移动通信系统现代无线与移动通信系统第课件

现代无线与移动通信系统

第六章李少谦电子科技大学移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第第三代移动通信系统移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第第三代移动通信的标准IMT-DS------UTRAFDD(WCDMA)(欧洲、日本)

IMT-MC------cdma2000(北美)IMT-TC------TD-SCDMA(中国)IMT-SC-------UWC-136(北美)IMT-FT---------DECT(欧洲)移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第TIATTAT1P1ARIB/TTCGSM-basedUMTSMobileIPOHGIMT-2000Standards:

aGlobalPartnershipIS-41+CDMA2000+M-IPArchitectureIMT-2000ITU-TSSGITU-RWP8F移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第185019001950200020502100215022002250ITUEuropeUSAMSSPCSADBBCDCEFAFEMSSReserveBroadcastauxiliary2165MHz1990MHz1850190019502000205021002150220022501880MHz1980MHzUMTSGSM1800DECTMSS1885MHz2025MHz2010MHzIMT2000MSSUMTSJapanMSSIMT2000MSSIMT2000PHS18951918BC1885AA’2170MHzIMT20002110MHz2170MHzMSSMSSCDMATDDWLLFDDWLL19802025MHzGSM1800CDMAFDDWLL196019201945Chinacellular(1)cellular(2)cellular(2)1805MHz186518651870188518901895191019301945196519701975IMT-2000的频谱分配移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第IMT-2000的基本要求

──频谱利用率高──服务质量好──高速传输支持多媒体业务室内环境至少2Mbps步行环境至少384kbps车速环境至少144kbps卫星移动环境至少9.6kbps──传输速率按需分配──支持上、下行链路的不对称需求──易于从第二代系统过渡──支持全球无缝漫游移动通信的发展与展望电子科技大学李少谦移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第WCDMA与cdma2000cdma2000与WCDMA系统都是宽带CDMA系统cdma2000能与IS-95兼容,其标准分为1X,3X两阶段,cdma20001X将在2002年开始商用.WCDMA发展迅速,欧州和日本大力支特,日本己在2001年开始商用实验,中国己在近期完成了对WCDMA测试评估.WCDMA与cdma2000将可能在3G中占主导地位.移动通信的发展与展望电子科技大学李少谦移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第cdma2000的基本结构1.25MHzQ-CDMA信道01MHz2MHz3MHz4MHz5MHz移动通信新进展电子科技大学李少谦移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第cdma20001x与3xcdma20001x(SR1)仍采用IS-95的一个载波1.25MHz，码片速率1.2288Mcps，这样能非常方便地从IS-95升级到cdma20001x，并与IS-95后向兼容。cdma20003x(SR3)采用三个1.25MHz载波组合而成，码片速率为3.686Mcps，因此常叫多载波CDMA(MC-CDMA)。由于多载波CDMA技术实现上难度较大，人们现在主要考虑在cdma20001x上增强技术，直接实现3G的目标。移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第cdma2000模式：

1X(SR1)、3X(SR3)、多天线发送分集移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第cdma20001x在IS-95基础上的改进反向导频，实现反向相干解调，可增加信噪比3dB，反向容量提高一倍。前向信道采用了快速功控技术，速率800/秒，从而可以进行前向快速闭环功控，大大提高了前向信道的容量。前向信道还采用了传输分集发射技术，提高了信道的抗衰落能力，改善了前向信道的信号质量，分集发射与快速功控技术使前向容量提高了一倍。纠错编码采用Turbo码，可提高信噪比2dB。容量是卷积码的1.6倍，移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第cdma20001x在IS-95基础上的改进(续)快速寻呼信道，极大地减少了移动台的电源消耗，待机时间增加5倍。定义了新的接入方式，减少呼叫建立时间，并减少移动台在接入过程中对其他用户的干扰。辅助码分信道，灵活支持分组业务，可以对一个用户同时承载多个数据流和多种业务。信令和用户采用20ms帧长，控制信息采用了5ms帧长，数据传输率：144kbps经过上述技术改进cdma20001x系统容量为话音2倍、数据3倍于IS-95移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第cdma2000的无线配置cdma20001x与3x业务信道存在一系列工作模式，每种模式的数据传输率、调制方式、纠错方式等参数不一样，这种方式称为无线配置(RC)。Cdma20001x中存在两类RC，一类是与IS-95兼容的，另一类采用了新的信道调制编码，这样系统易于兼容和过渡。移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第前向业务信道无线配置(RC)移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第反向业务信道无线配置(RC)移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第前向信道类型前向导频信道(F-PICH)

与IS-95类拟发射分集导频信道(F-TDPICH)

为了分集接收，可以增加此信道，增强导频的接收效果，使用W16(128)。辅助导频信道(F-APICH)辅助发射分集导频信道(F-ATDPICH)

为使用更灵活的天线和波束赋型技术，还可增加多个上述信道移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第前向信道类型同步信道(F-SYNC)与IS-95类似寻呼信道(F-PCH)与IS-95类似广播信道(F-PCCH)用于发送基站系统的广播控制信息快速寻呼信道(F-QPCH)基站使用快速寻呼信道通知在空闲模式下工作在分时隙方式的移动台，是否应在下一个前向公用控制信道或寻呼信道时隙的开始时接收前向公用控制信道或寻呼信道。移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第前向信道类型公用功率控制信道(F-CPCCH)对多个反向接入信道或反向控制信道进行功率控制。公用指配信道(F-CACH)提供对反向链路指配的快速响应，以支持反向链路的随机接入包传输。前向公用控制信道(F-CCCH)在未建立呼叫连接时，发射给移动台的特定消息前向专用控制信道(F-DCCH)用于在呼叫过程中给某一特定移动台发送用户和信令消息，每个前向业务信道可包括一个专用控制信道。移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第前向信道类型前向基本信道(F-FCH)用于在通话过程中给某一特定移动台发送用户和信令消息，每个前向业务信道可包括一个前向基本信道前向辅助码分信道(F-SCCH)用于在通话过程中给某一特定移动台发送用户和信令消息，用于分组数据突发增大时建立，每个前向业务信道最多可包括7个前向辅助码分信道，仅用于RC1-2。前向辅助信道(F-SCH)用于在通话过程中给某一特定移动台发送用户和信令消息，用于分组数据突发增大时建立，每个前向业务信道最多可包括2个前向辅助信道，仅用于RC3-6。移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第前向CDMA信道移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第SR1下前向信道的类型数移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第反向信道类型反向导频信道(R-PICH)用于反向链路相干解调接入信道(R-ACH)与IS-95类拟增强接入信道(R-EACH)用于移动台初始接入基站或响应移动台指令消息，可以有基本接入模式、功率控制接入模式和备用接入模式三种接入模式。移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第反向信道类型反向公用控制信道(R-CCCH)此信道是在不用反向业务信道时，移动台在基站指定的时间段向基站发射用户控制信息和信令信息。反向专用控制信道(R-DCCH)用于某一移动台在呼叫过程中向基站发送该用户的特定用户和信令消息，反向业务信道可包括一个反向专用控制信道反向基本信道(R-FCH)用于移动台在通话过程中向基站发送用户的用户和信令消息，反向业务信道可包括一个反向基本信道移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第反向信道类型反向辅助码分信道(R-SCCH)用于移动台在通话过程中给基站发送用户和信令消息，仅用于反向分组数据突发增大时建立，反向业务信道最多可包括7个反向辅助码分信道，仅用于RC1-2。反向辅助信道(R-SCH)用于移动台在通话过程中给基站发送用户和信令消息，仅用于反向分组数据突发增大时建立，反向业务信道最多可包括7个反向辅助码分信道，仅用于RC3-6。移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第反向CDMA信道移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第SR1下反向信道的类型数移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第cdma2000中的Walsh函数在cdma2000中正向信道仍采用了Walsh函数来码分多址，与IS-95不同的是采用了不同长度的Walsh函数，长度从4到512，使不同信息比特率有相同码片速率。SR1下正向信道Walsh函数最大长度为256，SR2时最大长度为512。反向业务信道在RC1-2模式时Walsh函数的功能与IS-95一样是多进制扩频。在其余的反向信道由采用了Walsh函数码分多址来分离移动台自身的反向信道。cdma2000需Walsh编码管理，以确保相互正交。移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第前向信道的Walsh函数移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第反向信道采用的Walsh函数(RC3-6)移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第cdma2000中的PN码与复扩频Cdma2000中的I、Q路PN码与IS-95一样，不同的是除RC1-2模式中反向信道采用与IS-95一样的OQPSK调制外，其它方式采用了复PN调制，用以减少峰值与平均功率的比值。RC3-6模式中反向信道用了混合移相键控的复扩频，这样移动台就能以不同的功率电平发射多个码分信道，并使功率峰均比最小。长码仍用来产生用户识别码，区别移动用户。移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第复合PN扩频移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第反向导频、公共控制、增强接入以及RC3-4的业务信道的复扩频与混合移相键控(HPSK)移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第准正交函数编码当Walsh编码受到限制时，cdma2000可通过将Walsh函数乘以掩码函数来生成额外编码，生成的编码称为准正交函数QOF。QOF由适当的Walsh函数与两个掩码相乘而得。一个掩码是非零标志系数QOF掩码，记为QOFsign。另一个是非零旋转使能Walsh函数，记为Walshrot。移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第生成长度为256的准正交函数的掩码函数移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第用QOF进行正交扩频移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第cdma2000与W-CDMA比较移动通信新进展电子科技大学李少谦移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第cdma2000与W-CDMA比较移动通信新进展电子科技大学李少谦移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第3G增强技术cdma20001X增强技术1XEV第一阶段1XEV-DO(DataOnly，前向链路峰值数据速率达2.4Mbps,平均650Mbps)第二阶段1XEV-DV(DataandVoice，前向链路峰值数据速率超过5Mbps)WCDMA增强技术高速下行分组接入(HSDPA)技术，前向链路达10Mbps左右移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第GlobalWirelessEvolution199519992000200120022003cdmaOneIS-95-BVoice64kbpsPacket2.4MbpsPacket384kbpsPacketEDGEW-CDMAcdmaOneIS-95-AVoice14.4kbpsCSD&PDVoice9.6kbpsCSD3GCDMA-IMT-2000CompliantHighCapacityVoice153kbpsPacketRel.A-307kbpsCDMA20001X>2MbpsPacketHigherCapVoiceCDMA20001xEV-DV2004W-CDMAHSDPA

HighCapacityVoice2MbpsPacket>2.4MbpsPacketHigherCapVoice

114kbpsPacketGSMGPRSTDMAIS-136GSMVoice9.6kbpsCSDCDMA20001xEV-DOGSM:GlobalSystemforMobileCommunications HSDPA:HighSpeedDownlinkPacketAccessCDMA:CodeDivisionMultipleAccess EDGE:EnhancedDataratesforGSMEvolutionTDMA:TimeDivisionMultipleAccess EV:EVolvedGPRS:GeneralPacketRadioSystem DV:DataandVoiceW-CDMA:WidebandCDMA DO:DataOptimizedBeyondIMT-2000移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第cdma20001x的发展高效的高速数据业务的典型特征是前、反向链路上数据的不对称性，通常要求前向链路上的吞吐量大大高于反向链路。因此，cdma20001x研究方向的重点在于改善前向链路。1xEV-DO,主要基于高通、朗迅、爱立信公司提出的HDR（高速数据速率）技术，标准已基本定型，已被国际电信联盟（ITU）批准为IMT-2000标准规格，正式的文件已于2001年11月份在日内瓦召开的ITU-RSG8上发布；1xEV-DV，根据其基本要求，以摩托罗拉和朗迅等公司提出的解决方案1XTREME最为典型，目前该提案尚在评审之中。移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第1xEV-DO的技术特点

在数据速率控制信道的每一个时隙内，可支持的数据速率和最好服务扇区的信息被发送给接入网络，可支持的数据速率范围从38.4kbit/s到2.4576Mbit/s。调制方案（QPSK、8PSK或16QAM）根据数据速率的要求变化。纠错编码中的Turbo码和cdma20001x一样，基本码率是1/5和1/3。在序列重复和符号重复以后，有效的编码率也是根据数据速率的要求而变化。移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第1xEV-DO的技术特点

在前向链路上，没有软切换，但是在反向链路上和IS95、cdma20001x一样采用软切换。为了提高系统吞吐量，采用了早期中止技术，增加的DRC（数据速率控制）和应答信道主要为前向业务信道服务。由于早期中止而空闲的时隙可用来发射其他的数据分组信息，混合ARQ（混合检错重发）方案可改善前向链路的性能。移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第TD-SCDMA信道基本结构图移动通信新进展电子科技大学李少谦移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第TD-SCDMA的特点（1）第三代移动通信需要大约400MHz的频谱资源，在3GHz以下很难实现。而TDD则能使用各种频率资源，不需要成对的频率；（2）在第三代移动通信中，数据业务将占主要地位，尤其是不对称的IP业务。TDD方式特别适用于上下行不对称、不同传输速率的数据业务；（3）TDD上下行工作于同一频率，对称的电波传播特性使之便于利用智能天线等新技术，可达到提高性能、降低成本的目的；（4)TDD系统设备成本低，比FDD系统低20%~50%。移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第TD-SCDMA的特点TDD系统的主要缺陷在于终端的移动速度和覆盖距离；（1）采用多时隙不连续传输方式，抗快衰落和多普勒效应能力比连续传输的FDD方式差，因此ITU要求TDD系统达到150km/h；FDD系统则要求达到500km/h；（2）TDD系统平均功率与峰值功率之比随时隙数增加而增加，考虑到耗电和成本因素，用户终端的发射功率不可能很大，故通信距离（小区半径）较小，一般不超过10km，而FDD系统的小区半径可达到数10km。移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第TD-SCDMA的物理层参数占用带宽1.6MHz码片速率1.2288Mc/s时隙数7每时隙码分信道数16每载波话音信道数3×16=48调制方式QPSK移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第TD-SCDMA的物理层参数信道编码卷积码：R=1/2,1/3Turbo上行同步1/2chip智能天线基于智能天线容量每时隙总传输速率281.6kb/s每载波的总传输速率1.971Mb/s移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第3G网络技术基于GSM和IS-41核心网全IP网是发展的方向移动通信系统ppt现代无线与移动通信系统第3GPPReleases

Time

schedule3GPPRelease43GPPRelease’99Versionsof3GPPRelease’99Versionsof3GPPRelease43GPPRelease63GPPRelease51998200119992000Q2Q1Q3Q2Q3Q4Q4Q1Q1Q2Q3Q4Q4Q3Q11097