【文章內(nèi)容簡介】 消息業(yè)務(wù)12 / 383GPP 版本(R5)? 3GPP Rel5 將完成對 IP 多媒體子系統(tǒng)（IMS）的定義，如路由選取以及多媒體會話的主要部分。Rel5 的完成將為轉(zhuǎn)向全 IP 網(wǎng)絡(luò)的運營商提供一個開始建設(shè)的依據(jù)? Rel5 計劃的主要特性有：UTRAN 中的 IP 傳輸、高速下行分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入（HSDPA） 、混合 ARQII／III、支持 RAB 增強功能、對 Iub／Iur 的無線資源管理的優(yōu)化、UE 定位增強功能、相同域內(nèi)不同 RAN 節(jié)點與多個核心網(wǎng)節(jié)點的連接以及其它原有 Rel5 的功能R9RR5 關(guān)系原則上 R99 的規(guī)范是 R4 規(guī)范集的一個子集，若在 R99 中增加新的特征，就把它升級到 R4。同樣 R4 規(guī)范集是 R5 規(guī)范集的子集，若在 R4 中增加了新的特征就把它升級到R5。按計劃 R4 要在 2022 年 3 月完成，R5 要在 2022 年 12 月完成2. WCDMA 的網(wǎng)絡(luò)單元構(gòu)成UE（User Equipment）UE是用戶終端設(shè)備，它主要包括射頻處理單元、基帶處理單元、協(xié)議棧模塊以及應用層軟件模塊等。UE包括兩部分：ME（the Mobile Equipment）提供應用和服務(wù)；USIM（the UMTS Subscriber Module）提供用戶身份識別。UTRAN（UMTS陸地無線接入網(wǎng)）UTRAN分為NodeB（基站）和RNC（無線網(wǎng)絡(luò)控制器）兩部分。NodeB包括無線收發(fā)信機和基帶處理部件。通過標準的Iub接口與RNC互連，主要完成Uu接口物理層協(xié)議的處理。RNC（Radio Network Controller）13 / 38RNC是無線網(wǎng)絡(luò)控制器，主要完成連接建立和斷開、切換、宏分集合并和無線資源管理等功能。CN（Core Network，核心網(wǎng)）CN負責與其他網(wǎng)絡(luò)的連接和對UE的通信和管理。The external works(外部網(wǎng)絡(luò))外部網(wǎng)絡(luò)可以分為兩類：電路交換網(wǎng)絡(luò)（CS work）：提供電路交換的連接；分組交換網(wǎng)絡(luò)（PS work）：提供數(shù)據(jù)包的連接服務(wù)。WCDMA系統(tǒng)主要接口如下：1. Cu 接口Cu接口是USIM卡和ME之間的電氣接口，Cu接口采用標準接口。2. Uu接口Uu接口是WCDMA的無線接口。UE通過Uu接口接入到UMTS系統(tǒng)的固定網(wǎng)絡(luò)部分，可以說Uu接口是UMTS系統(tǒng)中最重要的開放接口。3. Iu接口Iu接口是連接UTRAN和CN的接口。類似于GSM系統(tǒng)的A接口和Gb接口。Iu接口是一個開放的標準接口。這也使通過Iu接口相連接的UTRAN與CN可以分別由不同的設(shè)備制造商提供。4. Iur接口Iur接口是連接RNC之間的接口。Iur接口是UMTS系統(tǒng)特有的接口，用于對RAN中移動臺的移動管理。比如在不同的RNC之間進行軟切換時，移動臺所有數(shù)據(jù)都是通過Iur接口從正在工作的RNC傳到候選RNC。 Iur是開放的標準接口。5. Iub接口Iub接口是連接Node B與RNC的接口，Iub接口也是一個開放的標準接口。這也使通過Iub接口相連接的RNC與Node B可以分別由不同的設(shè)備制造商提供。3. WCDMA 關(guān)鍵技術(shù)? 多用戶檢測在蜂窩移動碼分多址通信中，干擾大致分為三種類型：加性白噪聲、多徑干擾、多址干擾。當小區(qū)同時使用的用戶數(shù)較多時，多址干擾時最主要的干擾。在CDMA系統(tǒng)中，引入了多用戶檢測技術(shù)，它是引用信息論并通過嚴格的理論分析后提出的一種新型抗多址技術(shù)，而且通過多用戶檢測既可以抗多址干擾，又可以抵抗遠近效應和多徑干擾。14 / 38? 多用戶檢測器的主要優(yōu)點? 是消除或減弱多址干擾的有效手段；? 是消除或減弱多徑干擾的有效手段；? 是消除或減弱遠近效應的有效手段；? 簡化功率控制，降低功率控制精度；? 彌補正交擴頻碼互相關(guān)性步理想所帶來的消極影響；? 改善系統(tǒng)性能，提供系統(tǒng)容量，增大小區(qū)覆蓋面積。? 多用戶檢測器的主要缺點? 大大增加系統(tǒng)設(shè)備的復雜度；? 增加系統(tǒng)時延，特別是當采用自適應算法并對于擴頻碼較長的系統(tǒng)更是如此；? 多用戶檢測一般需要知道用戶擴頻碼的主要特征參量，這對于實際的多徑時變信道則不是一件容易的事，它需要通過不停的信道估計來實現(xiàn)，而且估值的精度將直接影響多用戶檢測器的性能。? RAKE接收機? 在CDMA擴頻系統(tǒng)中，信道帶寬遠遠大于信道平坦衰落帶寬。不同于傳統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)需要用均衡算法來消除相鄰符號間的碼間干擾，CDMA擴頻碼在選擇時就要求它有很好的自相關(guān)特性。這樣，在無線信道中出現(xiàn)的時延擴展就可以被看作只是被傳信號的再次傳送。? 由于在多徑信號中含有可以利用的信息，所以CDMA接收機可以通過合并多徑信號來改善接收信號的信噪比。其實RAKE接收機通過多個相關(guān)檢測器接收多徑信號的各路信號，并把它們合并在一起。RAKE接收機的理論基礎(chǔ)就是：當傳播時延超過一個碼片周期時，多徑信號實際上可被看作是互不相關(guān)的。? 對于多個接收機天線分集接收而言，RAKE接收機既可以接收來自同一天線的多徑，也可以接收來自不同天線的多徑?？梢园咽褂枚鄠€接收天線接收的信號當作從一個單一的天線中收到的多徑信號：只要給天線另外加上RAKE指峰，這樣就可以接收和利用來自多徑和多天線的全部能量。? 分集接收? 無線信道是隨機時變信道，其中的衰落特性會降低系統(tǒng)的性能。為了對抗衰落，可以采用多址措施，如信道編碼技術(shù)和擴頻技術(shù)等。分集接收技術(shù)是明顯有效而且經(jīng)濟的抗衰落技術(shù)。? 無線信道中接收的信號是到達接收機的多徑分量的合成，分集就是指在接收端同時獲得幾個不同路徑的信號，將這些信號適當合并成總的接收信號，就能夠大大減少衰落的影響。15 / 38? 互相獨立或者基本獨立的一些接收信號，一般可以利用不同路徑或者不同頻率、不同角度、不同極化等接收手段來獲取。分集接收方式? 空間分集：在接收或者發(fā)射端假設(shè)幾幅天線，各天線的位置間要求有足夠的間距（一般在10個信號波長以上），以保證各天線上發(fā)射或者獲得的信號基本信號獨立。? 頻率分集：用多個不同的載頻傳送同樣的信息，如果各載頻的頻差間隔比較遠，其頻差超過信道相關(guān)帶寬，則各載波傳輸?shù)男盘栆蚕嗷ゲ幌嚓P(guān)。? 角度分集：利用天線波束指向不同使信號不相關(guān)的原理構(gòu)成的一種分集方法。例如，在微波面天線上設(shè)置若干各照射器，產(chǎn)生相關(guān)性很小的幾個波束。? 極化分集：分別接收水平和垂直極化波形成的分集方法。? 其他的分集方法還有時間分集，是利用不同時間上傳播的信號的不相關(guān)性進行合并。分集方法相互不是排斥的，實際使用中可以組合。? 總的來說，采用分集接收方法對無線信號接收效果的改善非常明顯，在我們的設(shè)計工作中，有效地利用分集技術(shù)可以極大地提高系統(tǒng)抗無線信道衰落的性能。? HDR（High Data Rate）? 在現(xiàn)有的幾種數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中，無論對于話音還是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，采用的多是2或4電平的調(diào)整方案。對于低速率的話音業(yè)務(wù)而言，這種調(diào)制方式是可以滿足要求的。第三代系統(tǒng)將為移動用戶提供網(wǎng)絡(luò)和多媒體業(yè)務(wù)，因此對于數(shù)據(jù)量越來越大而對實時性要求較低的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而言，如何充分利用信道資源，盡可能的提高頻帶效率就成了移動通信系統(tǒng)設(shè)計中一個重要的課題。? 目前，HDR的研究主要集中在三個方面：一種是基于自適應調(diào)制的HDR方案；一種是基于反饋重傳（ARQ）的HDR方案；一種是上述兩種方案與其他技術(shù)的結(jié)合，這些技術(shù)包括VSF、OFDM、MC0CDMA、MUD等。由于在第三代移動通信系統(tǒng)中，對于多媒體等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的要求越來越高，因此對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸效率和可靠性都提出了更高的要求。因此，HDR作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾鉀Q方案之一將受到高度的重視。? 多載波設(shè)計在頻率資源允許的情況下，可以通過增加載頻提高系統(tǒng)容量。WCDMA支持多載波技術(shù)，支持有效的頻率間切換，并且兩個載波之間可以平衡負載，增大每個站點的容量，這是提高網(wǎng)絡(luò)容量最有效的方法，并且對網(wǎng)絡(luò)的影響很小。從現(xiàn)有技術(shù)上看，幾個載波之間共享一個功率放大器也是可能的。兩個載波共享一個功率放大器是功率放大器最有效的使用方法，因為負載可以在兩個載波之間進行劃分。多載頻設(shè)計時要注意的的幾個問題? 要優(yōu)化硬切換以減少掉話的危險；? 避免多載波基站孤立，應在一群小區(qū)中實施多載波以減少硬切換；? 避免使高話務(wù)小區(qū)成為硬切換發(fā)生的邊界小區(qū)；16 / 38? 載波之間的負載均衡問題。? 考慮到上述問題，在引入第二載波時最好能夠使其在一定范圍內(nèi)形成連續(xù)覆蓋，并通過RRM算法的合理設(shè)置減少硬切換，實現(xiàn)載波間的負載均衡。? 智能天線? 智能天線采用空分復用（SDMA）方式，利用信號在傳播路徑方向上的差別，將時延擴散、瑞利衰落、多徑、信道干擾的影響降低，將同頻率、同時隙信號區(qū)別開來，和其他復用技術(shù)結(jié)合，最大限度地有效利用頻譜資源。? 基站智能天線是一種有多個天線單元組成的陣列天線，通過調(diào)節(jié)各單元信號的加權(quán)幅度和相位，改變陣列的方向圖，從而抑制干擾，提高信噪比，它可以自動測出用戶方向，將波束指向用戶，實現(xiàn)波束跟用戶走。? 根據(jù)其工作方式可將智能天線系統(tǒng)劃分為兩類：預多波束或切換波束（switched beam ）系統(tǒng)和自適應陣列（adaptive array）系統(tǒng)。使用智能天線可以帶來如下好處： ? 高速率用戶帶來很大的干擾，動態(tài)調(diào)整的智能天線陣列的波束跟蹤高速率用戶，起到空間隔離、消除干擾的作用；動態(tài)調(diào)整的智能天線陣列的性能優(yōu)于固定的多波束天線? 增加系統(tǒng)容量；? 增加覆蓋范圍，改善建筑物中和高速運動時的信號接收質(zhì)量；? 提高信號接收質(zhì)量，降低掉話率，提高語音質(zhì)量；? 減少發(fā)射功率，延長移動臺電池壽命；? 提高系統(tǒng)設(shè)計時的靈活性。? 智能天線對抑制干擾有明顯的作用，3G 標準指出智能天線應用要求，改善網(wǎng)絡(luò)容量和性能，技術(shù)上考慮“聚集波束”， “自適應波束形成” 以及“ 波束切換”。4. 3G 業(yè)務(wù)分類? 基本電信業(yè)務(wù)，包括語音業(yè)務(wù)、緊急呼叫業(yè)務(wù)、短消息業(yè)務(wù)；? 補充業(yè)務(wù)，與GSM定義的補充業(yè)務(wù)相同；? 承載業(yè)務(wù)，包括電路型承載業(yè)務(wù)和分組型承載業(yè)務(wù)；? 智能業(yè)務(wù)，從GSM系統(tǒng)繼承的基于CAMEL機制的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)；? 位置業(yè)務(wù)，與位置信息相關(guān)的業(yè)務(wù)，如分區(qū)計費、移動黃頁、緊急定位等；? 多媒體業(yè)務(wù)，包括電路型實時多媒體業(yè)務(wù)、分組型實時多媒體業(yè)務(wù)、非實時存貯轉(zhuǎn)發(fā)型多媒體消息業(yè)務(wù)等。以上只是大致分類，實際上這些業(yè)務(wù)類之間可能有交叉。17 / 383G（WCDMA）工程實施原則1. WCDMA 技術(shù)特點、CDMA 采用碼資源區(qū)分信道WCDMA系統(tǒng)中每個載頻內(nèi)的所有用戶共享頻率、時間和功率資源，用特征碼（擾碼和信道碼）對信號作統(tǒng)計處理來區(qū)分信道，也即通常所說的碼分多址技術(shù)。WCDMA系統(tǒng)中的一個信道不會單獨占有一個頻道或一個時間段，信道發(fā)送時依照特征碼的規(guī)律發(fā)送信號序列，接收端將接收到的信號用相同特征碼規(guī)律進行統(tǒng)計計算。如果選取的特征碼有較好的自相關(guān)和互相關(guān)特性，則存在本信道信號時，統(tǒng)計結(jié)果將表現(xiàn)為一個很高的峰值，其他信道的信號影響被成倍衰減。用這樣的方法就可區(qū)分系統(tǒng)中不同的信道。所以在CDMA 中無需作頻率規(guī)劃，取而代之的是特征碼的規(guī)劃。WCDMA 的一個信道由三個部分組成（數(shù)據(jù)流，信道碼序列，擾碼序列）。不同信道的信道碼和擾碼至少有一個不同，對于下行信道小區(qū)間使用不同的擾碼作小區(qū)區(qū)分，小區(qū)內(nèi)的信道則由不同的信道碼作區(qū)分，因此為了保證小區(qū)間的隔離，相鄰的小區(qū)是禁止使用相同的擾碼，這在規(guī)劃中值得注意。上行信道由于使用的碼資源豐富，每個用戶的擾碼都不一樣。WCDMA 系統(tǒng)由于采用的是碼分多址和QPSK 的調(diào)制技術(shù)，頻譜利用率比模擬系統(tǒng)和GSM 系統(tǒng)高。在相同的條件下能承載的用戶數(shù)也大大增加。、WCDMA 是自干擾系統(tǒng)由于WCDMA 系統(tǒng)各信道共享頻率、時間和功率資源，信道間的隔離完全由特征碼的統(tǒng)計特性的正交性來實現(xiàn)。遺憾的是，特征碼的正交性并不理想，造成系統(tǒng)的信道隔離不如FDMA 和TDMA，而且使用的信道越多，其他信道信號對本信道的干擾就越強。所以必須在滿足鏈路質(zhì)量要求的前提下要用盡可能低的發(fā)射功率。這也使得WCDMA 的功率規(guī)劃成為其網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的一個重要內(nèi)容。導頻污染在WCDMA網(wǎng)絡(luò)中，導頻污染是經(jīng)常遇到的問題，導頻污染的主要現(xiàn)象是沒有主導小區(qū)。如果在低于主導頻Ec/Io值的一定范圍內(nèi)（通過設(shè)置軟切換窗大小來確定）有多于激活18 / 38集個數(shù)的導頻數(shù)存在，就認為存在導頻污染。導頻污染增加了網(wǎng)絡(luò)干擾，降低了網(wǎng)絡(luò)容量。導頻污染存在的原因有以下幾種：? 小區(qū)覆蓋不合理，存在過區(qū)覆蓋?？赏ㄟ^調(diào)整基站位置、天線高度和下傾角等小區(qū)的無線參數(shù)來解決。? 基站小區(qū)的導頻功率設(shè)置較大?？筛鶕?jù)小區(qū)負荷進行調(diào)整，但導頻也不能過小，否則不利于吸收業(yè)務(wù)。? 特殊的地理環(huán)境造成無主服務(wù)區(qū)?？赏ㄟ^增加基站或直放站等手段來解決。、WCDMA 可提供多速率多類型的業(yè)務(wù)服務(wù)WCDMA 系統(tǒng)可為用戶提供靈活、廣泛的多種類型的業(yè)務(wù)，這是WCDMA 的一個重要的特點。不同的傳播環(huán)境下，WCDMA 系統(tǒng)要求達到不同的傳輸速率目標值，如在高速移動中可達144 kbps，在步行情況下達 384 kbps，在室內(nèi)環(huán)境下達 2 Mbps。WCDMA 系統(tǒng)支持可變速率業(yè)務(wù)、混合業(yè)務(wù)、高速數(shù)據(jù)分組業(yè)務(wù)（多媒體等）；還支持上、下行速率不對稱的業(yè)務(wù)（上網(wǎng)等）；并且為考慮到以后業(yè)務(wù)發(fā)展的要求，同時提供足夠大的容量和靈活的速率匹配方法的數(shù)據(jù)承載能力。為了描述以上不同業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)質(zhì)量，系統(tǒng)規(guī)定了如數(shù)據(jù)率、誤碼率、傳輸時延時延抖動等等參數(shù)?？偠灾?，在W