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FPLMTSFuture Public Land Mobile Telecommunications System1996年正式更名为IMT-2000International Mobile Telecommunications欧洲称UMTSUniversal Mobile Telecommunication Systems2. 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cdma2000WCDMA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。