1、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）設(shè)計(jì)(論文)題目：3 G 移 動(dòng) 通 信 網(wǎng) 絡(luò) 的 結(jié) 構(gòu) 分 析 學(xué)生姓名：王建梅 指導(dǎo)教師： 楊 娟 二級(jí)學(xué)院：龍?bào)磳W(xué)院 專業(yè)：通信工程班級(jí)： M08通信工程2班 學(xué)號(hào)： 0821114002 提交日期： 2012 年4 月27日 答辯日期：2012年5月16日目 錄摘要IIAbstract1 緒論11.1 3G移動(dòng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的背景11.2 3G移動(dòng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究的意義21.3 論文內(nèi)容安排22 移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介32.1 GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能32.2 GSM核心網(wǎng)到3G的演進(jìn)42.3 3G移動(dòng)通信系統(tǒng)的三大標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介53 3G移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成

2、73.1 WCDMA系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成73.2 CDMA2000系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成123.3 TD_SCDMA系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成144 3G移動(dòng)通信系統(tǒng)的呼叫流程164.1 WCDMA呼叫處理基本過程164.2 WCDMA具體呼叫流程175 3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢(shì)205.1 3G在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)205.2 3G全球發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)206 總結(jié)與展望22參考文獻(xiàn)23致謝243G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)分析摘 要第三代移動(dòng)通信（3G）的發(fā)展經(jīng)歷了體制標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)，已逐步演進(jìn)到標(biāo)準(zhǔn)的完善和設(shè)備開發(fā)之爭(zhēng)以及未來的產(chǎn)業(yè)發(fā)展之爭(zhēng)。面對(duì)激烈的競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)，快速提供業(yè)務(wù)、減少帶寬資費(fèi)、提高通信服務(wù)質(zhì)量成為移

3、動(dòng)運(yùn)營(yíng)商在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲勝的關(guān)鍵因素，這些關(guān)鍵因素之爭(zhēng)的焦點(diǎn)又集中在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，傳輸網(wǎng)是電信網(wǎng)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，因此，3G傳輸網(wǎng)的建設(shè)在整個(gè)3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中扮演重要角色。本文以第三代移動(dòng)通信（3G）網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析為主題，進(jìn)行分析和討論。介紹了3G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及運(yùn)用和發(fā)展趨勢(shì)。較為系統(tǒng)地對(duì)3G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全面的敘述和分析。關(guān)鍵詞：第三代移動(dòng)通信, 碼分多址，寬帶碼分多址，時(shí)分同步的碼分多址3G mobile communication network structure analysisAbstractThe development of the third generation mobile com

4、munication experienced the competition of the system, it have already gradually evolved the standard of perfection, the development of the equipments and the competition of the future industry development. Facing the vigorous competition situation, it becomes a triumphant key factor in the market th

5、at is quickly providing the business, reducing the cost of bandwidth and exaltating the service quantity of communication. The focus of the key factor is the construction of the basal network. Transport network is the foundation network, so the construction of the 3G transport network play an import

6、ant role in the whole network. How to go to the relation between the traditional service and the burgeoning data service, the relation between the existing network and the Large-scale 3G network, comprehensive technique cost and customer need, which to choose the technique and the project, all of th

7、em is the problem which we must consider.Based on the third generation mobile communication (3G ) network structure analysis for the theme, carries on the analysis and thediscussion.Introduced is the 3G network structure as well as the application and development trend.Systematic structure of 3G net

8、work to conduct a comprehensive description and analysis.Key words: 3G，CDMA，WCDMA，TD-CDMA1 緒 論1.1 3G移動(dòng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的背景八十年代初期，人們認(rèn)識(shí)到歐洲各國(guó)正在使用的諸多移動(dòng)電話系統(tǒng)各自不同且互不兼容，同時(shí)，對(duì)電信服務(wù)的需求亦日益增加。為此歐洲郵電管理會(huì)議CEPT專門成立一個(gè)小組為西歐規(guī)劃一個(gè)公共移動(dòng)系統(tǒng)。該小組被命名為“移動(dòng)通信特別小組”，為此，系統(tǒng)也被稱為GSM，表示全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（Global System for Mobile communications）。當(dāng)前，無線互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)非常熱

9、門的話題，絕大多數(shù)網(wǎng)站經(jīng)營(yíng)者一提起wap、3G，立刻就神采飛揚(yáng)、豪情萬丈了。而目前的一般的觀點(diǎn)也認(rèn)為無線互聯(lián)網(wǎng)特別是3G的到來，能讓幾乎所有的有移動(dòng)上網(wǎng)業(yè)務(wù)的公司進(jìn)入盈利的境界，從此走上金光大道了。2002年無線互聯(lián)網(wǎng)正式在中國(guó)登陸，在中國(guó)移動(dòng)推出的“移動(dòng)夢(mèng)網(wǎng)”上，各種新業(yè)務(wù)異彩紛呈，無線互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)顯示出了它巨大的發(fā)展?jié)摿Α?004年開始，獨(dú)立免費(fèi)WAP網(wǎng)站的出現(xiàn)和流行也讓用戶能夠低成本甚至免費(fèi)使用搜索、瀏覽、下載等WAP業(yè)務(wù)。從席卷全國(guó)的包月旋風(fēng)看，流量費(fèi)用的平民化正在被移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。目前，包括小靈通在內(nèi)，中國(guó)手機(jī)用戶已經(jīng)超過4億，其中，手機(jī)網(wǎng)民約為4500萬。同時(shí)，我國(guó)網(wǎng)民也已超過1

10、億，互聯(lián)網(wǎng)上的豐富應(yīng)用使很多網(wǎng)民受益其中，但是，超過互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)民3倍數(shù)量的手機(jī)用戶可享受的手機(jī)應(yīng)用不超過1萬，應(yīng)用供給嚴(yán)重不成比例。根據(jù)多家市場(chǎng)調(diào)研公司的預(yù)期，到2008年底，中國(guó)手機(jī)用戶將增加至5.5億左右，手機(jī)網(wǎng)民將達(dá)到2億，其中活躍于手機(jī)上網(wǎng)的用戶大約7000萬戶，這個(gè)數(shù)字雖然稍遜于目前互聯(lián)網(wǎng)民的數(shù)量，但是，無線互聯(lián)網(wǎng)無疑將掀起信息領(lǐng)域的下一個(gè)浪潮，解決應(yīng)用供給問題也應(yīng)提上日程。WAP無線上網(wǎng)將是3G時(shí)代的“殺手級(jí)應(yīng)用”。它與短信的區(qū)別，就像電腦和算盤的區(qū)別一樣巨大。通過WAP，手機(jī)不再只是簡(jiǎn)單的信息收發(fā)器，而將成為一個(gè)由視頻、音樂、娛樂內(nèi)容組成的巨大網(wǎng)絡(luò)的一部分。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前中國(guó)已有近1

11、億的手機(jī)用戶使用WAP無線上網(wǎng)服務(wù)，巨大的用戶規(guī)模已經(jīng)為市場(chǎng)井噴做好了準(zhǔn)備。所謂的3G是英文3rdGeneration的縮寫，指第三代移動(dòng)通信技術(shù)。相對(duì)第一代模擬制式手機(jī)（1G）和第二代GSM、TDMA等數(shù)字手機(jī)（2G），第三代手機(jī)一般地講，是指將無線通信與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)。它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電話會(huì)議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)1。1.2 3G移動(dòng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究的意義3G即第三代移動(dòng)通信技術(shù)，其所支持的第三代通信網(wǎng)絡(luò)主要目標(biāo)定位于實(shí)時(shí)視頻、高速多媒體和移動(dòng)Internet訪問業(yè)務(wù)。國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）早在2000年5月即

12、確定了W-CDMA（歐洲）、CDMA2000（美國(guó)）和TD-SCDMA（中國(guó)）三個(gè)主流3G標(biāo)準(zhǔn)。為了支持和發(fā)展中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的TD-SCDMA，在其尚不能成熟商用的情況下，中國(guó)遲遲沒有頒發(fā)3G牌照。當(dāng)前國(guó)際3G技術(shù)成熟且4G已有成功商用的例子，繼續(xù)延遲3G的推出將可能對(duì)中國(guó)的通訊技術(shù)的發(fā)展不利，因此，在平衡支持國(guó)家自主標(biāo)準(zhǔn)與應(yīng)對(duì)金融危機(jī)、投資拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)之間，顯然目前的決定傾向于后者。在北京奧運(yùn)會(huì)期間，中國(guó)移動(dòng)曾推出了一些基于TD技術(shù)的3G服務(wù)，初步具有商業(yè)化與產(chǎn)業(yè)化的能力，因此，在支持國(guó)產(chǎn)技術(shù)的同時(shí)，目前盡快推出有利于創(chuàng)造就業(yè)。通信業(yè)屬于第三產(chǎn)業(yè)，目前中國(guó)電話總量達(dá)9.5億戶，其中手機(jī)是6億5

13、千萬戶，不僅總量世界第一，人均持有量也在世界前列。這一方面說明中國(guó)市場(chǎng)龐大，更意味著中國(guó)通訊市場(chǎng)趨于飽和，規(guī)模龐大的手機(jī)生產(chǎn)產(chǎn)能過剩，并引起銷售市場(chǎng)的衰退，面臨行業(yè)衰退和失業(yè)壓力。如果將目前的無線通訊產(chǎn)業(yè)升級(jí)到3G時(shí)代，那么，消費(fèi)者大量更新終端手機(jī)將為硬件廠商、市場(chǎng)銷售和技術(shù)維修等創(chuàng)造新的巨大的需求，從而提供大量就業(yè)。3G是一種技術(shù)密集型、勞動(dòng)密集型的行業(yè)，將創(chuàng)造一個(gè)巨大的服務(wù)鏈和大量服務(wù)提供商，根據(jù)測(cè)算，可能會(huì)提供數(shù)百萬個(gè)工作崗位。與工業(yè)領(lǐng)域的投資消耗大量資源、能源才能創(chuàng)造財(cái)富不同，3G主要是通過服務(wù)來創(chuàng)造增加值，這種大量服務(wù)需求則為目前難以找到工作的畢業(yè)生提供很好的崗位2。1.3 論文內(nèi)容

14、安排本篇論文主要是對(duì)3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，大致分五個(gè)主講部分：第一部分主要說明了3G移動(dòng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的背景及意義；第二部分簡(jiǎn)介了3G的演進(jìn)及主要標(biāo)準(zhǔn)；第三部分具體闡述了3G移動(dòng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成；第四部分舉例說明手機(jī)到手機(jī)是如何實(shí)現(xiàn)呼叫的；最后一部分分析了3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢(shì)，并隨之對(duì)論文進(jìn)行總結(jié)。2 移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介2.1 GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能圖1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)GSM網(wǎng)絡(luò)被分為三個(gè)子系統(tǒng)：a.網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)（NSS）b.基站子系統(tǒng)（BSS）c.網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)（NMS）或者操作維護(hù)子系統(tǒng)（OMC）GSM由四大功能部分組成：移動(dòng)臺(tái)MS，基站子系統(tǒng)BSS，網(wǎng)絡(luò)與交換子系統(tǒng)

15、NSS，運(yùn)行子系統(tǒng)OSS，分別由相應(yīng)的功能實(shí)體來實(shí)現(xiàn)。相鄰功能實(shí)體間的連接就是所謂的接口。MS與BSS之間、BSS與NSS間的接口分別稱為Um、A接口。在BSS內(nèi)，基站BTS與基站控制器BSC間的接口稱為Abis接口。在NSS內(nèi)部也有更具體的細(xì)分，移動(dòng)交換中心MSC與HLR等其他功能實(shí)體相互之間的接口統(tǒng)稱為MAP接口3。層3有幾個(gè)子層：RR為無線管理層；MM為移動(dòng)性管理層；CM為通信管理層。這幾層很難同OSI的開放模型一一對(duì)應(yīng)，因?yàn)槊恳粚佣加泻軓?qiáng)的業(yè)務(wù)特性，而不是單純從通信的角度來劃分的。這也是通稱層3的原因所在。每一層都有相應(yīng)的協(xié)議。物理層之間是點(diǎn)到點(diǎn)的協(xié)議，或可以說是接口間的協(xié)議：MS與B

16、TS之間就是傳統(tǒng)的無線傳輸，包括源編碼、信道編碼、交織、加密與調(diào)制等等內(nèi)容；BTS與BSC之間的傳輸可能是多種形式，有可能是常見的E1線連接，也有可能是經(jīng)過了多次的微波中繼等等，A接口亦然。鏈路層，也就是第二層，同樣是點(diǎn)到點(diǎn)的協(xié)議，它在物理層的基礎(chǔ)上，為層3提供點(diǎn)與點(diǎn)之間的可靠傳輸。Um接口上是LAPDm協(xié)議，或者說是經(jīng)過改造以適合無線傳輸?shù)腖APD協(xié)議（Abis接口上采用），A接口上則采用了七號(hào)信令協(xié)議中的MTP2。層3，包括各子層，則是端到端的協(xié)議，中間要跨越幾個(gè)接口。RR協(xié)議是MS與BSC之間的協(xié)議，跨越了Um與Abis接口。RR層的作用就是在呼叫期間建立和釋放MS和MSC之間的穩(wěn)定連接

17、，無論用戶怎樣運(yùn)動(dòng)，都不受其影響，其功能集中體現(xiàn)于Um接口上無線信道的管理，以及切換。還包括初始接入，功率控制，傳輸管理等功能4。MM與CM協(xié)議則是MS與MSC之間的協(xié)議，依次穿過Um、Abis與A接口，在某些時(shí)刻，HLR也是要介入進(jìn)來的，所以這兩項(xiàng)協(xié)議也要經(jīng)過MAP接口。還有在圖中未畫出的一個(gè)層3的子層次SS，就是MS與HLR之間的附加業(yè)務(wù)管理，它的協(xié)議當(dāng)然跨越了上面提到的幾個(gè)接口：Um、Abis、A與MAP。MM首先提供了對(duì)用戶移動(dòng)性的管理功能，有兩個(gè)方面：一是MS如何決定在蜂房之間進(jìn)行選擇，一是NSS如何管理MS的位置數(shù)據(jù)，這一點(diǎn)主要對(duì)應(yīng)位置更新的過程。此外，MM層還對(duì)通信的安全性進(jìn)行管

18、理，包括鑒權(quán)和加密過程。CM層主要就是根據(jù)用戶的要求，在用戶之間建立、維持和釋放呼叫連接。上面所提到的SS層，也可看作CM層的一個(gè)獨(dú)立的子部分，用戶可以通過該層所提供的功能，控制發(fā)出或接收呼叫的若干特性。CM層的另一個(gè)功能就是點(diǎn)到點(diǎn)短消息的管理，這要涉及到短消息業(yè)務(wù)中心SM-SC5。2.2 GSM核心網(wǎng)到3G的演進(jìn)對(duì)于擁有GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)商，GSM/GPRS核心網(wǎng)向UMTS的平滑演進(jìn)是UMTS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中需要考慮的一個(gè)重要問題。GSM/GPRS核心網(wǎng)演進(jìn)的方向是：GSM核心網(wǎng)演進(jìn)為3G CS域，GPRS核心網(wǎng)演進(jìn)為3G PS域。在演進(jìn)的過程中，既要考慮充分利用現(xiàn)網(wǎng)資源，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平滑演進(jìn)

19、，又不能影響業(yè)務(wù)運(yùn)行和業(yè)務(wù)質(zhì)量。現(xiàn)有GSM/GPRS向3G的演進(jìn)應(yīng)遵循下述步驟：首先，UMTS建設(shè)前，2G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)應(yīng)充分考慮到今后的演進(jìn)：電路域采用易于向R4演進(jìn)的設(shè)備，分組域采用可以同時(shí)支持2G/3G的雙接入設(shè)備。伴隨著UMTS R4的建設(shè)，GSM/GPRS向3G的演進(jìn)可以分為三個(gè)階段：第一階段：3G建設(shè)初期，新建3G網(wǎng)絡(luò)，即電路域新建MSC Server、MGW，分組域新建SGSN，此外共用2G的GMSC、GGSN和其他分組域設(shè)備。這個(gè)階段，一方面2G用戶仍在增長(zhǎng)；另一方面3G無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋不完善，2G需要承載部分3G用戶的業(yè)務(wù)量，因此2G網(wǎng)絡(luò)容量不足。為了保證業(yè)務(wù)的安全，此時(shí)應(yīng)新建3G核

20、心網(wǎng)滿足3G用戶的需求，擴(kuò)容GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)滿足2G用戶的需求。第二階段：3G發(fā)展中期，2G、3G共用核心網(wǎng)，即升級(jí)部分2G MSC為MSC Ser-ver，GPRS SGSN為3G SGSN，支持3G用戶的接入；同時(shí)可以將部分2G BSS通過3G設(shè)備的A接口和Gb接口接入3G核心網(wǎng)。這個(gè)階段，隨著3G用戶的增加，2G網(wǎng)絡(luò)會(huì)出現(xiàn)余量，可以對(duì)具備升級(jí)條件的2G設(shè)備升級(jí)支持3G；同時(shí)2G、3G共用核心網(wǎng)也可以減少由于覆蓋問題帶來的網(wǎng)間切換或者電路域基于負(fù)荷的切換，降低資源消耗，提高網(wǎng)絡(luò)效率。第三階段：3G發(fā)展后期，無法升級(jí)的2G MSC、SGSN逐步退網(wǎng)，形成統(tǒng)一的3G核心網(wǎng)。這個(gè)階段，3G無

21、線覆蓋趨于完善，2G用戶逐步萎縮，核心網(wǎng)不需要提供對(duì)2G無線接入網(wǎng)的支持，可以逐步將無法升級(jí)的設(shè)備退網(wǎng)，雙接入設(shè)備也無須再支持2G無線網(wǎng)的接入6。2.3 3G移動(dòng)通信系統(tǒng)的三大標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介   1. cdma2000cdma2000是從cdmaOne演進(jìn)而來的第三代移動(dòng)通信技術(shù)。事實(shí)上，cdma2000標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)體系結(jié)構(gòu)，稱為cdma2000family，它同樣還包含一系列的子標(biāo)準(zhǔn)。其技術(shù)特點(diǎn)如下：   前反向同時(shí)采用導(dǎo)頻輔助相干解調(diào);在擴(kuò)頻碼選擇采用相同M序列，通過不同的相位偏置區(qū)分不同的小區(qū)和用戶;射頻帶寬從1.25MHz到20MHz

22、可調(diào);快速前向和反向功率控制;下行信道中采用公共連續(xù)導(dǎo)頻方式進(jìn)行相干檢測(cè)，提高系統(tǒng)容量;在下行信道傳輸中，定義直擴(kuò)和多載波傳輸兩種方式，碼片速率分別為3.6864Mcps和1.22Mcps，多載波方式能很好地兼容IS-95網(wǎng)絡(luò);支持F-QPCH，可延長(zhǎng)手機(jī)待機(jī)時(shí)間;核心網(wǎng)絡(luò)給予ANSI-41網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，并保持與ANSI-41網(wǎng)絡(luò)的兼容性;支持軟切換和更軟切換;設(shè)計(jì)了兩類碼復(fù)用業(yè)務(wù)信道，基本信道用于傳送語(yǔ)音、信令和低速數(shù)據(jù)，是一個(gè)可變速率信道，補(bǔ)充信道用以傳送高速率數(shù)據(jù)，在分組數(shù)據(jù)傳送上應(yīng)用了ALOHA技術(shù)，改善傳輸性能;在同步方式上cdma2000與IS-95相同，基站間同步采用GPS方式。&

23、#160;  cdma2000的發(fā)起者主要以美國(guó)和韓國(guó)為主的以IS-95CDMA為標(biāo)準(zhǔn)的制造商和運(yùn)營(yíng)公司，cdma2000繼承了IS-95窄帶CDMA系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商同樣可以在窄帶CDMA網(wǎng)絡(luò)中更換或增加部分網(wǎng)絡(luò)設(shè)備過渡到3G7。2. WCDMA   WCDMA的主要技術(shù)指標(biāo)是：支持高速數(shù)據(jù)傳輸(慢速移動(dòng)時(shí)384kb/s，室內(nèi)走動(dòng)時(shí)2Mb/s)，異步BS，支持可變速傳輸，幀長(zhǎng)10ms，碼片速率3.84Mb/s。其主要特點(diǎn)如下：   基站同步方式：支持異步和同步的基站運(yùn)行方式，組網(wǎng)方便、靈活;調(diào)制方式：上行

24、為BPSK，下行為QPSK;解調(diào)方式：導(dǎo)頻輔助的相干解調(diào);接入方式：DS-CDMA方式;三種編碼方式：在話音信道采用卷積碼(R=1/3，K=9)進(jìn)行內(nèi)部編碼和Veterbi解碼，在數(shù)據(jù)信道采用ReedSolomon編碼，在控制信道采用卷積碼(R=1/2，K=9)進(jìn)行內(nèi)部編碼和Veterbi解碼;適應(yīng)多種速率的傳輸，可靈活地提供多種業(yè)務(wù)，并根據(jù)不同的業(yè)務(wù)質(zhì)量和業(yè)務(wù)速率分配不同的資源，同時(shí)對(duì)多速率、多媒體的業(yè)務(wù)可通過改變擴(kuò)頻比(對(duì)于低速率的32kb/s、64kb/s、128kb/s的業(yè)務(wù))和多碼并行傳送(對(duì)于高于128kb/s的業(yè)務(wù))的方式來實(shí)現(xiàn);上、下行快速、高效的功率控制大大減少了系統(tǒng)的多址干

25、擾，提高了系統(tǒng)容量，同時(shí)也降低了傳輸?shù)墓β?核心網(wǎng)絡(luò)基于GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，并保持與GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的兼容性;BTS之間無需同步因BS可收發(fā)異步的PN碼，即BS可跟蹤對(duì)方發(fā)出的PN碼，同時(shí)MS也可用額外的PN碼進(jìn)行捕獲與跟蹤，因此可獲得同步，來支持越區(qū)切換及宏分集，而在BTS之間無需進(jìn)行同步;支持軟切換和更軟切換，切換方式包括三種，即：扇區(qū)間軟切換、小區(qū)間軟切換和載頻間硬切換。   WCDMA的發(fā)起者主要是歐洲和日本標(biāo)準(zhǔn)化組織和廠商，WCDMA繼承了第二代移動(dòng)通信體制GSM標(biāo)準(zhǔn)化程度高和開放性好的特點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展順利，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商可以通過在GSM網(wǎng)絡(luò)上引

26、入GPRS網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和新業(yè)務(wù)，培育數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)消費(fèi)群體，逐步過渡到3G8。   3. TD-SCDMA   TD-SCDMA較前兩種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)略顯稚嫩，其主要技術(shù)特點(diǎn)如下：   信號(hào)帶寬為1.23MHz;碼片速率為1.28Mchip/s;采用智能天線技術(shù)，提高了頻譜效率;采用同步CDMA技術(shù)，降低上行用戶間的干擾和保持時(shí)隙寬度;接收機(jī)和發(fā)射機(jī)采用軟件無線電技術(shù);采用聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)，降低多址干擾;多時(shí)隙，具有上下行不對(duì)稱信道分配能力，適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);采用接力切換，降低掉話率，提高切換的效率;語(yǔ)音編碼：AMR與GSM兼容

27、;核心網(wǎng)絡(luò)基于GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，并保持與它們的兼容性;基站間采用GPS或者網(wǎng)絡(luò)同步方式，降低基站間干擾。   TD-SCDMA目前主要是西門子公司和中國(guó)大唐集團(tuán)在開發(fā)，較前兩個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)而言，對(duì)TD-SCDMA進(jìn)行大力支持和結(jié)成產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的企業(yè)還比較少9。3 3G移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成3.1 WCDMA系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成1.WCDMA系統(tǒng)組成 WCDMA作為UMTS（通用移動(dòng)通信系統(tǒng)）的實(shí)現(xiàn)，其系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)與大多數(shù)第二代系統(tǒng)甚至第一代系統(tǒng)基本類似。WCDMA系統(tǒng)包括若干邏輯網(wǎng)絡(luò)元素，邏輯網(wǎng)絡(luò)元素可以按不同子網(wǎng)分類，也可以按功能來劃分。 功能上，邏輯網(wǎng)絡(luò)元

28、素可以分成UE（用戶設(shè)備終端）、無線接入網(wǎng)（RAN）和核心網(wǎng)（CN）。無線接入網(wǎng)也可以借用UMTS中地面RAN的概念，因此又簡(jiǎn)稱為UTRAN。其中RAN處理與無線通信有關(guān)的功能。CN處理語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的交換功能，完成移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與其他外部通信網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，相當(dāng)于第二代系統(tǒng)中的MSC/VLR/HLR。UE和RAN采用全新的WCDMA無線技術(shù)規(guī)范，而CN基本上來源于GSM。 UMTS也可以分成若干個(gè)子網(wǎng)，子網(wǎng)之間可以獨(dú)立工作，又可以協(xié)同工作，因而子網(wǎng)又叫做UMTS公眾陸地移動(dòng)網(wǎng)（PLMN）。不同運(yùn)營(yíng)商運(yùn)營(yíng)的PLMN之間可以互通，而且PLMN也可以與ISDN，PSTN，Internet以及其他數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)互通

29、。圖1給出了PLMN網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，圖中包括PLMN網(wǎng)絡(luò)的邏輯元素、內(nèi)部元素連接以及與外部網(wǎng)絡(luò)的連接。 下面說明圖2中的邏輯網(wǎng)絡(luò)元素。其中UE包含如下兩個(gè)部分：  圖2PLMN體系結(jié)構(gòu)ME（移動(dòng)設(shè)備）。它是通過空中無線接口Uu與Node B進(jìn)行通信的無線終端。 USIM（UMTS用戶識(shí)別模塊）。它相當(dāng)于GSM終端中的SIM智能卡，用于記載用戶標(biāo)識(shí)，可執(zhí)行鑒權(quán)算法，并保存鑒權(quán)、密鑰以及終端需要的預(yù)約信息。 RAN中則包含如下兩個(gè)部分： Node B（B結(jié)點(diǎn)）。它是在Iub和Uu接口之間傳送數(shù)據(jù)的基站（BS），基站也參與部分無線資源管理。 RNC（無線網(wǎng)絡(luò)控制器）。它控制轄區(qū)內(nèi)的所有無線資

30、源，是與之相連的基站的管理者。RNC是RAN提供給CN的所有業(yè)務(wù)的接入點(diǎn)。 CN中包含的邏輯網(wǎng)絡(luò)元素有如下幾個(gè)： MSC/VLR（移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心/訪問位置寄存器）。移動(dòng)交換中心MSC和數(shù)據(jù)庫(kù)VLR為UE提供電路交換服務(wù)。MSC用于完成電路交換業(yè)務(wù)，而VLR用于保存漫游用戶的服務(wù)特征描述副本，以及UE在服務(wù)系統(tǒng)中精確的位置信息。通過MSC/VLR連接的外部網(wǎng)絡(luò)稱作CS域網(wǎng)絡(luò)。 HLR（歸屬位置寄存器）。這是一個(gè)位于用戶本地的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，它保存了用戶服務(wù)特征描述的主備份。這些服務(wù)的特征描述包括允許的業(yè)務(wù)信息、禁止漫游的地區(qū)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)信息（如呼叫前轉(zhuǎn)狀態(tài)和呼叫前轉(zhuǎn)數(shù)量）。此數(shù)據(jù)庫(kù)在新用戶向系統(tǒng)注冊(cè)

31、入網(wǎng)時(shí)為用戶創(chuàng)建初始化數(shù)據(jù)，創(chuàng)建后的數(shù)據(jù)在用戶接收服務(wù)期間始終存在。為了給呼入的用戶找到路由并連接到目的UE，HLR還在MSC/VLR和SGSN中保存UE的位置信息。 GMSC（移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心網(wǎng)關(guān)）。這是UMTS PLMN與外部CS域網(wǎng)絡(luò)連接處的交換設(shè)備，所有呼入和呼出的CS連接均需要經(jīng)過GMSC。 SGSN（服務(wù)GPRS支撐節(jié)點(diǎn)）。它與MSC/VLR的功能類似，只不過它僅用于分組交換（PS）業(yè)務(wù)。通過SGSN連接的外部網(wǎng)絡(luò)稱作PS域網(wǎng)絡(luò)。 GGSN（GPRS支持節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)）。它與GMSC的功能類似，不過它僅用于分組交換業(yè)務(wù)。 圖3.1中的外部網(wǎng)絡(luò)包括如下兩個(gè)部分： CS域網(wǎng)絡(luò)。它提供電路交換

32、如現(xiàn)有電話業(yè)務(wù)的連接。CS域網(wǎng)絡(luò)包括PSTN和ISDN等。 10。3GPP規(guī)范并沒有對(duì)上面描述的邏輯網(wǎng)絡(luò)元素的內(nèi)在功能作具體詳細(xì)的說明，但是對(duì)邏輯網(wǎng)絡(luò)元素之間的一些接口作了詳細(xì)定義。PLMN網(wǎng)絡(luò)主要的開放接口如下：Cu接口：它是USIM智能卡和ME之間的電子接口，遵循智能卡的標(biāo)準(zhǔn)格式。 Uu接口：它是WCDMA的無線接口，是UE終端接入系統(tǒng)固定網(wǎng)絡(luò)的必需接口。UMTS Uu接口的開發(fā)性可以保證不同制造商設(shè)計(jì)的UE終端可以接入其他制造商設(shè)計(jì)的RAN中。 Iub接口：它是連接Node B與RNC的標(biāo)準(zhǔn)接口。制定開放的Iub接口就是為了保證不同移動(dòng)通信設(shè)備制造商生產(chǎn)的Node B和RCN之間可以互聯(lián)

33、互通，使運(yùn)營(yíng)商單獨(dú)購(gòu)置Node B和RNC設(shè)備成為可能。 Iur接口：它是RNC之間的接口，開放的Iur接口允許不同設(shè)備制造商生產(chǎn)的RNC之間可以進(jìn)行軟切換。 Iu接口：它是連接RAN與CN之間的標(biāo)準(zhǔn)接口，類似于GSM網(wǎng)絡(luò)中的A接口（電路交換）和Gb（分組交換）接口。開放的Iu接口允許運(yùn)營(yíng)商購(gòu)置不同設(shè)備制造商生產(chǎn)的RAN和CN設(shè)備鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)，這樣有利于造成設(shè)備制造商之間的競(jìng)爭(zhēng)。開放的A接口和Gb接口也是GSM成功的原因11。 2.RAN結(jié)構(gòu) WCDMA的無線接入網(wǎng)可以包含一個(gè)或多個(gè)RNS（無線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)）。一個(gè)RNS可理解為RAN內(nèi)的一個(gè)子網(wǎng)，它包含一個(gè)RNC和一個(gè)Node B集合。不同RNS中

34、的RNC通過Iur接口互聯(lián)，而RNS內(nèi)部的RNC通過Iub接口與Node B建立物理連接。RNS內(nèi)部和外部的連接關(guān)系如圖3所示。  圖3RNS內(nèi)外部連接關(guān)系RAN的主要特征： 支持UTRA（即UMTS地面無線接入）及真相關(guān)的所有功能。例如，要求支持軟件切換以及WCDMA特定的無線資源管理算法。盡可能與GSM兼容。 最大限度地兼容CS域和PS域的處理。一方面，他們共用空中接口協(xié)議棧；另一方面它們使用同一接口從RAN連接到CN。使用ATM作為主要的傳輸機(jī)制，同時(shí)考慮傳輸網(wǎng)絡(luò)向IP網(wǎng)絡(luò)的過渡。 在WCDMA系統(tǒng)中，邏輯網(wǎng)絡(luò)元素?zé)o線網(wǎng)絡(luò)控制負(fù)責(zé)RAN無線資源管理。RNC通過MSC或者SGSN

35、與核心網(wǎng)相連，并負(fù)責(zé)終止UMTS WCDMA的空中接口協(xié)議。RNC在邏輯上相當(dāng)于第二代系統(tǒng)中的BSC。 我們將控制一個(gè)基站的RNC叫做控制RNC（CRNC），CRNC與所控制的基站之間必須有直接的物理連接。CRNC負(fù)責(zé)終止所控制的基站Iub協(xié)議接口，并負(fù)責(zé)所有控制小區(qū)的接納控制和擁塞控制。另外，CRNC還要完成控制小區(qū)中新建無線連接的碼字分配。 如果一個(gè)移動(dòng)用戶連接到無線接入網(wǎng)時(shí)需要使用多個(gè)RNS資源，那么可以從邏輯功能上將涉及到的RNC分成兩類，一類叫做服務(wù)RNC（SRNC），另一類叫做漂移RNC（DRNC）。 一個(gè)移動(dòng)用戶的SRNC負(fù)責(zé)終止用戶無線數(shù)據(jù)的傳送，以及Iu連接的RANAP信令。

36、Iu接口連接是CN與RAN之間的連接，因而Iu接口的RANAP信令連接簡(jiǎn)稱為RANPA連接。SRNC也負(fù)責(zé)終止無線資源控制（RRC）信令，RRC是UE與RAN之間的信令協(xié)議。在實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，空中無線接口的L2處理也在SRNC中完成。SRNC需要完成RAN內(nèi)部的無線資源管理操作，例如，將無線接入承載參數(shù)轉(zhuǎn)化為控制傳輸信道參數(shù)、切換判決或者外環(huán)功率控制。SRNC在大多數(shù)情況下作為基站的CRNC存在。 針對(duì)一條無線連接而言，除SRNC之外的其他所有RNC都是DRNC。DRNC負(fù)責(zé)控制移動(dòng)用戶使用的小區(qū)。在某種情況下，DRNC也可以進(jìn)行宏分集的合并和分裂。只有UE在使用公共或者共享傳輸信道時(shí)，DRN

37、C才進(jìn)行用戶平面數(shù)據(jù)的L2處理，否則僅在Iub和Iur接口間透明地為數(shù)據(jù)選擇路由。一個(gè)UE可以有一個(gè)和多個(gè)DRNC，也可以沒有。 RAN中的基站又叫Node B，它主要完成空中接口的L1處理，以及很小部分的L2處理。L1處理分為碼片級(jí)處理和符號(hào)級(jí)處理，需要完成擴(kuò)頻/解擴(kuò)、速率匹配以及信道編碼與交織等。另外，基站也需要執(zhí)行部分關(guān)鍵的無線資源管理操作，例如，執(zhí)行內(nèi)環(huán)功率控制動(dòng)作。RAN中的基站在邏輯上對(duì)應(yīng)于第二代系統(tǒng)中的BTS12。 3.RAN接口模型RAN接口的通用協(xié)議模型基于這樣的原則，各層和各平面在邏輯上保持獨(dú)立，這樣以后可根據(jù)需要修改協(xié)議結(jié)構(gòu)中的一部分，而保持其他部分不變。圖4給出了RAN

38、接口的通用協(xié)議模型，由圖可見，RAN接口協(xié)議的設(shè)計(jì)是根據(jù)通用的協(xié)議模型進(jìn)行的。 圖4RAN接口的通用協(xié)議模型RAN接口的通用協(xié)議模型在水平方向分為無線網(wǎng)絡(luò)層和傳輸網(wǎng)絡(luò)層。所有RAN的相關(guān)內(nèi)容僅在無線網(wǎng)絡(luò)層體現(xiàn)。而傳輸網(wǎng)絡(luò)層使用標(biāo)準(zhǔn)的傳輸技術(shù)，如ATM，IP。RAN在引用傳輸技術(shù)時(shí)完全保持其原有特征，不針對(duì)RAN作任何特定修改，這也是WCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)充分使用現(xiàn)有傳輸網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的體現(xiàn)。RAN接口的通用協(xié)議模型在垂直方向分為控制平面、用戶平面、傳輸網(wǎng)絡(luò)控制平面以及傳輸網(wǎng)絡(luò)用戶平面。控制平面用于實(shí)現(xiàn)所有接口的控制信令，它不僅包含應(yīng)用控制協(xié)議，如Iu口的RANAP，Iur中的RASAP

39、，以及Iub中的NBAP，還包含應(yīng)用控制協(xié)議的信令承載。RAN與UE之間的承載由控制平面的控制協(xié)議建立。RAN與UE之間的承載分為Iu中的無線接入承載和Iur/Iub中的無線連接。在控制平面的三層結(jié)構(gòu)中，物理層和信令承載分別對(duì)應(yīng)層L1和層L2，處于無線網(wǎng)絡(luò)層水平面的控制協(xié)議對(duì)應(yīng)層L3。 控制協(xié)議的信令承載與傳輸網(wǎng)絡(luò)控制平面的信令承載可以相同，也可以不同。控制協(xié)議的信令承載總是通過操作維護(hù)（OAM）動(dòng)作建立。 用戶平面用于實(shí)現(xiàn)所有接口的媒體流傳輸，它不僅包含應(yīng)用媒體協(xié)議，如CCH FP和DCH FP，還包含媒體協(xié)議的數(shù)據(jù)承載。用戶收發(fā)的所有信息，例如，話音呼叫中已編碼的話音或者數(shù)據(jù)流業(yè)務(wù)中的分組

40、，都通過用戶平面?zhèn)鬏敗Ｓ脩羝矫娴拿襟w協(xié)議主要處理數(shù)據(jù)流的幀，因此稱為幀協(xié)議（FP）。FP分為公共信道FP和專用信道FP。傳輸網(wǎng)絡(luò)控制平面服務(wù)于傳輸網(wǎng)絡(luò)層的所有控制信令，它不包含任何無線網(wǎng)絡(luò)層信息。它包括用于建立用戶平面內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸承載的承載信令控制協(xié)議（如建立ATM數(shù)據(jù)傳輸承載的ALCAP協(xié)議），同時(shí)也包括信令控制協(xié)議需要的信令承載（如ALCAP協(xié)議要求的SAAL協(xié)議）。邏輯上，傳輸網(wǎng)絡(luò)控制平面位于控制平面和用戶平面之間。它的引入使控制平面的控制協(xié)議與用戶平面中的媒體協(xié)議所采用的承載技術(shù)之間完全獨(dú)立成為可能。例如，控制協(xié)議的信令承載可以使用AAL5等可靠的適配技術(shù)，而媒體協(xié)議的數(shù)據(jù)承載則可采用A

41、AL2等實(shí)時(shí)性較高的適配技術(shù)。應(yīng)用傳輸網(wǎng)絡(luò)控制平面時(shí)，用戶平面中數(shù)據(jù)承載的傳輸承載可以按如下方式建立：首先，控制平面的控制協(xié)議通過信令分析發(fā)現(xiàn)有建立數(shù)據(jù)承載的要求；其次，控制協(xié)議通過傳輸網(wǎng)絡(luò)控制平面的承載信令控制協(xié)議（如ALCAP）引發(fā)數(shù)據(jù)承載的建立。一般來說，承載信令控制協(xié)議特定于用戶平面技術(shù)要求。控制平面和用戶平面的獨(dú)立性要求承載信令控制協(xié)議參與用戶平面數(shù)據(jù)承載的建立過程。然而，承載信令控制協(xié)議并不用于所有類型的數(shù)據(jù)承載上，如果承載信令控制協(xié)議不再存在，那么傳輸網(wǎng)絡(luò)控制平面就沒有存在的必要。在這種情況下，要使用預(yù)先配置的數(shù)據(jù)承載。承載信令控制協(xié)議不一定與控制協(xié)議具有相同的信令承載。3GPP

42、規(guī)范推薦承載信令控制協(xié)議總是使用操作維護(hù)（OAM）動(dòng)作建立，但是對(duì)建立的細(xì)節(jié)沒有規(guī)定。前面講到的控制平面的信令承載和用戶平面的數(shù)據(jù)承載都屬于傳輸網(wǎng)絡(luò)用戶平面。傳輸網(wǎng)絡(luò)用戶平面的數(shù)據(jù)承載在實(shí)時(shí)操作期間由傳輸網(wǎng)絡(luò)控制平面直接控制。但是，傳輸網(wǎng)絡(luò)用戶平面在為控制平面的控制協(xié)議建立信令承載時(shí)必須受操作維護(hù)（OAM）控制13。 CDMA2000系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成1. cdma2000-1X系統(tǒng)結(jié)構(gòu)cdma2000-1X網(wǎng)絡(luò)主要有BTS、BSC和PCF、PDSN等節(jié)點(diǎn)組成。基于ANSI-41核心網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示:圖5 基于ANSI-41核心網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)其中：BTS - 基站收發(fā)信機(jī)PCF - 分組控

43、制功能BSC - 基站控制器PDSN - 分組數(shù)據(jù)服務(wù)器SDU - 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元MSC/VLR - 移動(dòng)交換中心/訪問寄存器BSCC- 基站控制器連接由圖可見，與IS-95相比，核心網(wǎng)中的PCF和PDSN是兩個(gè)新增模塊，通過支持移動(dòng)IP協(xié)議的A10、A11接口互聯(lián)，可以支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸。而以MSC/VLR為核心的網(wǎng)絡(luò)部份，支持話音和增強(qiáng)的電路交換型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，與IS-95一樣，MSC/VLR與HLR/AC之間的接口基于ANSI-41協(xié)議。圖中，- BTS在小區(qū)建立無線覆蓋區(qū)用于移動(dòng)臺(tái)通信，移動(dòng)臺(tái)可以是IS-95或cdma2000-1X制式手機(jī)。- BSC可對(duì)對(duì)個(gè)BTS進(jìn)行控制； -

44、 Abis接口用于BTS和BSC之間連接； - A1接口用于傳輸MSC與BSC之間的信令信息；- A2接口用于傳輸MSB與BSC之間的話音信息；- A3接口用于傳輸BSC與SDU(交換數(shù)據(jù)單元模塊)之間的用戶話務(wù)(包括語(yǔ)音 和數(shù)據(jù))和信令；- A7接口用于傳輸BSC之間的信令，支持BSC之間的軟切換。以上節(jié)點(diǎn)與接口與IS-95系統(tǒng)需求相同。cdma2000-1X新增接口為：- A8接口：傳輸BS和PCF之間的用戶業(yè)務(wù)；- A9接口：傳輸BS和PCF之間的信令信息；- A10接口：傳輸PCF和PDSN之間的用戶業(yè)務(wù)；- A11接口：傳輸PCF和PDSN之間的信令信息；A10/A11接口

45、是無線接入網(wǎng)和分組核心網(wǎng)之間的開放接口。- 新增節(jié)點(diǎn)PCF(分組控制單元)是新增功能實(shí)體，用于轉(zhuǎn)發(fā)無線子系統(tǒng)和PDSN分組控制單元之間的消息。- PDSN節(jié)點(diǎn)為cdma2000-1X接入Internet的接口模塊14。2. 頻道設(shè)置、信道結(jié)構(gòu)和后向兼容性cdma2000可以工作在8個(gè)RF頻道類，包括IMT-2000頻段、北美PCS頻段、北美蜂窩頻段、TACS頻段等，其中北美蜂窩頻段(上行：824-849MHz,下行:869-894MHz)提供了AMPS/IS-95 CDMA同頻段運(yùn)營(yíng)的條件。cdma2000-1X 的正向和反向信道結(jié)構(gòu)主要采用碼片速率為，數(shù)據(jù)調(diào)制用64陣列正交碼調(diào)制方式，擴(kuò)頻調(diào)

46、制采用平衡四相擴(kuò)頻方式，頻率調(diào)制采用OQPSK方式。cdma2000-1X 正向信道所包括的正向信道的導(dǎo)頻方式、同步方式、尋呼信道均兼容IS-95A/B系統(tǒng)控制信道特性。cdma2000-1X 反向信道包括接入信道、增強(qiáng)接入信道、公共控制信道、業(yè)務(wù)信道，其中增強(qiáng)接入信道和公共控制信道除可提高接入效率外，還適應(yīng)多媒體業(yè)務(wù)。cdma2000-1X 信令提供對(duì)IS-95A/B系統(tǒng)業(yè)務(wù)支持的后向兼容能力，這些能力包括：支持重迭蜂窩網(wǎng)結(jié)構(gòu)；在越區(qū)切換期間，共享公共控制信道；對(duì)IS-95A/B信令協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的延用及對(duì)話音業(yè)務(wù)的支持15。3.3 TD_SCDMA系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成TDSCDMA系統(tǒng)的設(shè)計(jì)集FD

47、MA，TDMA，CDMA和SDMA技術(shù)為一體，并考慮到當(dāng)前中國(guó)和世界上大多數(shù)國(guó)家廣泛采用GSM第二代移動(dòng)通信的客觀實(shí)際，他能夠由GSM平滑過渡到3G系統(tǒng)。TDSCDMA系統(tǒng)的功能模塊，如圖6所示，主要包括：用戶終端設(shè)備（UE）、基站（BTS）、基站控制器（BSC）和核心網(wǎng)。在建網(wǎng)初期，該系統(tǒng)的IP業(yè)務(wù)通過GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)（GGSN）接入到X25分組交換機(jī)，話音和ISDN業(yè)務(wù)仍使用原來GSM的移動(dòng)交換機(jī)。待基于IP的3G核心網(wǎng)建成后，將過渡到完全的TDSCDMA第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)。圖6 TDSCDMA系統(tǒng)的功能模塊結(jié)構(gòu)TDSCDMA無線接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(RAN)由一組通過Iu連到核心網(wǎng)(CN)的

48、無線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(RNS)組成。如下圖7所示：一個(gè)RNS由一個(gè)基站控制器(RNC)和一個(gè)或多個(gè)基站Node B組成。RNC和Node B之間通過Iub接口連接。UE通過空中接口(Uu)接入RNS16。圖7 TDSCDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)無線接入網(wǎng)4 3G移動(dòng)通信系統(tǒng)的呼叫流程4.1 WCDMA呼叫處理基本過程基礎(chǔ)知識(shí)：OVSF碼：互相正交的一組碼。表示法：Cch,SF,jSF表示矩陣的階數(shù)，也是擴(kuò)頻系數(shù)；j表示矩陣中的第j+1行。由于正交特性，用來區(qū)分同一扇區(qū)內(nèi)不同的信道（用戶）。是有限的，如SF256，就是一個(gè)256階的矩陣，共256行，就表示只有256個(gè)不同的OVSF碼，只能區(qū)分256個(gè)用戶。Scr

49、ambling Code：擾碼。下行區(qū)分不同的扇區(qū)，上行區(qū)分不同的UE。這樣，不同的扇區(qū)內(nèi)可以使用同樣的OVSF碼。擾碼的主要編碼類型是GoldCode（金碼）。主擾碼是區(qū)分每個(gè)扇區(qū)的。Gold Code：先從PN序列（偽隨機(jī)序列）說起。PN序列的輸出長(zhǎng)度為2N-1（N為移位寄存器的個(gè)數(shù)）。對(duì)應(yīng)不同的起始位，得到2N-1個(gè)輸出序列組合。不同的移位寄存器組合，會(huì)得到不同的PN序列組合。不同PN序列組合中分別拿出的PN序列之間的互相關(guān)特性沒有太強(qiáng)的規(guī)律，但有一些特殊的會(huì)有，其互相關(guān)值只有三個(gè)取值。稱這樣的序列為優(yōu)選對(duì)。優(yōu)選對(duì)移位模二加，就可總共得到2N-122N1個(gè)金碼（家族）。金碼自相關(guān)歸一化為

50、1，互相關(guān)為0。這樣就可區(qū)分小區(qū)和UE。在下行物理信道上共有8192個(gè)擾碼，將這8192個(gè)碼分成512個(gè)組，每組有16個(gè)碼，其中第一個(gè)為主擾碼（共有512個(gè)主擾碼），其余15個(gè)為次擾碼。512個(gè)組每8個(gè)組成一個(gè)大組，共有64個(gè)大組（主擾碼組）。分組是為了提高同步時(shí)的速度。手機(jī)開機(jī)后尋找當(dāng)前基站的主擾碼時(shí)就可以采取分級(jí)的方法，先64個(gè)大組選1，再8個(gè)組選1，這樣就能很快知道接入的扇區(qū)的主擾碼是什么了。下面是介紹呼叫過程的。通過物理信道的使用來了解整個(gè)呼叫的過程17。4.2 WCDMA具體呼叫流程一、 小區(qū)搜索手機(jī)一開機(jī)，首先要尋找NodeB（或扇區(qū)），判斷這個(gè)NodeB（或扇區(qū)）用的是哪個(gè)主擾碼

51、，然后才能拿到小區(qū)開銷信息。所以先聽主同步信道上的主同步碼（PSC，手機(jī)和NodeB用的都一樣，非周期自相關(guān)），做自相關(guān)，有自相關(guān)峰，說明周圍有好的NodeB。然后再聽輔同步信道上的輔同步碼（SSC），共有16個(gè)，因?yàn)橐粋€(gè)無線幀只有15個(gè)時(shí)隙，只用其中的15個(gè)。16個(gè)中選擇15個(gè)，這樣不同的排列組合有很多，且具有唯一性，選擇64個(gè)分別區(qū)分64個(gè)主擾碼組。聽完一幀后，根據(jù)15個(gè)SSC的排列順序，就可以判斷當(dāng)前扇區(qū)屬于哪個(gè)主擾碼組（64選1）。接著，聽主公共導(dǎo)頻信道P-CPICH，確定到底是哪個(gè)主擾碼。P-CPICH的內(nèi)容是一個(gè)高電位，使用固定的信道化編碼Cch，256，0，擾碼使用的是主擾碼。在

52、手機(jī)確定是哪個(gè)主擾碼組后，它只剩下8個(gè)主擾碼（一個(gè)主擾碼組是8個(gè)組，每組只有一個(gè)主擾碼）。只有一致的主擾碼才能最后解出P-CPICH中的高電位。通過一個(gè)一個(gè)試，直到得到高電位，這樣就確定了主擾碼。得到主擾碼，就可以聽到主公共控制物理信道P-CCPCH，因?yàn)樗彩怯弥鲾_碼來加擾的，信道化編碼固定Cch，256，1。它上的內(nèi)容是小區(qū)的系統(tǒng)消息BCCH。通過這么4步，我的手機(jī)終于了解了它附近的一個(gè)小區(qū)的基本情況了。之前的這一系列過程，都是盲檢測(cè)。二、手機(jī)注冊(cè)/位置更新在上一過程中，手機(jī)了解了小區(qū)的情況，但是基站還不知道有移動(dòng)臺(tái)。所以，手機(jī)必須要有一個(gè)注冊(cè)的過程。首先在主隨機(jī)接入信道上發(fā)送隨機(jī)接入前導(dǎo)

53、。這是一個(gè)敲門的動(dòng)作，同時(shí)也在進(jìn)行開環(huán)功控。手機(jī)會(huì)發(fā)送不止一個(gè)Preamble，一開始做試探，功率小一點(diǎn)，看基站能不能聽到。如果聽不到，下一個(gè)Preamble的功率就增加一個(gè)步長(zhǎng)，直到功率足夠強(qiáng)，基站就聽到了。Preamble里的兩個(gè)擾碼來區(qū)分是哪個(gè)扇區(qū)哪個(gè)用戶發(fā)來的前導(dǎo)。前導(dǎo)簽名Preamble Signature 區(qū)分用戶，前導(dǎo)擾碼來區(qū)分扇區(qū)。基站聽到后，通過捕獲指示信道AICH告訴手機(jī)可以繼續(xù)發(fā)送具體的接入請(qǐng)求信息了。AICH上的信息AI與PRACH上的簽名對(duì)應(yīng)。即如果是駱駝發(fā)送Preamble，則基站回一個(gè)“駱駝，我聽到你了，可以發(fā)接入消息了”。于是，手機(jī)開始在PRACH上發(fā)送接入Me

54、ssage。基站收到手機(jī)的接入請(qǐng)求后，通過輔公共控制信道S-CCPCH給手機(jī)分配資源（通過傳輸信道FACH來分配），分配得到的主要是專用物理信道。手機(jī)收到資源分配消息后，手機(jī)轉(zhuǎn)到基站給它分配的DPDCH/DPCCH上進(jìn)行注冊(cè)或位置更新。這是雙向的信道。三、手機(jī)空閑手機(jī)空閑時(shí)，要不斷地監(jiān)聽主公共控制信道，在這上面經(jīng)常會(huì)發(fā)送一些小區(qū)開銷信息，如哪些狀態(tài)發(fā)生改變。所以手機(jī)要想在這個(gè)小區(qū)生活下去，就要不斷地了解小區(qū)的規(guī)則以及小區(qū)環(huán)境的變化。手機(jī)還要監(jiān)聽尋呼指示信道，它會(huì)告訴手機(jī)在輔公共控制信道上有沒有這個(gè)手機(jī)的尋呼消息。如果有，就轉(zhuǎn)到輔公共控制信道上去收。（S-CCPCH映射PCH）四、手機(jī)主叫 發(fā)送

55、接入前導(dǎo)，進(jìn)行呼叫請(qǐng)求，開環(huán)功控；基站確認(rèn)呼叫請(qǐng)求，發(fā)送AI，通知手機(jī)繼續(xù)發(fā)送具體接入請(qǐng)求；手機(jī)發(fā)送接入消息；基站通過S-CCPCH(FACH)給手機(jī)分配信道；手機(jī)占用PDCH進(jìn)行話音通信。五、手機(jī)被叫快速尋呼消息。通過監(jiān)聽PICH，得到有給此手機(jī)的尋呼消息。這個(gè)消息不是具體的尋呼消息，具體的要到S-CCPCH(PCH)中得到。在S-CCPCH(PCH)中得到尋呼消息后，手機(jī)就試圖接入相應(yīng)的基站，后面就和手機(jī)主叫的過程一樣了。六、 高速數(shù)據(jù)傳輸CSICH指示一個(gè)CPCH信道的狀態(tài)，即一個(gè)CPCH信道是不是可用。手機(jī)通過監(jiān)聽CSICH，就可以知道有沒有可用的CPCH；如果手機(jī)知道有一個(gè)可用的CP

56、CH，就在PCPCH物理信道上發(fā)送接入前導(dǎo)。Preamble同樣進(jìn)行敲門和開環(huán)功控；當(dāng)基站收到請(qǐng)求，就通過接入前置捕獲指示信道AP-AICH通知手機(jī)已收到請(qǐng)求。這是基站的第一次確認(rèn)；手機(jī)收到第一次確認(rèn)后，在PCPCH上發(fā)送碰撞檢測(cè)前導(dǎo)CDPreamble，來檢測(cè)碰撞；基站收到后，通過CD/CA-ICH來確認(rèn)；手機(jī)收到第二次確認(rèn)后，就開始在PCPCH上傳送高速數(shù)據(jù)信息18。5 3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢(shì)5.1 3G在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)組織了科研院所、大學(xué)、運(yùn)營(yíng)商和制造商等相關(guān)單位，從1999年開始，研究了包括WCDMA、TD-SCDMA和cdma2000三大主流技術(shù)的

57、標(biāo)準(zhǔn)。從2004年初開始，全面啟動(dòng)了3G系列標(biāo)準(zhǔn)的起草及審定工作。這一工作是以近年來跟蹤了解和編寫的大量預(yù)研報(bào)告為基礎(chǔ)，基于3G模擬實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，最終完成了包含WCDMA、TD-SCDMA、cdma2000及業(yè)務(wù)應(yīng)用共四個(gè)子體系的3G系列標(biāo)準(zhǔn)共98項(xiàng)的起草工作，為3G在我國(guó)的商用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。3G在不斷發(fā)展：無線接口技術(shù)向著更高的帶寬、更大的容量、更好的服務(wù)質(zhì)量(QoS)的目標(biāo)發(fā)展；核心網(wǎng)向全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方向發(fā)展。未來，我國(guó)3G市場(chǎng)將繼續(xù)保持快速穩(wěn)定發(fā)展，并呈現(xiàn)以下趨勢(shì)：1：固定通信向移動(dòng)通信，固網(wǎng)的生存空間正在被不斷壓縮。移動(dòng)通信的發(fā)展對(duì)固話的分流作用日益明顯，固話占整個(gè)通話市場(chǎng)的話務(wù)量和收入份額也因此流失。移動(dòng)通信的成功使固話收入增長(zhǎng)明顯落后于移動(dòng)通信。移動(dòng)通信對(duì)固話話務(wù)量的分流已成國(guó)際趨勢(shì)。2：移動(dòng)話音業(yè)務(wù)仍將是運(yùn)營(yíng)商的搖錢樹。基本話音業(yè)務(wù)將繼續(xù)是移動(dòng)通信的主要收入來源，特別是在中國(guó)用戶的消費(fèi)特點(diǎn)、用戶普及率和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)決定了話音業(yè)務(wù)的重要性。3G網(wǎng)絡(luò)比傳統(tǒng)移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)營(yíng)效率更高，成本更低（一個(gè)3G網(wǎng)絡(luò)在全負(fù)荷運(yùn)營(yíng)時(shí)的語(yǔ)音傳輸成本僅僅相當(dāng)于2G網(wǎng)絡(luò)成本的四分之一）。中國(guó)的文化和國(guó)情也決定了語(yǔ)音需求在未來一段時(shí)間內(nèi)仍將是主體需求。3：將 “世界” 裝進(jìn)手機(jī) 。4：移動(dòng)價(jià)值鏈的裂變與聚合