第三章第 3 代移动通信系统（ 3G ）

第三章第3代移动通信系统（3G） • 先导案例 • 3.1 概述 • 3.2 WCDMA移动通信系统 • 3.3 CDMA2000移动通信系统 • 3.4 TD-SCDMA移动通信系统

先导案例 • 　　第二代移动通信系统发展迅速，技术已相当成熟，但其业务主要限于话音和低速率数据(≤9. 6 kb/s)，远远不能满足传输高速数据、电视图像的需求于是一种能够提供全球漫游，支持多谋体业务且有足够容量的第三代移动通信系统就应运而生了，第三代移动通信系统(3G)在1996年被国际电联(ITU)正式命名为IMT-2000，意即工作在2 000 MHz频段的第三代移动通信系统。IMT-2000是一个全球无缝覆盖、全球漫游，包括卫星移动通信、陆地移动通信等蜂窝移动通信的大系统，第三代移动通信系统的组成如图3 -1所示。返回

3.1 概述 • 3.1.1 3G的主要目标 • ·全球同一频段、统一标准、无缝隙覆盖、全球漫游 • ·提供音频、视频等多媒体业务: • .车速环境144 kb/s • .步行环境384 kb/s • .室内环境2 Mb/s 下一页返回

3.1 概述 • ·便于过渡、演进:由于第三代移动通信引入时，第二代网络已具有相当规模，所以第三代的网络一定要能在第二代网络的基础上逐步灵活演进而成，以保证移动终端的业务在两个系统的平滑和连续;同时对运营商而言，也意味着通信设备的再利用和逐步升级，以保护现有的投资。 • ·高服务质量。 • ·高频谱利用率。 • ·低电磁辐射CDMA手机。下一页返回

3.1 概述 • 　　同时，还要将综合业务数字网(ISDN)的业务尽量延伸到移动环境中，能够传送高达2 Mb/s的多媒体信息，真正实现“任何人、在任何地点、任何时候都能和另一个人、进行任何方式便利通信的个人通信”。 • 表3-1给出了第二代和第三代移动通信系统所支持的比特率和所提供的业务比较。上一页下一页返回

3.1 概述 • 3.1.2 3G的组成 • IMT-2000一般构成如图3-1所示，它主要由三个功能子系统构成。即移动台(MS) ,无线接入网(RAN)和核心网(CN)组成。无线接入网(RAN)提供灵活的无线接入功能，核心网(CN)提供一致的网络传输功能。上一页下一页返回

3.1 概述 • 1.系统各组成部分的作用 • (1)移动台。 • 移动台又包括移动终端(MT )与用户识别卡( UIM)分别对应于GSM系统的移动终端(ME)与SIM卡 • (2)无线接入网(RAN)。 • 　　它相当于GSM系统的基站子系统(BSS)，主要完成用户接入的全部功能，包括所有空中接口的功能。 • (3)核心网(QN)。 • 　　它相当于GSM系统的网络子系统(NSS)，由用来传输话音的电路交换子网络(CS)和用来传输数据的分组交换子网络(PS)两部分构成。上一页下一页返回

3.1 概述 • 2.系统各部分的标准接口 • 　　①网络与网络接口(NMI )，指的是IMT-2000的核心网(CN)与其他IMT-2000的核心网(CN)之间的接口，是保证互通和漫游的关键接口。 • 　　②无线接入网(RAN)与核心网(CN)之间的接口(RAN-C N )，对应于GSM系统的A接口。 • 　　③移动台与无线接入网之间的无线接口(UNI)。 • 　　④用户识别模块(UIM)和移动台(MT)之间的接口(UIM-MT)。上一页下一页返回

3.1 概述 • 3.1.3 3G的频段划分 • 1992年世界无线电行政大会(WARC )根据ITU对于IMT-2000的业务量和所需频谱的估计，划分了230 MHz带宽给IMT-2000 1 885-2 025 MHz及2 110-2 200 MHz频带为全球基础上可用于IMT-2000的业务;1 980-2 010 MHz和2 170-2 200 MHz为卫星移动业务频段，共60 MHz;其余170 MH，为陆地移动业务频段，其中对称频段是2 x 60 MHz，不对称的频段是50 MHz。上一页下一页返回

3.1 概述 • 3.1.4 3G的标准及其比较 • ITU很早就开始了对第三代移动通信标准的制定工作，在第三代移动通信标准化工作中一直起着领导作用，但第三代系统的首选取决于技术、政治和商业因素。因而所有第三代移动通信的标准还主要依赖于地区性标准化组织进行制定，这里面起主导作用的标准化合作组织包括以欧洲为主体的3 GPP ( 3th generation parter project)和以美国为首的3 GPP2。 3 GPP的主要任务是制定以演进的GSM核心网MAP为基础的第三代标准，而3 GPP2的主要任务是制定以演进的IS -95 CDMA核心网ANSI-41为基础的第三代标准。上一页下一页返回

3.1 概述 • WCDMA源于欧洲和日本几种技术的融合。WCDMA采用直扩(DS)模式，载波带宽为5 MHz。它采用多载波(MC) FDD双工模式，与GSM网络有良好的兼容性和互操作性。作为一项新技术，它在技术成熟性方面不及C D MA2000，但其优势在于GSM的广泛采用能为其升级带来方便因此，近段时间也备受各大厂商的青睐WCDMA采用最新的异步传输模式(ATM)微信元传输协议，能够充许在一条线路上传送更多的语音呼叫，呼叫数由现在的30个提高到300个，在人口密集的地区线路将不再容易堵塞。另外，WCDMA还采用了自适应天线和微小区技术，大大地提高了系统的容量。上一页下一页返回

3.1 概述 • CDMA2000是由美国高通(qualcomm)公司提出。它采用多载波(DS)方式，载波带宽为1.25 MHz。 CDMA2000共分为两个阶段:第一阶段将提供每秒144 kb/s的数据传送率，而当数据速度加快到每秒2 Mb/s传送时，便是第二阶段。到时，和WCDMA一样支持移动多媒体服务，是CDMA发展3G的最终目标。C DMA2000和WCDMA在原理上没有本质的区别，都起源于IS -95 CDMA系统技术。但C DMA2000做到了对IS一95 CDMA系统的完全兼容，为技术的延续性带来了明显的好处，成熟性和可靠性比较有保障，同时也使C D MA2000成为从第二代向第三代移动通信过渡最平滑的选择。但是CDMA2000的多载传输方式与WCDMA的直扩模式相比，对频率资源有极大的浪费，而且它所处的频段与IMT-2000规定的频段也产生了矛盾。上一页下一页返回

3.1 概述 • TD-SCDMA是由我国信息产业部电信科学技术研究院提出，与德国西门子公司联合开发。主要技术特点:同步码分多址技术，智能天线技术和软件无线技术。它采用TDD双工模式，载波带宽为1.6 MHz。 TDD是一种优越的双工模式，因为在第三代移动通信中，需要大约400 MHz的频谱资源，在3 GHz以下是很难实现的。而TDD则能使用各种频率资源，不需要成对的频率，能节省未来紧张的频率资源，而且设备成本相对比较低，比FDD系统低20%-50%，特别对上下行不对称，不同传输速率的数据业务来说TD D更能显示出其优越性。也许这也是它能成为三种标准之一的重要原因。另外，TD-SCDMA独特的智能天线技术，能大大提高系统的容量，特别对CDMA系统的容量能增加50%，而且降低了基站的发射功率，减少了干扰。上一页下一页返回

3.1 概述 • TD-SCDMA软件无线技术能利用软件修改硬件，在设计、测试方面非常方便，不同系统间的兼容性也易于实现。当然TD-SCDMA也存在一些缺陷，它在技术的成熟性方面比另外两种技术要欠缺一等。因此，信息产业部也广纳合作伙伴一起完善它。另外它在抗快衰落和终端用户的移动速度方面也有一定缺陷。上一页下一页返回

3.1 概述 • 　　虽然CDMA2000 ,WCDMA和TD-SCDMA同属3G的主流技术标准，但是仍然可以将其分为两类:CDMA2000 , WCDMA并作一类，TD-SCDMA则为另一类。之所以可以这样做，是因为在技术上CDMA2000和WCDMA是FDD的标准，而TD-SCDMA则是一个TDD标准。 • 1. WCDMA与C DMA2000的比较 • WCDMA和CDMA2000都满足IMT-2000提出的全部技术要求，包括支持高比特率多媒体业务、分组数据和IP接入等。这两种系统的无线传输技术均基于DS-CDMA作为多用户接入技术，单就技术来说，WCDMA和CDMA2000在技术先进性和发展成熟度上各具优势，但总体来看，WCDMA似乎更胜一筹，以下是WCDMA相对CDMA2000的一些优势所在: 上一页下一页返回

3.1 概述 • 　　① WCDMA使用的带宽和码片速率(3. 84 Mc/s)是C DMA2000 1 x演进家族的三倍以上，因而能提供更大的多路径分集、更高的中继增益和更小的信号开销。此外，更高的码片速率也改善了接收机解决多径效应的能力。上一页下一页返回

3.1 概述 • 　　②WCDMA在小区站点同步方面的设计是使用异步基站，而C DMA2000基站则通常通过GPS实现同步，这将造成室内和城市小区(采用室内天线)部署的困难。 • 　　③由于支持1xEV-DO的TDM接入系统采用共享时分复用下行链路，它具有固定时隙，因此CDMA2000物理层兼容性较差。 • 　　④WCDMA较C D MA2000能够更加灵活地处理话音和数据混合业务。 • 　　⑤WCDMA进行功率控制的频率几乎是CDMA2000的两倍，达到每秒1 500次(1. 5 kHz)，因而能保证更好的信号质量，并支持更多的用户。 • 　　⑥CDMA2000的导频信道大约需要下行链路总传输功率的20 %，相比之下WCDMA只需要约10%，因而可以节省更多的公用信道的开销。上一页下一页返回

3.1 概述 • 　　⑦为支持基于GSM的GPRS业务而部署的所有业务(如计费、安全、漫游等)也支持WCDMA业务，而为了完善新的数据/话音网络，CDMA2000 1 x必须添加额外的网元或进行功能的升级。 • 　　⑧在混合话音和数据流量方面，WCDMA的系统性能比CDMA2000也表现得更加出色。因此，从技术的角度来讲，WCDMA具备一定优势，各家电信企业也因此更加倾向于采用该标准。 • 　　另外，在传统网络基础和市场推广上，WCDMA占据着更大的优势。由于全球移动系统有85%都在用的GSM系统，而GSM向3G过渡的最佳途径就是历经GPRS演进到WCDMA,所以传统网络上的绝对优势使得CDMA2000难以对WCDMA望其项背。在中国，CDMA2000标准则可能由2G时代即依托CDMA的中国联通会采用。上一页下一页返回

3.1 概述 • 2. TD-SCDMA与WCDMA和CDMA2000的比较 • TD-SCDMA与WCDMA和C DMA2000相比，具有如下的特点和优势。 • 　　①频谱利用率高:TD-SCDMA采用TDD方式和CDMA , TDMA的多址技术，在传输中很容易针对不同类型的业务设置上、下行链路转换点，因而可以使总的频谱效率更高。 • 　　②支持多种通信接口:TD-SCDMA同时满足Iub , A , Gb , Iu , IuR多种接口要求，基站子系统既可作为2G和2. 5 G的GSM基站的扩容，又可作为3G网中的基站子系统，能同时兼顾现在的需求和未来长远的发展。 • 　　③频谱灵活性强:TD-SCDMA第三代移动通信系统频谱灵活性强，仅需单一个1. 6 MHz的频带就可提供速率达2 M的3G业务需求，而且非常适合非对称业务的传输。上一页下一页返回

3.1 概述 • 　　④系统性能稳定:TD-SCDMA收发在同一频段上，上行链路和下行链路的无线环境一致性很好，更适合使用新兴的“智能天线”技术;利用了CDMA和TDMA结合的多址方式，更利于联合检测技术的采用，这些技术都能减少干扰，提高系统的性能稳定性。 • 　　⑤与传统系统兼容性好:TD-SCDMA支持现存的覆盖结构，信令协议可以后向兼容，网络不必引入新的呼叫模式，能够实现从现存的通信系统到下一代移动通信系统的平滑过渡。 • 　　⑥系统设备成本低:TD-SCDMA上下行工作于同一频率，对称的电波传播特性使之便于利用智能天线等新技术，这也可达到降低成本的目的。上一页下一页返回

3.1 概述 • 　　⑦在无线基站方面，TD-SCDMA的设备成本也比较低。 • 　　⑧支持与传统系统间的切换功能:TD-SCDMA技术支持多载波直接扩频系统，可以再利用现有的框架设备、小区规划、账单系统等，在所有环境下支持对称或不对称的数据速率上一页下一页返回

3.1 概述 • 　　当然，与前两种标准相比，尤其是与WCDMA比起来，TD-SCDMA也有“尚显稚嫩”的地方。比如，在对CDMA技术的利用方面，TD-SCDMA因要与GSM的小区兼容，小区复用系数为3，降低了频谱利用率。又因为TD-SCDMA频带宽度窄，不能充分利用多径，降低了系统效率，实现软切换和软容量能力较困难。另外，TD-SCDMA系统要精确定时，小区间保持同步，对定时系统要求高。而WCDMA则不需要小区间同步，可适应室内、室外，甚至地铁等不同的环境的应用。另外，WCDMA对移动性的支持更加优质，适合宏蜂窝、蜂窝、微蜂窝组网，而TD-SCDMA只适合微蜂窝，对高速移动的支持也较差。尤其是在从GSM网向3G的过渡过程中，WCDMA的优势更加明显。上一页下一页返回

3.1 概述 • 　　三种主流的3G技术标准WCDMA, CDMA2000和TD-SCDMA，在技术上各有千秋，从目前的情况来看，不会出现哪种标准“一统江湖”的局面，而至于谁能在3G时代占据更大的市场份额，关键是看哪个技术标准更符合市场需求和竟争的需要。对于这个问题的分析，除了各项技术特点以及厂家供货环境、全球范围内广泛采用的程度等入手外，还要结合各国国情、各运营商的具体情况以及市场竟争等因素进行考虑。三种标准的主要技术比较如表3-2。上一页下一页返回

3.1 概述 • 3.1.5 3G的关键技术 • 　　和第二代移动通信系统中窄带CDMA相类似，第三代移动通信系统实际上也是直接序列扩频通信系统，但采用了许多新的技术。 • 1.先进的扩频码和地址码技术 • 　　扩频码(又称信道化码)和地址码(又称扰码)的设计是3G的关键技术之一。具有良好相关特性和随机特性的地址码和扩频码对3G系统是非常重要的，对系统的性能具有决定性的作用，它直接关系到系统的多址能力，关系到抗干扰、抗噪声、抗截获能力及多径保护和抗衰落的能力，关系到数据的隐蔽和保密，关系到捕获与同步系统的实现。上一页下一页返回

3.1 概述 • 理想的扩频码和地址码应具有如下主要特性 • ·有足够多的地址码。 • ·有尖锐的自相关特性。 • ·有处处为零的互相关特性。 • .不同码元数平衡相等。 • ·尽可能大的复杂度。 • 　　扩频码用来扩频调制以扩展原始信号带宽，已扩频信号的频率带宽远远大于原始信号频率带宽。扩频码的功能是区分信道，在上行方向(反向)区分属于同一用户的不同信道，在下行方向(前向)区分同一小区中对用户链接的各种信道。扩频后的码片速率=原始信号的符号速率x扩频因子。扩频因子(SF)是每个符号(码元)被转化成的码片数目。上一页下一页返回

3.1 概述 • 　　地址码是完成“多址”的功能，在上行方向(反向)区分不同用户，在下行方向(前向)区分不同小区。地址码不改变已扩信号的带宽，而只是将来自不同信源的信号区分开来，同时使扩频信号随机化。上一页下一页返回

3.1 概述 • 图3-2所示是扩频码和地址码在3G系统的典型应用示意图。 • 　　不同的3G系统应用的扩频码和地址码的名称如表3-3所示。 • (1) 3G应用的扩频码 • ①Walsh码。正如第二章介绍，Walsh码是正交码，在同步状态下，具有性能一般的自相关特性和处处为零的互相关特性。Walsh码可用哈德码矩阵表示为上一页下一页返回

3.1 概述 • 　　其中矩阵是取反(元素1变成0, 0变成1)。这是一个2n x 2n的方阵，每一行对应一个Walsh码。通过该矩阵的递推关系，可获得任意数量的地址码。例如: • …… • 以此类推，可获得高阶Walsh码上一页下一页返回

3.1 概述 • 　　② OVSF码。正交可变扩频因子(OVSF)码是Walsh函数的一种，其矩阵产生规则如图3-3所示。 • 　　设1阶OVSF码的初始码字为0，在其对应的行和列分别置0，在其对角线上放置一个1，这样就生成了相应的2阶OVSF码。以此类推，每次按行进行复制或取反操作，将复制后的值放在对应的行和列上，取反后的值放在对角线上，这样就可以生成4阶、8阶等2k阶数的OVSF码了。 • 　　根据OVSF码生成规则，可以用码树来表示这一生成过程，如图3-4所示。上一页下一页返回

3.1 概述 • 　　在图3-4的码树中，把扩频码记为Cch, SF, j，其中SF表示矩阵的阶数，也就是扩频因子;j表示矩阵中码字的行序号，行序号从0开始，且有O≤j ≤ SF-1, Cch ,4 ,2表示矩阵为4阶，Cch,4,2是其中的第三行。 • (2) 3G应用的地址码 • ①m序列伪噪声(PN)码。由上一章可知，m序列又称为伪随机码或伪噪声(PN)码，是由带线性反馈的移位寄存器产生的，它的周期是P=2n-1 (n是移位寄存器的级数)。当n=15时，产生的m序列称为短PN码;当n = 42时，产生的m序列称为长PN码;由于m序列具有与随机噪声类似的尖锐自相关特性，因此得到了广泛的应用。上一页下一页返回

3.1 概述 • 　　② Gold码。同一周期的P = 2n-1的m序列组，其不同的m序列的互相关特性差别较大，有的m序列的互相关特性好，有的则较差，在实际应用时，只选用互相关特性好的m序列。互相关特性好的m序列又称为优选对，但优选对数量有一定的限制，远远不能满足地址码的数量需求。为此，提出了一种基于m序列优选对的码组合，即Gold序列。上一页下一页返回

3.1 概述 • Gold序列是m序列的组合码，利用一对长度均为2n-1的m序列的优选对{an}和{bn}， {an}与后移t位的{bn-t} m序列逐位模2相加，可得到2n-1个相加得来的新码序列，加上原始的两个m序列可得到2n + 1个Gold序列。例如，优选对{an}=1001011与{bn} =1001110，移位模2加后得到23-1个m序列，这23-1个m序列与原来的优选对一同构成了一组共23 +1 =9个Gold序列，分别为: • 0000101、1010110、1110101、0111111、0100010、0011000、1101100、1001011与1001110 上一页下一页返回

3.1 概述 • 2.高效信道编译码技术 • 　　信道编译码技术是3G的一项核心技术。这是因为，虽然3G采用的扩频技术有利于克服多径衰落以提供高质量的传输信道，但扩频技术存在潜在的频率效率低的问题，而一般的信道编码技术也是通过牺牲频谱利用率来换取功率利用率的。因此，3G系统中除采用与IS-95 CDMA相类似的卷积编码与交织技术之外，还采用具有优异纠错性能的Turbo编码技术来进一步改善通信质量。Turbo码又称并行级联卷积码(PCCC)。它将卷积码和随机交织器合并在一起，实现了随机编码的思想;同时采用输出迭代译码来逼近最大似然译码。 • Turbo编码器是由两个反馈的系统卷积码编码器通过一个随机并行交织器连接而成，编码后的校验位经过删除器，从而产生不同码率的码字，如图3-5所示。上一页下一页返回

3.1 概述 • 3.多径分集接收技术 • 　　移动通信是在复杂的电波环境下进行的，如何克服电波传播所造成的多径衰落现象是移动通信的重要问题。在3G移动系统中，由于信号带宽较宽，因而在时间上可以分辨出比较微细的多径信号。对分辨出的多径信号分别进行加权调整，使合成之后的信号得以增强，从而可以在较大程度上降低多径衰落信道所造成的影响。这种技术称为Rake多径分集接收技术RAKE接收机的基本原理图如图3-6所示。上一页下一页返回

3.1 概述 • 4.多用户检测技术 • 　　在3G移动通信系统中，存在比较严重的干扰问题:一是由于不同的用户同时共享同一频段的带宽(各个用户之间由于其对应的地址码存在相关性，不能完全正交)而产生的多址干扰;二是由于信道特性的不理想而引起的符号间干扰。 • 　　传统的CDMA接收机，如匹配滤波器和Rak。接收机，大都采用的是单用户检测技术，对各个用户信息的接收都是相互独立进行的。在多径衰落的环境下，由于各个用户之间所用的扩频码通常难以正交，因而造成了多个用户之间的相互干扰，并限制了系统容量的提高也就是说，都是把除有用信号外的信号作为干扰来处理，而没有充分利用接收信号中的有用信息，如确知的用户信道码，各用户的信道估计等，因而导致接收信噪比严重恶化，系统容量也随之下降，解决此问题的一个有效方法是采用多用户检测技术。上一页返回

3.1 概述 • 图3 -7为采用多用户检测技术的发送接收系统方框图。每个用户发送数据比特，采用扩频码展开。信号通过多址接入信道发射。在接收机中所接收的信号与用户的扩频码有关。多用户检测模块的输出是估测数据比特。上一页返回

3.2 WCDMA移动通信系统 • 3. 2. 1 WCDMA移动通信系统的结构 • 1.系统的组成 • WCDMA是IMT-2000家族中的一员，主要起源于欧洲和日本，系统由核心网(CN),无线接入网(UTRAN)和用户终端设备(UE)三部分组成。系统的核心网采取了由GSM的核心网逐步演进的思路，这样可以保证业务的连续性和核心网络建设投资的节约化，但系统的无线接入方式完全不同于GSM的TDMA的无线接入方式，采用DS-CDMA多址方式，因此，WCDMA的无线接入网是全新的，需要重新进行无线网络规划和布站。其系统结构如图3 -8所示为了便于说明网络连接情况，图中也包含了外部网络。下一页返回

3.2 WCDMA移动通信系统 • (1)用户终端设备(UE)。WCDMA的用户终端设备(UE)包括移动设备(ME)和用户识别卡USIM两部分，相当于GSM系统中的ME和SIM卡，用户终端设备(UE)的主要功能是通过空中接口Uu与网络设备进行数据交互。电路上主要由射频处理单元、基带处理单元、电源处理单元组成。UE为用户提供电路域和分组域内的各种业务，包括普通话音、数据通信、移动多媒体、Internet应用(如E-mail, WWW浏览、FTP等)。上一页下一页返回

3.2 WCDMA移动通信系统 • (2)无线接入网(UTRAN)。 WCDMA的无线接入网(UTRAN)由一个或几个无线网络子系统(RNS)构成。一个无线网络系统RNS由Node B(基站)和无线网络控制器(RNC)两部分组成 • 　　①Node B Node B是WCDMA的基站(即无线收发信机)，包括射频处理和基带处理部件通过标准的Iub接口和RNC互联，主要完成Uu接口物理层协议的处理。它的主要功能是扩频/解扩、调制/解调、信道编码/解码等，还包括基带信号和射频信号的相互转换、内环功率控制等无线资源管理功能。它在逻辑上对应于GSM网络中基站(BTS )，由RF子系统、射频收发系统(TRX)、基带处理子系统和电源子系统等几个逻辑功能模块构成，如图3-9所示。上一页下一页返回

3.2 WCDMA移动通信系统 • 　　②无线网络控制器(RNa)。无线网络控制器(RNQ)用于控制RAN的无线资源，主要完成连接建立和断开、切换、宏分集合并、无线资源管理控制等功能。它在逻辑上对应GSM网络中的基站控制器(BSC)。具体功能如下: • ·执行系统信息广播与系统接入控制功能。 • ·切换和RNC迁移等移动性管理功能。 • ·宏分集合并、功率控制、无线承载分配等无线资源管理和控制功能。上一页下一页返回

3.2 WCDMA移动通信系统 • (3)核心网络CN • CN负责与其他网络的连接和对US的通信和管理。分为电路交换(CS)域、分组交换(PS)域。 • 　　电路交换(CS)域负责用户话音业务无线系统与固定网的电路连接与交换。它通过GMSC与公共电话网PSTN , ISDN相连，GMSC的主要功能是充当移动网和固定网之间的移动关口局，完成PSTN用户呼移动用户时呼入呼叫的路由功能，承担路由分析、网间连接、网间结算等重要功能。通过MSC/VLR与RNC相连，MSC/VLR的主要功能是提供CS域的呼叫控制、移动性管理、鉴全和加密等。这部分仍用GSM的交换子系统，实现与GSM移动通信系统的兼容。由GMSC , MSC/VLR , HLR组成，其中HLR与PS域共用。上一页下一页返回

3.2 WCDMA移动通信系统 • 　　分组交换(PS)域负责用户Internet、视频通信、数据包等业务无线系统与固定网的分组连接与交换。它通过SGSN与RNC相连，SGSN主要提供PS域的路由转发、移动性管理、会话管理、鉴全和加密等功能。通过(GGSN与Internet相连，GGSN主要功能是同外部IP分组网络的接口功能。上一页下一页返回

3.2 WCDMA移动通信系统 • WCDMA核心网(CN)的标准化工作由3 GPP组织完成，网络的总体结构定义在3GPPTS23.002中，到目前为止已经有四个版本，各版本的版本号和完成时间如表3-4所示。 • 3GPP在1998年底开始制定3G的规范。899版本原计划在1999年底完成，最后是在2000年3月完成。后来意识到按年度命名版本会给实现带来困难，因为年度版本不能保持一个相对稳定的规范集，因此决定从899后不再按年来命名版本，同时把82000的功能分成两个阶段实施:R4和RS，以后升级将按R6, R7的方式命名版本。原则上899的规范是R4规范集的一个子集，若在899中增加新的特征，就把它升级到R4。同样R4规范集是RS的一个子集，若在R4中增加新的特征，就把它升级到RS。从中可以看出，WCDMA版本的演进过程基本上体现了技术和业务需求不断提高的过程。上一页下一页返回

3.2 WCDMA移动通信系统 • 　　对于以上几个版本，PS域特有设备主体没有变化，只进行协议的升级和优化，而CS域设备却有一些变化WCDMA 899网络实体模型如图3-10所示。上一页下一页返回

3.2 WCDMA移动通信系统 • (4)外部网络。CS网络:用于提供电路交换连接，例如现有的　　电话业务。ISDN和PSTN也都属于CS网络。 • PS网络:用于提供分组业务连接，Internet属于PS网络。 • 2.系统的接口 • Cu接口:是USIM卡和ME之间的标准电气接口。 • Uu接口:是WCDMA的无线接口。UE通过Uu接入到WCDMA系统的固定网络部分，可以说Uu接口是WCDMA最重要的开放接口。 • Iu接口:是连接UTRAN和CN的接口类似于GSM系统的A接口，Iu接口是一个开放的标准接口，它使得通过Iu接口相连接的UTRAN和CN分别由不同的设备制造商提供。上一页下一页返回

3.2 WCDMA移动通信系统 • Iu:接口:是连接RNC之间的开放标准接口，Iur接口是WCDMA中特有的接口，用于对RAN中移动台的移动管理。比如在不同的RNC之间进行软切换时，UE所有数据都是通过Iu:接口从正在工作的RNC传到候选RNC。 • Iub接口:是连接Node B与RNC的接口，Iub接口也是一个开放的标准接口。这也是通过Iub接口相连接的 RNC与Node B可以分别由不同的设备制造商提供。上一页下一页返回

3.2 WCDMA移动通信系统 3. 2. 2 WCDMA系统无线接口Uu的协议结构 • WCDMA的无线接口是最重要的开放接口，也是WCDMA技术的关键所在根据3GPP的协议规范，WCDMA的无线接口协议层分为三层。最底层是物理层(Ll )，位于物理层之上的为协议层(L2)和网络层(L3)。如图3-11所示。上一页下一页返回

3.2 WCDMA移动通信系统 • 　　物理层(L1)通过传输信道向MAC层提供业务。传输信道以数据的传输方式为特征，它指示数据是以何种方式以及何种特征进行传输的。 • 　　数据链路层(L2)包含两个子层—媒体接入控制(MAC)协议和无线链路控制( RLC)协议;从用户的角度，数据链路层(L2)除了MAC和RLC外，还存在两个与特定业务有关的协议:分组数据会聚协议(PDCP)和广播/组播控制协议(BMC)。 • 　　网络层(L3)由无线资源控制(RRC)和非接入层协议呼叫控制、移动性管理、短消息业务管理等组成。上一页下一页返回

3.2 WCDMA移动通信系统 • 　　在层间界面上，圆圈表示端到端的通信业务接入点(SAP)。MAC和物理层(PHY)之间的SAP提供传输信道。RLC和MAC之间的SAP提供逻辑信道。接入层向上提供通用控制( Ga )、通告(Nt)和专用控制(DC)业务接入点。 • MAC层通过逻辑信道向RLC层提供业务。逻辑信道以发送数据的类型为特征，它指示传输的数据是何种类型的。上一页下一页返回

3.2 WCDMA移动通信系统 • RLC层通过业务接入点向上层提供业务。业务接入点指示了RLC层处理数据的方式，如是否使用自动重复请求(ARQ)功能。 • 　　分组数据会聚协议(PDCP)仅对PS域业务存在。它的主要功能是报头压缩。PDCP提供的业务称为无线承载。 • 　　广播/组播控制协议(BMC)用于在无线接口上传递由小区广播中心产生的消息。 BMC提供的业务称为无线承载。上一页下一页返回

第三章 第 3 代移动通信系统（ 3G ）