CDMA基本原理

1、pCDMA (碼分多址碼分多址) Code Division Multiple Access利用不同的編碼序列識(shí)別不同用戶，即使用不同的信號(hào)波形區(qū)分不同的用戶pCDMA的基礎(chǔ)的基礎(chǔ)擴(kuò)頻通信技術(shù)多址技術(shù) CDMA基本原理基本原理p擴(kuò)頻通信技術(shù)擴(kuò)頻通信技術(shù)擴(kuò)頻通信的基本概念擴(kuò)頻通信的基本概念擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理擴(kuò)頻的實(shí)現(xiàn)方法擴(kuò)頻的實(shí)現(xiàn)方法 CDMA基本原理基本原理p擴(kuò)頻通信擴(kuò)頻通信 SS: Spread Spectrum，指擴(kuò)展頻譜的通信p擴(kuò)頻通信定義擴(kuò)頻通信定義 擴(kuò)頻通信技術(shù)是一種信息傳輸方式； 發(fā)端采用擴(kuò)頻碼調(diào)制,使信號(hào)所占的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信

2、息必須的帶寬 收端采用與發(fā)端相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)解調(diào)和解擴(kuò)，恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)。擴(kuò)頻通信的基本概念擴(kuò)頻通信的基本概念擴(kuò)擴(kuò)頻頻調(diào)調(diào)制制擴(kuò)擴(kuò)頻頻解解調(diào)調(diào)窄帶信號(hào)寬帶擴(kuò)頻信號(hào)窄帶信號(hào)已調(diào)擴(kuò)頻信號(hào)解擴(kuò)信號(hào)p發(fā)送信息的頻譜被展寬發(fā)送信息的頻譜被展寬 發(fā)送的信息通過(guò)擴(kuò)頻，將信號(hào)能量擴(kuò)展到很寬的頻帶上，使擴(kuò)頻通信的信號(hào)帶寬與信息帶寬之比則高達(dá)l001000, 屬于寬帶通信；p擴(kuò)頻方法：擴(kuò)頻碼序列調(diào)制擴(kuò)頻方法：擴(kuò)頻碼序列調(diào)制 數(shù)字脈沖信號(hào)寬度越窄,其頻譜就越寬。如果很窄的脈沖序列被所傳信息調(diào)制, 則可產(chǎn)生很寬頻帶的信號(hào)； 該窄脈沖序列稱為擴(kuò)頻信號(hào)，即擴(kuò)頻碼序列；p接收端相關(guān)解調(diào)解擴(kuò)接收端相關(guān)解調(diào)解擴(kuò) 接收端則用

3、與發(fā)送端完全相同的擴(kuò)頻碼序列與收到的擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò),恢復(fù)所傳信息。擴(kuò)頻通信定義的三個(gè)概念擴(kuò)頻通信定義的三個(gè)概念p問(wèn)題的提出：?jiǎn)栴}的提出： 在傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)中在傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)中, 我們總是想方設(shè)法使信號(hào)所占頻譜盡我們總是想方設(shè)法使信號(hào)所占頻譜盡量窄，以充分提高十分寶貴的頻率資源的利用率。那么為什量窄，以充分提高十分寶貴的頻率資源的利用率。那么為什么還要用寬頻帶信號(hào)來(lái)傳輸窄帶信息呢么還要用寬頻帶信號(hào)來(lái)傳輸窄帶信息呢? 擴(kuò)頻通信理論基礎(chǔ)擴(kuò)頻通信理論基礎(chǔ)p問(wèn)題的回答：?jiǎn)栴}的回答： 為了通信的安全可靠，提高抗干擾能力和系統(tǒng)容量。擴(kuò)頻為了通信的安全可靠，提高抗干擾能力和系統(tǒng)容量。擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)為

4、信息論和抗干擾理論；通信的理論基礎(chǔ)為信息論和抗干擾理論； 利用擴(kuò)頻實(shí)現(xiàn)碼分多址方式。在傳統(tǒng)的利用擴(kuò)頻實(shí)現(xiàn)碼分多址方式。在傳統(tǒng)的TDMA和和FDMA之之外又提供了一種新的多址方式。外又提供了一種新的多址方式。p擴(kuò)頻通信是以信息論的仙農(nóng)擴(kuò)頻通信是以信息論的仙農(nóng)(Shanon)公式理論發(fā)展起來(lái)公式理論發(fā)展起來(lái)的一種通信方式；的一種通信方式； 仙農(nóng)公式：仙農(nóng)公式： C = B log2 (1+ S/N) C為信道容量, 單位為b/s；B為傳輸?shù)男盘?hào)頻帶寬度，單位為Hz；S為信號(hào)平均功率, N為噪聲平均功率； 仙農(nóng)公式反映的重要結(jié)論：仙農(nóng)公式反映的重要結(jié)論： 頻帶B和信噪比可以互換； 增加信號(hào)的頻帶寬度

5、, 可在較低的信噪比的條件下以任意小的差錯(cuò)概率來(lái)傳輸信息； 采用擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行通信的優(yōu)越性在于用擴(kuò)展頻譜的方法可以換取信噪比上的好處。擴(kuò)頻通信理論基礎(chǔ)擴(kuò)頻通信理論基礎(chǔ)p信息傳輸差錯(cuò)概率的公式信息傳輸差錯(cuò)概率的公式 Pe f（E / n0） Pe是信號(hào)能量E與噪聲功率譜密度n0之比的函數(shù) 信號(hào)的傳輸差錯(cuò)概率是輸入信號(hào)的信噪比和信號(hào)帶寬與信息帶寬之比二者乘積的函數(shù) 再次說(shuō)明看出信噪比和帶寬是可以互換的。 同樣說(shuō)明了通過(guò)增加帶寬可換取信噪比的好處。擴(kuò)頻通信理論基礎(chǔ)swwseBBNSfBNBSfnEfP/0p數(shù)字信號(hào)的波形與頻譜數(shù)字信號(hào)的波形與頻譜 幅度為+1，持續(xù)時(shí)間為T(mén)b的數(shù)字矩形脈沖R(t) 經(jīng)F

6、ourier變換后的頻譜為是sinx/x類型的函數(shù)數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理 第1零點(diǎn)位于1/Tb，表示該信號(hào)的能量集中在第1零點(diǎn)內(nèi)。它所占的頻帶寬度與Tb的大小相關(guān)，當(dāng)脈沖越寬，其頻譜帶寬越窄。 幅度為+1和-1，持續(xù)時(shí)間為T(mén)b的周期性脈沖R(t)，其頻譜包絡(luò)的形狀與單矩形脈沖完全一樣; 第1零點(diǎn)處的頻率正好為該周期性脈沖的傳輸速率1/Tb數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理p 擴(kuò)展周期性脈沖的頻譜方法擴(kuò)展周期性脈沖的頻譜方法將頻譜的1/Tb第1零點(diǎn)向無(wú)限遠(yuǎn)推，即增大1/Tb的值；減小數(shù)字脈沖的持續(xù)時(shí)間，縮小Tb的值。減小Tb值等價(jià)于提高數(shù)字信號(hào)的傳輸速率1/Tb，擴(kuò)展了信號(hào)的頻譜。數(shù)字信

7、號(hào)擴(kuò)頻原理數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理p數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻過(guò)程數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻過(guò)程高速數(shù)字碼序C（t）對(duì)用戶低速信息數(shù)據(jù)調(diào)制 低速信息數(shù)據(jù)的脈沖持續(xù)時(shí)間為T(mén)b，其時(shí)間長(zhǎng)度是TC的N倍。 Tb = N TC 高速碼序C（t）乘上信息數(shù)據(jù)d（t），最后得到的信號(hào)y（t）頻譜與高速碼序的頻譜相同，起到頻譜擴(kuò)展的作用。y（t）= di（t）Ci（t）擴(kuò)頻調(diào)制擴(kuò)頻調(diào)制（乘法器）（乘法器）擴(kuò)頻解調(diào)擴(kuò)頻解調(diào)（乘法器）（乘法器）Tbdi (t)TCCi (t)y(t)TCCi (t)di (t)數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理p接收的信號(hào)為：接收的信號(hào)為： yr（t）= di（t） C i（t）p解擴(kuò)輸出信號(hào)解擴(kuò)輸出信號(hào) dr（t

8、）= yr（t） C i（t） = di（t） C i（t） C i（t） = di（t）數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理p擴(kuò)頻解調(diào)器利用本地地址碼的相關(guān)性作解擴(kuò)處理,有用信號(hào)頻譜被恢復(fù)為窄帶譜; 窄帶干擾信號(hào)則在解擴(kuò)過(guò)程中被擴(kuò)展成為寬帶譜。解調(diào)后有用信號(hào)為窄帶譜,無(wú)用信號(hào)和干擾為寬帶譜,可以借助于解調(diào)后濾波器去除帶外的無(wú)用信號(hào),帶內(nèi)的信噪比就可以大大提高,起到了抑制干擾和無(wú)用信號(hào)的目的。擴(kuò)頻抗干擾原理擴(kuò)頻抗干擾原理p擴(kuò)頻增益擴(kuò)頻增益 擴(kuò)頻系統(tǒng)的抗干擾性能 Bw / Bs 定義：GP=Bw / Bs 擴(kuò)頻系統(tǒng)的處理增益，反映了擴(kuò)頻系統(tǒng)信噪比的改善程度。p抗干擾容限抗干擾容限 M = Gp L

9、+ (S / N0)o 物理意義：正常通信條件下，系統(tǒng)能承受的干擾高出信號(hào)的分貝數(shù)； CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)正常工作的最低信噪比要求為7 dB。擴(kuò)頻增益與抗干擾容限擴(kuò)頻增益與抗干擾容限pDS-SS：直接序列擴(kuò)頻：直接序列擴(kuò)頻 發(fā)端直接用高速碼序列去擴(kuò)展輸入信息的帶寬pFH：跳頻：跳頻 用擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行頻移鍵控調(diào)制,使載波頻率不斷地跳變； 發(fā)端信息碼序列與擴(kuò)頻碼序列組合構(gòu)造的不同碼字控制頻率合成器，使其輸出頻率根據(jù)碼字的改變而改變,形成了頻率的跳變。pTH：跳時(shí)：跳時(shí) 用一定碼序列進(jìn)行選擇的多時(shí)片時(shí)移鍵控； 時(shí)間軸分為多個(gè)時(shí)片，哪個(gè)時(shí)片發(fā)射信號(hào)由擴(kuò)頻碼序列進(jìn)行控制。由于發(fā)送信號(hào)采用的時(shí)片

10、很窄，也就展寬了信號(hào)的頻譜。擴(kuò)頻的實(shí)現(xiàn)方法擴(kuò)頻的實(shí)現(xiàn)方法CDMA CDMA 多址方式多址方式tftftf碼碼FDMATDMACDMApCDMA多址方式的特征多址方式的特征 不同的高速擴(kuò)頻碼作為不同用戶的地址碼序列 地址碼相互正交 CDMA信號(hào)在頻率、時(shí)間和空間上重疊p具有抗干擾和抗多徑衰落的能力具有抗干擾和抗多徑衰落的能力p系統(tǒng)容量大系統(tǒng)容量大p不需要復(fù)雜的頻率分配和管理不需要復(fù)雜的頻率分配和管理p軟容量和小區(qū)呼吸功能軟容量和小區(qū)呼吸功能p軟切換軟切換p無(wú)需均衡器無(wú)需均衡器p安全、保密安全、保密p設(shè)備簡(jiǎn)單設(shè)備簡(jiǎn)單p存在多址干擾和遠(yuǎn)近效應(yīng)存在多址干擾和遠(yuǎn)近效應(yīng)碼分多址通信系統(tǒng)的特點(diǎn)碼分多址通信系

11、統(tǒng)的特點(diǎn)p地址碼選擇地址碼選擇p功率控制功率控制p軟切換軟切換p分集技術(shù)分集技術(shù)p智能天線智能天線p多用戶檢測(cè)多用戶檢測(cè)CDMA關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)p地址碼選擇地址碼選擇p功率控制功率控制p軟切換軟切換p分集技術(shù)分集技術(shù)p智能天線智能天線p多用戶檢測(cè)多用戶檢測(cè)CDMA關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)p基本概念基本概念地址碼技術(shù)影響系統(tǒng)抗多址干擾/抗多徑衰落能力CDMA數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)使用地址碼進(jìn)行擴(kuò)頻地址碼要求地址碼要求： 擴(kuò)頻后的信號(hào)具有良好的隨機(jī)特性和相關(guān)性能； 地址碼序列具有隨機(jī)信號(hào)的特性，即具有白噪聲的性能；偽隨機(jī)序列偽隨機(jī)序列PN（Pseudo Noise） 近似隨機(jī)序列或噪聲的一種周期性序列 接收端必

12、須使用與發(fā)端相同的編碼序列作為地址碼 真正的隨機(jī)序列或噪聲是不可能重復(fù)產(chǎn)生的地址碼技術(shù)地址碼技術(shù)p偽隨機(jī)碼的特點(diǎn)偽隨機(jī)碼的特點(diǎn) 尖銳的自相關(guān)特性和較好的互相關(guān)特性 同一碼組內(nèi)的各碼占據(jù)的頻帶寬且相等 互相關(guān)值不是處處為零p偽隨機(jī)碼家族偽隨機(jī)碼家族 m序列 Golden序列 M序列 R-S碼 復(fù)合碼等偽隨機(jī)序列偽隨機(jī)序列 PNpm序列：最長(zhǎng)線性反饋移位寄存器序列。pm序列組成：n 級(jí)移位寄存器、適當(dāng)?shù)某轭^反饋和模2加法器；pN 級(jí)移位寄存器產(chǎn)生的最大長(zhǎng)度的碼序列：P = 2n 1位n級(jí)移位寄存器： 2n 1個(gè)狀態(tài)（除去全零狀態(tài)）p生成多項(xiàng)式Gn(x) = C0X0 + C1X1 + C2X2 +

13、 + CnXnm 序列概念序列概念D1 D2 D3 Dn P = 2n 1 010pT0 010pT1 101pT2 110pT3 111pT4 011pT5 001pT6 100pT7 010m 序列舉例序列舉例生成多項(xiàng)式：生成多項(xiàng)式：G3(x) = 1 + X2 + X3輸出序列：輸出序列：0 1 1 1 0 0 1長(zhǎng)度和重復(fù)周期：長(zhǎng)度和重復(fù)周期：P = 23 - 1 = 7p碼的平衡性好碼的平衡性好 一個(gè)周期內(nèi)“1”和“0”的個(gè)數(shù)大體相同（1比0多1個(gè)）pm序列與其移位后的序列模序列與其移位后的序列模2加所得的序列仍為加所得的序列仍為m序列，序列，但相位不同但相位不同 舉例：011100

14、1向左移兩位再模2加所得序列仍為m序列，相位移了一位m 序列特性序列特性 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0p長(zhǎng)度為長(zhǎng)度為k的游程占總游程的的游程占總游程的1/2k（1 k n-2） 一個(gè)m序列的周期為：P = 2n 1，在該周期內(nèi)共有2n 1個(gè)游程 長(zhǎng)度為1的（單個(gè)“0”或單個(gè)“1”）游程占總游程的1/2 長(zhǎng)度為2（00或11）的游程占總游程的1/2 長(zhǎng)度為3（000或111）的游程占總游程的1/8 兩個(gè)游程例外： （n 1）個(gè)連“0”的游程 n 個(gè)連“1”的游程m 序列特性序列特性p自相關(guān)性自相關(guān)性 表征信號(hào)與其自身延遲 后二者的相似性 二者

15、在時(shí)間上不完全重疊 0，乘積的積分為0； 二者在時(shí)間上完全重疊 = 0，自相關(guān)函數(shù)值為一常數(shù)。 m序列具有近似理想的自相關(guān)性m 序列特性序列特性0 0 0 )()(lim)(2/2/常數(shù)dttftfRTTTapm序列的自相關(guān)性序列的自相關(guān)性 考察某個(gè)m序列與其后移位的序列的相似性 A：0的個(gè)數(shù)（相對(duì)應(yīng)碼元相同的數(shù)目）； D：1的個(gè)數(shù)（相對(duì)應(yīng)碼元不同的數(shù)目）； P = A + D（序列周期長(zhǎng)度）m 序列特性序列特性0 /10 1 )(pPDADADARaRe()Re()11- 1/PP位移比特0p互相關(guān)性互相關(guān)性 表征兩個(gè)不同信號(hào)的相似性 兩個(gè)不同的信號(hào)序列的互相關(guān)值越接近0，兩個(gè)序列的差別越大

16、，即相關(guān)性越弱。 兩個(gè)信號(hào)的互相關(guān)值等于0時(shí)，兩個(gè)信號(hào)完全正交 不同m序列的互相關(guān)值不等于0，且呈現(xiàn)多值性m 序列特性序列特性不正交正交 0 0 )()(lim)(2/2/dttgtfRTTTc不同相位的不同相位的m序列產(chǎn)生序列產(chǎn)生a (n-4)a (n-1)a (n-2)a (n-3)m0m1m2m3a (n)Galois 發(fā)發(fā)生生器器:不同相位的不同相位的 m 序列產(chǎn)生序列產(chǎn)生相相位位延延遲遲 掩掩碼碼 m0m1m2m3 0 0001 1 1000 2 1100 3 1110 4 1111 5 0111 6 1011 7 0101 8 1010 9 1101 10 0110 11 0011

17、 12 1001 13 0100 14 0010 p一種一種m序列的復(fù)合碼序列的復(fù)合碼 將周期相等，并經(jīng)過(guò)優(yōu)選的兩個(gè)m序列進(jìn)行模2加組合形成新的序列；p2n + 1個(gè)個(gè)Gold序列序列 兩個(gè)m序列共有2n 1不同的相對(duì)位移 兩個(gè)產(chǎn)生Gold序列的m序列優(yōu)選對(duì)pWCDMA使用使用Gold序列作為擾碼（上行序列作為擾碼（上行25階，下行階，下行18階）階）Gold 序列序列碼發(fā)生器 1碼發(fā)生器 2時(shí)鐘p一種非正弦的完備正交函數(shù)系一種非正弦的完備正交函數(shù)系 兩種取值（-1、+1或0、1） 沃爾什函數(shù)族中,兩兩之間的互相關(guān)函數(shù)為“0”，它們之間是完全正交的。p沃爾什函數(shù)的產(chǎn)生沃爾什函數(shù)的產(chǎn)生 哈達(dá)碼矩

18、陣H +l和 -l元素構(gòu)成的正交方陣 H中任意兩行或兩列這些函數(shù)互相正交 一般關(guān)系式：Walsh（沃爾什）函數(shù)（沃爾什）函數(shù) 2NNNNNHHHHH1000 111122HH或，8階沃爾什函數(shù)波形階沃爾什函數(shù)波形Walsh 0Walsh 1Walsh 2Walsh 3Walsh 4Walsh 5Walsh 6Walsh 7tttttttt1-1p地址碼選擇地址碼選擇p功率控制功率控制p軟切換軟切換p分集技術(shù)分集技術(shù)p智能天線智能天線p多用戶檢測(cè)多用戶檢測(cè)CDMA關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)WCDMA功率控制功率控制p功率控制原因功率控制原因： 碼分多址干擾碼分多址干擾 CDMA系統(tǒng)是一個(gè)自干擾系統(tǒng)。系統(tǒng)是

19、一個(gè)自干擾系統(tǒng)。WCDMA采用寬帶擴(kuò)頻技術(shù)，所采用寬帶擴(kuò)頻技術(shù)，所有信號(hào)共享相同頻譜；每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)能量被分配在整個(gè)頻帶有信號(hào)共享相同頻譜；每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)能量被分配在整個(gè)頻帶范圍內(nèi)，這樣對(duì)其它移動(dòng)臺(tái)來(lái)說(shuō)就成為寬帶噪聲。如為了提高某范圍內(nèi)，這樣對(duì)其它移動(dòng)臺(tái)來(lái)說(shuō)就成為寬帶噪聲。如為了提高某個(gè)用戶的信號(hào)質(zhì)量而提高發(fā)射功率，則可能帶來(lái)其他用戶的質(zhì)量個(gè)用戶的信號(hào)質(zhì)量而提高發(fā)射功率，則可能帶來(lái)其他用戶的質(zhì)量的降低。的降低。 遠(yuǎn)近干擾遠(yuǎn)近干擾 無(wú)線環(huán)境的陰影、多徑衰落和遠(yuǎn)距離損耗影響，移動(dòng)臺(tái)在小區(qū)內(nèi)無(wú)線環(huán)境的陰影、多徑衰落和遠(yuǎn)距離損耗影響，移動(dòng)臺(tái)在小區(qū)內(nèi)的位置隨機(jī)性，導(dǎo)致路徑損耗大幅度變化；的位置隨機(jī)性

20、，導(dǎo)致路徑損耗大幅度變化； 使用使用CDMA技術(shù)的各小區(qū)采用相同頻率，理論上各用戶分配的地技術(shù)的各小區(qū)采用相同頻率，理論上各用戶分配的地址碼是正交的，實(shí)際很難做到，造成各信道間的干擾。從而不可址碼是正交的，實(shí)際很難做到，造成各信道間的干擾。從而不可避免地引起嚴(yán)重的避免地引起嚴(yán)重的“遠(yuǎn)近干擾遠(yuǎn)近干擾”。WCDMA功率控制功率控制p功率控制目的：功率控制目的： 在保證用戶要求的在保證用戶要求的QoS的前提下，最大程度地降低發(fā)射功率，的前提下，最大程度地降低發(fā)射功率，減少系統(tǒng)干擾，增加系統(tǒng)容量。減少系統(tǒng)干擾，增加系統(tǒng)容量。WCDMA功率控制功率控制p功率控制的分類功率控制的分類開(kāi)環(huán)功率控制開(kāi)環(huán)功率控

21、制閉環(huán)功率控制閉環(huán)功率控制 內(nèi)環(huán)功率控制內(nèi)環(huán)功率控制 外環(huán)功率控制外環(huán)功率控制前向功率控制前向功率控制反向功率控制反向功率控制WCDMA功率控制功率控制p開(kāi)環(huán)功率控制開(kāi)環(huán)功率控制 WCDMA隨機(jī)接入信道PRACH 是唯一只采用開(kāi)環(huán)功率控制的； UE的發(fā)射功率估算： PRACH = L perch + I BTS + 常數(shù)PRACH：移動(dòng)臺(tái)初始發(fā)射功率（ dBm ）L perch ：路徑損耗（dB），UE從廣播信道上獲知基站公共導(dǎo)頻信道 的發(fā)射功率，然后測(cè)量接收該導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度，估計(jì)路徑損耗；I BTS ：BTS處的上行鏈路干擾信號(hào)功率（ dBm ），由廣播信道獲得；常數(shù)：接收所需的SIR和調(diào)整值

22、，調(diào)整上下行的不平衡，由運(yùn)營(yíng)者決定。WCDMA功率控制功率控制p閉環(huán)功率控制與快速功率控制閉環(huán)功率控制與快速功率控制 對(duì)于對(duì)于WCDMA-FDD系統(tǒng)，上下行頻段間隔較大，上下行的快衰落系統(tǒng)，上下行頻段間隔較大，上下行的快衰落情況完全不相關(guān)；情況完全不相關(guān)； 開(kāi)環(huán)功率控制根據(jù)下行信號(hào)所得的路徑損耗的估計(jì)對(duì)于上行情況來(lái)開(kāi)環(huán)功率控制根據(jù)下行信號(hào)所得的路徑損耗的估計(jì)對(duì)于上行情況來(lái)說(shuō)是很不準(zhǔn)確的；說(shuō)是很不準(zhǔn)確的； 解決上下行鏈路估計(jì)差錯(cuò)問(wèn)題的方法就是引入快速閉環(huán)功率控制。解決上下行鏈路估計(jì)差錯(cuò)問(wèn)題的方法就是引入快速閉環(huán)功率控制。 閉環(huán)功率控制就是對(duì)通信期間的上下行鏈路進(jìn)行快速功率調(diào)整，以閉環(huán)功率控制就是

23、對(duì)通信期間的上下行鏈路進(jìn)行快速功率調(diào)整，以便鏈路質(zhì)量收斂于目標(biāo)便鏈路質(zhì)量收斂于目標(biāo)SIR； 在在GSM系統(tǒng)，手機(jī)每系統(tǒng)，手機(jī)每480ms上報(bào)一次測(cè)量報(bào)告，功控的最快頻度不上報(bào)一次測(cè)量報(bào)告，功控的最快頻度不超過(guò)每秒超過(guò)每秒2次。次。GSM只能通過(guò)系統(tǒng)跳頻對(duì)抗快衰落；只能通過(guò)系統(tǒng)跳頻對(duì)抗快衰落； WCDMA采用快速功控，功控速度為采用快速功控，功控速度為1.5KHz，高于快衰落，從而，高于快衰落，從而保證了保證了 慢速運(yùn)動(dòng)時(shí)的移動(dòng)臺(tái)接收質(zhì)量。慢速運(yùn)動(dòng)時(shí)的移動(dòng)臺(tái)接收質(zhì)量。WCDMA功率控制功率控制p內(nèi)環(huán)功率控制內(nèi)環(huán)功率控制 上行內(nèi)環(huán)功率控制調(diào)整上行內(nèi)環(huán)功率控制調(diào)整UE的發(fā)射功率的發(fā)射功率，使基站接收

24、到的上行使基站接收到的上行鏈路的鏈路的SIR保持在一個(gè)給定的目標(biāo)值保持在一個(gè)給定的目標(biāo)值SIR附近附近，而而SIR則是由外則是由外環(huán)功率控制分別調(diào)整環(huán)功率控制分別調(diào)整 ； 基站對(duì)上行鏈路進(jìn)行測(cè)量得到信噪比估計(jì)值基站對(duì)上行鏈路進(jìn)行測(cè)量得到信噪比估計(jì)值SIRest ，然后根據(jù)，然后根據(jù)以下規(guī)則產(chǎn)生以下規(guī)則產(chǎn)生TPC命令命令 ： SIRest SIRtarget ：TPC命令為“0” 要求降低發(fā)射功率 SIRest FER目標(biāo)值：提高SIRtarge一個(gè)規(guī)定的步長(zhǎng) FER測(cè)量 FER目標(biāo)值：降低SIRtarge一個(gè)規(guī)定的步長(zhǎng)WCDMA功率控制功率控制p地址碼選擇地址碼選擇p功率控制功率控制p軟切換軟

25、切換p分集技術(shù)分集技術(shù)p智能天線智能天線p多用戶檢測(cè)多用戶檢測(cè)CDMA關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)p切換概念切換概念 定義：定義：指將一個(gè)正在進(jìn)行的呼叫從一個(gè)小區(qū)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)小區(qū)的過(guò)程，即呼叫通信時(shí)的服務(wù)小區(qū)改變過(guò)程。 切換分類切換分類 按MS與網(wǎng)絡(luò)之間連接建立釋放的情況，劃分切換類型； 硬切換：硬切換：硬切換過(guò)程中業(yè)務(wù)信道有瞬時(shí)中斷的現(xiàn)象 軟切換：軟切換： 軟切換過(guò)程中當(dāng)移動(dòng)基站開(kāi)始與一個(gè)新基站聯(lián)系時(shí)，并不立即中斷與原基站之間的通信。 更軟切換：更軟切換：一個(gè)基站內(nèi)小區(qū)間的軟切換。WCDMA軟切換軟切換p軟切換概念軟切換概念相同頻率的CDMA信道間的切換；軟切換時(shí)，移動(dòng)臺(tái)在中斷與舊小區(qū)的聯(lián)系前，先用相同

26、頻率建立與新小區(qū)的聯(lián)系；移動(dòng)臺(tái)可以同時(shí)與幾個(gè)小區(qū)的基站進(jìn)行通信，然后系統(tǒng)根據(jù)與各個(gè)基站通話的質(zhì)量，選擇誤幀率低，信號(hào)質(zhì)量好的信號(hào)傳送給CN。軟切換在兩個(gè)基站覆蓋區(qū)的交界處起到了業(yè)務(wù)信道的分集作用軟切換軟切換軟切換軟切換硬切換硬切換軟切換與硬切換的區(qū)別軟切換與硬切換的區(qū)別WCDMA軟切換軟切換WCDMA 軟切換處理方式軟切換處理方式p上下行采用不同的處理方式上下行采用不同的處理方式 MS：最大比合成（MRC） RNC：幀選擇p軟切換與更軟切換的區(qū)別軟切換與更軟切換的區(qū)別 更軟切換發(fā)生在同一個(gè)Node B里，分集信號(hào)在Node B做最大增益比合成； 軟切換發(fā)生在兩個(gè)Node B之間，分集信號(hào)由RN

27、C做選擇合并。p硬切換類型硬切換類型 包括同頻、異頻和異系統(tǒng)三種情況； FDD頻間切換 FDD/TDD切換 3G到2G的切換（WCDMA與GSM的切換） 注意：同頻之間不一定是軟切換。不存在Iur接口的不同RNC之間小區(qū)的同頻間切換也為硬切換；WCDMA軟切換軟切換pIntra Node B Intra Node B (Intra Cell) Intra Node B (Inter Cell)pInter Node B Inter Node B (Intra RNS) Inter Node B (Inter RNS with Iur) Inter Node B (Inter RNS witho

28、ut Iur)pInter URAN (different URAN types)pInter CN (same URAN types)pInter CN (different URAN types)pInter CN (different CN/URAN types)pIntra CN (UTRAN-GSM/GPRS)WCDMA軟切換軟切換p切換典型過(guò)程切換典型過(guò)程測(cè)量控制 測(cè)量報(bào)告 切換判決 切換執(zhí)行 新的測(cè)量控制；測(cè)量控制階段：網(wǎng)絡(luò)通過(guò)發(fā)送測(cè)量控制消息告訴UE進(jìn)行測(cè)量的參數(shù)；測(cè)量報(bào)告階段：UE給網(wǎng)絡(luò)發(fā)送測(cè)量報(bào)告消息；切換判斷階段：網(wǎng)絡(luò)根據(jù)測(cè)量報(bào)告作出切換判斷；切換執(zhí)行階段：UE和網(wǎng)絡(luò)走信

29、令流程，并根據(jù)信令消息作出響應(yīng)動(dòng)作。WCDMA 越區(qū)切換過(guò)程越區(qū)切換過(guò)程測(cè)量類型：測(cè)量類型：六類內(nèi)容；測(cè)量識(shí)別號(hào)：測(cè)量識(shí)別號(hào)：UTRAN修改或釋放測(cè)量時(shí)以及在UE的測(cè)量報(bào)告中將要使用的參考號(hào)；測(cè)量命令測(cè)量命令v 建立：建立：建立一個(gè)新的測(cè)量；v 修改：修改：修改以前定義的測(cè)量，例如改變報(bào)告的準(zhǔn)則；v 釋放：釋放：停止測(cè)量，清除在UE中與該測(cè)量有關(guān)的所有信息。測(cè)量目標(biāo)：測(cè)量目標(biāo)：UE的測(cè)量目標(biāo)和對(duì)應(yīng)的目標(biāo)信息；WCDMA 越區(qū)切換測(cè)量控制越區(qū)切換測(cè)量控制測(cè)量數(shù)量：測(cè)量數(shù)量：UE應(yīng)測(cè)的數(shù)量，同時(shí)包括測(cè)量的過(guò)濾；報(bào)告量：報(bào)告量：UE應(yīng)包括在報(bào)告中的數(shù)量；測(cè)量報(bào)告準(zhǔn)則：測(cè)量報(bào)告準(zhǔn)則：測(cè)量報(bào)告的觸發(fā)準(zhǔn)則

30、，如周期性的或時(shí)間觸發(fā)；報(bào)告模式：報(bào)告模式：指定UE是使用RLC的應(yīng)答還是非應(yīng)答數(shù)據(jù)傳輸模式發(fā)射測(cè)量報(bào)告。pUTRAN發(fā)送的測(cè)量控制消息內(nèi)容：發(fā)送的測(cè)量控制消息內(nèi)容：pUE 測(cè)量類型測(cè)量類型 頻內(nèi)測(cè)量：頻內(nèi)測(cè)量：在與激活集頻率相同的下行物理信道上進(jìn)行測(cè)量； 頻間測(cè)量：頻間測(cè)量：在與激活集頻率不同的下行物理信道上進(jìn)行測(cè)量； 系統(tǒng)間測(cè)量：系統(tǒng)間測(cè)量：在非UTRAN的另一個(gè)無(wú)線接入系統(tǒng)，如GSM的下行物理信道上進(jìn)行的測(cè)量； 業(yè)務(wù)量測(cè)量：業(yè)務(wù)量測(cè)量：上行鏈路業(yè)務(wù)量的測(cè)量； 質(zhì)量測(cè)量：質(zhì)量測(cè)量：質(zhì)量參數(shù)（如下行鏈路傳輸分組差錯(cuò)率）測(cè)量； 內(nèi)部測(cè)量：內(nèi)部測(cè)量：UE發(fā)射功率和UE接收信號(hào)電平的測(cè)量。WCDM

31、A軟切換軟切換p軟切換采用移動(dòng)臺(tái)輔助切換軟切換采用移動(dòng)臺(tái)輔助切換p軟切換是無(wú)縫切換軟切換是無(wú)縫切換p軟切換減小掉話或呼叫中斷概率軟切換減小掉話或呼叫中斷概率p軟切換移動(dòng)臺(tái)通過(guò)分集接收提高傳輸質(zhì)量軟切換移動(dòng)臺(tái)通過(guò)分集接收提高傳輸質(zhì)量,減少發(fā)送功率減少發(fā)送功率p軟切換需要占用更多的信道資源軟切換需要占用更多的信道資源p軟切換增加了設(shè)備的復(fù)雜性軟切換增加了設(shè)備的復(fù)雜性軟切換特點(diǎn)軟切換特點(diǎn)p導(dǎo)頻（導(dǎo)頻（PILOT_PN） 基站發(fā)射用作為移動(dòng)臺(tái)起導(dǎo)引作用的信號(hào)IS-95的導(dǎo)頻集的概念的導(dǎo)頻集的概念有效導(dǎo)頻集有效導(dǎo)頻集候選導(dǎo)頻集候選導(dǎo)頻集相鄰導(dǎo)頻集相鄰導(dǎo)頻集剩余導(dǎo)頻集剩余導(dǎo)頻集導(dǎo)頻集導(dǎo)頻集IS-95 軟切

32、換實(shí)現(xiàn)軟切換實(shí)現(xiàn)EC/I0T-ADDT-TROP時(shí)間范圍時(shí)間范圍小區(qū)小區(qū) A小區(qū)小區(qū) B小區(qū)小區(qū) C信號(hào)范圍信號(hào)范圍軟切換范圍軟切換范圍（1）（2）（3）（4） （5）（6）（7）增閥增閥降閥降閥 p概念概念UE中將測(cè)量小區(qū)導(dǎo)頻分成三類；Active Set （激活集）（激活集） 該導(dǎo)頻集對(duì)應(yīng)的小區(qū)正與UE進(jìn)行通信，在UE處被同時(shí)解調(diào)和相關(guān)合并。在FDD模式，就是軟切換和更軟切換中與UE進(jìn)行通信的小區(qū)。Monitored Set （監(jiān)視集）（監(jiān)視集） 除了Active Set 外，UE需要監(jiān)測(cè)的鄰區(qū)。Detected Set （檢測(cè)到集）（檢測(cè)到集） UE監(jiān)測(cè)到的所有小區(qū)WCDMA導(dǎo)頻集導(dǎo)頻集WCDMA軟切換實(shí)現(xiàn)軟切換實(shí)現(xiàn)小區(qū) 2 的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)到 ( 最好導(dǎo)頻最好導(dǎo)頻 Ec/I。 ( 報(bào)告門(mén)限報(bào)告門(mén)限 增加