資料介紹
WCDMA高級(jí)培訓(xùn)整理的筆記:主要內(nèi)容:
1、UMTS的基本理論。簡(jiǎn)述無線通信的發(fā)展歷史以及他們之間的變化。
2、UMTS基本結(jié)構(gòu)的介紹。從邏輯視圖介紹UMTS的功能結(jié)構(gòu),GSM及GPRS向UMTS過渡的結(jié)構(gòu)變化。
3、無線接口。UMTS作為UTRAN網(wǎng)絡(luò)并且是FDD方式下的空中接口特性,包括:
a、WCMDA空中接口的基本原理
b、UTRAN網(wǎng)絡(luò)的總體介紹,協(xié)議模型、物理層、RLC層、MAC層的基本功能以及所對(duì)應(yīng)的信道、空中接口的通信過程、調(diào)制解調(diào)方案及AMR等。
4、基本通信過程。移動(dòng)臺(tái)至核心網(wǎng)之間的通信過程。
一、UMTS Introduction
目標(biāo):1、UMTS是什么?
2、UMTS的標(biāo)準(zhǔn)由誰制定、這些標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)及不同標(biāo)準(zhǔn)的差異。
3、UMTS現(xiàn)狀,各國(guó)license發(fā)布情況。
1、移動(dòng)通信的基本發(fā)展過程
第一代以模擬制式為代表的空中無線接口的應(yīng)用主要有:NMT(北歐)、TACS(英國(guó))、AMPS(北美)及R2000(鐵路應(yīng)用)等。多種標(biāo)準(zhǔn)的存在使得彼此不兼容,不能互聯(lián)互通。
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 IS-95(北美)、D-AMPS(北美)、IS-136(北美)等。在整個(gè)發(fā)展過程中,主要有三個(gè)分支,分別是歐洲、北美和日本的移動(dòng)通信發(fā)展歷程。日本的分支由于比較獨(dú)立,一般不在討論之中。
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占用物理信道的時(shí)隙來區(qū)分。從網(wǎng)絡(luò)側(cè)考慮,區(qū)分上下行鏈路的雙工方式是FDD。在每一個(gè)頻率上使用8路時(shí)分復(fù)用,微觀的占用時(shí)間片來區(qū)分多路用戶的個(gè)人通信。在通信過程中,每個(gè)用戶得到的物理資源是時(shí)隙,在GSM中物理信道的定義為:物理信道(Phy channel)=頻率(Frequence)+時(shí)隙號(hào)(TS number)。由于采用電路交換方式,每用戶在通信過程中,將一直占用網(wǎng)絡(luò)分配的物理信道直至通信結(jié)束。在空中接口,物理信道的分配是采用固定的分配方式。一個(gè)用戶對(duì)應(yīng)一個(gè)時(shí)隙(TS),時(shí)隙用于傳送話音時(shí),話音的凈比特速率(經(jīng)過原編碼后的速率)為13kbit/s(FR)或12.2kbit/s(EFR);傳送數(shù)據(jù)時(shí),單信道最大傳輸速率為9.6kbit/s(限值),由于受限于該速率,所以GSM的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)歸為承載業(yè)務(wù),主要是通過GSM網(wǎng)絡(luò)承載數(shù)據(jù)到外部網(wǎng)絡(luò)。但是,如果在軟件上升級(jí),也可以支持到14.4kbit/s的數(shù)據(jù)速率。
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,在GSM基礎(chǔ)上提出了2.5代的GPRS技術(shù)。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)。因此,GPRS的無線部分不會(huì)發(fā)生變化,仍然沿用GSM的無線接口,采用TDMA幀結(jié)構(gòu),但交換方式由電路交換轉(zhuǎn)變?yōu)榉纸M交換方式。在2.5代系統(tǒng)中,核心網(wǎng)交換域由電路交換域(CS Domain)和分組交換域(PS Domain)構(gòu)成。從數(shù)據(jù)速率和業(yè)務(wù)的角度來說,GPRS可以提高空中接口中數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的速率,而對(duì)于話音速率沒有任何影響。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。在GSM系統(tǒng)中,空中接口上的每用戶信息是按20ms分塊,每信息塊包含456bits,傳輸速率為22.8kbit/s。456bits的信息塊內(nèi)容大體可以分成二部分,即有用消息字段和保護(hù)字段。從22.8kbps角度來說,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。這種機(jī)制即所謂的信道編碼(channel coding)。這種方案的實(shí)現(xiàn)帶來的缺陷就是由于保護(hù)字段的減少,數(shù)據(jù)包在空中接口傳遞時(shí),它的可靠性會(huì)有所下降,數(shù)據(jù)包對(duì)無線接口的敏感性會(huì)加重,也就是對(duì)載干比(能量之比)的要求將會(huì)提高,基本要達(dá)到14dB以上,才能滿足CS4的編碼方案。對(duì)于CS4編碼,數(shù)據(jù)速率為20.4kbps,與22.8kbps比較,幾乎沒有保護(hù)。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。隨著單信道數(shù)據(jù)速率的提高,對(duì)無線信道空中接口的載干比要求也會(huì)提高,因此通過提高單信道數(shù)據(jù)傳遞速率的方法并不是最有效的。作為第二種方案,就是通過多時(shí)隙分配來實(shí)行數(shù)據(jù)速率的提高,也就說通過改變無線資源的分配使每用戶根據(jù)數(shù)據(jù)量的大小動(dòng)態(tài)分配占用多個(gè)時(shí)隙來完成分組數(shù)據(jù)塊的傳送。這種動(dòng)態(tài)分配從兩個(gè)角度來考慮,首先是每用戶空中接口的最大可占用時(shí)隙為8個(gè)TS,其次是每時(shí)隙可支持的最大用戶數(shù)為8個(gè)。二種方案前者是通過提高單信道速率,后者是通過提高資源利用率的角度來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞速率的提升。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。而實(shí)際上,當(dāng)前的小區(qū)規(guī)劃中定義的分組時(shí)隙取決于業(yè)務(wù)量的大小,以最大4個(gè)TS為例,(1+3)個(gè)TS的配置方式是指1個(gè)時(shí)隙是靜態(tài)分配給分組時(shí)隙,3個(gè)時(shí)隙作為混合方式的分配,完成分組或話音業(yè)務(wù)的傳送。因此,目前最大的時(shí)隙分配是4個(gè)TS。從信道編碼方式來考慮,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。CS2的速率理論值是12.2kbps,考慮一定的阻塞(5%),實(shí)際有效速率是10kbps,而CS1只有8kbps。因此,從網(wǎng)絡(luò)側(cè)考慮,最大的數(shù)據(jù)傳遞速率只有40kbps。從移動(dòng)臺(tái)來看,對(duì)于GPRS移動(dòng)終端來說,移動(dòng)臺(tái)有所謂的多時(shí)隙能力的指標(biāo)值。多時(shí)隙能力是指移動(dòng)臺(tái)在上下行鏈路上同時(shí)能夠獲得的最大無線資源能力,即能獲得的最大時(shí)隙數(shù)。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。對(duì)于一個(gè)3+1級(jí)別的移動(dòng)臺(tái)來說,該移動(dòng)臺(tái)在下行方向上最大只能同時(shí)獲得3個(gè)時(shí)隙,在上行方向上最大只能獲得1個(gè)時(shí)隙。目前MOTO各式包括測(cè)試手機(jī)最大的也就是3+1的移動(dòng)臺(tái),通常使用的也就是2+1或其他級(jí)別的手機(jī)。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。所以,在實(shí)際過程中,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。這里所講的速率是凈比特速率,指的是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包經(jīng)過多重分裝后,在進(jìn)入RLC的MAP層之前的速率,并不是指經(jīng)過信道編碼之后的速率。所以,在考慮數(shù)據(jù)速率時(shí),必須清楚所處的階段,是原編碼速率、經(jīng)過信道編碼的速率還是經(jīng)過調(diào)制后的速率。
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