一级建造师《通信与广电》课程辅导-精讲讲义(十四)

IL411043第三代蜂窝移动通信网络

一、基本特征

3G是工作在2GHz频段,最高速率2Mbit/s的移动宽带多媒体系统。其基本特征如下:

1.  使用共同的频段,符合同一标准,可实现全球范围内使用和无缝漫游。

2.  支持语音、分组数据和多媒体业务,在三种环境下,能提供传输速率分别为:车行速度下最高144kbit/s;室外或步行最高384kbit/s; 室内 2Mbit/s。

1.由2G逐步灵活演进而成,并与固定网兼容。

2.  高频谱效率;

3.  高服务质量;

4.  高保密性。

、网络构成

3G网络构成
3G网络构成

3G移动通信网络主要有用户设备(UE)(手机)、无线接入网( UTRAN)(基站设备、控制器)和核心网(CORE Network)(交换中心 )三部分构成。核心网兼容2G系统接入。

(一)用户设备(UE)

通过无线空中接口Uu接入网络,为用户提供电路域和分组域内的各 种业务功能,包括普通语音、数据通信、移动多媒体、因特网应用等。 UE由移动设备ME和用户服务识别模块USIM两部分组成。

(二)无线接入网(UTRAN)

从功能和位置上类似2G系统中的BSS。一个UTRAN由几个无线网络系 统(RNS)组成。每个RNS由一个无线网络控制器(RNC)和它下面所带 的多个NodeB组成。

1.NodeB:

相当于GSM网络中的基站收发信台(BTS),它可采用FDD、TDD模式 或双模式工作,每个NodeB服务于一个无线小区,提供无线资源的接入功能。

2.RNC:

RNC用来控制和管理它下面所带的NodeB,主要完成连接建立、断开、切换、宏分集合并以及无线资源管理控制等功能,其位置类似于GSM 网络的基站控制器(BSC)

(三)核心网(CORE Network)

1.核心网电路域(CS)

CS向用户提供电路型业务的链接,包括MSC/VLR和CMSC等交换实体以 及用于与其他网络互通的IWF等实体,CS支持多速率AMR语音视频业务。

2.  核心网分组域(PS)

PS向用户提供分组业务的链接,包括SCSN、CCSN以及与其他网络互 联的BC等网络实体。PS支持FTP、WW、VOD、NetTV、Netmeeting等业务。

3. 电路域和分组域共有部分

主要是HLR/AUC,还包括短信中心(SMSSC)和智能网业务开展点( SCP)等。

三、工作模式

两种工作模式,即频分数字双工(FDD)模式和时分数字双工(TDD )模式。

1.FDD是上行和下行传输分别使用两个对称频带的双工模式。需要成对的频率,通过频率区分上下行,对于对称业务(语音)能充分利用上下行频谱。但对于非对称的分组交换业务,频谱利用率则大大降低。

WCDMA和CDMA2000采用FDD模式工作。需要成对频率规划。

W-CDMA即宽带CDMA技术,其扩频码速率为3. 84Mchip/s,载频波宽 5.0MHz.基站间同步是可选的。

CDMA2000扩频码速率为1. 2288Mchip/s,裁频波宽1.25MHz.基站间同步是必须的。因此需要全球定位系统(GPS)。

2.TDD是上行和下行传输使用同一频带的双工模式。根据时间来区 分上、下行并进行切换,物理层的时隙被分为上、下行两个部分,不需要成对的频率,上下行链路业务共享同一频道,可以不平均分配,特别 适用于非对称的分组交换数据业务(如互联网)。TD-SCDMA采用TDD,模式和TDMA/CDMA的多址方式。扩频码速率为1.28Mchip/s载波带宽为 1.6MHZ,其基站间必须同步适合非对称数据业务。

四、三种制式的主要技术特点:

(一)CDMA2000网络的技术特点

CDMA2000制式是从IS-95制式平滑升级而来,技术成熟性比较高,是

由北美提出的第三代移动通信制式。

1.其特点:自适应调制编码技术;

2.采用前向链路快速功率控制技术,合理分配前向业务信道功率。使其对相邻基站扇区产生的干扰最小。

3.提供了简单IP和移动IP两种分组业务接入方式。

4.充分利用了数据通信业务的不对称性和数据业务对实时性要求不高的特征,前向链路设计为时分复用CDMA信道。

5.采用速率控制机制,速率随着前向射频链路质量而变化。

6.采用功率控制和反向电路的门控等技术,延长了手机电池续航能力(降低能量消耗)。

7.采用软切换技术(先连接后断开),这样完全克服了硬切换容易 掉话的缺点。

(二)TD-SCDMA网络的技术特点

1.采用TDD双工方式;单载频的带宽仅需要1. 6MHz,频率安排灵活,不需要成对的频率,可以使用零碎频段。

2. 同步技术包括网络同步、初始化同步、节点同步、传输信道、无 线接口、lu接口时间校准、上行等的同步。

3.功率控制。有效控制系统内的干扰电平,降低小区内与小区间干 扰的不可缺少的手段。其功率控制可以分开环、闭环功率控制。闭环功率控制又可以分为内环和外环功率控制。

4.采用智能天线技术,相比WCDMA、TD-SCDMA带宽较窄,扩频增益较 小,单载频容量较小,智能天线是保证TD-SCDMA能够获得满码道容量。

5.具有接力切换能力,提髙了切换成功率。与软切换相比,可以克服切换时对邻近基站信道资源的占用。增加系统容量。

6.具有动态信道分配功能。动态信道分配能够较好的避免干扰,使得信道重用距离最小化,从而高效率地利用无线资源,提高系统容量, 灵活的分配时隙资源,更好的支持对称及非对称业务。

(三)W-CDMA网络的技术特点

1.支持异步和同步的基站运行方式,组网方便、灵活、减少了通信网络对于GP S系统的依赖。

2.上行为BPSK调制方式,下行为QPSK调制方式,采用导频辅助的相 干解调码窗源产生方法容易,抗干扰性强且提供的码资源充足;

3.采用发射分集技术,支持TSTD、STTD、SSDT等多种发射分集方式,有效提高无线联路性能,提高下行覆盖和容量;

4.适应多种速率的传输,可灵活提供多种业务,并根据不同的业务 质量和业务速率分配不同的资源,同时对多速率,多媒体的业务可通过 改变扩频和多码并行传递方式实现。

5.利用成熟的GSM网络覆盖优势,核心网络与GSM系统有较好的兼容

6.支持开、内、外环等多种控制技术,降低了多址干扰。

7.采用基于网络性能的语音AMR可变速率控制技术,提供了语音质量,在网络负荷较重时,提升忙时系统容量。

8.采用更软的切换技术,实现无缝切换,提髙了网络可靠性和稳定性


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