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1 培训课程安排欢迎参加 1. 课程内容 ¾第一章第三代移动通信系统 1小时 ¾第二章 TD-SCDMA通信系统的结构和产品介绍 1小时 ¾第三章 TD-SCDMA系统呼叫处理相关知识简介 1小时 ¾第四章 TD-SCDMA系统原理及关键技术 1小时 ¾第五章移动通信的现状及发展简介(0.5小时 2.课程时间: 4.5小时 3.培训讲师: 大唐移动刘占波 Tel: E mail liuzhanbo@datangmobile.cn 第二章第三代移动通信系统第二章: 第三代移动通信系统 G的相关的基本常识 3G标准化过程三大主流技术标准参数的对比 3G的目标国际3G标准化组织 2. 3GPP技术演进及WCDMA和TD-SCDMA系统结构及特点介绍 3. 3GPP标准的长期演进LTE 4. 3GPP2技术演进及CDMA2000系统结构及特点简介 5. 3GPP2标准的长期演进AIE

2 前言 : 移动通信系统发展历程通信制式 1G 模拟通信系统 2G 数字通信系统 3G 数字通信系统通信标准 TACS 制式 ( 英国 ) GSM 制式 ( 约 44%)( 欧洲 ) WCDMA( 欧洲 ) 450 制式 ( 法国 ) CDMA 制式 ( 约 10%)( 美国 ) CDMA2000( 美国 ) NMT 制式 ( 北欧 ) AMPS 制式 ( 美国 ) PDC 制式 ( 约 11%)( 日本 ) TD-SCDMA( 中国 ) 提供业务只提供语音业务提供语音低速率数据业务 ( 如短消息电子函件等 ) TD-SCDMA 系统介绍提供语音高速率数据图像及多媒体业务商用时间上世纪 80 年代上世纪 90 年代本世纪初技术特点开创了移动业务, 取得了很大成功缺点 : 频谱利用率低, 用户容量有限, 设备复杂, 费用较贵, 业务种类单一和保密性差, 标准和制式过多, 无法解决跨国漫游问题频谱利用率和用户容量得到提高, 业务种类增加了数据业务 ( 如短信彩铃网上浏览游戏等 ), 安全保密性更好, 国际漫游但数据业务的速率较低数据速率最高可达 2Mbit/s 以上, 可提供可视电话移动音乐移动游戏视频点播移动消息等业务视频类业务成为最受欢迎的业务, 娱乐类业务成为 3G 的热点和主要增值业务 1 3G 发展的标准化过程 1985 年, ITU TG8/1 提出了 3G 概念 - FPLMTS( 未来公共陆地移动通信系统 ) 1992 年, WARC, 对 FPLMTS 的频率进行了划分 1996 年, 正式确认使用 IMT-2000 这个名称 1997 年, 确定了基本要求和征求 RTT 建议 TD-SCDMA 系统介绍 G 发展的标准化过程 1998 年 6 月 30 为 3G 标准征集截止日全球在 6 月 30 日 ( 包括之前 ), 共收到 10 个 3G 标准提案, 分别由美欧中日韩提出以美国为代表提交的基于 CDMA 的 TDD FDD 两个提案中, 只有 FDD 提案通过表决, 名称为 CDMA2000 欧洲提交的 FDD TDD 提案均获通过 FDD 标准名称为 WCDMA TDD 标准名称为 TD-CDMA, 也成 HCR 中国只提交了 TDD 提案, 标准名称为 TD-SCDMA, 也称 LCR 日本韩国提交的 FDD TDD 提案合并到 WCDMA 及 CDMA2000 标准中 3G 发展的标准化过程 1999 年 10 月 25 日到 11 月 5 日在芬兰赫尔辛基召开的 ITU TG8/1 第 18 次会议最终通过了 IMT-2000 无线接口技术规范建议最终确立了 IMT-2000 所包含的 5 个无线接口技术标准 2000 年 10 月 6 日在加拿大蒙特利尔市成立了 IMT2000 and Beyond(4G) 工作组 TD-SCDMA 系统介绍 TD-SCDMA 系统介绍

IMT-2000 无线接口标准三种主流标准技术参数比较 WCDMA TD-SCDMA CDMA 2000 载频间隔 5MHz 1.6MHz 1.25MHz 码片速率帧长 3.84/s 10ms 1.28/s 10ms( 分为两个子帧 ) 1.

3 IMT-2000 无线接口标准三种主流标准技术参数比较 WCDMA TD-SCDMA CDMA 2000 载频间隔 5MHz 1.6MHz 1.25MHz 码片速率帧长 3.84/s 10ms 1.28/s 10ms( 分为两个子帧 ) /s 20ms 基站同步不需要需要,GPS 需要,GPS 功率控制快速功控 : 上下行 1500Hz 0~200Hz 开环, 闭环反向 :800Hz 前向 : 慢速快速功控下行发射分集频率间切换检测方式相干解调联合检测相干解调信道估计编码方式公共导频卷积码 Turbo 码 DwPCH UpPCH 中间码卷积码 Turbo 码前向反向导频卷积码 Turbo 码 TD-SCDMA 系统介绍 TD-SCDMA 系统介绍 Pedestrian & Office (<10 km/h): bitrate <= 2 Mb/s 3G 的目标 3G Radio Access Outdoor (< 150 km/h) bitrate 384 kb/s, target 512 kb/s Outdoor (<250 km/h): bitrate 144 kb/s, preferably more 终端静止时, 保证 2Mb/s 的数据传输能力终端慢速移动时, 保证 384kb/s 的数据传输能力终端高度移动时, 保证 144kb/s 的数据传输能力国际 3G 标准化组织国际化标准组织 : ITU( 国际电信联盟 ) ITU-R WP8F: 无线频谱技术业务等超 3G(System Beyond IMT-2000) 远景及后续业务频谱和技术等相关研究 WRC-00 确认频谱的规划 ; 3G 技术规范建议 M.1457(RSPC) 更新,2002 年 5 月完成第一更新版本, 主要增加了 3G 增强性技术 ; ITU-T SSG 核心网超 3G 核心网远景 IP 核心网融合区域性的标准化论坛 : 3GPP - 负责 3G 中的 WCDMA TD-SCDMA 及 TD-CDMA 等技术规范 3GPP2- 负责 3G 中的 CDMA2000 技术规范 TD-SCDMA 系统介绍 TD-SCDMA 系统介绍

2 3GPP 技术演进路线 TD-SCDMA 系统介绍 2007-5-22 13 3GPP Release 版本 R99:2000 年 3 月完成新增无线接口新的 RAN 结构 ( 如 NodeB 切换等) 新的 CN-AN 接口 (transcoder in CN) GSM-UMTS 之间的互通 R4: 2001 年 3 月完成移动软交换体系 : 控制与承载分离 (MSS/)

4 2 3GPP 技术演进路线 TD-SCDMA 系统介绍 GPP Release 版本 R99:2000 年 3 月完成新增无线接口新的 RAN 结构 ( 如 NodeB 切换等) 新的 CN-AN 接口 (transcoder in CN) GSM-UMTS 之间的互通 R4: 2001 年 3 月完成移动软交换体系 : 控制与承载分离 (MSS/) 引入三个新的接口 (,Nc,Nb) 无论是信令部分还是话音部分都可以用 ATM 或 IP 承载 R5:2002 年 12 月完成增加 HSDPA 功能增加多媒体子系统 (IMS 域 ) 实现全 IP 网络, 包括基于 SIP 的多媒体业务 R6:2004 年 11 月完成 ( 成立 LTE 工作组 ) 空中接口增加了多天线 MIMO 技术和 OFDM 技术, 以及与无线局域网 WLAN 的互连互通技术核心网继续完善 IP 多媒体子系统 IMS 增加 HSUPA 功能 TD-SCDMA 系统介绍 MS MS 信令 3GPP 移动通信系统物理结构 (R4) UE UTRAN CN BTS NodeB Abis BSS RNS BSC A Gb IuCS IuPS SGSN HLR/AC/EIR MSC Server Nc Nb SCP GMSC Server CS Backbone (ATM/IP) PS Backbone (IP Network) AS GGSN SGW BG PSTN/ISDN/ 现有 PLMN 其他 GPRS INTERNET CS 域 BSS PSTN/ISDN Nb A BSC Gd Gb WCDMA 系统网络结构 GMSC Server PLMN T/R-SGW MSC-Server /VLR C D RNS AUC H HLR SMS Internet GGSN SGSN Abis BTS BTS NodeB NodeB NodeB G S Iur G C G R s Iucs G 1 G N Iups PS 域信令和数据新增接口新增设备业务层控制层媒体 / 接入层 Um 2G MS (GSM /GPRS) Uu 3G UE (WCDMA TD-SCDMA) TD-SCDMA 系统介绍 TD-SCDMA 系统介绍

WCDMA 系统采用频分双工 (FDD) 每载波上下行频带各为 5M 带宽后向 ( 向下 ) 兼容 GSM/GPRS; 由于多址方式与空中接口的巨大差异, 与 2G 相比较 3G 的无线接入网部分无法后向兼容, 几乎需要全部重新建 WCDMA 系统标准 :R99 R4 R5 R6 R99 在还没有商用的情况下, 已被淘汰现在运营商要求 R4 制造商提供标准版本的产品, 并要求提供 R5

5 WCDMA 系统采用频分双工 (FDD) 每载波上下行频带各为 5M 带宽后向 ( 向下 ) 兼容 GSM/GPRS; 由于多址方式与空中接口的巨大差异, 与 2G 相比较 3G 的无线接入网部分无法后向兼容, 几乎需要全部重新建 WCDMA 系统标准 :R99 R4 R5 R6 R99 在还没有商用的情况下, 已被淘汰现在运营商要求 R4 制造商提供标准版本的产品, 并要求提供 R5 标准版本的部分功能 HSDPA HSDPA( 高速下行分组接入 ) WCDMA 的高速下行组接入数据速率理论值 (5M 2 带宽 ) 为 14.4Mb/s CS 域 BSS PSTN/ISDN Nb A BSC TD-SCDMA 系统网络结构 GMSC Server PLMN T/R-SGW MSC-Server /VLR AUC H HLR SMS Internet GGSN SGSN Abis BTS BTS NodeB NodeB NodeB Um 2G MS (GSM /GPRS) Gd Gb C D RNS G S s Iucs Iur G C G R G 1 G N Iups PS 域 Uu 3G UE (WCDMA TD-SCDMA) TD-SCDMA 系统介绍 TD-SCDMA 系统介绍 TD-SCDMA 系统 TD-SCDMA 系统的物理层主要技术与 WCDMA 基本类似, 网络结构都采用了 UMTS 网络结构两者之间的主要区别在于空中接口 TD-SCDMA 系统采用了 TDD 的时分双工方式, 每载波上下行频带共用 1.6M 带宽 ; 另外在物理层运用了一些有特色的技术, 如智能天线联合检测低码片速率与软件无线电, 以及同步 CDMA 等一系列新技术在网络方面,TD-SCDMA 后向兼容 GSM 系统, GSM/MAP 核心网, 使网络能够由 GSM 平滑演进到 TD- SCDMA 并只持核心网逐步向全 IP 方向发展 TD-SCDMA 系统网络层的主要特点是在无线资源管理 RRM 中采用了先进的接力切换技术和动态信道分配 DCA 技术 TD-SCDMA 系统对非对称业务的效率很高 TD-SCDMA 系统介绍 TD-SCDMA 系统资源结构 TD-SCDMA 系统介绍

6 TD-SCDMA 产业化测试进程 3 3GPP 的长期演进 LTE 2002 年 12 月 TD-SCDMA 单系统 (MTNet 第一阶段测试 ) 2003 年 12 月 TD-SCDMA 完成室外空中接口测试北京 2004 年 5 月上海 2004 年 10 月 TD-SCDMA 网络技术试验 (MTNet 第二阶段测试 ) TD-SCDMA 系统介绍年 6 月 TD-SCDMA 产业化专项测试空中接口技术测试基本组网技术测试网络性能与多厂家互操作性测试 2007 年 3 月 TD 规模网络试验, 从最初的三个城市扩展到十个城市, 中国移动成为该阶段的主导运营商产品预商用 2006 年 3 月 TD-SCDMA 规范试验网测试产品商用化什么是 LTE? LTE --Long Term Evolution 是对现有 3G 标准的长期演进的规划, 主要为了应对 WiMAX 等高速无线接入技术的挑战而开始制定新一轮的移动通信技术标准, 目的是以保持 3GPP 标准在未来 10 年之中的长期生命力和竞争力 LTE 研究于 2004 年年底开始,2006 年 9 月结束 ; 其目标是 : 发展 3GPP 无线接入技术向着高数据速率低延迟和优化分组数据应用方向演进 3GPP 改变了一贯推行的后向兼容的稳健演进路线, 在 HSD(U)PA 和 B3G 之间, 推出以 OFDM 技术为核心的 LTE, 为了降低用户面的延迟, 取消了无线网络控制器 () LTE 与其说是 3G 技术的一次演进, 不如说是革命这场革命使系统不可避免的丧失了大部分的后项兼容性, 也就是说, 从网络侧和终端侧都要做大规模的更新换代 TD-SCDMA 系统介绍 LTE 的需求 WCDMA 的长期演进 LTE MHz( 或 1.6MHz)-20MHz 带宽 2. 峰值数据率 : 上行 50Mbps, 下行 100Mbps 3. 与现有 3GPP 和非 3GPP 系统的互操作 4. 增强型的广播多播业务在单独的下行载波部署移动电视 (Mobile TV) 系统 5. 实现合理的终端复杂度成本和耗电 6. 增强的 IMS(IP 多媒体子系统 ) 和核心网 7. 取消 CS( 电路交换 ) 域,CS 域业务在 PS( 包交换 ) 域实现, 如采用 VoIP LTE 项目首先从定义需求开始, 仅用 6 个月就完成了系统需求 WCDMA 的长期演进项目 LTE: 由于宽频带的 CDMA 技术难以进行更高速率的数据传输,WCDMA 的 LTE 计划将放弃 CDMA 技术, 而转为采用基于 OFDM 的多址技术 (OFDMA) OFDM 技术具有在杂波干扰下传送信号的能力, 因此常常会被利用在容易受外界干扰或者抵抗外界干扰能力较差的传输介质中的制定, 各项需求指标直指 TD-SCDMA 系统介绍 WiMAX TD-SCDMA 系统介绍

大唐在 TD 标准的长期演进 LTE 4 3GPP2 技术演进路线 TD-SCDMA 的长期演进项目 LTE: 2005 年 6 月的索非亚会议上, 大唐移动提出了 :1)MC-TD- SCDMA 方案和 2) 基于 OFDM 的 TD 方案两种 TDD 演进方案, 均被会议接受为可被评估的六个空中接口多址方案中 2005 年 11 月的马耳他 RAN 全会上, 大唐移动的基于 OFDM 的

7 大唐在 TD 标准的长期演进 LTE 4 3GPP2 技术演进路线 TD-SCDMA 的长期演进项目 LTE: 2005 年 6 月的索非亚会议上, 大唐移动提出了 :1)MC-TD- SCDMA 方案和 2) 基于 OFDM 的 TD 方案两种 TDD 演进方案, 均被会议接受为可被评估的六个空中接口多址方案中 2005 年 11 月的马耳他 RAN 全会上, 大唐移动的基于 OFDM 的 TDD 方案获得会议认可并最后被写入到了技术报告中, 具体帧结构和参数集也成为 LTE 物理层方案的一个重要部分基于 OFDM 的 TDD 方案, 通过在上下行链路中引入更适合传输高速数据的 OFDM 技术, 可以进一步利用和挖掘 TDD 无线传输模式的特点和优势此外, 该方案采用与 TD-SCDMA 基本相同的帧结构, 可以完全满足 3GPP LTE 要求的容量覆盖时延不同系统共存性和对前有系统的后向兼容性要求, 为 LCR TD-SCDMA 向将来的 LTE TD-SCDMA 网络实现平滑演进构建了良好的技术理论基础 CDMA2000 技术演进路线 TD-SCDMA 系统介绍 TD-SCDMA 系统介绍 CDMA2000 系统网络结构 CDMA2000 系统 GMSC PSDN 核心网 CS 核心网 PS Internet AAA server CDMA2000 系统亦由无线接入网 RAN 和核心网 CN 两大部分组成, 其中 RAN 含 BTS BSC 和 PCF( 分组控制功能 ); 而接入网中 CS 域包含 MSC/VLR HLR 和 GMSC,PS 域包含 PDSN/FA HA 和 AAA Server MSC/VLR HLR IP 网络 PDSN/ FA HA CDMA2000 采用 FDD 双工方式, 每载波上下行频带各为 1.25M 带宽 BSC PCF 无线接入网 (R4N) 在 CDMA2000 1x(2.5G) 的基础上实现 CDMA2000 1x EV- DO( 数据系统 ) 传输的数据速率可到 2.4Mb/s, 话音与数据分开传输 BTS CDMA2000 1x EV-DV 话音数据共用平台 2GMS (IS-95/CDMA20001X) 3G (CDMA2000 1XEV-DO) 移动终端 TD-SCDMA 系统介绍 TD-SCDMA 系统介绍

8 CDMA2000 系统 5 CDMA2000 的长期演进 AIE CDMA2000 技术目前发展现状 : 近 3~4 年来,3GPP2 在 cdma2000 发展方向及标准的研究主要集中在 1xEV 方面 ( 其中 1x 表示 1 个 1.25MHz 载波,EV 意为演进 ), 包括 1xEV-DO( 也称为高速分组数据 HRPD) 和 1xEV-DV 两大体系和趋势其中 1x EV-DO 专门为高速无线分组数据业务设计,1x EV-DV 系统则能够提供混合的高速数据和话音业务 (1)cdma20001xEV-DO( 又称为 HRPD): 设计初衷是作为 cdma2000 1x 的补充, 提供更高速无线接入因特网的方法, 使得用户可以共享因特网资源 HRPD 仅提供非实时数据业务, 其中前向峰值速率高达 3.1Mb/s (2)cdma20001xEV-DV: 设计初衷是不但可以提供与 HRPD 相竞争的数据速率, 并且兼容 cdma20001x,1x EV-DV 可提供非实时高速分组数据业务和实时业务, 前向峰值速率高达 3.1Mb/s 1x EV-DV 可为用户提供各种多媒体服务 1x EV-DV 完全后向兼容 cdma2000 1x 系统 CDMA2000 的长期演进项目 AIE: 随着 WiMax 技术的日益成熟,WLAN 愈来愈对传统的移动运营商形成竞争而且 3G 的另一个阵营 3GPP 针对技术的演进, 于 2004 年年底提出了 LTE, 并制定了工作目标和工作计划迫于这些压力,3GPP2 也开始考虑 cdma2000 空中接口演进, 于 2005 年的 3 月份召开了 AIE (Air Interface Evolution) 会议讨论空中接口的演进 CDMA2000 空中接口演进侧重于 : 提高数据速率减少时延增强 QoS 能力维持后向兼容性 TD-SCDMA 系统介绍 TD-SCDMA 系统介绍 CDMA2000 的长期演进 AIE CDMA2000 的长期演进项目 AIE: AIE 工作分为 Phase1 和 Phase2 两个阶段, 其中 : Phase1 完成多载波 HRPD 即 NxEV-DO, 主要目标是提高峰值数据速率并保持后向兼容, 同时尽可能减小对基础硬件的影响, 通过对多个 HRPD 载波的捆绑, 既保持良好的后向兼容, 又能够推进标准化和市场化进程 Phase2 阶段的峰值数据速率目标是前向链路依据不同的移动性, 可以 100Mbps~500Mbps; 反向链路 50Mbps~ 150Mbps, 同时降低系统时延 TD-SCDMA 系统介绍 CDMA2000 的长期演进 AIE CDMA2000 的长期演进项目 AIE: 在 2005 年 8 月 11 日, 高通以 6 亿美元代价并购无线设备公司 Flarion,Flarion 技术公司是 OFDMA 技术 (WiMAX 的技术基础 ) 的领导者, 拥有丰富的 OFDM 知识产权高通收购后将会获得 300 多项 OFDM 专利, 高通收购 Flarion 公司后, 这似乎意味着 WiMAX 论坛的 300 多家公司都要在 WiMAX 专案向高通缴专利费, 这些公司包括爱立信朗讯摩托罗拉北电西门子, 还有英特尔与富士高通指出, 若 4G/WiMAX 真的被英特尔推广盛行, 那作 3G 技术的高通还可以随着 4G 起飞而收取专利金当时业界推断, 高通正在酝酿一种长距离无线网络混合 TD-SCDMA 系统介绍 CDMA-OFDM 网络

9 CDMA2000 的长期演进 AIE CDMA2000 的长期演进项目 AIE: 在 2005 年 10 月, 高通公司向 IEEE 工作组提交了基于 OFDM 的宽带移动技术方案 IEEE 也称为 MBWA( Mobile Broad band Wireless Access, 移动宽带无线接入 ), 具有宽带无线接入和移动通信的优点, 旨在向时速超过 100km 的高速移动用户提供高速数据服务高通把 OFDM/OFDMA 技术看作除了 CDMA 技术之外最重要的无线技术之一, 并正在向移动运营商推广 OFDM+CDMA 的部署方式日前高通公司表示,2008 年将在其 cdma2000 方式的手机芯片组中嵌入 IEEE 收发功能可见在未来无线通信的竞争中, 高通公司试图将继续引领移动通信的发展第二章内容小结 1. 3G 的相关的基本常识 (3G 标准化过程三大主流技术标准参数的对比 3G 的目标国际 3G 标准化组织 ) 2. 3GPP 技术演进及 WCDMA 和 TD-SCDMA 系统结构及特点介绍 3. 3GPP 标准的长期演进 LTE 4. 3GPP2 技术演进及 CDMA2000 系统结构及特点简介 5. 3GPP2 标准的长期演进 AIE TD-SCDMA 系统介绍 TD-SCDMA 系统介绍第一章思考题 1 LCR 与 HCR 有什么区别? 2 R99 R4 R5 和 R6 有什么区别? 3 3G 目前有哪些技术标准? 4 TD-SCDMA 标准在技术上有哪些优势? 5 3G 标准的长期演进项目 LTE 中, 三大标准各采用了哪种方案? 6 移动通信系统中, 哪些系统采用的频分双工方式? 哪些是采用时分双工方式? TD-SCDMA 系统介绍

TD-SCDMA Iub接口规范

TD-SCDMA Iub接口规范 TD-SCDMA Iub 2006 4 1 Iub Iub Iub 2 UE UTRAN CN MS MS BTS NodeB Abis BSS RNS Iub BSC RNC A Gb IuCS IuPS MGW SGSN HLR/AC/EIR MSC Server Mc Nc Nb SCP GMSC Server Mc CS Backbone ATM/IP PS Backbone (IP Network)