WCDMA移动通信系统.ppt

第3章WCDMA移动通信系统宽带码分多址（WidebandCodeDivisionMultipleAccess，WCDMA）是第三代移动通信系统3种主流无线传输技术之一，在世界范围内WCDMA已经成为被广泛采用的通信标准。本章主要包括以下内容：
WCDMA系统的主要特点
WCDMA系统的网络结构，主要网元和接口功能
基于R99、R4、R5的核心网结构及接口，不同版本核心网的特点
IP多媒体子系统的特点、结构和功能UTRAN接口协议模型及协议栈结构
WCDMA空中接口协议结构、各层协议功能及相互关系
WCDMA空中接口物理层的功能，物理信道、传输信道与逻辑信道的映射关系，物理层上下行链路的进程
WCDMA网络中的编号计划

3.1概述基于WCDMA技术，采用HSDPA之后，下行数据速率可达10.8～14.4Mbit/s。
HSUPA也已处于商用阶段，上行数据速率可达1.4～5.8Mbit/s。与第二代移动通信系统相比，第三代移动通信系统具有频谱效率高、支持多媒体业务、服务质量高以及无缝漫游等特点。
目前WCDMA、cdma2000两种技术都得到了大规模的商用，中国已经开始运营TD-SCDMA商用网络。

3.1.1WCDMA网络的演进WCDMA标准的演进简述如下：R99版本中WCDMA依然采用GSM/GPRS核心网的结构，但是采用新的空中接口协议。
R4版本中完成了中国提出的TD-SCDMA标准化工作，同时引入了软交换的概念，将电路域的控制与业务分离，便于向全IP核心网结构过渡。R5版本将IP技术从核心网扩展到无线接入网，形成全IP的网络结构，在R4基础上增加了IP多媒体子系统（IMS），同时在无线传输中引入高速下行分组接入（HSDPA）技术。
目前R8版本已于2008年12月冻结，3GPP中还有R9等版本在同时进行研究。WCDMA是从GSM演进而来，所以许多WCDMA的高层协议和GSM/GPRS基本相同或相似，比如移动性管理（MM）、GPRS移动性管理（GMM）、连接管理（CM）以及会话管理（SM）等。
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。3.1.2WCDMA网络的特点在FDD模式下，上行链路和下行链路分别使用两个独立的5MHz的载频，发射和接收频率间隔分别为190MHz或80MHz。2．多址方式3．语音编码4．信道编码5．功率控制功率控制解决的基本问题是远近效应，即解决接收机接收到近距离发射机的信号比较容易，而接收到远距离发射机的信号比较困难的问题。
6．切换WCDMA系统支持软切换、更软切换、硬切换和无线接入系统间切换，也可以表述为同频小区间的软切换、同频小区内扇区间的更软切换、同一无线接入系统内不同载频间的硬切换和不同无线接入系统间的切换。
7．同步方式8．可变数据速率图3-2WCDMA可变数据速率示意图3.2WCDMA网络结构与接口核心网与无线接入网（UTRAN）之间的开放接口为Iu，无线接入网（UTRAN）与用户设备（UE）间的开放接口为Uu接口，如图3-3所示。
图3-3UMTS的系统结构核心网是业务提供者，基本功能就是提供服务，承担各种类型业务的定义，包括用户的描述信息、用户业务的定义还有相应的一些其他过程。UMTS核心网负责内部所有的语音呼叫、数据连接和交换，以及与其他网络的连接和路由选择的实现。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。
用户设备（UE）完成人与网络间的交互。

3.2.2UMTS网元和接口功能1．用户设备（UE）UE用来识别用户身份和为用户提供各种业务功能，如普通话音、数据通信、移动多媒体、Internet应用等。用户设备（UE）主要由移动设备（MobileEquipment，ME）和通用用户识别模块（UniversalSubscriberIdentityModule，USIM）两部分组成。
（1）移动设备（ME）
（2）通用用户识别模块（USIM）2．通用陆地无线接入网络（UTRAN）UTRAN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。
UTRAN由一个或几个无线网络子系统（RadioNetworkSubsystem，RNS）组成，RNS负责所属各小区的资源管理。每个RNS包括一个无线网络控制器（RadioNetworkController，RNC）、一个或几个NodeB（即通常所称的基站，GSM系统中对应的设备为BTS）。（1）节点B（NodeB）NodeB逻辑功能模块包括基带处理部件，射频收发放大器、射频收发系统、基带部分和天线接口单元等部件。
NodeB受RNC控制，与RNC的接口为E1或ST