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《3G業(yè)務(wù)及相關(guān)技術(shù)》教學(xué)大綱

一、課程性質(zhì)、目的與任務(wù)

3G指第三代移動通信技術(shù)。相對第一代模擬制式手機(jī)(1G)和第二代GSM、TDMA等數(shù)字手機(jī)(2G)，第三代手機(jī)一般地講，是指將無線通信與國際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動通信系統(tǒng)。它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁瀏覽、電話會議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。為了提供這種服務(wù)，無線網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度，也就是說在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中能夠分別支持至少2Mbps(兆字節(jié)／每秒)、384kbps(千字節(jié)／每秒)以及144kbps的傳輸速度。

本課程系統(tǒng)地介紹3G業(yè)務(wù)的發(fā)展現(xiàn)狀、關(guān)鍵技術(shù)以及未來的發(fā)展趨勢，并對2G業(yè)務(wù)的發(fā)展情況和技術(shù)特點也進(jìn)行了比較詳細(xì)的介紹，覆蓋了3G系統(tǒng)整體架構(gòu)和相關(guān)知識點，包括基礎(chǔ)原理、終端、無線接入網(wǎng)、核心網(wǎng)、業(yè)務(wù)、組網(wǎng)、優(yōu)化與規(guī)劃等方面，以便學(xué)生能在立足于現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)之上對3G業(yè)務(wù)的開發(fā)和部署有更深入的理解。

本通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生達(dá)到:

1．熟練掌握3G業(yè)務(wù)及相關(guān)技術(shù)的基本概念、基本原理及設(shè)備管理。

2．掌握移動通信發(fā)展的歷史，無線傳播環(huán)境的基本傳播機(jī)制及信道模型，WCDMA的無線接入網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，WCDMA系統(tǒng)空中接口的物理層關(guān)鍵技術(shù)，WCDMA的物理層處理流程，WCDMA系統(tǒng)的空中接口協(xié)議，UTRA TDD和WCDMA系統(tǒng)的演進(jìn)和發(fā)展。

3．學(xué)生在學(xué)習(xí)完本課程后，使學(xué)生能夠?qū)?G業(yè)務(wù)及相關(guān)技術(shù)有一個比較系統(tǒng)、全面的了解；應(yīng)達(dá)到學(xué)生能在立足于現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)之上對3G業(yè)務(wù)的開發(fā)和部署有更深入的理解。

二、課程教學(xué)基本內(nèi)容與要求

第1章 概述

（一）基本教學(xué)內(nèi)容

1.1 第一代模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)

1.2 第二代數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)

1.2.1 GSM

1.2.2 CDMA

1.2.3 中國的情況

1.3 第三代移動通信系統(tǒng)

1.3.1 第三代移動通信系統(tǒng)的提出

1.3.1.1 WCDMA的發(fā)展

1.3.1.2 CDMA2000的發(fā)展

1.3.1.3 我國第三代移動通信系統(tǒng)的研究

1.3.2 三種主要的IMT-2000無線傳輸方案的比較

1.3.2.1 WCDMA技術(shù)

1.3.2.2 CDMA2000技術(shù)

1.3.2.3 TD-SCDMA技術(shù)

1.3.3 IMT-2000頻譜的劃分

1.3.4 WCDMA標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)

1.3.4.1 R99版本

1.3.4.2 從R99向R4網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)

1.3.4.3 從R4向R5網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)

1.3.4.4 R6版本

1.3.4.5 R7版本的現(xiàn)狀

1.4 第三代移動通信系統(tǒng)的演進(jìn)

（二）基本要求

教學(xué)目的：理解3G發(fā)展現(xiàn)狀；3G的發(fā)展趨勢；3G業(yè)務(wù)成功要素。

教學(xué)重點：3G業(yè)務(wù)的分類和技術(shù)。

教學(xué)難點：3G業(yè)務(wù)的分類和技術(shù)。

第2章 無線傳播環(huán)境和信道特征

（一）基本教學(xué)內(nèi)容

2.1 移動無線電波傳播環(huán)境

2.1.1 基本傳播機(jī)制(反射、繞射、散射)

2.1.2 大尺度衰落

2.1.3 小尺度衰落

2.1.3.1 多徑衰落對數(shù)字通信系統(tǒng)性能的影響

2.1.3.2 移動通信信道的常見衰落分布

2.1.3.3 衰落信道的分類

2.1.4 AWGN

2.2 信道測量和建模

2.2.1 大尺度路徑損耗模型

2.2.1.1 室外傳播模型

2.2.1.2 室內(nèi)傳播模型

2.2.2 小尺度傳播模型

2.2.2.1 雙線Rayleigh衰落模型

2.2.2.2 MIMO信道模型

2.2.2.3 SCM信道模型

（二）基本要求

教學(xué)目的：理解移動無線電波傳播環(huán)境，掌握信道測量和建模。

教學(xué)重點：移動無線電波傳播環(huán)境。

教學(xué)難點：信道測量和建模。

第3章 WCDMA無線接入網(wǎng)

（一）基本教學(xué)內(nèi)容

3.1 IMT-2000無線接入網(wǎng)概述

3.1.1 IMT-2000標(biāo)準(zhǔn)家族

3.1.2 網(wǎng)絡(luò)的兼容與演進(jìn)

3.2 WCDMA無線接入網(wǎng)系統(tǒng)

3.2.1 UMTS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.2.2 UTRAN體系結(jié)構(gòu)

3.2.2.1 RNC

3.2.2.2 UTRAN的通用協(xié)議模型

3.2.2.3 UTRAN功能概要

3.3 Iub接口

3.3.1 Iub接口協(xié)議

3.3.2 Iub接口功能

3.3.3 無線網(wǎng)絡(luò)層控制平面的應(yīng)用部分

3.3.4 無線網(wǎng)絡(luò)層用戶平面協(xié)議

3.4 Iur接口

3.4.1 Iur接口協(xié)議

3.4.2 Iur接口功能

3.4.3 無線網(wǎng)絡(luò)層控制平面協(xié)議

3.4.4 無線網(wǎng)絡(luò)層用戶平面協(xié)議

3.5 Iu接口

3.5.1 Iu接口協(xié)議

3.5.2 無線網(wǎng)絡(luò)層控制平面協(xié)議

3.5.3 無線網(wǎng)絡(luò)層用戶平面協(xié)議

3.5.4 服務(wù)區(qū)廣播協(xié)議

（二）基本要求

教學(xué)目的：了解IMT-2000、WCDMA無線接入網(wǎng)，理解 Iub接口、 Iur接口 、Iu接口。

教學(xué)重點： Iub接口、Iur接口、Iu接口。

教學(xué)難點： Iub接口、Iur接口、Iu接口。

第4章 WCDMA物理層技術(shù)導(dǎo)論

（一）基本教學(xué)內(nèi)容

4.1 WCDMA的參數(shù)

4.2 擴(kuò)頻和加擾原理

4.2.1 擴(kuò)頻碼和擾碼的數(shù)學(xué)性質(zhì)

4.2.2 擴(kuò)頻、解擴(kuò)的基本原理

4.2.3 WCDMA系統(tǒng)中擴(kuò)頻與擾碼

4.3 RAKE接收機(jī)和多用戶接收機(jī)原理

4.3.1 RAKE接收機(jī)

4.3.2 多用戶接收機(jī)

4.4 空時碼

4.4.1 分集效應(yīng)

4.4.2 空時分組碼(Alamouti方案)

4.4.3 空時格碼

4.4.4 分層空時碼

（二）基本要求

教學(xué)目的：了解 WCDMA的參數(shù)，理解擴(kuò)頻和加擾原理、RAKE接收機(jī)和多用戶接收機(jī)原理，掌握空時碼。

教學(xué)重點：擴(kuò)頻和加擾原理、RAKE接收機(jī)和多用戶接收機(jī)原理。

教學(xué)難點： 空時碼。

第5章 WCDMA的物理層(FDD)

（一）基本教學(xué)內(nèi)容

5.1 傳輸信道到物理信道的映射

5.1.1 傳輸信道

5.1.2 物理信道的幀結(jié)構(gòu)

5.1.3 傳輸信道到物理信道的映射

5.2 調(diào)制、擴(kuò)頻和加擾

5.2.1 調(diào)制

5.2.2 WCDMA系統(tǒng)擾碼的實現(xiàn)方法

5.2.3 物理信道的擴(kuò)頻與加擾過程

5.2.4 發(fā)射機(jī)特性

5.3 信道編碼和復(fù)用

5.3.1 有關(guān)傳輸格式的參數(shù)的介紹

5.3.2 傳輸信道的一般編碼和復(fù)用

5.3.3 傳輸格式檢測

5.3.4 3G系統(tǒng)可承載的業(yè)務(wù)

5.3.5 業(yè)務(wù)復(fù)用過程示例

5.4 物理層信令

5.4.1 上行物理層信令

5.4.2 下行物理層信令

5.5 物理層相關(guān)進(jìn)程

5.5.1 小區(qū)搜索進(jìn)程

5.5.2 隨機(jī)接入進(jìn)程

5.5.3 發(fā)送分集過程

5.5.4 功率控制過程

5.5.5 切換測量過程

5.5.6 壓縮模式的測量過程

（二）基本要求

教學(xué)目的：了解信道編碼和復(fù)用，理解 傳輸信道到物理信道的映射、物理層信令、物理層相關(guān)進(jìn)程。

教學(xué)重點：物理層信令、物理層相關(guān)進(jìn)程。

教學(xué)難點：物理層信令、物理層相關(guān)進(jìn)程。

第6章 WCDMA無線接口協(xié)議

（一）基本教學(xué)內(nèi)容

6.1 Uu接口協(xié)議結(jié)構(gòu)模型

6.2 物理層協(xié)議

6.3 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議

6.3.1 媒體接入控制協(xié)議

6.3.2 無線鏈路控制協(xié)議

6.3.3 分組數(shù)據(jù)會聚協(xié)議

6.3.4 廣播/多播控制協(xié)議

6.3.5 數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)流

6.4 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議

6.4.1 網(wǎng)絡(luò)層的業(yè)務(wù)

6.4.2 無線資源控制協(xié)議

6.4.3 控制平面RRC與低層之間的相互作用

（二）基本要求

教學(xué)目的：了解Uu接口協(xié)議結(jié)構(gòu)模型，理解 物理層協(xié)議、數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議、 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。

教學(xué)重點：物理層協(xié)議、數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議、 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。

教學(xué)難點：物理層協(xié)議、數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議、 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。

第7章 WCDMA TDD介紹

（一）基本教學(xué)內(nèi)容

7.1 TDD簡介

7.2 物理層

7.2.1 WCDMA TDD的物理信道

7.2.2 WCDMA TDD的信道編碼和復(fù)用

7.2.3 WCDMA TDD的擴(kuò)頻和調(diào)制

7.3 TDD和FDD共存的干擾分析

（二）基本要求

教學(xué)目的：了解WCDMA TDD、TDD和FDD共存的干擾分析，理解 WCDMA TDD的物理信道、信道編碼和復(fù)用、 擴(kuò)頻和調(diào)制。

教學(xué)重點：擴(kuò)頻和調(diào)制。

教學(xué)難點：擴(kuò)頻和調(diào)制、TDD和FDD共存的干擾分析。

第8章 WCDMA的演進(jìn)和發(fā)展

（一）基本教學(xué)內(nèi)容

8.1 HSDPA

8.1.1 HSDPA的物理層結(jié)構(gòu)

8.1.2 HSDPA的關(guān)鍵技術(shù)

8.1.3 HSDPA的移動性

8.2 HSUPA技術(shù)

8.3 MIMO技術(shù)

8.4 LTE

8.4.1 LTE概念的提出

8.4.2 LTE的發(fā)展時間表

8.4.3 LTE的關(guān)鍵技術(shù)

8.4.4 LTE主要技術(shù)提案介紹

（二）基本要求

教學(xué)目的：了解HSDPA的物理層結(jié)構(gòu)、 LTE，理解 HSDPA的關(guān)鍵技術(shù)、HSUPA技術(shù)、MIMO技術(shù) 、LTE的關(guān)鍵技術(shù)。

教學(xué)重點：HSDPA的關(guān)鍵技術(shù)、HSUPA技術(shù)、MIMO技術(shù)、LTE的關(guān)鍵技術(shù)。

教學(xué)難點：HSDPA的關(guān)鍵技術(shù)、HSUPA技術(shù)、MIMO技術(shù)、LTE的關(guān)鍵技術(shù)。

三、課程各章節(jié)學(xué)時分配

四、本課程課外學(xué)習(xí)與修學(xué)指導(dǎo)

由于該課程涉及計算機(jī)系統(tǒng)中各種軟硬件資源的管理，內(nèi)容復(fù)雜，難度較大，所以要學(xué)好本課程，必須做到理論與實踐緊密結(jié)合，才能達(dá)到較好的學(xué)習(xí)效果。要學(xué)好本課程還需要較好的網(wǎng)絡(luò)編程能力，要學(xué)會在虛擬環(huán)境中去實踐，要求學(xué)生多參閱相關(guān)書籍，多做練習(xí)，掌握基本原理及其實現(xiàn)過程。

五、本課程考核方式及成績評定標(biāo)準(zhǔn)

考核方式：閉卷考試

成績評定方法：本課程的考核是平時成績、實驗成績和期終考試成績相結(jié)合。具體比例為：上課出勤、作業(yè)占10%，實驗占20%，期末考試成績占70%。

其中期未考試總分100分，基礎(chǔ)題占40%，中等難度題占40%，較難題占20%。考試題型主要有：選擇題、填空題、判斷題、專業(yè)縮詞題、簡答題、計算題、敘述題、分析題、綜合應(yīng)用題等。

六、教材及參考書

教材：李亦農(nóng).3G業(yè)務(wù)及相關(guān)技術(shù),人民郵電出版社,2007

主要參考書：

1. 張建華，王瑩.WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)/信息產(chǎn)業(yè)部3G移動通信培訓(xùn)指定教材,人民郵電出版社,2007.

2. 韓斌杰，杜新顏，張建斌.GSM原理及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化(第2版)，機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

大綱撰寫人：賀文華

大綱審閱人：彭智朝

教學(xué)副主任：易葉青

編寫日期：2012年6月