1、第三代移动通信系统原理篇1. WCDMA 承载分组数据的传输信道有哪些WCDMA 系统中分组数据的传输可通过 3 种类型的传输信道来实现：公共传输信道、专用传输信道和共享传输信道。1）公共传输信道包括上行链路的 RACH 和下行链路的 FACH，两者均可承载信令数据和用户数据，其优点是信道建立时间较短，可立即发送分组数据，但是通常一个小区只有一个或几个 RACH 和 FACH 信道。公共信道没有反馈信道，因此只能使用开环功率控制或固定功率，也不能使用软切换，因此公共信道的链路性能比专用信道差，产生的干扰也较大。因此，公共传输信道适于传送少量的分组数据，如短消息业务、短的文本电子邮件或者单个的网
2、页请求。2）专用传输信道其优点是可使用快速功率控制和软切换，无线性能较好，产生的干扰也较小，但是建立专用信道的时间比接入公共信道要长。专用传输信道的比特速率动态范围最大，理论上最高可达 2Mbits/s。3）共享传输信道共享信道可在多个用户之间以时分方式共享一个物理信道，可节省下行链路的码资源，用于传输突发分组数据。共享传输信道可与一个低速的专用信道并行使用，由专用信道承载物理信道控制信令，如 TPC 等。但是共享传输信道不能使用软切换。2. WCDMA 系统中物理信道的功率分配方式如下图所述，每个信道在调制前都有一个系数对它进行功率大小控制。c 是 DPCCH 的系数，d 是所有 DPDCH
3、 的系数。这个系数从 0 至 1 之间取 16 个区段的值（如表 14-1）。即每个信道的发射功率是以一个标准功率值乘以后得到的功率值进行发射的。Signalling values forc and dQuantized amplitude ratiosc and d15 1.014 14/1513 13/1512 12/1511 11/1510 10/159 9/158 8/157 7/156 6/155 5/154 4/153 3/152 2/151 1/150 Switch off 3. AAL2/AAL5 等 ATM 连接的区别答复：ITU-T I.362 建议中，按照业务在信源和信宿
4、间是否有定时关系、速率是否恒定、是否面向连接还是无连接这三个特点，将业务分成 4类。如图所示：A B C D信源、信宿定时关系需要 不需要比特率 恒定 可变连接模式 面向连接 无连接针对 A 类业务，制定了 AAL1 协议，针对 B 类业务，制定了 AAL2协议，C 类和 D 类业务都使用 AAL3/4 协议，后来将 AAL3/4 作了简化，制定了 AAL5 协议。如图所示： AAL2 针对的是低速有定时要求的变速率业务，面向连接，例如压缩语音。这种业务产生的数据包较小，一个数据包不足以填满一个信元。如果要积累一个用户的多个数据包去填满一个信元，又可能会导致比较大的延时。AAL2协议的做法是将
5、多个用户复用在一个 ATM 通道上，即用来自多个用户的数据包去填充信元，每个数据包前面需要加一个头，用以表示它是属于哪个用户的。4. 单模光纤和多模光纤简要介绍在对光纤进行分类时，严格地来讲应该从构成光纤的材料成分、光纤的制造方法、光纤的传输点模数、光纤横截面上的折射率分布和工作波长等方面来分类。现在计算机网络中最常采用的分类方法是根据传输点模数的不同进行分类。根据传输点模数的不同，光纤可分为单模光纤和多模光纤。所谓“模“ 是指以一定角速度进入光纤的一束光。单模光纤采用固体激光器做光源，多模光纤则采用发光二极管做光源。多模光纤允许多束光在光纤中同时传播，从而形成模分散(因为每一个“模”光进入光
6、纤的角度不同它们到达另一端点的时间也不同，这种特征称为模分散。)，模分散技术限制了多模光纤的带宽和距离，因此，多模光纤的芯线粗，传输速度低、距离短，整体的传输性能差，但其成本比较低，一般用于建筑物内或地理位置相邻的环境下。单模光纤只能允许一束光传播，所以单模光纤没有模分散特性，因而，单模光纤的纤芯相应较细，传输频带宽、容量大，传输距离长，但因其需要激光源，成本较高，通常在建筑物之间或地域分散时使用。同时，单模光纤是当前计算机网络中研究和应用的重点，也是光纤通信与光波技术发展的必然趋势。多模光纤又根据其包层的折射率进一步分为突变型折射率和渐变型折射率。以突变型折射率光纤作为传输媒介时，发光管以小
7、于临界角发射的所有光都在光缆包层接口进行反射，并通过多次内部反射沿纤心传播。这种类型的光缆主要适用于适度比特率的场合，多模突变型折射率光纤的散射通过使用具有可变折射率的纤心材料来减小，折射率随离开纤心的距离增加导致光沿纤心的传播好象是正弦波。将纤心直径减小到一种波长（3-10um），可进一步改进光纤的性能，在这种情况下，所有发射的光都沿直线传播，这种光纤称为单模光纤，这种单模光纤通常使用(注入式激光二极管)作为发光组件，可操作的速率为数百 Mbps。从上述三种光纤接受的信号看，单模光纤接收的信号与输入的信号最接近，多模渐变型次之，多模突变型接收的信号散射最严重，因而它所获得的速率最低。5. 什
8、么是无线资源管理，主要的技术有哪些？无线资源管理（Radio Resource Management，RRM）的目标是在有限带宽的条件下，为网络内无线用户终端提供业务质量保障，其基本出发点是在网络话务量分布不均匀、信道特性因信道衰弱和干扰而起伏变化等情况下，灵活分配和动态调整无线传输部分和网络的可用资源，最大程度地提高无线频谱利用率，防止网络拥塞和保持尽可能小的信令负荷。无线资源管理(RRM)的研究内容主要包括以下几个部分：功率控制、信道分配、调度、切换、接入控制、负载控制、端到端的 QoS 和自适应编码调制等。WCDMA 的 R99 版本中 RRM 功能实体位于无线网络控制器（Radio N
9、etwork Controller，RNC）。在 R5 版本推出 HSDPA 后，为提高控制响应速度，部分相关功能实体下移到基站（Node B）中。接入控制如果空中接口负载不受限制地增长，那么小区的覆盖区域将缩小并小于规划范围，而且已经建立的无线链路的 QoS 将不能得到保证，因此在接受一个新的无线链路建立连接请求之前，接入控制功能必须检查该接入是否会导致覆盖小于规划值，或者导致已有无线链路的 QoS 的劣化。接入控制是在无线接入网络中接受或拒绝建立无线接入承载的请求，当承载建立或修改时接入控制算法就被执行。接入控制在 RNC 中实现，RNC 可获得它控制下的各个小区的负载信息，并对上下行链路
10、两个方向进行评估，仅当上下行链路均可接受新链路时，新链路才可被接纳，否则由于它将对网络产生过量的干扰而被拒绝。负载控制RRM 的一个重要任务就是控制无线网络不过载并保持稳定。如果系统进行了合理的规划，而且接入控制和分组调度都非常有效，那么无线网络是不会发生过载的。但是如果因为种种原因发生了过载，那么负载控制功能将迅速控制系统的负载并使其回到设定的门限值以内。负载控制可采取的动作如下所示。 下行链路快速负载控制：拒绝执行来自终端的下行链路发射功率升高指令，因为在下行链路中发射功率升高意味着负载升高； 上行链路快速负载控制：降低上行链路快速功控中使用的上行链路 SIR 门限值； 降低分组数据业务的
11、吞吐量； 切换到另一个 WCDMA 载波或 GSM 系统； 降低实时业务的比特速率，如 AMR 语音业务； 控制呼叫使其停止；6. WCDMA 终端是如何实现与系统的同步的？移动台开机后首先要与某一个小区的信号取得时序同步。这种从无联系到时序同步的过程就是移动台的小区搜索过程。在小区搜索过程中，移动台捕获一个小区的发射信号并据此确定这个小区的下行链路扰码和帧同步。小区搜索分三步实现：第一步：时隙同步。移动台首先搜索主同步信道的主同步码，与信号最强的基站取得时隙同步。因为所有的小区都使用同一个码字作自己的主同步码。这一步可利用匹配滤波器匹配基本同步码 Cpsc 来实现，也可用相关器实现。PSC
12、是一个 Golay 码序列，具有良好的非周期自相关性，易于识别。第二步：扰码码组识别和帧同步。由于使用不同扰码组的小区，其辅同步码也不同，而且这些辅同步码是以帧为周期，所以在时隙已同步后，可以进行第二步，利用辅同步信道 SSCH 来识别扰码码组和实现帧同步。通过计算接收信号和所有可能的 SSC 序列的互相关性，识别出该小区的帧头以及主扰码所属的码组。第三步：扰码识别。当基站所属的扰码码组已确定后，需进一步确定基站的身份码下行扰码。移动台使用第二步识别到的扰码码组中的 8 个主扰码分别与捕获的 P-CPICH 信道进行相关计算，得到该小区使用的下行扰码。根据识别到的扰码，P-CCPCH 就可以被
13、检测出，从而可获得超帧同步，系统以及小区的特定的广播信息就可被读出。7. WCDMA 系统是如何完成寻呼过程的？当终端注册到网络之后，就会被分配到一个寻呼组中，寻呼组由 PI进行唯一标识。如果有寻呼信息要发送给任何属于该寻呼组的终端，寻呼指示（PI）就被设置为 1 并周期性地在寻呼指示信道（PICH）中出现。终端监测到 PI 为全 1 后，将对 SCCPCH 中发送的下一个 PCH帧进行译码以查看是否有发送给它的寻呼信息。当 PI 接收指示判决的可靠性较低时，终端也要对 PCH 进行译码。PICH 每帧传送 300 个比特，其中 288 个比特用于传送 PI，其余12 个比特不用。PICH 传
14、送的 PI 数有 18、36、72、144 共 4 种，每种分别对应 16、8、4、2 比特，寻呼组分的越精细，寻呼分辨率就越高，每帧 PI 数也越多，将终端从休眠模式中唤醒的次数就越少，待机时间就越长，但是寻呼响应时间也较长，如何折衷要根据实际情况而定。当然待机时间也不会得到无限延长，因为终端在空闲模式时还有其他任务需要处理。8. WCDMA 系统在切换时需要测量哪些参数？WCDMA 系统的模式内切换依赖于终端对 CPICH 进行测量而得到的 Ec/Io。终端测量参数的具体定义如下： 接收信号码功率（CPICH RSCP），是主公共导频信道（P CPICH）上的接收功率； 接收总宽带功率（R
15、TWP），是在 3.84MHz 带宽上接收到的全部信号功率； Ec/Io，定义为 RSCP/RTWP，表示接收信号码功率除以接收总宽带功率。实际的切换算法利用 Ec/Io 作为判决对象。除了 Ec/Io，软切换还需要小区之间的相对定时信息。在异步网络中，软切换需要调整空口传输的同步以便终端的 Rake 接收机进行相干合并，否则来自不同小区的传输将难以合并，并会给软切换的功率控制带来额外的延迟。在具体操作中，加入激活集的新增小区根据接收到的 RNC 信息，以 256 码片为步长进行下行链路定时调整。9. 什么是 TD-SCDMA 系统中的接力切换技术？接力切换是一种改进的硬切换技术，可提高切换成
16、功率，与软切换比，可以克服切换时对邻近基站信道资源的占用，能够使系统容量得以增加。在接力切换过程中，同频小区之间的两个小区的基站都将接受同一终端的信号，并对其定位，将确定可能切换区域的定位结果向 RNC报告，完成向目标基站的切换。所以，所谓接力切换是由 RNC 判定和执行，不需要基站发出切换操作信息。接力切换可以使用在不同载波频率的 TD-SCDMA 基站之间，甚至能够使用在 TD-SCDMA 系统与其它移动通信系统（如GSM，CDMA IS95 等）的基站之间。10. WCDMA 无线接入网络都有哪些接口？WCDMA 无线接入网络（也称为 UMTS RAN，缩写为 UTRAN）的接口如下所示
17、： Iu 接口： Iu 接口分为 IuCS 和 IuPS，前者将 UTRAN 的 RNC 与核心网电路域的 MSC 相连，后者将 UTRAN 的 RNC 与核心网分组域的 SGSN 相连。Iu 接口的信令协议称为 RANAP（RAN Application Part）； Iur 接口：连接两个 RNC 的接口，用于实现跨 RNC 的软切换，其信令协议称为 RNSAP（RNS Application Part）； Iub 接口：连接 RNC 与 Node B 的接口，其信令协议称为NBAP（Node B Application Part）。目前 Iu 接口和 Iur 接口是开放的，Iub 接口开
18、放在技术上是可行的。我公司正努力推动 Iub 接口的开放，目前已经和 Motorola 实现 Iub接口的对接。11. WCDMA 终端有哪些工作模式？终端具有两个基本工作模式，分别是空闲模式和 UTRAN 连接模式。UTRAN 连接模式因具有无线资源控制（RRC）连接而得名，可进一步分为 4 个状态，分别定义了终端可用的物理信道。UTRAN 连接模式的 4 个状态分别是 CELL_DCH、CELL_FACH、CELL_PCH和 URA_PCH。两种基本模式和连接模式的几种状态之间可在一定范围内进行转移。终端开机后将进入空闲模式。在空闲模式，终端先选择一个PLMN，在寻找一个合适的小区，并转到
19、该小区的控制信道上接收系统信息和小区广播消息。此时终端由非接入层标识，如国际移动用户标识（IMSI）、临时移动用户标识（TMSI）和分组临时移动用户标识（P TMSI）进行标识。根据业务需要建立 RRC 连接以后，终端进入连接模式的CELL_DCH 状态或 CELL_FACH 状态，终端分配到一个无线网络临时标识（RNTI），用作公共传输信道的标识。连接模式中的RRC 状态反映了终端连接的级别和终端可使用的传输信道。在 CELL_DCH 状态，终端分配到一个上行专用物理信道和一个下行专用物理信道，系统在小区层次上根据当前的激活集来接入终端，终端还可以使用下行共享传输信道（DSCH）。在 CEL
20、L_FACH 状态，系统没有为终端分配专用物理信道，只能使用 RACH 和 FACH 来传送信令消息和少量用户数据。终端通过监听服务小区的 BCH 获取系统信息。在完成小区重选之后终端发送小区更新消息给 RNC，因此 RNC 可以在小区层次上根据终端最近的更新小区得知终端的位置。在该状态终端使用 CRNTI 进行标识。在 CELL_PCH 状态，系统没有为终端分配专用物理信道。终端使用非连续接收（DRX）通过寻呼指示信道（PICH）的指定时隙监听寻呼信道（PCH）获取寻呼信息。终端也通过监听服务小区的BCH 获取系统信息。在该状态下，终端可以支持小区广播业务（CBS），接收广播 /组播控制协议
21、（BMC）消息。如果终端进行小区重选，它就自动转移到 CELL_FACH 状态执行小区更新过程，之后如果在小区更新过程中没有引发其他动作，终端就重新进入CELL_PCH 状态。因此 RNC 可在小区层次上根据终端在CELL_FACH 状态下最近的更新小区得知终端的位置。URA_PCH 状态与 CELL_PCH 状态非常相似。区别是在URA_PCH 状态下，终端并不是在每次小区重选之后就进行小区更新，而是从广播信道读取 UTRAN 登记区域（URA）标识，如果URA 改变才进行小区更新。因此在该状态下 RNC 是在 URA 层次上，根据在 CELL_FACH 状态下进行上一次 URA 更新时分配
22、给终端的 URA 得知终端的位置。当 RRC 连接被释放或 RRC 连接失败时，终端从连接模式返回空闲模式。12. 为什么 CDMA 需要对整个网络同步如果码序列在传输中有传输时延，在收端便不能解调恢复出原始数数据，需要在接受端通过人工的时延来补偿传输及数字信号处理造成的时延。要做到这种补偿，我们必需建立一种同步体制，即必须使收、发端产生的码序列同步。这就是 CDMA 系统的同步问题。由于 CDMA 系统中的码速率非常高，因此不许有一套高精度的同步时钟作为参考，协调全网所有基站的工作。目前，全球卫星定位系统（GPS）是这种时钟参考的最佳选择。GPS 是一个由 24 颗绕地球运转的卫星组成的天线
23、导航系统，它的优势在于全球覆盖，系统时钟精度高，不易受电磁暴、低频干扰源的影响。作为备份，远距离导航（LORAN-C）系统也是一个很好的选择，该系统采用地波传播技术，同样具有时钟精确、不受电离层变化影响、衰减小、相位及幅度稳定等特点。13. WCDMA 的同步方式，以及与 CDMA2000 在同步上的区别无线网络的同步分为几个方面：1、网络同步2、节点同步3、传输通道同步4、无线接口同步以上同步过程，都要求 BFN、RFN 的计数频率稳定且尽量一致，从这方面讲都是“同步”，这点非常重要。但是，其相位可以不同，而且同一时刻 BFN、RFN 的计数值可以不同（各节点独立计数），从这方面讲是“异步”
24、。WCDMA 系统是同步 /异步可选的，对不同 NodeB 之间保持严格的同步关系不作要求，但需要通过节点同步尽量保证基站间相互同步。节点同步又分为“RNC-NodeB 同步”以及“NodeB 之间同步”。NodeB 需要与其所属的 RNC 保持“RNC-NodeB 节点同步”，以得到 RNC（RFN）和 NodeB（BFN）之间的定时参考偏差，而NodeB 之间的定时偏差可以通过各个 NodeB 与 RNC 的“RNC-NodeB 节点同步”间接得到。具体过程：首先 NodeB（基站）需要网络同步，保持 BFN 计数频率的稳定和精度；然后通过“RNC-NodeB 节点同步”得到 RNC 和
25、NodeB 之间的定时参考差异，用于以后的同步过程（如 TrCH 同步）。NodeB 只需要向 RNC“看齐”，如果一个 RNC 下的所有 Node B 都这样做了，那么它们之间的定时关系也能得到（这个关系是从 RNC 看到的），而 Node B 之间不必直接看齐，因为 Node B 向上只和控制着它的 RNC 联系。cdma2000 系统的基站之间要求严格同步的，目前主要利用 GPS同步。主要是为了切换时手机可以保持同两个基站的严格时间差异信息。WCDMA 切换算法与此不同。这是两者协议的差异。综上所述，节点同步的优点主要是可以用来加快信令过程，其次是可以加快手机的小区搜索。缺点是节点同步 GPS 安全性问题。从
