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1、综合网管监控入职指南之原理篇 二零一零年三月目录前言2目录3第一部分 蜂窝电信基础理论4第一章GSM基础理论4第一节 概述4第二节 GSM中的基本概念6第三节 GSM网络的体系结构8第四节 BSS结构详解7第五节 NSS结构详解11第六节 操作维护中心（OMC）一三第七节 MS部分一三第八节 业务流程及其他一三第二章TDSCDMA基础理论一八第一节 TD-SCDMA简介一八第二节 TD-SCDMA的发展历程一八第三节 TD-SCDMA技术特点浅析20第四节 TD-SCDMA网络的优势22第五节 TD-SCDMA向3G的过渡22第二部分 操作部分网络原理26第一章 本地网基本原理26第二章 动力
2、及环境监控系统28第一节 动力设备及环境集中监控28第二节 业务管理台30参考文献31版本更新报告32第一部分 蜂窝电信基础理论第一章GSM基础理论第一节 概述 发展历程：1982年 CEPT启动一个新系统：GSM1991年7月1日 世界上GSM第一次正式通话1994年 中国移动正式开通GSM网络相对与第一代移动通信系统的优点：1. 能有效使用无线频率2. 采用数字无线通道抗干扰能力，通话质量高3. 支持数据传输4. 语音加密，用户信息安全性高5. 与ISDN兼容可提供新的业务6. 涉及到所有国家，国际漫游成为可能7. 巨大的市场加剧了竞争，降低了投资和使用价格惠及投资者和消费者GSM频率分配
3、：GSM系统包括 GSM 900：900MHz、GSM一八00：一八00MHz 及 GSM-1900：1900MHzGSM900上行链路：890MHz9一五MHz 下行链路：935MHz960MHz双工频率 45MHz124对载波，实用120对，频率间隔 200KHzGSM一八00上行链路：1710MHz1785MHz 下行链路：一八05MHz一八80MHz双工频率 95MHz374对载波，实用370对，频率间隔 200KHz原理知识点：1. GSM900发展的时间较早，使用的较多，反之GSM一八00发展的时间较晚。物理特性方面，前者频谱较低，波长较长，穿透力较差，但传送的距离较远，而手机发射
4、功率较强，耗电量较大，因此待机时间较短；而后者的频谱较高，波长较短，穿透力佳，但传送的距离短，其手机的发射功率较小，待机时间则相应地较长。2. 每个频道采用时分多址接入（TDMA）方式，分为8个时隙，即8个信道（全速率）。每信道占用带宽200 kHz/825 kHz。GSM采用半速率话音编码后，每个频道可容纳16个半速率信道。3. GSM通信系统采用的多址技术：频分多址（FDMA）和时分多址（TDMA）结合，还加上跳频技术。4. GSM在无线路径上传输的一个基本概念是：传输的单位是约一百个调制比特的序列，它称为一个“突发脉冲”。脉冲持续时间优先，在无线频谱中也占有限部分。它们在时间窗和频率窗内
5、发送，我们称之为间隙。精确地讲，间隙的中心频率在系统频带内间隔200 kHz安排（FDMA情况），它们每隔0.577ms（更精确地是一五/26ms）出现一次（TDMA情况）。对应于相同间隙的时间间隔称为一个时隙，它的持续时间将作为一种时间单位，称为BP（突发脉冲周期）。这样一个间隙可以在时间/频率图中用一个长一五/26ms，宽200KHz的小矩形表示（见图）。统一地，我们将GSM中规定的200KHz带宽称为一个频隙。5. 在GSM系统中，每个载频被定义为一个TDMA帧，相当于FDMA系统的一个频道。每帧包括8个时隙（TS07）。每个TDMA帧有一个TDMA帧号。TDMA帧号是以3小时28分53
6、秒760毫秒（204851268BP或者说20485126个TDMA帧）为周期循环编号的。每20485126个TDMA帧为一个超高帧，每一个超高帧又可分为2048个超帧，一个超帧是5126个TDMA帧的序列（6.12秒），每个超帧又是由复帧组成。复帧分为两种类型。26帧的复帧：它包括26个TDMA帧（268BP），持续时长120ms。51个这样的复帧组成一个超帧。这种复帧用于携带TCH（和SACCH加FACCH）。51帧的复帧：它包括51个TDMA帧（518BP），持续时长3060/一三ms。26个这样的复帧组成一个超帧。这种复帧用于携带BCH和CCCH。6. 在GSM通信系统中，可用无线信道
7、数远小于潜在用户数，双向通信的信道只能在需要时才分配。这与标准电话网有很大的区别，在电话网中无论有无呼叫，每个终端都与一个交换机相连。在移动网中，需要根据用户的呼叫动态地分配和释放无线信道。不论是移动台发出的呼叫，还是发往移动台的呼叫，其建立过程都要求用专门方法使移动台接入系统，从而获得一条信道。在GSM中，这个接入过程是在一条专用的移动台基站信道上实现的。这个信道与用于传送寻呼信息的基站移动台信道一起称为GSM的公用信道，因为它同时携带发自/发往许多移动台的信息。相反地，在一定时间内分配给一个单独移动台的信道称作专用信道。由于这种区别，可以定义移动台的两种宏状态：空闲模式：移动台在侦听广播信
8、道，此时它不占用任一信道。专用模式：一条双向信道分配给需要通信的移动台，使它可以利用基础设施进行双向点对点通信。接入过程使移动台从空闲模式转到专用模式。7. GSM中的信道分为物理信道和逻辑信道，一个物理信道就为一个时隙（TS），而逻辑信道是根据BTS与MS之间传递的信息种类的不同而定义的不同逻辑信道，这些逻辑信道映射到物理信道上传送。从BTS到MS的方向称为下行链路，相反的方向称为上行链路。8. GSM系统在安全性方面有了显著的改进，GSM与保密相关的功能有两个目标：第一，包含网络以防止未授权的接入，（同时保护用户不受欺骗性的假冒）；第二，保护用户的隐私权。防止未授权的接入是通过鉴权（即插入
9、的SIM卡与移动台提供的用户标识码是否一致的安全性检查）实现的。从运营者方面看，该功能是头等重要的，尤其在国际漫游情况下，被访问网络并不能控制用户的记录，也不能控制它的付费能力。保护用户的隐私是通过不同手段实现时，对传输加密可以防止在无线信道上窃听通信。大多数的信令也可以用同样方法保护，以防止第三方了解被叫方是谁。另外，以一个临时代号替代用户标识是使第三方无法在无线信道上跟踪GSM用户的又一机制。9. PIN码是一种简单的鉴权方法。在GSM系统中，客户签约等信息均被记录在SIM卡中。SIM卡插到某个GSM终端设备中，便视作自己的电话机，通话的计费帐单便记录在此SIM卡名下。为防止盗打，帐单上产
10、生讹误计费，在SIM卡上设置了PIN码操作（类似计算机上的Password功能）。PIN码是由48位数字组成，其位数由客户自己决定。如客户输入了一个错误的PIN码，它会给客户一个提示，重新输入，若连续3次输入错误，SIM卡就被闭锁，即使将SIM卡拔出或关掉手机电源也无济于事，必须向运营商申请，由运营商为用户解锁。10. 加密对于机密信息十分有效，但不能用来在无线路径上保护每一次信息交换。首先，加密不能应用于公共信道；其次，当移动台转到专用信道，网络还不知道用户身份时，也不能加密。第三方就有可能在这两种情况下帧听到用户身份，从而得知该用户此时漫游到的地点。这对于用户的隐私性来说是有害的，GSM中
11、为确保这种机密性引入了一个特殊的功能。在可能的情况下通过使用临时移动用户身份号TMSI替代用户身份IMSI，可以得到保护。TMSI由MSC/VLR分配，并不断地进行更换，更换周期由网络运营者设置。第二节 GSM中的基本概念GSM（Global System for Mobile Communications）：全球移动通讯系统SIM（）：包含的信息IMSI，TMSI，LAI，Ki，MSISDN以及如果是STK卡会有内置模块。MS（移动终端）：BTS（基站收发信台）：提供和移动台的空中接口链路。BSC（基站控制器）：将空中接口无线信道与MSC地面链路相连并且控制本BSC内BTS间的切换。CBC（
12、小区广播中心）：RXCDR：相当于NOKIA系统中的TC，将来自移动交换中心（MSC）的64kbit/s话务信道转换为16kbit/s的信道。然后按4:1的比例将这些信道进行复用，以送入BSCTC（传输码变换器）：BSS（基站子系统）：MSC（移动交换中心）：GMSC（网关MSC与PSTN相连）：VLR（访问位置寄存器）：记录了现时刻在该VLR服务范围内的所有手机的信息，这些信息是是HLR信息的一个子集；这些信息包括：MSRN、过区切换号码、TMSIHLR（归属位置寄存器）：包含所有本地用户的静态动态信息，具体：服务允许否的数据、手机身份及特性、计费及统计信息、最新的用户位置信息。IWF：一种
13、MSC接入PSTN过程中支持数据业务的组件，其将数据转换成PCM格式以便在固网上传输。AUC（鉴权中心）：NSS（网络交换子系统）：PSTN（公用交换电话网）：OMC（操作维护中心）：AC（鉴权中心）：EIR（设备识别码寄存器）：IWF（调制解调器/速率适配器）：ISDN（综合业务数字网）：FSK（移频键控）：利用频率的不同来辨别0，1PSK（移相键控）：利用相位的不同来辨别0，1GMSK（高斯滤波最小频移键控）：Kc：Ki：（Key identifier）SRES：RAND：随机数MSISDN（移动用户国际ISDN号码）：MSISDNCCNDCSN（CC：国家代码，NDC：国内目的地代码，S
14、N：用户号码（指向HLR中数据库的某个位置）IMSI（国际移动用户识别码）：IMSIMCCMNCMSINMCC：移动台国家代码（3位）MNC：移动网代码（2位）MSIN：移动用户识别号码（10位）MSRN（移动用户漫游号）：MSRNCCNDCSN（SN指向VLR中数据库的某个位置）LAI（位置区识别码）：LAIMCCMNCLACLAC：位置区代码（16bit）HON（切换号）：NMS（网络管理系统）：PLMM（Public Land Mobile Network）：PSTN（）：SXC（交叉机）第三节 GSM网络的体系结构图2-1-1 GSM网络体系结构图 第四节 BSS结构详解BSS的结构O
15、SSMSCBTSBTSBTSBSCMSBSSSGSNTCSM/RXCDR图2-1-2 BSS结构图组件：BSC，STS，RXCDR/TC功能：l 无线通道控制（功率控制，提前量控制等），BTS和RXCDR/TC控制，用MSC同步l 接口信令，MSNSS连接建立l 移动性管理，语音代码速率转换l 统计数据收集BSS功能控制信道分配BSC无线信道管理BSC信道配置管理BSC切换控制BSC跳频BSC/BTS业务信道管理BSC/BTS控制信道管理BSC/BTS加密BSC/BTS寻呼BSC/BTS功率控制BSC/BTS信道编码/译码BTS时间提前量BTS空闲信道监测BTS测量报告BTS表2-1-1 BS
16、S功能及BSC/BTS控制BSC与BTS的连接可以是点到点，星型，环型，菊花链RXCDR的功能:用于将来自MSC的话音或数据(64Kbit/S PCM)转换成GSM规程所规定的格式,以便通过空中接口在BSS和移动台之间进行传输，(即64Kbit/S转换成16Kbit/S,反之亦然)。压缩带来的好处是节省了大量传输线资源。LA的最大尺寸可以是一个MSC区，最小尺寸也可以是一个小区，寻呼是在用户当前所处的LA中的所有小区中进行的，一个MSC下最多可以分配2的16次方个位置区。BSS的接口跳频分为三种1，基带跳频（BB）2，射频跳频（RF）3，无跳频（NO） 第五节 NSS结构详解NSS结构图2-1
17、-3 NSS结构示意图组件：MSC，VLR，HLR功能：l 呼叫控制l 移动性管理l 信令（对BSS，其他网络，其他NSS组件）l 用户数据处理l 为移动终端呼叫定位用户HLR（归属位置寄存器） 永久数据（MSISDN号码，IMSI） 用户当前所在VLR的定期更新VLR（访问位置寄存器） 临时数据（TMSI，鉴权三系数等） 当用户在读VLR的覆盖区内时，存储用户的相关数据，直到用户离开 从HLR中更新 总是与一个移动业务中心做在一起EIR（设备识别码寄存器） 裸机识别码用于安全目的鉴权的过程：第六节 操作维护中心（OMC）OMC（R）：用于BSS侧的维护OMC（S）：用于控制网络交换系统功能：
18、事件管理，故障管理，性能管理，配置管理，保密管理第七节 MS部分SIM卡中的信息： 安全处理信息 用户识别 临时网络信息 访问权（国内或国际） 允许的网络 禁止的网络第八节 业务流程及其他位置更新步骤l 移动台不断监听网络广播的信息l 移动台在SIM卡中存储当前位置区识别码l 如果广播位置区识别码不同与在SIM卡中存储的，SIM卡开始更新位置更新涉及的组件：HLR，SIM，VLR（新），VLR（旧）MSVLRHLR位置更新请求请求用户ID发送用户ID请求用户信息发送用户信息鉴权鉴权应答HLR更新结束图2-1-4 位置更新过程示意图三种类型：l 第一次开机（位置登记）l 位置更新l 周期性位置更
19、新呼叫建立l 始发MSC分析接收到的MSISDN向HLR请求路由信息l HLR从它的数据库提取用户的VLR地址并发送至目标MSC/VLRl 目标MSC/VLR为这个呼叫分配一个移动用户漫游号（MSRN）至HLR并发送到MSC此号包含有足够信息使得始发MSC呼叫路由至目标MSCA terPSTNGMSCHLRMSC/VLR呼叫建立（MSISDN）呼叫建立（MSISDN）MSISDNIMSIMSRNMSRN呼叫建立（MSISDN）寻呼呼图2-1-5 呼叫建立的简单步骤切换l 由于通信原因引起的切换当某小区的容量接近最大值时，小区边缘的移动台可能被切换至通信负载较低的相邻小区，由MSC启动这种切换过
20、程。l 由于信号质量和强度引起的切换 当一个移动用户在通话期间移动时，他可能从一个小区迁移至另一个小区。先前小区的频率资源不再能被使用，移动太被切换至新的小区，由当前小区的BSC做出决定。计费原则l 由MSC计费，双向收费l 1个HLR内费率应该一致，漫游出HLR支付漫游费l GMSC，始发MSC，终端MSC均为计费点l 前转话费由发起客户支付l 漫游客户被叫时，其漫游费由该客户支付l 一次通话未完，发生了MSC间切换，由主MSC计费l 计费记录被存在收集它们的MSC中，当收集到足够的计费记录时，它们被打包传送至计费中心，计费中心负责为每一用户产生帐单安全措施l 鉴权（鉴SIM卡，与网络每发生
21、一次信息交换都要鉴权，在VLR中完成）l 加密（用户语音和数据在air接口中加密）、l IMEI检查（通过检查IMEI的合法性来证明用户设备一五位十进制数）l 用户保密（在air接口中避免IMSI的广播用TMSI代替以及对SIM卡的保护PIN码PUN码）鉴权每个用户有一个鉴权密匙Ki分别存储在鉴别中心(AC)和SIM卡中，不在空中广播Ki，呼叫确立和位置更新之前，健权总是由VLR执行。ACVLRRANDSRESKcRANDSRESKc随机数发生器KiA8A3图2-1-6鉴权三系数的产生IMEI检查l 可以检查移动设备的合法化并确保它的正常操作，同样也可以防止盗用电话l EIR是作为HLR的一部
22、分实现的能够存储黑名单IMEI号l MSC可以请求EIR来核查收到的IMEI是否在黑名单中，如果是MSC则停止呼叫建立，运营者可以设置MSC用户保密l IMSI是用户保密识别码l 第一次位置更新后，移动用户被分配一个临时移动用户识别码（TMSI）其格式依赖于运营者是一个32位二进制数l GSM网和MS之间的下一次事务处理被启动，用户使用TMSIl 每一次成功的鉴权证实后，TSMI被重新分配l 另外在SIM卡中有个人识别码（PIN），移动台在能够使用网络之前必须正确地输入它电信业务业务名称GAM规范代码特性话音（电话）T11普通话音业务（包括紧急呼叫）话音（紧急呼叫）T12用简短的号码进行紧急呼
23、叫短消息业务（移动终接）T21接收短信息短信息业务（移动始发）T22发送短消息短消息业务（小区广播）T23在给定小区内发给多用户Group3传真发送（采用交替话音）T61NOKIA不支持自动Group3传真发送T62发送接收传真信息语音处理流程语音一三kbit/s22.8kbit/s数字化和信源编码信道编码(加校验位,纠错功能)交织和加密(加强抗干扰能力)TDMA突发脉冲序列格式GMSK调制33.8kbit/sAir接口22.8k/逻辑信道1业务信道 TCHTCH/FRTCH/EFRTCH/HR2控制信道分类CCHBCCHCCCHDCCHBCCH(广播控制信道)LAI,相邻小区名单,小区频率表
24、识别码等SCH(同步信道)MS和TDMA贞结构同步信息FCCH(频率校正信道)MS与基站频率同步RACH(随机接入信道)当MS接入系统时发送此RACHAGCH(允许接入控制信道)回应MS发射的RACH并分配SDCCHCBCH(小区广播信道)传输要向小区移动台广播的消息SDCCH(专用控制信道)MS与BTS进行信令交互FACCH(快速随路控制信道)执行用户鉴权,切换等操作SACCH(慢速随路控制信道)下行传功率控制,上行传信号质量报告PCH(寻呼信道)BTS寻呼移动台时使用此信道第二章TDSCDMA基础理论第一节 TD-SCDMA简介TDSCDMA的中文含义为时分同步码分多址接入，该项通信技术也
25、属于一种无线通信的技术标准，它是由中国第一次提出并在此无线传输技术（RTT）的基础上与国际合作，完成了TDSCDMA标准，成为CDMA TDD标准的一员的，这是中国移动通信界的一次创举，也是中国对第三代移动通信发展的贡献。在与欧洲、美国各自提出的标准的竞争中，中国提出的TD-SCDMA已正式成为全球3G标准之一，这标志着中国在移动通信领域已经进入世界领先之列。该方案的主要技术集中在大唐公司手中，它的设计参照了TDD(时分双工)在不成对的频带上的时域模式。TDD模式是基于在无线信道时域里的周期地重复TDMA帧结构实现的。这个帧结构被再分为几个时隙。在TDD模式下，可以方便地实现上/下行链路间地灵
26、活切换。这一模式的突出的优势是，在上/下行链路间的时隙分配可以被一个灵活的转换点改变，以满足不同的业务要求。这样，运用TD-SCDMA这一技术，通过灵活地改变上/下行链路的转换点就可以实现所有3G对称和非对称业务。合适的TD-SCDMA时域操作模式可自行解决所有对称和非对称业务以及任何混合业务的上/下行链路资源分配的问题。TDSCDMA的无线传输方案灵活地综合了FDMA，TDMA和CDMA等基本传输方法。通过与联合检测相结合，它在传输容量方面表现非凡。通过引进智能天线，容量还可以进一步提高。智能天线凭借其定向性降低了小区间频率复用所产生的干扰，并通过更高的频率复用率来提供更高的话务量。基于高度
27、的业务灵活性，TDSCDMA无线网络可以通过无线网络控制器（RNC）连接到交换网络，如同三代移动通信中对电路和包交换业务所定义的那样。在最终的版本里，计划让TDSCDMA无线网络与INTERNET直接相连。TDSCDMA所呈现的先进的移动无线系统是针对所有无线环境下对称和非对称的3G业务所设计的，它运行在不成对的射频频谱上。TDSCDMA传输方向的时域自适应资源分配可取得独立于对称业务负载关系的频谱分配的最佳利用率。因此，TDSCDMA通过最佳自适应资源的分配和最佳频谱效率，可支持速率从8kbps到2Mbps的语音、互联网等所有的3G业务。TDSCDMA为TDD模式，在应用范围内有其自身的特点
28、：一是终端的移动速度受现有DSP运算速度的限制只能做到240km/h；二是基站覆盖半径在一五km以内时频谱利用率和系统容量可达最佳，在用户容量不是很大的区域，基站最大覆盖可达3040km。所以，TDSCDMA适合在城市和城郊使用，在城市和城郊这两个不足均不影响实际使用。因在城市和城郊，车速一般都小于200km/h，城市和城郊人口密度高，因容量的原因，小区半径一般都在一五km以内。而在农村及大区全覆盖时，用WCDMA FDD方式也是合适的，因此TDD和FDD模式是互为补充的。第二节 TD-SCDMA的发展历程 众所周知，TD-SCDMA是一个由中国和欧洲的公司共同推动并正在开发的一种第三代移动通
29、信技术，它特别适合中国市场对第三代移动通信服务的需求。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。这一技术已经引起了多方的关注，同时，由于IMT-2000中包含TD-SCDMA技术，因此，在第三代协作项目组织（3GPP）内部正在加紧进行标准融合的工作，以促进第三代移动通信标准的发展，这一点，使TD-SCDMA更进一步地受到国际社会的关注。 实际上，人们很早便开始了对第三代移动通信系统的研究。1998年1月，欧洲标准化组织欧洲通信标准协会特别移动部（ETSI SMG）采纳了一项关于第三代移动通信系统
30、的空中接口提案，这一提案被命名为全球移动通信系统，即人们现在常说的UMTS。UMTS陆地无线接入（UTRA）包括了两种模式，频分双工模式（FDD）和时分双工模式（TDD）。前者采用的技术为WCDMA，后者采用的技术为TD-CDMA。在欧洲开发UMTS标准的时候，日本也对第三代移动通信系统进行了广泛的研究。日本的标准化组织无线工业贸易协会（ARIB）同样选择WCDMA技术，即日本和欧洲对FDD模式的提案几乎是一致的。北美的T1标准化组织也在开发极其相似的概念。与此同时，中国信息产业部电信科学技术研究院（CATT）、西门子公司和中国无线电信标准委员会（CWTS）也在加紧进行TDD模式的TD-SCD
31、MA 技术的开发。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，xx3gpp.org)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非常好地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，xx3gpp.org/）则正在发展一个被称为cdma2000的第三代移动无线
32、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（OHG）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），基于由3GPP规范的UTRA FDD模式；* 多载波CDMA（CDMA-MC），基于由3GPP2规范的FDD模式的CDMA2000；* TDD（CDMA TDD），基于由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
33、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-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。为了将TD-SCDMA融入UTRA，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 Mcps TDD和1.28 Mcps TDD 。 这些工作正在3GPP技术规范小组中的许多工作组里进行。包括：* WG1 （物理层）* WG2 （协议层，MAS 和RLC）* WG3 （接口，IuB和IuR）* WG
34、4 (RF要求和测试规范)来自欧洲、中国和韩国的工程师们对此作出了贡献。这项标准化工作的目标是要将TD-SCDMA吸收作为UTRA第四版标准的一部分（Release 2000）。这些规范在3GPP和3GPP2中进行了详细地阐述，并成为ITU的IMT-2000建议的一部分。为了进一步发展这些标准，3GPP的所有成员和参与者定期会面，交换意见并提出新的观点。根据专家们的介绍和建议，3GPP组织针对一些特殊问题达成一致意见之后，将新的特性和改进推广到现有的规范中。3GPP的工作组预期在2001年初完成2000年版本标准。 对于正期待着三代标准的市场，三个子标准CDMA-DS（UTRA FDD），3.
35、84Mcps TDD 和 1.28Mcps TDD (TD-SCDMA)将逐渐趋于成熟。第三节 TD-SCDMA技术特点浅析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。与其他3G标准相比，TD-SCDMA系统及其技术有着如下突出优势：l 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，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
36、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。l 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
37、污染。大家都知道导频污染是CDMA系统最头疼的地方。TD在这方面有独特优势。另外TD在室内覆盖方面也有很大优势。l 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，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发生变化，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
38、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。l 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
39、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分配了一五5MHz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。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
40、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成本。目前，展讯，T3G等芯片厂商均支持TD-SCDMA/GSM双模手机解决方案。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33的对称分配到15的非对称分配调整。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
41、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。l TD-SCDMA系统的接力切换技术越区切换在蜂窝移动通信系统中占有重要的地位。在早期的频分多址（FDMA）和时分多址（TDMA）移动通信系统中，采用的是“硬切换技术”，该技术使系统在切换过程中大约丢失300ms的信
42、息，同时占用信道资源较多。美国高通公司开发的CDMAIS95无线通信系统使用了“软切换技术”，软切换过程不丢失信息、不中断通信，还可增加CDMA系统的容量。但是，软切换技术只解决了终端在使用相同载波频率的小区或扇区间切换的问题，对于不同载波的基站之间，FDDCDMA系统仍然只能使用硬切换方式。而且，处于切换过程中的每一个终端要同时接收来自两个或三个基站的信息，并在反向链路中向这些基站发送相应信息，这占用了较多的通信设备和信道，造成系统资源的浪费。而在TDSCDMA系统中，采用了一种新的越区切换方法，即“接力切换”。TDSCDMA的独特之处是使用了智能天线获得用户终端的方位（DOA），采用同步C
43、DMA技术获得用户终端与基站间的距离。若将这两个信息予以综合，基站就可以确定用户终端的具体位置，从而为接力切换奠定了基础。接力切换不丢失信息、不中断通信，节约了信道资源。正是由于TDSCDMA系统采用了智能天线以及使用两个基站对终端进行定位，具有对终端精确定位的功能，所以能够实现更有效的越区切换，即所谓的“接力切换”。在接力切换的过程中，同频小区之间的两个小区的基站都将接收同一个终端的信号，并对其定位，将确定可能切换区域的定位结果向基站控制器报告，完成向目标基站的切换，克服了“软切换”浪费信道资源的缺点。接力切换不仅具有上述的“软切换”功能，而且可以使用在不同载波频率的TDSCDMA基站之间，
44、甚至能够在TDSCDMA系统与其它移动通信系统（如GSM、CDMAIS95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。在一般情况下，“接力切换”与“软切换”相比较，能够使系统容量增加一倍以上。第四节 TD-SCDMA网络的优势相比与WCDMA和CDMA2000网络，TDSCDMA网络是TDD和CDMA、TDMA技术完美结合，有很好技术优势：第一个优势，频谱利用率高，只需要一个1.6M带宽就可通信；第二个优势，TDSCDMA采用智能天线、软件无线电等大量先进技术，可以提高系统容量；第三个优势，TDSCDMA更适合传输不对称的互联网业务。从全球频率划分来看，各国都为TDD预留了频段
45、，从这意义上来说，只有TDSCDMA才有可能实现全球漫游。第五节 TD-SCDMA向3G的过渡 采用TD-SCDMA技术向第三代的平滑过渡方案如图1所示。具体将分两步实现图1 采用TD-SCDMA的演进步骤第一步将现在的BSC换为E-BSC，E-BSC可接GSM的BTS，也可接第三代的NODE-B，NODE-B为TD-SCDMA设备；在E-BSC接入IP接口，就可提供宽带数据业务，GSM用户在E-BSC覆盖范围内可享受三代业务。第二步仍然保持GSM的MSC，增加一个三代的MSC，采用ATM交换机。A接口不变，完全保留GSM网络的完整性，RNC是新设备，而NODE-B不需改变。由2G到3G的演进过程可以分为如下两个阶段：第一阶段：在第二代网络中提供第三代移动通信业务。图2 在GSM网络中使用TD-SCDMA系统，提供3G业务示意图如图2所示的现有GSM网络，在它扩容时，使用扩展的BSC(BSC+)，同时在用户集中地区，在现有GSM基站的站址增加TD-SCDMA基站。在图中，使用TD-SCDMA/GSM双频双模用户终端，这些初期的3G用户在TD-SCDMA基站覆盖区内，可以享受3G服务。在覆盖区域以外，则使用GSM工作。显然，此初期系统用户在享受3G服务时，只能在同一B
