WCDMA&LTE系统概述.ppt

-1/23-WCDMA<E系统概述 王晓龙王晓龙福建联通网优福建联通网优中心中心-2/23-目录目录3G综述综述双工和多址技术WCDMA网络结构和接口协议栈WCDMA无线网络原理HSPA关键技术1WCDMA系统简介系统简介2LTE系统简介系统简介-3/23-3G技术体制技术体制WCDMA由标准化组织由标准化组织3GPP所制定所制定Cdma2000体制是基于体制是基于IS-95的标准基础上提出的的标准基础上提出的3G标准，目前其标准化工标准，目前其标准化工作由作由3GPP2来完成来完成TD-SCDMA标准由中国无线通信标准组织标准由中国无线通信标准组织CWTS提出，目前已经融合到提出，目前已经融合到3GPP关于关于WCDMA-TDD的相关规范中的相关规范中-4/23-全球全球3G频谱分配频谱分配-5/23-中国频谱分配移移动动GSM联联通通GSM联联通通GSM移移动动GSM电信电信CDMA电信电信CDMA移动移动GSM联联通通GSM移动移动GSM联联通通GSM82584087088588590990991593095495496017101725173517551805182018301850FDD补充补充频段频段FDD补充补充频段频段TDD主频段主频段FDD主频段主频段FDD主频段主频段TDD补充补充频段频段主主频频段段TDD17551785185018801880192019201980201020252110217023002400中国的中国的3G-FDD主频段：主频段：上行：上行：19201980MHz；下行：；下行：21102170MHz中国联通的频段：上行：中国联通的频段：上行：19401955MHz；下行：；下行：21302145MHz-6/23-WCDMA业务类型业务类型根据根据QOS不同，不同，WCDMA可以支持不同种类的业务，也可以支持不同种类业务的组合可以支持不同种类的业务，也可以支持不同种类业务的组合流媒体会话类交互类后台类误码率误码率时延时延BERT-7/23-其他网络其他网络用户设备用户设备无线接入网无线接入网核心网核心网BSCBSCBTSBTSUmUmAbisAbisBSSBSSF FHLRHLRD DC CEIREIRAUCAUCE EA AGMSCGMSCGfGfGnGnSGSNSGSNGbGbGrGrGnGnSGSNSGSNGGSNGGSNGsGsGcGcGiGiGdGdIuIuCSCSMSC/MSC/VLRVLRG GH HGpGpIuIuPSPSRNCRNCNode BNode BUuUuIurIurIubIubRNCRNCNode BNode BIubIubRNSRNSRNSRNSUTRANUTRANIurIurMEMECuCuorSIM-ME i/fUSIMUSIMSIMSIMUEUEISDNISDNPSTNPSTNPSPDNPSPDNCSPDNCSPDNPDN:PDN:-Intranet-Intranet-Extranet-Extranet-Internet-Internet-X.25-X.25SMSSMSMSC/MSC/VLRVLRSCFSCFMEMESIM-ME i/fSIMSIMMSMSUMTS网络结构-8/23-WCDMAWCDMA标准化进展标准化进展版本演进版本演进引入引入WCDMAWCDMA最高速率最高速率2Mbps2MbpsR99CS:CS:控制和承载分离控制和承载分离无线、无线、PSPS不变不变R4引入多媒体域（引入多媒体域（IMSIMS）无线引入无线引入HSDPAHSDPAR5HSUPA HSUPA MBMSMBMSMIMOR6R7HSPA+HSPA+-9/23-目录目录3G综述双工和多址技术双工和多址技术WCDMA网络结构和接口协议栈WCDMA无线网络原理HSPA关键技术1WCDMA系统简介系统简介2LTE系统简介系统简介-10/23-双工技术双工技术上上行行链链路路手机基站下下行行链链路路双工技术：区分用户的上行双工技术：区分用户的上行/下行信号；下行信号；上行上行/下行信号以频率分开，称为下行信号以频率分开，称为FDDFDD（频分双工）（频分双工）以时间分开，称为以时间分开，称为TDDTDD（时分双工）。（时分双工）。时分双工时分双工频分双工频分双工 -11/23-双工技术时分双工时分双工TDD的优势的优势无须成对无须成对频率资源频率资源上下行上下行特性相同特性相同适合非适合非对称业务对称业务无须射频无须射频双工器双工器-12/23-双工技术网络不需要网络不需要严格同步，严格同步，不依赖不依赖GPS1系统运行时系统运行时没有上下行没有上下行干扰干扰2网络维护、优网络维护、优化相对简单化相对简单3频分双工频分双工FDD的优势的优势-13/23-Page13多址技术：区分不同用户多址技术：区分不同用户频率频率时间时间功率功率FDMA频率频率时间时间功率功率TDMA功率功率时间时间CDMA频率频率-14/23-码分多址码分多址(CDMA)的技术特点的技术特点优点优点抗干扰能力强，频率复用度高，频谱利用率大大提高抗干扰能力强，频率复用度高，频谱利用率大大提高保密性强：扩频后的信号近似白噪声保密性强：扩频后的信号近似白噪声缺点缺点占有带宽较大占有带宽较大自干扰系统自干扰系统-系统内用户相互干扰系统内用户相互干扰技术实现难度大，需要采用快速功率控制技术，负载控制等技术技术实现难度大，需要采用快速功率控制技术，负载控制等技术-15/23-目录目录3G综述双工和多址技术WCDMA网络结构和接口协议栈网络结构和接口协议栈WCDMA无线网络原理HSPA关键技术1WCDMA系统简介系统简介2LTE系统简介系统简介-16/23-WCDMA网络结构网络结构RNCRNCNodeBNodeBNodeBCSPSUEUTRANCNUuIuIu-CSIu-PSIurIubIubIub-17/23-Uu接口协议结构接口协议结构-18/23-NBAPL1L1MACRLCRRCMM/GMMCCSMNBAPTransport LayerTransport LayerTransport LayerMACRLCRRCRANAPRANAPMM/GMMCCSMUuUENode BRNCCNIubIuTransport LayerUMTS控制面协议栈非接入层：位置区非接入层：位置区/路由区更新、路由区更新、PDP上下文上下文 激激活、活、鉴权加密鉴权加密 接入层是接入层是RNC、NodeB需要处理的信令，包括需要处理的信令，包括RRC连接建立、连接建立、RAB建立、切换等建立、切换等-19/23-q其中其中PDCP子层仅用于子层仅用于PS域业务域业务qRLC造成根据业务种类的不同，可以选择造成根据业务种类的不同，可以选择TM、UM或者或者AM工作模式工作模式L1MACRLC PDCPTransport LayerTransport LayerIu UPUuUENode BRNCCNIubIuL1FP FPTransport LayerMACRLCPDCP Iu UP 用户数据用户数据Transport LayerUMTS用户面协议栈无线接口协议无线接口协议-20/23-目录目录3G综述双工和多址技术WCDMA网络结构和接口协议栈WCDMA无线网络原理无线网络原理HSPA关键技术1WCDMA系统简介系统简介2LTE系统简介系统简介-21/23-WCDMA通信模型通信模型信源解信源解码码信源编信源编码码Interleavingdeinterleaving信道编信道编码码交织交织去交织去交织信道信道解码解码加扰加扰解扰解扰扩频扩频解扩解扩调制调制解调解调射频发射频发射射射频接射频接收收无无线线信信道道-22/23-WCDMA系统采用系统采用AMR（Adaptive Multi-Rate)语音编码语音编码编码共有编码共有8种，速率从种，速率从12.2kbps4.75kbps根据小区负荷，自动降低部分用户语音速率，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，从而容纳更多用户可以节省部分功率，从而容纳更多用户WCDMAWCDMA的信源编码的信源编码-23/23-信道编码的作用：增加冗余比特，增加比特间的相关性，以便在受到干扰的信道编码的作用：增加冗余比特，增加比特间的相关性，以便在受到干扰的情况下恢复信号情况下恢复信号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 201 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20编码类型及编码率编码类型及编码率语音业务：卷积码（语音业务：卷积码（1/21/2、1/31/3）数据业务：数据业务：TurboTurbo码（码（1/31/3）WCDMAWCDMA的信道编码的信道编码-24/23-交织交织 InterleavingTimeAmplitudeOriginal Data Samples1 2 3 4 5 6 7 8 9Interleaving Matrix1 2 34 5 67 8 9TransmitterInterleaved Data Samples1 4 7 2 5 8 3 6 9RF Transmission PathInterleaved Data Samples1 4 7 2 5 8 3 6 9Errors ClusteredDe-Interleaving Matrix1 2 34 5 67 8 9De-Interleaved Data Samples1 2 3 4 5 6 7 8 9ReceiverErrors Distributed-25/23-码序列正交概念码序列正交概念-26/23-WCDMA的扩频过程的扩频过程-27/23-OVSF码码 OVSF(正交可变扩频因子正交可变扩频因子)码用来做扩频码，也被码用来做扩频码，也被称作信道化码称作信道化码 OVSF码下行区分用户，上行区分一个用户的不码下行区分用户，上行区分一个用户的不同物理信道同物理信道-28/23-信道化码的特点分配码的前提：分配码的前提：要保证其到树根路径上和其子树上没有其它码被分配；要保证其到树根路径上和其子树上没有其它码被分配；分配码的结果：分配码的结果：会阻塞掉其子树上的所有低速扩频码和其到根路径上的高速扩频码；会阻塞掉其子树上的所有低速扩频码和其到根路径上的高速扩频码；码资源管理-29/23-WCDMA典型业务使用的扩频因子典型业务典型业务数据速率数据速率（kbps）下行下行SF上行上行SFAMR12.21286464k video phone[phone]k packet data144168384k packet data38484-30/23-扰码GoldGold序列用作加扰序列用作加扰GoldGold序列下行方向用来区分小区，上行方向用来区分用户序列下行方向用来区分小区，上行方向用来区分用户下行方向共有下行方向共有81928192个扰码，其中的个扰码，其中的512512个主扰码用来区分下行同频小区个主扰码用来区分下行同频小区上行方向共有上行方向共有 个扰码可用，可以认为上行的扰码数目不受限制个扰码可用，可以认为上行的扰码数目不受限制扰码拥有良好的但并非完全的正交性，因此使用不同扰码的发射方之间会产生干扰扰码拥有良好的但并非完全的正交性，因此使用不同扰码的发射方之间会产生干扰-31/23-RAKE 接收机接收机-32/23-分集接收合并技术分集接收合并技术最大比合并最大比合并在接收端由在接收端由N N个分集支路，经相位调整后，按照适当的增益系数，同相相加，再送入检个分集支路，经相位调整后，按照适当的增益系数，同相相加，再送入检测器检测测器检测选择性合并选择性合并在在N N个分集支路中选择具有最大信噪比的支路作为输出个分集支路中选择具有最大信噪比的支路作为输出-33/23-功率控制功率控制开环功率控制开环功率控制-34/23-功率控制功率控制内环功率控制内环功率控制-35/23-功率控制功率控制外环功率控制外环功率控制-36/23-CELL_DCHCELL_FACHCELL_PCHURA_PCHIDLEDEAD-搜索网络搜索网络(PLMN)-“驻扎驻扎”小区小区(camp on)-侦听侦听paging channel-小区重选小区重选-专用信道专用信道-Radio bearers传输业务传输业务-高层信令触发高层信令触发(CN)-减少活动，减少活动，DRX，节电节电RRC connection这些状态只用与这些状态只用与UTRAN与与UE，对，对CN来说，来说，这些状态是透明的这些状态是透明的UE状态示意图-37/23-WCDMA切换软切换软切换特点软切换特点CDMACDMA系统所特有，只能发生在同频小区间系统所特有，只能发生在同频小区间先建立目标小区链路，后中断源小区链路，可以避免通话先建立目标小区链路，后中断源小区链路，可以避免通话“缝隙缝隙”软切换会比硬切换占用更多的系统资源软切换会比硬切换占用更多的系统资源当进行软切换的两个小区属于同一个基站时，由基站对上行的多条链路信号进行合并，此时为当进行软切换的两个小区属于同一个基站时，由基站对上行的多条链路信号进行合并，此时为“更软切换更软切换”UE moveTarget BSSource BStimeData UE received/sentN o“GAP”of communication -38/23-目录目录3G综述双工和多址技术WCDMA网络结构和接口协议栈WCDMA无线网络原理HSPA关键技术关键技术1WCDMA系统简介系统简介2LTE系统简介系统简介-39/23-3GPP定义的HSDPA+终端CatCatCodesCodesModulationModulationMIMOMIMODC-HSDPADC-HSDPACodingCodingPeak Peak 3GPP3GPP1516QAM-3/41.2MbpsR5.R510101516QAM-1/114MbpsR511115QPSK-1/40.9MbpsR512125QPSK-3/41.8MbpsR513131564QAM-5/617.6MbpsR714141564QAM-1/121.1MbpsR715151516QAM2X2-5/623.4MbpsR716161516QAM2X2-1/128MbpsR717171564QAM or MIMO-5/623.4MbpsR718181564QAM or MIMO-1/128MbpsR719191564QAM2X2-5/635.3MbpsR820201564QAM2X2-1/142MbpsR821211516QAM-YES5/623.4MbpsR822221516QAM-YES1/128MbpsR823231564QAM-YES5/635.3MbpsR824241564QAM-YES1/142.2MbpsR81212类类HSDPAHSDPA终端终端新增新增1212类类HSDPA+HSDPA+终端终端已有多款已有多款Cat14 HSPA商用终商用终端面世端面世已有支持已有支持MIMO的商用的商用终端面世终端面世-40/23-HSDPA关键技术AMC:基于信道基于信道质量的量的自适自适应编码调制制HARQ:快速重快速重传软合并合并16QAMQPSK+高高阶调制制快速快速调度度:NodeB根据信道根据信道质量和公平性量和公平性完成完成调度，度，调度周期度周期2ms共享共享资源源:功率功率&码树SF=16SF=8SF=4SF=2SF=1User#1User#2User#3User#4TTISF=16,2ms，CDM/TDM多用户共享多用户共享-41/23-3GPP定义的HSUPA+终端n3GPP R73GPP R7协议定定义了一了一类支持上行支持上行11.5Mbps11.5Mbps的的HSUPA+HSUPA+终端端n预计较长时间内，内，业界界暂不会推出此不会推出此HSUPA+HSUPA+商用商用终端端CatCatTTITTIModulationModulationMaxim Maxim CodesCodesMinum SFMinum SFPeakPeakbitratebitrate3GPP3GPP110msQPSK1SF40.96MbpsR6210ms&2msQPSK2SF41.92MbpsR6310msQPSK2SF41.92MbpsR6410ms&2msQPSK2SF23.84MbpsR6510msQPSK2SF23.84MbpsR6610ms&2msQPSK4SF25.76MbpsR67 72ms16QAM4SF211.5MbpsR76 6类类HSUPAHSUPA终端终端HSUPA+HSUPA+终端终端-42/23-HSPA HSPA 的演进的演进 上行上行20-40 Mbps12 Mbps5.8 Mbps1.4 Mbps0.384 Mbps2 ms TTI16QAM下行下行3.6 Mbps14 Mbps21 Mbps 28 Mbps42 Mbps80-160 Mbps15 codes2x2 MIMO64QAMBothMulti Carrier4x4 MIMOHigher ModulationCombinationsMulti Carrier-43/23-HSPAHSPA的演进的演进-44/23-目录目录移动网络演进及移动网络演进及3G版本演进版本演进LTE网络架构LTE无线接口概述LTE主要业务流程概述1WCDMA系统简介系统简介2LTE系统简介系统简介-45/23-移动网络演进及移动网络演进及3G版本演进版本演进-46/23-移动网络演进及移动网络演进及3G版本演进版本演进-47/23-移动网络演进及移动网络演进及3G版本演进版本演进-48/23-目录目录移动网络演进及3G版本演进LTE网络架构网络架构LTE无线接口概述LTE主要业务流程概述1WCDMA系统简介系统简介2LTE系统简介系统简介-49/23-LTE网络架构网络架构-50/23-LTE网络架构网络架构-51/23-LTE网络架构网络架构-52/23-LTE网络架构网络架构-53/23-目录目录移动网络演进及3G版本演进LTE网络架构LTE无线接口概述无线接口概述LTE主要业务流程概述1WCDMA系统简介系统简介2LTE系统简介系统简介-54/23-LTE无线接口概述无线接口概述-55/23-LTE无线接口概述无线接口概述-56/23-LTE无线接口概述无线接口概述-57/23-LTE无线接口概述无线接口概述-58/23-LTE无线接口概述无线接口概述无线帧结构1无线帧结构2-59/23-LTE无线接口概述无线接口概述-60/23-LTE无线接口概述无线接口概述-61/23-LTE无线接口概述无线接口概述-62/23-LTE无线接口概述无线接口概述-63/23-LTE无线接口概述无线接口概述-64/23-LTE无线接口概述无线接口概述-65/23-LTE无线接口概述无线接口概述-66/23-目录目录移动网络演进及3G版本演进LTE网络架构LTE无线接口概述LTE主要业务流程概述主要业务流程概述1WCDMA系统简介系统简介2LTE系统简介系统简介-67/23-LTE主要业务流程概述主要业务流程概述寻呼流程寻呼流程-68/23-LTE主要业务流程概述主要业务流程概述CSFB流程流程-69/23-LTE主要业务流程概述主要业务流程概述数据业务流数据业务流程（程（1）-70/23-LTE主要业务流程概述主要业务流程概述数据业务流数据业务流程（程（2）-71/23-谢 谢！-72/23-