工程技术人员基本理论知识培训课件

工程技术人员基本理论知识培训

WCDMA基本理论知识＆

室内覆盖工程建设原则

武汉虹信通信技术有限责任公司

工程服务部

目录

3G主要技术和比较 (3)

1.第三代移动通信的提出 (3)

2.IMT-2000的目标、要求 (3)

3.3G主要特点 (4)

4.RTT技术提案 (4)

5.三种主要技术体制比较 (5)

5.1、WCDMA技术体制 (5)

5.2、cdma2000技术体制 (6)

5.3、TD-SCDMA技术体制 (6)

6.三种主流标准的比较 (7)

6.1、WCDMA与cdma2000 (7)

6.2、TD-SCDMA (7)

7.3G商用化网络的情况 (9)

8.我国第三代公众移动通信系统频率规划 (10)

3G（WCDMA）基本原理 (11)

1.WCDMA网络演进线路 (11)

2.WCDMA的网络单元构成 (12)

3.WCDMA关键技术 (13)

4.3G业务分类 (16)

3G（WCDMA）工程实施原则 (17)

1.WCDMA技术特点 (17)

1.1、CDMA采用码资源区分信道 (17)

1.2、WCDMA是自干扰系统 (17)

1.3、WCDMA可提供多速率多类型的业务服务 (18)

1.4、WCDMA系统的容量体现为软容量的特性 (18)

2.无线网络规划原则 (19)

3.工程实施原则 (20)

3.1、分布系统的共用 (20)

3.2、天线的布放 (22)

3.3、电梯覆盖的改造 (23)

3G（WCDMA）方案设计指导 (24)

WCDMA系统室内覆盖建设要点 (24)

1. 覆盖区域的划分 (24)

2. 不同业务对信号强度和信号质量的要求 (25)

3. 话务量分析 (25)

4. 切换 (27)

5. 频率规划 (28)

6. 天线功率输出要求 (28)

7. 室内覆盖设计标准 (34)

8. 干扰（需要合路器有足够的隔离度） (34)

9. 直放站的使用原则 (34)

3G主要技术和比较

1. 第三代移动通信的提出

?IMT-2000是第三代移动通信系统（3G）的统称

?第三代移动通信系统最早由国际电信联盟（ITU）1985年提出，考虑到该系统将于2000年左右进入商用市场，工作的频段在2000MHz，且最高业务速率为2000Kbps，故于1996年正式更名为IMT-2000（International Mobile Telecommunication-2000）

?第三代移动通信系统是一种能提供多种类型、高质量多媒体业务，能实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能力，与固定网络相兼容，并以小型便携式终端在任何时候、任何地点进行任何种类通信的通信系统

1985年提出FPLMTS

Future Public Land Mobile Telecommunications System

1996年正式更名为IMT-2000

International Mobile Telecommunications

欧洲称UMTS

Universal Mobile Telecommunication Systems

2. IMT-2000的目标、要求

?全球统一频段、统一标准、全球无缝覆盖

?高频谱效率

?高服务质量，高保密性能

?提供多媒体业务，速度最高到2Mb/s

室内环境至少2Mbit/s

室内外步行环境至少384kbit/s

室外车辆运动中至少144kbit/s

卫星移动环境至少9.6kbit/s

?易于第二代系统的过渡、演进

?终端价格低

3. 3G主要特点

?支持移动多媒体业务

?宽带CDMA技术

?高频谱效率

?FDMA/TDMA/CDMA

?从电路交换到分组交换高保密性

?全球范围无缝漫游系统

?微蜂窝结构

4. RTT技术提案

ITU-R第8研究组的TG8/1任务组负责推进IMT-2000无线电传输技术RTT的评估、融合工作。至1998年9月，RTT提案包括对MSS（移动卫星业务）在内多达16个，它们基本来自IMT-2000的16个RTT评估组成员，包括：

(1) UTRA WCDMA（欧洲）

(2) DECT（欧洲）

(3) cdma2000（美国）

(4) UWC-136（美国）

(5) WIMS WCDMA（美国）

(6) WCDMA/NA（美国）

(7) WCDMA（日本）

(8) TD-SCDMA（中国）

(9) Global CDMA（同步）（韩国）

(10) Global CDMA（异步）（韩国）

(11) LEO卫星系统SAT-CDMA

(12) ESA的宽带卫星系统SW-CDMA

(13) 混合宽带CDMA/TDMA卫星系统SW-CTDMA

(14) ICO全球通信公司的ICO RTT

(15) INMARSAT的卫星系统Horizons

(16) Iridium LLC公司的卫星系统INX

其中前10种为IMT-2000地面系统RTT提案，后6种RTT反映了将MSS（卫星移动通信业务）纳入IMT-2000的努力。

提案充分反映了很多国家对IMT-2000未来制式确定的关心与力争施加有效影响的基本愿望。但从市场基础、后向兼容及总体特征看，欧洲ETSI的UTRA WCDMA及美国cdma2000这两个提案，最具竞争力。

?WCDMA由欧洲标准化组织3GPP(3rd Generation Partnership Project)所制定，受全球标准化组织、设备制造商、器件供应商、运营商的广泛支持，将成为未来3G 的主流体制。

?Cdma2000体制是基于IS-95的标准基础上提出的3G标准，目前其标准化工作由3GPP2来完成。

?TD-SCDMA标准由中国无线通信标准组织CWTS提出，目前已经融合到了3GPP关于WCDMA-TDD的相关规范中。

5. 三种主要技术体制比较

5.1、WCDMA技术体制

核心网基于GSM/GPRS网络的演进，保持与GSM/GPRS网络的兼容性。

核心网络可以基于TDM、ATM和IP技术，并向全IP的网络结构演进。

核心网络逻辑上分为电路域和分组域两部分，分别完成电路型业务和分组型业务。

UTRAN基于ATM技术，统一处理语音和分组业务，并向IP方向发展。

MAP技术和GPRS隧道技术是WCDMA体制移动性管理机制的核心。

空中接口特性如下：

(1) 空中接口：采用WCDMA；

(2) 信号带宽：5MHz；

(3) 码片速率：3.84Mcps；

(4) 语音编码：AMR语音编码；

(5) 同步方式：支持同步/异步基站运营模式；

(6) 功率控制：上下行闭环加外环功率控制方式；

(7) 发射分集方式：下行包括开环发射分集和闭环发射分集，提高UE的接收性能；开环发射分集又包括空时发射分集STTD（Space Time Transmit Diversity）和时分发射分集TSTD（Time Switched Transmit Diversity）；而闭环发射分集也包括两种模式；发射分集是可选项；

(8) 解调方式：导频辅助的相干解调方式，提高解调性能；

(9) 编码方式：卷积码和Turbo码的编码方式；

(10) 调制方式：上行BPSK和下行QPSK调制方式。

5.2、cdma2000技术体制

cdma2000体制是基于IS-95的标准基础上提出的3G标准，目前其标准化工作由3GPP2来完成。

电路域继承2G IS-95 CDMA网络，引入以WIN为基本架构的业务平台。

分组域是基于Mobile IP技术的分组网络。

无线接入网以ATM交换机为平台，提供丰富的适配层接口。

空中接口特性如下：

(1) 空中接口：采用cdma2000，兼容IS-95；

(2) 信号带宽：N×1.25MHz（N＝1,3,6,9,12）；

(3) 码片速率：N×1.2288Mcps；

(4) 语音编码：8k/13k QCELP或8k EVRC语音编码；

(5) 同步方式：基站需要GPS/GLONASS同步方式运行；

(6) 功率控制：上下行闭环加外环功率控制方式；

(7) 发射分集方式：下行可以采用正交发射分集OTD（Orthogonal Transmit Diversity）和空时扩展分集STS（Space Time Spreading）提高信道的抗衰落能力，改善了下行信道的信号质量；

(8) 解调方式：上行采用导频辅助的相干解调方式，提高了解调性能；

(9) 编码方式：采用卷积码和Turbo码的编码方式；

(10) 调制方式：上行BPSK和下行QPSK调制方式。

5.3、TD-SCDMA技术体制

TD-SCDMA标准由中国无线通信标准组织CWTS提出，目前已经融合到了3GPP关于WCDMA-TDD的相关规范中。

核心网基于GSM/GPRS网络的演进，保持与GSM/GPRS网络的兼容性。

核心网络可以基于TDM、ATM和IP技术，并向全IP的网络结构演进。

核心网络逻辑上分为电路域和分组域两部分，分别完成电路型业务和分组型业务。

UTRAN基于ATM技术，统一处理语音和分组业务，并向IP方向发展。

MAP技术和GPRS隧道技术是WCDMA体制移动性管理机制的核心。

空中接口采用TD-SCDMA。

6. 三种主流标准的比较

虽然cdma2000、WCDMA和TD-SCDMA同属3G的主流技术标准，但是仍然可以将其分为两类：cdma2000、WCDMA并作一类，TD-SCDMA则和前两者分开讨论。之所以可以这样做，是因为在技术上cdma2000和WCDMA是FDD的标准，而TD-SCDMA则是一个TDD标准。

6.1、WCDMA与cdma2000

WCDMA和cdma2000都满足IMT-2000提出的全部技术要求，包括支持高比特率多媒体业务、分组数据和IP接入等。这两种系统的无线传输技术均基于DS-CDMA作为多用户接入技术，单就技术来说，WCDMA和cdma2000在技术先进性和发展成熟度上各具优势，但总体来看，WCDMA似乎更胜一筹，以下是WCDMA相对cdma2000的一些优势所在：

(1) WCDMA使用的带宽和码片速率(3.84Mcps)是cdma2000 1x演进家族的三倍以上，因而能提供更大的多路径分集、更高的中继增益和更小的信号开销。此外，更高的码片速率也改善了接收机解决多径效应的能力。

(2) WCDMA在小区站点同步方面的设计是使用异步基站，而cdma2000基站则通常通过GPS实现同步，这将造成室内和城市小区(采用室内天线)部署的困难。

(3)由于支持1xEV-DO的TDM接入系统采用共享时分复用下行链路，它具有固定时隙，因此cdma2000物理层兼容性较差。

(4) WCDMA较cdma2000能够更加灵活地处理话音和数据混合业务。

(5) WCDMA进行功率控制的频率几乎是cdma2000的两倍，达到每秒1500次(1.5kHz)，因而能保证更好的信号质量，并支持更多的用户。

(6) cdma2000的导频信道大约需要下行链路总传输功率的20%，相比之下WCDMA只需要约10%，因而可以节省更多的公用信道的开销。

(7)为支持基于GSM的GPRS业务而部署的所有业务(如计费、安全、漫游等)也支持WCDMA 业务，而为了完善新的数据/话音网络，cdma2000 1x必须添加额外的网元或进行功能的升级。

(8)在混合话音和数据流量方面，WCDMA的系统性能比cdma2000也表现得更加出色。

因此，从技术的角度来讲，WCDMA具备一定优势，各家电信企业也因此更加倾向于采用该标准。

另外，在传统网络基础和市场推广上，WCDMA占据着更大的优势。由于全球移动系统有85%都在用的GSM系统，而GSM向3G过渡的最佳途径就是历经GPRS演进到WCDMA，所以传统网络上的绝对优势使得cdma2000难以对WCDMA望其项背。

6.2、TD-SCDMA

TD-SCDMA与WCDMA和cdma2000相比，具有如下的特点和优势：

(1)频谱利用率高：TD-SCDMA采用TDD方式和CDMA和TDMA的多址技术，在传输中很容易针对不同类型的业务设置上、下行链路转换点，因而可以使总的频谱效率更高。

(2)支持多种通信接口：TD-SCDMA同时满足Iub、A、Gb、Iu、IuR多种接口要求，基站子系统既可作为2G和2.5G的GSM基站的扩容，又可作为3G网中的基站子系统，能同时兼顾现在的需求和未来长远的发展。

(3)频谱灵活性强：TD-SCDMA第三代移动通信系统频谱灵活性强，仅需单一1.6M的频带就可提供速率达2M的3G业务需求，而且非常适合非对称业务的传输。

(4)系统性能稳定：TD-SCDMA收发在同一频段上，上行链路和下行链路的无线环境一致性很好，更适合使用新兴的"智能天线"技术；利用了CDMA和TDMA结合的多址方式，更利于联合检测技术的采用，这些技术都能减少了干扰，提高系统的性能稳定性。

(5)与传统系统兼容性好：TD-SCDMA支持现存的覆盖结构，信令协议可以后向兼容，网络不必引入新的呼叫模式，能够实现从现存的通信系统到下一代移动通信系统的平滑过渡。

(6)系统设备成本低:TD-SCDMA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，这也可达到降低成本的目的;在无线基站方面，TD-SCDMA的设备成本也比较低。

(7)支持与传统系统间的切换功能:TD-SCDMA技术支持多载波直接扩频系统，可以再利用现有的框架设备、小区规划、操作系统、账单系统等，在所有环境下支持对称或不对称的数据速率。

三种主要技术体制比较

截止到2004年10月底，全球共颁发了135张3G许可证，其中包括加拿大的5张PCS 3G 许可证。但是由于一些国家已获得许可证的某些公司因种种原因将许可证退还给了政府。所以，实际由公司持有的有效3G许可证只有131张。在这131张3G许可证中，选择WCDMA 的有122个运营商，选cdma2000的有3家运营商，另外还有加拿大的5张PCS和澳大利亚的CKW Wirless公司的i-BURST系统。

7. 3G商用化网络的情况

截至2004年10月，全球共有156个3G网络商用（EV－DO和1X分别计算）。10月欧洲和美洲又有新的商用网络出现。

截至2004年10月，全球已有49个WCDMA网络提供商用业务。（注：同一家公司在不同国家推出的商用网络分别计算）。芬兰最大的电信运营商Sonera公司于10月12日正式开通了首个全国性WCDMA网络。

此外，荷兰的KPN继2004年7月推出了基于数据卡的WCDMA业务后，又于10月11日推出了基于手机的大众WCDMA业务。

同期，全球12个国家的15个cdma2000 1X EV-DO网络开始商用，其中韩国的运营商对EV-DO发展起了非常重要的推动作用，目前从终端到系统，从芯片到测试仪表，都已经形成了成熟的产业链。尽管EV-DO继续稳步发展，但目前在ITU 2GHz核心频段还没有商用网络。

10月新推出了两个EV-DO商用网络：VIVO于2004年10月27日在巴西柏拉纳州的库里提巴开通了国内首个采用了摩托罗拉设备的EV-DO商用网络。

罗马尼亚的Telemobile也在10月26日开通了EV-DO商用网络。此外，越南的Hanoi Telecom计划于2004年12首先在越南推出EV-DO业务（见表1）。

下表是全球EV-DO商用网络情况

8. 我国第三代公众移动通信系统频率规划

主要工作频段：

频分双工（FDD）方式：1920－1980MHz／2110－2170MHz；

时分双工（TDD）方式：1880－1920MHz、2010－2025MHz。

补充工作频率：

频分双工（FDD）方式：1755－1785MHz／1850－1880MHz；

时分双工（TDD）方式：2300－2400MHz，与无线电定位业务共用，均为主要业务，共用标准另行制定。

卫星移动通信系统工作频段：1980－2010MHz／2170－2200MHz。

3G（WCDMA）基本原理

1. WCDMA网络演进线路

3GPP版本(R99)

?R99版本

?核心网基于GSM

?与GSM不同的无线接入

引入了一套新的空中接口标准，运用了新的无线接口技术，即WCDMA技术，引入了适于分组数据传输的协议和机制，数据速率可支持144，384Kbit/s及2Mbit/s

3GPP版本（R4）

?和R99无线侧基本一样

?核心网变化较大：CS域控制和数据分离增加了MGW

?支持电路域多媒体消息业务

3GPP版本(R5)

?3GPP Rel-5将完成对IP多媒体子系统（IMS）的定义，如路由选取以及多媒体会话的主要部分。Rel-5的完成将为转向全IP网络的运营商提供一个开始建设的依据? Rel-5计划的主要特性有：UTRAN中的IP传输、高速下行分组数据业务的接入（HSDPA）、混合ARQII／III、支持RAB增强功能、对Iub／Iur的无线资源管理的优化、UE定位增强功能、相同域内不同RAN节点与多个核心网节点的连接以及其它原有Rel-5的功能

R99、R4、R5关系

原则上R99的规范是R4规范集的一个子集，若在R99中增加新的特征，就把它升级到R4。同样R4规范集是R5规范集的子集，若在R4中增加了新的特征就把它升级到R5。按计划R4要在2001年3月完成，R5要在2001年12月完成

2. WCDMA的网络单元构成

UE（User Equipment）

UE是用户终端设备，它主要包括射频处理单元、基带处理单元、协议栈模块以及应用层软件模块等。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陆地无线接入网）

UTRAN分为NodeB（基站）和RNC（无线网络控制器）两部分。

NodeB

包括无线收发信机和基带处理部件。通过标准的Iub接口与RNC互连，主要完成Uu接口物理层协议的处理。

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、宏分集合并和无线资源管理等功能。

CN（Core Network，核心网）

CN负责与其他网络的连接和对UE的通信和管理。

The external networks(外部网络)

外部网络可以分为两类：

电路交换网络（CS network）：提供电路交换的连接；

分组交换网络（PS network）：提供数据包的连接服务。

WCDMA系统主要接口如下：

1. Cu 接口

Cu接口是USIM卡和ME之间的电气接口，Cu接口采用标准接口。

2. Uu接口

Uu接口是WCDMA的无线接口。UE通过Uu接口接入到UMTS系统的固定网络部分，可以说Uu 接口是UMTS系统中最重要的开放接口。

3. Iu接口

Iu接口是连接UTRAN和CN的接口。类似于GSM系统的A接口和Gb接口。Iu接口是一个开放的标准接口。这也使通过Iu接口相连接的UTRAN与CN可以分别由不同的设备制造商提供。

4. Iur接口

Iur接口是连接RNC之间的接口。Iur接口是UMTS系统特有的接口，用于对RAN中移动台的移动管理。比如在不同的RNC之间进行软切换时，移动台所有数据都是通过Iur接口从正在工作的RNC传到候选RNC。 Iur是开放的标准接口。

5. Iub接口

Iub接口是连接Node B与RNC的接口，Iub接口也是一个开放的标准接口。这也使通过Iub 接口相连接的RNC与Node B可以分别由不同的设备制造商提供。

3. WCDMA关键技术

●多用户检测

在蜂窝移动码分多址通信中，干扰大致分为三种类型：加性白噪声、多径干扰、多址干扰。当小区同时使用的用户数较多时，多址干扰时最主要的干扰。

在CDMA系统中，引入了多用户检测技术，它是引用信息论并通过严格的理论分析后提出的一种新型抗多址技术，而且通过多用户检测既可以抗多址干扰，又可以抵抗远近效应和多径干扰。

?多用户检测器的主要优点

?是消除或减弱多址干扰的有效手段；

?是消除或减弱多径干扰的有效手段；

?是消除或减弱远近效应的有效手段；

?简化功率控制，降低功率控制精度；

?弥补正交扩频码互相关性步理想所带来的消极影响；

?改善系统性能，提供系统容量，增大小区覆盖面积。

?多用户检测器的主要缺点

?大大增加系统设备的复杂度；

?增加系统时延，特别是当采用自适应算法并对于扩频码较长的系统更是如此；

?多用户检测一般需要知道用户扩频码的主要特征参量，这对于实际的多径时变信道则不是一件容易的事，它需要通过不停的信道估计来实现，而且估值

的精度将直接影响多用户检测器的性能。

●RAKE接收机

?在CDMA扩频系统中，信道带宽远远大于信道平坦衰落带宽。不同于传统的调制

技术需要用均衡算法来消除相邻符号间的码间干扰，CDMA扩频码在选择时就要

求它有很好的自相关特性。这样，在无线信道中出现的时延扩展就可以被看作

只是被传信号的再次传送。

?由于在多径信号中含有可以利用的信息，所以CDMA接收机可以通过合并多径信

号来改善接收信号的信噪比。其实RAKE接收机通过多个相关检测器接收多径信

号的各路信号，并把它们合并在一起。RAKE接收机的理论基础就是：当传播时

延超过一个码片周期时，多径信号实际上可被看作是互不相关的。

?对于多个接收机天线分集接收而言，RAKE接收机既可以接收来自同一天线的多

径，也可以接收来自不同天线的多径。可以把使用多个接收天线接收的信号当

作从一个单一的天线中收到的多径信号：只要给天线另外加上RAKE指峰，这样

就可以接收和利用来自多径和多天线的全部能量。

●分集接收

?无线信道是随机时变信道，其中的衰落特性会降低系统的性能。为了对抗衰落，

可以采用多址措施，如信道编码技术和扩频技术等。分集接收技术是明显有效

而且经济的抗衰落技术。

?无线信道中接收的信号是到达接收机的多径分量的合成，分集就是指在接收端

同时获得几个不同路径的信号，将这些信号适当合并成总的接收信号，就能够

大大减少衰落的影响。

?互相独立或者基本独立的一些接收信号，一般可以利用不同路径或者不同频

率、不同角度、不同极化等接收手段来获取。

分集接收方式

?空间分集：在接收或者发射端假设几幅天线，各天线的位置间要求有足够的间距（一般在10个信号波长以上），以保证各天线上发射或者获得的信号基本信号独立。

?频率分集：用多个不同的载频传送同样的信息，如果各载频的频差间隔比较远，其频差超过信道相关带宽，则各载波传输的信号也相互不相关。

?角度分集：利用天线波束指向不同使信号不相关的原理构成的一种分集方法。例如，在微波面天线上设置若干各照射器，产生相关性很小的几个波束。

?极化分集：分别接收水平和垂直极化波形成的分集方法。

?其他的分集方法还有时间分集，是利用不同时间上传播的信号的不相关性进行合并。

分集方法相互不是排斥的，实际使用中可以组合。

?总的来说，采用分集接收方法对无线信号接收效果的改善非常明显，在我们的设计工作中，有效地利用分集技术可以极大地提高系统抗无线信道衰落的性能。

●HDR（High Data Rate）

?在现有的几种数字蜂窝系统中，无论对于话音还是数据业务，采用的多是2或4电平的调整方案。对于低速率的话音业务而言，这种调制方式是可以满足要求的。第三

代系统将为移动用户提供网络和多媒体业务，因此对于数据量越来越大而对实时性

要求较低的数据业务而言，如何充分利用信道资源，尽可能的提高频带效率就成了

移动通信系统设计中一个重要的课题。

?目前，HDR的研究主要集中在三个方面：一种是基于自适应调制的HDR方案；一种是基于反馈重传（ARQ）的HDR方案；一种是上述两种方案与其他技术的结合，这些技

术包括VSF、OFDM、MC0CDMA、MUD等。由于在第三代移动通信系统中，对于多媒体等数据业务的要求越来越高，因此对系统的数据业务传输效率和可靠性都提出了更高

的要求。因此，HDR作为数据传输的重要解决方案之一将受到高度的重视。

●多载波设计

在频率资源允许的情况下，可以通过增加载频提高系统容量。WCDMA支持多载波技术，支持有效的频率间切换，并且两个载波之间可以平衡负载，增大每个站点的容量，这是提高网络容量最有效的方法，并且对网络的影响很小。从现有技术上看，几个载波之间共享一个功率放大器也是可能的。两个载波共享一个功率放大器是功率放大器最有效的使用方法，因为负载可以在两个载波之间进行划分。

多载频设计时要注意的的几个问题

?要优化硬切换以减少掉话的危险；

?避免多载波基站孤立，应在一群小区中实施多载波以减少硬切换；

?避免使高话务小区成为硬切换发生的边界小区；

?载波之间的负载均衡问题。

?考虑到上述问题，在引入第二载波时最好能够使其在一定范围内形成连续覆盖，并通过RRM算法的合理设置减少硬切换，实现载波间的负载均衡。

●智能天线

?智能天线采用空分复用（SDMA）方式，利用信号在传播路径方向上的差别，将

时延扩散、瑞利衰落、多径、信道干扰的影响降低，将同频率、同时隙信号区

别开来，和其他复用技术结合，最大限度地有效利用频谱资源。

?基站智能天线是一种有多个天线单元组成的阵列天线，通过调节各单元信号的

加权幅度和相位，改变阵列的方向图，从而抑制干扰，提高信噪比，它可以自

动测出用户方向，将波束指向用户，实现波束跟用户走。

?根据其工作方式可将智能天线系统划分为两类：预多波束或切换波束

（switched beam）系统和自适应阵列（adaptive array）系统。

使用智能天线可以带来如下好处：

?高速率用户带来很大的干扰，动态调整的智能天线阵列的波束跟踪高速率用户，起到空间隔离、消除干扰的作用；动态调整的智能天线阵列的性能优于固定的多波束天线

?增加系统容量；

?增加覆盖范围，改善建筑物中和高速运动时的信号接收质量；

?提高信号接收质量，降低掉话率，提高语音质量；

?减少发射功率，延长移动台电池寿命；

?提高系统设计时的灵活性。

?智能天线对抑制干扰有明显的作用，3G标准指出智能天线应用要求，改善网络容量和性能，技术上考虑“聚集波束”，“自适应波束形成”以及“波束切换”。

4. 3G业务分类

?基本电信业务，包括语音业务、紧急呼叫业务、短消息业务；

?补充业务，与GSM定义的补充业务相同；

?承载业务，包括电路型承载业务和分组型承载业务；

?智能业务，从GSM系统继承的基于CAMEL机制的智能网业务；

?位置业务，与位置信息相关的业务，如分区计费、移动黄页、紧急定位等；

?多媒体业务，包括电路型实时多媒体业务、分组型实时多媒体业务、非实时存贮转发型多媒体消息业务等。

以上只是大致分类，实际上这些业务类之间可能有交叉。

3G（WCDMA）工程实施原则

1. WCDMA 技术特点

1.1、CDMA采用码资源区分信道

WCDMA系统中每个载频内的所有用户共享频率、时间和功率资源，用特征码（扰码和信道码）对信号作统计处理来区分信道，也即通常所说的码分多址技术。

WCDMA系统中的一个信道不会单独占有一个频道或一个时间段，信道发送时依照特征码的规律发送信号序列，接收端将接收到的信号用相同特征码规律进行统计计算。如果选取的特征码有较好的自相关和互相关特性，则存在本信道信号时，统计结果将表现为一个很高的峰值，其他信道的信号影响被成倍衰减。用这样的方法就可区分系统中不同的信道。所以在CDMA 中无需作频率规划，取而代之的是特征码的规划。

WCDMA 的一个信道由三个部分组成（数据流，信道码序列，扰码序列）。不同信道的信道码和扰码至少有一个不同，对于下行信道小区间使用不同的扰码作小区区分，小区内的信道则由不同的信道码作区分，因此为了保证小区间的隔离，相邻的小区是禁止使用相同的扰码，这在规划中值得注意。上行信道由于使用的码资源丰富，每个用户的扰码都不一样。

WCDMA 系统由于采用的是码分多址和QPSK 的调制技术，频谱利用率比模拟系统和GSM 系统高。在相同的条件下能承载的用户数也大大增加。

1.2、WCDMA是自干扰系统

由于WCDMA 系统各信道共享频率、时间和功率资源，信道间的隔离完全由特征码的统计特性的正交性来实现。遗憾的是，特征码的正交性并不理想，造成系统的信道隔离不如FDMA 和TDMA，而且使用的信道越多，其他信道信号对本信道的干扰就越强。所以必须在满足链路质量要求的前提下要用尽可能低的发射功率。这也使得WCDMA 的功率规划成为其网络规划的一个重要内容。

导频污染

在WCDMA网络中，导频污染是经常遇到的问题，导频污染的主要现象是没有主导小区。如果在低于主导频Ec/Io值的一定范围内（通过设置软切换窗大小来确定）有多于激活集个数的导频数存在，就认为存在导频污染。导频污染增加了网络干扰，降低了网络容量。

导频污染存在的原因有以下几种：

?小区覆盖不合理，存在过区覆盖。可通过调整基站位置、天线高度和下倾角等小区的无

线参数来解决。

?基站小区的导频功率设置较大。可根据小区负荷进行调整，但导频也不能过小，否则不

利于吸收业务。

?特殊的地理环境造成无主服务区。可通过增加基站或直放站等手段来解决。

1.3、WCDMA可提供多速率多类型的业务服务

WCDMA 系统可为用户提供灵活、广泛的多种类型的业务，这是WCDMA 的一个重要的特点。不同的传播环境下，WCDMA 系统要求达到不同的传输速率目标值，如在高速移动中可达144 kbps，在步行情况下达384 kbps，在室内环境下达2 Mbps。WCDMA 系统支持可变速率业务、混合业务、高速数据分组业务（多媒体等）；还支持上、下行速率不对称的业务（上网等）；并且为考虑到以后业务发展的要求，同时提供足够大的容量和灵活的速率匹配方法的数据承载能力。为了描述以上不同业务的业务质量，系统规定了如数据率、误码率、传输时延时延抖动等等参数。

总而言之，在WCDMA 系统中，使用单一的爱尔兰模型无法准确地描述用户的业务需求，因此我们要采用更复杂的业务模型。

3G业务分类

?基本电信业务，包括语音业务、紧急呼叫业务、短消息业务；

?补充业务，与GSM定义的补充业务相同；

?承载业务，包括电路型承载业务和分组型承载业务；

?智能业务，从GSM系统继承的基于CAMEL机制的智能网业务；

?位置业务，与位置信息相关的业务，如分区计费、移动黄页、紧急定位等；

?多媒体业务，包括电路型实时多媒体业务、分组型实时多媒体业务、非实时存贮转发型多媒体消息业务等。

以上只是大致分类，实际上这些业务类之间可能有交叉。

WCDMA的主要业务按不同承载类型和速率可分为：

?CS12.2K

?CS64K

?PS64K

?PS128K

?PS144K

?PS384K

1.4、WCDMA系统的容量体现为软容量的特性

系统的容量是指系统能提供的可供同时通信的最大用户数。

WCDMA 系统的容量要用硬容量和软容量两方面同时衡量。硬容量是Node B 为每个小区分配的信道数目限制（由基带通道数和频率资源决定），这与二代系统相同，它决定每个小区最大可同时处理多少个用户的通信。

软容量限制源于CDMA 的自干扰特性和对多种业务支持的特性。系统会为了减少干扰。保证业务质量而拒绝新的用户接入；在同样情况下，系统可能会拒绝高速业务而允许占用资

源少的低速业务申请；在网络繁忙时，降低某种业务质量要求而减少资源占用；这些都要用系统软容量来表示。结果导致因干扰或功率受限而允许的接入用户数或总的数据吞吐率是不固定的而与无线环境、业务构成和比例密切相关。随着ASIC 技术的发展，系统的处理能力已不是容量的瓶颈，而软容量最终决定了系统的能力。

软容量给运营商带来的好处是，可在一定限度内，对业务质量和系统容量作均衡，可按最大经济效益动态调整各种业务的比例。但另一方面，软容量却给网络规划时的容量规划带来了困难，在WCDMA 系统中，怎样作容量规划，可以说是整个规划中最困难的一步。

2. 无线网络规划原则

GSM系统的无线网络规划是在小区的容量和覆盖两者间求得最佳点

WCDMA系统无线网络规划要在容量、覆盖、不同服务质量三者间寻求最佳点

?P：设备最大允许功率（手机最大功率或基站最大功率）

?NoW:底噪(N 为连接数而不是用户数)

?L loss：链路损耗

?I other：其他干扰

?总负荷：

?单业务负荷：

提高发射功率不能无限期地扩大CDMA小区的有效范围或容量（对CDMA网络来说两者是同义词）。当UMTS网的发射功率提高一倍时，小区的容量只增加百分之十。发射功率的提高虽然增大了小区的有效范围，但是为满足远程手机用户的需要，必须超比例地增加发射功率，这必然影响到其他手机用户的通话质量。

UMTS网络与GSM网络相比，还有其它一系列不同之处。GSM网络用分区的方法解决容量问题。当一个小区的业务量过大时，该小区将分成多个扇区，并增加相应的天线。这种方法虽然也可用于UMTS网络，但效果不大。一方面，小区覆盖范围的改变会导致远近效应问题；另一方面，相互重叠的扇区因为使用同一频率而彼此产生干扰。在WCDMA系统中，多径传播已不再成为消极因素，而是理想的结果。因为接收机能将时延至少为1Chip（UMTS网络数据传输率为3.84Mbit/s，即1Chip=0.26微秒，相当于78米）的信号组合成有效信号。此外，UMTS

网络还使用所谓的软切换。在这种情况下，一个手机用户可以同时分派给多个基站。这种方式解决了网络信号的波动，但加大了网络的业务量，因为每个软传统的Erlang模型已不再适用。

与第二代传统的CDMA网络相比，UMTS网络有许多不同之处。尤其值得一提的是，UMTS 网络能异步运行，这就导致了传输信道的“非正交性让”。

3. 工程实施原则

由于中国移动的2G室内分布系统已经相当完善，所以在建设WCDMA室内覆盖系统时，几乎所有的建筑物都会遇到和2G室内分布系统共用的问题。即使对于3G网络开通之后建成的大楼，也必然会建设2G的室内覆盖，所以和2G共用分布系统的问题十分重要。从不同运营商与设备供应商在全国几个大型城市建设的WCDMA试验网和室内分布系统改造试点工程的测试结果上了解，WCDMA与GSM共用室内分布系统是可行的。因此我们认为在需要建3G室内分布系统的场所，如果已有2G室内分布系统，则优先考虑共用2G室内分布系统，以便尽可能地节省投资。

3G和2G共用室内分布系统时，主要采取原系统信号馈入点处加装合路器来实现多系统的共享。如果决定在建设3G室内覆盖要和2G共用室内分布系统时，应该坚持以下原则：

?确保原有网络（主要是GSM）在改造后仍能达到覆盖要求；

?尽量利用原分布系统的设备和器件，控制改造成本；

?兼容所有中国移动通信体制：GSM900、DCS1800、WCDMA(2GHz频段)、WLAN，增加新的系统简单方便。

3.1、分布系统的共用

?与无源分布系统的共用

对于覆盖面积较小或者结构简单的无源覆盖系统，考虑直接共用整个室内分布。

前期需要通过理论计算和分析原分布系统是否能够达到3G系统的功率配置要求，如有必要可以考虑适当调整干线并对天线的数量和位置做相应调整，以满足3G系统的覆盖要求。

无源室内分布系统的共用示意图如下所示：