最新WCDMA实验系统.docx

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最新WCDMA实验系统

WCDMA实验系统

WCDMA实验系统

Ｃ３Ｇ项目实验系统的构成。

整个系统包括３Ｇ交换机（ＵＭＳＣ）、基站控制器（ＲＮＣ）、基站子系统（ＮｏｄｅＢ）和移动终端等部分组成。

各部分的基本功能分别描述如下。

１．移动交换子系统

ＵＭＳＣ建立在演进形式的ＧＰＲＳ系统基础上，包括ＭＳＣＧ、３Ｇ－ＳＧＳＮ和３Ｇ－ＧＧＳＮ三个功能实体，符合３ＧＰＰＲｅｌｅａｓｅ＇９９标准。

三个功能实体综合在一个体系结构中实现支持第三代移动通信系统并发业务、高速电路业务和分组业务的ＭＳＣ／ＶＬＲ／ＨＬＲ框架结构；实现第三代移动通信系统的地面电路管理、移动性管理、呼叫控制、基本电信业务和补充业务等功能等，具体特征包括：

速率为６４ｋｂｉｔ／ｓ的电路数据交换和不低于３８４ｋｂｉｔ／ｓ的分组数据交换；

与ＰＳＴＮ／ＩＳＤＮ、ＩＰ网的互通；

ＷＣＤＭＡＩｕ接口（包括Ｉｕ－ＰＳ和Ｉｕ－ＣＳ）ＭＳＣ侧的功能；

ＭＳＣ与每个ＲＮＣ的接口为１个Ｉｕ－ＣＳ接口，ＳＧＳＮ与每个ＲＮＣ接口为一个Ｉｕ－ＰＳ接口，物理层均为ＳＴＭ－１光接口，传输层为ＡＴＭ；

交换能力不低于数万线；

具备与多个ＲＮＣ连接的能力；

与ＰＳＴＮ、ＩＳＤＮ、ＩＰ网络和与其他ＭＳＣ接口各一个；

具备ＡＭＲ语音压缩编译码功能；

具备ＶＬＲ功能，可与ＨＬＲ／ＡＣ互通；

基于ＴＣＰ／ＩＰ的ＯＭＣ互联接口功能。

２．基站控制器子系统

ＲＮＣ子系统通过Ｉｕ接口与ＷＣＤＭＡ核心网设备（ＵＭＳＣ）连接，通过Ｉｕｂ接口与基站子系统（ＮｏｄｅＢ）连接，通过Ｉｕｒ接口与其它ＲＮＣ连接；管理和控制ＮｏｄｅＢ与核心网设备间信息传递，实现３ＧＰＰＲｅｌｅａｓｅ＇９９无线空中接口标准中控制平面和用户平面的层２（ＭＡＣ和ＲＬＣ）和层３（ＲＲＣ）功能，实现无线资源管理、ＲＮＣ之间的软切换和宏分集功能。

具体特征包括：

基于ＴＣＰ／ＩＰ的ＯＭＣ互联接口功能；

单个ＲＮＣ具备提供不少于１６个Ｉｕｂ接口、１个Ｉｕ（含Ｉｕ－ＣＳ和Ｉｕ－ＰＳ接口）和不少于２个Ｉｕｒ接口的能力；支持３８４ｋｂｉｔ／ｓ分组数据业务、６４ｋｂｉｔ／ｓ和亚速率电路数据业务的交换与传输；

地面电路同步方式为主从方式，ＲＮＣ为ＭＳＣ的受控站，同时向ＢＴＳ提供主控时钟；

支持Ｉｕ－ＰＳ、Ｉｕ－ＣＳ、Ｉｕｂ和Ｉｕｒ接口协议；

具备ＲＮＣ内部和ＲＮＣ之间的分集与软切换处理功能；

支持以ＡＴＭ交换平台为基础的电路型和分组型业务；

具备电路型业务和分组型业务的接续控制功能；

具备无线资源管理功能；

具备必需的ＲＮＣ和ＢＴＳ的操作维护

ＢＴＳ与ＲＮＣ接口（Ｉｕｂ）采用ＳＴＭ－１光接口ＡＴＭ传输协议；

ＲＮＣ与ＲＮＣ接口（Ｉｕｒ）采用ＳＴＭ－１光接口及ＡＴＭ传输协议；

ＲＮＣ与ＭＳＣ接口（Ｉｕ）采用ＳＴＭ－１光接口及ＡＴＭ传输协议。

３．基站子系统

基站子系统通过Ｉｕｂ接口，接收来自基站控制器的无线资源控制命令，完成３ＧＰＰＲｅｌｅａｓｅ＇９９空中接口公共物理信道和专用物理信道（第一层）的发送与接收功能。

在Ｃ３ＧＷＣＤＭＡ实验系统中，每个ＮｏｄｅＢ可配置成单频点三扇区或三频点单扇区，每个扇区具备支持单载频满配置ＷＣＤＭＡ物理信道的能力（约４８个话音信道或４个３８４ｋｂｉｔ／ｓ高速数据信道）。

每个扇区具有独立的置于机框内部扇区模拟前端模块。

每个ＮｏｄｅＢ包含一个射频合成与分配模块，以实现对各个扇区模拟前端电路的ＲＦ信号合成与分配。

基站子系统每个扇区的具体技术特征包括：

支持３ＧＰＰ标准所建议的分集发射技术，包括开环分集和闭环分集；

支持３ＧＰＰ标准所建议的以下物理信道的基带发送处理（包括信道编码、ＴＰＣ和ＴＦＣＩ插入、扩频调制）、信道增益控制、前向功率控制、滤波与合并等）：

基本公共Ｐｉｌｏｔ信道，每扇区１个；

辅助公用Ｐｉｌｏｔ信道，每扇区１个；

基本同步信道（Ｐ－Ｓｙｎｃ），每扇区１个；

辅助同步信道（Ｓ－Ｓｙｎｃ），每扇区１个；

基本公共控制信道（Ｐ－ＣＣＰＣＨ），每扇区１个；

辅助公共控制信道（Ｓ－ＣＣＰＣＨ），每扇区１个；

下行共享信道（Ｐ－ＤＳＣＨ），每扇区１个；

公共分组信道（ＣＰＣＨ），每扇区１个；

寻呼指示信道（ＰＩＣＨ），每扇区１个；

捕获指示信道（ＡＩＣＨ），每扇区１个；

专用物理信道（ＤＰＣＨ），每扇区４８个；

每个基带发送单盘所支持的物理信道数不少于１６路；所有的公共信道暂用一个专门的单盘；

具备３ＧＰＰＲｅｌｅａｓｅｅｌｅａｓｅ＇９９所建议的上行信道接收功能（包括反向接入信道Ｐｒｅａｍｂｌｅ的捕获，反向接入信道与专用信道相干接收，信道译码，反向信道ＰＮ码维护与跟踪，反向专用信道ＦＢＩ、ＴＰＣ和ＴＦＣＩ提取，反向信道ＳＩＲ测量等）；

支持３ＧＰＰＲｅｌｅａｓｅｅｌｅａｓｅ＇９９所建议的上行接入信道捕获与接收；

支持３ＧＰＰＲｅｌｅａｓｅｅｌｅａｓｅ＇９９所建议的上行专用信道接收；支持３ＧＰＰＲｅｌｅａｓｅｅｌｅａｓｅ＇９９所建议的上行公共分组信道；每个单盘可配置成上行接入信道捕获或上行信道接收；

每个单盘可支持４路上行专用信道接收；

支持越区更软切换与宏分集；

反向接入信道单次Ｐｒｅａｍｂｌｅ捕获时间不大于１．３３ｍｓ；

支持双天线空间分集，每天线ＲＡＫＥ分集接收不少于４径；

最大可容忍的多普勒频偏不低于５００Ｈｚ；

可合并的最大多径时延差不小于５０ｓ；

最高数据传输速率不低于３８４ｋｂｉｔ／ｓ。

４．移动终端子系统

移动终端子系统实现３ＧＰＰＲｅｌｅａｓｅ＇９９所规定的第一层至第三层功能，并通过空中接口实现与基站子系统、基站控制器以及ＵＭＳＣ的对等通信。

移动终端子系统本身具备ＡＭＲ语音压缩编译码功能，并提供上层应用所需的高速数据通道。

移动终端子系统的具体技术特征包括：

支持速率为３８４ｋｂｉｔ／ｓ的分组型数据业务，包括移动ＩＰ业务、移动多媒体业务；

支持６４ｋｂｉｔ／ｓ或１２８ｋｂｉｔ／ｓ的电路型数据业务（ＩＳＤＮ业务）；

支持３ＧＰＰＲｅｌｅａｓｅ＇９９所建议的三层呼叫处理协议；

专用物理信道必须具备每秒１６００次的快速动态功率控制功能；

发射机基带数字滤波采用根升余弦滤波器，带外衰减性能符合３ＧＰＰＲｅｌｅａｓｅ＇９９的要求；

支持以下信道的发送功能：

随机接入信道（ＰＲＡＣＨ）；

公共分组共享信道（ＣＰＣＨ）；

专用物理信道（ＤＰＣＨ）；

支持符合３ＧＰＰＲｅｌｅａｓｅ＇９９的前向发送分集接收，并支持以下前向物理信道的接收：

基本同步信道（Ｐ－Ｓｙｎｃ）；

辅助同步信道（Ｓ－Ｓｙｎｃ）；

基本公共控制信道（Ｐ－ＣＣＰＣＨ）；

辅助公共控制信道（Ｓ－ＣＣＰＣＨ）；

下行共享信道（Ｐ－ＤＳＣＨ）；

公共分组信道（ＣＰＣＨ）；

寻呼指示信道（ＰＩＣＨ）；

捕获指示信道（ＡＩＣＨ）；

专用物理信道（ＤＰＣＨ）。

初始捕获时间小于１秒；

可合并的最大时延扩展大于５０Ｓ；

可容忍的最大多普勒频偏５００Ｈｚ；

单天线６径ＲＡＫＥ分集接收；

接收机动态范围－２５ｄＢｍ至－１０５ｄＢｍ；

支持多基站间的越区软切换与宏分集。

发射信号波形质量符合３ＧＰＰＲｅｌｅａｓｅ＇９９要求；

发送定时：

由基带接收子系统统一提供，定时抖动不大于每秒１．５ｃｈｉｐ，瞬间抖动不大于１／１６ｃｈｉｐ。

三、实验系统

Ｃ３Ｇ项目ｃｄｍａ２０００实验系统。

整个系统包括移动交换机（ＭＳＣ）、分组数据支持节点（ＰＤＳＮ）、基站控制器（ＢＳＣ）、基站子系统（ＢＴＳ）和移动终端（ＭＴ）等部分组成。

各部分的基本功能分别描述如下。

１．ＭＳＣ子系统

ＭＳＣ建立在演进形式的ＩＳ－９５ＭＳＣ系统基础上，符合ＩＯＳ－２．５和ＡＮＳＩ－４１Ｄ标准，支持第三代移动通信系统并发业务、高速电路业务和分组业务的ＭＳＣ／ＶＬＲ／ＨＬＲ框架结构；实现第三代移动通信系统的地面电路管理、移动性管理、呼叫控制、基本电信业务和补充业务等功能等，具体特征包括：

速率为６４ｋｂｉｔ／ｓ的电路数据交换；

具备与ＰＳＴＮ／ＩＳＤＮ互通的能力；

Ａ１／Ａ２接口ＭＳＣ侧的功能；

交换能力不低于数万线；

具备与多个ＢＳＣ连接的能力；

具备ＶＬＲ功能，可与ＨＬＲ／ＡＣ互通；

基于ＴＣＰ／ＩＰ的ＯＭＣ互联接口功能。

２．ＰＤＳＮ子系统

分组数据支持节点（ＰＤＳＮ）设备通过Ａ１０／Ａ１１接口与ｃｄｍａ２０００ＢＳＣ进行连接，并能与外部ＩＰ网络进行互联，支持最高速率为１４４ｋｂｉｔ／ｓ的分组数据业务活动连接，支持ＳＩＰ业务或移动ＩＰ业务。

其主要技术特征为：

支持基于１００Ｍ以太接口，以及ＴＣＰ／ＵＤＰ／ＩＰ协议的Ａ１０／Ａ１１接口，具备与ＢＳＣ分系统ＰＣＦ模块连接的能力；

支持ＩＯＳ－４．０．０所建议的分组型业务的呼叫处理、移动ＩＰ注册、无线资源管理功能；

支持符合ＩＥＴＦ协议的ＰＰＰ协议；

支持符合ＩＥＴＦ协议的ＭｏｂｉｌｅＩＰ处理；

具备与外部ＩＰ网络进行互联的能力，总的分组业务数据吞吐率不低于４Ｍｂｉｔ／ｓ；

具备不少４个与ＢＳＣ互连的接口和１个与外部Ｉｎｔｅｒｎｅｔ互连的接口。

３．ＢＳＣ子系统

基站控制器（ＢＳＣ）设备通过Ａ１／Ａ２／Ａ５接口与移动交换机（ＭＳＣ）进行互联，支持话音业务和最高速率为６４ｋｂｉｔ／ｓ电路型数据业务；通过Ａ１０／Ａ１１接口与分组数据业务支持节点（ＰＤＳＮ）进行互联，支持最高速率为１４４ｋｂｉｔ／ｓ的分组数据业务；通过Ａ３／Ａ７接口与其他ＢＳＣ进行连接，支持两个ＢＳＣ之间的连接，完成与ＭＳＣ及ＰＤＳＮ的互联及有关现场实验。

其主要技术特征为：

支持基于Ｅ１物理连接的Ａ１／Ａ２／Ａ５接口，及ＩＯＳ－２．５处理协议；提供不少于１２个双向Ｅ１接口，具备与ＭＳＣ连接的能力；

具备ＰＣＭ交换能力，并具备Ａ２／Ａ５接口上灵活的Ｅ１时隙指配能力；支持ＩＯＳ－２．５所建议的电路型业务的呼叫处理、移动性管理、无线资源控制功能；

提供基于１００Ｍ以太接口，以及ＴＣＰ／ＵＤＰ／ＩＰ协议的Ａ１０／Ａ１１接口，具备与外部ＰＤＳＮ连接的能力，支持ＩＯＳ－４．０．０所建议的分组型业务的呼叫处理、移动性管理、无线资源控制功能，总的分组数据吞吐率不小于４Ｍｂｉｔ／ｓ；

支持基于ＳＴＭ－１／ＡＴＭ／ＡＡＬ连接方式的Ａ３／Ａ７接口，提供不少于２个双向ＳＴＭ－１接口，具备不同ＢＳＣ之间进行互联，并支持软切换的能力；

提供内部的ＰＣＦ模块，具备支持分组数据业务的转换与汇接的控制能力；

提供基于ＳＶＣ及ＳＴＭ－１／ＡＴＭ／ＡＡＬ协议的Ａｂｉｓ接口；提供不少于４个双向ＳＴＭ－１接口；

提供基于ＥＶＲＣ或ＱＣＥＬＰ标准的语音压缩编译码器；

完成３ＧＰＰ２ＲｅｌｅａｓｅＡ所建议的ＭＡＣ层和ＬＡＣ层处理功能；每个ＢＳＣ具备支持不少于４个满配置三扇区的ＢＴＳ的呼叫处理及业务传输能力。

４．ＢＴＳ子系统

ＢＴＳ基站子系统通过Ａｂｉｓ接口，接收来自基站控制器的无线资源控制命令，完成３ＧＰＰ２ＲｅｌｅａｓｅＡ空中接口公共物理信道和专用物理信道（第一层）的发送与接收功能。

每个ＢＴＳ设备可配置成单载频的三个扇区或三个载频的单扇区；

每个扇区支持单载频满配置ｃｄｍａ２０００物理信道（约４８个话音信道或等效速率的高速数据信道）；

每个扇区具有独立的置于机框内部的扇区模拟前端模块，最大发射功率不小于１０Ｗ，技术指标符合ＩＳ－９７及３ＧＰＰ２ＲｅｌｅａｓｅＡ要求。

每个ＢＴＳ设备包括一个射频合成与分配模块，以实现对各个扇区模拟前端电路的ＲＦ信号合成与分配。

ＢＴＳ子系统的主要技术特征包括：

每个单盘支持８个以上移动台的反向信道接收；

每个单盘可配置成反向接入信道接收机或反向业务信道接收机；

支持越区切换及更软切换；

支持ＲＣ１和ＲＣ３两种无线信道配置；

反向接入信道捕获时间应小于１．２５ｍｓ；Ｅｂ／Ｎｏ为７ｄＢ时，正确捕获概率不小于９５％；

每天线ＲＡＫＥ分集接收不少于２径；

最大可容忍的多普勒频偏不低于５００Ｈｚ；

最大可容忍的多径时延扩展不小于５０ｓ；

辅助信道最高速率不低于１４４ｋｂｉｔ／ｓ。

支持符合３ＧＰＰ２协议的前向发送分集；

每个单盘支持２４路前向信道的发送；

专用信道必须具备每秒８００次的快速动态功率控制功能，前向发送滤波带外衰减不低于４０ｄＢ；

支持以下前向物理信道的发送：

前向导频信道（Ｆ－ＰＩＣＨ）；

前向发送分集导频信道（Ｆ－ＴＤＰＩＣＨ）；

前向发送分集辅助导频信道（Ｆ－ＴＤＡＰＩＣＨ）；

前向寻呼信道（Ｆ－ＰＣＨ）；

前向公用控制信道（Ｆ－ＣＣＣＨ）；

前向同步信道（Ｆ－ＳＹＮＣ）；

前向广播信道（Ｆ－ＢＣＨ）；

前向基本信道（Ｆ－ＦＣＨ）；

前向专用控制信道（Ｆ－ＤＣＣＨ）；

前向辅助信道（Ｆ－ＳＣＨ）。

双天线空间分集接收；

双天线前向信道发送分集；

基于Ｅ１／ＡＴＭ／ＡＡＬ的Ａｂｉｓ接口。

５．ＭＴ子系统

移动终端子系统实现３ＧＰＰ２ＲｅｌｅａｓｅＡ所规定的第一层至第三层功能，并通过空中接口实现与基站子系统、基站控制器、ＰＤＳＮ以及ＭＳＣ的对等通信。

移动终端子系统本身具备ＱＣＥＬＰ／ＥＶＲＣ语音压缩编译码功能，并提供上层应用所需的高速数据通道。

移动终端子系统的主要技术特征包括：

支持速率为１４４ｋｂｉｔ／ｓ的分组型数据业务，包括移动ＩＰ业务、移动多媒体业务；

支持６４ｋｂｉｔ／ｓ或１２８ｋｂｉｔ／ｓ的电路型数据业务（ＩＳＤＮ业务）；

支持符合ＩＥＴＦ协议的ＰＰＰ协议；

支持ＲＣ１及ＲＣ３两种无线信道配置；

支持ＩＳ－２０００所建议的三层呼叫处理协议；

工作频段暂定为ＩＳ－９５Ｂ所建议工作频段；

发射功率ＣｌａｓｓＩＩＩ；

专用信道必须具备每秒８００次的快速动态功率控制功能，反向基带发送滤波带外衰减不低于４０ｄＢ；

支持以下反向信道的发送：

反向接入信道（Ｒ－ＡＣＨ）；

反向增强型接入信道（Ｒ－ＥＡＣＨ）；

反向公共控制物理信道（Ｒ－ＣＣＣＨ）；

反向导频信道（Ｒ－ＰＩＣＨ）；

反向基本信道（Ｒ－ＦＣＨ）；

反向专用控制物理信道（Ｒ－ＤＣＣＨ）；

反向辅助信道（Ｒ－ＳＣＨ）；

支持符合３ＧＰＰ２协议的前向发送分集接收，并支持以下前向物理信道的接收：

前向导频信道（Ｆ－ＰＩＣＨ）；

前向发送分集导频信道（Ｆ－ＴＤＰＩＣＨ）；

前向发送分集辅助导频信道（Ｆ－ＴＤＡＰＩＣＨ）；

前向寻呼信道（Ｆ－ＰＣＨ）；

前向公用控制信道（Ｆ－ＣＣＣＨ）；

前向同步信道（Ｆ－ＳＹＮＣ）；

前向广播信道（Ｆ－ＢＣＨ）；

前向基本信道（Ｆ－ＦＣＨ）；

前向专用控制信道（Ｆ－ＤＣＣＨ）；

前向辅助信道（Ｆ－ＳＣＨ）。

初始捕获时间小于１秒；

可合并的最大时延扩展大于５０Ｓ；

可容忍的最大多普勒频偏５００Ｈｚ；

单天线４径ＲＡＫＥ分集接收；

支持业务速率不低于１４４ｂｉｔ／ｓ的辅助信道；

ＡＦＣ最大初始频偏为２ｋＨｚ；

接收机动态范围－２５ｄＢｍ至－１０５ｄＢｍ；

接收机灵敏度为－１０５ｄＢｍ；

支持多基站间的越区软切换与宏分集。

最大发射功率２５ｄＢｍ；

发射功率动态范围为２５ｄＢｍ至－６５ｄＢｍ；

最大发射频偏３００Ｈｚ；

发射信号波形质量因子大于０．９４４；

其它有关载波泄漏、带外杂散等指标符合ＩＳ－９８测试标准；

四、测试与实验

Ｃ３Ｇ项目的实验环境，该实现环境共包括３个站址，分别位于电信技术研究院（ＣＡＴＴ）、北京邮电大学（ＢＵＰＴ）和普天集团总部（ＰＴＩＣ），总的覆盖范围约为１６平方公里，能分别进行车载环境和实验室模拟环境下３Ｇ功能测试、业务演示与性能测试。

每个基站系统可配置成单载频三个扇区或三个载频单个扇区，可供测试的移动终端总数约１００个。

Ｃ３Ｇ测试项目包括功能测试和性能测试两个部分。

功能测试可在实验室环境下和车载移动环境下分别进行，测试的内容包括：

物理链路的功能测试，具体包括基站和移动终端的收发信道功能正确性测试，按Ｃ３Ｇ总体组提供的测试规范进行；

接口测试，对于ＷＣＤＭＡ系统和ＴＤ－ＳＣＤＭＡ系统，具体包括Ｉｕｂ接口、Ｉｕｒ接口、Ｉｕ接口和ＯＭＣ接口等；

对于ｃｄｍａ２０００系统，具体包括Ａｂｉｓ接口、Ａ１／Ａ２接口、Ａ３／Ａ７接口、Ａ１０／Ａ１１和ＯＭＣ接口等。

接口的物理层测试由有关专用仪表完成，协议测试按Ｃ３Ｇ总体组提供的测试规范进行；

呼叫流程测试，主要包括第三层协议测试，具体包括移动台接入流程测试，移动台至固定终端的呼叫流程测试、固定终端至移动终端呼叫流程测试和移动终端至移动终端呼叫流程测试，按Ｃ３Ｇ总体组提供的测试规范进行；

越区切换功能测试。

性能测试在实验室环境下进行，主要的测试指标包括：

基站与移动台接收灵敏度测试；

基站与移动台接收机误码特性测试；

基站与移动台发射机波形质量测试；

基站与移动台功率控制特性测试；

上述各种接口物理性能测试。

Ｃ３Ｇ项目演示业务包括基本话音业务、电路型数据业务和分组型数据业务，具体包括：

ＡＭＲ／ＱＣＥＬＰ／ＥＶＲＣ话音业务；

基于ＭＰＥＧ４的６４ｋｂｉｔ／ｓ电路型实时多媒体业务；

峰值速率为３８４ｋｂｉｔ／ｓ／１４４ｂｋｐｓ的分组数据网上浏览业务；峰值速率为３８４ｋｂｉｔ／ｓ／１４４ｂｋｐｓ的分组数据ＲｅａｌＰｌａｙｅｒ多媒体业务传输业务。