作者：高鹏 赵培 陈庆涛 编著
出版社：人民邮电出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
3G技术问答试读：
前言
本书是一本面向移动通信工程领域的知识问答。开卷之际，希望借此机会谈一谈对“移动通信工程”的一些理解。
首先来看“工程”，工程是指把任何人工制品的设计、建造以及运转组织起来的实践活动，这种人工制品对物理的、社会的世界进行转换以适合于公认的需要。换言之，工程可以定义为组织设计、生产和操作一种人工事物或人工过程的实践，它将物理世界转变为某种能达到人们预定目的的东西。
日常生活中，有意无意之间，人们往往会将“工程”与“科学”或“技术”混为一谈。实际上，这三者恰如勾、股、弦，在相互区别的同时又相互支撑：科学是以“发现”为核心的人类活动，科学旨在发现自然规律，注重真善美，追求真理的唯一性；技术是以“发明”为核心的人类活动，技术旨在发明方法，注重巧，追求诀窍；工程则是以“构造”为核心的人类活动，工程是按照社会需要设计造物，构筑与协调运行，注重价值，追求在一定约束条件下的效益最大化。“移动通信工程”则主要探讨移动通信设备在无线环境中的系统组织和应用，其着眼点在于：根据已有设备，研究并实践如何利用、限制及控制无线电信号以达到信息传输的目的。移动通信工程的学科基础是移动通信技术、系统科学与系统工程。
在移动通信工程的实践中，需要树立两个观点：一是没有“无技术”的工程，二是没有“纯技术”的工程。只要把握这两个原则，就有助于我们在工程实践中规避“庸俗化”和“神秘化”两个极端，做到事半功倍。图0-1 本书各章与3G网络建设的对应关系
作为贡献给移动通信工程学科伟大实践的初步尝试，不揣冒昧组编此书。本书在选材上面向3G工程的整个生命周期，不仅强调了常规的网络规划、优化与测试技术，而且阐释了3G网络运维中涉及的常见问题，希冀能为正在进行的中国3G事业聊尽绵薄之力。
全书共分14章：第1章介绍了3G四大空中接口技术的特点以及国内外运营现状；第2章描述了与3G协议结构相关的常见问题；第3章旨在澄清3G工程实践，尤其是无线网络规划与优化过程中容易混淆的基础而重要的概念；第4章总结了3G芯片、终端和卡的现状与焦点问题，并列举了一些关键的软硬件实现技术；第5章主要介绍3G核心网与无线网设备的主要设备与衡量指标，并介绍了组网中天线、直放站、功放设备的一些注意事项；第6章介绍3G实验室测试与外场测试中所必需的关键技术以及产业现状；第7章重点介绍了规模估算、详细规划、特殊场景规划等无线网规划中的重要议题；第8章介绍了3G核心网规划时面临的重要网元设置、承载方式选择等问题；第9章归纳了多系统共存现状下网络规划时干扰隔离的原理与措施；第10章介绍了无线网络优化中在覆盖、接入、切换、干扰等方面的实际问题；第11章梳理了网络管理的发展状况和关键概念；第12章介绍了典型3G业务的特色以及相应的支撑技术；第13章重点介绍了计费与业务支撑领域；第14章展望了3G标准未来演进中的重要概念。
全书的统筹和校审由高鹏负责，具体分工如下：第1、2、3、6、7、8章由赵培编写，第9章由陈庆涛编写，第4、5、10、14章由赵培、陈庆涛共同编写，第11、12、13章由高鹏、赵培共同编写。本书编者长期从事TD-SCDMA、WCDMA、cdma2000、WiMAX等系统的规划设计与试验网建设，书中列举了工程实践中的典型问题及其解决手段；本书编者曾参加国内外著名通信企业的多次3G讲座，并于近年来承担了中国通信标准化协会（CCSA）及多家通信运营商、设计院（所）、设备制造商的培训工作，书中详尽梳理了各级/各层技术管理、工程建设、市场营销人员对3G知识的常见疑惑。
编者要特别感谢中国移动通信集团设计院有限公司企业发展部贾荣生总经理的支持和帮助。没有贾总的鼓励、发起和策划，本书可能还只是停留在设想之中。在本书的编写过程中，编者也数次与贾总进行了很多有益的讨论和交流。
赵培和陈庆涛要分别感谢郑晓平女士和薛凌燕女士，感谢她们相濡以沫的理解和支持!在长达两年的业余写作过程中，她们主动承担了太多繁重的家庭责任，并迁就了他们的种种随性和屡次爽约。
编者必须感谢各自所在项目的合作伙伴，他们容忍了编者在写作期间偶尔表现出的异常，也请谅解限于篇幅无法逐一列出。编者还非常感谢如下同行的无私帮助：张玉胜、李楠、周胜、董江波、吴兴耀、董炎杰、梁双春、罗枫、朱强、隋延峰、孟江涛、曹琦、黄萍、刘学斌、姬舒平、曾召华、芮华、梁天恩、Charles·Huang、张宇、欧阳明光、罗国庆、郑岚、黄熊军、于伟峰、关向凯、刘健等，他们或曾认真地评论了本书的部分手稿，或曾细致地解答了编者的某个困惑。平进、陈文珍、王朝、孙浩等人在本书的校对过程中也提供了令人难忘的帮助。
同时，编者还要向所引文献的全部作者的原创工作表示诚挚的谢意！尽管如此，编者也要声明：本书的表述纯属个人学术探讨，并不代表我们过去或将来所服务公司的立场或意见。
完稿付印一刻，编者也更深刻地体会到：著述永远是一门遗憾的艺术！加之本书所涉浩繁，编者水平有限，谬误之处在所难免，敬请读者批评指正，邮箱：zp_zhaopei@163.com。编者2009年3月于北京第1章概述[1]1.什么是第三代移动通信系统（3G）？
第三代移动通信系统（3rd Generation Mobile System，3G）是国际电信联盟（International Telecommunications Union，ITU）于1985年首先提出的，当时被称为未来公众陆地移动通信系统（Future Public Land Mobile Telecommunication Systems，FPLMTS）。1996年ITU将其更名为全球移动通信系统（International Mobile Telecommunication，IMT-2000），后缀指其工作在2000MHz频段，且预计于2000年商用。
IMT-2000的主要目标或特征为：全球统一频段、全球统一制式和全球无缝漫游；高频谱效率；支持移动多媒体业务，即室内环境支持2Mbit/s、步行/室外到室内支持384kbit/s和车速环境支持144kbit/s。
IMT-2000无线传输技术的标准化工作主要由ITU-R完成，1999年10月ITU在赫尔辛基举行的会议确定了5种方案。经过多年的市场发展，逐渐成为主流的是IMT-2000 CDMA DS （即WCDMA直扩方式）、IMT-2000 CDMA MC（即cdma2000多载波方式）和IMT-2000 CDMA TC（LCR方式，即TD-SCDMA）。这3个方案所用标准的主要制定组织分别为：第三代移动通信伙伴计划（3GPP）、第三代移动通信伙伴计划2（3GPP2）和原中国无线通信标准组（CWTS，现更名为中国通信标准化协会，CCSA）。
为了满足迅速增长的对高速移动数据业务特别是移动互联网业务的需求，业界在3G标准的基础上，又提出了相关的3G增强技术（Enhanced 3G，E3G），包括3GPP的短期演进HSDPA（高速下行分组接入）和HSUPA（高速上行分组接入）技术及3G长期演进（LTE）技术等。而在3GPP2中，其增强和演进技术包括cdma2000 1x EV-DO、1x EV-DV和超移动宽带（UMB）。
在蜂窝移动通信系统演进的同时，无线宽带接入系统也迅速发展。微波接入全球互通（Worldwide Interoperability for Microwave Access，WiMAX）是目前无线宽带接入技术的代表，该技术以IEEE 802.16的系列宽频无线标准为基础。2007年10月19日，ITU正式接纳移动WiMAX 加入IMT-2000，命名为OFDMA TDD WMAN，成为第6种3G空中接口技术方案和第4种主流3G标准。2.什么是UMTS、WCDMA、UTRA、UTRAN和[2]3GSM？（1）UMTS、WCDMA和TD-SCDMA
早在20世纪90年代初期，欧洲电信标准协会（ETSI）就开始为3G标准征求技术方案，并把 3G 技术统称为通用移动通信系统（Universal Mobile Telecommunication System，UMTS）。
宽带CDMA（带宽5MHz）建议是其多种方案之一。1998年，日本和欧洲在宽带CDMA建议的关键参数上取得一致，使之正式成为UMTS体系中频分双工（Frequency Division Duplex，FDD）频段的空中接口的入选技术方案，并由此通称为WCDMA。于是，UMTS进一步成为国际标准化组织3GPP制订的全球3G标准之一。作为一个完整的3G移动通信技术标准，UMTS并不仅限于定义空中接口，其主体包括接入网和核心网等一系列技术规范。
因此，狭义的“UMTS”仅指WCDMA系列标准，广义的“UMTS”则泛指WCDMA和TD-SCDMA。本书采用后者。由于UMTS网络协议由3GPP制定，本书有时也将WCDMA和TD-SCDMA统称为3GPP网络。（2）UTRA、UTRAN和3GSM
在通用通信无线接入技术（Universal Telecommunication Radio Access，UTRA）中，原来的“U”是指UMTS，后改为Universal，指3GPP定义的两种无线接口。即UTRA FDD（WCDMA）和UTRA TDD（含TD-SCDMA/LCR TDD和HCR TDD）。
UMTS地面无线接入网（UMTS Terrestrial Radio Access Network，UTRAN）指以UTRA技术为基础的无线接入网，通常用于与核心网（CN）相区分。二者共同构成一个完整的UMTS网络。
GSM协会（GSMA）又将UMTS/WCDMA称为3GSM。GSM协会是一个全球性的贸易协会，代表着来自全球218个国家和地区的750多家GSM移动电话运营商，它同时也是3GPP的市场代表合伙人。GSM协会出于市场推广延续性的考虑创造了3GSM这一名词。多数情况下该系统的空中接口技术就是WCDMA，在一些指定的场合，则也可包含EDGE空中接口。3.国内外有哪些重要的3G标准化组织，各自有何职[3]责？
在移动通信产业界，针对不同的技术路线和任务，存在着以产业联盟形式划分的众多标准化组织，这些组织对技术的发展以及技术标准的制订、维护与升级发挥着重要的作用，是推动相关产业发展的主要力量。本节主要介绍全球范围内与3G相关的主要标准化组织，这些组织的标识，如图1-1所示。下面简要介绍其中几个重要组织。图1-1 3G相关标准组织的标识（1）ITU
国际电信联盟（International Telecommunications Union，ITU，http://www.itu.int）是世界各国政府的电信主管部门之间协调电信事务的一个国际组织，成立于1865年5月17日。1924年在巴黎成立了国际电话咨询委员会。1925年成立了国际电报咨询委员会，1927年在华盛顿成立了国际无线电咨询委员会。1932年，70多个国家的代表在西班牙马德里开会，决定将电报、电话、无线电咨询委员会改为“国际电信联盟”，此名一直沿用至现在。
ITU现有189个成员国，总部设在日内瓦。ITU是联合国的15个专门机构之一，但在法律上不是联合国附属机构，它的决议和活动不需联合国批准，但每年要向联合国提出工作报告，联合国办理电信业务的部门可以以顾问身份参加ITU的一切大会。（2）3GPPrd
第三代移动通信伙伴计划（3 Generation Partnership Project，3GPP，http://www.3gpp.org）是全球最重要的3G标准化组织之一，其成员主要包括ARIB（日本）、ETSI（欧洲）、TTA（韩国）、TTC（日本）和T1P1（美国）。参与者达成一致，要共同为通用地面无线接入（Universal Terrestrial Radio Access，UTRA）的标准化做出努力。隶属于各标准化组织的公司如设备制造商和运营商同时也是3GPP的成员。1999年后半年，中国无线通信标准研究组（China Wireless Telecommunication Standard Group，CWTS）也加入到3GPP中来并贡献了TD-SCDMA技术，在这之前该标准已经提交给ITU-R。
在3GPP中建立了4个不同的技术规范组（TSG）：无线接入网（RAN）TSG、核心网TSG、业务和系统方面的TSG和终端TSG。这4个组中，与TD-SCDMA和WCDMA技术关系最密切的是无线接入网TSG（RAN TSG）。（3）3GPP2
3GPP2（3rd Generation Partnership Project 2，http://www.3gpp2.org）是一个制订第三代（3G）通信规范的协作计划组织，于1999年1月成立，由美国的TIA、日本的ARIB、日本的TTC和韩国的TTA发起，中国无线通信标准研究组（CWTS）于1999年6月在韩国正式签字加入3GPP2。中国通信标准化协会（CCSA）成立后，CWTS在3GPP2的组织名称更名为CCSA。
美国的TIA、日本的ARIB、日本的TTC、韩国的TTA和中国的CCSA这些标准化组织在3GPP2中称为SDO。3GPP2中的项目组织伙伴（OP）由各个SDO的代表组成，OP负责进行各国标准之间的对应和管理工作。
3GPP2下设4个技术规范工作组：TSG-A、TSG-C、TSG-S和TSG-X，分别负责制定接入网接口、空中接口、核心网络以及系统架构、安全和需求的相关标准。4个技术规范工作组均向项目指导委员会（SC）汇报。（4）ETSI
欧洲电信标准化协会（European Telecommunications Standards Institute，ETSI，http://www. etsi.org）是独立的、非营利性的欧洲地区性信息和通信技术（ICT）标准化组织，这些技术包括电信、广播和相关领域，例如智能传输和医用电子技术。
ETSI创建于1988年，总部位于法国的Sophia Antipolis。ETSI现有来自欧洲和其他地区共55个国家的688名成员，其中包括制造商、网络运营商、政府、服务提供商、研究实体以及用户等ICT领域内的重要成员。ETSI的机构由全会、常务委员会、技术委员会、特殊委员会和秘书处组成。（5）CCSA（原CWTS）
中国通信标准化协会（China Communications Standards Association，CCSA，http://www. ccsa.org.cn）于2002年12月18日在北京正式成立。该协会是国内企、事业单位自愿联合组织起来，经业务主管部门批准，国家社团登记管理机关登记，开展通信技术领域标准化活动的非营利性法人社会团体。
协会的主要任务是为了更好地开展通信标准研究工作，把通信运营企业、制造企业、研究单位和大学等关心标准的企事业单位组织起来，按照公平、公正、公开的原则制定标准。（6）WiMAX论坛
WiMAX论坛（WiMAX Forum，http://www.wimaxforum.org）成立于2001年，是由众多无线通信设备和器件供应商发起的非营利性组织，其目标是促进IEEE 802.16标准规定的宽带无线网络的应用推广，保证采用相同标准的不同厂家宽带无线接入设备之间的互通性或互操作性。通过WiMAX论坛认证的产品会有“WiMAX FORUM CERTIFIED”标识。[4][5]4.TD-SCDMA标准经历了怎样的发展历程？
自2000年正式跻身全球3G标准之日起，TD-SCDMA就成为了中国通信业风口浪尖上的弄潮儿，它注定要在中国的科技发展史上留下独特的一页。
1998年，ITU-R面向全世界征集IMT-2000候选无线传输技术，同年6月30日，中国电信科学技术研究院（后改制为大唐电信集团）代表中国向国际电联提交了第三代移动通信标准提案TD-SCDMA；1999年10月，3GPP接受了TD-SCDMA作为3GPP TDD模式的低码片速率选项，并提出了集成（Integration）的概念，将TD-SCDMA技术集成到具体的技术规范当中。
1999年11月3日，TD-SCDMA标准提案被ITU写入第三代移动通信空中接口技术规范的建议中；2000年5月5日，在土耳其召开的国际电联全会上，TD-SCDMA被批准为国际电联的正式标准。
从2001年3月开始，TD-SCDMA正式写入3GPP的Release 4版本。目前TD-SCDMA已有Release 4、Release 5、Release 6、Release 7和Release 8等版本。
2002年10月23日，我国原信息产业部公布TD-SCDMA频谱规划，为TD-SCDMA标准划分了总计155MHz的非对称频段；2006年1月20日，原信息产业部正式颁布了作为第三移动通信技术的TD-SCDMA系列行业标准，为TD-SCDMA的商业运营奠定了良好的基础。
在2005年长期演进（LTE）研究的开始阶段，为了实现与TD-SCDMA的继承关系，LTE支持两种不同的TDD帧结构（Type1和Type2），其中Type2与目前3G中TD-SCDMA的帧结构完全相同。
2007年9月召开的3GPP RAN37次会议上，包括工信部电信研究院、中国移动、大唐、中兴和华为在内的国内主要单位联合国外主要运营与制造企业，提出了对LTE TDD进行简化与优化的建议，提出形成统一的LTE TDD的目标。同时，考虑到与TD-SCDMA产业的继承关系，明确指出将原LTE type2 TDD作为工作的基础和出发点。
2007年10～11月，基于事先准备，国内单位积极推动具体技术方案的形成，并联合国外主要企业在国际会议上进行推动，有效地保证了工作的顺利进行，并最终在2007年12月初3GPP RAN38次会议上通过了修改LTE TDD的技术方案，形成了统一的LTE TDD，该方案又称为“TD-LTE”。
TD-SCDMA标准的演进情况如图1-2所示。图1-2 TD-SCDMA标准演进[7]5.WCDMA标准经历了怎样的发展历程？
WCDMA是一种由3GPP具体制定的，基于GSM MAP核心网，以UTRAN（UMTS陆地无线接入网）为无线接口的第三代移动通信系统。
历史上，欧洲电信标准委员会（ETSI）在GSM之后就开始研究其3G标准，其中有几种方案是基于直接序列扩频码分多址技术的，而日本有关3G的研究也是使用宽频码分多址技术的。后来，以二者为主导进行融合，在3GPP组织中发展成了UMTS，并提交给ITU，最终被接收为WCDMA标准。
WCDMA标准经过多年发展和完善，已经趋近于成熟。到目前，3GPP已经完成了R99、R4、R5、R6和R7版本的制定工作，R8版本也即将冻结，正在进行R9的准备。WCDMA标准的演进情况如图1-3所示。图1-3 WCDMA标准演进
WCDMA采用直接序列扩频码分多址（DS-CDMA）和频分双工（FDD）方式，码片速率为3.84Mchip/s，载波带宽为5MHz。基于R99/R4版本，可在5MHz的带宽内，提供最高384kbit/s的用户数据传输速率。
R5版本引入了下行链路增强技术，即高速下行分组接入（High Speed Downlink Packet Access，HSDPA）技术，在5MHz的带宽内可提供最高14.4Mbit/s的下行数据传输速率。R6版本引入了上行链路增强技术，即高速上行分组接入（High Speed Uplink Packet Access，HSUPA）技术，在5MHz的带宽内可提供最高约6Mbit/s的上行数据传输速率。
除了上述标准版本之外，3GPP从2004年即开始了长期演进（Long Term Evolution，LTE）的研究，基于OFDM、MIMO等技术，试图使无线接入技术向“高数据速率、低延迟和优化分组数据应用”的方向演进。目前在3GPP组织内正在进行LTE的标准化工作。
WCDMA标准的各个版本演进关系及各自特点见表1-1，无线接入网、核心网电路域、核心网分组域相互间具有一定的独立性，可根据业务发展的需要分别选择技术路线，各自演进。表1-1 3GPP版本演进[2]6.cdma2000 1x是不是3G？
该问题的答案难以统一，站在不同的角度可以得到不同的结论。（1）从标准提出的历史来看，ITU在2000年通过的3G标准中，cdma2000 1x是cdma2000的一部分（含多种多载波模式cdma2000 1x、3x、6x、9x、12x等）。但cdma2000 1x成为3G标准，的确有背后利益协调的结果，在1998～1999年WCDMA和cdma2000（直接序列扩频方式DS）两种CDMA技术融合的著名故事中，将cdma2000 1x作为3G标准的一部分，是北美以高通和朗讯为主的CDMA阵营同意3个参数（导频、码片速率和同步）融合的条件之一。尽管在1999年11月TG8/1最后的全会讨论通过时，遇到了英国最后的质疑，但最终还是成为了3G标准cdma2000的组成部分。（2）从cdma2000 1x的实际能力来看，尽管比GPRS支持的速率高，但仍然与GPRS在同一个数量级（100kbit/s左右）；而且GPRS同样也在GSM网开始引入了分组数据业务，所以难免有人认为它不是3G技术。同时由于cdma2000 1x可以很容易地在现有的cdma One上平滑升级，也有人把它叫做2.5G技术。（3）从产业部署的历程来看，日本、韩国的cdmaOne运营商希望政府允许他们在现有cdmaOne的频段上直接升级成cdma2000 1x，不要再发放许可证，以免贻误时机，同时也不希望影响在3G核心频段的许可证，所以他们在初期，将在原有频段采用的cdma2000 1x称为2.5G，甚至2.75G，而不称为3G；中国联通将从800MHz升级的cdma2000 1x既不称为3G，也不称为2.5G，而称为CDMA 1x，避免了争论。北美的cdmaOne运营商，由于当时难以得到新频段，故而也将在原频段上升级的cdma2000 1x称为3G，用以表明率先采用了3G技术。除北美以外，多数国家和地区是在新的频段（核心频段）发放3G牌照，所以3G也就自然和频段联系在了一起。政府对在原有频段上升级的cdma2000 1x，没有再发放许可证。[1][4][8]7.cdma2000标准经历了怎样的发展历程？
cdma2000是由IS-95A/B标准演进而来的第三代移动通信标准，由3GPP2负责具体标准化工作。目前cdma2000有由3GPP2制定的Release 0、A、B、C和D 5个支持cdma2000 1x及其增强型技术的版本，以及由EIA/TIA发布的支持cdma2000 1x EV-DO的IS-856和IS-856A标准。
cdma2000 1x采用直接序列扩频码分多址（DS-CDMA）、频分双工（FDD）方式，码片速率为1.2288Mchip/s，载波带宽为1.25MHz。cdma2000标准的演进情况如图1-4所示。可以看出，无线接口存在两种演进路线，即cdma2000 1x EV-DO（又称高速分组系统（High Rate Packet Data，HRPD））和cdma2000 1x EV-DV，但最后都归入UMB。图1-4 cdma2000标准演进
从产业现状来看，在2005年高通暂停EV-DV芯片的研制后，大多数厂家停止了EV-DV的研发计划，目前在全世界范围内正式商用的主要有EV-DO Rev.0标准以及EV-DO Rev.A标准。CDMA发展组织（CDG）在2007年4月已经正式发布cdma2000 1x EV-DO修订版C，该标准又被称为超移动宽带系统（Ultra Mobile Broadband，UMB）。cdma2000 1x EV-DO系列标准的演进路线如图1-5所示。[8]图1-5 cdma2000 1x EV-DO系列标准的演进路线
另外，从目前的实际来看，在cdma2000的未来演进方向上，cdma2000阵营也存在分歧，导致UMB的演进目标可能无法实现。8.WiMAX经历了怎样的发展历程？
WiMAX技术是以IEEE 802.16-2004和IEEE 802.16e-2005系列标准为基础的宽带无线接入技术，具有性能强、效率高和成本低等特点，近几年来发展非常迅速。
最早的IEEE 802.16标准是在2001年12月获得批准的，是针对10～66GHz高频段视距（LOS）环境而制定的无线城域网标准。扩展后的802.16a标准是为工作在2～11GHz较低频段的非视距（NLOS）宽带固定接入系统而设计的，在2003年1月被IEEE批准通过。2004年7月IEEE通过的802.16-2004标准（简称为802.16d）将802.16和802.16a的空中接口标准进行了融合和增强，可应用于2～11GHz的NLOS传输和10～66GHz的LOS传输，在2～11GHz可同时支持室内环境和室外环境的固定应用。
2005年12月，IEEE通过了802.16e-2005（简称为802.16e）标准。该标准是IEEE 802.16d的进一步补充和延伸，在标准中增加了对移动和漫游功能的支持，用于解决6GHz以下频率的宽带无线接入。在此之前的IEEE 802.16系列标准都是解决固定无线接入应用，802.16e开始支持移动业务应用，可以实现蜂窝移动通信系统的功能，从而引起了人们广泛的关注。
802.16d、802.16e标准虽然制定时间不长，但产业化发展非常迅速。当前，支持固定应用模式的802.16d已基本实现商用，802.16e也已经在2007年起开始获得商用。
与WiMAX技术相关的IEEE标准还包括802.16f和802.16g。（1）802.16f标准于2006年发布，定义了802.16固定无线接入系统的物理层和MAC层管理信息库（MIB）以及相关的管理流程。（2）制定802.16g的目的是为了规定标准的802.16系统管理流程和接口，从而能够实现802.16设备的互操作性和对网络资源、移动性和频谱的有效管理。
2007年10月19日，ITU正式接纳移动WiMAX加入IMT-2000，命名为DFDMA TDD WMAN，成为第6种3G空中接口技术方案和第4种主流3G标准。9.3G系统与GSM系统有什么区别？
与GSM系统相比，TD-SCDMA、WCDMA和cdma2000系统都采用了CDMA技术，从而提高了频谱利用率，而WiMAX系统则采用了更为先进的OFDM技术。
表1-2列出了TD-SCDMA、WCDMA和cdma2000与GSM在关键技术特性上的异同。表1-2 3G系统与GSM系统的技术比较[9]10.3G四大标准的专利分布情况如何？
据TOM网上公布的资料（参见表1-3），原信息产业部电信研究院曾在2002年统计过3G标准的基本专利分布情况。表1-3 3G标准专利统计报告
从表1-3中可以看出，全球WCDMA标准的基本专利主要掌握在高通、爱立信、诺基亚等公司手中，cdma2000标准的基本专利主要掌握在高通、诺基亚、摩托罗拉等公司手中，而TD-SCDMA标准的基本专利主要掌握在诺基亚、爱立信、西门子、大唐等公司手中。
目前对于WiMAX专利形成的普遍共识是，WiMAX是新兴的技术，没有任何一家在WiMAX上形成专利垄断的局面，专利分散在WiMAX论坛的500多家成员企业中。WiMAX论坛副主席Mohammad Shakouri在接受新浪科技专访时指出，专利份额相对较大的三星也不超过10%。
另外，讨论专利分布尤其是TD-SCDMA标准基本专利的分布情况时也需注意以下问题。（1）统计数字的动态性
随着这几年技术的发展，TD-SCDMA产业联盟和大唐拥有的专利数不断增加。特别是华为和中兴在WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA 3种制式的系统中都拥有一定数量的基础专利。因此，TD-SCDMA标准的专利无论是数量和所占比例都已比2002年大大增加。（2）专利要看质量和重要性
对于一个完整的技术而言，每一个绕不过去的专利都是核心专利。TD-SCDMA产业联盟和大唐所拥有的智能天线、联合检测等方面的核心专利是很难被绕开的。（3）TD-SCDM自主专利的龙头作用
在3G这一国际竞争的重要领域，中国TD-SCDMA标准开始掌握具有自主知识产权的核心技术，并有可能以此为契机来开拓国内外的移动通信市场。11.3G四大标准的频谱分配情况如何？
负责频谱业务标识的世界无线电通信大会/世界无线电行政大会（WRC/WARC）分别于1992年、2000年和2007年分3批为移动通信业务标识了频谱资源。
国际电联M.1036定义了国际移动通信频谱的FDD/TDD安排方案，在已有分配方案中，国际电联重点保证了FDD的频谱使用，分配给TDD的频谱资源主要在1880～2015MHz和2500～2690MHz两段。
在我国的频率安排中（如图1-6所示），3G主要工作频段：FDD为1920～1980MHz和2110～2170MHz，TDD为1880～1920MHz和2010～2025MHz；3G的补充工作频段：FDD为1755～1785MHz和1850～1880MHz，TDD为2300～2400MHz。其中，FDD频段合计180MHz，TDD频段合计155MHz。图1-6 我国的3G频率规划情况
但由于以下两个原因：1880～1920MHz频段被小灵通使用和1880～1920MHz频段被军用雷达使用，目前短期内中国的TD-SCDMA频谱资源短期内并没有155MHz这么充足。12.当前部分国家和地区的主流运营商都选择了哪些3G制式？
截止到2008年11月，部分国家和地区的主导性移动运营商3G制式选择情况如表1-4所示。表1-4 部分国家和地区的主导性移动运营商3G制式选择情况续表第2章协议结构13.3GPP网络的基本结构模型是怎样的，它有哪些[10]功能实体？
3GPP R4的网络结构如图2-1所示。图2-1 3GPP R4网络的结构模型
表2-1列出了图2-1中所涉及的重要实体或逻辑功能及其作用。表2-1 UMTS网络中的重要实体[11]14.3GPP网络中有哪些重要的接口和协议？
表2-2列出了图2-1中所涉及的重要接口、连接实体、信令/协议和承载方式。表2-2 UMTS网络中的重要接口续表
需要指出的是，3GPP R5版本提出了IP UTRAN的概念，IP作为UTRAN的信令传输和用户数据承载方式将成为未来方向。[7]15.3GPP UTRAN的协议栈模型是什么样的？
UTRAN地面接口的协议结构是根据相同的通用协议模型设计的，该模型如图2-2所示。该协议结构可以分成“两层三面”。各层及各面逻辑上彼此独立，以方便将来可能的修改。图2-2 UTRAN地面接口的通用协议模型（1）水平方向上分成两层
所有与UTRAN相关的内容仅在无线网络层可见；传输网络层使用标准传输技术，UTRAN选择采用这些标准传输技术，但没有对它做任何特别的改动。（2）垂直方向上分成3个平面
① 控制平面。控制平面包含应用协议（如Iu中的RANAP，Iur中的RNSAP和Iub中的NBAP）和用于传输应用协议消息的信令承载。应用协议和其他协议一起用于建立到UE的承载（例如，Iu中的无线接入承载，以及随后的Iur和Iub中的无线连接），在这三层平面的结构中，应用协议中的承载参数并不直接与用户平面技术相联系，而是采用更加一般化的承载参数。应用协议的信令承载与ALCAP的信令承载的类型可以相同，也可以不同，通常由O＆M操作建立。
② 用户平面。用户发送和接收的所有信息，比如语音呼叫中编码语音或Internet连接的分组，都经过用户平面传输。用户平面包括数据流和用于数据流的数据承载，每个数据流由对应于该接口的帧协议表征。
③ 传输网络控制平面。传输网络控制平面用于为传输层内的所有控制信令服务，它不包含任何无线网络层信息。它包括用于为用户平面建立传输承载（数据承载）的协议ALCAP，也包括ALCAP需要的信令承载。
传输网络控制平面是在控制平面和用户平面之间起作用的平面，它的引入使得无线网络控制平面中的应用协议完全可能独立于用户平面中用于数据承载的技术。16.1x EV-DO网络中有哪些重要的功能实体和接[12]口？
图2-3所示为cdma2000 1x及1x EV-DO网络结构模型。其中，AN-AAA是新增加的一个鉴权机构，类似于电路域核心网中的HLR。它可以新设，也可以利用分组域核心网中的AAA实现。此外，1x EV-DO网络中新增了A12和A13两个接口，具体功能见表2-3。图2-3 cdma2000 1x及1x EV-DO网络结构模型
表2-3列出了图2-3中所涉及的重要实体或逻辑功能及其作用。表2-3 cdma2000 1x及1x EV-DO网络中的重要实体续表
表2-4列出了图2-3中所涉及的重要接口及其作用。表2-4 cdma2000 1x及1x EV-DO网络中的重要接口17.WiMAX的基本结构模型是怎样的，有哪些功能实[13]体？
802.16协议定义了两种网络结构：点到多点（PMP）结构和网状网（MESH）结构。点到多点结构即一个基站为多个用户站服务，业务在基站和用户站之间传送。而网状网结构与点到多点结构最主要的不同就在于：在网状网结构中业务可以通过其他用户站转发。目前建网过程中一般是采用点到多点的网络架构。
WiMAX网络体系如图2-4所示，包括核心网、用户站（SS）、基站（BS）、接力站（RS）、用户终端设备（TE）和网管。图2-4 WiMAX系统参考模型（1）核心网络：WiMAX连接的核心网络通常是传统交换网或因特网。WiMAX提供核心网络与基站间的连接接口，但WiMAX系统并不包括核心网络。（2）基站：基站提供用户站与核心网络间的连接，通常采用扇形/定向天线或全向天线，可提供灵活的子信道部署与配置功能，并根据用户群体状况不断升级扩展网络。（3）用户站：属于基站的一种，提供基站与用户终端设备间的中继连接，通常采用固定天线，并被安装在屋顶上。基站与用户站间采用链路自适应技术。（4）接力站：在点到多点体系结构中，接力站通常用于提高基站的覆盖能力，也就是说充当一个基站和若干个用户站（或用户终端设备）间信息传输的中继站。接力站面向用户侧的下行频率可以与其面向基站的上行频率相同，当然也可以采用不同的频率。（5）用户终端设备：WiMAX系统定义用户终端设备与用户站间的连接接口，提供用户终端设备的接入。但用户终端设备本身并不属于WiMAX系统。（6）网管系统：用于监视和控制网内所有的基站和用户站，提供查询、状态监控、软件下载和系统参数配置等功能。[13]18.WiMAX中有哪些重要网络接口？
WiMAX网络开放接口如图2-5所示。接口R1～R5为网络工作组初步确定了在Release 1规范中定义的开放接口，接口R6～R8为后续版本中考虑开放的接口。图2-5 WiMAX系统开放接口（1）R1：MSS与ASN之间的接口，可能包含管理平面的功能。（2）R2：MSS与CSN之间的逻辑接口，提供鉴权、业务授权和IP主机配置等服务。此外，可能还包含管理和承载平面的移动性管理。（3）R3：ASN和CSN之间互操作的接口，包括一系列控制和承载平面的协议。（4）R4：用于处理ASN GW间移动性相关的一系列控制和承载平面协议。（5）R5：拜访CSN与归属CSN之间互操作的一系列控制和承载平面协议。（6）R6：BS和ASN GW间的互操作接口，属于ASN内的接口，由一系列控制和承载平面协议构成。（7）R7：该接口属于ASN GW内部接口，图2-5中没有标注，具体定义还在讨论之中。（8）R8：BS之间的接口，用于快速无缝切换功能，由一系列控制和承载平面协议组成。[13]19.WiMAX空中接口的协议栈模型是什么样的？[14]
IEEE 802.16 工作组的主要工作都围绕空中接口展开，WiMAX系统的空中接口主要由物理层和MAC 层组成，如图2-6所示。（1）物理层
物理层由传输汇聚（Transmission Convergence，TC）子层和物理媒介依赖（Physical Medium Dependence，PMD）子层组成，通常说的物理层主要是指PMD。物理层定义了TDD 和FDD两种双工方式。（2）MAC层
MAC层又分为3个子层：服务特定汇聚子层（Service specific Convergence Sublayer，CS）、公共部分子层（Common Part Sublayer，CPS）和安全子层（Security Sublayer，SS）。
① CS子层主要功能是负责将其业务接入点（SAP）收到的外部网络数据转换和映射到MAC业务数据单元（SDU），并传递到MAC层的SAP。协议提供多个CS规范作为与外部协议的接口。图2-6 WiMAX协议栈模型
② CPS是MAC的核心部分，主要功能包括系统接入、带宽分配、连接建立和连接维护等。它通过MAC SAP接收来自各种CS层的数据并分类到特定的MAC连接，同时对物理层上传输和调度的数据实施QoS控制。
③ 安全子层的主要功能是提供认证、密钥交换和加解密处理。20.MGW有哪几种逻辑接口，各接口分别适用什么协议（栈）？
MGW与周围功能实体网元的逻辑连接如图2-7所示。图2-7 MGW的逻辑接口（1）Iu-CS接口
R4软交换网络通过Iu-CS接口实现RNC的接入。MGW仅处理Iu-CS接口的用户面（User Part）。
根据业务量，Iu-CS接口在RNC和MGW之间的传输可采用2Mbit/s数字接口（可选）和155Mbit/s（光接口）。（2）A接口
R4软交换网络通过A接口实现BSC的接入。MGW仅处理A接口的用户面（User Part）。
A接口在RNC和MGW之间的传输基于2Mbit/s数字接口。（3）Nb接口
MGW之间的接口为Nb接口，它应支持IP承载，其协议栈为RTP/RTCP/UDP/IP。（4）Mc接口
MGW与软交换机之间的接口为Mc接口。该接口采用H.248协议。（5）与电路型交换机的互通接口
MGW应支持与电路型交换机之间通过TDM中继端口相连，具备E1接口和STM-1光接口。21.3G分组域与GPRS相比在接口上有何显著变化？
3G分组域相对于GPRS来说变化不大，没有增加新的网元，只有接口方面将原有的Gb接口改为了Iu-PS接口。22.SGSN都有哪些接口，采用的是哪些协议？
Iu-PS接口（SGSN与RNC之间）：控制面采用RANAP，用户面为GTPv1；
Gr接口（SGSN与HLR之间）：MAP；
Gd接口（SGSN与SMSC之间）：MAP；
Gn接口（SGSN之间、SGSN与GGSN之间）：GTPv1；
Ga接口（SGSN与CG之间）：GTP’；
Gs接口（SGSN与MSC/VLR之间）：BSSAP+；
Gom接口：网管接口。23.GGSN都有哪些接口，采用的是哪些协议？
Gn接口（SGSN与GGSN之间）：GTPv1；
Gc接口（GGSN与HLR之间）：MAP；
Gi接口：与外部网的接口；
Ga接口（GGSN与CG之间）：GTP’；
Gom接口：网管接口。24.相对于GSM，3G分组域的信令消息增加了哪些信令流程？
相对于GSM，3G分组域的信令消息增加了如下信令流程。（1）Service Request Procedure：主要目的是当用户处于空闲状态时用于建立Iu接口的信令连接。（2）SRNS Relocation Procedure：核心网的主要作用是在用户位置迁移时能够将无线链路的建立信息通过核心网传递给无线子系统。（3）Secondary PDP Context Activation Procedure：主要是使用户可以对同一APN、同一用户地址建立两个PDP上下文，这两个PDP上下文可以使用不同的QoS，为不同的业务服务。25.Gn和Gi各自使用何种物理接口？
Gn使用100M Ethernet，Gi使用GE。26.Gn接口与Gp接口有何不同？
Gn接口与Gp接口在协议上无区别，都是使用GTP，当GSN设备位于两个不同的运营商时，称为Gp接口，当GSN设备位于同一运营商时，称为Gn接口。27.RNC有哪些外部接口？
RNC对外的主要有以下几个接口。（1）RNC通过Iu接口与电路域MSC和分组域SGSN以及广播域BC连接。（2）RNC之间通过Iur接口连接。（3）RNC与基站之间通过Iub接口连接。（4）基站与终端之间通过Uu空中接口进行数据交互。（5）RNC通过Tr接口与本地操作维护设备LMT-R相连，为用户提供设备的操作维护管理功能，同时RNC提供O接口与上级网管中心OMC-R互连。28.什么是RANAP、RNSAP、NBAP和ALCAP？
UTRA系统的通用协议分为两个平面，即控制面协议和用户面协议。控制面协议用于控制无线接入承载业务和用户设备与网络的连接（包括业务请求、控制不同传输源、切换等）；用户面协议用于实现无线接入承载业务，例如：载着数据通过接入层等。在UTRA系统中采用了4个新的应用部分信令协议：RANAP、RNSAP、NBAP和ALCAP。（1）无线接入网络应用协议（RANAP），用于RNC与核心网络的连接，它包括GSM系统BSSMAP。该协议的主要功能有：RAB管理、透明传输NAS消息流程、寻呼、安全模式控制和位置信息报告等。（2）无线网络子系统应用协议（RNSAP），用于RNC之间的连接。该协议的主要功能有：无线链路管理、物理信道的重新配置和位置更新的实施等。（3）Node B应用协议（NBAP），用于BTS与RNC之间的连接。该协议的主要功能有：扇区配置管理；无线链路的监控、管理；普通信道、专用信道的测量；系统信息管理等。（4）接入链路控制应用协议（ALCAP），定义了与用户面建立、释放传输承载的方式。在lub、lur、Iu-CS接口上，用户数据通过ATM结构中的AAL2传送，此时需要建立控制机制，而在Iu-PS接口上，数据通过AAL5传送，则不需要建立控制机制。29.3GPP R4核心网与GSM核心网在信令接口、协[101]议及承载方式上有何异同？
3GPP R4核心网与GSM核心网中的主要接口与协议的对比见表2-5。表2-5 3GPP R4核心网与GSM核心网信令接口、协议及承载方式对比
从表2-5中可以看出，在移动网络中，大部分的信令业务都是MAP和CAP信令，这两种呼叫无关的信令主要完成移动用户的位置更新、路由查询和智能网业务相关操作等。从协议栈看，不论MAP和CAP采用TDM、ATM或IP承载，SCCP层都是必需的，也就是说MAP信令和CAP信令需要SCCP的GT寻址功能来实现路由查询。在2G网络中，信令网中STP的一个主要功能就是进行GT翻译和消息转发。在3GPP R4网络中，基于SCCP层的寻址方式没有改变，STP的GT翻译和消息转发功能仍然是必须的，即仍然需要信令网进行MAP和CAP的承载和转发。因此，在组建R4网络时，仍然需要一个信令网提供信令路由和转发功能。
R4网络中新引入的协议还有BICC和H.248。H.248协议属于点到点的协议，不存在路由和寻址问题，MSC Server上已经配置了MGW的地址信息，因此无需信令网进行路由查询。BICC协议通过IP承载有两种方式：当采用3GPP建议的M3UA/SCTP/IP承载时，由于M3UA中包含了目的信令点信息，可以通过信令网进行转发；当BICC直接承载在SCTP上时，为点对点的方式，可直接承载在IP网上而不需要信令网承载。目前中国移动建设的软交换汇接网中的软交换机之间采用的是BICC/SCTP/IP方式。今后建设3G网络时，可以采用同样的协议栈，并对MSC Server进行分层，由CMN（或TMSC Server）负责转接省际BICC信令。30.什么是MTP、SCCP和TCAP？
在1984年和1988年的红皮书和蓝皮书建议中，原国际电报电话咨询委员会（CCITT）作了大量的努力，使SS7协议的分层结构尽量向OSI的七层模型靠近。
图2-8所示为7号信令协议栈，主要组成有：消息传递部分第一层（MTP1），即物理层；消息传递部分第二层（MTP2），即数据链路层；消息传递部分第三层（MTP3），即网络层；信令连接控制部分（SCCP）；事务处理应用部分（TCAP）；ISDN用户部分（ISDN User Part，ISUP）；电话用户部分（TUP）。图2-8 7号信令协议栈
表2-6列出了这些部分的主要功能。表2-6 7号信令各协议层的主要功能续表
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]