The UMTS Subscriber Module），提供用户身份识别UTRAN（UMTS Terrestrial Radio Access Network，UMTS）UTRAN，即陆地无线接入网，分为基站（Node B）和无线网络控制器（RNC）两部分。Node BNode B是WCDMA系统的基站（即无线收发信机），通过标准的Iub接口和RNC互连，主要完成Uu接口物理层协议的处理。它的主要功能是扩频、调制、信道编码及解扩、解调、信道解码，还包括基带信号和射频信号的相互转换等功能。RNC（Radio Network Controller）RNC是无线网络控制器，主要完成连接建立和断开、切换、宏分集合并、无线资源管理控制等功能。CN（Core Network）CN，即核心网络，负责与其他网络的连接和对UE的通信和管理。在WCMDA系统中，不同协议版本的核心网设备有所区别。从总体上来说，R99版本的核心网分为电路域和分组域两大块，R4版本的核心网也一样，只是把R99电路域中的MSC的功能改由两个独立的实体：MSC Server和MGW来实现。R5版本的核心网相对R4来说增加了一个IP多媒体域，其他的与R4基本一样。R99版本核心网的主要功能实体如下：(1) MSC/VLRMSC/VLR是WCDMA核心网CS域功能节点，它通过Iu-CS接口与UTRAN相连，通过PSTN/ISDN接口与外部网络（PSTN、ISDN等）相连，通过C/D接口与HLR/AUC相连，通过E接口与其它MSC/VLR、GMSC或SMC相连，通过CAP接口与SCP相连，通过Gs接口与SGSN相连。MSC/VLR的主要功能是提供CS域的呼叫控制、移动性管理、鉴权和加密等功能。(2) GMSCGMSC是WCDMA移动网CS域与外部网络之间的网关节点，是可选功能节点，它通过PSTN/IS