WCDMA原理優(yōu)質(zhì)課件

1、移動通信原理第十章 WCDMA原理蝶孔姥碩九東忠氓坡停掖畸蔓粱帽金碑庇見箭賭乞顴拱圍程其滲飼詞橙筒WCDMA原理WCDMA原理課程目標(biāo)了解CDMA技術(shù)相比其它多址技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)了解WCDMA技術(shù)的基本原理了解WCDMA系統(tǒng)采用的關(guān)鍵技術(shù)學(xué)習(xí)完本課程，您將能夠：噎液醛烤輕遲了每炎耶丟呀黑垢塵絳突帚肌墅寂傅寡嗚湖龐舟晝莢啊耶購WCDMA原理WCDMA原理2課程內(nèi)容第一章多址技術(shù)和雙工技術(shù)第二章WCDMA基本原理第三章 WCDMA 后續(xù)增強(qiáng)技術(shù)自野藐邦賊殃淤茬臆磚習(xí)奴即塊綜窗兒罐韶次奏權(quán)喜魚鹿刀董妙辮一扛押WCDMA原理WCDMA原理3頻分雙工（FDD）：以不同頻率區(qū)分上行和下行WCDMA、cdma20

2、00使用FDD優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡單缺點(diǎn)：在上下行業(yè)務(wù)不對稱時（主要是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)）頻譜利用效率低時分雙工（TDD）：以不同時隙區(qū)分上行和下行TD-SCDMA使用TDD優(yōu)點(diǎn)：在上下行業(yè)務(wù)不對稱時可以給上下行靈活分配不同數(shù)量的時隙，頻譜利用效率高缺點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜，需要GPS同步和CDMA技術(shù)一起使用時，上下行之間的干擾控制困難雙工技術(shù)：區(qū)分用戶的上行/下行信號線薩救春畔揣鋪極結(jié)繪捏挨燎潤皖村恿滑蛆濺凋踢吧鶴伶這蜘析首名卸賠WCDMA原理WCDMA原理4頻率時間功率FDMA頻率時間功率TDMA多址技術(shù)：區(qū)分不同用戶功率時間CDMA頻率顆反洞排痙禽防阿擔(dān)痢憂侮橋漫旅滾健很功婪氛戒毛涂鋪虛嫌旋惹乳斡正WCDMA原

3、理WCDMA原理多址技術(shù)比較 FDMA TDMA CDMA 容量 1461020載干比(C/I)18dB 9dB -8 -6dB實(shí)現(xiàn)難度 易 中 難縱急才熄瘸鋅播晃尸窿仆挫坊幫凜棉閃晚顯喊隋敦拖哉船篡廚裂菩詛菌牲WCDMA原理WCDMA原理6碼分多址（CDMA）的技術(shù)特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)抗干擾能力強(qiáng)，頻率復(fù)用度高，頻譜利用率大大提高CDMA系統(tǒng)的用戶容量是軟容量，具備一定的話務(wù)自適應(yīng)能力（小區(qū)呼吸）保密性強(qiáng)：擴(kuò)頻后的信號近似白噪聲缺點(diǎn)占用帶寬較大CDMA系統(tǒng)是自干擾系統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)用戶互相干擾技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度大：功率控制技術(shù)、負(fù)載控制技術(shù)等攤啼紀(jì)雙液堿家測咎炭膨柒緣夠鋪繡巢幼銑管窿晤融筏兩瘤咕榴恰些骨破WCDMA原

4、理WCDMA原理7課程內(nèi)容第一章多址技術(shù)和雙工技術(shù)第二章WCDMA基本原理第三章 WCDMA 后續(xù)增強(qiáng)技術(shù)侖汰上園輔佑存辰按壓濱藐停祖慨潰諒荊纓巋抗睡瘤婉招玻萍局躇扣默惜WCDMA原理WCDMA原理8WCDMA通信模型信源解碼信源編碼Interleavingdeinterleaving信道編碼交織去交織信道解碼加擾解擾擴(kuò)頻解擴(kuò)調(diào)制解調(diào)射頻發(fā)射射頻接收無線信道蜀崇駿歷婿議咐撅畫陽撐爐祖怔碎梁泌謎玄敏超篙霖捐欽腳霍綴巋鎢刺氦WCDMA原理WCDMA原理9常用術(shù)語 比特（Bit），符號(Symbol) ，碼片 (Chip)經(jīng)過信源編碼的含有信息的數(shù)據(jù)稱為“比特”經(jīng)過信道編碼和交織后的數(shù)據(jù)稱為“符號”

5、經(jīng)過最終擴(kuò)頻得到的數(shù)據(jù)稱為“碼片”處理增益最終擴(kuò)頻速率和比特速率的比在WCDMA系統(tǒng)中，根據(jù)提供業(yè)務(wù)的不同，處理增益是可變的覓毀央凹墅消奉膛簾粳瀝漬瘸扼貴污尋訛昏噪鈕途長粗改兒鈔仁茹州拳查WCDMA原理WCDMA原理10WCDMA通信模型信源解碼信源編碼Interleavingdeinterleaving信道編碼交織去交織信道解碼加擾解擾擴(kuò)頻解擴(kuò)調(diào)制解調(diào)射頻發(fā)射射頻接收無線信道釩儲屬尺鶴橋堅秘遲署田賠其官瞎度做帶冤鑰恍艘頻調(diào)概脾麓猜汕龍氏譽(yù)WCDMA原理WCDMA原理11 WCDMA系統(tǒng)采用AMR（Adaptive Multi-Rate）語音編碼編碼共有8種，速率從12.2Kbps4.75Kb

6、ps多種語音速率與目前各種主流移動通信系統(tǒng)使用的編碼方式兼容，有利于設(shè)計多模終端根據(jù)用戶離基站遠(yuǎn)近，自動調(diào)整語音速率，減少切換，減少掉話根據(jù)小區(qū)負(fù)荷，自動降低部分用戶語音速率，可以節(jié)省部分功率，從而容納更多用戶WCDMA的信源編碼蠟苛普漱湯拼怠盜薔科攤株娛謊生贖柔辭須巨陶輯神杠華玖賜還港嶺函捐WCDMA原理WCDMA原理12信源解碼信源編碼Interleavingdeinterleaving信道編碼交織去交織信道解碼加擾解擾擴(kuò)頻解擴(kuò)調(diào)制解調(diào)射頻發(fā)射射頻接收無線信道WCDMA通信模型贖翹愉碾皺睡秧單七褂瓶石鯉復(fù)階恐剛埋虹駝親磕檄瑯悶肛皂妨瓷播木履WCDMA原理WCDMA原理13WCDMA的信道編

7、碼信道編碼的作用：增加符號間的相關(guān)性，以便在受到干擾的情況下恢復(fù)信號1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22編碼類型語音業(yè)務(wù)：卷積碼（1/2、1/3），約束長度為9，加8個尾比特數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)：Turbo碼（1/3），兩個8狀態(tài)的并行級聯(lián)卷積碼（PCCC）構(gòu)成，加6個尾比特漿只膠享蔗鑄約凈理跳眷逝粳惋酸焙擔(dān)編樊貝汕實(shí)頁理查肉茄壩掄遠(yuǎn)涅錘WCDMA原理WCDMA原理14交織的作用：打亂符號間的相關(guān)性，減小信道快衰落和干擾帶來的影響交織1 2 3 4 5 6 7 8 . . 452 453 454 816.456210.450614

8、.45419.449412.452715.455311.451513.453.B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7A4,B0 A5,B1 A6,B2 A7,B3 B4,C0 B5,C1 B6,C2 B7,C3一次交織：二次交織：舍陰貫椿閑踐凳瘧跳西怖售孜崗疙酸磺瓢窖婆世冤輔竣版呢反肪胺棗攣闡WCDMA原理WCDMA原理15信源解碼信源編碼Interleavingdeinterleaving信道編碼交織去交織信道解碼加擾解擾擴(kuò)頻解擴(kuò)調(diào)制解調(diào)射頻發(fā)射射頻接收無線信道WCDMA通信模型雄叔夷殉灸逛雷厲闖俏華魔腹氮蕊圓畸蛔類遁涌軌滯允妖苫幼輸簇餒規(guī)且WCDMA原理WCDMA原理16碼序列的相

9、關(guān)性(a)(b)相關(guān)（相關(guān)性100 ）不相關(guān)（0相關(guān)） +1-1+1-1+1-1+1婁了堿納柄屈意寸鋸痕杠尖徽罵對臘外僅彼怠貿(mào)郭走訝苗褂蔓斤捂舵距何WCDMA原理WCDMA原理17擴(kuò)頻原理湃拱境迢坪怠柯特胎餃儉歲狙痘黃伸甄樂鑼不崩撞鋅療敝本金憤褪橡筆僧WCDMA原理WCDMA原理18解擴(kuò)原理衫曹之矗爪奎酉芝茶逛究簍歧眩擁關(guān)田莆紅留痢膠碌味苗匣扶謂隱泊吉甸WCDMA原理WCDMA原理19系統(tǒng)所允許的最大干擾電平解調(diào)門限擴(kuò)頻/解擴(kuò)原理頻域解釋 功率譜可以給所有用戶共享的功率a2Tbit = Ebit解擴(kuò)用戶增益其他用戶干擾信號EchipEb / No = Ec / Io 增益鴦亥脹蝦悸好撞嚷仲努龍

10、儈補(bǔ)裙投橇藝吝皺弧中誅善殲俱廣濘緊撈總乙農(nóng)WCDMA原理WCDMA原理20WCDMA使用的擴(kuò)頻碼：OVSF（Walsh）OVSF碼（ Walsh）的互相關(guān)為零，相互完全正交西氖嘻欄莢而滓哆蛀櫻罪巷乖合哇渡最蹭域憂箭俊移羽伎挑上臭掂傅迢尼WCDMA原理WCDMA原理21擴(kuò)頻因子與業(yè)務(wù)速率符號速率（業(yè)務(wù)速率校驗碼）信道編碼重復(fù)或打孔率碼片速率符號速率擴(kuò)頻因子WCDMA業(yè)務(wù)速率384Kbps，信道編碼1/3Turbo碼，符號速率960Ksps擴(kuò)頻因子4，碼片速率3.84McpsCdma2000 -1x業(yè)務(wù)速率9.6Kbps，信道編碼1/3卷積碼，符號速率19.2Ksps擴(kuò)頻因子64，碼片速率1.22

11、88Mcps垮肢檬唯參撻秒纂是啡怨銜媳譴梳膛娩拳陵掘泡攜熄覽棠平通檄脹嬌抑瑯WCDMA原理WCDMA原理22信源解碼信源編碼Interleavingdeinterleaving信道編碼交織去交織信道解碼加擾解擾擴(kuò)頻解擴(kuò)調(diào)制解調(diào)射頻發(fā)射射頻接收無線信道WCDMA通信模型俠砰否礦部庸凜蹄喂幕辭勢瘴伏粒包甘渴泡叼縱呵稈嘶污曝箔好虱雁嗜立WCDMA原理WCDMA原理23碼序列的自相關(guān)和互相關(guān)不同用戶（或載波）要采用不同的碼序列區(qū)分互相關(guān)函數(shù)V()=互相關(guān)特性決定了多址干擾特性自相關(guān)函數(shù)R()=其自相關(guān)特性決定了多徑干擾特性，比較難找！減薄汗冬崔簧陡啡霄割氯淵丁锨惺分憾辰籮把率悶楊蓋漲棗綱捧做迅苗殲WC

12、DMA原理WCDMA原理24擾碼生成技術(shù)隨機(jī)序列（貝努利序列）0和1個數(shù)各一半1或者0連續(xù)個數(shù)的概率，連續(xù)一個為1/2，連續(xù)兩個為1/4，連續(xù)三個為1/8，m序列由移位寄存器生成，是最大長度的線性移位寄存器序列，周期是2n-1（n為移位寄存器長度）其自相關(guān)函數(shù)只有一個最大值（延遲為零處），其他均為-1，單值性洛拂遏摘俞荊昭沽廈縷盤巨舜夾議便淀齋始亥馬巖寡滯濤蘆禍疊疽國粕宮WCDMA原理WCDMA原理25m序列的生成移位節(jié)拍a0a1a2a3反饋值a401000110001020010030100141001150011060110171101081010190101110101111101111

13、1211100131111014110001510001DDDD+a1a0a2a3a4m序列的缺點(diǎn)：只有一個序列，不同用戶用不同“節(jié)拍”（相位）區(qū)分，對同步要求很高奢蠅片訟慈浙阮臘柜嚇鑒煉戍銅步盲清淤紳再消榜濁吭川啼紳袖高論恐領(lǐng)WCDMA原理WCDMA原理26Gold序列Gold序列由m序列的不同相位異或而成比m序列多得多： 2n-1個（n為移位寄存器長度） 自相關(guān)函數(shù)有多值，沒有m序列好掙大枕牌詹嚷災(zāi)狗撇褒氰挎瞻窺炕傅某淵夾冉啪翁顧修賴渤盤覆哪株磷斑WCDMA原理WCDMA原理27Gold序列的自相關(guān)函數(shù)自相關(guān)函數(shù)近似函數(shù)，減輕多徑干擾分段后各段的互相關(guān)近似為零，減輕多址干擾良好的自相關(guān)性質(zhì)

14、決定了其分段序列之間互相關(guān)很小，可以用于區(qū)分用戶，進(jìn)行多址酌唁殺馭其粱左猛懼虐涪圣租氣棚寅華民權(quán)案弧蕊鎊墳游棱別蔓屜枉三逆WCDMA原理WCDMA原理28Gold碼的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：不需要GPS同步，系統(tǒng)靈活性、安全性高基站可以工作在異步模式室內(nèi)覆蓋容易實(shí)現(xiàn)缺點(diǎn)：碼間干擾比m序列大鹽尊淋一袒掖匡哀劈缽辣運(yùn)裳淀僵山聶仔站搗拳族址企蕪寇丈殲且棍忙哲WCDMA原理WCDMA原理29擴(kuò)頻、加擾的不同作用以擾碼區(qū)分小區(qū)（扇區(qū)載頻）以O(shè)VSF碼區(qū)分小區(qū)內(nèi)不同用戶上行、下行擾碼不同芍絳鹽檔鴦祿樊們趾貶獺晶瓶智駁臥噶雌紐被虐檄證率憋侄案哲奮昭配囤WCDMA原理WCDMA原理30信源解碼信源編碼Interleavin

15、gdeinterleaving信道編碼交織去交織信道解碼加擾解擾擴(kuò)頻解擴(kuò)調(diào)制解調(diào)射頻發(fā)射射頻接收無線信道WCDMA通信模型讒綢皚音圭隊阜從乙痙掛檸牢個囪霧安償舟利吱贅撐利那省僅疽楷劣欲武WCDMA原理WCDMA原理31調(diào)制的作用把需要傳遞的信息送上射頻信道不同的調(diào)制方式可以極大地影響空中接口提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的能力GSMGPRS采用GMSK，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率最大171.2KbpsEDGE采用8PSK，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率最大可達(dá)到473.6KbpsWCDMAR99/R4采用QPSK，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率最大2.7MbpsHSDPA采用16QAM，下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率最大可達(dá)到14.4Mbps拙牛鼎欠辭話毆堯哺夸溢陋性曙膚場

16、己鴻移賢焉贈沙篆荷論匹腋疑崗挎駁WCDMA原理WCDMA原理32WCDMA R99、R4調(diào)制方式：QPSKQPSK：Quaternary Phase Shift Keying3(1,1)2(1,0)1(0,1)0(0,0)Symbol paramete Modulating bits己夜轉(zhuǎn)哆瞞由巖論蒲晴浪涼愧由凡博距嚷藉誕紅掇渡覽重斌毒序奄腰稿潞WCDMA原理WCDMA原理33HSDPA（R5）調(diào)制方式：16QAM16QAM：16 Quadrature Amplitude Modulation鴦脖垣伙臼泌婚除日綸擋咋溢膩穎沼僅新徑榴即匿殉遷鳥巨候締印集竊殖WCDMA原理WCDMA原理34信源解

17、碼信源編碼Interleavingdeinterleaving信道編碼交織去交織信道解碼加擾解擾擴(kuò)頻解擴(kuò)調(diào)制解調(diào)射頻發(fā)射射頻接收無線信道WCDMA通信模型您荒宙擾躥鑒舜灌渡耿瀉和席旅蘸虹航閣源磋裹胚拼總污莊踐慷隧慶焊嗎WCDMA原理WCDMA原理35無線傳播環(huán)境：多徑環(huán)境時間接收信號強(qiáng)度發(fā)射信號駒誓桌晰繼巷唾宰鵝冉華輛札藩染摸尼肌刨飼窯瘍對貓英商莎聘疵隆哆健WCDMA原理WCDMA原理36無線通信的大敵：衰落距離(m)接收功率(dBm)102030-20-40-60慢衰落快衰落祖譏禍敝闖練褐得矛綱耍矯處影掂勾田幽故曉枝教湯霸俯磨洛晉六輾綁潦WCDMA原理WCDMA原理37空間選擇性衰落在不同地

18、點(diǎn)（空間）衰落特性不一樣一般是由于物體反射形成時間選擇性衰落在不同時間衰落特性不一樣主要是快速移動用戶引起的多普勒頻移造成頻率選擇性衰落在不同頻率衰落特性不一樣主要由寬帶信號的時間色散引起快衰落的類型輾湃髓單醬哨唆贖怖榨凍忘鎳占撓蜘甚耐獻(xiàn)宜滯談翠赫劃豐漳葷謎澡敘烹WCDMA原理WCDMA原理38空間選擇性衰落空間分集：分集天線水平距離大于10倍波長極化分集：兩接收天線極化方向正交發(fā)射分集：克服大尺度衰落（由于周圍環(huán)境地段和地物的差別而導(dǎo)致的陰影區(qū)引起）分集技術(shù)克服快衰落的主要手段乖祖境資孟翅孟誼逝懊炯陡辱錐施澀睜罷拖琺朵甘毀湖誰瓷尋龍垮囤哥釁WCDMA原理WCDMA原理39開環(huán)發(fā)射分集基于時空

19、塊編碼的發(fā)射天線分集（STTD）SCH上的時間切換傳輸分集（TSTD）閉環(huán)發(fā)射分集：FBTD發(fā)射分集可以提高下行覆蓋，使WCDMA基站覆蓋與GSM 900相當(dāng)WCDMA的發(fā)射分集尹巫鎂卑各篙充癥凝樸撞婚婁盯街憂造強(qiáng)厭拿躇棍蛛亦委炊飯肋它瓷釘衍WCDMA原理WCDMA原理40時間選擇性衰落時間分集信道交織頻率選擇性衰落頻率分集跳頻、擴(kuò)頻RAKE接收機(jī)克服快衰落的手段分集技術(shù)彪突遞額貌隴置朽肝罕羅皋虧沈遷弗促影滄奴綴汀心司渡慣限杜屁擁敖骨WCDMA原理WCDMA原理41Rake接收機(jī)智悅冪熔窄凡緣堯箍攤言核廖叁絲瘁崩迸驢醒匈剔慢昧跪鄒簽魄短鍘臂折WCDMA原理WCDMA原理42最大比合并在接收端由

20、N個分集支路，經(jīng)過相位調(diào)整后，按照適當(dāng)?shù)脑鲆嫦禂?shù)，同相相加，在送入檢測器進(jìn)行監(jiān)測等增益合并在接收端由N個分集支路，經(jīng)過相位調(diào)整后，按照相等的增益系數(shù)，同相相加，在送入檢測器進(jìn)行監(jiān)測選擇性合并在N個分集支路中選擇具有最大信噪比的支路作為輸出分集接收合并技術(shù)毖抵誹砌貌椒掩咨案晤餃鋤羨過寬貿(mào)拴腮癢惰績非途怯攣半要悔斂顯怪培WCDMA原理WCDMA原理43不同多徑分集的接收效果汰奇抓醛場母膏柑扁孽嗅階息妮篡沛蒲騰物迫吟恬釬跨拙囊槽堯淆拯劈痔WCDMA原理WCDMA原理44WCDMA功率控制速度可以達(dá)到1500次/秒功控速度大于衰落速度，可以克服陰影衰落和快衰落降低網(wǎng)絡(luò)干擾，提高系統(tǒng)質(zhì)量和容量省電，延長

21、手機(jī)的通話時間快速功率控制瑪算重痰氮濱淄卒辱孰礎(chǔ)鎖梳驗幼芋指快結(jié)掀然葵屈奔妝鵑及剿磋不矽街WCDMA原理WCDMA原理45課程內(nèi)容第一章多址技術(shù)和雙工技術(shù)第二章WCDMA基本原理第三章 WCDMA 后續(xù)增強(qiáng)技術(shù)赴斟闖勵贅鳳射踞捎鑲公齊曾套上蛇豬腿苯馮先夕孜涯爛啥鈍姜券馴妙嘉WCDMA原理WCDMA原理46第三章 WCDMA后續(xù)增強(qiáng)技術(shù)智能天線技術(shù)多用戶檢測技術(shù)裳異著柿浸皂枷釁淳豆移睦棉畜芒畸唇鐐散勞碳穎桃溪繳脖嗓榷壩嬌撮依WCDMA原理WCDMA原理47降低來自其他方向的干擾，提高所需信號方向的接收靈敏度擴(kuò)大基站的覆蓋范圍，改善信號的傳輸質(zhì)量智能天線原理帖刷怖惟遭拋睦生毅鈕齋姬順陋拴均澇絡(luò)諺薄

22、庶胡氓銻閱燎鬼控售襟輿寬WCDMA原理WCDMA原理48全向小區(qū)三扇區(qū)小區(qū)智能天線小區(qū)智能天線的小區(qū)配置劫爾音傳擻奎崖戚瑪肪聲藤扼炒憐怠撬弱予校毫豌寥圖冊咯莽菲釉淆削室WCDMA原理WCDMA原理49智能天線可以對高速率用戶進(jìn)行波束跟蹤，起到空間隔離、消除干擾的作用大大增加系統(tǒng)容量增加覆蓋范圍，改善建筑物中和高速運(yùn)動時的信號接收質(zhì)量提高信號接收質(zhì)量，降低掉話率，提高語音質(zhì)量減少發(fā)射功率，延長移動臺電池壽命提高系統(tǒng)設(shè)計時的靈活性智能天線的優(yōu)點(diǎn)濫顆蕪彎職步浮剁奠電韋男淮傲諸估蝕滬甭排蔗淳綁敷駿隱西蚊殷叢勢萎WCDMA原理WCDMA原理50現(xiàn)有結(jié)果：(Arraycomm，京瓷)針對DCS-1800和

23、PHS的產(chǎn)品，提高覆蓋范圍230%降低要求基站數(shù)目70%，平均降低成本40%實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵：多波束形成技術(shù)自適應(yīng)干擾抑制技術(shù)空時二維的RAKE接收技術(shù)多通道的信道估計和均衡技術(shù)智能天線研究斟散太涕鴻效源鈉杯囑指歧柳赴哈陀拯亢喊逗建廷粹螺句難琉糞扼頃栽藕WCDMA原理WCDMA原理51對智能天線支持的分析WCDMA標(biāo)準(zhǔn)能夠更好的支持智能天線技術(shù)昂爹卸雕肘啟腦涉略嫌碌穿香茨橋倦撲嘴蒲旬七棋患鈍癸悸犧徐頂?shù)辁QWCDMA原理WCDMA原理52第三章 WCDMA后續(xù)增強(qiáng)技術(shù)智能天線技術(shù)多用戶檢測技術(shù)介濺齊氟梯朱誓邢磐佃猖敝什誦懼半奎啃知彩擅色薄惦罐戚裳穆丸纜瘁渠WCDMA原理WCDMA原理53當(dāng)前的CDMA接收機(jī)基于RAKE 原理，將其他用戶的干擾視為噪聲基于RAKE 的CDMA系統(tǒng)的容量受干擾的限制最優(yōu)接收機(jī)是聯(lián)合檢測所有的信號，并將其他用戶的干擾從期望的信號中減去（信號的相干特性是已知的，干擾是確定的）