第三代移動通信與WCDMA簡介第三代移動通信與WCDMA簡介2023/1/42第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡1、IMT－2000簡介△IMT－2000的由來□歐洲于1985年提出FPLMTS即FuturePubicLandMobileTelecommunicationsSystem，1996年更名為IMT－2000。□IMT－2000原含義為：●InternationalMobileTelecommunications●工作于2000MHz頻段●大約于2000年左右商用2022/12/272第三代(3G)移動通信與第三代的3GP2023/1/43第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)□1992年在世界無線電大會上將2GHz頻段上大約分配了230MHz頻段給當時的FPLMTS和衛星業務?！衿浜诵念l段可參見<圖10.3.1>所示；即1885～

2025MHz和2115～2200MHz；其中：1980～

2010MHz和2170～2200MHz僅供衛星使用。●后來，WARC’2000又為第三代增加了以下的額外頻帶：即806～960MHz,1710～1885MHz,2500～

2690MHz三個新頻段，各國可根據市場需求和各國情況具體選擇，但需要進行統一協調。2022/12/273第三代(3G)移動通信與第三代的3GP2023/1/44第三代（3G）移動通信與第三代的3GPP網絡(續)核心頻段

WRC2000頻譜圖2022/12/274第三代（3G）移動通信與第三代的3GP2023/1/45第三代（3G）移動通信與第三代的3GPP網絡(續)△IMT－2000的目標與要求□全球同一頻段、統一體制標準、無縫隙覆蓋，并至少可實現全球漫游□提供以下不同環境下的多媒體業務：●車速環境：144Kb/s●步行環境：384Kb/s●室內環境：2Mb/s□具有接近固定網絡業務服務質量；□與現有移動通信系統相比，具有更高的頻率利用率；□可以很靈活地引入新業務；□易于從第二代平滑過渡和演變；□具有更高的保密性能；□較低價格袖珍多媒體實用化手機；…………2022/12/275第三代（3G）移動通信與第三代的3GP2023/1/46第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)△IMT－2000無線接口規范國際電聯ITU－R/TG8－1組于1999年10月25日至11月5日在芬蘭赫爾辛基會議上通過建議草案“IMT－2000無線接口規范”共列有以下五項：□IMT－2000CDMADS，它含UTRA/WCDMA和美、日、韓提出的W－CDMA等；□IMT－2000CDMAMS，主要含cdma20003x；□IMT－2000CDMATDD，主要含UTRATDD和我國提出的TD－SCDMA；□IMT－2000TDMASC，主要含UWC136；□IMT－2000TDMAMC，主要含DECT；2022/12/276第三代(3G)移動通信與第三代的3GP2023/1/47第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)△IMT－2000無線接口主要參數要求

<表10.3.1>ITU提出的IMT－2000無線接口主要參數表環境室內辦公室步行車輛內容比特率BER比特率BER比特率BER典型語音低時延8－16－32Kb/s≤10－3語音激活50％8－16－32Kb/s≤10－3語音激活50％8－16－32Kb/s≤10－3語音激活50％電路交換短時延數據64－144－384－512－1024－2048Kb/s≤10－6

64－144－384Kb/s≤10－6

64－144Kb/s≤10－6

電路交換長時延數據64－144－384－512－1024－2048Kb/s≤10－6

64－144－384Kb/s≤10－6

64－144Kb/s≤10－6

分組交換數據64－144－384－512－1024－2048Kb/s≤10－6

泊松到達64－144－384Kb/s≤10－6泊松到達64－144Kb/s≤10－6

泊松到達2022/12/277第三代(3G)移動通信與第三代的3GP2023/1/48第三代（3G）移動通信與第三代的3GPP網絡(續)△3GPP與3GPP23GPP與3GPP2是一個跨國的標準化組織的第三代伙伴計劃。即：□3GPP是有歐洲ETSI，日本ARIB、TTC，韓國TTA以及美國TI等組成，其宗旨是制定以GSM網絡為核心網，以

UTRA（UniversalTerrestrialRadioAccess）為無線接口標準。它于1998年12月正式成立；□3GPP2是由美國ANSI(TIA)，日本ARIB、TTC，韓國TTA

等組成，其宗旨是制定以北美ANSI/IS－41網絡為核心網，以CDMA－2000以及UWC－136為無線接口標準。它于1999年1月正式成立。2022/12/278第三代（3G）移動通信與第三代的3GP2023/1/49第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2、WCDMA簡介△WCDMA是一類直接序列擴頻的碼分多址（DS－CDMA）技術.□1998年6月提交到ITU的第三代移動通信無線傳輸技術（RTT）共由10個提案，其中涉及DS－CDMA的有六個，他們是；●歐洲ETSI，UTRA－UMTS（WCDMA）；●日本ARIB，J.W－CDMA；●美國TIA，WIMSW－CDMA；●美國TIPI，WCDMA/NA；●韓國TTA，CDMAⅡ；●中國TD－SCDMA，（TDD方式）；以歐洲提案為主體融合其他方案形成最后的3GPPWCDMA方案2022/12/279第三代(3G)移動通信與第三代的3GP2023/1/410□3GPP的WCDMA方案主要分為以下兩類：●WCDMA、FDD方式●WCDMA、TDD方式，它主要包含我國TD

－SCDMA，與UTRAWCDMATDD方案（以德國西門子公司為代表）第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2710□3GPP的WCDMA方案主要分為2023/1/411△WCDMA的主要參數<表10.3.2>WCDMA的主要參數上行信道復用控制和導頻信道時分復用數據和控制信道I&Q復用下行信道復用數據和控制信道時分復用多速率可變擴頻和多碼擴頻因子4～256功率控制開環和快速閉環(1.6KHz)下行擴頻碼可變長度的正交序列碼(OVSF)劃分信道，218－1的Gold序列碼區分小區和用戶（周期10ms）上行擴頻碼可變長度的正交序列碼(OVSF)劃分位跡，225－1的Gold序列區分用戶(I/Q時間偏移不同,10ms)切換軟切換頻率間切換信道帶寬5MHz雙工方式FDD或TDD碼元速率3．84Mchip/s幀長10ms下行鏈路和RF信道結構直擴擴頻調制方式上行：雙信道QPSK下行：平衡QPSK復擴頻電路數據調制方式上行：QPSK下行：QPSK信道編碼交織或turbo碼相干檢測上/下行：用戶專用的時間復用導頻下行：共用調頻第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2711△WCDMA的主要參數<表2023/1/412<圖10·3·6>WCDMA的物理信道結構

物理信道

上行物理信道

下行物理信道專用物理信道共用物理信道專用物理信道共用物理信道共享物理信道專用物理數據信道專用物理控制信道隨機接入信道共用分組信道專用信道公共導頻信道公共控制信道同步信道共享信道第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2712<圖10·3·6>WCDMA的物理信2023/1/413?

上行鏈路DPDCH/DPCCH信道的幀結構圖：

超幀=720ms

幀=10ms

時隙=2560chipDPDCH:DPCCH:

第1幀第2幀……第i幀……第72幀

時隙1時隙2……時隙I……時隙15

導頻NpilotbitTPC1Ntpc1bitFB1Nfb1bitTPCNtpcbitN數據bit第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2713?上行鏈路DPDCH/DPCCH信2023/1/414

在上行數據鏈路中僅以DPDCH/DPCCH為例，給出上述幀結構。其中一個超幀含72幀，每幀長10ms，含有15個時隙，每個時隙含有2560個碼元（chip）且與一個功控周期相同。而每個時隙中比特的個數則與物理信道的擴頻因子有關即SF=256/2^k,它可以取256~4。256碼元中含有導頻、功控、反饋和傳輸格式組合指示。上行共用物理信道的PACH與PCPCH幀結構這里就不再整述。第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2714在上行數據鏈路中僅2023/1/415?

下行鏈路DPCH信道的幀結構圖：

超幀=720ms

幀=10ms

時隙=2560chipDPCCHDPDCHDPCCHDPDCHDPCCH

第1幀第2幀……第i幀……第72幀

時隙1時隙2……時隙I……時隙15TPC1DataTPCData2PilotNtpc1bitNdata1bitNtpcbitNdata2bitNpilotbit第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2715?下行鏈路DPCH信道的幀結構圖：2023/1/416

與上行一樣，下行鏈路中僅以DPCH信道為例，給出上述的幀結構。同樣一個超幀含72幀，每幀長10ms，含有15個時隙，每個時隙含有2560個碼元（chip）其內容有兩組數據，一組發送功率控制TPC命令，一組傳輸格式組合指示信息TFCI和一組導頻pilot。下行其他類型信道幀結構這里也不再整述。第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2716與上行一樣，下行2023/1/417□WCDMA前向/反向鏈路的信道分配：?

前向鏈路的信道分配：前向WCDMA信道（基移）5MHz

公共導頻同步主公共控制輔公共控制專用物物理分享信道信道物理信道物理信道理信道……信道

CPICHSCHPCCPCHSCCPCHDPCHDPSCHCPICH（天線1）CPICH（天線2）廣播信道BCH前向接入FACH尋呼PCHFACHPCH第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2717□WCDMA前向/反向鏈路的信道分2023/1/418?

反向鏈路的信道分配：反向WCDMA信道（移基）5MHz

隨機接入公共分組信道專用物理信道信道……RACHCPCHDPCH前消息控制前消息控制導消息數據導消息數據DPCCHDPDCH···DPDCH第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2718?反向鏈路的信道分配：反向WCD2023/1/419□WCDMA多速率用戶數據傳輸

WCDMA擁有一個靈活的多速率傳輸模式，它對不同類型的業務可以使用不同數據數量和不同的服務質量即其信道編碼類型，交織深度和數據速率可變。下面我們給出上下行鏈路速率傳送和復用技術方案如下：第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2719□WCDMA多速率用戶數據傳輸第三2023/1/420<圖10·3·11>上/下行多速率方案框圖：CRC傳輸塊級聯/編碼塊分割信道編碼無線幀均衡第一交織無線幀分割速率匹配

速率匹配CRC傳輸塊級聯/編碼塊分割信道編碼速率匹配DTX指示第一次輸入第一交織無線幀分割

速率匹配第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2720<圖10·3·11>上/下行多速率方2023/1/421接上頁圖：物理信道1物理信道2… 物理信道1物理信道2…

上行鏈路多速率方案 下行鏈路多速率方案傳輸信道復接物理信道分割第二交織物理信道映射傳輸信道復接DTX指示第二次插入無線信道分割第二交織物理信道映射第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2721接上頁圖：傳輸信道復接物理信道分割第2023/1/422

從第二代（2G）網絡向第三代（3G）網絡的平滑過渡與演進：從總體上來說，由2G向3G演進的步驟分為兩步：第一步為過渡性方案，第二步實現IP核心網。下面分別予以簡介：▲3GPP提出的基于GSM/GPRSATM核心網的R99（Release99）標準；第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2722 從第二代（2G）網絡向第三代（3G2023/1/423它基本上是由二代的GSM與二代半的GPRS的網絡平臺基礎上過渡和升級產生的。與2GGSMPHASE2+以及GPRA標準相比3G的R99中主要改動有：■無線接口

?

二代（2G）和二代半（2.5G）的GSM和GSM/GPRS采用的是時分多址TDMA方式，而三代（3G）的WCDMA則采用碼分多址CDMA方式?？梢娫诳罩薪涌诘闹饕嘀方尤敕绞缴鲜峭耆煌模耆患嫒莸?；

?3G在2.5G的GPRS基礎上，分別支持電路交換CS和分組交換PS兩類業務；

?3G的傳送數據能力有很大的增強，即從原來2G最低的

9.6k/s提高至3G最高達2Mb/s;第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2723它基本上是由二代的GSM與二代半的G2023/1/424

?在3G中，實現了包含圖像業務在內的多媒體業務傳送。然而在2G中只能傳送話音與低速的電路交換數據業務，到了2.5G雖然有所改善，但改善很有限■在3G中的話音業務，由于引入了自適應多速率話音編碼AMR，從而進一步提高了話音質量和系統的容量；對數據業務，特別是分組數據業務，為移動因特網的實現，得到了實質性的進展。從分組傳遞、信息安全，到協議和網絡平臺的改善做了一系列較全面的改進；第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2724?在3G中，實現了包含圖像業務在內2023/1/425■無線接入網系統，在3G中基于2G原有結構與接口，引入了基于ATM的Iu、Iub和Iur接口；

?

對應于2.5G的GSM/GPRS網絡中的A接口和Gb接口，引入了分別針對電路交換CS的Iucs和針對分組交換的Iups，針對廣播域的Iubs；

?

對應于2G的GSM中不開放的Abis接口，將它改變成開放型的Iub接口，以便于不同廠家產品間的連接；

?

為了便于3G中軟切換的實現，在不同的RNC之間增設了Iur接口；第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2725■無線接入網系統，在3G中基于2G2023/1/426■核心網系統，將核心網粗分為兩個域，即電路交換CS和分組交換PS兩個部分。

?

電路交換CS域供電路交換型業務，主要是話音業務以及部分電路交換型數據業務用，并負責電路交換業務的呼叫、控制和移動管理；

?

分組交換PS域供分組交換型業務，主要是分組數據業務以及IP電話等分組交換型數據業務用，即分組數據業務的接入、控制和移動性管理；

?

核心網還可以將與廣播性業務集中起來統一控制與管理。第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2726■核心網系統，將核心網粗分為兩個域2023/1/427■3G的R99是從2.5GGSM/GPRS升級的，兩者的基本結構與實體相同。它正如圖所示，兩者間主要差異僅在于功能上的加強與軟件版本上的升級，比如：

?

在CS域,R99增加了定位技術、號碼可攜帶以及一些智能型業務等；

?

在PS域與GPRS相比，也對一些具體接口協議、工作流程和業務能力作了部分改動與加強；

?

在圖中為了區別2.5G與3G的R99中各主要功能塊后面都附加了一個“E”以表示它是原2.5GGSM/GPRS各相應功能塊的改進型；

?

通過引入BICC，實現了能同時在多個邏輯信道上傳送一個用戶的各種業務數據，使網絡下層的承載與上層的業務數據相對獨立。第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2727■3G的R99是從2.5GGSM2023/1/428△3Gpp的全IP核心網絡□所謂全IP是指結構（含網絡和終端）IP化、協議IP化到業務IP化的全過程；□全IP化應首先從核心網IP化開始，即一個IP核心網應能提供。

?

能提供基于IP的各種媒體業務（含多媒體業務在內）；

?

多種媒體（含話音、數據、圖像等）流和多媒體流均應在統一的IP核心網上傳送和交換；

?IP作為承載和傳輸技術，應逐步從核心網開始逐步延伸至無線接入網、無線接口直至移動終端；第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2728△3Gpp的全IP核心網絡第三代2023/1/429□3GPP提出的全IP網絡參數模型<圖10-3.20>3GPP全IP網絡的參數模型應用和服務GGSN其它PLMN各種接入網絡應用和服務SCP傳統的信令網多媒體IP網絡TEMTGERANTEMTUTRANSGSNHSSR-SGNCSCFMRFMGCFGGSNT-SGW WWMSC服務器HSSGMSC服務器R-SGWMGWPSTN業務數據接口信令協議接口第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2729□3GPP提出的全IP網絡參數模型2023/1/430其中：R-SGW,為漫游信令網關；

T-SGW,為傳輸信令網關；

MGW,為多媒體網關；

HSS,為本地用戶服務器；

CSCF,為呼叫狀態控制功能；

MRF,為多媒體資源控制；

MGCF,為多媒體網關控制。第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2730其中：R-SGW,為漫游信令網關；2023/1/431它主要包含以下幾個主要部分：?

無線網絡，它主要有移動用戶有關設備、無線鏈路和無線接入網、包會支持3GUTRAN，和支持GPRS改進型EDGE以及HIPERLAN2的GERAN；?GPRS網絡，GPRS網絡的GSN功能同它在R99分組交換網中一樣，為移動終端提供移動管理功能和PDP內容激活業務。而HLR的功能由HSS（歸屬用戶服務器）來實現，用來保存用戶特征數據；?

呼叫控制，它由呼叫狀態控制功能（CSCF）、媒體網關控制功能（MGCF）、漫游信令網關（R-SGW）、媒體網關（MGW）、傳輸信令網關（T-SGW）和媒體資源功能（MRF）實現。第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2731它主要包含以下幾個主要部分：第三代(2023/1/432?

連接其他網絡的網關，與外部網絡的互連是通過

GGSN、MGCF、MGW、R-SGW和T-SGW等部分來實現，其中與傳統移動網的信令接口通過R-SGW、CSCF、MGCF、T-SGW和HSS實現，承載接口通過MGW實現，與固定核心網的電路交換信令接口通過CSCF、MGCF、T-SGW實現。?

業務結構，與應用和業務的接口由HSS、SGSN和

CSCF來實現，與非標準業務接口則通過應用業務層實現。第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2732?連接其他網絡的網關，與外部網絡2023/1/433□全IP網絡的發展目標（達到電信級IP標準）

3GPP標準化組織已提出了一系列的對全IP網絡的目標要求，它們包含:

?

建立一個能夠快速的增強服務的靈活環境；

?

建立用戶的端到端IP連接；

?

能夠承載實時業務包含多媒體業務；

?

規范化和可裁減性；

?

接入方式獨立性。無縫隙連接服務、公共服務擴展、專用網和公用網的共用、固定和移動匯集能力；

?

將服務、控制和傳輸分開；

?

將操作和維護集成；

?

在不降低質量的前提下，減少IP技術減半；

?

具有開放的接口，能夠支持多廠家產品；

?

至少能達到目前的安全性水平；

?

至少能達到目前的QOS水平。第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2733□全IP網絡的發展目標（達到電2023/1/4346、WCDMA的業務△引言□WCDMA業務一般采用歐洲通用移動通信系統UMTS的提出的標準和要求；□與GSM以及其它2G移動通信系統相比較

UMTS提出允許對無線承載特性進行協商；□UMTS必須支持具有不同QOS要求的各種應用業務類型；第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/27346、WCDMA的業務第三代(32023/1/435△UMTS承載業務□UMTS允許用戶或應用為所要傳送的信息協商最適當的承載特性，也允許在已建立連接后通過再協商來改變承載特性；□承載協商是由應用發起，而再協商則可能是由應用或網絡發起（比如在切換時）；□應用根據自己的需求提出所需的承載，網絡檢查可用的資源和用戶注冊并做出反映，用戶可以接受或拒絕網絡所提供的承載；□承載性能直接影響服務價格；□承載類型、承載的參數和參數值與應用及發送/接受兩者之間的網絡直接相關；第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2735△UMTS承載業務第三代(3G)2023/1/436△UMTS承載業務的體系結構：由圖可見,UMTS承載業務具有分層式結構,某一個特定層上的每個承載業務都使用下面幾層所提供的業務來實現自己所承擔的業務。且UMTS承載業務在端至端的業務中占有主要角色。第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2736△UMTS承載業第三代(3G)移2023/1/437△UMTS的QOS類型□在UTMS中依據QOS定義了四種類型業務:

?

會話型業務；

?

數據流型業務；

?

互動型業務；

?

后臺（背景）型業務。第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2737△UMTS的QOS類型第三代(32023/1/438□QOS要求與應用<表10.3.3>UMTS業務的QOS要求和應用第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2738□QOS要求與應用<2023/1/439□WCDMA主要會話型業務

?

自適應多速率（AMR）話音編碼，它是一類混合編碼具有八種不同速率：12.2、10.2、7.95、

7.4、6.7、5.9、5.15和4.75Kb/s；

?

可視電話、電話交換（CS）采用ITU-TH323M建議，分組交換（PS）有兩組候選方案：ITU-TH323和IETFSIP（會話初始化協議）第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2739□WCDMA主要會話型業務第三2023/1/440謝謝！2022/12/2740謝謝！知識回顧KnowledgeReview知識回顧KnowledgeReview第三代移動通信與WCDMA簡介第三代移動通信與WCDMA簡介2023/1/443第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡1、IMT－2000簡介△IMT－2000的由來□歐洲于1985年提出FPLMTS即FuturePubicLandMobileTelecommunicationsSystem，1996年更名為IMT－2000。□IMT－2000原含義為：●InternationalMobileTelecommunications●工作于2000MHz頻段●大約于2000年左右商用2022/12/272第三代(3G)移動通信與第三代的3GP2023/1/444第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)□1992年在世界無線電大會上將2GHz頻段上大約分配了230MHz頻段給當時的FPLMTS和衛星業務?！衿浜诵念l段可參見<圖10.3.1>所示；即1885～

2025MHz和2115～2200MHz；其中：1980～

2010MHz和2170～2200MHz僅供衛星使用?！窈髞?，WARC’2000又為第三代增加了以下的額外頻帶：即806～960MHz,1710～1885MHz,2500～

2690MHz三個新頻段，各國可根據市場需求和各國情況具體選擇，但需要進行統一協調。2022/12/273第三代(3G)移動通信與第三代的3GP2023/1/445第三代（3G）移動通信與第三代的3GPP網絡(續)核心頻段

WRC2000頻譜圖2022/12/274第三代（3G）移動通信與第三代的3GP2023/1/446第三代（3G）移動通信與第三代的3GPP網絡(續)△IMT－2000的目標與要求□全球同一頻段、統一體制標準、無縫隙覆蓋，并至少可實現全球漫游□提供以下不同環境下的多媒體業務：●車速環境：144Kb/s●步行環境：384Kb/s●室內環境：2Mb/s□具有接近固定網絡業務服務質量；□與現有移動通信系統相比，具有更高的頻率利用率；□可以很靈活地引入新業務；□易于從第二代平滑過渡和演變；□具有更高的保密性能；□較低價格袖珍多媒體實用化手機；…………2022/12/275第三代（3G）移動通信與第三代的3GP2023/1/447第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)△IMT－2000無線接口規范國際電聯ITU－R/TG8－1組于1999年10月25日至11月5日在芬蘭赫爾辛基會議上通過建議草案“IMT－2000無線接口規范”共列有以下五項：□IMT－2000CDMADS，它含UTRA/WCDMA和美、日、韓提出的W－CDMA等；□IMT－2000CDMAMS，主要含cdma20003x；□IMT－2000CDMATDD，主要含UTRATDD和我國提出的TD－SCDMA；□IMT－2000TDMASC，主要含UWC136；□IMT－2000TDMAMC，主要含DECT；2022/12/276第三代(3G)移動通信與第三代的3GP2023/1/448第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)△IMT－2000無線接口主要參數要求

<表10.3.1>ITU提出的IMT－2000無線接口主要參數表環境室內辦公室步行車輛內容比特率BER比特率BER比特率BER典型語音低時延8－16－32Kb/s≤10－3語音激活50％8－16－32Kb/s≤10－3語音激活50％8－16－32Kb/s≤10－3語音激活50％電路交換短時延數據64－144－384－512－1024－2048Kb/s≤10－6

64－144－384Kb/s≤10－6

64－144Kb/s≤10－6

電路交換長時延數據64－144－384－512－1024－2048Kb/s≤10－6

64－144－384Kb/s≤10－6

64－144Kb/s≤10－6

分組交換數據64－144－384－512－1024－2048Kb/s≤10－6

泊松到達64－144－384Kb/s≤10－6泊松到達64－144Kb/s≤10－6

泊松到達2022/12/277第三代(3G)移動通信與第三代的3GP2023/1/449第三代（3G）移動通信與第三代的3GPP網絡(續)△3GPP與3GPP23GPP與3GPP2是一個跨國的標準化組織的第三代伙伴計劃。即：□3GPP是有歐洲ETSI，日本ARIB、TTC，韓國TTA以及美國TI等組成，其宗旨是制定以GSM網絡為核心網，以

UTRA（UniversalTerrestrialRadioAccess）為無線接口標準。它于1998年12月正式成立；□3GPP2是由美國ANSI(TIA)，日本ARIB、TTC，韓國TTA

等組成，其宗旨是制定以北美ANSI/IS－41網絡為核心網，以CDMA－2000以及UWC－136為無線接口標準。它于1999年1月正式成立。2022/12/278第三代（3G）移動通信與第三代的3GP2023/1/450第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2、WCDMA簡介△WCDMA是一類直接序列擴頻的碼分多址（DS－CDMA）技術.□1998年6月提交到ITU的第三代移動通信無線傳輸技術（RTT）共由10個提案，其中涉及DS－CDMA的有六個，他們是；●歐洲ETSI，UTRA－UMTS（WCDMA）；●日本ARIB，J.W－CDMA；●美國TIA，WIMSW－CDMA；●美國TIPI，WCDMA/NA；●韓國TTA，CDMAⅡ；●中國TD－SCDMA，（TDD方式）；以歐洲提案為主體融合其他方案形成最后的3GPPWCDMA方案2022/12/279第三代(3G)移動通信與第三代的3GP2023/1/451□3GPP的WCDMA方案主要分為以下兩類：●WCDMA、FDD方式●WCDMA、TDD方式，它主要包含我國TD

－SCDMA，與UTRAWCDMATDD方案（以德國西門子公司為代表）第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2710□3GPP的WCDMA方案主要分為2023/1/452△WCDMA的主要參數<表10.3.2>WCDMA的主要參數上行信道復用控制和導頻信道時分復用數據和控制信道I&Q復用下行信道復用數據和控制信道時分復用多速率可變擴頻和多碼擴頻因子4～256功率控制開環和快速閉環(1.6KHz)下行擴頻碼可變長度的正交序列碼(OVSF)劃分信道，218－1的Gold序列碼區分小區和用戶（周期10ms）上行擴頻碼可變長度的正交序列碼(OVSF)劃分位跡，225－1的Gold序列區分用戶(I/Q時間偏移不同,10ms)切換軟切換頻率間切換信道帶寬5MHz雙工方式FDD或TDD碼元速率3．84Mchip/s幀長10ms下行鏈路和RF信道結構直擴擴頻調制方式上行：雙信道QPSK下行：平衡QPSK復擴頻電路數據調制方式上行：QPSK下行：QPSK信道編碼交織或turbo碼相干檢測上/下行：用戶專用的時間復用導頻下行：共用調頻第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2711△WCDMA的主要參數<表2023/1/453<圖10·3·6>WCDMA的物理信道結構

物理信道

上行物理信道

下行物理信道專用物理信道共用物理信道專用物理信道共用物理信道共享物理信道專用物理數據信道專用物理控制信道隨機接入信道共用分組信道專用信道公共導頻信道公共控制信道同步信道共享信道第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2712<圖10·3·6>WCDMA的物理信2023/1/454?

上行鏈路DPDCH/DPCCH信道的幀結構圖：

超幀=720ms

幀=10ms

時隙=2560chipDPDCH:DPCCH:

第1幀第2幀……第i幀……第72幀

時隙1時隙2……時隙I……時隙15

導頻NpilotbitTPC1Ntpc1bitFB1Nfb1bitTPCNtpcbitN數據bit第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2713?上行鏈路DPDCH/DPCCH信2023/1/455

在上行數據鏈路中僅以DPDCH/DPCCH為例，給出上述幀結構。其中一個超幀含72幀，每幀長10ms，含有15個時隙，每個時隙含有2560個碼元（chip）且與一個功控周期相同。而每個時隙中比特的個數則與物理信道的擴頻因子有關即SF=256/2^k,它可以取256~4。256碼元中含有導頻、功控、反饋和傳輸格式組合指示。上行共用物理信道的PACH與PCPCH幀結構這里就不再整述。第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2714在上行數據鏈路中僅2023/1/456?

下行鏈路DPCH信道的幀結構圖：

超幀=720ms

幀=10ms

時隙=2560chipDPCCHDPDCHDPCCHDPDCHDPCCH

第1幀第2幀……第i幀……第72幀

時隙1時隙2……時隙I……時隙15TPC1DataTPCData2PilotNtpc1bitNdata1bitNtpcbitNdata2bitNpilotbit第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2715?下行鏈路DPCH信道的幀結構圖：2023/1/457

與上行一樣，下行鏈路中僅以DPCH信道為例，給出上述的幀結構。同樣一個超幀含72幀，每幀長10ms，含有15個時隙，每個時隙含有2560個碼元（chip）其內容有兩組數據，一組發送功率控制TPC命令，一組傳輸格式組合指示信息TFCI和一組導頻pilot。下行其他類型信道幀結構這里也不再整述。第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2716與上行一樣，下行2023/1/458□WCDMA前向/反向鏈路的信道分配：?

前向鏈路的信道分配：前向WCDMA信道（基移）5MHz

公共導頻同步主公共控制輔公共控制專用物物理分享信道信道物理信道物理信道理信道……信道

CPICHSCHPCCPCHSCCPCHDPCHDPSCHCPICH（天線1）CPICH（天線2）廣播信道BCH前向接入FACH尋呼PCHFACHPCH第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2717□WCDMA前向/反向鏈路的信道分2023/1/459?

反向鏈路的信道分配：反向WCDMA信道（移基）5MHz

隨機接入公共分組信道專用物理信道信道……RACHCPCHDPCH前消息控制前消息控制導消息數據導消息數據DPCCHDPDCH···DPDCH第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2718?反向鏈路的信道分配：反向WCD2023/1/460□WCDMA多速率用戶數據傳輸

WCDMA擁有一個靈活的多速率傳輸模式，它對不同類型的業務可以使用不同數據數量和不同的服務質量即其信道編碼類型，交織深度和數據速率可變。下面我們給出上下行鏈路速率傳送和復用技術方案如下：第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2719□WCDMA多速率用戶數據傳輸第三2023/1/461<圖10·3·11>上/下行多速率方案框圖：CRC傳輸塊級聯/編碼塊分割信道編碼無線幀均衡第一交織無線幀分割速率匹配

速率匹配CRC傳輸塊級聯/編碼塊分割信道編碼速率匹配DTX指示第一次輸入第一交織無線幀分割

速率匹配第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2720<圖10·3·11>上/下行多速率方2023/1/462接上頁圖：物理信道1物理信道2… 物理信道1物理信道2…

上行鏈路多速率方案 下行鏈路多速率方案傳輸信道復接物理信道分割第二交織物理信道映射傳輸信道復接DTX指示第二次插入無線信道分割第二交織物理信道映射第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2721接上頁圖：傳輸信道復接物理信道分割第2023/1/463

從第二代（2G）網絡向第三代（3G）網絡的平滑過渡與演進：從總體上來說，由2G向3G演進的步驟分為兩步：第一步為過渡性方案，第二步實現IP核心網。下面分別予以簡介：▲3GPP提出的基于GSM/GPRSATM核心網的R99（Release99）標準；第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2722 從第二代（2G）網絡向第三代（3G2023/1/464它基本上是由二代的GSM與二代半的GPRS的網絡平臺基礎上過渡和升級產生的。與2GGSMPHASE2+以及GPRA標準相比3G的R99中主要改動有：■無線接口

?

二代（2G）和二代半（2.5G）的GSM和GSM/GPRS采用的是時分多址TDMA方式，而三代（3G）的WCDMA則采用碼分多址CDMA方式?？梢娫诳罩薪涌诘闹饕嘀方尤敕绞缴鲜峭耆煌模耆患嫒莸?；

?3G在2.5G的GPRS基礎上，分別支持電路交換CS和分組交換PS兩類業務；

?3G的傳送數據能力有很大的增強，即從原來2G最低的

9.6k/s提高至3G最高達2Mb/s;第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2723它基本上是由二代的GSM與二代半的G2023/1/465

?在3G中，實現了包含圖像業務在內的多媒體業務傳送。然而在2G中只能傳送話音與低速的電路交換數據業務，到了2.5G雖然有所改善，但改善很有限■在3G中的話音業務，由于引入了自適應多速率話音編碼AMR，從而進一步提高了話音質量和系統的容量；對數據業務，特別是分組數據業務，為移動因特網的實現，得到了實質性的進展。從分組傳遞、信息安全，到協議和網絡平臺的改善做了一系列較全面的改進；第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2724?在3G中，實現了包含圖像業務在內2023/1/466■無線接入網系統，在3G中基于2G原有結構與接口，引入了基于ATM的Iu、Iub和Iur接口；

?

對應于2.5G的GSM/GPRS網絡中的A接口和Gb接口，引入了分別針對電路交換CS的Iucs和針對分組交換的Iups，針對廣播域的Iubs；

?

對應于2G的GSM中不開放的Abis接口，將它改變成開放型的Iub接口，以便于不同廠家產品間的連接；

?

為了便于3G中軟切換的實現，在不同的RNC之間增設了Iur接口；第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2725■無線接入網系統，在3G中基于2G2023/1/467■核心網系統，將核心網粗分為兩個域，即電路交換CS和分組交換PS兩個部分。

?

電路交換CS域供電路交換型業務，主要是話音業務以及部分電路交換型數據業務用，并負責電路交換業務的呼叫、控制和移動管理；

?

分組交換PS域供分組交換型業務，主要是分組數據業務以及IP電話等分組交換型數據業務用，即分組數據業務的接入、控制和移動性管理；

?

核心網還可以將與廣播性業務集中起來統一控制與管理。第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2726■核心網系統，將核心網粗分為兩個域2023/1/468■3G的R99是從2.5GGSM/GPRS升級的，兩者的基本結構與實體相同。它正如圖所示，兩者間主要差異僅在于功能上的加強與軟件版本上的升級，比如：

?

在CS域,R99增加了定位技術、號碼可攜帶以及一些智能型業務等；

?

在PS域與GPRS相比，也對一些具體接口協議、工作流程和業務能力作了部分改動與加強；

?

在圖中為了區別2.5G與3G的R99中各主要功能塊后面都附加了一個“E”以表示它是原2.5GGSM/GPRS各相應功能塊的改進型；

?

通過引入BICC，實現了能同時在多個邏輯信道上傳送一個用戶的各種業務數據，使網絡下層的承載與上層的業務數據相對獨立。第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2727■3G的R99是從2.5GGSM2023/1/469△3Gpp的全IP核心網絡□所謂全IP是指結構（含網絡和終端）IP化、協議IP化到業務IP化的全過程；□全IP化應首先從核心網IP化開始，即一個IP核心網應能提供。

?

能提供基于IP的各種媒體業務（含多媒體業務在內）；

?

多種媒體（含話音、數據、圖像等）流和多媒體流均應在統一的IP核心網上傳送和交換；

?IP作為承載和傳輸技術，應逐步從核心網開始逐步延伸至無線接入網、無線接口直至移動終端；第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2728△3Gpp的全IP核心網絡第三代2023/1/470□3GPP提出的全IP網絡參數模型<圖10-3.20>3GPP全IP網絡的參數模型應用和服務GGSN其它PLMN各種接入網絡應用和服務SCP傳統的信令網多媒體IP網絡TEMTGERANTEMTUTRANSGSNHSSR-SGNCSCFMRFMGCFGGSNT-SGW WWMSC服務器HSSGMSC服務器R-SGWMGWPSTN業務數據接口信令協議接口第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2729□3GPP提出的全IP網絡參數模型2023/1/471其中：R-SGW,為漫游信令網關；

T-SGW,為傳輸信令網關；

MGW,為多媒體網關；

HSS,為本地用戶服務器；

CSCF,為呼叫狀態控制功能；

MRF,為多媒體資源控制；

MGCF,為多媒體網關控制。第三代(3G)移動通信與第三代的3GPP網絡(續)2022/12/2730其中：R-SGW,為漫游信令網關；2023/1/472它主