（通信与信息系统专业论文）3g无线网络规划中的业务模型.pdf

j1ji1la】1、， ，j-1 1 jil】11i，i111_jlj-j扣，l 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列 的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也 不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处， 本人签名：圆虱垒 本人承担一切相关责任。 日期：塑! 垒：多 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文 的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北 京邮电大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印 件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全 部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编 学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权 书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 导师签名： 日期：垄p ：至：“ 与 摘要 3 g 无线网络规划中的业务模型 摘要 随着第三代通信技术的发展和我国3 g 商用网络的推出，3 g 通信 网络的建设正在快速的发展。怎样使得建设的3 g 网络容量更大，质 量更好? 这就需要在3 g 网络建设之前进行有效合理的网络规划。业 务是3 g 网络的重要模块之一，因为3 g 网络的目的就是为了提供高速 率、高服务质量和种类丰富的无线数据业务；从当前无线通信系统开 展的数据业务来看，业务的种类可谓五花八门且不断地变化，怎样合 理的对业务进行建模就关系到网络规划成败。在无线网络规划时，怎 样根据业务分布情况合理的模拟用户分布( 即用户生成) 也是网络规 划中的重要部分。 一 本论文首先结合3 g 网络的基本理论原理，研究和分析了3 g 无线 网络规划的一般原理；哇于现有网络的规划项目实践分析了3 g 无线 网络规划的一般流程；基于现有的3 g 无线网络规划软件平台，研究 和分析了3 g 无线网络规划软件中各个模块的结构，介绍了各个模块 的原理、作用、实现方法和主要算法：最后，着重介绍了3 g 无线规 划中业务的作用和特点，分析了业务分类、业务预测等业务建模的方 法，并基于业务建模提出了一种生成模拟用户的算法，分析了该算法 的特点和性能。具体的说，本论文的研究内容包括以下几点： ( 1 )3 g 无线网络规划的原理和技术； ( 2 )3 g 规划软件的一般结构，包括哪些模块和各个模块的作用； ( 3 )3 g 无线网络规划中的业务建模方法； ( 4 )3 g 无线网络规划中的用户生成算法研究与分析。 本论文涉及的业务建模和用户生成的算法是基于现实的3 g 无线 网络规划软件平台，是平台中的一部分。业务建模及用户生成算法经 过了用户需求分析、总体涉及、详细设计、代码实现和测试等过程， 并通过平台的测试验证了其合理性。 关键宇：3 g 无线网络规划业务分类业务建模用户生成 摘要 。一，- _ n flj - ；- i ， 一 f 饵 e t 一 0 t r a f f i c m o d e l i n g i nr a d i on e t w o r k sp l a n n i n gf o r3 g a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to f3 gc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g ya n dt h e i s s u eo fc h i n a s3 gc o m m e r c i a ln e t w o r k so p e r a t o rl i c e n s e s ，t h e c o n s t r u c t i o no f3 gc o m m u n i c a t i o nn e t w o r k sd e v e l o p sr a p i d l yi nc h i n a h o wt om a k et h e3 gn e t w o r k sh a v eg r e a t e rc a p a c i t ya n db e t t e rq u a l i t y ? i no r d e rt oa c h i e v et h e s eo b je c t i v e s ，r e a s o n a b l ea n de f f e c t i v e3 gr a d i o n e t w o r k sp l a n n i n gi se s s e n t i a l t r a f f i ci so n eo ft h ei m p o r t a n tm o d u l e si n 3 gr a d i on e t w o r k sp l a n n i n g ，b e c a u s et h ep u r p o s eo fc o n s t r u c t i n g3 g n e t w o r k si st o p r o v i d eh i g h - s p e e d ，h i g h q u a l i t ya n daw i d ev a r i e t yo f w i r e l e s sd a t ao rv o i c es e r v i c e s ；a c c o r d i n gt ot h es e r v i c e st h a th a v eb e e n u s e d ，w ec a ns e et h a tt h e r ea r ev a r i e st y p e so fs e r v i c ea n ds e r v i c e sc h a n g e c o n s t a n t l y i nt h ep r o c e s so f3 gr a d i on e t w o r k sp l a n n i n g ，t r a f f i cm o d e l i n g w h i c hi n c l u d e st r a f f i c - c l a s s i f i c a t i o na n dt r a f f i c - p r e d i c t i o ni s v e r y i m p o r t a n t i nt h er a d i on e t w o r k sp l a n n i n g ，a n du s e r - g e n e r a t i o ni sa l s o i m p o r t a n ti nt h ep r o c e s so f3 g r a d i on e t w o r k sp l a n n i n ga c c o r d i n gt ot h e d i s t r i b u t i o no fs e r v i c e s f i r s t l y , t h i s t h e s i sr e s e a r c h e so nt h eb a s i c t h e o r y o f3 g c o m m u n i c a t i o na n d3 gr a d i on e t w o r k sp l a n n i n g s e c o n d l y , b a s e do nt h e e x i s t i n g p r a c t i c eo f3 gr a d i on e t w o r k sp l a n n i n gp r o j e c t s ，t h i st h e s i s r e s e a r c h e so nt h eg e n e r a lp r o c e s so ft h e3gr a d i on e t w o r k sp l a n n i n g ； b a s e do nt h ee x i s t i n g3 gr a d i on e t w o r k sp l a n n i n gs o f t w a r ep l a t f o r m s ， s u c ha st o p 3a n du n e t , t h i st h e s i sa n a l y s e st h ec o m m o ns t r u c t u r eo f t h e3gr a d i on e t w o r k sp l a n n i n gs o f t w a r e ，i n t r o d u c e st h ep r i n c i p l e s ，r o l e s ， i m p l e m e n t a t i o nm e t h o da n dt h em a i na l g o r i t h mo fs o m ei m p o r t a n t m o d u l ei nt h e3 gr a d i on e t w o r k sp l a n n i n gs o t t w a r e f i n a l l y , t h et h e s i s h i g h l i g h t st h er o l ea n dc h a r a c t e r i s t i c so ft r a f f i cm o d u l e ；r e s e a r c h e so nt h e m e t h o d so ft r a f f i c c l a s s i f i c a t i o n ，t r a f f i c - p r e d i c t i o na n dt r a f f i c m o d e l i n g ； p r o p o s e sa na l g o r i t h mo fu s e r - g e n e r a t i o nb a s e do nt r a f f i c m o d e l i n ga n d i i i a n a l y z e s t h ec h a r a c t e r i s t i c sa n dp e r f o r m a n c eo ft h e a l g o r i t h m s p e c i f i c a l l y , t h ec o n t e n t so f t h i sp a p e rl i s t e da sf o l l o w s ： ( 1 ) t h ep r i n c i p l e sa n dt e c h n i q u e so f3 gr a d i on e t w o r k sp l a n n i n g ( 2 ) t h eg e n e r a ls t r u c t u r eo f3 gr a d i on e t w o r k sp l a n n i n gs o f t w a r e ， i n c l u d i n gt h er o l e sa n dt h e o r i e so f s o m ei m p o r t a n tm o d u l e si nt h e s o f t w a r e ( 3 ) t r a m c m o d e l i n g o f3 gr a d i on e t w o r k sp l a n n i n g ( 4 ) t h ea n a l y s i so f t h ea l g o r i t h mo f u s e r - g e n e r a t i o ni n3 g r a d i o n e t w o r k sp l a n n i n g t h em e t h o d so ft r a f f i c - m o d e l i n ga n dt h ea l g o r i t h mu s e rg e n e r a t i o n i n v o l v e di nt h et h e s i sb a s e do ne x i s t i n g3 gr a d i on e t w o r k sp l a n n i n g s o f t w a r ep l a t f o r m ，a n da l lt h e s ea l g o r i t h m sa r ec o m p l e t e do nt h es o f t w a r e t h em e t h o do f t r a f f i c m o d e l i n ga n d t h ea l g o r i t h mo fu s e r - g e n e r a t i o nh a v e b e e np r o v e dt ob er e a s o n a b l ea n de f f e c t i v e k e yw o r d 3g ；r a d i on e t w o r k s p l a n n i n g ；t r a f f i c c l a s s i f i c a t i o n ； t r a f f i c m o d e l i n g ； u s e r g e n e r a t i o n 烈 一 ， r q 警 目录 目录 第一章绪论l 1 1 论文研究背景1 1 2 第三代移动通信系统的概述2 1 2 13 g 特点2 1 2 2t d s c d m a 介绍3 1 2 3w c d m a 介绍4 1 2 4c d m a 2 0 0 0 介绍j 5 1 2 5 三种标准的比较6 1 33 g 无线网络规划的特点7 1 4 本论文的主要内容8 第二章移动通信网络规划的基本原理9 2 13 g 无线网络规划技术概述9 2 1 1 规划目标9 2 1 2 规划要解决的问题l o 2 1 3 网络规划的流程1 0 2 2 传播模型1 2 2 2 1 无线传播特性1 2 2 2 2 常用传播模型类型1 3 2 - 3 覆盖分析一l5 2 3 1 概述。l5 2 3 2 覆盖指标l6 2 4 容量仿真1 9 2 4 1 仿真概述1 9 2 4 2m o n t ec a r l o 仿真思想介绍19 2 4 3 仿真算法19 第三章3 g 无线网络规划软件实现分析2 3 3 13 g 无线网络规划软件的结构2 3 3 1 13 g 无线网络规划软件的功能2 3 3 1 23 g 无线网络规划软件的结构图2 3 3 1 33 g 无线网络规划的流程2 4 3 23 g 无线网络规划软件中的地理信息系统2 6 3 2 1 地理信息系统概述2 6 3 2 2 地理信息的数据类型2 6 3 2 3 地理信息的坐标系统2 7 3 33 g 无线网络规划软件中的传播模型实现2 8 3 3 1 规划软件中传播模型的结构2 8 3 3 2 传播模型管理2 9 3 3 3 传播模型校正2 9 3 3 4 路径损耗计算。3 0 3 3 5 文件管理31 3 43 g 无线网络规划软件中的覆盖分析实现3 l v 目录 3 4 1 规划软件中覆盖分析的结构。3 1 3 4 2 覆盖分析管理3 2 3 4 3 覆盖分析计算。3 2 3 4 4 结果统计和显示3 3 3 53 g 无线网络规划软件中的容量仿真实现3 6 3 5 1 规划软件中容量仿真的结构3 6 3 5 2 容量仿真管理3 6 3 5 3 容量仿真计算。3 6 3 5 4 结果统计3 6 第四章3 g 无线网络规划中的业务模型3 9 4 1 业务概述3 9 4 2 业务分类3 9 4 2 1 会话类4 0 4 2 2 浏览类：。4 0 4 2 3 流类4 1 4 2 4 后台类4 2 4 2 5 四种类型业务参数比较4 3 4 3 业务预测4 3 4 43 g 无线网络规划软件中的业务模型对象建模4 4 4 4 1 业务模型软件结构，4 4 4 4 2 业务模型对象关系- 4 4 4 4 3 业务模型对象建模4 5 第五章3 g 无线网络规划中的用户生成5 7 5 1 用户生成概述5 7 5 2 用户数计算j 5 7 5 2 1 基于多边形话务地图的用户数计算方法。5 7一 5 2 2 基于矢量话务地图的用户数计算方法5 9 5 2 3 基于现网数据的用户数计算方法。6 0 5 3 用户生成算法6 l 5 3 1 基于多边形话务地图的用户生成算法6 1 5 3 2 基于矢量话务地图的用户生成算法6 2 5 3 3 基于现网数据话务地图的用户生成算法6 4 5 3 4 用户生成算法分析6 5 5 4 规划软件中的用户生成实现6 6 5 4 1 用户生成模块的软件结构。6 6 5 4 2 用户生成模块的软件实现和结果显示6 6 第六章全文总结7 l 6 1 总结。7l 6 2 展望7 2 致谢7 3 参考文献7 5 读硕期间取得的研究成果7 7 v l 符号说明 3 g p p a c b e r b s b p s k c d m a c s f d m a i s 9 5 n u g p l 峪 g s m h s d p a p s q o s q p s k r s c p ，m m a t d s c d m a u e u m 丌s 符号说明 3 mg e n e r a t i o np a r t n e r s h i pp r o j e c t a d m i s s i o nc o n t r o l b i te r r o rr a t e b a s es t a t i o n b i n a r yp h a s es h i f lk e y c o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s c i r c u i ts w i t c h e d f r e q u e n c yd i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s i n t e r i ms t a n d a r d - 9 5 i n t e r n a t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o nu n i o n g e n e r a lp a c k e tr a d i os e r v i c e g l o b a ls y s t e mf o rm o b i l ec o m m u n i c a t i o n h i g hs p e e dd o w nl i n kp a c k e ta c c e s s p a c k e ts w i t c h e d q u a l i t yo fs e r v i c e q u a d r a t u r ep h a s es i f t f lk e y i n g r e c e i v e ds i g n a lc o d ep o w e r t i m ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s t i m ed i v i s i o n s y n c h r o n o u sc d m a u s e re q u i p m e n t u n i v e r s a lm o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o ns y s t e m v 第三代移动通信伙伴计划 接纳控制 误比特率 基站 二进制相移键控 码分多址接入 电路交换 频分多址 暂时标准 国际电信联盟 通用分组移动业务 全球移动通信系统 高速下行分组接入技术 分组交换 服务质量 正交( 四相) 相移键控 接收信号码功率 时分多址 时分同步的码分多址技术 用户设备 通用移动通信系统 符号说明 v i l l 第一章绪论 1 1 论文研究背景 第一章绪论 随着人们对无线数据业务的需求不断地增加及第三代通信系统( 3 g ) 技术 的不断发展，我国的第三代通信系统已经步入了商用阶段。我国的3 g 系统有三 个商用的标准：中国移动的t d s c d m a 、中国联通的w c d m a 、中国电信的 c d m a 2 0 0 0 。3 个系统的网络都在建设当中。为了使网络的容量最大，性能最好， 网络建设之前的网络规划是必不可少的。与第二代移动通信系统相比，3 g 能够 提供更多样、更高速、更灵活、更大容量、业务种类多样的无线数据业务。正因 为3 g 提供的多种比特率和多样化的业务，使得在3 g 网络规划中对不同业务的 预测和对它建模变得特别困难。另外由于第三代系统和第二代系统在无线接入方 式的不同，使得在3 g 网络规划中要考虑更多、更复杂的问。所以为了合理的规划 3 g 网络，我们需要认真地分析3 g 多业务网络的特点。其特点有以下几点g 高度发展的无线接口。目标是取得更大的灵活性，以承载和复用大量的 语音，尤其是数据服务。进一步，吞吐量可从低到高变化，实现多业务多速率。 比如w c d m a 可以2 m b i t s ，w c d m a 的演进版h s d p a 可以到1 4 4 m b i t s 的峰值吞 吐量。 ” 小区覆盖和多业务设计。以前只需网络均匀覆盖语音业务也无需进行容 量设计。由于多业务导致较大的链路预算差异，不同业务之间必须区分业务要求 和q o s 目标。 复杂和设计良好的无线链路层。如：可变的无线链路编码i 毗量自适应方 案：支持高性能天线概念，如基站( b s ，b a s es t a t i o n ) 发射分集，或利用干扰消除方 案。 有效的干扰平均机制和在强干扰限制环境下工作的鲁棒性。高频谱效率 运营需要很好的小区条件，需正确选择站点位置、天线波束宽度、倾斜角度和天 线方向。 使用“尽力而为 方式提供分组数据容量，即暂未使用的无线资源可以 灵活公平地分配给分组数据连接。 无线网络优化阶段具有更为重要的地位。2 g 网络规划主要的内容是初始 的频率规划，这是由网络的容量受限特性决定的。 为了能够提供尽可能高的无线容量，3 g 网络必须提供多层网络有效的运 营方式。进一步，还需要2 g 和3 g 网络之间无缝操作。 第1 页共7 8 页 北京邮电人学硕 论文 另一个比较重要的方面是3 g 站点和现存2 g 站点共存的可能性，这样可以 减少在站点获取和维护期间的开销和费用。然而，无线网络( 和传输) 规划者必须 考虑到2 g 3 g 共存会引起的问题。 1 2 第三代移动通信系统的概述 1 2 13 g 特点 目前国际电联接受的3 g 标准主要有以下三种：w c d m a 、c d m a 2 0 0 0 与 t d - s c d m a 。c d m a 是c o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ( 码分多址) 的缩写，是第 三代移动通信系统的技术基础。第一代移动通信系统采用频分多址( f d m a ) 的 模拟调制方式，这种系统的主要缺点是频谱利用率低，信令干扰话音业务。第二 代移动通信系统主要采用时分多址( t d m a ) 的数字调制方式，提高了系统容量， 并采用独立信道传送信令，使系统性能大为改善，但t d m a 的系统容量仍然有限， 越区切换性能仍不完善。c d m a 系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用 系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显示出巨大的发展 潜力。与第二代通信系统相比较，3 g 主要有以下的特点【l 】： 提供宽范围的业务，支持低速率的话音和数据业务达到2 m b i t s 速率数 据，高速率数据业务包括多媒体业务和不对称数据传输业务，在室外和高速移动 工作环境中，用户数据速率最初可从8 k b s 向上达到3 8 4 k b s ，最后达到2 m b s 。在室内的工作环境中，用户数据速率最初可从8 k b s 向上达到2 加) s 高业务质量要求，语音服务质量达到地面通信网的服务质量要求，数据 业务的b e r 优于1 0 e 6 。 以灵活的混合小区( 宏小区、微小区和微微小区等) 方式工作，i m t 2 0 0 0 将会在四种无线工作环境中工作，每种工作环境有其要解决的覆盖和容量问题。 但是，为了扩大系统容量和覆盖面积，一定会有混合小区工作方式的情况，在这 种情况下，灵活的接入和切换不同的无线工作环境( 小区) 是很必要的。 四种工作环境，室内环境，室外环境、高速移动环境和卫星环境。 高系统容量和高频谱利用率，采用新技术增强频谱效率，使用户得到更 多的系统容量。i m t 2 0 0 0 提供先进的宽带业务。它要求更多的频谱资源，采用 先进的编码和调制技术可以提高频谱利用率，降低系统对频谱资源的需求 i m t 2 0 0 0 对频谱的需求显然比第二代数字移动通信系统对频谱的需求要大得 多。 第2 页共7 8 页 第一章绪论 1 2 2t d s c d m a 介绍 t d s c d m a 作为我国提出的第三代移动通信标准，自1 9 9 8 年正式向国际电 联( 删) 提交以来，完成了标准的专家组评估、i t u 认可并发表、与3 g p p 体系 的融合、新技术特点的引入等一系列的国际标准化工作，从而使t d s c d m a 标准 成为第一个由中国提出的，以我国知识产权为主的、被国际上广泛接受和认可的 无线通信国际标准。 t d s c d m a 是一个t d d 模式的标准，可在非对称的频谱上实现所有3 g 业务， 其特点是收发频率相同。而f d d 模式的标准，需要两段对称的频率，分布用于接 收和发送。同时，由于t d - s c d m a 采用了c d m a 和t d m a 的多址技术，这使t d - s c d 姒 在传输中很容易一个上行和下行链路的转换点，来针对不同类型的业务，这类似 于可根据交通的流量来控制红绿灯转换的时间间隔。对于像互联网这样的不对称 传输业务，可使其转换不对称，而对于像语音这样的对称传输业务，可以使其转 换对称，这样，就可以使总的频谱效率更高。f d d 模式却不能做到这一点，因为 其上行链路和下行链路是相互独立的，资源不能相互利用。对于对称的业务，f d d 有很好的频谱利用率，而对于不对称的业务，其频谱利用率将有所降低。 t d - s c d m a 系统的特点使其更利于使用一些新的技术，比如，由于收发在同一频 率上，使上行链路和下行链路的无线环境一致性很好，跟适合使用新兴的智能天 线技术；由于使用了c d m a 和t d 姒结合的多址方式，更适合使用联合检测技术。 这些技术都减少了干扰，提高了系统的容量和性能。 t d - s c d m a 采用了以下的关键技术【2 】 1 ，智能天线：t d - s c d m a 系统中使用的智能天线采用波束成形技术，使 其方向图随移动台的移动而动态跟踪。由于它的波束很窄，对其他 用户的干扰很小，因而可大大提高系统容量。同时，基站的发射功 率可大大降低。另一方面，由于t d s c d m a 系统中的波束很窄，下行 链路的多径问题也可以得到很好解决。 2 ，上行同步：t d s c d m a 系统中，上行链路和下行链路一样，都采用 正交码扩频。移动台动态调整发往基站的发射时间，使上行信号到 达基站时保持同步，保证了上行信道信号的不相关，降低了码问干 扰。这样，系统的容量由于码间干扰的降低而大大提高，同时基站 接收机的复杂度也大为降低。 3 ，联合检测：在基站侧，由于信号从移动台多径达到基站，因此上行 同步技术只能保证主经在一定范围内的同步。联合检测技术把同一 时隙中多个用户的信号及多径信号一起处理，精确地解调出各个用 第3 页共7 8 页 北京邮电大学硕t = 论文 4 ， 5 ， 户的信号。在移动台侧，基站智能天线的波束成形，虽然极大地降 低了多用户干扰的强度，但多用户干扰依然存在，尤其是当用户的 位置非常靠近时，多用户干扰问题仍然很严重。联合检测技术能很 好地解决多用户干扰的问题。 软件无线电：软件无线电是近几年发展起来的技术，它把许多以前 需要硬件实现的功能用软件实现。由于软件修改较硬件容易，在设 计、测试方面非常方便，不同系统的兼容性也易于实现，所以这一 技术在t d - s c d m a 系统中被采用。 接力切换：由于t d - s c d m a 系统中智能天线的使用，系统可得到移动 台所在的位置信息。接力切换就是利用移动台的位置信息，准确地 将移动台切换到新的小区。接力切换避免了频繁地切换，大大提高 了系统容量。在切换时可根据系统需要，采用硬切换或软切换的机 理。 1 2 3w c d m a 介绍 w c d m a 的发起者主要是欧洲和日本标准化组织和厂商，w c d m a 继承了 第二代移动通信体制g s m 标准化程度高和开放性好的特点，标准化进展顺利， 网络运营商可以通过在g s m 网络上引入g p r s 网络设备和新业务，培育数据业 务消费群体，从e d g e 逐步平稳过渡到3 g 。 w c d m a 技术指标支持：高速数据传输( 高速移动最高速率为3 8 4 k b i t s ， 而室内最高速率为2 m b i t s ) ，异步b s 技术，同时也支持可变速传输，w c d m a 每帧帧长1 0 m s ，码片速率3 8 4m b i t s 。 w c d m a 主要特点【3 】： 1 ， 基站同步方式：支持异步和同步的基站运行方式，组网方便、灵活； 2 ， 调制方式：上行为b p s k ，下行为q p s k ： 3 ， 解调方式：导频辅助的相干解调； 4 ，接入方式：d s c d m a 直序列扩频码码分多址方式； 5 ，三种编码方式：在话音信道采用卷积码( i p l 3 ，k - 9 ) ，进行内部 编码和v e t e r b i 解码，在数据信道采用r e e d s o l o m o n 编码，在控制信 道采用卷积码( r = l 2 ，k - 9 ) ，进行内部编码和v e t e r b i 解码；适 应多种速率的传输，可灵活地提供多种业务，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 过改变扩频比( 对于低速率的3 2 k b i t s 、6 4 k b i t s 、1 2 8 k b i t s 的业务) 和多码并行传送( 对于高于1 2 8 k b i t s 的业务) 的方式来实现； 第4 页共7 8 页 第一章绪论 6 ， 1 。 上、下行快速、高效的功率控制大大减少了系统的多址干扰，提高 了系统容量，同时，也降低了传输的功率；核心网络基于g s m g p r s 网络的演进，并保持与g s m g p r s 网络的兼容性；b t s 之间无需同 步，因b s 可收发异步的p n 码，即b s 可跟踪对方发出的p n 码， 同时m s 也可用额外的p n 码进行捕获与跟踪，因此，可获得同步， 来支持越区切换及宏分集，而在b t s 之间无需进行同步； 支持软切换和更软切换，切换方式包括三种，即：扇区间软切换、 小区间软切换和载频间硬切换。 1 2 4c d m a 2 0 0 0 介绍 经过1 0 多年的发展，c d m a 标准已经经历了多个技术阶段，其中，i s 9 5 a 和i s 9 5 b 同为系列标准，总称为i s 9 5 。i s 9 5 b 是i s 9 5 a 的进一步发展。一般 认为，它们均属于第二代移动通信技术标准。c d m a 2 0 0 0 是i s 9 5 标准向第三代 技术演进的方案，由3 g p p 2 负责制定和发布。 在一系列标准中，c d m a 2 0 0 0i x 原意指采用单载波形式的c d m a 2 0 0 0 系 统，也可以理解为c d m a 2 0 0 0 的第一阶段。它在核心网部分引入了分组交换， 可支持m 业务。c d m a 2 0 0 0l xr e x , 0 中还定义了c d m a 2 0 0 03 x 多载波模式。 它与c d m a 2 0 0 0l x 的主要区别是，c d m a 2 0 0 03 x 前向信道采用3 载波方式， 而c d m a 2 0 0 0l x 采用单载波方式。c d m a 2 0 0 0l xe v 是在c d m a 2 0 0 01 x 基础 上进一步提高速率的增强体制。它从2 0 0 0 年开始分为两个方向发展。一个称为 c d m a 2 0 0 0l xe v d o 技术，主要是对数据业务进行了增强，即在网络容量和业 务级别方面进行了优化。另一个叫做c d m a 2 0 0 0l xe v - d v ，它对数据业务和语 音业务同时进行了增强，集c d m a 2 0 0 0l x 和c d m a 2 0 0 0l xe v d o 两者之优 势，可在1 2 5 m h z 带宽内，同时提供语音业务和高达3 1 m h z s 的分组数据速率。 c d m a 采用了以下的关键技术【4 】： 1 ， 快速功率控制技术：该方法是移动台测试收到业务信道的e b n 。，并 与门限值比较，根据比较结果，向基站发出调整基站发射功率的指 令，其功率控制速率可以达到8 0 0 b i t s s 。由于使用快速功率控制， 可以减少基站的发射功率，减少总的干扰电平，从而降低移动台信 噪比要求，最终可以增大系统容量。 2 ，前向快速寻呼信道技术：此技术有两个用途：其一，寻呼或睡眠状 态的选择：因基站使用快速寻呼信道向移动台发出指令，决定移动 台是处于监听寻呼信道还是处于低功耗的睡眠状态，这样移动台便 不必要长时间连续监听前向寻呼信道，可以减少移动台的激活时间 第5 页共7 8 页 北京邮电人学硕卜论文 3 ， 4 ， 5 ， 6 ， 和节省移动台功耗；其二，配置改变：通过前向快速寻呼信道，基 地向移动台发出最近几分钟内的系统参数消息，是移动台根据此消 息作相应设置处理。 前向链路发射分集技术：c d m a 2 0 0 0l x 采用直接扩频发射分集技术， 它有两种方式：一种是正交发射分集方式：方法是先分离数据流再 用不同的正交w a l s h 码对两个数据流进行扩频，并通过两个发射天 线发射；另一种是空时扩频分集方式：使用空间两根分离天线发射 已交织的数据，使用相同原始w a l s h 码信道。使用前向链路发射分 集技术可以减少发射功率，抗瑞利衰落，增大系统容量。 反向相干解调：基站利用反向导频信道发出扩频信号，以捕获移动 台的发射，再用r a k e 接收机实现相干解调。与采用非相干解调相比， 提高了反向链路性能，降低了移动台的发射功率，增大了系统容量。 使用t u r b o 码：t u r b o 码具有优异的纠错性能，使用与译码时延要求 不高的高速率数据传输业务，并可以降低对发射功率的要求，增加 系统容量。 灵活的帧长：与i s 9 5 不同，c d m a 2 0 0 0l x 支持5 m s 、1 0 m s 、2 0 m s 、 4 0 m s 、8 0 m s 和1 6 0 m s 等多种帧长，不同类型信道分布支持不同的帧 长。较短帧可以减少时延，但解调性能较低；较长帧可以降低对发 射功率的要求。 7 ，增强的媒体接入控制功能：媒体接入控制子层控制多种 业务接入物理层，保证多媒体的实现。它实现话音、分组数据和电 路数据业务，同时处理，提供发送、复用和o o s 控制、并提供接入 程序。 1 2 5 三种标准的比较 下面的表格给出t d s c d m a 、w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 三种标准的技术参 数比较【5 1 。 第6 页共7 8 页 第一章绪论 表1 1 三种标准技术参数 标准w c d m a c d m a 2 0 0 0t d s c d m a 复用方式 f d df d d t d d 多址方式c d m ac d 【ac d l 气+ t d m a 带宽5 m h z1 2 5 m h z1 6 m h z 码片速率 3 8 4 m c h i p s s1 2 2 8 8 m c h i p s s1 2 8 m c h i l 耐s 帧长 1 0 m s 5 ( 1 0 等) m s 1 0 m s 调制方式 q p s k b p s kq p s k b p s ko p s k 8 p s k 信道编码卷积码、t u r b o 码卷积码、t u r b o 码 卷积码、t u r b o 码 信道化码 o v s f ，5 1 2 4 ( 前向) ，w a 曲和长码( 反o v s f ，1 6 - - 1 2 5 6 - 4 ( 反向)向) ，w a l s h 和准正 交码( 前向) 扰码 前向：1 8 位g o l d长码和短p h i 码扰码( v l - v 1 6 ) 码，反向：短扰码， 2 4 位g o l d 码 功率控制开环+ 闭环开环+ 闭环开环+ 闭环 导频结构上行专用导频：下行上行专用导频；下行下行公共导频 公共或专用导频公共或专用导频 d w p t s ；上行u p p t s 同步 基站同步关系异步g p s 同步同步 公共信道开销 l o 2 0 1 33 0 无线网络规划的特点 跟第二代移动通信系统相比较，3 g 无线网络规划主要有以下两点特点。 一方面，基于c d m a 技术的第三代移动通信网络建立的最终目的就是为了 向用户提供更多样、更高速、更灵活、更大容量、业务种类多样的无线数据业务。 在第三代无线网络中，话音业务虽然在g o s ( g r a d eo fs e r v i c e ) 上具有相对于 其它业务较高的服务等级( 即其仍然采