WCDMA的发展前景分析已修改.doc

1、高等函授本科毕业设计（论文）设计（论文）题目： WCDMA的发展前景分析 入学年月 重庆邮电大学高等函授毕业设计任务书第1页/共2页姓名学号专业通信工程所属站四川工作单位四川省通信产业服务有限公司绵阳市分公司电话通信地址绵阳金池小区E-mail地址设计（或论文）题目WCDMA的发展前景分析指导教师、指导教师组组长及成员姓名职 称工作单位及所从事专业张绍林 通信工程师四川邮电职业技术学院专业方向、基本理论、技术要求及设计（论文）内容纲要一、专业方向：通信工程二、基本理论：结合移动通信理论以及3G的特点和发展现状来分析WCDMA标准的前景。三、要求：注意资料、数据的真实性、完整性、科学性以及论文的

2、严密、逻辑和深度性四、内容纲要：主要阐述移动通信基础理论以及WCDMA标准的特点，再作分析展望。第一章 移动通信系统概述第一节 移动通信系统定义及特点 第二节 移动通信发展简介 第三节 移动通信系统组成第二章 WCDMA概述第一节 WCDMA发展概述第二节 WCDMA网络结构第三章 WCDMA优缺点分析第一节 WCDMA关键技术第二节 WCDMA的优势第三节WCDMA的不足第四章 WCDMA发展现状及前景展望第一节WCDMA发展现状第二节WCDMA前景展望第五章 全文总结本人在该设计中具体完成的工作主要计划和步骤安排：1.2011年09月10日-2011年10月10日 完成选题及对资料的收集和

3、整理。2.2011年10月10日-2011年11月30日 完成提纲撰写。3.2011年11月30日-2011年12月30日 完成初稿撰写。4.2011年12月30日-2012年01月10日 补充完善资料，完成修改稿。5.2012年01月10日-2012年02月15日 完成定稿。主要参考文献、资料：1、啜钢，孙卓.移动通信原理.电子工业出版社 2、张晓林，国强，窦峥.CDMA移动通信技术.哈尔滨工程大学出版社3、丁奇.大话无线通信.人民邮电出版社 4、宋文官、蔡京编著.计算机网络基础.中国铁道出版社5、康晓非，暴宇.数字移动通信.人民邮电出版社要求完成报告书的时间：2012年3月1日审批意见 函

4、授站 （盖章）年 月 日审批意见重邮成教院（盖章） 年 月 日注：第2页/共2页；本表由指导教师填写一式三份。重庆邮电大学高等函授毕业设计评定表姓 名学号专业通信工程所属站四川邮电职业技术学院设计（或论文）题目WCDMA的发展前景分析毕业设计（或论文）的评语：指导教师（签名） 年 月 日备 注WCDMA的发展前景分析邱怡摘要：随着全球3G牌照的发放，WCDMA是目前全球三种主要的第三代移动通信体制之一，是未来移动通信的发展趋势。我国正在建设和发展3G网络，基于WCDMA的发展将是在一段很长时间内研究的课题。WCDMA系统是IMT-2000家族的一员，它由CN（核心网）、UTRAN（UMTS陆地

5、无线接入网）和UE（用户装置）组成。UTRAN 和UE采用WCDMA无线接入技术。WCDMA网络在设计时遵循以下原则：无线接入网与核心网功能尽量分离。即对无线资源的管理功能集中在无线接入网完成，而与业务和应用相关功能在核心网执行。无线接入网是连接移动用户和核心网的桥梁和纽带。2008年，全球WCDMA商用网络数量继续增加，覆盖范围不断拓展，发达国家技术的成熟，设备的完善，发展中国家正在成为新增网络的主体。WCDMA具有网络速度快、支持业务最广泛、终端种类最多、国内覆盖广泛、开通国家最广，可漫游的国家和地区最多等优势，用户规模不断增大，WCDMA设备市场趋于成熟，3G设备已经成为主流。基于WCD

6、MA网络的移动数据业务也不断成熟，大大提升了用户感知度和业务的黏性。总体上看，2008年全球WCDMA市场保持了平稳快速发展的势头，引领全球移动通信产业大步跨入3G时代。 全文阐述了WCDMA的发展，重点阐述WCDMA的现状及它的发展前景，简要概述移动通信系统相关知识。关键词：网络结构 通道链路 移动通信 WCDMA目录第一章 移动通信系统概述1第一节 移动通信系统定义及特点11.1.1 移动通信系统的组成11.1.2 移动通信系统的特点3第二节 移动通信发展简介4第三节 移动通信系统组成51.3.1 交换网络子系统51.3.2 无线基站子系统61.3.3 移动台子系统6第二章 WCDMA概述

7、8第一节 WCDMA发展概述82.1.1 3G网络成为建设主流，应用频率范围不断扩展82.1.2 用户发展势头强劲，区域发展不平衡92.1.3 3G设备迅速成熟，WCDMA设备市场规模逐渐缩小92.1.4 3G网络推动移动数据业务发展9第二节 WCDMA网络结构112.2.1 无线接入网122.2.2 R99核心网14第三章 WCDMA优缺点分析17第一节 WCDMA关键技术17第二节 WCDMA的优势183.2.1 网络速度快183.2.2 支持业务最广泛183.2.3 终端种类最多183.2.4 国内覆盖广泛183.2.5 开通国家最广，可漫游的国家和地区最多183.2.6 WCDMA/H

8、SPA/GSM全球市场份额最高193.2.7 广泛采用GSM网络能为升级带来方便19第四章 WCDMA发展现状及前景展望20第一节 WCDMA发展现状20第二节 WCDMA前景展望21结 论23致谢24参考文献25word文档 可自由复制编辑第一章 移动通信系统概述第一节 移动通信系统定义及特点1.1.1 移动通信系统的组成 移动通信系统主要有蜂窝系统，集群系统，Ad Hoc网络系统，卫星通信系统，分组无线网，无绳电话系统，无线电传呼系统等。1、蜂窝系统 蜂窝系统是覆盖范围最广的陆地公用移动通信系统。在蜂窝系统中，覆盖区域一般被划分为类似蜂窝的多个社区。每个社区内设置固定的基站，为用户提供接入

9、和信息转发服务。移动用户之间以及移动用户和非移动用户之间的通信均需通过基站进行。基站则一般通过有线线路连接到主要由交换机构成的骨干交换网络。蜂窝系统是一种有连接网络，一旦一个通道被分配给某个用户，通常此信道可一直被此用户使用。蜂窝系统一般用于语音通信。 2、集群系统集群系统与蜂窝系统类似，也是一种有连接的网络，一般属于专用网络，规模不大，主要为移动用户提供语音通信。 3、卫星通信系统卫星通信系统的通信范围最广，可以为全球每个角落的用户提供通信服务。在此系统中，卫星起着与基站类似的功能。卫星通信系统按卫星所处位置可分为静止轨道、中轨道和低轨道3种。卫星通信系统存在成本高、传输延时大、传输带宽有限

10、等不足。 上述移动通信系统都需要有线网络通信基础设施的支持，如基站、交换机、卫星等。这些设施的建立和运转需要大量的人力和物力，因此成本比较高，同时建设的周期也长。Ad Hoc网络不需要基站的支持，由主机自己组网，因此，网络建立的成本低，同时时间短，一般只要几秒钟或几分钟。上述通信系统中，移动终端之间并不直接通信，并且移动终端只具备收发功能，不具备转发功能。而Ad Hoc网络由移动主机构成，移动主机之间可以直接通信，而移动主机不仅收发数据，同时还转发数据。此外目前的移动通信系统主要为用户提供语音通信功能，通常采用电路交换，拓扑结构比较稳定。而Ad Hoc网络使用分组转发技术，主要为用户提供数据通

11、信服务，拓扑结构易于变化。4、Ad Hoc网络系统Ad Hoc网络是一种没有有线基础设施支持的移动网络，网络中的节点均由移动主机构成。Ad Hoc网络最初应用于军事领域，它的研究起源于战场环境下分组无线网数据通信项目，该项目由DARPA资助，其后，又在1983年和1994年进行了抗毁可适应网络SURAN(Survivable Adaptive Network)和全球移动信息系统Glom(Global Information System)项目的研究。由于无线通信和终端技术的不断发展，Ad Hoc网络在民用环境下也得到了发展，如需要在没有有线基础设施的地区进行临时通信时，可以很方便地通过搭建Ad

12、 Hoc网络实现。在AdHoc网络中，当两个移动主机在彼此的通信覆盖范围内时，它们可以直接通信。但是由于移动主机的通信覆盖范围有限，如果两个相距较远的主机要进行通信，则需要通过它们之间的移动主机的转发才能实现。因此在Ad Hoc网络中，主机同时还是路由器，担负着寻找路由和转发报文的工作。在Ad Hoc网络中，每个主机的通信范围有限，因此路由一般都由多跳组成，数据通过多个主机的转发才能到达目的地。故Ad Hoc网络也被称为多跳无线网络。 Ad Hoc网络可以看作是移动通信和计算机网络的交叉。在Ad Hoc网络中，使用计算机网络的分组交换机制，而不是电路交换机制。通信的主机一般是便携式计算机、个人

13、数字助理(PDA)等移动终端设备。Ad Hoc网络不同于目前因特网环境中的移动IP网络。在移动IP网络中，移动主机可以通过固定有线网络、无线链路和拨号线路等方式接入网络，而在Ad Hoc网络中只存在无线链路一种连接方式。在移动IP网络中，移动主机通过相邻的基站等有线设施的支持才能通信，在基站和基站（代理和代理）之间均为有线网络，仍然使用因特网的传统路由协议。而Ad Hoc网络没有这些设施的支持。此外，在移动IP网络中移动主机不具备路由功能，只是一个普通的通信终端。当移动主机从一个区移动到另一个区时并不改变网络拓扑结构，而Ad Hoc网络中移动主机的移动将会导致拓扑结构的改变。 5、无线通信网分

14、组无线网是一种利用无线通道进行分组交换的通信网络，即网络中传送的信息要以“分组”或者称“信包”为基本单元。 分组是由若干比特组成的信息段。通常包含“包头”和“正文”两部分。包头中含有该分组的源地址、宿地址和有关路由等信息等。正文是真正需要传送的信息。 适用特点：分组无线网特别适用于实时性要求不严和短消息比较多的数据通信。 网络结构：星形结构 分布式结构 1.1.2 移动通信系统的特点1、移动通信必须利用无线电波进行信息传输这种传播煤质允许通信中的用户可以在一定范围内自由活动，其位置不受束缚，不过无线电波的传播特性一般要受到诸多因素的影响。移动通信的运行环境十分复杂，电波不仅会随着传播距离的增加

15、而发生弥散消耗，并且会受到地形、地物的遮蔽而发生“阴影效应”，而且信号经过多点反射，会从多条路径到达接收地点，这种多径信号的幅度、相位和到达时间都不一样，它们互相叠加会产生电平衰落和时延扩展。移动通信常常在快速移动中进行，这不仅会引起多普勒频移，产生随机调频，而且会使得电波传输特性发生快速的随机起伏，严重影响通信质量。故移动通信系统须根据移动通道的特征，进行合理的设计。 2、通信是在复杂的干扰环境中运行的移动通信系统是采用多通道共享技术，在一个无线社区内，同时通信者会有成百上千，基站会有多部收发信机同时在同一地点工作，会产生许多干扰信号，还有各种工业干扰和认为干扰。归纳起来有通道干扰、互调干扰

16、、邻道干扰、多址干扰等，以及近基站强信号会压制远基站弱信号，这种现象称为“远近效应”。在移动通信中，将采用多种抗干扰、抗衰落技术措施以减少这些干扰信号的影响。 3、移动通信业务量的需求与日俱增移动通信可以利用的频谱资源非常有限，但不断地扩大移动通信系统的通信容量，始终是移动通信发展中的焦点。要解决这一难题，一方面要开辟和启动新的频段，另一方面要研究发展新技术和新措施，提高频谱利用率。因此，有限频谱合理分配和严格管理是有效利用频谱资源的前提，这是国际上和各国频谱管理机构和组织的重要职责。 4、网络结构多种多样，网络管理和控制必须有效根据通信地区的不同需要，移动通信网路结构多种多样，为此，移动通信

17、网络必须具备很强的管理和控制能力，如用户登记和定位，通信（呼叫）链路的建立和拆除，通道分配和管理，通信计费、鉴权、安全和保密管理以及用户过境切换和漫游控制等。 5、移动通信设备必须适于在移动环境中使用移动通信设备要求体积小、重量轻、省电、携带方便、操作简单、可靠耐用和维护方便，还应 在振动、冲击、高低温环境变化等恶劣条件下能够正常工作。第二节 移动通信发展简介移动通信技术的发展始于本世纪20年代，大致经历了5个发展阶段。阶段一：从20世纪20年代至40年代，为早期发展阶段。在这期间，首先在短波几个频段上开发出专用移动通信系统，其代表是美国底特律市警察使用的车载无线电系统。该系统工作频率为2MH

18、z,到40年代提高到30-40MHz，可以认为这个阶段是现代移动通信的起步阶段，特点是专用系统开发，工作频率较低。阶段二：从40年代中期至60年代初期，公用移动通信业务开始问世。1946年，根据美国联邦通信委员会（FCC）的计划，贝尔系统在圣路易斯城建立了世界上第一个公用汽车电话网，称为“城市系统”。当时使用三个频道，间隔为120KHz,通信方式为单工，随后，西德（1950年）、法国（1956年）、英国（1959年）等国相继研制了公用移动电话系统。美国贝尔实验室完成了人工交换系统的接续问题。这一阶段的特点是从专用移动网向公用移动网过渡，接续方式为人工，网络容量较小。阶段三：上个世纪60年代中期

19、至70年代中期，美国推出了改进型移动电话系统（IMTS）,使用150MHz频段，采用大区制、中小容量，实现了无线频道自动选择并能够自动接续到公共电话网。德国也推出了具有相同技术水平的B网。可以说，这一阶段是移动通信系统改进与完善的阶段，其特点是采用大区制、中小容量，使用450MHz频段，实现了自动选频与自动接续。阶段四：第一代蜂窝移动通信。上世纪70年代中期至80年代中期，是移动通信蓬勃发展时期，1978年底，美国贝尔试验室研制成功先进（高级）移动电话系统（AMPS）,建成了蜂窝状移动通信网，大大提高了系统容量。1983年，首次在芝加哥投入商用。同年12月，在华盛顿也开始启用。之后，服务区域在

20、美国逐渐扩大。到1985年3月已扩展到47个地区，约10万移动用户。阶段五：第二代蜂窝移动通信系统。80年代中期开始，这是数字移动通信系统发展和成熟时期。 第三节 移动通信系统组成蜂窝移动通信系统主要是由交换网路子系统（NSS）、无线基站子系统(BSS)和移动台(MS)三大部分组成。其中NSS与BSS之间的界面为“A”界面，BSS与MS之间的界面为“Um”界面。在模拟移动通信系统中，TACS规范只对Um界面进行了规定，而未对A界面做任何的限制。因此，各设备生产厂家对A界面都采用各自的界面协议，对Um界面遵循TACS规范。也就是说，NSS系统和BSS系统只能采用一个厂家的设备，而MS可用GSM通

21、信系统的组成不同厂家的设备。1.3.1 交换网络子系统 交换网路子系统（NSS）主要完成是交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。NSS由一系列功能实体所构成，各功能实体介绍如下： MSC：是GSM系统的核心，是对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制盒完成话路交换的功能实体，也是移动通信系统与其他公用通信网之间的界面。它可完成话路交换的功能实体，也是移动通信系统与其他公用通信网之间的界面，它可完成网络界面、公共通道信令系统和计费等功能，还可以完成BSS、MSC之间的切换和辅助性的无线资源管理、移动性管理等。另外，为了建立至移动台的呼叫路由，每个MS、还应能完成入口MSC（GM

22、SC）的功能，即查询位置信息功能。 VLR:是一个数据库，是存储MSC为了处理所管辖区域中MS(统称拜访客户)的来话、去话呼叫所需检索的信息，例如客户的 号码，所处位置区域的识别，向客户提供的服务等参数。 HLR:也是一个数据库，是存储管理部门用于移动客户管理的数据。每个移动客户都应在其归属位置寄存器(HLR)注册登记，它主要存储两类信息：一是有关客户的参数；二是有关客户目前所处位置的信息，以便建立至移动台 的呼叫路由，例如MSC、VLR地址等。 AUC:用于产生为确定移动客户的身份和对呼叫保密所需鉴权、加密的三参数（随机号码RAND,符合回应SRES,密钥Kc）的功能实体。、 EIR：也是一

23、个数据库，存储有关移动台设备参数。主要完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能，以防止非法移动台的使用。1.3.2 无线基站子系统BSS系统是在一定的无线覆盖区中有MSC控制，与MS进行通信的系统设备，它主要负责完成无线发送接收和无线资源管理等功能，功能实体可分为基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。BSC:具有对一个或多个BTS进行控制的功能，它主要负责无线网络资源的管理、社区配置数据管理、功率控制、定位和切换等，是个很强的业务控制点。BTS:无线界面设备，它完全由BSC控制，主要负责无线传输，完成无线与有线地 转换、无线分集、无线通道加密、跳频等功能。1.3.3 移动台子系统移动台就

24、是移动客户设备部分，它由两部分组成，移动终端(MS)和客户识别卡（SIM）。移动终端就是“机”，它可完成话音编码、通道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。SIM卡就是“身份卡”，它类似于我们现在所用的IC卡，因此也称作智能卡，存有认证客户身份所需的 所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止非法客户进入网络。SIM卡还存储与网络和客户有关的管理数据，只有插入SIM后移动终端才能接入进网，但SIM卡本身不是代金卡。第二章 WCDMA概述第一节 WCDMA发展概述2008年，全球WCDMA商用网络数量继续增加，覆盖范围不断拓展，发展中国家正在成为新增网络的主体。用户规模不

25、断增大，WCDMA设备市场趋于成熟，3G设备已经成为主流。基于WCDMA网络的移动数据业务也不断成熟，大大提升了用户感知度和业务的黏性。总体上看，2008年全球WCDMA市场保持了平稳快速发展的势头，引领全球移动通信产业大步跨入3G时代。2.1.1 3G网络成为建设主流，应用频率范围不断扩展2008年全球WCDMA商用网络部署具有如下特点： HSDPA商用网络仍是当前WCDMA阵营部署的主流从WCDMA网络升级到HSDPA网络，只需软件升级就可完成，因此，HSDPA商用网络的部署速度非常快，这几年一直是WCDMA阵营商用网络部署的主流。2008年上半年，HSDPA商用网络部署数量达到25个，仍

26、高于 WCDMA（22个）和HSUPA（13个）在2008年上半年的部署数量。截至2008年6月底，全球已经有近90%的WCDMA商用网络升级到 HSDPA. HSUPA迎来商用网络部署高峰从WCDMA运营商商用网络部署计划来看，在未来一年内，HSUPA将迎来商用网络的部署高峰。预计，未来一年内，全球将部署约50个WCDMA商用网络、50个HSDPA商用网络和120个HSUPA商用网络。HSUPA商用网络的部署数量将远远超出WCDMA和HSDPA. UMTS900MHz商用网络部署取得实质性进展随着管制机构对在900MHz频段上开通WCDMA 商用网络的态度越来越明朗，一些3G运营商开始在90

27、0MHz频段上部署WCDMA商用网络。UMTS900MHz商用网络部署取得实质性进展。2.1.2 用户发展势头强劲，区域发展不平衡截至2008年6月，全球WCDMA用户累计达到2.53亿户，其中HSDPA用户为4300万户。 WCDMA用户增长势头依然强劲WCDMA用户依然保持了强劲的增长势头，2008年上半年新增了7400万WCDMA（包括HSDPA）用户，甚至超过了2007年全年的新增量。在这7400万新增用户中，包括1300万新增HSDPA用户。 区域发展不平衡，西欧地区份额上升到46%WCDMA用户发展的区域并不平衡。西欧地区的WCD-MA用户市场份额最大，并且在继续上升，截至2008

28、年6月，西欧地区的WCDMA市场份额上升到46%.亚太地区WCDMA市场份额排在第二位，为41%.2.1.3 3G设备迅速成熟，WCDMA设备市场规模逐渐缩小截至2008年6月，全球累计共有1232款WCDMA终端，659款HSDPA终端。全球WCDMA设备市场发展具有如下特点： HSDPA手机终端走向成熟在新款3G手机网络制式分布方面，HSDPA手机迅速成熟，从2007年6月的32%上升到2008年6月的52%.与之相比，只支持WCDMA制式的手机份额持续下降，从2007年6月的68%下降为今年同期的48%.随着HSDPA终端的成熟和日益凸现的速度优势，WCDMA终端竞争已无任何优势。 WC

29、DMA设备市场规模逐渐缩小由于受到EDGE和HSPA从高低端市场的双重冲击，WCDMA设备市场份额从2006年的55%下降到2008年6月的28%.HSPA设备市场领先地位日益明显，已经获得主流运营商的普遍认可。2.1.4 3G网络推动移动数据业务发展WCDMA移动通信网络在数据传输能力上的提升，不仅降低了运营商网络成本和业务价格，还提升了用户的感知度，有力地推动移动数据业务的发展。1.感受优化，增强用户认知度现有WCDMA运营商网络上提供的大部分业务源自2.5G网络，这些业务的质量水平由于WCDMA及HSDPA技术的应用而迅速提升，用户对业务的感知也大大改善。尤其是一些对网络带宽资源要求较高

30、，而在2.5G网络上受限制的业务，如视频、音乐、游戏、数据卡等。例如移动游戏业务，在2.5G时代，游戏业务是基于GPRS/EDGE网络提供的。以二维游戏为主，画面简单；到了3G和3G+时代，手机内置了加速引擎和图像专用芯片，从而实现3D画质的移动游戏，网络也能够支持下载大容量的游戏档，用户可以享受比传统2D游戏画面更逼真，交互能力更强的3D游戏。移动音乐业务也是如此。从2G时代开始，移动音乐就是数据业务中最受用户欢迎的业务之一，但大多数的移动音乐或铃声都以数据压缩比例非常高的 midi、wav等档为主，音质很差。在2.5G和3G发展初期段，一些运营商推出了音乐片断下载业务，用户可以下载1030

31、秒的音乐片断，开始受到广泛欢迎。随着网络全面升级到3G和3G+，运营商开始提供具有CD音质的整首音乐下载业务，目前该业务在日本、韩国已经成为运营商最赚钱的业务之一。截至2007年10月，日本KDDI公司的整首音乐下载量累计超过1.5亿首。同样，3G时代的数据卡、视频流媒体等业务的质量也得到了显著提升，让用户实际感受到了网络性能和服务水平的提升。用户感知度的提升不但增强了对用户的吸引力，也给运营商带来更多的收益。2.价格下降，降低业务使用门槛随着WCDMA/HSDPA技术的广泛使用，运营商的网络容量和能力快速提升，进而导致数据业务的价格不断下降。以NTT Loco mobile为例，自从2001

32、年10月正式推出FOMA业务之后，随着技术的升级换代，其数据业务的资费水平不断下降。2001年10月，FOMA业务的资费套餐中，超出基础套餐中包含的免费数据流量部分，以统一的价格，按流量的多少收费。2002年9月，在数据业务基础套餐不变的情况下，超出部分话费分为四档，超出越多收取的费用就越低。2004年3月，NTT Loco mobile下调基础资费套餐费用，下降幅度在25%50%之间。2005年，推出新套餐Packet Pack 90，基础套餐费为9000日元，超出基础套餐中包含的免费数据流量部分按0.015日元/数据包收费。与此同时，3G数据业务包月套餐的使用门槛也在不断降低。以NTT D

33、oCoMo为例，2004年3月推出i-mode包月制时，只有订制FOMA Plan67（基础套餐费6700日元）、FOMA Plan100（基础套餐费10000日元）、FOMA Plan150（基础套餐费15000日元）和商业套餐的用户才能选择i-mode包月。2006年3月，NTT DoCoMo的所有FOMA套餐均可选择i-mode包月。这种降低包月套餐使用门槛的做法，实际上也是一种降价行为。第二节 WCDMA网络结构WCDMA是3G三种主流标准的一种。WCDMA网络结构可分为无线接入网和核心网两部分。 目前，WCDMA系统标准的R99版本已经基本稳定，其R4、R5和R6版本还在紧锣密鼓的制

34、订中。WCDMA系统的网络结构如图1所示。 WCDMA系统由三部分CN（核心网）、UTRAN（无线接入网）和UE（用户装置）组成。CN与UTRAN的界面定义为Iu界面，UTRAN与UE的界面定义为Uu界面。 其网络结构的基本特点是核心网从GSM的核心网逐步演进和过渡；而无线接入网则是革命性的变化，完全不同于GSM的无线接入网；而业务是完全兼容GSM的业务，体现了业务的连续性。 图2.1 WCDMA系统结构 2.2.1 无线接入网 UTRAN包括许多通过Iu界面连接到CN的RNS。一个RNS包括一个RNC和一个或多个Node B。Node B通过Iub界面连接到RNC上，它支持FDD模式、TDD

35、模式或双模。Node B包括一个或多个社区。 UTRAN内部，RNSs中的RNCs能通过Iur界面交互信息, Iu界面和Iur界面是逻辑界面。Iur界面可以是RNC之间物理的直接相连或通过适当的传输网络实现。UTRAN结构如图2所示。 图2.2 UTRAN结构 Iu、Iur、Iub界面分别为CN与RNC、RNC与RNC、RNC与Node B之间的界面。图3所示为UTRAN界面通用协议模型。此结构依据层间和平面间相互独立原则而建立。 图2.3 UTRAN界面通用协议模型 协议结构包括三层，无线网络层、传输网络层和物理层。所有UTRAN相关问题只与无线网络层有关，传输网络层只是UTRAN采用的标准

36、化的传输技术，与UTRAN的特定的功能无关。物理层可用E1、T1、STM-1等数十种标准界面。 控制平面包括无线网络层的应用协议以及用于传输应用协议消息的信令承载。 在Iur界面的无线网络层是无线接入网应用协议（RANAP），它负责CN和RNS之间的信令交互。在Iur界面的无线网络层是无线网络子系统应用协议（RNSAP），它负责两个RNS之间的信令交互。在Iur界面的无线网络层是节点协议（NBAP），它负责RNS内部的RNC与Node B之间的信令交互。 在传输网络层三个界面统一应用ATM传输技术，3GPP还建议了可支持七号信令的SCCP、MTP及IP等技术。 应用协议在无线网络层建立承载。信

37、令承载与ALCAP的信令承载可同可不同。信令承载由操作维护（&M）建立。 用户平面包括数据流和用于传输数据流的数据承载。数据流是各个界面规定的帧协议。 传输网络控制平面只在传输层，它不包括任何无线网络控制平面的信息。它包括用户平面传输承载（数据承载）所需的ALCAP协议，还包括ALCAP所需的信令承载。传输网络控制平面的引入使得无线网络控制平面的应用协议完全独立于用户平面数据承载技术。 用户平面的数据承载和应用协议的数据承载属于传输网络用户平面。 2.2.2 R99核心网 为了第二代向第三代的平滑过渡和演进，目前R99核心网包括三个域，CS（电路交换）域、PS（分组交换）域和BC（广播）域，分

38、别处理电路交换业务、分组交换业务和广播组播业务。R99核心网的CS域指GSM的核心网，PS域指GPRS的支持节点。CS域处理传统的电路交换业务，每次通信需占用占用的一些资源建立专用的一条链路，如语音业务；PS域处理分组交换业务，不需要建立专用链路，每个分组都自己找路由。R99核心网主要有以下一些设备： 移动业务交换中心(MSC)、服务GPRS支持节点（SGSN）、网关GPRS支持节点（GGSN）、 拜访位置寄存器(VLR)、VLR存储归属位置寄存器(HLR)、鉴权中心(AUC) 。另外，R99核心网还包括一些智能网设备和短消息中心等设备。 图2.4 R99核心网结构 R99核心网只是为2G向3

39、G系统过渡而引入的解决方案，真正的WCDMA系统核心网是全IP核心网，目前在R4和R5标准中已制定了大致方案。 全IP核心网体系结构基于分组技术和IP电话，用于同时支持实时和非实时的业务。此核心网体系结构可以灵活的支持全球漫游和与其它网络的互操作，诸如：PLMN、2G网络、PDN和其他多媒体VOIP网络。此核心网主要包括三部分：GPRS网络、呼叫控制和网关。 GPRS网络部分同R99 GPRS PS网络，而GPRS网络中HLR功能由归属用户服务器提供（HSS）。 网络结构中呼叫控制部分是最重要的功能。CSCF（呼叫状态控制功能）、MGCF（媒体网关控制功能）、R-SGW（漫游信令网关）、T-S

40、GW（传输信令网关）、MGW（媒体网关）和MRF（多媒体资源功能）组成了呼叫控制和信令功能。CSCF与H.323网守或SIP服务器相似。此体系结构是一个通用结构而不是基于一个具体的H.323或SIP的呼叫控制解决方案。 用户特征档被保存在HSS中。与多媒体IP网络通信的信令只能通过CSCF，而业务则直接通过GGSN就可。MRF与所有业务承载实体协调业务承载事宜，而与CSCF协商信令承载事宜。MRF提供媒体混合、复用以及其它处理和产生功能。 与其它网络（诸如PLMN、其他PDN、其他多媒体VOIP网络和2G继承网络GSM）的互联由GGSN、MGCF、MGW、R-SGW和T-SGW支持。其他PLM

41、N网络与本网的信令和业务界面是它们的GPRS实体。CSCF作为一个新的实体通过信令也参与此过程。到继承网络的信令通过R-SGW、CSCF、MGCF、T-SGW和HSS，而和PSTN网络的业务承载界面通过MGW。 图2.5 全IP核心网结构 第三章 WCDMA优缺点分析第一节 WCDMA关键技术1、RAKE接收机RAKE接收机所做的就是：通过多个相关检测器接收多径信号中的各路信号，并把它们合并在一起。2、CDMA射频和中频设计原理射频部分是传统的模拟结构， 有用信号在这里转化为中频信号。射频下行通道部分主要包括自动增益控制（RF AGC），接收滤波器（Rx滤波器）和下变频器。射频的上行通道部分主

42、要包括自动增益控制（RF AGC），二次上变频，宽带线性功放和射频发射滤波器。中频部分主要包括下行的去混迭滤波器、下变频器、ADC和上行的 中频和平滑滤波器，上变频器和DAC。对于WCDMA的数字下变频器而言， 由于其输出的基带信号的带宽已经大于中频信号的10%，故与一般的GSM信 号和第一代信号不同，称为宽带信号。3、分集接收原理无线通道是随机时变通道，其中的衰落特性会降低通信系统的性能。为了对抗衰落，可以采用多种措施，分集接收技术被认为是明显有效而且经济的抗衰落技术，将这些信号适当合并成总的接收信号，就能够大大减少衰落的影响。分集的字面含义就是分散得到几个合成信号并集中（合并）这些信号。只

43、要几个信号之间是统计独立的，那么经适当合并后就能是系统性能大为改善。4、通道编码根据相关性来检测和纠正传输过程中产生的差错就是通道编码的基本思想5、多用户检测技术（MUD）多用户检测技术是通过去除社区内干扰来改进系统性能，增加系统容量。多用户检测技术还能有效缓解直扩CDMA系统中的远/近效应。第二节 WCDMA的优势3.2.1 网络速度快 WCDMA网络是全球商用时间最长，技术成熟、可演进性最好的，全球第一个3G商用网络就是采用WCDMA制式。联通采用了全球广泛应用的WCDMA3G技术，目前已全面支持HSDUPA/HSUPA,网络下载理论最高速率达到14.4Mbps。2G无线宽带的最高下载速度

44、约为150Kbps,联通WCDMA网络速度几乎是2G网络速度的100倍。3.2.2 支持业务最广泛 基于WCDMA成熟的网络和业务支撑平台，其所能实现的3G业务非常丰富。无线网卡、手机上网、手机音乐、手机电视、手机搜索、可视电话、实时通讯、手机邮箱、手机报等业务应用可为用户的工作、生活带来更多的便利和美妙享受、健壮的网络体系和业务支持能力。3.2.3 终端种类最多 截至2008年底，支持WCDMA商用终端的款式数量超过2000款，全球主要手机厂商都推出了为数众多的WCDMA手机。3.2.4 国内覆盖广泛 截至2009年9月28日，联通3G网络已成功在中国大陆285个地市完成覆盖并正式商用，新覆

45、盖的城镇数量还在不断增长中，联通3G网络和业务已经覆盖了中国绝大部分的人口和地域。3.2.5 开通国家最广，可漫游的国家和地区最多 截至2008年底，全球已有115个国家开通了264个WCDMA网络，占全球3G商用网络的71.3%。截至2009年9月28日，中国联通已与全球215个国家的395个运营商开通了GSM/WCDMA网络的国际漫游。可以说，联通3G用户完全可以自由行天下。3.2.6 WCDMA/HSPA/GSM全球市场份额最高 08年底，全球共有WCDMA/HSPA/GSM用户35.4亿，全球市场占有率89.5%。3.2.7 广泛采用GSM网络能为升级带来方便 WCDMA采用最新的异步

46、传输模式（ATM）微信元传输协议，能够允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在容易堵塞。第四章 WCDMA发展现状及前景展望第一节 WCDMA发展现状 3G技术的成熟推动了WCDMA在全球范围内的竞争日趋激烈，欧洲开始成为全球WCDMA发展的中心。截至2008年上半年，全球 WCDMA 用户数达到 2.53 亿，占 3G 用户总数的 78%，其中HSDPA用户为4300户。到2010年底，全球3G用户数将接近8亿，其中使用WCDMA的用户数将占到用户总数的75%。西欧的发展尤其令人瞩目，西欧的WCDMA用户几乎增长了190%，新增移动用户中WCDMA用户超过30%，移动总用户中WCDMA用户占5%。WCDMA用户增长的强劲势头标志着WCDMA在全球已经开始由成长期向成熟期过渡。!Q )6Q+E._4P8 | 国内领先的通信技术论坛从目前欧洲3G的商用进