通信工程本科畢業(yè)設計--全球3g最新熱點的研究與分析

1、<p>　　電 子 科 技 大 學</p><p>　　畢 業(yè) 設 計（論 文）</p><p>　　論文題目： 全球3G最新熱點的研究與分析 </p><p>　　學習中心（或辦學單位）： </p><p>　　指導老師： 職 稱： </p&

2、gt;<p>　　學生姓名： 學 號: </p><p>　　專 業(yè)： 通信工程</p><p>　　2012年 06月 1日</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）任務書</p><p>　　題目： 全球3G最新熱點的研究與分析</p>

3、;<p><b>　　任務與要求：</b></p><p>　　1、對目前主要3G技術體制wcdma，cdma2000和tdscdma進行學習；</p><p>　　2、分別對wcdma，cdma2000和tdscdma三種技術體制進行研究與分析；</p><p>　　3、通過tdscdma研究與分析，把該技術體制應運到實踐中；&

4、lt;/p><p>　　時間： 2012 年 4 月6 日 至 2012 年 6 月 27 日 共 11 周</p><p>　　學習中心：（或辦學單位） </p><p>　　學生姓名： 學 號： </p><p><b>　　專業(yè)： 通信工程&

5、lt;/b></p><p>　　指導單位或教研室： </p><p>　　指導教師： 職 稱：副教授</p><p>　　2012年 05月 13日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　2008年最后一天，人們揣測已久的3G牌照發(fā)放看

6、起來依然沒有進展。但充滿戲劇化的是，到了當天下午17點，由中國政府網率先公布了當天由總理溫家寶主持召開的國務院常務會議上同意工信部按照程序啟動3G牌照發(fā)放的消息，之后新華社、中央電視臺等媒體都在第一時間公布了這條新聞。很快，工業(yè)和信息化部在其官方網站發(fā)布公告稱，工業(yè)和信息化部將按照國務院的部署和要求，依照法定程序和企業(yè)申請，穩(wěn)妥做好TD－SCDMA和WCDMA、CDMA2000三張牌照發(fā)放工作。 </p><p>

7、;　　公告還表示，TD－SCDMA是我國科技自主創(chuàng)新的重要標志。要積極完善和落實各項扶持政策措施，加快TD－SCDMA的發(fā)展，繼續(xù)支持研發(fā)、產業(yè)化和應用推廣，促進產業(yè)鏈成熟，實現大規(guī)模商用。至此，3G牌照獲準發(fā)放啟動將再無任何障礙。</p><p>　　當天的國務院常務會議稱將繼續(xù)支持自主標準TD－SCDMA的研發(fā)產業(yè)化和推廣。會議指出，TD－SCDMA作為第三代移動通信國際標準，是我國科技自主創(chuàng)新的重要標志，國

8、家將繼續(xù)支持研發(fā)、產業(yè)化和應用推廣。發(fā)放第三代移動通信牌照對于拉動內需，優(yōu)化電信市場競爭結構，促進TD－SCDMA產業(yè)鏈成熟，具有重要作用。</p><p>　　WCDMA、CDMA2000和TD－SCDMA被認為是世界3G的三大主流應用技術標準，目前這三大標準已成為我國內地的通信行業(yè)標準。</p><p>　　關鍵詞 3G　 WCDMA CDMA2000 TD－SCDMA<

9、/p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The last day of 2008, people guess has long been the issuance of 3G licenses still looks no progress. But the dramatic is, at17 p.m. that day, from the

10、 first day gov.cn announced by Prime Minister Wen Jiabao chaired a State Council executive meeting agreed to the Ministry to start issuing 3G licenses in accordance with the procedures of the message, after Xinhua, CCTV

11、and other media in the first time to publish the news. Soon, the Ministry of industry and information technology in its official </p><p>　　The announcement also said, TD-SCDMA is China's independent inno

12、vation of science and technology is the important sign of. To improve and implement the policy to support the measure, accelerate the development of TD-SCDMA, continue to support research and development, industrializati

13、on and application promotion, stimulative industry chain mature, large-scale commercial. So far,3G license issuance will be allowed to start without any barriers.</p><p>　　The executive meeting of the State

14、Council says it will continue to support independent standard TD SCDMA R & D and industrialization and promotion. The conference points out, TD-SCDMA as the third generation mobile communication standard, is China

15、9;s independent innovation of science and technology is the important sign of the country, will continue to support the development, industrialization and application. Issue third generation mobile communication licenses

16、 for stimulating domestic demand,</p><p>　　WCDMA, CDMA2000 and3G TD-SCDMA is considered to be the world's three main application of the technical standards, the three has become a standard in the mainlan

17、d of China communication industry standard.</p><p><b>　　翻譯結果重試</b></p><p>　　抱歉，系統(tǒng)響應超時，請稍后再試</p><p>　　支持中英、中日在線互譯</p><p>　　支持網頁翻譯，在輸入框輸入網頁地址即可</p><

18、;p>　　提供一鍵清空、復制功能、支持雙語對照查看，使您體驗更加流暢</p><p>　　KEY WORD 3G　 WCDMA CDMA2000 TD－SCDMA</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 緒 言7</b></p><p>　　第一

19、節(jié) 發(fā)展歷史7</p><p>　　第二節(jié) 定義與特點8</p><p>　　第二章 WCDMA技術研究與分析9</p><p>　　第一節(jié) WCDMA簡介9</p><p>　　第二節(jié)WCDMA基本信令流程10</p><p>　　第三節(jié) WCDMA接入分析16</p><p>

20、;　　第四節(jié) 切換原理17</p><p>　　第三章 CDMA2000技術研究與分析19</p><p>　　第一節(jié) cdma2000標準簡述19</p><p>　　第二節(jié) cdma2000關鍵技術20</p><p>　　第三節(jié) cdma2000主要關鍵技術簡介21</p><p>　　第四章 TD-S

21、CDMA技術研究與分析24</p><p>　　第一節(jié) TD-SCDMA標準發(fā)展及演進24</p><p>　　第二節(jié) TD-SCDMA關鍵技術29</p><p>　　第三節(jié) TD-SCDMA網絡結構模型36</p><p>　　第五章 TD-SCDMA單站優(yōu)化37</p><p>　　第一節(jié) 測試前準備

22、工作37</p><p>　　第二節(jié) 空閑模式的驗證工作39</p><p>　　第三節(jié) 覆蓋DT測試和HSDPA接入功能測試41</p><p>　　第四節(jié) 總結44</p><p><b>　　結束語45</b></p><p><b>　　謝辭46</b&g

23、t;</p><p><b>　　參考文獻47</b></p><p><b>　　第一章 緒 言</b></p><p><b>　　第一節(jié) 發(fā)展歷史</b></p><p>　　1995年問世的第一代模擬制式手機（1G）只能進行語音通話； </p><

24、;p>　　1996到1997年出現的第二代GSM、CDMA等數字制式手機（2G）便增加了接收數據的功能，如接收電子郵件或網頁； </p><p>　　其實，3G并不是2009年誕生的，早在2007年國外就已經產生3G了，而中國也于2008年成功開發(fā)出中國3G，下行速度峰值理論可達3.6Mbit/s（一說2.8Mbit/s），上行速度峰值也可達384kbit/s。不可能像網上說的每秒2G，當然，下一部電影也不

25、可能瞬間完成。 </p><p>　　2000年5月，國際電信聯盟正式公布第三代移動通信標準，我國提交的TD-SCDMA正式成為國際標準，與歐洲WCDMA、美國CDMA2000成為3G時代最主流的三大技術之一。 </p><p>　　2008年5月24日，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)改委、財政部聯合發(fā)布《關于深化電信體制改革的通告》，鼓勵中國電信收購中國聯通(600050,股吧)CDMA網（包括

26、資產和用戶），中國聯通與中國網通合并，中國網通的基礎電信業(yè)務并入中國電信，中國鐵通并入中國移動，國內電信運營商由6家變?yōu)?家。 </p><p>　　2008年6月2日，中國聯通向中國網通提出以協(xié)議安排方式對兩家公司實施合并，每股中國網通股份將換取1.508股中國聯通股份，每股中國網通美國存托股份換取3.016股中國聯通美國存托股份。同時，中國電信將以總價1100億元收購聯通CDMA網絡。 </p>

27、<p>　　2008年7月29日，中國電信集團宣布未來三年投資800億元發(fā)展CDMA業(yè)務，并提出在三年內把CDMA用戶數由目前約4300萬增至1億，屆時在中國移動通信市場的占有率將達15%。 2008年10月15日，網通紅籌公司在香港聯交所和紐約證券交易所退市。 </p><p>　　2008年8月，工信部發(fā)布《關于同意中國移動通信集團公司開展試商用工作的批復》，同意中國移動在全國建立TD網絡并開展試

28、商用。 </p><p>　　2008年10月1日，中國電信開始與中國聯通進行C網交割，并于60天內完成。 </p><p>　　2008年10月15日，新聯通公司正式成立，此次電信重組改革在資本市場層面的工作全部結束。 </p><p>　　2008年12月22日，中國電信發(fā)布移動業(yè)務品牌"天翼"，189號段在部分省市投入試商用，全面轉型為全業(yè)

29、務運營商。 </p><p>　　2008年12月31日，國務院常務會議通過決議，同意啟動3G牌照發(fā)放工作</p><p>　　第二節(jié) 定義與特點</p><p><b>　　1.定義：</b></p><p>　　3G全稱為第三代移動通信，全球已經有100余個國家地區(qū)部署了3G。 </p><p&

30、gt;　　第一代模擬手機(1G)只能進行語音通話，俗稱大哥大； </p><p>　　第二代GSM、CDMA等數字式手機(2G)有了短信、WAP上網等功能； </p><p>　　3G的數據傳輸速度有了大幅提升，能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括網頁瀏覽、電話會議、電子商務等多種信息服務。</p><p><b>　　2.特點：</b

31、></p><p>　　與第一代模擬移動通信和第二代數字移動通信相比，第三代移動通信是覆蓋全球的多媒體移動通信。它的主要的特點之一是可實現全球漫游，使任意時間、任意地點、任意人之間的交流成為可能。也就是說，每個用戶都有一個個人通信號碼，帶著手機，走到世界任何一個國家，人們都可以找到你，而反過來，你走到世界任何一個地方，都可以很方便地與國內用戶或他國用戶通信，與在國內通信時毫無分別。 </p>

32、<p>　　能夠實現高速數據傳輸和寬帶多媒體服務是第三代移動通信的另一個主要特點。這就是說，用第三代手機除了可以進行普通的尋呼和通話外，還可以上網讀報紙，查信息、下載文件和圖片；由于帶寬的提高，第三代移動通信系統(tǒng)還可以傳輸圖象，提供可視電話業(yè)務。</p><p>　　具體來講，3G業(yè)務可以分為基本業(yè)務和新興業(yè)務?；緲I(yè)務一般有短消息業(yè)務，WAP業(yè)務，多媒體消息業(yè)務，定位服務業(yè)務，OTA下載業(yè)務。 <

33、;/p><p>　　短信業(yè)務是3G系統(tǒng)的業(yè)務平臺提供的一種數據業(yè)務，它為移動終端提供收發(fā)一定大小的文本和數據的業(yè)務，并利用SMSC（短信業(yè)務中心）為短信提供“存儲轉發(fā)”的功能。 </p><p>　　WAP業(yè)務是移動數據業(yè)務和internet融合的基本業(yè)務，用戶通過手機和其他無線終端的瀏覽器查看從服務器收到的信息，室移動終端持有者可以像internet用戶一樣，訪問internet內容和其他數

34、據服務。具體有可以分為PULL業(yè)務和PUSH業(yè)務兩種類型。</p><p>　　3G的數據傳輸速度有了大幅提升，能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括網頁瀏覽、電話會議、電子商務等多種信息服務。</p><p>　　第二章 WCDMA技術研究與分析</p><p>　　第一節(jié) WCDMA簡介</p><p>　　W-CDMAWid

35、eband CDMA 是一種由3GPP具體制定的，基于GSM MAP核心網，UTRAN（UMTS陸地無線接入網）為無線接口的第三代移動通信系統(tǒng)。目前WCDMA有Release 99、Release 4、Release 5、Release 6等版本。W-CDMA[2]（寬帶碼分多址）是一個ITU(國際電信聯盟)標準，它是從碼分多址（CDMA）演變來的，從官方看被認為是IMT-2000的直接擴展，與現在市場上通常提供的技術相比，它能夠為移動

36、和手提無線設備提供更高的數據速率。WCDMA采用直接序列擴頻碼分多址（DS-CDMA）、頻分雙工（FDD）方式，碼片速率為3.84Mcps，載波帶寬為5MHz.基于Release 99/ Release 4版本，可在5MHz的帶寬內，提供最高384kbps的用戶數據傳輸速率。W-CDMA能夠支持移動/手提設備之間的語音、圖象、數據以及視頻通信，速率可達2Mb/s（對于局域網而言）或者384Kb/s（對于寬帶網而言）。輸入信號先被數字化，

37、然后在一個較寬的頻譜范圍內以編碼的擴頻模式進行傳輸。窄帶CDMA使用的是200KHz寬度的載頻，而W-</p><p>　　W-CDMA由ETSI NTT DoCoMo作為無線介面為他們的3G網路FOMA開發(fā)。后來NTTDocomo提交給ITU一個詳細規(guī)范作為一個象IMT-2000一樣作為一個候選的國際3G標準。國際電信聯盟(ITU) 最終接受W-CDMA作為IMT-2000家族3G標準的一部分。后來W-CDMA

38、被選作UMTS的無線介面，作為繼承GSM的3G技術或者方案。誤解盡管名字跟CDMA很相近，但是W-CDMA跟CDMA關系不大。多大多小要看不同人的立足點。在行動電話領域，術語CDMA 可以代指碼分多址擴頻復用技術，也可以指美國高通（Qualcomm）開發(fā)的包括IS-95/CDMA1X和CDMA2000(IS-2000)的CDMA標準族。</p><p>　　歷史上，歐洲電信標準委員會（ETSI）在 GSM 之后就

39、開始研究其 3G標準，其中有幾種備選方案是基于直接序列擴頻分碼多工的，而日本的第三代研究也是使用寬帶碼分多址技術的，其后，以二者為主導進行融合，在3GPP組織中發(fā)展成了第三代移動通信系統(tǒng)UMTS，并提交給國際電信聯盟（ITU）。 　　國際電信聯盟最終接受WCDMA作為IMT-2000 3G標準的一部分。 　　2001年，日本NTT DoCoMo公司的FOMA是世界上第一個商業(yè)運營WCDMA服務。 　　J-Phone日本電話（現軟件

40、銀行）已經繼推出基于WCDMA服務后，聲稱“沃達豐全球標準”兼容UMTS（盡管2004年時還有爭議）。 　　2003年初，和記黃埔 逐步在全球運營他們的UMTS網絡（簡稱3）。 　　大多數歐洲GSM運營商計劃未來某個時間推出UMTS服務，盡管有幾個已經把此服務提到日程上來，有一些甚至從2003年底就開始運營UMTS網絡。 　　沃達豐于2004年2月在歐洲多個UMTS網絡投入運行。沃達豐還打算在其他國家（包括澳大利亞及新西蘭）建設U

41、MTS網絡。 　　AT&T 無線（現屬于Cingular Wi</p><p>　　第二節(jié)WCDMA基本信令流程</p><p><b>　　UE呼叫過程</b></p><p>　　手機開機后需要知道的信息：（1）最強小區(qū)（2）時隙邊界（3）幀邊界（4）主擾碼（5）廣播信道的相關廣播</p><p>　　RR

42、C建立流程(FACH/RACH)</p><p>　　UE為登記發(fā)起RRC連接建立，SRNC決定在公共信道上建立RRC連接，并且使用已經配置好的公共信道資源。</p><p>　　RRC建立流程(DCH)</p><p>　　UE在CCCH信道發(fā)送RRC建立請求消息，帶有UE標志、能力、原因；RNC如果條件滿足，首先根據需求配置好NodeB，并建立與NodeB的通路

43、；然后在CCCH信道發(fā)送RRC連接建立消息，并等候UE從DCCH的響應。</p><p>　　建立與CN的信令鏈路(NAS)</p><p><b>　　鑒權和安全模式</b></p><p><b>　　CS位置更新過程</b></p><p><b>　　RAB建立過程</b&g

44、t;</p><p><b>　　UE主叫建立流程</b></p><p><b>　　UE被叫呼叫流程</b></p><p><b>　　RRC連接釋放</b></p><p>　　第三節(jié) WCDMA接入分析</p><p><b>　　一

45、、接入失敗的定義</b></p><p>　　Analyser 定義的接入失敗：主叫UE在發(fā)出RRC Connection Request后，滿足下面任何一個條件都認為是接入失?。?lt;/p><p>　　收到RRC Connection Reject消息；</p><p>　　UE在收到RRC Connection setup消息后收到或是發(fā)出了RRC C

46、onnection Release消息；</p><p>　　在Call setup過程中收到任何的BCCH上的消息；</p><p>　　定時器超時，即在UE發(fā)送了RRC Connection Request后 3秒鐘內沒有收到RRC Connection setup消息。 </p><p>　　二、路測數據分析流程</p><p>&l

47、t;b>　　數據分析主流程 </b></p><p><b>　　第四節(jié) 切換原理</b></p><p><b>　　一、切換方法</b></p><p>　　CELL_DCH狀態(tài)下小區(qū)的變更</p><p><b>　　切換</b></p>

48、<p>　　直接重試 (Directed Retry)</p><p>　　IDLE、CELL_FACH、CELL_PCH、URA_PCH狀態(tài)下駐留小區(qū)的變更</p><p>　　小區(qū)選擇重選（又稱前向切換）</p><p>　　注：狀態(tài)遷移主要考慮的是BE業(yè)務。本膠片中所講的切換主要是指的用戶處于CELL_DCH狀態(tài)下的切換。虛線的兩個狀態(tài)轉換：CELL

49、_DCH->URA_PCH、CELL_DCH->CELL_PCH目前無實用價值，沒有業(yè)務使用這種模式</p><p>　　二、CELL_DCH下切換分類</p><p>　　三、軟硬切換特點對比</p><p>　　簡言之：軟切換通過犧牲一定的系統(tǒng)資源獲得最佳的系統(tǒng)性能。</p><p>　　注：分別從切換前后系統(tǒng)是否變化，信令流

50、程過程以及切換前后頻率是否相同進行分類。當發(fā)生切換的兩個小區(qū)使用同一個頻點時：</p><p>　　1、如果在同一RNC下，對于低速業(yè)務一般開啟軟切換和更軟切換，以獲得最好的服務效果；</p><p>　　2、不同RNC之間，如果沒有配置Iur接口，則無法發(fā)生軟切換，只能發(fā)生硬切換。</p><p>　　3、對于高速數據類業(yè)務（如PS384K業(yè)務），由于此類業(yè)務占用

51、大量的系統(tǒng)資源，往往不允許進行軟切換?？梢酝ㄟ^RNC參數配置當業(yè)務速率超過一定門限后就不使用軟切換，即使這兩個小區(qū)在同一RNC下。</p><p>　　兩個小區(qū)頻點不同時，一定是硬切換。</p><p>　　第三章 CDMA2000技術研究與分析</p><p>　　第一節(jié) cdma2000標準簡述</p><p>　　cdma2000技術是

52、第三代移動通信系統(tǒng)IMT-2000系統(tǒng)的一種模式，它是從cdmaOne（IS-95）演進而來的一種第三代移動通信技術。IS-95標準在1993年面世，這個技術不是一個單一的、靜止的技術，隨著版本０、版本Ａ及版本Ｂ的制訂，IS-95也在不斷地發(fā)展和演進。cdma2000的正式標準是在2000年3月通過的。它原意是把cdma2000分為多個階段來實施，第一個階段稱為cdma2000 1X，第二個階段稱為cdma2000 3X。</p&

53、gt;<p>　　圖1.1-1 各標準衍生圖</p><p>　　1X的意思是使用與IS-95相同的一個1.25Mhz頻寬的載波；3X則意味著三個載波。cdma2000 1X完全兼容IS-95的第三代移動通信系統(tǒng)，其空中接口標準依照的是EIA/TIA/IS-2000協(xié)議，采用碼分和頻分結合的多址技術。cdma2000 1X的空中信道支持的調制功能在兼容IS-95的基礎上得到了極大的增強，包括采用了前

54、向快速功控，增加了前向信道的容量；提供反向導頻信道，使反向相干解調成為可能，反向增益較IS-95提高了3dB，反向容量增加1倍；業(yè)務信道可采用比卷積碼更高效的Turbo碼，使容量進一步增加；引入了快速尋呼信道，減少了移動臺功耗，增加了移動臺的待機時間；可采用發(fā)射分集方式OTD或STS，提高了信道的抗衰落能力。此外，新的接入方式減少了移動臺接入過程中的干擾；仿真與現場測試結果表明，cdma2000 1X系統(tǒng)的話音業(yè)務容量是IS-95系統(tǒng)的

55、２倍，數據業(yè)務容量是IS-95的10倍。</p><p>　　cdma2000 1X網絡主要是由BTS、BSC和PCF、PDSN等節(jié)點組成?；贏NSI-41核心網的系統(tǒng)結構如圖1.1-2所示</p><p>　　圖1.1-2 cdma2000 1X系統(tǒng)的網絡結構</p><p>　　其中PCF為分組控制單元，PDSN為分組數據服務器，SDU為業(yè)務交換數劇單元模塊，

56、BSCC為基站控制器連接。從圖中可以看出，與IS-95相比，網絡結構中的PCF和PDSN是兩個新增的模塊，PCF用于轉發(fā)無線子系統(tǒng)和PDSN分組控制單元之間的信息，PDSN節(jié)點為cdma2000 1X接入Internet的接口模塊，PCF和PDSN通過支持移動IP的A10、A11接口互連，可以支持分組數據業(yè)務傳輸。而以MSC/VLR為核心的網絡部分，支持語音和增強的電路交換型數據業(yè)務，與IS-95一樣，MSC/VLR與HLR/AUC之間

57、的接口基于ANSI-41協(xié)議。BTS在小區(qū)建立無線覆蓋區(qū)域用于移動臺通信，移動臺可以是基于IS-95或cdma2000 1X制式的手機。BSC可對多個BTS進行控制，Abis接口用于連接BTS和BSC，A1接口用于MSC與BSC之間的信令信息，A2接口用于傳輸MSC與BSC之間的語音信息，A3接口用于傳輸BSC與SDU之間的用戶話務（包括語音和數據）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。以上這些接口與IS-9

58、5系統(tǒng)的需求是相同的，其中A8、A9、</p><p>　　第二節(jié) cdma2000關鍵技術</p><p>　　cdma2000得益于cdmaOne系統(tǒng)數年來所獲得的豐富經驗，cdma2000由IS-95平滑演進而來，它采用了眾多的新技術（如前向發(fā)射分集、快速前向功率控制、反向鏈路相干解調、Turbo編碼等），因此，cdma2000是一種非常行之有效且富于生命活力的技術。該標準支持語音和

59、數據傳輸，并在包括新的IMT-2000分配在內的各種頻譜帶寬中進行設計和測試。</p><p>　　cdma2000所獨有的特點、益處和性能使它成為了集高語音容量和高速分組數據于一身的卓越技術，其利用同一載頻支持語音和數據服務的能力使得無線運營商所投入的資金回報更高。由于cdma2000的最優(yōu)化無線電通信技術，運營商可以建設更少的基站，更快的開展業(yè)務，并最終實現更快更多的回報。</p><p&

60、gt;　　其采用的主要新技術包括：</p><p><b>　　多種射頻信道帶寬</b></p><p><b>　　Turbo碼</b></p><p>　　800hz前向快速功率控制</p><p><b>　　前向快速尋呼信道</b></p><p&g

61、t;<b>　　前向鏈路發(fā)射分集</b></p><p><b>　　反向相干解調</b></p><p>　　連續(xù)的反向空中接口波形</p><p><b>　　輔助導頻信道</b></p><p>　　增強的媒體接入控制功能</p><p><

62、b>　　靈活的幀長</b></p><p>　　第三節(jié) cdma2000主要關鍵技術簡介</p><p>　　1.Turbo碼技術</p><p>　　為了適應高速數據業(yè)務的需要，cdma2000 1X中采用Turbo編碼技術（編碼速率可以是1/2、1/3或1/4）。cdma2000 1X提供在前向和后向SCHs中使用Turbo或卷積編碼的選擇，兩

63、個編碼方案對基站和移動臺而言是可選擇的，各自的容量均在呼叫建立之前通過信令信息進行傳達。除了峰值的提高和速率粒度的改進之外，在cdma2000 1X中對流量信道編碼的主要改進就是支持速率為1/2、1/3或1/4的Turbo編碼。Turbo碼基于1/8狀態(tài)平行結構，僅僅應用于補充信道和多于360字節(jié)的幀，Turbo編碼為數據傳輸提供行之有效的解決方案，并且更好地提升了鏈路性能和系統(tǒng)容量。總而言之，Turbo編碼較之卷積編碼在功率節(jié)省方面又

64、很大的進步，這種增益是數據速率的函數，通常數據速率越高Turbo編碼所產生的效果越好。</p><p>　　Turbo編碼器由兩個遞歸系統(tǒng)卷積碼（RSC）成員編碼器、交織器和刪除器構成，每個RSC有兩路校驗位輸出，兩個RSC的輸出經刪除復用后形成Turbo碼。編碼器一次輸入Nturbobit，包括信息數據、幀校驗（CRC）和保留bit，輸出(Nturbo+6)/R個符號。Turbo譯碼器由兩個軟輸入軟輸出的譯碼器

65、、交織器和去交織器構成，兩個成員譯碼器對兩個成員編碼器分別交替譯碼，并通過軟輸出相互傳遞信息，進行多輪譯碼后，通過對軟信息作過零判決得到譯碼輸出。</p><p>　　Turbo碼具有優(yōu)異的糾錯性能，但譯碼復雜度高，時延大，因此主要用于高速率、對譯碼時延要求不高的數據傳輸業(yè)務。于傳統(tǒng)的卷積碼相比，Turbo碼可降低對發(fā)射功率的要求，增加系統(tǒng)容量。在cdma2000中，Turbo碼僅用于前向補充信道和反向補充信道中

66、。</p><p>　　目前Turbo碼用于3G系統(tǒng)的主要困難體現在以下幾個方面：短交織語音信道下如何減小時延；基于MAP算法的軟輸出解碼算法所需計算量和存儲量較大，而基于軟輸出的Viterbi算法所需迭代次數往往難以保證；Turbo碼在衰落信道下的性能還有待于進一步研究；Turbo碼與其他技術的結合也還尚未成熟。</p><p>　　2.前向鏈路快速功率控制技術</p>&

67、lt;p>　　CDMA系統(tǒng)的實際應用表明，系統(tǒng)的容量并不僅僅取決于反向容量，往往還受限于前向鏈路的容量，尤其是當cdma2000 1X系統(tǒng)引入了數據業(yè)務后，高速數據業(yè)務引起前向發(fā)射功率幅度波動加劇，增加了前向功率控制的復雜性，這就對前向鏈路的功率控制提出了更高的要求。前向鏈路功率控制（FLPC）的目的就是合理分配前向業(yè)務信道功率，在保證通信質量的前提下，使其對相鄰基站/扇區(qū)產生的干擾最小，也就是使前向信道的發(fā)射功率在滿足移動臺解調

68、最小需求信噪比的情況下盡可能小。通過調整，既能維持基站同位于小區(qū)邊緣大移動臺之間的通信，又能在有較好的通信傳輸環(huán)境時最大限度地降低前向發(fā)射功率，減少對相鄰小區(qū)的干擾，增加前向鏈路的相對容量。</p><p>　　當移動臺進入一個快速瑞利衰落區(qū)，對于IS-95中的慢速FLPC系統(tǒng)是無法實現快速提高前向信道的發(fā)射功率，就可能導致通話質量的下降甚至出現斷話；而當移動臺離開一個瑞利衰落區(qū)時，IS-95的FLPC也無法快速

69、降低信道的發(fā)射功率，導致干擾其他用戶且付出了降低系統(tǒng)容量的代價。尤其是在前向有高速數據業(yè)務時需要多業(yè)務信道并發(fā)的情況下，以往相對較慢速率的前向功率控制機制不能滿足要求。于是，cdma2000 1X引入了前向鏈路快速功率控制技術，使系統(tǒng)的前向功率控制得到了改善。</p><p>　　cdma2000 1X的前向功率控制一方面兼容IS-95系統(tǒng)的前向功率控制方法，另一方面通過IS-2000標準引入了針對無線配置為RC

70、3以上業(yè)務信道的800、400、200Hz調整速率的快速閉環(huán)前向功率控制模式，包括在移動臺側實現的外環(huán)功率控制和移動臺與基站共同完成的內環(huán)功率控制。</p><p>　　外環(huán)功率控制：移動臺（MS）通過估計并不斷調整各指配前向業(yè)務信道上基于Eb/Nt標定值，來獲得目標誤幀率（FER）。該標定值有三種表現形式：初始標定值、最大標定值和最小標定值，需要通過消息的形式從基站發(fā)送到移動臺。</p><

71、p>　　閉環(huán)功率控制：移動臺比較在前向業(yè)務信道上接收到的Eb/Nt和相應外環(huán)功控的標定值，來決定在反向功率控制子信道上發(fā)給基站的功率控制比特值。移動臺還可以依據基站的指令在反向功控子信道上發(fā)送刪除指示比特（EIB）或者質量指示比特（QIB）。</p><p>　　在IS-95系統(tǒng)中，幀的長度一般為20ms，并分為16個同等的功率控制組。而cdma2000另外定義了5ms的幀結構，本質上用于信令脈沖，還有40

72、和80ms的幀結構，用于數據業(yè)務中的額外交錯深度和多樣性增益。與IS-95不同，cdma2000的信道不僅將快速閉環(huán)功率控制應用于反向鏈路，而且在高達800Hz的前向與后向業(yè)務中均可進行功率控制。其采用新的前向快速功率控制算法，該算法使用前向鏈路功率控制子信道和導頻信道，使移動臺（MS）收到的全速率業(yè)務信道的Eb/Nt保持恒定。移動臺測量收到的業(yè)務信道的Eb/Nt并與門限值進行比較，然后根據比較結果，向基站（BTS）發(fā)出升高或降低發(fā)射功

73、率的指令。功率控制命令比特由反向功率控制子信道傳送，功率控制速率可達到800bps。</p><p>　　如果反向鏈路采用門控發(fā)射方式，兩個鏈路中的功率控制速率會減至400或200bps，反向鏈路的輔助功率控制信道也將會分為兩個互相獨立的功率控制流，可能兩個都處于400bps，也可能是一個是200bps另一個是600bps。這樣做考慮到了前向鏈路信道的獨立功率控制。</p><p>　　除

74、了閉環(huán)功率控制以外，cdma2000的反向鏈路功率是通過一種開環(huán)功率控制機制實現控制的。這種機制扭轉了由于路徑和陰影損耗所引起的慢衰落效果，并在快速功率控制失效時起到安全保險的作用。當前向鏈路失效時，閉環(huán)反向鏈路將處于“慣性滑行”狀態(tài)，終端將對系統(tǒng)產生分裂性的干擾，在這種情況下，開環(huán)電路將減少終端的輸出功率并限制其對系統(tǒng)的影響。最后外環(huán)功率將基于從前向或反向鏈路中所獲得的故障統(tǒng)計，對閉環(huán)功率控制實施驅動。由于這種延伸的數據速率范圍和多樣

75、的QoS要求，不同的用戶將會有不同的外環(huán)門限，因此，不同的用戶將會在基站獲得不同的功率級別。cdma2000在反向鏈路中還基于各種信道幀結構和編碼方案定義了一些名義上的增益補償，剩余的差額將由外環(huán)自身進行校正。</p><p>　　第四章 TD-SCDMA技術研究與分析</p><p>　　第一節(jié) TD-SCDMA標準發(fā)展及演進</p><p>　　TD-SCDMA

76、標準發(fā)展及演進</p><p>　　TD-SCDMA標準演進趨勢</p><p>　　移動通信的發(fā)展始于20世紀20年代在軍事及某些特殊領域的使用，40年代才逐步向民用擴展，而最近10多年來才是移動通信真正蓬勃發(fā)展的時期，其發(fā)展過程大致可分為三個階段：</p><p>　　第一代模擬移動通信系統(tǒng)始于80年代，到90年代出現了第二代數字移動通信系統(tǒng)（2G）。第二代移動

77、通信系統(tǒng)包括GSM、IS95等多個標準，其應用以話音業(yè)務為主，主要提供低速率以電路型為主的數據業(yè)務。第三代移動通信技術（3G，Third Generation）的理論研究、技術開發(fā)和標準制定工作起始于80年代中期，國際電信聯盟（ITU）從1985年開始研究未來公眾陸地移動通信系統(tǒng)（FPLMTS），后更名為國際移動通信2000（IMT2000）。歐洲電信標準協(xié)會（ETSI）從1987年開始對此進行研究，并將該系統(tǒng)稱為通用移動通信系統(tǒng)（UM

78、TS）。</p><p>　　目前，第三代移動通信系統(tǒng)的框架已確定，將以衛(wèi)星移動通信網與地面移動通信網相結合，形成一個對全球無縫覆蓋的立體通信網絡，滿足城市和偏遠地區(qū)不同密度用戶的通信需求，支持話音、數據和多媒體業(yè)務，實現人類個人通信的理想。ITU對第三代陸地移動通信系統(tǒng)的基本要求是：</p><p><b>　　業(yè)務數據速率：</b></p><

79、p><b>　　室內：2Mbps；</b></p><p>　　手持機：384kbps；</p><p>　　高速移動：FDD方式 144kbps，移動速度達到500km/h；</p><p>　　TDD方式 144kbps，移動速度達到120km/h；</p><p>　　業(yè)務質量：數據業(yè)務的誤碼率不超過10

80、-3或10-6（根據具體業(yè)務要求），并可提供高速數據、低速圖象、電視圖象等數據傳輸業(yè)務；</p><p>　　兼容性：具有全球范圍設計的高度兼容性，IMT2000業(yè)務應與固定網絡業(yè)務，無線接口具有高度的兼容性；</p><p>　　全球無縫覆蓋：移動終端可以連接地面網和衛(wèi)星網，使用方便；</p><p>　　移動終端：體積小、重量輕、具有全球漫游功能；</p&

81、gt;<p>　　頻率范圍：1992年WRC-92確定了IMT2000的核心頻段，上行頻段 1885~2025MHz；下行頻段 2110~2200MHz（共230MHz），其中1980~2010MHz和2170~2200MHz用于衛(wèi)星移動通信業(yè)務。2000年5月WRC通過了IMT2000的擴展頻譜規(guī)劃（806~969MHz，1710~1885MHz，2500~2690MHz）。</p><p>

82、　　1999年11月召開的國際電聯芬蘭會議確定了第三代移動通信無線接口技術標準，并于2000年5月舉行的ITU-R 2000年全會上最終批準通過，此標準包括碼分多址（CDMA）和時分多址（TDMA）兩大類五種技術。它們分別是：WCDMA、CDMA2000、CDMA TDD、UWC-136和EP-DECT。其中，前三種基于CDMA技術的為目前所公認的主流技術，它又分成頻分雙工（FDD）和時分雙工（TDD）兩種方式。TD-SCDMA屬CDM

83、A TDD技術。</p><p>　　WCDMA最早由歐洲和日本提出，其核心網基于演進的GSM/GPRS網絡技術，空中接口采用直接序列擴頻的寬帶CDMA。目前，這種方式得到歐洲、北美、亞太地區(qū)各GSM運營商和日本、韓國多數運營商的廣泛支持，是第三代移動通信中最具競爭力的技術之一。3GPP WCDMA技術的標準化工作十分規(guī)范，目前全球3GPP R99標準的商用化程度最高，全球絕大多數3G試驗系統(tǒng)和設備研發(fā)都基于該技

84、術標準規(guī)范。今后3GPP R99的發(fā)展方向將是基于全IP方式的的網絡架構，并將演進為R4、R5兩個階段的序列標準。2001年3月的第一個R4版本初步確定了未來發(fā)展的框架，部分功能進一步增強，并啟動部分全IP演進內容。R5為全IP方式的第一個版本，其核心網的傳輸、控制和業(yè)務分離，IP化將從核心網（CN）逐步延伸到無線接入部分（RAN）和終端（UE）。</p><p>　　CDMA2000由北美最早提出，其核心網采用

85、演進的IS-95 CDMA核心網（ANSI-41），能與現有的IS-95 CDMA向后兼容。CDMA技術得到IS-95 CDMA運營商的支持，主要分布在北美和亞太地區(qū)。其無線單載波CDMA2000 1x采用與IS-95相同的帶寬，容量提高了一倍，第一階段支持144kbps業(yè)務速率，第二階段支持614kbps，3GPP2已完成這部分的標準化工作。目前增強型單載波CDMA2000 1x EV在技術發(fā)展中較受重視，極具商用潛力。</p&

86、gt;<p>　　CDMA TDD包括歐洲的UTRAN TDD和我國提出的TD-SCDMA技術。在IMT2000中，TDD擁有自己獨立的頻譜（1785~1805MHz），并部分采用了智能天線或上行同步技術，適合高速、不對稱數據業(yè)務。2001年3月，3GPP通過R4版本，由我國提出的TD-SCDMA被接納為正式標準，目前產業(yè)態(tài)勢良好，極具發(fā)展?jié)摿Α?lt;/p><p>　　當前，TD-SCDMA標準在國內

87、CCSA已經完成第一版（N頻點）TD-SCDMA通信行業(yè)標準（23項）的正式發(fā)布工作（2006年初），主要涉及無線接口、Iu接口、Iub接口、Iur接口（暫未制訂）、無線接入網、終端等技術規(guī)范等領域，這些規(guī)范均以3GPP R4（2003/03）版本為技術標準參考文件。</p><p>　　一、《2GHz TD-SCDMA數字蜂窩移動通信網 無線接入網絡設備技術要求》 YD/T 1365-2006 ；</p&

88、gt;<p>　　二、《2GHz TD-SCDMA數字蜂窩移動通信網 無線接入網絡設備測試方法》 YD/T 1366-2006 </p><p>　　三、《2GHz TD-SCDMA數字蜂窩移動通信網 終端設備技術要求》 YD/T 1367-2006 </p><p>　　四、《2GHz TD-SCDMA數字蜂窩移動通信網 終端設備測試方法 第一部分：基本功能、業(yè)務和性能測試

89、》YD/T 1368.1-2006 </p><p>　　五、《2GHz TD-SCDMA數字蜂窩移動通信網 終端設備測試方法 第二部分：網絡兼容性測試》YD/T 1368.2-2006 </p><p>　　六、《2GHz TD-SCDMA數字蜂窩移動通信網 Iub接口技術要求 第一部分：總則》 YD/T 1369.1-2006 </p><p>　　七、《2GH

90、z TD-SCDMA數字蜂窩移動通信網 Iub接口技術要求 第二部分：層一》 YD/T 1369.2-2006 </p><p>　　八、《2GHz TD-SCDMA數字蜂窩移動通信網 Iub接口技術要求 第三部分：信令傳輸》 YD/T 1369.3-2006 </p><p>　　九、《2GHz TD-SCDMA數字蜂窩移動通信網 Iub接口技術要求 第四部分：NBAP信令》 YD/T

91、1369.4-2006 </p><p>　　十、《2GHz TD-SCDMA數字蜂窩移動通信網 Iub接口技術要求 第五部分：公共傳輸信道數據流的數據傳輸和傳輸信令》YD/T 1369.5-2006 </p><p>　　十一、《2GHz TD-SCDMA數字蜂窩移動通信網 Iub接口技術要求 第六部分：公共傳輸信道數據流的用戶平面協(xié)議》 YD/T 1369.6-2006 </p&

92、gt;<p>　　十二、《2GHz TD-SCDMA數字蜂窩移動通信網 Iub接口技術要求 第七部分：專用傳輸信道數據流的數據傳輸和傳輸信令》YD/T 1369.7-2006 </p><p>　　十三、《2GHz TD-SCDMA數字蜂窩移動通信網 Iub接口技術要求 第八部分：專用傳輸信道數據流的用戶平面協(xié)議》 YD/T 1369.8-2006 </p><p>　　十四

93、、《2GHz TD-SCDMA數字蜂窩移動通信網 Iub接口測試方法》 YD/T 1370-2006 </p><p>　　十五、《2GHz TD-SCDMA數字蜂窩移動通信網 Uu接口物理層技術要求 第一部分：總則》 YD/T 1371.1-2006 </p><p>　　十六、《2GHz TD-SCDMA數字蜂窩移動通信網 Uu接口物理層技術要求 第二部分：物理信道和傳輸信道到物理信道

94、的映射》YD/T 1371.2-2006 </p><p>　　十七、《2GHz TD-SCDMA數字蜂窩移動通信網 Uu接口物理層技術要求 第三部分：復用和信道編碼》 YD/T 1371.3-2006 </p><p>　　十八、《2GHz TD-SCDMA數字蜂窩移動通信網 Uu接口物理層技術要求 第四部分：擴頻和調制》 YD/T 1371.4-2006 </p>&l

95、t;p>　　十九、《2GHz TD-SCDMA數字蜂窩移動通信網 Uu接口物理層技術要求 第五部分：物理層過程》 YD/T 1371.5-2006 </p><p>　　二十、《2GHz TD-SCDMA數字蜂窩移動通信網 Uu接口物理層技術要求 第六部分：物理層測量》 YD/T 1371.6-2006 </p><p>　　二十一、《2GHz TD-SCDMA數字蜂窩移動通信網 U

96、u接口層2技術要求 第一部分：MAC協(xié)議》 YD/T 1372.1-2006 </p><p>　　二十二、《2GHz TD-SCDMA數字蜂窩移動通信網 Uu接口層2技術要求 第二部分：RLC協(xié)議》 YD/T 1372.2-2006 </p><p>　　二十三、《2GHz TD-SCDMA數字蜂窩移動通信網 Uu接口RRC層技術要求》 YD/T 1373-2006 </p>

97、<p>　　N頻點行標主要是在3GPP標準的基礎上引入了N頻點的概念，N頻點組網可以有效地降低同頻組網中TS0和DwPTS時隙間的干擾問題。近期，各TD-SCDMA系統(tǒng)、終端廠商結合前期各自在研發(fā)及外場測試過程中所遇到的一些實際問題（如兼容性、干擾等），重新在TD-SCDMA產業(yè)聯盟標準組內部，對已經頒布的第一版行標進行了小范圍的局部修訂。根據標準化協(xié)會及TD專家組的意見，計劃在第二版行標制訂完成時一次性地引入這些修訂內容

98、，同時目前正在進行中的設備研發(fā)及外場測試也將提前考慮這些修訂。第一版行標所涉及的修訂內容主要包括：</p><p>　?、?RRC版本的兼容性問題。由于國內第一版TD行標所基于的是3GPP TS 25.331 V490版本，但之后3GPP RRC R4協(xié)議仍有部分修改，直至2005年3月，3GPP才最終將R4標準定稿為V4h0版本，隨后的R5協(xié)議的改進對于R4部分的繼承也將只考慮到R4 V4h0的情形。然而，C

99、CSA的TD行業(yè)標準是在V490基礎上引入N頻點概念后的產物，這樣就造成了3GPP RRC協(xié)議后續(xù)的ASN.1修改與N頻點技術引入的ASN.1修改發(fā)生了沖突。為了解決該沖突，同時也為了保持與3GPP協(xié)議的完全兼容，經TD聯盟內所有廠家標準人員的充分討論，決定對第一版行標RRC協(xié)議的ASN.1部分進行修訂，由V490統(tǒng)一升級到V4h0。版本的修改對系統(tǒng)性能不會帶來任何影響，但需要系統(tǒng)和終端同時升級，升級后的系統(tǒng)不能兼容升級前的終端。<

100、;/p><p>　?、?同頻異頻測量問題。由于3GPP的LCR TDD系統(tǒng)是單載波系統(tǒng)，CCSA在引入N頻點概念之后，由于載波與小區(qū)之間的關系發(fā)生了變化，使得原先3GPP中根據小區(qū)定義的“Intra／Inter”關系及其相關的測量量與單載波TD-SCDMA系統(tǒng)中的相應概念有一定的差異。這樣，需要在協(xié)議中明確：① N頻點系統(tǒng)中的測量小區(qū)定義；② 測量過程中的測量參照頻率。并由此考慮測量控制過程中相關控制消息的配置，包

101、括系統(tǒng)信息塊SIB11/12和Measurement Control消息的配置及其處理方法。</p><p>　　⑶ UpPTS Shifting問題。由于在外場測試過程中，系統(tǒng)廠商發(fā)現TD系統(tǒng)的下行導頻對上行導頻將產生嚴重的干擾，并由此引發(fā)一場關于如何解決下行對上行干擾抑制的內部討論。其間，各廠家討論過DwPTS隔幀發(fā)送、隔4幀發(fā)送、Half-blanking、輔載波接入等方案，但由于這些方案對于終端的影響都

102、比較大，考慮到3G牌照發(fā)放在即，外場測試也不允許標準再做過大的修改，最終采納了UpPTS Shifting的方案，即UpPCH可配置在上行業(yè)務時隙，同時采用2比特指示UpPCH位置的方法。信息產業(yè)部要求各廠家在2006年10月底前完成上述協(xié)議修訂的所有測試工作。</p><p>　　在TD-SCDMA第二版行標制訂方面，CCSA目前正在抓緊制訂和考慮TD-SCDMA標準的演進策略。提供高速的數據傳輸能力是下一階段

103、演進的關鍵所在，目前首先考慮的是下行速率的增強，方法是基于MAC層分流的多載波HSDPA方案。TD-SCDMA第二版行標目前處于送審階段，估計將于2006年10月完成報批稿，其現狀如下：</p><p>　　不斷完善的《多載波HSDPA技術報告》；</p><p>　　多載波HSDPA接口技術要求的征求意見稿及送審稿：包括《Uu接口技術要求物理層技術規(guī)范》，《TD-SCDMA Uu接口層2

104、(HSDPA)技術要求：MAC》， 《TD-SCDMA Uu接口層2(HSDPA)技術要求：RLC》， ，《TD-SCDMA HSDPA Uu接口技術要求層3技術要求》，《TD-SCDMA HSDAP Iub技術要求》。</p><p>　　第二節(jié) TD-SCDMA關鍵技術</p><p><b>　　1.1 智能天線</b></p><p>

105、　　TD-SCDMA系統(tǒng)工作于TDD方式，其上、下行信道使用同一載頻，可以認為同一用戶的上下行信道是完全對稱的，從而有利于智能天線技術的使用。</p><p>　　1.1.1智能天線原理</p><p>　　智能天線技術的原理是使一組天線和對應的收發(fā)信機按照一定的方式排列和激勵，利用波的干涉原理可以產生強方向性的輻射方向圖。如果使用數字信號處理方法在基帶進行處理，使得輻射方向圖的主瓣自適應

106、地指向用戶來波方向，就能達到提高信號的載干比，降低發(fā)射功率，提高系統(tǒng)覆蓋范圍的目的。</p><p>　?、?智能天線的陣元通常是按直線等距、圓周或平面等距排列。每個陣元為全向天線。</p><p>　?、?當移動臺距天線足夠遠，實際信號入射角的均值和方差滿足一定條件時，可以近似地認為信號來自一個方向。</p><p>　　智能天線子系統(tǒng)主要包括以下組成部分：&

107、lt;/p><p><b>　?、?智能天線陣；</b></p><p>　?、?射頻前端模塊（包括線性功率放大器、低噪放和監(jiān)測控制電路）;</p><p>　　③ 射頻帶通濾波器；</p><p>　　④ 電纜系統(tǒng)（射頻電纜、控制電纜以及射頻防雷模塊、低頻防雷電路）。</p><p>　　參見下圖，

108、設以M元直線等距天線陣列為例：（第m個陣元）</p><p>　　則空域上入射波距離相差為：d = m x cos</p><p>　　時域上入射波相位相差為：(2) d。</p><p><b>　　智能天線結構示意圖</b></p><p>　　智能天線陣元波束接收</p><p>