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移动通信技术实训 1.实训目的 为了巩固《移动通信》课程学到的相关知识，通过对本课程所学知识的综合运用，使学生融会贯通课程中所学的理论知识，加深对移动通信系统各个部分的工作原理及相互联系的认识，加深对3G的理解，尤其对WCDMA标准的 呼叫建立和释放流程分析及信号干扰处理、系统参数设置、协议和信令、区域覆盖问题分析及接入问题优化等训练。清晰地建立3G系统的概念，培养学生进行系统硬件和软件开发的实践工作能力。 2.移动通信技术实训原理 2.1 3G概述 第三代移动通信技术（3rd-generation，3G），是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。目前3G存在四种标准：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WCDMA“3G”（英语 3rd-generation）或“三代”是第三代移动通信技术的简称，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音(通话)及数据信息(电子邮件、即时通信等)。代表特征是提供高速数据业务。相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、CDMA等数字手机(2G)，第三代手机（3G）一般地讲，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统,未来的3G必将与社区网站进行结合，WAP与web的结合是一种趋势，如时下流行的微博客网站：大围脖、新浪微博等就已经将此应用加入进来。 3G与2G的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够在全球范围内更好地实现无线漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆比特/每秒)、384kbps(千比特/每秒)以及144kbps的传输速度（此数值根据网络环境会发生变化)。 2.2 3GPP协议版本的发展路线 3GPP协议版本分为R99/R4/R5/R6等多个阶段，其中R99协议于2000年3月冻结功能，R4协议于2001年3月冻结功能。R99、R4目前已经成熟商用，R5、R6协议还在进一步完善过程中。 沈 阳 大 学
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图1 3G发展路线 2.3.CDMA2000 图2 CDMA2000 从IS-95A/B演进到CDMA2000 1X，主要增加了高速分组数据业务，原有的电路交换部分基本保持不变。在原有的IS-95A/B的基站中需要增加分组控制模块PCF来完成与分组数据有关的无线资源的控制功能,在核心网部分增加分组数据服务节点PDSN和鉴权认证AAA系统，其中PDSN完成用户接入分组网络的管理和控制功能，AAA完成与分组数据有关的用户管理工作。 CDMA2000由CDMA2000 1X和CDMA2000 1x EV (Evolution Version)两大部分组成，CDMA2000 1X 的版本包括Rel.0，Rel.A，Rel.B。目前CDMA2000商用化的标准主要基于CDMA2000 Rel.0和CDMA2000 Rel.A两个版本，这两个版本在2001年初已趋于稳定。CDMA后续的演进面临1x EV-DO和1x EV-DV两种选择： 沈 阳 大 学
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* 1x EV-DO (Data Optimized)，采用专用载波提供高速数据业务。其空口版本包括DO Rel.0， DO Rel.A. * 1x EV-DV (Data & Voice)，在同一载波中同时提供数据与语音业务，其空口版本包括CDMA2000 Rel.C， CDMA2000 Rel.D. 2.4 TD-SCDMA 时分-同步码分多址存取（英文：Time Division - Synchronous Code Division Multiple Access，缩写为：TD-SCDMA），是ITU批准的三个3G标准中的一个，相对于另两个主要3G标准（CDMA2000和WCDMA）它的起步较晚。 TD-SCDMA由于采用时分双工，上行和下行信道特性基本一致，因此，基站根据接收信号估计上行和下行信道特性比较容易。此外，TD-SCDMA使用智能天线技术有先天的优势，而智能天线技术的使用又引入了SDMA的优点，可以减少用户间干扰，从而提高频谱利用率。 TD-SCDMA还具有TDMA的优点，可以灵活设置上行和下行时隙的比例而调整上行和下行的数据速率的比例，特别适合因特网业务中上行数据少而下行数据多的场合。但是这种上行下行转换点的可变性给同频组网增加了一定的复杂性。 TD-SCDMA是时分双工，不需要成对的频带。因此，和另外两种频分双工的3G标准相比，在频率资源的划分上更加灵活。 TD-SCDMA技术特点有： 1）采用综合的寻址（多址）方式 TD-SCDMA空中接口采用了四种多址技术：TDMA、CDMA、FDMA和SDMA（智能天线）。 综合利用四种技术资源分配时在不同角度上的自由度，得到可以动态调整的最优资源分配。 2）灵活的上下行时隙配置 灵活的时隙上下行配置可以随时满足用户打电话、网页浏览、下载文件、视频业务等需求，保证用户清晰、畅通地享受3G业务。 3）克服呼吸效应和远近效应 呼吸效应是指在CDMA系统中，当一个小区的干扰信号很强时，基站的实际有效覆盖面积会缩小；当一个小区的干扰信号很弱时，基站的实际有效覆盖面积就会增大。导 沈 阳 大 学
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致呼吸效应的主要原因是CDMA系统是一个自干扰系统，用户增加导致干扰增加而影响覆盖。 2.5 WCDMA 2.5.1概述 WCDMA无线网络的规划和优化是一项系统工程，从站址获取和天馈设备指标分析到天线选型和传播模型研究，从导频覆盖和话务分布预测到静态仿真和容量分析，从工程参数和小区参数的详细设计到单站安装测试，从测试路线设计和网络性能测试到系统参数调整优化及KPI评估，覆盖分析贯穿了整个网络建设的全部过程。对于电信运营商来说，在规划和优化之后，网络所能提供的服务质量是最关心的问题，其中各无线承载的业务覆盖范围是服务质量的重要方面。 2.5.2WCDMA的主要技术特征和发展 1.WCDMA-FDD制式的主要技术特点： 1)基站同步方式：支持异步和同步的基站运行方式，灵活组网 2)信号带宽：5MHz；码片速率：3.84Mcps 3)发射分集方式：TSTD（时间切换发射分集）、STTD（时空编码发射分集）、FBTD（反馈发射分集） 4)信道编码：卷积码和Turbo码，支持2M速率的数据业务 5)调制方式：上行：BPSK；下行：QPSK 6)功率控制：上下行闭环功率控制，外环功率控制 7)解调方式：导频辅助的相干解调 8)语音编码：AMR，与GSM兼容 9)核心网络基于GSM/GPRS网络的演进，并保持与GSM/GPRS网络的兼容性 10)MAP技术和GPRS隧道技术是WCDMA体制的移动性管理机制的核心，保持与GPRS网络的兼容性 11)支持软切换和更软切换 12)基站无需严格同步，组网方便 沈 阳 大 学
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2. WCDMA-FDD的优势在于，码片速率高，有效地利用了频率选择性分集和空间的接收和发射分集，可以解决多径问题和衰落问题，采用Turbo信道编解码，提供较高的数据传输速率，FDD制式能够提供广域的全覆盖，下行基站区分采用独有的小区搜索方法，无需基站间严格同步。采用连续导频技术，能够支持高速移动终端。相比第二代的移动通信制式，WCDMA具有：更大的系统容量、更优的话音质量、更高的频谱效率、更快的数据速率、更强的抗衰落能力、更好的抗多径性、能够应用于高达500km/h的移动终端的技术优势，而且能够从GSM系统进行平滑过渡，保证运营商的投资，为3G运营提供了良好的技术基础。 2.5.3 WCDMA技术的进一步发展 为了适应商用化和技术发展的需要，保证网络运营商的投资，3GPP将WCDMA标准分成了两个大的阶段，它们是： Release99(R99)版本：1999年12月起，每三个月更新一次，2000年6月版本基本稳定，可供开发。9月份、12月份和2001年3月份版本更加完善；无线接入网络的主要接口Iu、Iub、Iur接口均采用ATM和IP方式，网络是基于ATM的网络；核心网基于演进的GSMMSC和GPRSGSN；电路与分组交换节点逻辑上分开。 R99版本主要标准已经完成，于2000出版，能够提供实现网络和终端的全部基础，包括通用移动通信网络的全部功能基础，提供了商用版本的必要保证，未来的Release4和Release5将在这些功能基础上增加新的功能，保证了标准的延续性。图1所示的实际上就是R99全网的框架，可以看出初期的WCDMA网络可以和GSM网络并存的，由GSM实现广域的全覆盖，而WCDMA实现部分业务密集和高质量业务区的覆盖。这样主要是保证了第二代运营商的投资和平滑过渡。 3.实训设备： CDMA2000: i-mate x9000 TD-SCDMA:U985 WCDMA:A1528 IOS8.1 MPLS路由交换机\\三层交换机、二层交换机、多业务路由交换机、ADSL/VDSL、SOFTSWITCH 4.实训任务及过程 4.1寻呼流程 沈 阳 大 学
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