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什么是WCDMA,WCDMA的标准及版本

2017-11-08
类别:基础知识
eye 173
文章创建人 拍明
  WCDMA 是英文Wideband Code Division Multiple Access(宽带码分多址)的英文简称,是一种第三代无线通讯技术。W-CDMA是一种由3GPP具体制定的,基于GSM MAP核心网,UTRAN(UMTS陆地无线接入网)为无线接口的第三代移动通信系统。目前WCDMA有Release 99、Release 4、Release 5、Release 6等版本。目前中国联通采用的此种3G通讯标准。WCDMA主要起源于欧洲和日本的早期第三代无线研究活动,GSM的巨大成功对第三代系统在欧洲的标准化产生重大影响。
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  2.WCDMA是什么意思--发展史

  历史上,欧洲电信标准委员会在 GSM 之后就开始研究其 3G 标准,其中有几种备选方案是基于直接序列扩频分码多工的,而日本的第三代研究也是使用宽带码分多址技术的,其后,以二者为主导进行融合,在3GPP组织中发展成了第三代移动通信系统UMTS,并提交给国际电信联盟。国际电信联盟最终接受WCDMA作为IMT-2000 3G标准的一部分。

  2001年,日本NTT DoCoMo公司的FOMA是世界上第一个商业运营WCDMA服务。2003年初,和记黄埔逐步在全球运营他们的UMTS网络。TeliaSonera于2004年10月13日开始在芬兰提供384kbps速率的WCDMA服务。中国联通公司于2009年5月17日开始试商用WCDMA服务,10月1日正式商用WCDMA R6网络,最高下载速率可以达到7.2M。现在国内部分城市下载速率已可达14.4M。

  3.WCDMA是什么意思--技术特征

  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. 功率控制:上下行闭环功率控制,外环功率控制

  6. 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

  7. 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

  4.WCDMA是什么意思--关键技术

  WCDMA产业化的关键技术包括射频和基带处理技术,具体包括射频、中频数字化处理,RAKE接收机、信道编解码、功率控制等关键技术和多用户检测、智能天线等增强技术。

  射频和中频----射频部分是传统的模拟结构,实现射频和中频信号转换。中频部分主要包括上行的去混迭滤波器、下变频器、ADC和下行的中频平滑滤波器,上变频器和DAC。

  RAKE接收机----RAKE接收机专为CDMA系统设计的经典的分集接收器,其理论基础就是:当传播时延超过一个码片周期时,多径信号实际上可被看作是互不相关的。

  信道编解码----信道编解码主要是降低信号传播功率和解决信号在无线传播环境中不可避免的衰落问题。

  5.WCDMA是什么意思--业务展望

  WCDMA的市场开发需要业务的牵引,不同于二代系统主要是为了解决人们随时随地话音通信的需求,WCDMA能够具有支持不同媒体业务的能力,如何开发这些能力是WCDMA业务开发的一个重要课题。

  为了提供市场前期牵引的能力,WCDMA规范注重了业务能力的开发。WCDMA预期提供的业务是非常丰富的。可以通过WCDMA终端,享受普通、宽带话音,多媒体业务,可视电话和视频会议电话;移动网络上的Internet应用也更为普遍,E-MAIL、WWW浏览、电子商务、电子贺卡等业务与移动网络相结合。移动办公类业务也是一个发展方向:Intranet接入、企业VPN等将大力普及。信息、教育类业务将有很好的应用前景,股票信息、交通信息、气象信息、位置服务、网上教室、网上游戏等移动应用更将极大的丰富人们的生活。

  R99接入部分主要定义了全新的5MHz每载频的宽带码分多址接入网,采纳了功率控制、软切换及更软切换等CDMA关键技术,基站只做基带处理和扩频,接入系统智能集中于RNC统一管理,引入了适于分组数据传输的协议和机制,数据速率可支持144Kbit/s 、384Kbit/s ,理论上可达2Mbit/s 。基站和RNC之间采用基于ATM的Iub接口,RNC分别通过基于ATM AAL2的Iu-CS和AAL5的Iu-PS分别与核心网的CS域和PS域相连。

  在核心网定义的过程中,R99充分考虑到了向下兼容GPRS,其电路域与GSM完全兼容,通过编解码转换器实现话音由ATM AAL2至64K电路的转换,以便与GSMMSC互通。分组域仍然采用了GPRSSGSN和GGSN的网络结构,相对于GPRS,增加了服务级别的概念,分组域的业务质量保证能力提高,带宽增加。

  从系统角度来看,系统仍然采用分组域和电路域分别承载与处理的方式,分别接入PSTN和公用数据网。从一般观点来看,R99比较成熟,较适用于需要立即部署网络的新运营商,同时也适用于拥有GSM/GPRS 网络的既有移动网络运营商,因其充分考虑了对现有产品的向下兼容及投资保护,目前的商业部署全都采用了R99,其主要优点在于:

  1.技术成熟,风险小;

  2.多厂商供货环境形成;

  3.互联互通测试基本完成;

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  但也正因为考虑了向下兼容,R99也存在这样或那样的缺点:

  1.核心网因为考虑向下兼容,其发展滞后于接入网,接入网已分组化的AAL2话音仍须经过编解码转换器转化为64K电路,降低了话音质量,核心网的传输资源利用率低;

  2.核心网仍采用过时的TDM技术,虽然技术成熟,互通性好,价格合理,但未来存在技术过时,厂家后续开发力度不够,备品备件不足,新业务跟不上的问题,从5-10年期投资的角度来看,仍属投资浪费;

  3.分组域和电路域两网并行,不仅投资增加,而且网管复杂程度提高,网络未来维护费用较高,演进思路不清晰;

  4.网络智能仍然基于节点,全网新业务部署仍需逐点升级,耗时且成本高。

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  新获取移动网络运营牌照的运营商,其决定部署UMTS网络是面临的第一个问题就是选择标准的哪一个版本。3GPP WCDMA标准历经多年的努力,目前已有R99,R4,R5三个版本完成定稿,其中最新的R5版本于2002年6月完成。其三个版本各有特色。

  R4

  相对于R99,R4无线接入网网络结构没有改变,改变的只是一些接口协议的特性和功能的增强,如引入直放站,解决复杂地形覆盖问题和扇区降低终端和基站的发射功率以提高容量, Node B 同步减少系统邻近小区的交调干扰,降低传输网络的成本,Iub和Iur上的AAL2连接的QoS优化、RRM(无线资源管理)的优化,Iu上RAB(无线接入承载)的QoS协商,增强的RAB支持,Iub、Iur和Iu上的传输承载过程的修改;而核心网电路域变化较大,主要体现在:

  1.网络由TDM中心节点交换型演进为典型的分组话音分布式体系结构;

  2.网络采用开放式结构,业务逻辑与底层承载相分离,话音分组化,由包方式承载, UTRAN 与核心网话音承载方式均由分组方式实现;

  3.由于优化了话音编解码转换器,改善了WCDMA系统网络内部话音分组包的时延,提高了话音质量,编解码转换有可能只需在与PSTN的公网网关上实现,同时提高了核心网传输资源的利用率;

  4.同时,由于话音采用统计复用方式传递,相对于TDM 64K静态电路带宽分配而言,可提高传输网的效率,实现网络带宽动态分配,避免TDM扩容时需反复调配2M电路的烦琐程序。

  但R4相对于R99,也存在缺点,主要体现在:

  1.全新协议和技术;

  2.目前暂时无商业部署;

  3.互连互通有待测试;

  4.与R99业务基本相同;

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  新获取移动网络运营牌照的运营商,其决定部署UMTS网络是面临的第一个问题就是选择标准的哪一个版本。3GPP WCDMA标准历经多年的努力,目前已有R99,R4,R5三个版本完成定稿,其中最新的R5版本于2002年6月完成。其三个版本各有特色。

  R5

  R5于今年6月间定稿,接入网中主要引入IP UTRAN和HSPDA的概念,IP可作为UTRAN的信令传输和用户数据承载, HSDPA支持高速下行分组数据接入,应用不同的技术实现手段,峰值数据速率可高达8-10Mbps 。采纳了混和ARQII/III以增强分组数据信号传输的可靠性和高效性,支持RAB增强功能,对Iub/Iur的无线资源管理进行了优化,增强了UE定位功能,支持相同域内的不同RAN节点与不同CN节点的交叉连接。

  相对于R4,R5核心网增加了IMS(IP MULTIMEDIA SUBSYSTEM)IP多媒体子系统,但由于标准刚刚定稿,同时大量业务由于时间关系,不得不推后到R6考虑,故IMS域目前还无法完全取代R4分组化的CS域,支持某些传统业务和满足管制规定方面的要求,换句话说,R5仍然需要R4分组化的CS域的部署,R5只是R4的补充和满足IP多媒体业务的需求的一个版本。


责任编辑:Davia

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