【正文】 被最終確定，作為第一個(gè)被引入的CDMA系統(tǒng)，采用的是IS－95A的標(biāo)準(zhǔn)，、相對(duì)于WCDMA中5MHz的帶寬。作為北美第二代系統(tǒng)的一個(gè)重要分支D－AMPS系統(tǒng)，就是在原有的AMPS基礎(chǔ)上引入了數(shù)字化技術(shù)。首先作為第一代系統(tǒng)，選擇的是800MHz的AMPS系統(tǒng)。UMTS技術(shù)作為歐洲3G的典型代表，在空中接口上選擇了碼分多址CDMA的方式，在雙工方式上，既可以選擇FDD方式，也可以采用TDD方式，取決于空中接口的規(guī)范。EDGE技術(shù)的缺點(diǎn)是由于無(wú)線接口調(diào)制方案的改變，需要改變所有BTS基站的硬件和軟件。（課間提問(wèn)：GPRS系統(tǒng)在通信過(guò)程中，手機(jī)要不斷對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，那么又如何能夠?qū)崿F(xiàn)8＋8的時(shí)隙配置？也就說(shuō)如果手機(jī)工作在8＋8模式下，靠什么物理信道來(lái)完成測(cè)量和信令的交互？）在GPRS網(wǎng)絡(luò)中，空中接口的傳遞速率，無(wú)論是30kbps還是160kbps，都顯得太低，這樣就存在了由GSM和GPRS網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)向上過(guò)渡的系統(tǒng)要求，被稱為E－GSM和E－GPRS，其中，E代表的是EDGE技術(shù)。因此，數(shù)據(jù)速率還要取決于移動(dòng)終端的級(jí)別，移動(dòng)臺(tái)只有在class29級(jí)別時(shí)，才能真正實(shí)現(xiàn)8＋8的時(shí)隙配置。多時(shí)隙能力是指移動(dòng)臺(tái)在上下行鏈路上同時(shí)能夠獲得的最大無(wú)線資源能力，即能獲得的最大時(shí)隙數(shù)。從信道編碼方式來(lái)考慮，目前使用較多的是CS1和CS2方案，CS1多用于信令，而CS2可以動(dòng)態(tài)選擇支持業(yè)務(wù)和信令。二種方案前者是通過(guò)提高單信道速率，后者是通過(guò)提高資源利用率的角度來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞速率的提升。而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)比較關(guān)鍵的是塊的差錯(cuò)率、塊的丟失率，話音業(yè)務(wù)比較注重的因素是時(shí)延。要提高傳輸速率，也就是在20ms時(shí)間段，增加信息塊的有用消息字段的長(zhǎng)度，減少保護(hù)字段的長(zhǎng)度。從數(shù)據(jù)速率和業(yè)務(wù)的角度來(lái)說(shuō)，GPRS可以提高空中接口中數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的速率，而對(duì)于話音速率沒(méi)有任何影響。隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，為提高空中接口上的數(shù)據(jù)傳送速率。由于采用電路交換方式，每用戶在通信過(guò)程中，將一直占用網(wǎng)絡(luò)分配的物理信道直至通信結(jié)束。作為歐洲第二代移動(dòng)通信技術(shù)的典型代表是GSM，GSM在空中接口的主要特點(diǎn)：多址方式－—TDMA，采用8路時(shí)分復(fù)用的多址方式，每用戶的接入是通過(guò)占用物理信道的時(shí)隙來(lái)區(qū)分。多種標(biāo)準(zhǔn)的存在使得彼此不兼容，不能互聯(lián)互通。移動(dòng)臺(tái)至核心網(wǎng)之間的通信過(guò)程。從邏輯視圖介紹UMTS的功能結(jié)構(gòu)，GSM及GPRS向UMTS過(guò)渡的結(jié)構(gòu)變化。WCDMA高級(jí)培訓(xùn)課件主要內(nèi)容：UMTS的基本理論。無(wú)線接口。一、UMTS Introduction目標(biāo)：UMTS是什么？UMTS的標(biāo)準(zhǔn)由誰(shuí)制定、這些標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)及不同標(biāo)準(zhǔn)的差異。第二代移動(dòng)通信引入數(shù)字和調(diào)頻技術(shù)，最典型的技術(shù)有：GSM（歐洲）、CDMA IS95（北美）、DAMPS（北美）、IS136（北美）等。從網(wǎng)絡(luò)側(cè)考慮，區(qū)分上下行鏈路的雙工方式是FDD。在空中接口，物理信道的分配是采用固定的分配方式。GPRS提供的是一種數(shù)據(jù)服務(wù)，它不能獨(dú)立于GSM存在，它的目的只是在GSM系統(tǒng)上提供高速有效地傳遞數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的服務(wù)。如何在GSM系統(tǒng)數(shù)據(jù)速率受限的前提下提高空中接口的數(shù)據(jù)速率？可以有兩種方法：第一是改變信道編碼方案，提高每用戶的單信道數(shù)據(jù)凈比特率。這種機(jī)制即所謂的信道編碼（channel coding）。隨著單信道數(shù)據(jù)速率的提高，對(duì)無(wú)線信道空中接口的載干比要求也會(huì)提高，因此通過(guò)提高單信道數(shù)據(jù)傳遞速率的方法并不是最有效的。理論上，GPRS網(wǎng)絡(luò)能夠提供的最大數(shù)據(jù)傳遞速率是采用CS4編碼方式，8時(shí)隙共用的前提下得到的值為160kbps?？紤]一定的阻塞（5％），實(shí)際有效速率是10kbps，而CS1只有8kbps。在規(guī)范中移動(dòng)臺(tái)按多時(shí)隙能力被分成class1~class29共29個(gè)級(jí)別，而目前網(wǎng)絡(luò)能支持的只有class1~class13共13個(gè)級(jí)別。所以，在實(shí)際過(guò)程中，手機(jī)真正能獲得的數(shù)據(jù)傳輸速率在下行方向上目前也只有30kbps，這也是目前GPRS網(wǎng)絡(luò)能夠提供的有效速率，一般變化范圍在20～40kbps之間。EDGE技術(shù)是采用了空中接口上不同的無(wú)線處理方式，主要是調(diào)制方案的改變。EDGE技術(shù)早在二年前，歐洲的GSM網(wǎng)絡(luò)就已經(jīng)投入商用。在FDD方式下，UMTS理論速率為2Mbps，是每用戶所能得到的最大凈比特速率，指未經(jīng)過(guò)信道編碼之前的速率。北美與歐洲的發(fā)展模式不同，歐洲在模擬系統(tǒng)中由于采用了多種制式，導(dǎo)致它在做GSM規(guī)范時(shí)，力求一體化，所以GSM是先有規(guī)范后有網(wǎng)絡(luò)。與此同時(shí)，歐洲GSM1900MHz也被引入了北美，作為第二代系統(tǒng)的補(bǔ)充。對(duì)于CDMA來(lái)說(shuō)，物理信道的定義是指：物理信道（Phy channel）＝頻率（Frequence）+碼子（Code）。在CDMA2000 1X單載波中，雙工方式為FDD方式，提供用戶共二類信道，一類稱為Fundamental Channel(基本信道)，另一類稱為Supplemental Channel（附加信道）。由于信道數(shù)較少，系統(tǒng)就規(guī)定了單個(gè)用戶占用該信道的時(shí)長(zhǎng)（ms級(jí)的占用周期），因此，信道的占用具有非連續(xù)性。只有在中國(guó)的使用過(guò)程中，由于營(yíng)運(yùn)商的要求，才對(duì)A接口開放，從而實(shí)現(xiàn)多廠家設(shè)備的互聯(lián)。在CDMA2000向三代過(guò)渡的過(guò)程中，最初有二個(gè)分支。voice）將在下階段被采用，并將作為真正的CDMA2000的3G標(biāo)準(zhǔn)。二種技術(shù)的比較表明，3G標(biāo)準(zhǔn)都采用了碼分多址的多址方案，它的特點(diǎn)在于：a、增加了系統(tǒng)容量（Increased capacity）。而對(duì)于CDMA來(lái)說(shuō)，容量是指軟容量，是不受物理資源的限制，CDMA的物理資源是碼子，只要碼子是無(wú)窮的，它的容量就是無(wú)窮的。其次在下行鏈路上，容量增加受限于能量（Power）。不同的觀點(diǎn)認(rèn)為，覆蓋一般有3種不同的含義，第一種稱為計(jì)劃的覆蓋范圍（Planned Cell Coverage），也就是在規(guī)劃過(guò)程中，希望獲得的理想覆蓋；第二種稱為實(shí)際的覆蓋范圍（Practical Coverage），由于無(wú)線環(huán)境的限制，無(wú)論采取何種措施，都無(wú)法加大覆蓋范圍，稱為實(shí)際的覆蓋；第三種稱為可操作的覆蓋范圍（Operational Coverage），指的是移動(dòng)臺(tái)可接入系統(tǒng)的最大距離。所以這種范圍的變化，是可以人為來(lái)操作的。這一提法應(yīng)改為不用做頻率規(guī)劃，因?yàn)樗?jiǎn)化的只是頻率復(fù)用方案。這也同樣不具有可比性。另外，由于開環(huán)功率控制的原因，CDMA手機(jī)的平均接續(xù)時(shí)間（呼叫建立時(shí)間）要比GSM手機(jī)長(zhǎng)，尤其是在系統(tǒng)干擾較大的時(shí)候，接續(xù)時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)。UMTS的切換和IS－95中的切換是不同的。f、需要的帶寬（Bandwidth on demand）。但是為了實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)在空中接口的兼容，鑒于MC當(dāng)時(shí)提出的載波是三載波，歐洲WCDMA的帶寬提出了讓步。用戶和網(wǎng)絡(luò)之間，可以通過(guò)協(xié)商Qos獲得它所需要的帶寬。IMT－2000是ITU（International Telemunication Union）對(duì)3代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的總稱，其中，歐洲選擇的標(biāo)準(zhǔn)稱為UMTS，北美選擇的標(biāo)準(zhǔn)稱為CDMA2000。所謂全球化，是指系統(tǒng)能夠真正實(shí)現(xiàn)全球兼容，業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)全球漫游。智能化是指在智能網(wǎng)平臺(tái)上提供各種智能業(yè)務(wù)，如最典型的代表VHE（Virtual Home Environment）。因此，UMTS＝數(shù)據(jù)＋話音＋附加業(yè)務(wù)＋Qos＋低花費(fèi)＋高容量＋…….。三種用戶在系統(tǒng)中可能獲得的資源是不一樣的，如金卡用戶，可能的保證速率128kbps，峰值速率滿足384kbps或更高。所以在UMTS中引入了Qos的概念，以及Qos的實(shí)現(xiàn)方案?？焖偈?G網(wǎng)絡(luò)最主要的特點(diǎn)，提供高速的數(shù)據(jù)速率的傳遞是3G網(wǎng)絡(luò)的基本要求。3GPP2是針對(duì)CDMA2000來(lái)制定相應(yīng)規(guī)范，而3GPP是針對(duì)UMTS來(lái)制定規(guī)范的。3GPP的技術(shù)規(guī)范可以從網(wǎng)上下載，與GSM規(guī)范相對(duì)應(yīng)，UMTS規(guī)范的編號(hào)＝GSM規(guī)范編號(hào)＋20。通過(guò)對(duì)9個(gè)提議的歸總，ITU最終制定了5項(xiàng)空中接口的標(biāo)準(zhǔn)：（通稱為IMT－2000）a、CDMA－DS多址方式采用寬帶碼分多址（W－CDMA），在5MHz帶寬上采用碼分多址技術(shù)；擴(kuò)頻通常采用直接擴(kuò)頻（DS）（另外還有時(shí)間擴(kuò)頻和調(diào)頻擴(kuò)頻，均未采用），將原來(lái)的高能量窄帶信號(hào)展寬成低能量寬帶信號(hào)，由于是直接擴(kuò)頻，所以是和擴(kuò)頻序列直接作相乘運(yùn)算就可以了；雙工方式采用FDD方式，在空中接口上占用一對(duì)5MHz帶寬來(lái)構(gòu)成上下行鏈路。應(yīng)用于CDMA—2000－MC網(wǎng)絡(luò)。TDD方式的特點(diǎn)是可以提高頻譜的效率，可以采用頻譜上任何一個(gè)非對(duì)稱頻譜來(lái)實(shí)現(xiàn)。所以，由于上下行鏈路時(shí)隙的分配，給系統(tǒng)帶來(lái)的另一個(gè)問(wèn)題就是系統(tǒng)的同步，要求系統(tǒng)的同步性要高。最初作為ITU在制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，希望不同的空中接口標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于用戶端來(lái)說(shuō)可以實(shí)現(xiàn)兼容。230 MHz帶寬的定義范圍（歐洲為例）：a、對(duì)稱性頻譜UMTS（FDD接入）上行1920MHz～1980 MHz；下行2110MHz～2170 MHz；2個(gè)60MHz共120MHz帶寬，用于陸地?zé)o線接入網(wǎng)絡(luò)的頻譜劃分。所謂Licenses，也就是對(duì)頻譜的中心頻率的占有權(quán)。功能結(jié)構(gòu)的描述及回顧從總體上來(lái)看，移動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由三部分組成。所謂上層應(yīng)用，如PC上產(chǎn)生的FTP文件、網(wǎng)頁(yè)下載或收發(fā)E－mail等。由IWF功能模塊，完成到外部公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的速率適配和控制。如常見的3G移動(dòng)終端，可能是將三部分功能合成在一起的。所以對(duì)于接入網(wǎng)，基本職能是體現(xiàn)在空中接口的接入上。至于電路域和分組域在將來(lái)的演進(jìn)過(guò)程中會(huì)發(fā)生怎樣的變化？最終在核心網(wǎng)部分會(huì)實(shí)現(xiàn)二者的一體化過(guò)程。在電路交換中完成數(shù)據(jù)的傳送，利用到了IWF功能。對(duì)分組域來(lái)說(shuō)，它的移動(dòng)性管理直接包含在SGSN設(shè)備節(jié)點(diǎn)中。GGSN連接的外部網(wǎng)絡(luò)可以是各種類型的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)，如Internet、Intranet、它的接入能力取決于GGSN設(shè)備的端口管理能力。從功能上來(lái)講，PCU是必不可少的，完成空中接口分組資源的分配和管理。部分接口不標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備數(shù)量減少；提供高速的數(shù)據(jù)速率（2Mbps）；提供基于Qos的服務(wù)；提供更加靈活的業(yè)務(wù)和開放的標(biāo)準(zhǔn)接口 UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) UMTS結(jié)構(gòu)中接入網(wǎng)絡(luò)無(wú)非只是提供空中接口的接入手段，網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)不同需求選擇不同類型的接入網(wǎng)絡(luò)。 UTRAN作為陸地?zé)o線接入網(wǎng)絡(luò)，它的結(jié)構(gòu)分二部分，即接入網(wǎng)部分和核心網(wǎng)部分。 （UM10 313） Node B的主要功能包括：A、呼叫處理（Call Processing）：基站完成基帶信號(hào)的處理，不管是話音呼叫還是數(shù)據(jù)呼叫，對(duì)UMTS基站來(lái)說(shuō)所完成的都是基帶信號(hào)處理過(guò)程。移動(dòng)臺(tái)發(fā)出preamble前導(dǎo)部分來(lái)試探功率，基站對(duì)preamble作出應(yīng)答，只是給出指示，屬于物理層的功能。所以無(wú)論是功率控制還是切換的決定，控制端都放在了RNC，基站只是執(zhí)行端。Node B為將空中接口上收到的信令和業(yè)務(wù)信息發(fā)送至RNC，需要在Iub接口上支持作為UMTS來(lái)說(shuō)所必須的一種特殊的協(xié)議－FP（幀協(xié)議）。從協(xié)議層來(lái)角度來(lái)講，物理層的協(xié)議是終結(jié)于Node B的，也就是說(shuō)空中接口上只有物理層協(xié)議，而上層的RLC、MAC、RRC等都是移動(dòng)臺(tái)與RNC之間的對(duì)話，Node B只是執(zhí)行，所以在后續(xù)的協(xié)議封裝過(guò)程會(huì)有所不同。為不同的業(yè)務(wù)選擇不同的基帶信號(hào)處理方式，如話音和數(shù)據(jù)在空中接口上對(duì)塊差錯(cuò)率的要求是不一樣的，話音在選擇傳輸信道時(shí)采用1/2卷積編碼，而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)選擇Turbe碼1/3的效率。RNC承擔(dān)Qos的功能，又稱為RB（無(wú)線承載）的分配，RB分配取決于服務(wù)類型，而服務(wù)由CN（Core Network）提供。B、用戶移動(dòng)性管理（User Mobility Handling）：由RNC負(fù)責(zé)的移動(dòng)性管理所涉及的內(nèi)容比較有限，主要包含二個(gè)功能，即軟切換功能和宏分集功能。C、RNS監(jiān)視（RNS supervision）：RNS（無(wú)線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)）包括Node B和RNC二部分，所謂RNS監(jiān)視，也就是負(fù)責(zé)完成RNS重定位過(guò)程的決定。也就是目標(biāo)RNC將要完成整個(gè)監(jiān)視和重定位過(guò)程。在GPRS中，由SGSN激活對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的加密功能，在SGSN側(cè)完成加密過(guò)程，被加密的數(shù)據(jù)包一定是LLC層的數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包是移動(dòng)臺(tái)和SGSN間的直接對(duì)話，換言之，數(shù)據(jù)將通過(guò)空中接口、基站、BSC、PCU至SGSN后才被解密。第二個(gè)過(guò)程是對(duì)業(yè)務(wù)消息的加密，對(duì)RLC和MAC層的保護(hù)。由于在空中接口上引入了新的CDMA技術(shù)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)部分一定是全新的，不存在平滑演進(jìn)的過(guò)程。Node B的連接方式可以是PCM 2M口，也可以是光纖STM－1直連，在Iub接口上，也可以選擇ATM反向復(fù)用功能或不選，均取決于廠家的實(shí)現(xiàn)。Iu CS和Iu PS并不是具體的物理體現(xiàn)，它只是這個(gè)端口上面向不同的核心網(wǎng)域的邏輯功能。Iur接口的提供是為了支持軟切換，軟切換時(shí)，在空中接口上會(huì)建立多條無(wú)線鏈路，多條無(wú)線鏈路上的業(yè)務(wù)信息都會(huì)通過(guò)目標(biāo)RNC（Drift RNC）送往服務(wù)RNC（Serving RNC），這就需要用到Iur端口。至于跨MSC之間的切換，在三代系統(tǒng)中，將切換類別是分開的，作為切換的概念只存在在無(wú)線接口上。所以Iur的提出，提高了系統(tǒng)的性能。規(guī)范規(guī)定了AMR一共有8個(gè)子流（8個(gè)可編碼速率），、速率為凈比特速率（量化后已加入控制比特位之后的速率），（20ms提取244bits）是目前可以實(shí)現(xiàn)的GSM中EFR編碼速率。隨著網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，TRAU的功能將作為可選項(xiàng)功能（Optional）。AUC的功能主要是存放用戶鑒權(quán)的鑰匙和安全性算法，三代核心網(wǎng)中的AUC無(wú)非是增加了一些新的算法，如目前支持UMTS鑒權(quán)的F1～F9算法。VLR功能同樣沒(méi)有發(fā)生任何變化，記錄或存儲(chǔ)當(dāng)前用戶所登記在本VLR的相關(guān)信息、分配相應(yīng)的臨時(shí)識(shí)別符，完成主要鑒權(quán)參數(shù)的存儲(chǔ)，（UM10 320～324）PS域SGSN的功能包括分組移動(dòng)性管理－SGSN參與用戶移動(dòng)性狀態(tài)管理、通話管理（Session Management）－SGSN與GGSN之間為用戶所建立的PDP隧道的管理，也就是Gn接口上的隧道協(xié)議的管理、通過(guò)GGSN將用戶信息送往外部網(wǎng)絡(luò)。除此之外，GGSN的也有計(jì)費(fèi)（Accounting）功能－提供基于用戶字節(jié)流量大小的計(jì)費(fèi)記錄。在R99版本，CS和PS二個(gè)域的承載是獨(dú)立分開的，PS是基于IP骨干網(wǎng)（IP Bac