WCDMA系统简介
WCDMA系统概述
WＣＤＭＡ是目前全球两种主要的第３代移动通信体制之一，是未来移动通信的发展趋势。
目前，ＷＣＤＭＡ系统标准规范的制订者—３ＧＰＰ正在紧锣密鼓地制订其商用化的规范。
全球各大通信设备制造商、研究机构和高等院校等都在投入大量的人力物力对其进行研究，以便在未来的竞争中占有一席之地。
世界著名电信公司如Ｅｒｉｃｓ-ｓｏｎ、ＤｏＣｏＭｏ等都斥巨资开发了实验系统，在２００２年左右将会推出商用系统。
中国对ＷＣＤＭＡ的研究始于１９９８年中国评估组（ＣｈＥＧ）对ＩＭＴ－２０００的几种体制的评估。
此后，一些高校、研究机构和公司投入到对ＷＣＤＭＡ的研究中。
１ＷＣＤＭＡ系统结构ＷＣＤＭＡ系统由核心网（ＣＮ）、无线接入网（ＵＴＲＡＮ）和用户装置（ＵＥ）３部分组成。
ＣＮ与ＵＴＲＡＮ的接口定义为Ｉｕ接口，ＵＴＲＡＮ与ＵＥ的接口定义为Ｕｕ接口。
１．１通用协议结构Ｕｕ和Ｉｕ接口协议分为两部分?押用户平面协议这些协议是实现真正的无线接入承载业务的协议。
控制平面协议这些协议是用于在移动终端和网络间在不同的方面（包括请求业务、控制不同的传输资源和切换等）控制无线接入承载和连接，还包括非接入层（ＮＡＳ）的透明传输机制。
１．２ＵＴＲＡＮ结构ＵＴＲＡＮ包括许多通过Ｉｕ接口连接到ＣＮ的无线网络子系统（ＲＮＳ）。
一个ＲＮＳ包括一个无线网络控制器（ＲＮＣ）和一个或多个ＮｏｄｅＢ。
ＮｏｄｅＢ通过Ｉｕｂ接口连接到ＲＮＣ上，它支持ＦＤＤ模式、ＴＤＤ模式或双模。
ＮｏｄｅＢ包括一个或多个小区。
ＲＮＣ负责决定ＵＥ的切换，它具有合并／分离功能，用以支持在不同ＮｏｄｅＢ之间的宏分集。
ＵＴＲＡＮ内部，ＲＮＳｓ中的ＲＮＣｓ能通过Ｉｕｒ接口交互信息，Ｉｕ接口和Ｉｕｒ接口是逻辑接口。
Ｉｕｒ接口可以是ＲＮＣ之间物理的直接相连或通过适当的传输网络实现。
１．３ＵＴＲＡＮ功能ＵＴＲＡＮ的功能如下：系统接入控制功能包括：接入控制、拥塞控制、系统信息广播、无线信道加密和解密。
移动性功能包括：切换、ＳＲＮＳ重布置。
wcdma是什么
wcdma是什么WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）是一种无线通信技术，用于第三代移动通信系统（3G）中。
它是一种基于代码分割多址（CDMA）技术的蜂窝式网络。
WCDMA是由GSM（Global System for Mobile Communications）演变而来的一种技术。
GSM是第二代移动通信系统（2G）的一种标准，但其数据传输速度较慢，无法满足人们日益增长的流媒体、互联网和其他高速数据应用的需求。
为了满足这些需求，WCDMA被引入并广泛应用于现代移动通信系统。
WCDMA可以提供更快的数据传输速度、更高的带宽和更好的语音质量。
它采用了直接序列扩频（DS-CDMA）技术，通过将数据信号编码成较长的伪随机码序列，将数据信号扩展到更宽的频带上。
这使得多个用户可以在同一频段上同时传输数据，而不会相互干扰。
WCDMA在通信频带上使用了5MHz的带宽，可以通过将信号划分为512个码片，每个码片的长度为0.978ms，来支持多用户之间的同时通信。
每个用户被分配一个唯一的码片序列，这样接收器就能够区分和提取出特定用户的信号。
WCDMA的优势之一是其高速数据传输能力。
它可以支持最高速率为384kbps的上行链路和最高速率为2Mbps的下行链路。
这使得用户可以通过手机实时观看视频流、下载大文件和进行高质量的语音通话。
与其他移动通信技术相比，WCDMA还具有更好的频谱效率。
由于它使用了CDMA技术，可以更有效地利用可用的频谱资源。
这意味着更多的用户可以同时进行通信，提高了网络的容量。
WCDMA还具有更好的覆盖范围和更好的室内信号穿透能力。
由于它的传输距离更远，信号能够更好地穿透建筑物和其他障碍物，使得用户在室内和城市环境中也能够获得良好的信号质量。
在全球范围内，WCDMA是一种被广泛采用的3G标准。
它被用于许多国家的移动通信网络，为用户提供高质量的语音通话和快速的数据传输。
(华为WCDMA系统基本原理)第1章_WCDMA系统概述
第1章WCDMA系统概述1.1 移动通信的发展现代的移动通信发展至今，主要走过了两代，而第三代现在正处于预商用阶段，不少厂家已经在欧洲、亚洲进行实验网的商用试运行。
第一阶段是模拟蜂窝移动通信网。
时间是上世纪七十年代中期至八十年代中期。
这一阶段相对于以前的移动通信系统，最重要的突破是贝尔实验室在七十年代提出的蜂窝网的概念。
蜂窝网，即小区制，由于实现了频率复用，大大提高了系统容量。
第一代移动通信系统的典型代表是美国的AMPS系统和后来的改进型系统TACS，以及NMT和NTT等。
AMPS（先进的移动电话系统）使用模拟蜂窝传输的800MHz频带，在北美、南美和部分环太平洋国家广泛使用；TACS（总接入通信系统）使用900MHz频带，分ETACS（欧洲）和NTACS（日本）两种版本，英国、日本和部分亚洲国家广泛使用此标准。
第一代移动通信系统的主要特点是采用频分复用，语音信号为模拟调制，每隔30KHz/25KHz一个模拟用户信道。
其主要弊端有：(1) 频谱利用率低(2) 业务种类有限(3) 无高速数据业务(4) 保密性差，易被窃听和盗号(5) 设备成本高(6) 体积大，重量大为了解决模拟系统中存在的这些根本性技术缺陷，数字移动通信技术应运而生，这就是以GSM和IS-95为代表的第二代移动通信系统，时间是从八十年代中期开始。
第二代数字蜂窝移动通信系统的典型代表是美国的DAMPS系统、IS-95和欧洲的GSM系统。
GSM（全球移动通信系统）发源于欧洲，它是作为全球数字蜂窝通信的TDMA标准而设计的，支持64Kbps的数据速率，可与ISDN互连。
GSM使用900MHz频带，使用1800MHz频带的称为DCS1800。
GSM采用FDD双工方式和TDMA多址方式，每载频支持8个信道，信号带宽200KHz。
DAMPS （先进的数字移动电话系统）也称IS-54（北美数字蜂窝），使用800MHz频带，是两种北美数字蜂窝标准中推出较早的一种，指定使用TDMA多址方式。
第11章 WCDMA移动通信系统
在R5网络中，核心网叠加了IP多媒体 子系统（IMS），无线接入网引入了 HSDPA技术，无线接入网和核心网中采用 全IP传输。
在R6网络中，网络架构变化不大，考 虑更多的是增加了新的功能或对已有功能 的增强。R7、R8版本正在不断的完善中。
1．R99网络结构及接口
（1）R99网络结构
图11-4
（3）在业务方面，研究包括多媒体 广播与/多播业务（MBMS）、Push 业务、Presence、PoC（Push-ToTalk over Cellular）业务、网上聊天 业务及数字权限管理等。
（4）无线接入方面采用的新技术有 正交频分复用调制（OFDM）技术、 多天线技术（MIMO）、高阶调制技 术和新的信道编码方案等，OFDM和 MIMO也是后3G的重点技术。
（1）移动设备（ME） （2）通用用户识别模块（USIM
Cu接口是USIM和ME之间的接口， Cu接口采用标准接口。
2．通用陆地无线接入网络 （UTRAN）
无线接入网（UTRAN）位于两个开 放接口Uu和Iu之间，完成所有与无线有关 的功能。
主要功能有宏分集处理、移动性管理、 系统的接入控制、功率控制、信道编码控 制、无线信道的加密与解密、无线资源配 置、无线信道的建立和释放等。
WCDMA移动终端中通用用户识别模 块（USIM）的功能也是从GSM的用户识 别模块（SIM）的功能延伸而来的。
WCDMA的主要技术性能如表11-1所 示，本节将对表征WCDMA特点的内容做 出简要解释。
（1）WCDMA支持两种基本的双工 工作方式：频分双工（FDD）和时分 双工（TDD）。 （2）WCDMA是一个宽带直扩码分 多址（DS-CDMA）系统，
4．外部网络（EN）
核心网的电路交换域（CS）通过 GMSC与外部网络相连，如公用电话交换 网（PSTN）、综合业务数据网（ISDN） 及其他公共陆地移动网（PLMN）。
什么是WCDMA
什么是WCDMAWCDMA是一种由3GPP具体制定的，基于GSM MAP核心网，UTRAN （UMTS陆地无线接入网）为无线接口的第三代移动通信系统。
目前WCDMA有Release 99、Release 4、Release 5、Release 6等版本。
WCDMA采用直接序列扩频码分多址（DS-CDMA）、频分双工（FDD）方式，码片速率为3.84Mcps，载波带宽为5MHz。
基于Release 99/ Release 4版本，可在5MHz的带宽内，提供最高384kbps的用户数据传输速率。
新获取移动网络运营牌照的运营商，其决定部署UMTS网络是面临的第一个问题就是选择标准的哪一个版本。
3GPP WCDMA标准历经多年的努力，目前已有R99，R4，R5三个版本完成定稿，其中最新的R5版本于2002年6月完成。
其三个版本各有特色。
R99接入部分主要定义了全新的5MHz每载频的宽带码分多址接入网，采纳了功率控制、软切换及更软切换等CDMA关键技术，基站只做基带处理和扩频，接入系统智能集中于RNC统一管理，引入了适于分组数据传输的协议和机制，数据速率可支持144Kbit/s 、384Kbit/s ，理论上可达2Mbit/s 。
基站和RNC之间采用基于ATM的Iub接口，RNC分别通过基于ATM AAL2的Iu-CS 和AAL5的Iu-PS分别与核心网的CS域和PS域相连。
在核心网定义的过程中，R99充分考虑到了向下兼容GPRS，其电路域与GSM完全兼容，通过编解码转换器实现话音由ATM AAL2至64K电路的转换，以便与GSMMSC互通。
分组域仍然采用了GPRSSGSN和GGSN的网络结构，相对于GPRS，增加了服务级别的概念，分组域的业务质量保证能力提高，带宽增加。
从系统角度来看，系统仍然采用分组域和电路域分别承载与处理的方式，分别接入PSTN和公用数据网。
从一般观点来看，R99比较成熟，较适用于需要立即部署网络的新运营商，同时也适用于拥有GSM/GPRS 网络的既有移动网络运营商，因其充分考虑了对现有产品的向下兼容及投资保护，目前的商业部署全都采用了R99，其主要优点在于：1.技术成熟，风险小；2.多厂商供货环境形成；3.互联互通测试基本完成；但也正因为考虑了向下兼容，R99也存在这样或那样的缺点：1.核心网因为考虑向下兼容，其发展滞后于接入网，接入网已分组化的AAL2话音仍须经过编解码转换器转化为64K电路，降低了话音质量，核心网的传输资源利用率低；2.核心网仍采用过时的TDM技术，虽然技术成熟，互通好，价格合理，但未来存在技术过时，厂家后续开发力度不够，备品备件不足，新业务跟不上的问题，从5-10年期投资的角度来看，仍属投资浪费；3.分组域和电路域两网并行，不仅投资增加，而且网管复杂程度提高，网络未来维护费用较高，演进思路不清晰；4.网络智能仍然基于节点，全网新业务部署仍需逐点升级，耗时且成本高。
WCDMA系统原理概述
探究WCDMA系统的未来发展趋势，以及可能的改进和扩展。
频带分配
探讨WCDMA系统中的频带分配方式，以及如何实现多用户之间的并行传输。
网络架构
介绍WCDMA系统的网络架构，包括基站、无线电接入网络和核心网络。
物理层和数据链路层结构
这部分将深入讨论WCDMA系统的物理层和数据链路层结构，以及它们在数据传输中起到的作用。
1
物理层结构
介绍WCDMA系统的物理层结构，包括系
3
网络优化
讲解如何进行网络优化，以提高系统的覆盖范围、容量和性能。
WCDMA系统优缺点分析
在最后一节中，我们将对WCDMA系统的优缺点进行全面分析，以帮助您更好地了解该系统的特 点和适用性。
1 优点
介绍WCDMA系统的优点，包括高速数据传输、宽广的覆盖范围和优秀的语音质量。
2 缺点
讨论WCDMA系统的缺点，如系统容量限制和复杂的设备要求。
负载均衡
讲解负载均衡技术在WCDMA系统中的应用，以提高系统的容量和性能。
覆盖和容量规划
在本节中，我们将探讨WCDMA系统的覆盖和容量规划策略，以确保系统的信号质量和可靠性。
1
覆盖规划
介绍如何进行覆盖规划，包括站址选址、天线参数和功率控制的考虑。
2
容量规划
讨论容量规划的概念和方法，以确保系统能够支持足够数量的用户并保持良好的性能。
数据链路层结构
2
统的频率、时隙分
段、编码和解码过程。
3
实时传输
讲解实时传输在WCDMA系统中的应用， 以及实时传输的特点和限制。
扩展通道和多址技术
在本节中，我们将研究WCDMA系统中的扩展通道和多址技术，以实现高效的数据传输和频谱利用。
《WCDMA基础知识》课件
WCDMA系统的架构
WCDMA系统由多个组成部分和功能构成，其中无线信号的传输过程也非常关键。让我们深入了解WCDMA的 系统架构及其组成部分。
WCDMA网络结构
WCDMA的网络结构包括基站分类、信道和频率分配以及服务器等要素。让 我们探索WCDMA网络中各个组成部分的作用和联系。
WCDMA话音调度和数据调度
《WCDMA基础知识》PPT 课件
欢迎来到《WCDMA基础知识》的PPT课件。本课程将为您介绍WCDMA的概 念、系统架构、网络结构、话音调度和数据调度、技术特点和优势等内容。
什么是WCDMA
WCDMA是第三代移动通信技术的一种，全称为“Wideband Code Division Multiple Access”（宽带码分多址）。让我们了解一下WCDMA的概念和发展 历程。
WCDMA的应用前景广阔，但也面临着一些挑战。本节将展望WCDMA在重点 领域的应用，同时探讨可能遇到的挑战和解决方案。
总结
通过本次课程，您对WCDMA的重要性、总体认识以及应用价值有了更深入的了解。展望未来，我们对 WCDMA有着更高的期望和发展方向。
WCDMA的话音调度和数据调度是保障通信质量和传输效率的关键。让我们 一起了解其原理、过程和不同调度算法的分类。
WCDMA的技术特点带来 了优越的性能和未来发展趋势。让我们深入了解WCDMA的技术特点和优势。
WCDMA的应用前景和挑战
WCDMA概述
WCDMA通信模型
信道 编码 交织
信源 编码
Interleaving
扩频
加扰
调制
射频 发射
无线信道
去交织 deinterleaving 解扩 信道解 码
信源 解码
解扰
解调
射频 接收
WCDMA的信源编码
信源编码是为了减少信源输出符号序列中的冗余度，提高 符号的平均信息量 WCDMA系统采用AMR（Adaptive Multi-Rate）语音编 码 编码共有8种，速率从12.2Kbps～4.75Kbps 多种语音速率与目前各种主流移动通信系统使用的编码 方式兼容，有利于设计多模终端 根据用户离基站远近，自动调整语音速率，减少切换， 减少掉话 根据小区负荷，自动降低部分用户语音速率，可以节省 部分功率，从而容纳更多用户
注：加尾比特的是为了对最后一个数据bit正确编码
交织
交织的作用：打乱符号间的相关性，减小信道快衰落和干扰带来的影响， 通过交织，可以把成块的误码给分散
1 2 3 4 5 6 7 8 ... 一次交织（帧间交织）： B0
1 9
... 452 453 454 ……
B1 2 10
B2 3 11
B3 4 12
Mbit/s）
三种主要技术比较：WCDMA技术体制
核心网基于GSM/GPRS网络演进，保持与GSM/GPRS网 络的兼容性。 核心网可以基于TDM、ATM和IP技术，并向全IP网络结构 演进。 核心网在逻辑上主要分为电路域（CS）、分组域（PS） 和公共域三部分，分别完成电路型业务和分组型业务。 核心网主要有R99\R4\R5\R6，R7正在制定中。其中R4是 对R99的接口协议特性和功能增强；R5提出IP UTRAN和 HSPDA；R6中引入HSUPA。 UTRAN基于ATM技术，统一处理话音和分组业务，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。
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Data & Voice 1XEV-DV
3GPP2标准化
*High Speed Downlink Packet Access
5
GSM的演进
2M 1M 速率bps
100 k 64 k
10 k
2.5代
分组型
电路型
14.4 9.6
EDGE
GPRS HSCSD
3代
IMT-2000
WCDMA 简介
移动事业部网规网优部 2004年2月20日
1
主要内容
3G概述 WCDMA体系结构 WCDMA协议结构 WCDMA物理信道、传输信道及其映射 接口介绍
2
3G 概述
3
移动通信技术的发展趋势
高频谱效率(容量大) 支持分组数据业务，且逐渐向更高速率发展； 技术上逐渐IP化，从网络向无线延伸，从高层
向低层延伸。
4
移动通信技术及演进
10's of kb/s(2G) 100's of kb/s
< 2 Mb/s (3G)
< 5 Mb/s
< 10 Mb/s
US-TDMA GSM
GPRS
EDGE WCDMA
HSDPA*
PDC
TD-SCDMA
3GPP标准化
cdmaOne
cdma2000-1X
cdma2000-3x?
3GPP和3GPP2正在探讨IP CN融合问题
2002年4月在OHG的发起下，在多伦多召开了第一次融合会 议。
IP完善的标准化估计在2003年左右完成
13
3G与2G技术的兼容分析
技术和标准方面
WCDMA R99核心网基于GSM/GPRS，无线部分 是革命性的；
cdma2000-1X在核心网和无线接入均与IS95后向 兼容；1XEV/DO不与1X和IS95兼容（？）。
9
目前3G技术和标准化特点
第一阶段标准已经基本完善、稳定
特点：新的无线技术，基于二代的核心网络 技术版本：3GPP的R99版本，3GPP2的Release 0、A、
IOS4.X；
第二阶段近期不会稳定
特点：无线技术增强，支持高速分组数据业务；核心网向全 IP发展；
技术版本：3GPP R5及以后版本，3GPP2 1xEV-DO和1xEVDV。
协议
11
第二阶段的标准化(1/2)
增强型无线接口技术 3GPP2 cdma2000 1XEV
1XEV/DO(高速数据)，可支持650kbps/2.4Mbps，2000年10月 份完成，2001年12月完成一个更新版本；
1XEV/DV(数据和语音)：
Phase I(Release C)，支持3.1Mbps数据速率，2002年5月完成标准 Phase II(Release D)，2003年夏天完成
无线接入网(RAN):正在探讨。
3GPP2：全IP网络结构模型(NAM)、IOS等
CN:包括IP多媒体域(MMD)和传统MS域(LMSD) 。计划2002年 发布第一个多媒体域(MMD)技术规范，基于3GPP R5 。
RAN:1xEV-DO IOS、IOS4.3(支持部分1xEV-DV)、 IOS5.0(1xEV-DV)。
无线接口，cdma2000-1X
Release 0：1999年底完成，支持153.6kbps Release A： 支持307.2kbps ，2001年底完成；
A接口(IOS)增加A8、A9、A10、A11已支持分组数据业务，采用 ATM/IP传输
增加分组交换节点(PDSN)/HA等； 电路域采用基于二代网络的ANSI-41E，分组域采用简单IP和移动IP
要增加了3G增强性技术；
ITU-T SSG核心网
超3G核心网远景 IP 核心网融合
3GPP
制定基于GSM/GPRS核心网、全IP核心网，无线技术为WCDMA、 CDMA TDD和EDGE的技术规范；
3GPP2
制定基于ANSI-41核心网、全IP核心网，无线技术为cdma2000的技术规 范
Iu、Iub、Iur接口均采用ATM传输 核心网基于演进的GSM MSC(MAP协议)和GPRS GSN(GTP协议)
3GPP Release 4- 2001年3月完成
完成TD-SCDMA标准化 启动部分全IP内容，电路交换域(CS)将承载与控制分离
3GPP2 Release 0、IOS4.X、ANSI-41E等
1 k SMS
话音
98
99
00
01
02
时间
7
第三代移动通信标准化格局
ITU
CWTS 8
国际3G标准化组织
ITU
ITU-R WP8F：无线频谱、技术、业务等
超3G(System Beyond IMT-2000)远景及后续业务、频谱和技术等相关研 究
WRC-00确认频谱的规划； 3G技术规范建议M.1457(RSPC)更新，2002年5月完成第一更新版本，主
3GPP HSDPA(高速下行分组接入)
支持最高达8-10Mbps的下行数据速率，将在Release 5完成标 准化
12
第二阶段的标准化(2/2)
网络向IP方向演进
3GPP R5、R6版本：
核心网(CN)：包括电路域(CS)、分组域(PS)和IP多媒体子系统 (IMS)，IMS第一阶段(R5)的标准已经完成。
设备及网络演进
cdma2000-1X可以在IS95网络上通过升级实现； 网络和终端兼容
WCDMA网络初期可以重叠建网、后期可以考虑 二代网络的升级；采用双频双模 GSM/GPRS/WCDMA实现网络覆盖的连续和兼容
14
几种3G技术比较
IMT-DS
“超3G”的愿景(vision)在ITU取得较大进展
注：超3G(Systems Beyond IMT-2000，或称Beyond 3G，有人称4G)
10
第一阶段的标准基本完善
3GPP Release 99(R99或R3):
2001年6月份版本开始已经基本稳定，目前的更新量逐渐减少，支持 主要功能部分已经稳定。
WCDMA CDMA TDD
1 k SMS
话音
98
99
00
01
02
时间
6
CDMA的演进
>2 M 1M
速率bps
100 k 64 k
10 k
IS-95A 电路型
14.4 9.6
cdma2000-1x
分组型 2.4M/
IS-95B
3.1M/
115.2 /64
308 /144
1XEV
?
WCDMA? cdma2000-3X?