WCDMA的基本原理及關(guān)鍵技術(shù)

1、WCDMAWCDMA系統(tǒng)的基本系統(tǒng)的基本原理及關(guān)鍵技術(shù)原理及關(guān)鍵技術(shù)中國(guó)聯(lián)通山西省分公司中國(guó)聯(lián)通山西省分公司移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)部移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)部 李翠萍李翠萍20092009年年1 1月月一、第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)概述一、第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)概述二、二、WCDMA系統(tǒng)的主要特點(diǎn)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)三、三、WCDMA的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)四、四、WCDMA系統(tǒng)的無(wú)線資源管理系統(tǒng)的無(wú)線資源管理五、五、WCDMA系統(tǒng)主要物理信道系統(tǒng)主要物理信道提綱提綱3G的三個(gè)主流標(biāo)準(zhǔn)的三個(gè)主流標(biāo)準(zhǔn)3G標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) WCDMA核心網(wǎng)絡(luò)：基于MAP TD-SCDMA核心網(wǎng)絡(luò)：基于MAP CDMA2000核心網(wǎng)絡(luò)：基于ANS

2、I-41三大國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)比較三大國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)比較(1)WCDMACDMA2000TD-SCDMA最小帶寬需求最小帶寬需求5MHZ1.25MHZ1.6MHZ擴(kuò)頻技術(shù)類型擴(kuò)頻技術(shù)類型直接序列擴(kuò)頻直接序列擴(kuò)頻CDMA直接序列擴(kuò)頻直接序列擴(kuò)頻CDMA時(shí)分同步時(shí)分同步CDMA雙工方式雙工方式FDDFDDTDD信道間隔信道間隔5MHZ1.25MHZ1.6MHZ碼片速率碼片速率3.84Mcps1.2288Mcps1.28Mcps幀長(zhǎng)幀長(zhǎng)10ms20ms10ms基站間同步基站間同步異步（不需異步（不需GPS)同步（需同步（需GPS)同步（主從）同步（主從）調(diào)制方式調(diào)制方式QPSK/BPSKQPSK/BPS

3、KQPSK/8PSK擴(kuò)頻因子擴(kuò)頻因子4-5124-2561-16反向信道結(jié)構(gòu)反向信道結(jié)構(gòu)導(dǎo)頻導(dǎo)頻/TPC/業(yè)務(wù)信道業(yè)務(wù)信道/信令信令/分組業(yè)務(wù)碼時(shí)分分組業(yè)務(wù)碼時(shí)分復(fù)用復(fù)用導(dǎo)頻導(dǎo)頻/控制信道控制信道/基本信道基本信道/補(bǔ)充信道碼復(fù)用補(bǔ)充信道碼復(fù)用導(dǎo)頻導(dǎo)頻/TPC/業(yè)務(wù)信道業(yè)務(wù)信道/信令信令/分組業(yè)務(wù)碼時(shí)分組業(yè)務(wù)碼時(shí)分復(fù)用分復(fù)用三大國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)比較三大國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)比較(2)WCDMACDMA2000TD-SCDMA同步檢測(cè)同步檢測(cè):前向前向 反向反向與導(dǎo)頻信號(hào)相干與導(dǎo)頻信號(hào)相干與導(dǎo)頻信號(hào)相干與導(dǎo)頻信號(hào)相干與導(dǎo)頻信號(hào)相干與導(dǎo)頻信號(hào)相干與導(dǎo)頻信號(hào)相干與導(dǎo)頻信號(hào)相干與下行導(dǎo)頻時(shí)隙相干與下行導(dǎo)頻時(shí)隙相

4、干與上行導(dǎo)頻時(shí)隙相干與上行導(dǎo)頻時(shí)隙相干下行信道導(dǎo)頻下行信道導(dǎo)頻公共導(dǎo)頻和專用導(dǎo)頻公共導(dǎo)頻和專用導(dǎo)頻(采采用導(dǎo)頻符號(hào)用導(dǎo)頻符號(hào),與其他數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)和控制信息時(shí)分復(fù)用和控制信息時(shí)分復(fù)用)公共導(dǎo)頻信道公共導(dǎo)頻信道(與其他業(yè)與其他業(yè)務(wù)和控制信道碼復(fù)用務(wù)和控制信道碼復(fù)用)導(dǎo)頻和其他信道時(shí)分導(dǎo)頻和其他信道時(shí)分復(fù)用復(fù)用上行信道導(dǎo)頻上行信道導(dǎo)頻導(dǎo)頻符號(hào)和導(dǎo)頻符號(hào)和TPC以及控制以及控制數(shù)據(jù)信息時(shí)分復(fù)用和數(shù)據(jù)信息時(shí)分復(fù)用和I/Q復(fù)用復(fù)用各信道碼分復(fù)用各信道碼分復(fù)用(有反向有反向?qū)ьl信道導(dǎo)頻信道)導(dǎo)頻和其他信道時(shí)分導(dǎo)頻和其他信道時(shí)分復(fù)用復(fù)用切換切換硬切換硬切換,軟切換軟切換,更軟切換更軟切換硬切換硬切換,軟切換

5、軟切換, 更軟切換更軟切換硬切換硬切換,接力切換接力切換功率控制速度功率控制速度1500HZ800HZ1400HZ語(yǔ)音編碼語(yǔ)音編碼自適應(yīng)多速率語(yǔ)音編碼自適應(yīng)多速率語(yǔ)音編碼AMR可變速率可變速率自適應(yīng)多速率語(yǔ)音編自適應(yīng)多速率語(yǔ)音編碼碼AMR業(yè)務(wù)信道編碼業(yè)務(wù)信道編碼卷積碼卷積碼,碼率碼率1/2或或1/3,高高速用速用TURBO卷積碼卷積碼,碼率碼率1/2或或1/3,高高速用速用TURBO卷積碼卷積碼,碼率碼率1/2或或1/3,高速用高速用TURBO控制信道編碼控制信道編碼卷積碼卷積碼,碼率為碼率為1/2前向前向:卷積碼卷積碼,碼率碼率1/4反向反向:卷積碼卷積碼,碼率為碼率為1/2卷積碼卷積碼,碼

6、率為碼率為1/2或或1/3;1/3TURBOIMT-2000的頻譜分配(MHz)中國(guó)中國(guó)3G3G移動(dòng)通信的頻譜分配移動(dòng)通信的頻譜分配60 MHzFDDTDD100 MHz15MHz 40 MHz 178518501755188019201980 201020252110217022002400 Satellite Empty Satellite 2300WCDMA+CDMA2000TD-SCDMA30 MHz WCDMA標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)繼承2G（GSM、GPRS）的所有業(yè)務(wù)和功能；核心分為電路域和分組域接入網(wǎng)引入WCDMA；核心和接入之間引入基于ATM的Iu接口。R99 R4 R5R62000

7、.32000.3 2001.32001.3 2002.62002.62005.122005.12 無(wú)線引入HSUPAMBMS框架結(jié)構(gòu)的研究繼承R99的所有業(yè)務(wù)和功能；電路域結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，控制與承載分離MSC采用MSC SERVER和MGW實(shí)現(xiàn)；電路域引入分組話音，支持多種承載方式TDM、ATM、IP。繼承R4的所有業(yè)務(wù)和功能；核心網(wǎng)引入IMS（IP多媒體域）；無(wú)線引入HSDPA。RAN向IP發(fā)展，增強(qiáng)的IP QOS。 R99 R99網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)R99R99網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)R99R99核心思想：核心思想：1. RAN1. RAN引入引入WCDMAWCDMA，基于，基于ATMATM承載替代承載

8、替代TDMTDM承載，采用承載，采用RANAPRANAP替代替代BSSAPBSSAP；2. CN CS2. CN CS部分繼承部分繼承GSMGSM，繼續(xù)采用，繼續(xù)采用TDMTDM承載；承載；3. CN PS3. CN PS繼承繼承GPRSGPRS的體制，提供了更高的應(yīng)用帶寬，可達(dá)的體制，提供了更高的應(yīng)用帶寬，可達(dá)384Kbps384Kbps； R99R99核心網(wǎng)側(cè)的主要特點(diǎn)和變化：核心網(wǎng)側(cè)的主要特點(diǎn)和變化：1. 1. 邏輯上劃分為邏輯上劃分為CSCS電路域和電路域和PSPS分組域分組域2. 2. 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和GSM/GPRSGSM/GPRS保持一致，核心網(wǎng)和接入網(wǎng)之間的保持一致，核心網(wǎng)

9、和接入網(wǎng)之間的IuIu接口引入接口引入ATMATM承載承載; ;3. 3. 電路域基于電路域基于TDMTDM承載技術(shù)，信令是基于承載技術(shù)，信令是基于7 7號(hào)信令體系的號(hào)信令體系的RANAP, RANAP, MAP,ISUP/TUPMAP,ISUP/TUP； 4. 4. 分組域基于分組域基于GPRSGPRS技術(shù)，技術(shù)，GTPGTP隧道延伸到接入網(wǎng)；隧道延伸到接入網(wǎng)；5. 5. 充分考慮充分考慮UMTS/GSMUMTS/GSM系統(tǒng)間互操作系統(tǒng)間互操作, ,包括系統(tǒng)間切換和漫游的考慮；包括系統(tǒng)間切換和漫游的考慮；6. 6. 系統(tǒng)安全性的增強(qiáng)，鑒權(quán)三元組增強(qiáng)到鑒權(quán)五元組，增加終端對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全性的增強(qiáng)

10、，鑒權(quán)三元組增強(qiáng)到鑒權(quán)五元組，增加終端對(duì)網(wǎng)絡(luò)的鑒權(quán)以及內(nèi)容的完整性保護(hù)等安全功能；的鑒權(quán)以及內(nèi)容的完整性保護(hù)等安全功能；7. TC7. TC單元要求放置在核心網(wǎng)側(cè)。單元要求放置在核心網(wǎng)側(cè)。R4R4網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)n 核心網(wǎng)電路域引入軟交換架構(gòu)核心網(wǎng)電路域引入軟交換架構(gòu)R4R4網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)R4R4核心思想：核心思想：1. 1. 核心網(wǎng)電路域引入承載和控制分離的軟交換架構(gòu)；核心網(wǎng)電路域引入承載和控制分離的軟交換架構(gòu)；2. 2. 核心網(wǎng)電路域支持核心網(wǎng)電路域支持TDM/IP/ATMTDM/IP/ATM承載。承載。R4R4核心網(wǎng)側(cè)的主要特點(diǎn)和變化：核心網(wǎng)側(cè)的主要特點(diǎn)和變化：1. R41. R4標(biāo)準(zhǔn)

11、是標(biāo)準(zhǔn)是R99R99標(biāo)準(zhǔn)的超集，反向兼容標(biāo)準(zhǔn)的超集，反向兼容R99R99網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)；2. 2. 電路域引入基于軟交換的控制和承載分離構(gòu)電路域引入基于軟交換的控制和承載分離構(gòu)架；架；3. R43. R4電路域支持電路域支持TDM /ATM /IPTDM /ATM /IP承載；承載；4. 4. 基于基于IPIP承載，承載，R4R4支持支持SIGTRANSIGTRAN信令；信令；5. 5. 基于基于ATMATM、IPIP承載承載R4R4支持支持BICCBICC實(shí)現(xiàn)局間互通；實(shí)現(xiàn)局間互通；6. 6. 引入引入TrFOTrFO功能，節(jié)省傳輸帶寬；功能，節(jié)省傳輸帶寬；7. R47. R4標(biāo)準(zhǔn)引入新的業(yè)務(wù)與

12、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基本無(wú)關(guān)；標(biāo)準(zhǔn)引入新的業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基本無(wú)關(guān)；8. R48. R4對(duì)對(duì)MMSMMS、LCSLCS、OSAOSA、STREAMSTREAM等業(yè)務(wù)做了增強(qiáng)，等業(yè)務(wù)做了增強(qiáng)，但其業(yè)務(wù)架構(gòu)同樣適用于但其業(yè)務(wù)架構(gòu)同樣適用于R99R99的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。R5R5網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)u無(wú)線側(cè)：引入無(wú)線側(cè)：引入HSDPAHSDPA技術(shù)，下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率最大可達(dá)技術(shù)，下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率最大可達(dá)14.4Mb/s14.4Mb/s；u核心網(wǎng)側(cè)：引入核心網(wǎng)側(cè)：引入IMSIMS。R5R5網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)R5核心思想：核心思想：1. 繼承R4階段的CS、PS；2. 在PS域疊加以SIP協(xié)議為核心的IMS域（IP

13、多媒體）；3. 基于IMS控制和PS承載完成對(duì)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務(wù)的融合4. IMS被人為下一代NGN標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)固定業(yè)務(wù)的全面融合R5核心網(wǎng)側(cè)的主要特點(diǎn)和變化：核心網(wǎng)側(cè)的主要特點(diǎn)和變化：1. R5引入IP多媒體域IMS，在IMS域?qū)崿F(xiàn)全業(yè)務(wù)的融合思路；2. IMS域?yàn)榀B加域，在R99、R4的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下均可以提前引入；3. 基于IETF制訂的SIP實(shí)現(xiàn)多媒體呼叫建立，更改和終結(jié)的信令協(xié)議；4. IMS業(yè)務(wù)提供可以充分發(fā)揮強(qiáng)大的IP領(lǐng)域的資源；5. 引入可選的IPv6機(jī)制，解決用戶IP地址的問(wèn)題以及Qos問(wèn)題；6. 引入HSS ，在傳統(tǒng)HLR 的用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)基礎(chǔ)上，擴(kuò)展用戶的Profile

14、信息提供IMS業(yè)務(wù)，甚至包括用戶的業(yè)務(wù)邏輯，支持Diameter， XML 協(xié)議等R6網(wǎng)絡(luò)的主要特性：網(wǎng)絡(luò)的主要特性：采用采用HSUPAHSUPA技術(shù)，上行速率提高到技術(shù)，上行速率提高到5.76Mb/s5.76Mb/sR7網(wǎng)絡(luò)的主要特性網(wǎng)絡(luò)的主要特性:采用采用HSPA，在上下行引入高階調(diào)制，在上下行引入高階調(diào)制，MIMO下行速率提到到下行速率提到到28Mbps，上行速率提高到，上行速率提高到11Mbps R8網(wǎng)絡(luò)的主要特性網(wǎng)絡(luò)的主要特性: WCDMA R8，也就是，也就是WCDMA LTE（Long term evolution） 空口的接入技術(shù)由原來(lái)的空口的接入技術(shù)由原來(lái)的CDMA改為改為O

15、FDM上上/下行速率達(dá)到下行速率達(dá)到50Mbps/100Mbps，而帶寬是，而帶寬是20MHz 減少回路時(shí)延，提高減少回路時(shí)延，提高QosWCDMA R6和后期網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和后期網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展歷程標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展歷程移動(dòng)寬帶化是后續(xù)演進(jìn)趨勢(shì)移動(dòng)寬帶化是后續(xù)演進(jìn)趨勢(shì)提綱提綱一、第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)概述一、第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)概述二、二、WCDMA系統(tǒng)的主要特點(diǎn)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)三、三、WCDMA的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)四、四、WCDMA系統(tǒng)的無(wú)線資源管理系統(tǒng)的無(wú)線資源管理五、五、WCDMA系統(tǒng)主要物理信道系統(tǒng)主要物理信道WCDMA系統(tǒng)的主要特點(diǎn)系

16、統(tǒng)的主要特點(diǎn)WCDMA具有支持多媒體業(yè)務(wù)的能力由于WCDMA系統(tǒng)的高帶寬，因此WCDMA能夠支持從語(yǔ)音到數(shù)據(jù)到多媒體的業(yè)務(wù)，同時(shí)支持并發(fā)業(yè)務(wù)的通信?？焖僖苿?dòng)環(huán)境，最高速率達(dá)144kb/s; 室外步行環(huán)境，最高速率達(dá)384kb/s；HSDPA提供下行速率14.4Mb/sMb/s提供上行速率5.76Mb/sMb/sHSUPAWCDMA系統(tǒng)的主要特點(diǎn)系統(tǒng)的主要特點(diǎn) WCDMA是一個(gè)自干擾系統(tǒng)是一個(gè)自干擾系統(tǒng) 碼信道之間的非正交產(chǎn)生多址干擾，存在功率碼信道之間的非正交產(chǎn)生多址干擾，存在功率攀升現(xiàn)象。攀升現(xiàn)象。 WCDMA網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) 會(huì)議室會(huì)議室碼信道傳輸碼信道傳輸 用方言交談?dòng)梅窖越徽勑诺拦β市诺拦β?

17、說(shuō)話聲音說(shuō)話聲音保證信道質(zhì)量保證信道質(zhì)量 聽(tīng)清對(duì)話聽(tīng)清對(duì)話信道功率增加信道功率增加 談話聲音提高談話聲音提高功率攀升功率攀升 大家都提高聲音大家都提高聲音超過(guò)線性范圍崩潰超過(guò)線性范圍崩潰 喊破喉嚨，仍然聽(tīng)不清喊破喉嚨，仍然聽(tīng)不清WCDMA系統(tǒng)的主要特點(diǎn)系統(tǒng)的主要特點(diǎn) GSMGSM系統(tǒng)系統(tǒng)覆蓋和容量都是確定的 GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋主要決定于發(fā)射功 率，基站發(fā)射或終端發(fā)射功率一 旦確定，那么基站的覆蓋半徑也 相應(yīng)確定； 網(wǎng)絡(luò)容量主要取決于載頻數(shù)，一 個(gè)載頻所能承載的信道數(shù)是固定 的覆蓋和容量沒(méi)有直接關(guān)系WCDMAWCDMA系統(tǒng)系統(tǒng)容量覆蓋 負(fù)載增加，容量增大，干擾增加，覆蓋減?。ㄐ^(qū)呼吸）質(zhì)量容量 通過(guò)

18、降低部分連接的質(zhì)量，可以提高系統(tǒng)容量質(zhì)量覆蓋 通過(guò)降低部分連接的質(zhì)量，可以增加覆蓋能力n WCDMA WCDMA系統(tǒng)是軟容量、軟覆蓋的系統(tǒng)系統(tǒng)是軟容量、軟覆蓋的系統(tǒng)WCDMA系統(tǒng)的主要特點(diǎn)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)軟容量軟容量軟覆蓋軟覆蓋WCDMA系統(tǒng)的主要特點(diǎn)導(dǎo)頻污染導(dǎo)頻污染W(wǎng)CDMA系統(tǒng)的主要特點(diǎn)WCDMA系統(tǒng)的頻率復(fù)用系數(shù)為系統(tǒng)的頻率復(fù)用系數(shù)為1WCDMA系統(tǒng)采用CDMA 技術(shù)。通過(guò)擾碼和正交碼 區(qū)分小區(qū)和用戶；在網(wǎng)絡(luò) 規(guī)劃中，不需要進(jìn)行頻率 規(guī)劃，但需要擾碼規(guī)劃； GSM采用TDMA技術(shù)， 不同用戶用不同頻率和不 同時(shí)隙區(qū)分；在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 時(shí)，需要進(jìn)行頻率規(guī)劃。區(qū)區(qū) 別別提綱提綱一、第三代移動(dòng)通信系

19、統(tǒng)概述一、第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)概述二、二、WCDMA系統(tǒng)的主要特點(diǎn)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)三、三、WCDMA的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)四、四、WCDMA系統(tǒng)無(wú)線資源管理系統(tǒng)無(wú)線資源管理五、五、WCDMA系統(tǒng)主要物理信道系統(tǒng)主要物理信道三、三、WCDMAWCDMA的關(guān)鍵技術(shù)及基本原理的關(guān)鍵技術(shù)及基本原理1、編碼技術(shù)、編碼技術(shù)2、碼分多址技術(shù)、碼分多址技術(shù)3、擴(kuò)頻技術(shù)、擴(kuò)頻技術(shù)4、RAKE接收技術(shù)接收技術(shù)5、多用戶檢測(cè)技術(shù)、多用戶檢測(cè)技術(shù)6、智能天線技術(shù)、智能天線技術(shù)1、編碼技術(shù)、編碼技術(shù)u CDMA CDMA原理圖原理圖編碼技術(shù)編碼技術(shù)信源編碼信源編碼u 信源編碼的目的是通過(guò)壓縮編碼來(lái)去掉信號(hào)

20、源中的冗余成分，以達(dá)到壓縮碼率和帶寬，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的有效傳輸；u 最常用的信源編碼是PCM，它采用A律波形編碼。分為取樣、量化和編碼三步；一路語(yǔ)音信號(hào)編碼后的速率為64Kb/s;u 移動(dòng)通信中如果采用PCM編碼技術(shù)，則傳一路話音信號(hào)需要64K帶寬，傳8路話音需要512K帶寬。對(duì)于1個(gè)頻點(diǎn)只有200KHZ帶寬的GSM系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，會(huì)造成頻率資源的浪費(fèi)，因此GSM系統(tǒng)中采用GMSK編碼技術(shù)，編碼后的速率為13Kb/s；第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中，不僅要支持語(yǔ)音通信，還要支持多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，因此必須采用更加先進(jìn)的編碼技術(shù)。在WCDMA中，采用了自適應(yīng)多速率語(yǔ)音編碼（AMR）技術(shù)。它支持8種編碼速率：12.2、10

21、.2、7.95、7.4、6.7、5.9、5.15和4.75Kb/s.編碼技術(shù)編碼技術(shù)信道編碼目的信道編碼目的：使接收機(jī)能夠檢測(cè)和糾正由于傳輸媒介帶來(lái)的信號(hào)誤差。同時(shí)在原數(shù)據(jù)流中加入冗余信息，提高數(shù)據(jù)傳輸速率。 無(wú)糾錯(cuò)編碼：無(wú)糾錯(cuò)編碼： BER10-1 10-2不能滿足通信需要卷積編碼：卷積編碼： BER10-3滿足語(yǔ)音通信需要Turbo 碼：碼： BER10-6滿足數(shù)據(jù)通信需要n信道編碼的特點(diǎn)信道編碼的特點(diǎn)信道編碼技術(shù)是通過(guò)給原數(shù)據(jù)添加冗余信息，從而獲得糾錯(cuò)能力目前使用較多的是卷積編碼和Turbo編碼（1/2，1/3）使用編碼增加了無(wú)效負(fù)荷和傳輸時(shí)間適合糾正非連續(xù)的少量錯(cuò)誤編碼技術(shù)編碼技術(shù)信道

22、編碼信道編碼床前明月光春眠不覺(jué)曉白發(fā)三千丈紅豆生南國(guó)床床前前明明月月光光春春眠眠不不覺(jué)覺(jué)曉曉白白發(fā)發(fā)三三千千丈丈紅紅豆豆生生南南國(guó)國(guó)床？前前明明月月光光春春眠眠？不覺(jué)覺(jué)曉曉白白發(fā)發(fā)三三？千丈？紅紅豆豆生生南？國(guó)國(guó)編碼技術(shù)編碼技術(shù) 卷積碼卷積碼 譯碼簡(jiǎn)單（Viterbi算法），時(shí)延較短，適用于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) ； 誤碼率較高（一般在10-3）。編碼速率為1/2和1/3。 TURBO TURBO 碼碼 譯碼復(fù)雜（LOGMAP算法），時(shí)延較長(zhǎng)； 誤碼率低（可以達(dá)到106 ）。編碼速率為1/3 適合對(duì)誤碼率敏感，而對(duì)時(shí)延不敏感的非實(shí)時(shí)分組業(yè)務(wù)編碼技術(shù)編碼技術(shù)交織編碼技術(shù)交織編碼技術(shù)時(shí)間幅度到譯碼

23、器到譯碼器原始數(shù)據(jù)1 2 3 4 5 6 7 8 9交織矩陣交織矩陣1 2 34 5 67 8 9發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī)交織后的數(shù)據(jù)1 4 7 2 5 8 3 6 9射頻傳輸信道經(jīng)過(guò)空中傳輸后的交織數(shù)據(jù)1 4 7 2 5 8 3 6 9集中差錯(cuò)集中差錯(cuò)De-Interleaving Matrix1 2 34 5 67 8 9解交織后的數(shù)據(jù)1 2 3 4 5 6 7 8 9接收機(jī)接收機(jī)差錯(cuò)分配差錯(cuò)分配優(yōu)點(diǎn)交織技術(shù)是改變數(shù)據(jù)流的傳輸順序，將突發(fā)的錯(cuò)誤隨機(jī)化。提高糾錯(cuò)編碼的有效性。缺點(diǎn)：由于改變了數(shù)據(jù)流的傳輸順序，必須要等整個(gè)數(shù)據(jù)塊接收后才能糾錯(cuò)加大了處理延時(shí)，因此交織深度應(yīng)根據(jù)不同的業(yè)務(wù)要求選擇。信道編碼和

24、交織技術(shù)的結(jié)合使用信道編碼和交織技術(shù)的結(jié)合使用床前明月光春眠不覺(jué)曉白發(fā)三千丈紅豆生南國(guó)床床前前明明月月光光春春眠眠不不覺(jué)覺(jué)曉曉白白發(fā)發(fā)三三千千丈丈紅紅豆豆生生南南國(guó)國(guó)床春白紅床春白紅前眠發(fā)豆前眠發(fā)豆明不三生明不三生月覺(jué)千南月覺(jué)千南光曉丈國(guó)光曉丈國(guó)床春白紅？前眠發(fā)豆明不三生明不三生月覺(jué)千南月覺(jué)千南光曉丈國(guó)光曉丈國(guó)床？前明明月月光光春？眠不不覺(jué)覺(jué)曉曉白？發(fā)三三千千丈丈紅？豆生生南南國(guó)國(guó)編碼交織去交織解碼突發(fā)錯(cuò)誤三、三、WCDMA的關(guān)鍵技術(shù)及基本原理的關(guān)鍵技術(shù)及基本原理1、編碼技術(shù)、編碼技術(shù)2、碼分多址技術(shù)、碼分多址技術(shù)3、擴(kuò)頻技術(shù)、擴(kuò)頻技術(shù)4、RAKE接收技術(shù)接收技術(shù)5、多用戶檢測(cè)技術(shù)、多用戶檢測(cè)

25、技術(shù)6、智能天線技術(shù)、智能天線技術(shù)2、碼分多址技術(shù)、碼分多址技術(shù)FDMAFDMA是采用頻分的多址技術(shù)是采用頻分的多址技術(shù). .業(yè)務(wù)信道在業(yè)務(wù)信道在不同頻段分配給不同的用戶。不同頻段分配給不同的用戶。TDMATDMA是采用時(shí)分的多址技術(shù)。業(yè)務(wù)信道在是采用時(shí)分的多址技術(shù)。業(yè)務(wù)信道在不同的時(shí)間片段分配給不同的用戶。不同的時(shí)間片段分配給不同的用戶。CDMACDMA是采用擴(kuò)頻的碼分多址技術(shù)。所有是采用擴(kuò)頻的碼分多址技術(shù)。所有用戶在同一時(shí)間、同一頻段上、根據(jù)不用戶在同一時(shí)間、同一頻段上、根據(jù)不同的編碼獲得業(yè)務(wù)信道。同的編碼獲得業(yè)務(wù)信道。常見(jiàn)的多址技術(shù)常見(jiàn)的多址技術(shù)碼分多址技術(shù)碼分多址技術(shù)WCDMA系統(tǒng)系統(tǒng)

26、PNPN碼（擾碼）碼（擾碼） GOLD序列序列 擾碼每擾碼每10ms重復(fù)一次，長(zhǎng)度重復(fù)一次，長(zhǎng)度38400chips 上行物理信道，可用的擾碼分為長(zhǎng)擾碼和上行物理信道，可用的擾碼分為長(zhǎng)擾碼和短擾碼，共有短擾碼，共有224-1個(gè)長(zhǎng)擾碼和個(gè)長(zhǎng)擾碼和224個(gè)短擾碼個(gè)短擾碼 下行物理信道，可以產(chǎn)生下行物理信道，可以產(chǎn)生218-1=262143個(gè)個(gè)擾碼，但只用了擾碼，但只用了0-8191號(hào)的擾碼號(hào)的擾碼正交碼（信道化碼）正交碼（信道化碼） OVSF碼碼 定義：定義：C CCh,SF,kCh,SF,k描述信道碼，描述信道碼，SFSF表示擴(kuò)頻因表示擴(kuò)頻因子子 K為碼號(hào)為碼號(hào) PN擾碼和正交碼擾碼和正交碼共同

27、使用共同使用FrequencyCode Division Multiple AccessSpreadSpectrumMultipleAccessUser 1User 2User 3.碼分多址技術(shù)碼分多址技術(shù)擴(kuò)頻包括兩個(gè)操作擴(kuò)頻包括兩個(gè)操作 信道化操作，它使數(shù)據(jù)符號(hào)變?yōu)榇a片，并增加信號(hào)帶寬信道化操作，它使數(shù)據(jù)符號(hào)變?yōu)榇a片，并增加信號(hào)帶寬，每符號(hào)的碼片稱為擴(kuò)頻因子（，每符號(hào)的碼片稱為擴(kuò)頻因子（SF)，可以通過(guò)它與，可以通過(guò)它與OVSF相乘得到相乘得到 擾碼操作，它作用在擴(kuò)頻信號(hào)上擾碼操作，它作用在擴(kuò)頻信號(hào)上3.84MChip/S3.84MChip/S3.84MChip/S3.84MChip/S碼分

28、多址技術(shù)碼分多址技術(shù)擴(kuò)頻碼的產(chǎn)生（擴(kuò)頻碼的產(chǎn)生（OVSF碼樹(shù)型結(jié)構(gòu)圖）碼樹(shù)型結(jié)構(gòu)圖）碼分多址技術(shù)碼分多址技術(shù)SF=8SF=32SF=16 分配碼的前提：分配碼的前提：要保證其到樹(shù)根路徑上和其子樹(shù)上沒(méi)有其它碼被分要保證其到樹(shù)根路徑上和其子樹(shù)上沒(méi)有其它碼被分配；配； 分配碼的結(jié)果：分配碼的結(jié)果：分配的分配的OVSF碼如果不合理，則會(huì)阻塞掉其子樹(shù)上碼如果不合理，則會(huì)阻塞掉其子樹(shù)上的所有低速擴(kuò)頻碼和其到根路徑上的高速擴(kuò)頻碼；的所有低速擴(kuò)頻碼和其到根路徑上的高速擴(kuò)頻碼； 紅色代表已分配的碼字； 蘭色代表由于低速擴(kuò)頻因子碼字被分配而阻塞掉的高速擴(kuò)頻因子碼字碼分多址技術(shù)碼分多址技術(shù)擴(kuò)頻碼的分配擴(kuò)頻碼的分配4

29、倍數(shù)據(jù)速率的用戶倍數(shù)據(jù)速率的用戶 = 不能使用的碼空間不能使用的碼空間480 kb/s480 kb/s480 kb/s480 kb/s1.92 Mb/s1111011111100101010011111111111110000110011001100001110101010101001011001100110010110碼片速率碼片速率 = 3.840 Mcps例：例：5 5個(gè)用戶時(shí)擴(kuò)頻碼的分配個(gè)用戶時(shí)擴(kuò)頻碼的分配SF=1SF=1SF=2SF=2SF=4SF=4SF=8SF=8碼分多址技術(shù)碼分多址技術(shù)下行鏈路不同擴(kuò)頻因子對(duì)應(yīng)的用戶數(shù)據(jù)速率及信道容量下行鏈路不同擴(kuò)頻因子對(duì)應(yīng)的用戶數(shù)據(jù)速率及信道容

30、量DPDCH擴(kuò)頻因擴(kuò)頻因子子業(yè)務(wù)速率業(yè)務(wù)速率(kb/s)理論上同時(shí)提供的最理論上同時(shí)提供的最大信道數(shù)大信道數(shù)實(shí)際系統(tǒng)同時(shí)提供實(shí)際系統(tǒng)同時(shí)提供的業(yè)務(wù)信道數(shù)（的業(yè)務(wù)信道數(shù)（50%負(fù)荷）負(fù)荷）12812.212850個(gè)左右個(gè)左右64646430個(gè)左右個(gè)左右16128K168個(gè)左右個(gè)左右838484個(gè)左右個(gè)左右碼分多址技術(shù)碼分多址技術(shù)OC1, OC2OC3, OC4OC5, OC6, OC7OC1 , OC2, OC3OC1, OC2OC1, OC2, OC3, OC4下行下行: : 正交碼用于區(qū)分從單個(gè)基站來(lái)的數(shù)據(jù)信道正交碼用于區(qū)分從單個(gè)基站來(lái)的數(shù)據(jù)信道上行上行: : 正交碼用于區(qū)分從單個(gè)手機(jī)來(lái)的數(shù)

31、據(jù)信道正交碼用于區(qū)分從單個(gè)手機(jī)來(lái)的數(shù)據(jù)信道n 擴(kuò)頻碼的作用擴(kuò)頻碼的作用碼分多址技術(shù)碼分多址技術(shù)PN3PN4PN5PN6PN1PN1基站基站 “1”采用采用PN碼碼1發(fā)射發(fā)射PN2PN2基站基站 “2”采用采用PN碼碼2發(fā)射發(fā)射下行下行: : PN PN 碼用于區(qū)分不同的小區(qū)碼用于區(qū)分不同的小區(qū)上行上行: : PN PN 碼用于區(qū)分不同的手機(jī)碼用于區(qū)分不同的手機(jī)n 擾碼的作用擾碼的作用碼分多址技術(shù)碼分多址技術(shù)u擾碼的數(shù)量擾碼的數(shù)量碼分多址技術(shù)碼分多址技術(shù)主擾碼主擾碼碼分多址技術(shù)碼分多址技術(shù)擾碼規(guī)劃擾碼規(guī)劃組別組別宏蜂窩宏蜂窩微蜂窩微蜂窩室內(nèi)覆蓋室內(nèi)覆蓋Group0SC0SC1SC2SC3SC4S

32、C5SC6SC7Group1SC8SC9SC10SC11SC12SC13SC14SC15Group2SC16SC17SC18SC19SC20SC21SC22SC23Group63SC505SC506SC507SC508SC509SC510SC511SC5121、編碼技術(shù)、編碼技術(shù)2、碼分多址技術(shù)、碼分多址技術(shù)3、擴(kuò)頻技術(shù)、擴(kuò)頻技術(shù)4、RAKE接收技術(shù)接收技術(shù)5、多用戶檢測(cè)技術(shù)、多用戶檢測(cè)技術(shù)6、智能天線技術(shù)、智能天線技術(shù)三、三、WCDMAWCDMA的關(guān)鍵技術(shù)及基本原理的關(guān)鍵技術(shù)及基本原理3、擴(kuò)頻技術(shù)、擴(kuò)頻技術(shù)擴(kuò)頻碼擴(kuò)頻碼擴(kuò)頻碼擴(kuò)頻碼積分合并積分合并窄帶信號(hào)窄帶信號(hào)fP(f)寬帶信號(hào)寬帶信號(hào)P(

33、f)f噪聲噪聲P(f)f噪聲噪聲+寬帶信號(hào)寬帶信號(hào)P(f)f低通濾波分離信號(hào)與噪聲低通濾波分離信號(hào)與噪聲P(f)fu擴(kuò)頻通信原理擴(kuò)頻通信原理u擴(kuò)頻通信就是將信號(hào)的頻譜展寬后進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)u其理論解釋為Shannon定理：C=Wlog2(1+S/N)擴(kuò)頻技術(shù)擴(kuò)頻技術(shù)擴(kuò)頻的種類擴(kuò)頻的種類直接擴(kuò)頻（直接擴(kuò)頻（DSSS） 通過(guò)將偽噪聲序列與基帶脈沖數(shù)據(jù)相乘來(lái)擴(kuò)展基帶數(shù)據(jù)，其偽噪聲通過(guò)將偽噪聲序列與基帶脈沖數(shù)據(jù)相乘來(lái)擴(kuò)展基帶數(shù)據(jù)，其偽噪聲序列由偽噪聲生成器產(chǎn)生序列由偽噪聲生成器產(chǎn)生 誤碼率受限于多址干擾和遠(yuǎn)近效應(yīng)的影響誤碼率受限于多址干擾和遠(yuǎn)近效應(yīng)的影響 用功率控制來(lái)克服遠(yuǎn)近效應(yīng)，受限于功率檢測(cè)的精度用

34、功率控制來(lái)克服遠(yuǎn)近效應(yīng)，受限于功率檢測(cè)的精度 WCDMA采用的是直接擴(kuò)頻方式采用的是直接擴(kuò)頻方式 跳頻擴(kuò)頻（跳頻擴(kuò)頻（FH-SS） 數(shù)據(jù)以發(fā)射機(jī)的載波頻率跳變的方式發(fā)送到表面上隨機(jī)的信道中數(shù)據(jù)以發(fā)射機(jī)的載波頻率跳變的方式發(fā)送到表面上隨機(jī)的信道中 每個(gè)信道上，在發(fā)射機(jī)再次跳頻之前，數(shù)據(jù)用傳統(tǒng)的窄帶調(diào)制方式每個(gè)信道上，在發(fā)射機(jī)再次跳頻之前，數(shù)據(jù)用傳統(tǒng)的窄帶調(diào)制方式發(fā)送一些小的突發(fā)發(fā)送一些小的突發(fā) 無(wú)遠(yuǎn)近效應(yīng)的影響，因?yàn)槎鄠€(gè)用戶不會(huì)同時(shí)使用同一頻率無(wú)遠(yuǎn)近效應(yīng)的影響，因?yàn)槎鄠€(gè)用戶不會(huì)同時(shí)使用同一頻率擴(kuò)頻技術(shù)擴(kuò)頻技術(shù)輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)+1-1+1+1-1+1歸一化歸一化+1 1 +1 +1 1 -1 +1

35、 -1+1 1 +1 +1 1 -1 +1 -1+1 1 +1 +1 1 -1 +1 -1發(fā)射用正交發(fā)射用正交 碼碼+8-8+8積分結(jié)果積分結(jié)果+1 1 +1 +1 1 -1 +1 -1-1 +1 -1 -1 +1 +1 -1 +1+1 1 +1 +1 1 -1 +1 -1發(fā)射序列發(fā)射序列=+1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1-1 1 1 1 1 1 1 -1+1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1=+1 1 +1 +1 1 -1 +1 -1+1 1 +1 +1 1 -1 +1 -1+1 1 +1 +1 1 -1 +1 -1接收用接收用P正交碼正交碼xxx發(fā)射發(fā)射接收接收碼的相

36、關(guān)特性碼的相關(guān)特性情況情況 I: I: 正交碼自相關(guān)正交碼自相關(guān)在相同時(shí)間偏移用相同碼發(fā)射和接收在相同時(shí)間偏移用相同碼發(fā)射和接收擴(kuò)頻技術(shù)擴(kuò)頻技術(shù)輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)+1-1+1+1 1 +1 +1 1 -1 +1 -1+1 1 +1 +1 1 -1 +1 -1+1 1 +1 +1 1 -1 +1 -1+1 1 +1 +1 1 -1 +1 -1-1 +1 -1 -1 +1 +1 -1 +1+1 1 +1 +1 1 -1 +1 -1-1 +1 1 +1 +1 1 -1 +1+1 -1 +1 1 +1 +1 1 -1-1 +1 +1 +1 1 -1 +1 +1-1 1 1 +1 1 +1 1 -1-1

37、1 1 +1 +1 +1 +1 -1-1 1 +1 +1 +1 +1 +1 -1發(fā)射用正交發(fā)射用正交 碼碼發(fā)射序列發(fā)射序列接收正交接收正交 碼碼-402積分結(jié)果積分結(jié)果-0.500.25歸一化歸一化碼的相關(guān)特性情況情況 II: II: 正交碼互相關(guān)正交碼互相關(guān)接收和發(fā)射用不同碼接收和發(fā)射用不同碼=xxx=發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī)接收機(jī)接收機(jī)擴(kuò)頻增益擴(kuò)頻增益=10lg=10lg（擴(kuò)頻后的信號(hào)帶寬（擴(kuò)頻后的信號(hào)帶寬/ /原始信息速率原始信息速率）擴(kuò)頻技術(shù)擴(kuò)頻技術(shù)u WCDMAWCDMA系統(tǒng)擴(kuò)頻帶寬為系統(tǒng)擴(kuò)頻帶寬為3.84MHZ3.84MHZ AMR 12.2K AMR 12.2K的語(yǔ)音業(yè)務(wù)的語(yǔ)音業(yè)務(wù) 擴(kuò)頻增益

38、擴(kuò)頻增益=10lg(3840/12.2)=25dB=10lg(3840/12.2)=25dB CS 64K CS 64K的可視電話的可視電話 擴(kuò)頻增益擴(kuò)頻增益=10lg(3840/64)=17dB=10lg(3840/64)=17dB PS 144k PS 144k的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 擴(kuò)頻增益擴(kuò)頻增益=10lg(3840/144)=14dB=10lg(3840/144)=14dB PS 384K PS 384K的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 擴(kuò)頻增益擴(kuò)頻增益=10lg(3840/144)=10dB=10lg(3840/144)=10dBu 擴(kuò)頻增益對(duì)系統(tǒng)的影響擴(kuò)頻增益對(duì)系統(tǒng)的影響 擴(kuò)頻增益的存在使擴(kuò)頻

39、增益的存在使CDMACDMA技術(shù)具有了和技術(shù)具有了和FDMA/TDMAFDMA/TDMA不同的特征不同的特征 擴(kuò)頻增益使擴(kuò)頻增益使CDMACDMA系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，保密性好，所以說(shuō)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，保密性好，所以說(shuō)CDMACDMA系統(tǒng)綠色、安全、環(huán)保系統(tǒng)綠色、安全、環(huán)保 擴(kuò)頻增益也影響不同速率業(yè)務(wù)的鏈路損耗，從而影響不同業(yè)務(wù)覆擴(kuò)頻增益也影響不同速率業(yè)務(wù)的鏈路損耗，從而影響不同業(yè)務(wù)覆蓋半徑。速率越高，覆蓋半徑越?。环粗?，覆蓋半徑越大。蓋半徑。速率越高，覆蓋半徑越??；反之，覆蓋半徑越大。1、編碼技術(shù)、編碼技術(shù)2、碼分多址技術(shù)、碼分多址技術(shù)3、擴(kuò)頻技術(shù)、擴(kuò)頻技術(shù)4、RAKE接收技術(shù)接

40、收技術(shù)5、多用戶檢測(cè)技術(shù)、多用戶檢測(cè)技術(shù)6、智能天線技術(shù)、智能天線技術(shù)三、三、WCDMAWCDMA的關(guān)鍵技術(shù)及基本原理的關(guān)鍵技術(shù)及基本原理 4、 RAKERAKE接收技術(shù)接收技術(shù)時(shí)間接收信號(hào)強(qiáng)度發(fā)射信號(hào)4 4、RAKERAKE接收技術(shù)接收技術(shù)u 由于無(wú)線傳輸中存在多徑效應(yīng)，如果不加以處理，會(huì)對(duì)正常的接收造成干擾。根據(jù)同相加強(qiáng)，反相抵消的原理，在通話時(shí)會(huì)感覺(jué)時(shí)斷時(shí)續(xù)。u WCDMA系統(tǒng)中采用了Rake接收技術(shù)，將不同路徑來(lái)的信號(hào)進(jìn)行分離合并，使得總的接收信噪比大大提高。th(t)1 2 3 4能量t+ RAKE = (4 fingers)4 4、RAKERAKE接收技術(shù)接收技術(shù)RAKE 接收技術(shù)

41、有效地克服多徑干擾，提高接收性能接收技術(shù)有效地克服多徑干擾，提高接收性能接收機(jī)單徑接收電路單徑接收電路單徑接收電路搜索器計(jì)算信號(hào)強(qiáng)度與時(shí)延合 并合并后的信號(hào)tts(t)s(t)uRAKERAKE接收原理接收原理三、三、WCDMA的關(guān)鍵技術(shù)及基本原理的關(guān)鍵技術(shù)及基本原理1 1、編碼技術(shù)、編碼技術(shù)2 2、碼分多址技術(shù)、碼分多址技術(shù)3 3、擴(kuò)頻技術(shù)、擴(kuò)頻技術(shù)4 4、RAKERAKE接收技術(shù)接收技術(shù)5 5、多用戶檢測(cè)技術(shù)、多用戶檢測(cè)技術(shù)6 6、智能天線技術(shù)、智能天線技術(shù)多用戶檢測(cè)技術(shù)多用戶檢測(cè)技術(shù)l多址干擾（MAI）是CDMA系統(tǒng)中的主要干擾。l在傳統(tǒng)的CDMA系統(tǒng)信號(hào)分離方法中，把MAI看作熱噪聲。

42、l多用戶檢測(cè)技術(shù)是充分利用MAI中的先驗(yàn)信息，如：已知的用戶信道碼已知的訓(xùn)練序列 將非目標(biāo)用戶信息從MAI中濾除，進(jìn)而可有效地提取 目標(biāo)用戶信息。智能天線技術(shù)智能天線技術(shù)l使用智能天線 .定向發(fā)射、定向接收。正在通信的移動(dòng)終端在整個(gè) 小區(qū)內(nèi)處于受合成波束跟蹤的狀態(tài)。l不使用智能天線 .全向發(fā)射、全向接收。所有小區(qū)內(nèi)的移動(dòng)終端均相互干擾。l智能天線的優(yōu)勢(shì)減少小區(qū)間和小區(qū)內(nèi)干擾。降低多徑干擾。等效發(fā)射功率提高。提高接收靈敏度。改進(jìn)了小區(qū)覆蓋（合成波束）。增加了容量及小區(qū)覆蓋半徑。降低發(fā)射功率，降低基站成本。一、第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)概述一、第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)概述二、二、WCDMA系統(tǒng)的主要特點(diǎn)系統(tǒng)的主

43、要特點(diǎn)三、三、WCDMA的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)四、四、WCDMA系統(tǒng)的無(wú)線資源管理系統(tǒng)的無(wú)線資源管理五、五、WCDMA系統(tǒng)主要物理信道系統(tǒng)主要物理信道提綱提綱四、四、WCDMA系統(tǒng)的無(wú)線資源管理系統(tǒng)的無(wú)線資源管理1、功率控制、功率控制2、切換控制、切換控制3、接納控制、接納控制4、負(fù)載控制（擁塞控制）、負(fù)載控制（擁塞控制）5、動(dòng)態(tài)信道分配、動(dòng)態(tài)信道分配1、功率控制技術(shù)、功率控制技術(shù) 由于碼分多址技術(shù)是在同一頻段建立多個(gè)碼分信道。雖然偽隨機(jī)碼具有很好的自相關(guān)性，但是無(wú)法避免其它信道對(duì)指定通信鏈路的干擾，這種干擾是由各用戶間的PN碼的互相關(guān)性不為0造成的，因此也稱為多址干擾（MA

44、I）。為了克服多址干擾，保證自己的通信質(zhì)量，終端必然會(huì)提高自己的發(fā)射功率。而發(fā)射功率的提高又加劇了對(duì)其他用戶的干擾。 功率控制的目的是盡量降低對(duì)其它信道的干擾。功率控制解決的問(wèn)題之一功率控制解決的問(wèn)題之一-降低多址干擾降低多址干擾頻率時(shí)間碼字碼分多址自干擾示意圖相關(guān)輸出時(shí)間同步功率控制技術(shù)功率控制技術(shù) 在上行鏈路中，如果小區(qū)內(nèi)所有UE的發(fā)射功率相同，因?yàn)楦鱑E與NodeB的距離是不同的，導(dǎo)致NodeB接收較近的UE的信號(hào)強(qiáng)，接收較遠(yuǎn)的UE的信號(hào)弱，由于CDMA是同頻接收系統(tǒng)，造成弱信號(hào)淹沒(méi)在強(qiáng)信號(hào)中，從而使得距離基站較遠(yuǎn)的UE無(wú)法正常工作。電波傳播中經(jīng)常會(huì)遇到“遠(yuǎn)近效應(yīng)”的問(wèn)題，必須實(shí)時(shí)改變發(fā)

45、射功率，才能保證通信質(zhì)量 。 功率控制解決的問(wèn)題之二-克服克服“遠(yuǎn)近效應(yīng)遠(yuǎn)近效應(yīng)”PowerfPowerf功率控制技術(shù)功率控制技術(shù)功率控制解決的問(wèn)題之三功率控制解決的問(wèn)題之三補(bǔ)償衰落 由于移動(dòng)信道是一個(gè)衰落信道，快速由于移動(dòng)信道是一個(gè)衰落信道，快速閉環(huán)功控可以隨著信號(hào)的起伏快速改變閉環(huán)功控可以隨著信號(hào)的起伏快速改變發(fā)射功率，使接收電平由起伏變得平坦發(fā)射功率，使接收電平由起伏變得平坦快速功率控制每秒鐘能夠達(dá)到快速功率控制每秒鐘能夠達(dá)到15001500次次功率控制功率控制功率控制功率控制開(kāi)環(huán)功率控制開(kāi)環(huán)功率控制閉環(huán)功率控制閉環(huán)功率控制上行開(kāi)環(huán)上行開(kāi)環(huán)功率控制功率控制下行開(kāi)環(huán)下行開(kāi)環(huán)功率控制功率控制

46、下行公共下行公共信道功率信道功率控制控制外環(huán)功率外環(huán)功率控制控制內(nèi)環(huán)功率內(nèi)環(huán)功率控制控制上行專用上行專用信道外環(huán)信道外環(huán)功率控制功率控制下行專用下行專用信道外環(huán)信道外環(huán)功率控制功率控制上行專用上行專用信道內(nèi)環(huán)信道內(nèi)環(huán)功率控制功率控制下行專用下行專用信道內(nèi)環(huán)信道內(nèi)環(huán)功率控制功率控制分類分類開(kāi)環(huán)功率控制開(kāi)環(huán)功率控制開(kāi)環(huán)功控的目的是提供初始發(fā)射功率的粗略估計(jì)。它是根據(jù)測(cè)量結(jié)果對(duì)路徑損耗和干擾水平進(jìn)行估計(jì)，從而計(jì)算初始發(fā)射功率的過(guò)程。UEUE測(cè)量導(dǎo)頻測(cè)量導(dǎo)頻CPICHCPICH的接收功率的接收功率計(jì)算上行初始發(fā)射功率計(jì)算上行初始發(fā)射功率上行內(nèi)環(huán)功率控制上行內(nèi)環(huán)功率控制內(nèi)環(huán)功率控制的目的：內(nèi)環(huán)功率控制的

47、目的：使基站處接收到的每個(gè)使基站處接收到的每個(gè)UEUE信號(hào)的信號(hào)的bitbit能量相等能量相等每一個(gè)每一個(gè)UEUE都有自己的都有自己的控制環(huán)路控制環(huán)路BLER-SIRl最終接入網(wǎng)提供給核心網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)中最終接入網(wǎng)提供給核心網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)中QOSQOS表征量為表征量為BLERBLER， 而非而非SIR;SIR;l根據(jù)無(wú)線通信的原理，根據(jù)無(wú)線通信的原理，SIRSIR固定的情況下，固定的情況下，BLERBLER會(huì)隨著會(huì)隨著 無(wú)線環(huán)境的變化而變化無(wú)線環(huán)境的變化而變化SIR上行外環(huán)功控上行外環(huán)功控四、四、WCDMA系統(tǒng)的無(wú)線資源管理系統(tǒng)的無(wú)線資源管理1、功率控制技術(shù)、功率控制技術(shù)2、切換控制技術(shù)、切換控制技術(shù)

48、3、接納控制技術(shù)、接納控制技術(shù)4、負(fù)載控制（擁塞控制）、負(fù)載控制（擁塞控制）5、動(dòng)態(tài)信道分配、動(dòng)態(tài)信道分配切換技術(shù)切換技術(shù)q 定義：定義：當(dāng)移動(dòng)臺(tái)走出原先的服務(wù)小區(qū)，將要進(jìn)入另一個(gè)服務(wù)小區(qū)時(shí)，原基站與移動(dòng)臺(tái)之間的鏈路將由新基站與移動(dòng)臺(tái)之間的鏈路來(lái)替代，這就是切換。切換是移動(dòng)性管理的內(nèi)容，在3G中主要由RRC層協(xié)議負(fù)責(zé)完成此項(xiàng)功能。q 硬切換硬切換-當(dāng)移動(dòng)臺(tái)開(kāi)始與一個(gè)新基站聯(lián)系時(shí)，必須先斷掉所有已存在的連接，然后建立新連接。 先斷后通 不同頻率、不同系統(tǒng)間切換q 軟切換軟切換-當(dāng)移動(dòng)臺(tái)開(kāi)始與一個(gè)新基站聯(lián)系時(shí)，并不立即中斷與原來(lái)基站之間的通信，軟切換是CDMA系統(tǒng)固有的。 先通后斷 同一個(gè)頻率下切

49、換 切換過(guò)程中保持多條無(wú)線鏈路連接，占用無(wú)線資源比較多 更軟切換p 接力接力切換切換-當(dāng)用戶終端從一個(gè)小區(qū)或扇區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)或扇區(qū)時(shí)，利用智能天線和上行同步等技術(shù)對(duì)UE的距離和方位進(jìn)行定位，根據(jù)UE方位和距離信息作為切換的輔助信息，如果UE進(jìn)入切換區(qū)，則RNC通知另一基站做好切換的準(zhǔn)備，從而達(dá)到快速、可靠和高效切換的目的。主要用于TD-SCDMA系統(tǒng)中。不同小區(qū)、不同小區(qū)、不同頻點(diǎn)不同頻點(diǎn)三種切換技術(shù)比較三種切換技術(shù)比較(切換前切換前)接力切換接力切換硬切換硬切換軟切換軟切換基站A基站B基站A基站B基站A基站B三種切換技術(shù)比較三種切換技術(shù)比較(切換中切換中)接力切換接力切換硬切換硬切換軟切

50、換軟切換（長(zhǎng)期保持）（長(zhǎng)期保持）基站A基站B基站A基站B基站A基站B軟切換浪費(fèi)資源！軟切換浪費(fèi)資源！硬切換容易掉話！硬切換容易掉話！三種切換技術(shù)比較三種切換技術(shù)比較(切換后切換后)接力切換接力切換硬切換硬切換軟切換軟切換基站A基站B基站A基站B基站A基站BRNC內(nèi)內(nèi)NodeB間的軟切換間的軟切換BCABCAIubIubNodeB1NodeB2 軟切換是軟切換是CDMACDMA核心技術(shù)之一，通過(guò)核心技術(shù)之一，通過(guò)RAKERAKE多徑接收機(jī)實(shí)現(xiàn)。多徑接收機(jī)實(shí)現(xiàn)。 軟切換可以大大改善小區(qū)邊緣的通信可靠性，但對(duì)基站資源有一定消軟切換可以大大改善小區(qū)邊緣的通信可靠性，但對(duì)基站資源有一定消耗，因此在網(wǎng)絡(luò)規(guī)

51、劃中，對(duì)軟切換比例有一定限制。根據(jù)區(qū)域和網(wǎng)絡(luò)負(fù)耗，因此在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，對(duì)軟切換比例有一定限制。根據(jù)區(qū)域和網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷不同，一般軟切換比例限制在荷不同，一般軟切換比例限制在30-50%30-50%之間。之間。NodeBNodeB內(nèi)的軟切換內(nèi)的軟切換( (更軟切換更軟切換) )BCANodeBIubRNCu 更軟切換的小區(qū)處于更軟切換的小區(qū)處于 同一個(gè)基站之下，切換處同一個(gè)基站之下，切換處 理在同一個(gè)信道單元內(nèi)完理在同一個(gè)信道單元內(nèi)完 成，不消耗基站額外的信成，不消耗基站額外的信 道單元；道單元；u 消耗基站的下行功率和消耗基站的下行功率和OVSFOVSF 碼資源，帶來(lái)下行干擾，降碼資源，帶來(lái)下行干擾，

52、降 低容量。但上行軟切換和更低容量。但上行軟切換和更 軟切換總是改善接收，增加軟切換總是改善接收，增加 容量。容量。BCABCAIubIubNodeB1NodeB2SRNC1DRNC2IurRNCRNC間的軟切換間的軟切換u在跨在跨RNCRNC軟切換中，對(duì)參與切換的鏈路，主控軟切換中，對(duì)參與切換的鏈路，主控RNCRNC（SRNC)SRNC)擁有控制權(quán)，目標(biāo)擁有控制權(quán)，目標(biāo) RNC(DRNCRNC(DRNC）作用）作用 類似于一個(gè)路由器，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。類似于一個(gè)路由器，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。u上行方向，上行方向，UEUE的信號(hào)一路直接送到的信號(hào)一路直接送到SRNCSRNC，另一路信號(hào)到，另一路信號(hào)到

53、DRNCDRNC后，通過(guò)后，通過(guò)IurIur接口，送到接口，送到SRNCSRNC，然后兩路信號(hào)進(jìn)行選擇行合并，擇優(yōu)送到核心網(wǎng)。然后兩路信號(hào)進(jìn)行選擇行合并，擇優(yōu)送到核心網(wǎng)。u下行方向，數(shù)據(jù)由核心網(wǎng)到達(dá)下行方向，數(shù)據(jù)由核心網(wǎng)到達(dá)SRNC,SRNCSRNC,SRNC把數(shù)據(jù)復(fù)制一份，一份直接送給下屬基站發(fā)給把數(shù)據(jù)復(fù)制一份，一份直接送給下屬基站發(fā)給UEUE，另一份經(jīng)過(guò)另一份經(jīng)過(guò)IurIur接口送到接口送到DRNCDRNC，再由，再由DRNCDRNC送給其下屬基站發(fā)給送給其下屬基站發(fā)給UEUE，UEUE對(duì)接收的兩路信號(hào)進(jìn)行最對(duì)接收的兩路信號(hào)進(jìn)行最大比合并。大比合并。u當(dāng)當(dāng)SRNCSRNC收到收到DRNCD

54、RNC下屬小區(qū)的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到激活集門限時(shí)，通知下屬小區(qū)的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到激活集門限時(shí)，通知UEUE激活集更新，并通過(guò)激活集更新，并通過(guò)IurIur接口把主控權(quán)交給接口把主控權(quán)交給DRNCDRNC，此時(shí)，此時(shí)DRNCDRNC就變成就變成SRNCSRNC，原，原SRNCSRNC下屬小區(qū)從激活集中刪除，相應(yīng)的下屬小區(qū)從激活集中刪除，相應(yīng)的鏈路也被刪除，鏈路也被刪除，UEUE便過(guò)渡到新的便過(guò)渡到新的RNCRNC覆蓋區(qū)域。覆蓋區(qū)域。切換測(cè)量小區(qū)集合的分類切換測(cè)量小區(qū)集合的分類小區(qū)集合類型集合特征描述激活集Active Set當(dāng)前與UE建立了無(wú)線連接的小區(qū)組成的集合監(jiān)視集Monitored Set不在

55、激活集中，但RNC明確指示要求UE進(jìn)行測(cè)量的小區(qū)組成的集合檢測(cè)集Detected SetUE檢測(cè)到的既不屬于激活集又不屬于監(jiān)視集的小區(qū)軟切換的測(cè)量報(bào)告軟切換的測(cè)量報(bào)告T為測(cè)量報(bào)告觸發(fā)時(shí)間延時(shí)，即在T時(shí)間內(nèi)測(cè)量觸發(fā)條件均滿足時(shí)才發(fā)送測(cè)量報(bào)告AS_Th AS_Th_HystAs_Rep_HystAs_Th + As_Th_Hyst導(dǎo)頻導(dǎo)頻1導(dǎo)頻導(dǎo)頻 2導(dǎo)頻導(dǎo)頻 3時(shí)間時(shí)間TT T T導(dǎo)頻強(qiáng)度導(dǎo)頻強(qiáng)度Ec/Io事件事件1A增加小區(qū)增加小區(qū)2到激活集到激活集事件事件1C小區(qū)小區(qū)3替換小區(qū)替換小區(qū)1事件事件1B激活集中刪除小區(qū)激活集中刪除小區(qū)3激活集中只存在小區(qū)激活集中只存在小區(qū)1T1T1T2T2T3T

56、3軟切換的測(cè)量報(bào)告軟切換的測(cè)量報(bào)告1A事件報(bào)告：當(dāng)某相鄰小區(qū)導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量值進(jìn)入報(bào)事件報(bào)告：當(dāng)某相鄰小區(qū)導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量值進(jìn)入報(bào)告區(qū)告區(qū)A時(shí)進(jìn)行報(bào)告。報(bào)告區(qū)時(shí)進(jìn)行報(bào)告。報(bào)告區(qū)A為區(qū)間大于為區(qū)間大于MAX_CPICH_AS-(AS_TH-AS_TH_Hyst)的區(qū)間。的區(qū)間。1B事件報(bào)告：當(dāng)某相鄰小區(qū)導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量值離開(kāi)報(bào)事件報(bào)告：當(dāng)某相鄰小區(qū)導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量值離開(kāi)報(bào)告告B時(shí)進(jìn)行報(bào)告。報(bào)告區(qū)時(shí)進(jìn)行報(bào)告。報(bào)告區(qū)B為區(qū)間小于為區(qū)間小于MAX_CPICH_AS-(AS_TH+AS_TH_Hyst)的區(qū)間。的區(qū)間。1C事件報(bào)告：當(dāng)某相鄰小區(qū)導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量值變得優(yōu)事件報(bào)告：當(dāng)某相鄰小區(qū)導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度測(cè)

57、量值變得優(yōu)于活動(dòng)集中某小區(qū)的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量值時(shí)進(jìn)行報(bào)告。于活動(dòng)集中某小區(qū)的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量值時(shí)進(jìn)行報(bào)告。備注：備注：MAX_CPICH_AS活動(dòng)集小區(qū)導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度最大值活動(dòng)集小區(qū)導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度最大值 AS_TH-報(bào)告相對(duì)門限報(bào)告相對(duì)門限 AS_TH_Hyst-替換門限遲滯值替換門限遲滯值硬切換硬切換頻內(nèi)硬切換頻內(nèi)硬切換 碼樹(shù)調(diào)整碼樹(shù)調(diào)整頻間硬切換頻間硬切換 900MHZ 1800MHZ系統(tǒng)間切換系統(tǒng)間切換 2G 3G FDD TDDWCDMA和和GSM系統(tǒng)間的硬切換系統(tǒng)間的硬切換BCABCAIubIubNodeBBTSRNCBSC頻率頻率1頻率頻率2WCDMA系統(tǒng)系統(tǒng)GSM系統(tǒng)系統(tǒng)u 當(dāng)當(dāng)W

58、W系統(tǒng)和系統(tǒng)和GSMGSM系統(tǒng)進(jìn)行硬切換時(shí)，需要確定切換策略：系統(tǒng)進(jìn)行硬切換時(shí)，需要確定切換策略： 語(yǔ)音單向切換語(yǔ)音單向切換3G 2G3G 2G 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)雙向切換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)雙向切換3G 2G3G 2G壓縮模式壓縮模式 系統(tǒng)間切換或異頻切換時(shí)使用壓縮模式 壓縮模式是基站通過(guò)壓縮發(fā)射時(shí)間空出一些時(shí)間給UE測(cè)量其它頻率的信號(hào)?？?用 于 頻 間 測(cè) 量 的 發(fā) 射 間 隙 （ 最 長(zhǎng)7個(gè) 時(shí) 隙= 4 .7 m s）1個(gè) 無(wú) 線 幀 （1 0 m s）1 0 m s壓縮模式發(fā)射時(shí)間示意圖壓縮模式發(fā)射時(shí)間示意圖壓縮模式壓縮模式 壓縮模式實(shí)現(xiàn)方法 打孔(是通過(guò)提高傳輸層編碼速率來(lái)獲得用于測(cè)量的事件縫隙)。

59、對(duì)高層簡(jiǎn)單，不影響碼資源分配但受限于信道編碼特性，增加系統(tǒng)干擾，降低編碼冗余度。采用打孔方式時(shí)，一幀內(nèi)能夠獲得的最大發(fā)射縫隙為5個(gè)時(shí)隙。 擴(kuò)頻因子減半（是通過(guò)降低擴(kuò)頻因子，提高物理信道的傳輸比特率，從而在傳輸信息量保持不變的條件下減少信息的傳送時(shí)間，產(chǎn)生用于測(cè)量其他頻率信息的時(shí)間縫隙）。此方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但會(huì)降低碼資源利用率。最大可有7個(gè)時(shí)隙用于壓縮模式測(cè)量。 高層調(diào)度(降低來(lái)自高層數(shù)據(jù)速率)，此方法對(duì)底層簡(jiǎn)單，不影響物理層現(xiàn)有配置，但高層調(diào)度復(fù)雜。一幀內(nèi)最大發(fā)射縫隙為7個(gè)。n 缺點(diǎn) 壓縮模式的使用會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)性能的降低（比如冗余度的降低，會(huì)帶來(lái)誤碼率的提高），因此盡量避免過(guò)多使用壓縮模式。四、四

60、、WCDMA系統(tǒng)的無(wú)線資源管理系統(tǒng)的無(wú)線資源管理1、功率控制技術(shù)、功率控制技術(shù)2、切換控制技術(shù)、切換控制技術(shù)3、準(zhǔn)入控制技術(shù)、準(zhǔn)入控制技術(shù)4、負(fù)載控制（擁塞控制）、負(fù)載控制（擁塞控制）5、動(dòng)態(tài)信道分配、動(dòng)態(tài)信道分配3、準(zhǔn)入控制、準(zhǔn)入控制u概念概念在用戶發(fā)起呼叫時(shí)，RRM根據(jù)系統(tǒng)資源的可用情況決定接納還是拒絕用戶。當(dāng)系統(tǒng)資源不能滿足用戶的要求時(shí)拒絕用戶的呼叫請(qǐng)求。當(dāng)系統(tǒng)剩余的資源足夠用戶使用時(shí)，接納呼叫的用戶，并分配相應(yīng)的資源（如擾碼、信道碼等）給呼叫用戶。目的：控制新連接的建立和新呼叫的接入，保證系統(tǒng)始終處于穩(wěn)定狀態(tài)。3、準(zhǔn)入控制、準(zhǔn)入控制準(zhǔn)入控制的對(duì)象準(zhǔn)入控制的對(duì)象一個(gè)移動(dòng)用戶在小區(qū)中發(fā)起新