毕业论文校园无线网络规划

威威海海职职业业学学院院 毕毕 业业 设设 计计 任任 务务 书书 专业专业通信技术通信技术 年级年级20082008班级班级1 1 班班 姓名姓名学号学号 威威 海海 职职 业业 学学 院院 教教 务务 处处 编编 印印 II 毕业设计指导须知毕业设计指导须知 一、毕业设计是高职教学过程中一个十分重要的环节。是 锻炼学生运用所学知识正确分析和解决实际问题的一个重要方 面，也是高职培养应用型专门人才的要求。 二、指导教师应为具有讲师以上或相应职称的有关专业人 员，且专业对口(指所指导专业应同所聘教师专业职称相一致） 。 经系、教务处审查同意后，才能指导学生的毕业设计。 三、学生应以严肃认真，实事求是的态度完成设计。要独 立思考，自己动手，不得抄袭或找人代笔。 四、毕业设计选题要符合专业培养目标的要求。论文(任务 书）写作要做到论点明确、论据充分，论理透彻，语言准确恰 当，书面整洁、字迹工整，图纸应清晰、工整，符合设计要求， 符合国家有关标准和部颁标准。字数、图纸数量符合有关要求。 并在规定的时间内完成。 五、答辩过程中学生要严认真，文明礼貌，谦虚谨慎，认真 回答答辩主持人，委员等提出的问题。 六、填报有关表格时，应按项目要求逐项填实、填全、填 清。 III 学号姓名学制 专业通信技术年级2008教学班负责人 班级1 班指导教师姓名职务或职称 设 计 题 目校园无线网络规划 指导教师评语： 成绩：指导教师签名：工作单位：年月日 系复审意见： 成绩：复审人签名：职称：公章年月日 教务处终审意见： 公章年月日 IV 答答 辩辩 情情 况况 记记 录录 答 辩 题 目 答辩情况 正确基本正确经提示 回 答 不正确未回答 此表由主持答辩的同志填写。 答辩委员会(或小组）评语： 成绩：主持答辩人签名：职称：年月日 V 一、毕业设计的任务和具体要求： 任务： 1、查阅相关资料，了解 3G 技术的发展历程和发展趋势。 2、掌握 TD-SCDMA 系统的结构和关键技术。 3、在掌握 TD-SCDMA 系统规划要点的前提下，熟练地使用相关软件进行网络规划。 要求： 1、首先查找 TD-SCDMA 相关的知识，熟练掌握 TD-SCDMA 的网络结构。 2、根据论文题目，撰写出符合要求的论文，并独立完成相关的任务。 3、论文要清晰整洁，设计合理，理论正确，分析到位，制表制图符合规定。 4、注意结合现代计算机技术，使毕业设计成果具有更高的真实性和更大的实际价值。 VI 二、毕业设计应完成的图纸： 表 1-1 各类业务的普及程度， 见 3 页 表 4-1 TD-SCDMA 频点及其中心频率， 见 27 页 图 2-1 Iu 接口的逻辑结构， 见 8 页 图 2-2 RANAP 的 Iu-CS 的协议结构， 见 9 页 图 2-3 RANAP 的协议结构， 见 10 页 图 2-4 SABP 的 Iu-BC 协议结构， 见 11 页 图 2-5 TD-SCDMA 空中接口组成， 见 13 页 图 3-1 UE 在空闲模式下的行为， 见 16 页 图 3-2 UE 发起的寻呼流程， 见 18 页 图 3-3 UE 被叫信令流程， 见 21 页 图 3-4 接力切换流程， 见 23 页 图 4-1 3G 频段分配， 见 25 页 图 4-2 21 个码组簇复用方法示意图， 见 27 页 图 4-3 30 个码组簇复用方法示意图， 见 27 页 图 4-4 更灵活的码组复用方案， 见 27 页 图 4-5 码组分配流程， 见 28 页 图 4-6 下行导频码分配流程， 见 28 页 图 4-7 相邻小区上、下行时隙配置不同时产生干扰示意图， 见 29 页 图 4-8 禁止使用交叉时隙方法避免干扰示意图， 见 30 页 图 5-1 威海职业学院， 见 31 页 图 5-2 BBU+RRU 组网方式， 见 32 页 图 5-3 MapInfo 启动界面， 见 33 页 图 5-4 校正地图， 见 34 页 图 5-5 生成地图， 见 35 页 图 5-6 导入基站信息， 见 35 页 图 5-7 添加插件， 见 35 页 图 5-8 基站地图属性， 见 36 页 图 5-9 生成扇区图， 见 36 页 图 5-10 生成无线规划图， 见 37 页 图 5-11 导出基站信息表， 见 37 页 VII 三、其他要求 四、毕业设计的期限： 自 2010 年 9 月 20 日至 2010 年 11 月 20 日 五、毕业设计(论文）进度计划： 起 至 日 期工作内容备注 2010/9/10-2010/9/20 2010/9/20-2010/10/15 2010/10/15-2010/10/20 2010/10/20-2010/11/20 论文选题 论文资料搜集 软件仿真 论文写作 VIII 校园无线网络规划 摘 要 本文通过对第三代移动通信技术(3G）的概述，介绍了 3G 技术的现状和未来的发展趋 势。文中所讨论的 TD-SCDMA 技术是由我国自主研发的 3G 标准，与其它的 3G 标准相比有 许多的优点，这些优点使得 TD-SCDMA 在组网和由 2G 向 3G 过度方面具有更大的优势。 其中以威海职业学院校园内的 TD-SCDMA 无线网络为模型，从 TD-SCDMA 的技术特点、 网络结构、信令流程和网络规划出发，详细地讨论了 TD-SCDMA 的信道编码技术、空中网 接口、接入网接口、信令等技术，重点对 TD-SCDMA 网络规划等关键技术问题进行了研究 和分析。 关键词：移动通信TDSCDMA网络规划网络优化 IX 目录 第一章 概述.1 1.1 第三代移动通信系统简介.1 1.1.1 3G 的发展历程.1 1.1.2 3G 的基本特点.2 1.1.3 3G 的基本业务.2 1.2 TD-SCDMA 的简介.3 1.2.1 TD-SCDMA 标准化进程.3 1.2.2 TD-SCDMA 网络的特点.4 1.2.3 TD-SCDMA 系统关键技术.6 第二章 TD-SCDMA 系统网络结构.8 2.1 接入网接口.8 2.1.1 Iu 接口.8 2.1.2 Iur 接口.11 2.2 空中接口.12 2.2.1 物理层.13 2.2.2 数据链路层和网络层.14 第三章 TD-SCDMA 信令流程. 165 3.1 信令的概念.16 3.2 典型信令流程.16 3.2.1 UE 的驻留.16 3.2.2 UE 的呼叫流程.18 3.2.3 UE 的切换流程.23 第四章 TD-SCDMA 网络规划.26 4.1 频率规划.26 4.1.1 TD-SCDMA 工作频段.26 4.1.2 频率规划原则.27 4.2 码组规划.27 4.2.1 码组规划.27 X 4.2.2 规划原则.29 4.3 时隙规划.30 4.3.1 概述.30 4.3.2 可变切换点带来的干扰.30 4.3.3 解决方法.30 4.3.4 规划原则.31 第五章 校园网络规划方案.错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5.1 规划分析. 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5.1.1 校园环境分析.错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5.1.2 组网方案.错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5.2 规划流程. 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5.2.1 规划工具介绍.错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5.2.2 使用规划软件进行规划.错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5.3 规划总结. 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 第六章 结束语.32 参考文献、资料索引.33 致谢.34 校园无线网络规划 1 第一章 概述 1.1 第三代移动通信系统简介 第三代移动通信系统简称3G，是一种能提供多种类型、高质量的多媒体业务，能实现 全球无缝覆盖，具有全球漫游能力，与因特网相兼容，并以小型便携式终端在任何时候、 任何地点进行不同种类的，可支持速率从8kbps到2Mbps的语音、互联网等业务和较高服务 质量(QoS)的移动通信系统。 1.1.1 3G的发展历程 国际电联ITU最早于1985年提出第三代移动通信系统概念，当时称为未来公众陆地移 动通信系统，即FPLMTS(Future Public Land Mobile Telecommunication System)，1996 年起称为国际移动通信IMT 2000(International Mobile Telecommnunication-2000)，意 指系统工作在2000MHz频段，最高业务速率可达2000Kbps，预期在2000年左右得到商用。 IMT-2000是第三代无线通信系统的全球标准。1992年世界无线电行政大会(WARC92)大会分 配了230MHz的频率给FPLMTS， 1999年确定了IMT-2000无线传输技术(RTT)的关键参数， 1999 年11月5日，国际电联ITURTG8/l第18次会议通过了“IMT-2000无线接口技术规范建议， 其中我国提出的时分同步码分多址技术(TD-SCDMA)技术写在了第三代无线接口规范建议 的IMT-2000 CDMA TDD部分中，这项工作表明第三代移动通信系统无线接口技术规范方面 的工作已经基本形成，第三代移动通信系统开发和应用已进入实质阶段。 为了建立一个真正的全球第三代移动通信标准，1998年12月，第三代协作项目组织 (3GPP)成立。该组织由各个国家和地区的电信标准化组织组成，包括欧洲的ETSI、美国的 T1、日本的ARIB、韩国的TTA、中国的CWTS等。3GPP协调了来自各地不同的标准化组织提 出的建议，并为建立一个统一的第三代移动通信标准而努力。对于这个标准，我们现在仍 称之为UTRA。UTRA是基于GSM核心网，并且包含FDD和TDD模式的第三代移动通信标准。 与此相对应，第三代协作项目2组织(3GPP2 )则开发一个被称为cdma2000的第三代移 动无线标准。这一标准是基于IS-95 CDMA网络的。第三代移动通信的发展离不开运营商的 支持。1999年6月，运营商协调组织(0HG)中的主要国际运营商提出了一个统一的全球第三 代移动通信(G3G)概念，这个概念已经被3GPP和3GPP2所接受。经协调的G3G概念是一个单 一的标准并带有下列三种运行模式： 直序扩频CDMA(CDMA-DS)：基于3GPP规范的UTRA FDD模式； 多载波CDMA(CDMA-MC)：基于3GPP2规范的FDD模式的cdma2000； 校园无线网络规划 2 TDD(CDMA TDD)：基于3GPP规范的UTRA TDD模式。 通过同生产厂商团体合作，运营商协调组织将尽可能地使无线参数一致并定义通用的 协议栈，从而达到所有基于CDMA建议的融合。这将使多模终端的实现得以简化并能接入现 存的GSM MAP以及ANSI一41核心网。 OHG的建议已被考虑进3GPP规范1999年的第一版标准里， 此标准已于1999年底完成。 1.1.2 3G的基本特点 (1)第三代移动通信是第二代移动通信的演进和发展，不是重新建设一个新移动通信 网。 (2)是全球无缝覆盖、全球漫游的，可提供前两代系统所不能提供的各种宽带信息业 务,速率达2Mb/s，带宽在5MHz以上。 (3)具有多媒体功能，不仅能接受和发送话音、数据信息，而且还能接受和发送静态、 动态图像及其他数据业务。 (4)克服技术难题，包括多径衰落、时延扩展、多址干扰、远近效应和体制问题等。 (5)实现数据业务，主要是Internet所需的不对称的、基于包交换(IP)的业务。 (6)具有高频谱利用率，解决全世界存在的系统容量问题。 (7)系统设备低价位，业务服务高质量低价位，满足个人通信化的要求。 1.1.3 3G的基本业务 3G的基本业务主要有： (1)基本语音电话业务。 (2)基本视频电话业务(VideoPhone)，包括双方可视电话以及多方视频会议。 (3)移动互联网业务。主要包括网页浏览，文件下载(包括普通数据、音频/视频文件 等)，电子邮件，文字消息，音频/视频流(在线电影，VOD)。 (4)移动虚拟专用网(M-VPN)。 (5)个性化电话服务，包括个人综合业务控制中心以及特殊场合的个性化通信模式。 (6)交互式游戏。主要包括双方直接连线游戏以及基于游戏中心的多方交互式游戏(如 棋、牌、战斗、谋略类游戏等)。 (7)交互式远程教育。 (8)多媒体消息业务。如特定人群的消息广播，即时消息、电子贺卡等。 (9)位置业务。主要指交通拥塞指示、交互式交通与路由信息、紧急位置服务以及特 校园无线网络规划 3 定目标指示(如指示附近的餐馆、剧院、酒店等)。 (10)移动电子商务。包括银行/证券交易、个性化购物以及多媒体客户服务等。根据 ITU对于第三代多种业务普及率的预测，并根据作为发展中国家在建设第三代网络的初期 等因素，可以取定各类业务的普及程度如下表所示： 表1-1 各类业务的普及程度 3G网络的优势在于支持移动多媒体数据业务，接入速率高于144Kbps的移动数据业务 只能由3G承载。对25G和3G网络应采取不同的业务定位总体考虑来发展，2.5G应定位于 提供语音和低速移动分组业务的网络，3G应定位于提供高速多媒体数据的网络。 1.2 TD-SCDMA的简介 TD-SCDMA的中文含义为时分同步码分多址接入，TD-SCDMA是由我国独自制定的3G标 准，1998年6月30日，经信息产业部批准，电信科学技术研究院(大唐电信科技产业集团) 代表中国向国际电联提交了第三代移动通信传输技术TD-SCDMA标准提案；1999年11月初， 在芬兰赫尔辛基举行的国际电联(ITU-R)会议上，我国的TD-SCDMA的标准提案被写入第三 代移动通信无线接口技术规范的建议中。目前这一技术已经被国际电联(ITU)正式采纳成 为第三代移动通信国际标准IMT-2000家族的一员，并且被公认为能够全面支持第三代业 务的技术。 1.2.1 TD-SCDMA标准化进程 我国提交的TD-SCDMA技术，与欧洲的UTRA TDD方式，即TD-CDMA技术比较相似，新的 协调工作已在3GPP里开始。作为第一步，根据码片速率的差异，分别将TD-CDMA和TD-SCDMA 称为3.84 Maps TDD和1.28 Maps TDD，最终3GPP接受了TD-SCDMA 1.28 Maps作为TDD码片 速率的一个选项，并接受了TD-SCDMA所涉及的新技术。这些工作3GPP技术规范小组中的许 多工作组里进行。包括： 业务级别速率要求业务模式承载策略普及程度 会话类12.2kb/sAMR基本话音业务电路域100 数据流类64kb/s可视电话业务电路域10左右 交互类64kb/s简单WEB浏览等业务分组域10一20 交互类144kb/s多媒体WEB浏览等业务分组域10一15 后台类384kb/s后台类数据业务分组域1030 校园无线网络规划 4 WGl (物理层) WG2(协议层，MAS和RLC) WG3(接口，IuB和IuR) WG4(RF要求和测试规范) 这项标准化工作的目标是要将TD-SCDMA吸收作为UTRA第四版标准(Release 2000)和 ITU的IMT-2000建议的一部分。2006年1月20日，中国信息产业部宣布TD-SCDMA成为中国3G 行业标准。 1.2.2 TD-SCDMA网络的特点 TD-SCDMA的提出比其他标准较晚， 这给其产品成熟性带来一定的挑战， 但在另一方面， TD-SCDMA吸纳了九十年代以来移动通信领域最先进的技术，在一定程度上代表了技术的发 展方向，具有前瞻性和强大的后发优势。与其它3G标准相比，TD-SCDMA系统及其技术有着 如下突出优势： (1)频谱效率高 TD-SCDMA系统综合采用了联合检测、智能天线和上行同步等先进技术，系统内的多址 和多径干扰得到了极大缓解，上行、下行的不对称性可以很好地提高了频率的利用率从而 有效地提高了频谱利用率，进而提高了整个系统的容量。 具体来讲，联合检测和上行同步可极大降低小区内的干扰，智能天线则可以有效抑制 小区间及小区内的干扰。另外，联合检测和智能天线对于缓解2G频段上更加明显的多径干 扰也有极大作用。所以，TD-SCDMA系统的这一特点决定了它将非常适合于在3G网络建设初 期提供大容量的网络解决方案。 (2)支持多载频 对TD-SCDMA系统来说，其容量主要受限于码资源。TD-SCDMA支持多载波，载频之间切 换很容易实现。因为TD-SCDMA是时分系统，手机可在控制信道时扫描其它频率，无需任何 硬件轻松实现载波间切换，并能保证很高的成功率。另外通过多载波可以消除导频污染以 及突发导频，从而降低掉话率。因为TD系统可以将邻小区的导频安排在不同的载波上，从 而降低导频污染。大家都知道导频污染是CDMA系统最头疼的地方。TD-SCDMA系统在这方面 有独特优势。另外TD-SCDMA系统在室内覆盖方面也有很大优势。 (3)不存在呼吸效应及软切换 用户数的增加使覆盖半径收缩的现象称之为呼吸效应。CDMA系统是一个自干扰系统， 校园无线网络规划 5 当用户数显著增加时，用户产生的自干扰呈指数级增加，因此呼吸效应是一般CDMA系统的 天生缺陷。 呼吸效应的另一个表现形式是每种业务用户数的变化都会导致所有业务的覆盖半径 生变化， 这会给网络规划和网络优化带来很大的麻烦。 TD-SCDMA是一个集CDMA、 FDMA、 TDMA 于一身的系统，它通过低带宽FDMA和TDMA来抑制系统的主要干扰，使产生呼吸效应的因素 显著降低。 由于TD-SCDMA在每个时隙中采用CDMA技术来提高容量，产生呼吸效应的唯一原因是单 时隙中多个用户之间的自干扰，由于TD-SCDMA单时隙最多只能支持8个12.2k的话音用户， 用户数量少，使用户的自干扰比较少。同时，这部分自干扰通过联合检测和智能天线技术 被进一步抑制，因此TD-SCDMA不再是一个干扰受限系统，而是一个码道受限系统，覆盖半 径不随用户数的增加而变化，即没有呼吸效应。 (4)组网灵活、频谱利用灵活、频率资源丰富 TD-SCDMA系统采用时分双工模式，它的一个载波只需占用1.6MHz的带宽就可以提供速 率达2Mbps的3G业务，对于频率分配的要求简单和灵活了许多。在今后多家移动运营商共 存的情形下，频谱资源的使用情况会相对复杂，而TD-SCDMA系统大大提高了对频谱资源利 用的灵活性。 中国政府为TDD分配了155MHz宽的工作频段，对比于FDD上下行共90MHz的对称频段， TDD系统在频率资源方面的优势，为TDD系统的网络扩容和后续发展埋下了轻松的一笔。 除中国外，世界各国3G频谱规划都包括TDD频段，日本、欧洲运营商3G牌照中已经包 括TDD频段，为未来TD-SCDMA进入国际市场提供了机遇。这为TD-SCDMA技术的国际化应用 和国际漫游，提供了必要的条件。 (5)与GSM组网易于实施 从系统角度看，TD-SCDMA与GSM均为时分复用系统，可以灵活进行系统之间的测量控 制和切换。从终端角度看，TD-SCDMA与GSM的切换较易引入目前单模手机，TD-SCDMA/GSM 双模手机成本低于WCDMA/GSM双模手机成本。目前，朗讯、T3G等芯片厂商均支持 TD-SCDMA/GSM双模手机解决方案。 (6)灵活高效承载非对称数据业务 TDD技术的采用是TD-SCDMA系统与其他两大3G主流标准FDD系统的根本区别。TD-SCDMA 系统子帧中上下行链路的转换点是可以灵活设置的，根据不同承载业务分别在上下行链路 上数据量的分布，上下行资源可以有从3:3的对称分配到1:5的非对称分配调整。 校园无线网络规划 6 在未来3G多样化的业务应用中，非对称的数据业务会占有越来越多的比例，大部分业 务的典型特征是上行链路和下行链路中的业务量不对称。FDD系统由于其固定的上下行频 率的对称占用，在承载非对称业务时会造成对频谱资源的浪费。而TD-SCDMA系统可以通过 配置切换点位置， 灵活地调度系统上下行资源， 使得系统资源利用率最大化。 因此TD-SCDMA 系统更加适合未来的3G非对称数据业务和互联网业务方面。 综上所述，TD-SCDMA单独组网具有网络规划简单，建设和维护成本低的好处。而 TD-SCDMA具有的非对称数据业务传输的特点使其更具有其他技术不可比拟的优势。 1.2.3 TD-SCDMA系统关键技术 TD-SCDMA第三代移动通信系统的主要技术特点为：TDD模式、低码片速率、上行同步、 接力切换、采用智能天线和软件无线电，这也是它成为第三代移动通信系统主流标准的主 要原因。 (1)TDD模式 频谱灵活，无需成对的频谱，结合低码片速率，频谱利用可以见缝插针；可在1.6MHz 的单载波上提供高达2Mb/s的数据业务和48路话音通信，更高的频谱利用率；支持不对称 数据业务，可根据上下行业务量自适应调整上下行时隙个数，适应不对称业务；有利于采 用新技术，上下行链路相同频率，相同传播特性，功率控制要求降低，利于采用智能天线 等新技术；成本低，无收发天线的隔离，可用单片IC实现RF收发信机。 (2)低码片速率 TD-SCDMA系统的码片速率为1.28Mc/s，仅为WCDMA码片速率3.84Mc/s的三分之一；接 收机采样后的数字信号处理量大大降低，对DSP的处理能力要求不高，适合采用软件无线 电技术，降低了系统设备成本；可使用智能天线，多用户检测，MIMO等新技术，降低系统 干扰，提高容量；低码片速率也提高了频谱利用率，频谱使用更灵活。 (3)上行同步 上行同步是指上行各终端的信号在基站接收解调时完全同步；TD-SCDMA帧结构的设计 保证了严格的上行同步，属于同步CDMA系统；上行同步可使用正交扩频码的各个码道完全 正交，不会产生多址干扰，克服了异步CDMA多址技术带来的非正交带来的干扰，提高了容 量和频谱利用率，简化硬件，降低成本。 (4)接力切换技术 接力切换是TD-SCDMA移动通信的核心技术之一。接力切换综合了软切换的高成功率和 校园无线网络规划 7 硬切换的高信道利用率的优点，是一种具有较好系统性能的切换方法，接力切换的设计思 想是利用智能天线和上行同步技术，达到快速、可靠和高效切换的目的。 接力切换可以使用在不同载波频率的TD-SCDMA基站之间，甚至能够在TD-SCDMA系统与 其它移动通信系统(如GSM、CDMAIS-95等)的基站之间，实现不丢失信息、不中断通信的理 想的越区切换。 (5)智能天线技术 TD-SDMA系统是以智能天线为中心的第三代移动通信系统；TD-SCDMA系统的智能天线 由8个天线单元圆形阵列组成。TD-SCDMA系统采用了一种基于最小均方误差准则的非盲算 法，每个用户均对应不同的扩频码和训练序列位移，这些特征可被用来进行加权矢量的求 解。采用TDD工作方式，上下行信道对称，从上行接收的信号中获取的加权矢量估计值可 直接应用于下行波束赋形：智能天线依靠接收信号进行下行波束赋形，因而要求TDD周期 不能太长，否则会对高速移动的UE进行下行赋形就会带来巨大的误差。TD-SCDMA系统将一 个10ms帧分割成两个5ms的子帧，从而缩短了上下行的转换时间；采用了低的码片速率有 利于DSP处理；为了避免零功率区的出现，系统定义了专用的下行导频时隙DwPTS)，该时 隙一方面被UE用来建立和锁定下行同步，另一方面还可被UE用作下行功率测量(包括服务 小区和邻近小区)；系统定义了专用的上行导频时隙(UpPTS)。UE利用该时隙建立与基站的 上行同步。这一方面简化了基站的智能天线算法，另一方面还解决了数据通信时因UE端可 能长期没有数据发送造成基站丢失UE位置信息的问题；采用同步CDMA技术和严格的功率控 制技术，简化了基站设计和提高智能算法的可靠性。智能天线采用空分多址(SDMA)技术， 利用信号在传输方向上的差别，将同频率或同时隙、同码道的信号区分开来，最大限度地 利用有限的信道资源。与无方向性天线相比较，其上、下行链路的天线增益大大提高，降 低了发射功率电平，提高了信噪比，有效地克服了信道传输衰落的影响。同时，由于天线 波瓣直接指向用户，减小了与本小区内其它用户之间以及与相邻小区用户之间的干扰，而 且也减少了移动通信信道的多径效应。CDMA系统是个功率受限系统，智能天线的应用达到 了提高天线增益和减少系统干扰两大目的，从而显著地扩大了系统容量，提高了频谱利用 率。TD-SCDMA系统充分利用了CDMA、TDMA、FDMA和SDMA这四种多址方式的技术优势，使系 统性能最佳化。 校园无线网络规划 8 第二章 TD-SCDMA 系统网络结构 2.1 接入网接口 2.1.1 Iu接口 1Iu接口结构 Iu接口定义在核心网和UTRAN之间的边界，其协议分为用户平面协议和控制平面协议。 其中，用户平面协议实现无线接入业务，通过接入层传送用户数据，控制平面控制无线接 入承载以及UE和网络之间的连接，完成非接入层(NAS，non access stratum）消息的透明 传送。 图2-1描述了Iu接口的逻辑结构。从Iu端看，UTRAN的接入点是一个RNC。连接到核心 网CS域的Iu接口叫Iu-CS，连接到广播域的接口叫Iu-BC。区分IU-CS和IU-PS这两个接口意 味着到电路交换和分组交换有不同的信令和用户数据连接。 图2-1 Iu接口的逻辑结构 Iu接口支持以下工程。 无线接入承载的建立、维护和释放过程。 完成系统内切换、系统间切换和SRNS重定位的过程。 小区广播业务过程。 于特定UE无关的一系列过程。 用户特定信令管理，每个用户在协议等级上的分离。 校园无线网络规划 9 UE和CN之间NAS信令消息的传送。 传送从CN到UTRAN请求的位置业务以及从UTRAN到CN的位置信息。 一个UE同时接入到多个CN域。 分组数据流的资源预留机制。 2Iu接口协议结构 Iu接口协议栈的所有域可分为无线网络层和传输网络层。在无线网络层中，对于PS域 和CS域，Iu接口协议可分为控制平面和用户平面，对应的协议分别是无线接入网络应用部 分(RANNP，radio access network application part）协议和Iu接口用户平面(Iu up， Iu user plane）帧协议。对于BC域，不区分控制平面和用户平面，对应的协议是业务域 广播协议(SABP，Service area broadcast protocol）。RANAP也可以在CN和UE之间透明 的传递消息，而不需要UTRAN的解释和处理,图2-2为RANAP的Iu-CS的协议结构，图2-3为 RANAP的协议结构。图2-4为SABP的Iu-BC协议结构。 图2-2 RANAP的Iu-CS的协议结构 校园无线网络规划 10 图2-3 RANAP的协议结构 校园无线网络规划 11 图2-4 SABP的Iu-BC协议结构 2.1.2 Iur接口 UTRAN内任何两个RNC之间的逻辑连接称为Iur接口，用来传送RNC之间的控制信令和用 户数据。 1. Iur接口原则和接口规范 Iur接口规范的一般原则如下: (1)Iur接口应该是开放的。 (2)该支持两个RNC之间的信令信息的交换，另外该接口应该能支持一个或多个Iur数 据流。 (3从逻辑的观点上来看，Iur是两个RNC之间的一个点到点的接口，即使当两个RNC之 间缺少物理连接时，这种点到点的逻辑接口也应该能实现的。 Iur接口规范的目标如下: 校园无线网络规划 12 (1)不同生产厂家的RNC之间的互联。 (2)支持RNS之间由Iu接口提供的UTRAN业务的连续性。 (3)将Iur接口的无线网络功能与传输网络功能区分开来，以便将来引入新的技术。 2. Iur接口能力 (1)Iur接口应该具有知识RNS之间无线接口的移动性的能力，对于UE而言，具有与 UTRAN相连的能力。这种能力包括对切换、无线资源的处理和RNS之间的同步的支持。 (2)通过DRNC，Iur接口提供在SRNC和Node B之间传递携带用户数据和控制信息的上行 即下行的Iub/Iur DCH帧的传输方法。 (3)Iur接口提供了在DRNC域SRNC之间上行RACH传输帧的传输方法。 (4)IurDSCH 数据流对应于在一个UE的一个DSCH传输信道上传递的数据。一个UE可 以有多个Iur DSCH 数据流。 Iur接口提供传输下行mac-c/sh sdu 的方法。另外，他也能 为SRNC提供报告排队情况的方法。为DRNC提供分配容量到SRNC的方法。 (5)一个Iur USCH 数据流对应于一个UE的USCH传输信道上锁承载的数据，一个UE可以 有多个Iur USCH数据流域。 (6)Iur接口提供了SRNC域DRNC之间的FACH传输帧的传输方法。 3. Iur接口协议的功能 (1)传输网络的管理。 (2)公共传输信道的业务管理，包括公共传输信道资源的准备和寻呼。 (3)专用传输信道的管理，包括无线链路的建立、增加、删除和测量报告。 (4)下行共享传输信道和上行共享传输信道的业务管理，包括无线链路的建立、增加、 删除、容量的分配、公共和专用信道测量对象的测量。 2.2 空中接口 空中接口是指用户设备(UE)与 UMTS 陆地无限接入网(UTRAN)之间的 Uu 接口。空中接 口实现了移动通信系统中移动终端的“移动性”。 如图 2-5 所示，TD-SCDMA 的空中接口主要由物理层(层 1)、数据链路层(层 2)和网络 层(层 3)组成。 校园无线网络规划 13 控制 / 测量 控制 网络层 数据链路层 传输信道 物理层 L3 逻辑信道 L2 L1 图 2-5 TD-SCDMA 空中接口组成 2.2.1 物理层 物理层的主要功能包括：传输信道检测和上报，传输信道的 FEC 编译码，传输信道和 编码组合传输信道的复用和解复用，物理信道的调制和解调制，频率和时钟(码片、比特、 时隙和子帧)同步，向上层提供测量及指示(如 FER、SIR、干扰功率、发送功率等)，速率 匹配，上行和下行波束成形(智能天线)，RF 处理等等。 物理层向高层提供数据传输服务，这些服务的接入是通过使用数据链路层使用的传输 信道实现的。为了提供数据传输服务，物理层需要完成以下功能： 传输信道的 FEC 编译码。 宏分集的分集/合并和切换。 传输信道和编码组合传输信道的复用/解复用。 编码组合传输信道到物理信道的映射。 物理信道的调制/扩频和解调/解扩。 频率和时钟(码片、比特、时隙和子帧)同步。 功率控制。 物理信道的功率加权和合并。 RF 处理。 错误检测和控制。 速率匹配(复用在 DCH 上的数据)。 无线特性测量，包括 FER、SIR、干扰功率，等等。 上行同步。 上行和下行波束成形(智能天线)。 校园无线网络规划 14 UE 定位(智能天线)。 2.2.2 数据链路层和网络层 数据链路层可以被分成几个子层，包括媒体接入控制子层(MAC)和无线链路控制子层 (RLC)，还包括处理分组业务的分组数据协议汇聚子层(PDCP)和用于广播/多播业务的(BMC) 子层。网络层包括无线资源控制(RRC)等子层。 1.MAC 子层 MAC 子层与在它下面的物理层之间使用传输信道通信， 与它上面的无线链路控制(RLC) 子层之间使用逻辑信道进行通信。因此，MAC 子层必须完成逻辑信道和传输信道的相互映 射，并根据逻辑信道的业务传输速率为传输信道选择合适的传输格式(TF)。这种传输格式 的选择是根据连接建立时无线资源控制层(RRC)所定义的传输格式组合集(TFCS)来进行 的。 2.RLC 子层 无线链路控制(RLC)子层在 MAC 层上面，它的作用是为用户和控制数据提供分段和重 传业务。每个 RLC 实体由 RRC 来配置，并且根据业务类型分成 3 种模式：透明模式(TM)、 非确认模式(UM)和确认模式(AM)。在控制平面，RLC 向上层提供的业务为无线信令承载 (SRB)；在用户平面，当 PDCP 和 BMC 协议没有被该业务使用时(PDCP 和 BMC 协议被使用时 RB 业务由 PDCP 或 BMC 来承载)，RLC 向上层提供无线承载(RB)。 3.分组数据汇聚协议子层 分组数据汇聚协议子层仅存在于用户平面，只处理分组业务。对于 UTRAN 的 PDCP 有 两个必备的要求。第一个要求是：所有与上层报文传送相关的功能，都应被 UTRAN 的网络 层实体以透明方式执行。另一个要求是：采用多种优化方法提高信道效率。目前使用的方 法主要是 IETF 标准化的头部压缩协议 RFC2507 和 RFC3095。 4.广播/多播业务子层 广播/多播控制(BMC)是数据链路层(层 2)的一个子层，它仅仅存在于用户平面。BMC 子层位于 RLC 子层之上，对于除了广播/多播之外的所有业务都是透明的。 5.RRC 子层 REC 子层在网络层种，属于接入层。它的主要功能是完