無線通信基礎(chǔ)課程知識點梳理

1.無線通信基礎(chǔ)

1.1.基礎(chǔ)知識：

1.1.1.移動信道

三個特點：

傳播的開放性：一切無線信道都是基于電磁波在空間傳播來實現(xiàn)信息傳播的。

接收點地理環(huán)境的復(fù)雜性與多樣性一般可將地理環(huán)境劃分為下列三類典型區(qū)域：高樓林立

的城市中心繁華區(qū)；以一般性建筑物為主的近郊小城鎮(zhèn)區(qū)；以山丘、湖泊、平原為主的農(nóng)

村及遠(yuǎn)郊區(qū)。

通信用戶的隨機(jī)移動性慢速步行時的通信；高速車載時的不間斷通信。

1.1.2.電磁傳播

直射波：它指在視距覆蓋區(qū)內(nèi)無遮擋的傳播，直射波傳播的信號最強(qiáng)。

多徑反射波：指從不同建筑物或其他物體反射后到達(dá)接收點傳播信號，其信號強(qiáng)度次之。

繞射波：從較大的山丘或建筑物繞射后到達(dá)接收點的傳播信號，其強(qiáng)度與反射波相當(dāng)。

散射波：由空氣中離子受激后二次發(fā)射所引起的漫反射后到達(dá)接收點的傳播信號，其信號強(qiáng)

度最弱。

1.1.3.三種效應(yīng)

陰影效應(yīng)

移動臺在運動中，由于大型建筑物和其他物體對電波的傳輸路徑的阻擋而在傳播接收區(qū)

域上形成半盲區(qū)，從而形成電磁場陰影，這種隨移動臺位置的不斷變化而引起的接收點

場強(qiáng)中值的起伏變化叫做陰影效應(yīng)。陰影效應(yīng)是產(chǎn)生慢衰落的主要原因。

遠(yuǎn)近效應(yīng)

由于接收用戶的隨機(jī)移動性，移動用戶與基站間的距離也是在隨機(jī)的變化，若各用戶發(fā)

射功率一樣，那么到達(dá)基站的信號強(qiáng)弱不同，離基站近信號強(qiáng)，離基站遠(yuǎn)信號弱。通信

系統(tǒng)的非線性則進(jìn)一步加重，出現(xiàn)強(qiáng)者更強(qiáng)、弱者更弱和以強(qiáng)壓弱的現(xiàn)象，通常稱這類

現(xiàn)象為遠(yuǎn)近效應(yīng)。因為CDMA是一個自干擾系統(tǒng),所有用戶共同使用同一頻率,所以“遠(yuǎn)

近效應(yīng)”問題更加突出。

多普勒效應(yīng)

它是由于接收的移動用戶高速運動而引起傳播頻率的擴(kuò)散而引起的，其擴(kuò)散程度與用戶

的運動速度成正比。多普勒頻移同移動臺速度波長及運動方向有關(guān)。

1.1.4.香農(nóng)公式

公式：C=Blog2(1+S/N),C為信道容量，B為信號帶寬，S/N為信躁比。

應(yīng)用：擴(kuò)頻序列利用了此公式的結(jié)論，當(dāng)信道容量C不變時，提高信號帶寬B可以換取較

低的S/N.(抗干擾)。根據(jù)B與S/N的關(guān)系可以確定最大的信道容量。

例題：帶寬為200Khz,SNR為10db的信道的理論最大數(shù)據(jù)速率為多少？

SNR=10db,S/N=10,B=200Khz,C=200000log2(1+1000)=1.99Mbps

1.1.5.Log速算

記住Log2=0.3,則10以內(nèi)的數(shù)字可以根據(jù)此值近似換算。對可不用計算大致估算結(jié)果。

Log3?log(3X3/3)?Iogl0-log3?l-log3,^fIUlog3~0.5

Log4=21og2p2X03=0.6

log5=log(10/2)?l-log2=0.7

Iog6=log2+log3?0.3+0,5?0.8

log7介于log6與log8之間，x0.85

Iog8=31og2?0.9

Iog9=21og3?0.98

例題：WCDMA系統(tǒng)中，系統(tǒng)傳輸帶寬3.84M,數(shù)據(jù)速率為60k,則系統(tǒng)擴(kuò)頻增益是

()o(C)(摘自華為《WCDMA培訓(xùn)多媒體系列教程》物理層習(xí)題)

A、6dBB、7dBC、18dBD、23dB

計算：lOlog(384/6)=101og(8X8)=10(Iog8+log8)=10X(31og2+31og2)=10X(0.9+0.9)

=18db

1.2.無線衰落：

無線衰落可分為大范圍衰落和小范圍衰落，其中前者包括信號經(jīng)過長距離傳播的效應(yīng)(幾百

個波長或更多)，小范圍衰落機(jī)制則影響著接收機(jī)附近的信號。

小范圍衰落由多徑傳播(時間分布特性)和多普勒頻移(時間變化特性)兩者作用的結(jié)果。

分別表現(xiàn)為時間展寬(時延拓展)和時間變化(多普勒展寬)。

121.時間分布特性

時間分布特性對信道的影響-----多徑傳播的較大影響之一是信號的時間展寬拓展。

在時域上，從接收機(jī)得到的最短路徑上的第一個信號到它收到最長路徑上的最后一個信號，

其間的時延是有限的，最大的時延拓展用Tm標(biāo)識。

在頻域上，時間展寬可以描述為頻率相關(guān)函數(shù)，標(biāo)識兩個信號脈沖響應(yīng)之間的相關(guān)程度，信

道的信號損傷不會明顯變化的頻率范圍稱作相干帶寬。用F0標(biāo)識，與Tm成反比。

Sign

falReceived

strenIrmulses

Transmitgth

Impulse

Delaytime

to

圖1.時間分布對信道的影響：a）最大時延；b）相干帶寬。

122.時間變化特性

時間變化特性對信道的影響

在時域，用相干時間TO來標(biāo)識，可以視為與信道的脈沖響應(yīng)高度相關(guān)的時間長度；

在頻域，信號在頻率上展寬，接收機(jī)并不是在一個頻率上得到一個信號，而是在不同的頻率

上得到信號的不同部分，稱為多普勒展寬，用Fd來標(biāo)識，與相干時間TO成負(fù)相關(guān)的關(guān)系。

1.2.3.時間色散

時延拓展和相干帶寬是描述本地信道時間色散特性的兩個參數(shù)。前者是描述時域，后者是描

述頻域的參數(shù)，兩者成反比關(guān)系。

時延拓展:

理解：多徑效應(yīng)在時域的表現(xiàn)形式，延遲拓展小于符號周期，則發(fā)生平坦衰落，延遲擴(kuò)展大

于符號周期，則發(fā)生頻率選擇性衰落。時延拓展越小越好。

時延拓展導(dǎo)致碼間干擾，可以通過均衡技術(shù)來補償。

相干帶寬

理解：多徑效應(yīng)在頻域的表現(xiàn)形式，傳輸帶寬小于相干帶寬，信號的相關(guān)性很好，信道的衰

落特性平坦；大于相干帶寬，信號的相關(guān)性變差，信道呈頻率選擇性衰落。

公式：B=l/L,L為時延拓展。

例題：在城市環(huán)境中，三種典型擴(kuò)散值分別為：時延擴(kuò)散L=5us、角度擴(kuò)散力=20°、多普

勒頻率擴(kuò)散B=120Hzo在設(shè)計Rake接收時，必須滿足其頻率相關(guān)區(qū)間大于,才有多

徑分集效果。(D)(《移動通信中的關(guān)鍵技術(shù)》P11)

(A)120Hz

(B)120KHz

(C)200Hz

(D)200KHz

Rake接收機(jī)的原理是當(dāng)傳播時延超過一個碼片周期時，多徑信號可以看作互不相關(guān)的，它

可以對抗頻率選擇性衰落，其時延擴(kuò)散L=5us,對應(yīng)頻域的相干帶寬B=l/L=200Khz,所

以頻率相關(guān)區(qū)為選答案D。

1.2.4.頻率色散

相干時間和多普勒展寬是描述頻率色散特性的兩個參數(shù)，其中相干時間是多普勒拓展在時域

的表示。

相干時間

理解：信道沖激響應(yīng)維持不變的時間間隔的統(tǒng)計平均值，在這一段時間間隔內(nèi)，兩個到達(dá)的

信號有很強(qiáng)的幅度相關(guān)性。如果基帶信號帶寬的倒數(shù)大于信道相干時間，那么傳輸中基帶信

號就有可能發(fā)生改變，導(dǎo)致接收機(jī)信號失真。

公式：

此處，B為多普勒頻移。

例題：在城市環(huán)境中，三種典型擴(kuò)散值分別為：時延擴(kuò)散L=5us、角度擴(kuò)散力=20°、多普

勒頻率擴(kuò)散B=120Hz。如果采用信道交織技術(shù)，則其交織區(qū)間必須大于。(A)(《移動

通信中的關(guān)鍵技術(shù)》P1D

83us

5us

78us

88us

交織是利用時間分集為了克服時間選擇性衰落，同相干時間有關(guān)(多普勒頻寬)，其相干時

間T=l/B=83us

多普勒展寬(頻移)

相關(guān)解析：多普勒頻移同移動臺速度波長及運動方向有關(guān)，與無線電波入射方向角之間的夾

角有關(guān)，若移動臺朝向入射波方向運動，則頻移為正，反之則負(fù)。信號經(jīng)不同方向傳播，其

多徑分量造成接收機(jī)信號的多普勒擴(kuò)散，因而增加了信號帶寬。

公式：fi=vcos0/A,e為源端與目的端與入射波的夾角。

例題：若某信號載頻為1850mhz,一汽車以26.82m/s的速度運動，計算若汽車沿直線背向

發(fā)射機(jī)運動，以及汽車運動方向同入射波方向成直角時的接收機(jī)載波頻率。

%=1850Mhz所以波長2=C/%=0.162m,車速v=26.82m/s

當(dāng)背向發(fā)射機(jī)運動時，多普勒頻移為負(fù)，所以此時載波頻率為/=%-齊=1850X1()6—

26.82/0.162=1849.999834HZ

當(dāng)汽車運動方向與入射波方向成直角時，6=90,cos6=0,此時沒有多普勒頻移。

1.3.損耗分類：

1.3.1.路徑傳播損耗

又稱衰耗，它是指電波在空間傳播所產(chǎn)生的損耗，它反映了傳播在宏觀大范圍(即公里

量級)的空間距離上的接收信號電平平均值的變化趨勢。以下給出自由空間傳播損耗公

式，作為了解的內(nèi)容。

Lbs=32.45+20IgFMHz+201gDkm式中，Lbs稱為自

由空間的路徑傳播損耗。

分別將PHS1900、3GHz的頻率f取900、2400(3G系統(tǒng)最高工

作頻率到2.4GHz),可知：在相同空間距離條件下，2.4GHz信號的空間損

耗比PHS1900約大2dBo

1.3.2.慢衰落損耗

它是由于在電波傳輸路徑上受到建筑物及山丘等的阻擋所產(chǎn)生的陰影效應(yīng)而產(chǎn)生的損

耗。它反映了中等范圍內(nèi)數(shù)百波長量級接收電平的均值變化而產(chǎn)生的損耗，其變化率較

慢故又稱為慢衰落，由于慢衰落表示接收信號的長期變化，所以又稱長期衰落

(long-term-fading)一般認(rèn)為慢衰落符合對數(shù)正態(tài)分布：

1.3.3.快衰落損耗

它主要由于多徑傳播而產(chǎn)生的衰落，由于移動體周圍有許多散射、反射和折射體，引起

信號的多徑傳輸，使到達(dá)的信號之間相互疊加,其合成信號幅度表現(xiàn)為快速的起伏變化,

它反映微觀小范圍內(nèi)數(shù)十波長量級接收電平的均值變化而產(chǎn)生的損耗，其變化率比慢衰

落快，故稱它為快衰落。

深衰落點在空間上的分布是近似的相隔半個波長。因其場強(qiáng)服從瑞利分布，又稱為瑞利

衰落，衰落的振幅、相位、角度隨機(jī)。

仔細(xì)劃分快衰落又可分為以下三類：空間選擇性衰落、頻率選擇性衰落、時間選擇性衰

落。所謂選擇性是指在不同的空間，不同的頻率和不同的時間其衰落特性是不一樣的。

空間選擇性衰落

多徑信號到達(dá)天線陣列的到達(dá)角度的展寬稱為角度擴(kuò)展。角度展寬給出信號的主要能量

的角度范圍，產(chǎn)生空間選擇性衰落。

空間選擇性衰落用相干距離AR描述，其中入為波長；平為天線擴(kuò)散角。

相干距離為兩根天線上的信道響應(yīng)保持強(qiáng)相關(guān)時的最大空間距離。相干距離越短，角度

擴(kuò)展越大；反之，相干距離越長，角度擴(kuò)展越小。接收天線距離小于相關(guān)距離，信號的

相關(guān)性很好，信道的衰落特性平坦；大于相干距離，信號的相關(guān)性變差，信道呈空間選

擇性衰落。

頻率選擇性衰落

假設(shè)發(fā)射端發(fā)射的是一個時間寬度極窄的脈沖信號，經(jīng)過多徑信道后，由于各信道時延

的不同，接收端接收到的信號為一串脈沖，即接收信號的波形比原脈沖展寬了。這種由

于信道時延引起的信號波形的展寬稱為時延擴(kuò)展。時延擴(kuò)展產(chǎn)生頻率選擇性衰落。

頻率選擇性衰落用相干帶寬AB描述，其中Tm為時延擴(kuò)展。

AB=1/Tm

相干帶寬為信道在兩個頻移處的頻率響應(yīng)保持強(qiáng)相關(guān)時的最大頻率差。相干帶寬越小，

時延擴(kuò)展越大；反之，相干帶寬約大，時延擴(kuò)展越小。

傳輸帶寬小于相干帶寬，信號的相關(guān)性很好，信道的衰落特性平坦；大于相干帶寬，信

號的相關(guān)性變差，信道呈頻率選擇性衰落。

另一個描述多徑時延擴(kuò)展的參數(shù)是最大時延擴(kuò)展Am(xdB),定義為比直達(dá)信號功率下降

xdB的多徑信號的相對時延。不存在直達(dá)信號的情況下，可以是最強(qiáng)的多徑信號的功率。

時間選擇性衰落

由于移動用戶與基站的相對運動，每個多徑波都會有一個明顯的頻率移動。由運動引起

的接收信號頻率的移動稱為多普勒頻移力，它與移動用戶的運動速度成正比。

其中v為移動臺的運動速度；入為無線電波長；0為電波和移動臺運動的夾角。

多普勒擴(kuò)展是一種由于多普勒頻移現(xiàn)象引起的衰落過程的頻率擴(kuò)散，又稱時間選擇性衰

落。時間選擇性衰落用相干時間AT描述，

其中B為最大多普勒頻移。

1.4.抗衰方法:

1.4.1.擴(kuò)頻：

擴(kuò)展了信道帶寬，克服窄帶信號的頻率選擇性衰落特性o

￥U

---------------7,，川-----

發(fā)射信---------------接收到的衰落信

圖5擴(kuò)頻原理

1.4.2.Rake：

CDMA擴(kuò)頻碼在選擇時就要求它有很好的自相關(guān)特性。這樣，在無線信道中出現(xiàn)的時延擴(kuò)

展，就可以被看作只是被傳信號的再次傳送。如果這些多徑信號相互間的延時超過了一個碼

片的長度(wcdma一個碼片持續(xù)時間0.26us(78m),這在無線環(huán)境里面是很容易實現(xiàn)的(市

區(qū)的典型值是1到2us)),那么它們將被CDMA接收機(jī)看作是互不相關(guān)的有用的信號。

核心：多徑，延時，克服頻率選擇性衰落。

交織可以在不附加任務(wù)開銷的情況下，使系統(tǒng)獲得時間分集。對抗時間選擇性衰落。重要特

點是將突發(fā)性誤碼連續(xù)錯誤變成了隨機(jī)性的獨立差錯。它的缺點是有造成系統(tǒng)延時，交織的

區(qū)間越大，其抗誤碼性能越好，但帶來的延時也越大，需要平衡兩者之間的關(guān)系。

舉例：

交織矩陣為：

01061116

02071217

03081318

04091419

05101520

按列寫入，假設(shè)原始信息序列是：

0102030405060708091011121314151617181920假設(shè)突發(fā)性錯誤是07080910

按行讀出，解碼以后的信息序列為：

0106111602071217030813180409141905101520,錯誤特性隨機(jī)化了。

1.4.4.均衡：

補償時分信道中由于多徑效應(yīng)而產(chǎn)生的碼間干擾。主要指對信道中幅度和延遲進(jìn)行補償。均

衡器的效果是補償信道的頻率選擇性，使衰落趨于平坦、相位趨于線性。均衡器不能抵銷平

衰落。

信道時域響應(yīng)f(t),均衡器時域響應(yīng)heq(t),希望均衡后的信道響應(yīng)為：

g(t)=f*(t)0heq(t)=8(t)

就有：Heq(f)F*(-f)=l

Heq(f)為均衡器頻域響應(yīng)，F(xiàn)⑴為信道頻域響應(yīng)。

均衡器是傳輸信道的逆濾波器；

由于傳輸信道的時變性，均衡器必需是參數(shù)可變的自適應(yīng)均衡器；

1.4.5.分集：

空間分集：空間發(fā)射分集、空間接收分集。

極化分集：利用水平分量和垂直分量的不相關(guān)性。

頻率分集：寬帶信號。

時間分集：以超過信道相干時間的時間間隔重復(fù)發(fā)射信號。

分集的三種主要合并方式：最大比合并、選擇比合并、等增益合并。

?選擇式合并：選擇最好的支路作為輸出，其它支路丟棄。

?等增益合并：調(diào)整各個支路主徑的相位，使之同相，然后進(jìn)行等增益相加。

?最大比合并：調(diào)整各個支路的相位，使之同相，然后按照各個支路的信噪比數(shù)值進(jìn)行加

權(quán)相加。

1.4.6.信道編碼：

目的：信道編碼是為了保證信息傳輸?shù)目煽啃浴⑻岣邆鬏斮|(zhì)量而設(shè)計的一種編碼。它是在信

息碼中增加一定數(shù)量的多余碼元，使碼字具有一定的抗干擾能力。

實質(zhì)：信道編碼實際上是以降低信息的傳輸效率為代價來增加碼字的抗干擾能力。

CRC：是一種循環(huán)碼，用于檢錯。具有很強(qiáng)的檢錯能力，而且編碼器及譯碼器都很容易實現(xiàn)。

卷積編碼：編碼方法可以用卷積運算形式表達(dá)，輸入比特k,輸出比特n,編碼率R=k/n。

Turbo編碼：Turbo碼采用幾項關(guān)鍵技術(shù)措施，交織技術(shù)、級聯(lián)碼技術(shù)、軟輸出技術(shù)、迭代

技術(shù)，其性能非常優(yōu)異，很好地應(yīng)用了隨機(jī)性編譯碼的條件，從而獲得了幾乎接近香農(nóng)理論

極限的譯碼性能。(對抗誤碼)但最大的缺點在于設(shè)備復(fù)雜度和譯碼的時延。3GPP選用turbo

碼作為各類非實時業(yè)務(wù)高速數(shù)據(jù)的糾錯編碼。

15衰落曲線:

1.5.1.瑞利分布：

當(dāng)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間沒有很強(qiáng)的視距傳播路徑時,瑞利分布是一個很好的信道傳播模

型。它可以適當(dāng)?shù)乇硎臼袇^(qū)中的信道條件，其中大樓會阻礙視距傳播路徑，而且信號被

各種物體反射后，在接收端時間上被展寬。在時域中，瑞利衰落在40dB或更深的槽之

間有不高于10dB的周期峰值（深度衰落）（如圖3a）。

在頻域中，瑞利分布生成一條U形曲線（如圖3b）。密集散射模型可以用來描述

蜂窩通信的情況，這意味著多徑信號的幅度將呈現(xiàn)瑞利分布，而到達(dá)角度（多徑相位）

將呈現(xiàn)正態(tài)分布。

Threshold

Facfc

圖3.瑞利分布：a）時域；b）頻域。

1.5.2.萊斯分布：

在農(nóng)村環(huán)境中，阻礙信號物體較少，多徑信號包括一條很強(qiáng)的視距傳播路徑以及少量的

反射路徑，頻譜功率呈萊斯（Rician）分布。直射路徑的到達(dá)角度和直射路徑與其它路

徑之間的功率之比相結(jié)合，決定了來自直射路徑能量對多徑衰落的正態(tài)瑞利模型會有多

大影響。頻域中的圖看起來象瑞利分布，但是直射路徑引起的頻移處，功率有一個峰值。

圖4.萊斯分布（頻域）。

1.6.傳播模型：

Okumura模型：預(yù)測城區(qū)信號時廣泛使用此模型。為成熟的蜂窩和陸地移動無線系統(tǒng)路徑損

耗提供最簡單和最精確的解決方案。

模型可以表示為：L50（db）=Lf+d）_G（瓦）-G（九）—Garea

￡50傳播路徑損耗值的50%,Lf自由空間傳播損耗,Amu自由空間中值損耗，G（瓦）和G（鼠）

為基站天線高度增益因子和移動天線高度增益因子,最后一項為環(huán)境類型的增益。作為修正,

Okumura-Hata模型頻率范圍為150Mhz至I]1500Mhz,以市區(qū)傳播損耗為標(biāo)準(zhǔn)，其他低于

在此基礎(chǔ)上進(jìn)行修正。

Walfish-lkegami模型：考慮了屋頂和建筑物高度的影響，用來估計800—2000Mhz城區(qū)、

密集城區(qū)環(huán)境的預(yù)測。

Cost231-Hata模型用來估計1500—2000Mhz的宏蜂窩（1-20km）預(yù)測。

例題：經(jīng)典傳播模型中實用于150-1500MHz宏蜂窩預(yù)測，適用于

800-2000MHZ城區(qū)、密集市區(qū)環(huán)境預(yù)測；適用于1500-2000MHz宏蜂窩預(yù)測。（A）

A、Okumura-Hata、Walfish-lkegamiCost231-Hata；

B、Cost231-Hata>Walfish-lkegami>Okumura-Hata；

C、Walfish-Ikegam>Okumura-Hata>Cost231-Hata0

1.7.通信模型：

有效性：占用盡可能少的資源（頻段、時隙、功率）傳送盡可能多的信源信息。

可靠性：傳輸中抵抗各類可觀自然干擾的能力。

安全性：安全保密性能。

2.第3代移動通信

2.1.基本常識：

2.1.1.ARFCN

頻率信道號ARFCN=載波頻率X5。

如華為頻點為2132.4,貝1|ARFCN號：2132.4X5=10662。

2.1.2.Eclo

定義：CPICH上接收的每個碼片能量與頻帶功率密度的比值，它等于CPICH上測量的接收

信號碼功率RSCP除以信道帶寬內(nèi)接收到的全部功率RSSL

公式：EcIo=RSCP/RSSI.

公共導(dǎo)頻信道（CPICH）的Ec/I。的測量主要用于切換的判斷。

2.1.3.載干比C/I

定義：又稱寬帶信干比，指信號功率與干擾的比值。在WCDMA系統(tǒng)中，由于有了擴(kuò)頻和

解擴(kuò)，所以要求的載干比C/I遠(yuǎn)小于GSM等系統(tǒng)。

公式：C/I=Eb/No-處理增益

例如：WCDMA系統(tǒng)中，對于語音業(yè)務(wù)，Eb/No的典型值為5dB,處理增益為25dB,則

C/I=Eb/No-處理增益=5dB-25dB=-20dB,即信號功率可以比干擾功率低20dB。

2.1.4.相鄰信道泄漏比ACLR

定義：ACLR為發(fā)射機(jī)的關(guān)鍵射頻參數(shù)，它是表示發(fā)射功率允許泄漏到第一或第二鄰近載波

的數(shù)值，單位：dB?如圖所示。

2.1.5.手機(jī)標(biāo)識

RNTI

RNTI稱為無線網(wǎng)路臨時標(biāo)識，分為C-RNTI、U-RNTI等；

C-RNTI：在一個小區(qū)內(nèi)標(biāo)識有RRC連接的UE；

U-RNTI：在UTRAN內(nèi)標(biāo)識有RRC連接的UE,U-RNTI=SRNCID+S-RNTI;

MSISDN

MSISDN又稱為移動臺國際身份號碼，MSISDN=CC+NDC+SN,

其中：CC=國家碼3位（中國為+86）

NDC=國內(nèi)目的地碼7位（前3位識別網(wǎng)號，后4位識別歸屬區(qū)）

SN=用戶號碼

例如：+8613912345678

IMSI

IMSI稱為國際移動用戶識別碼，在WCDMA網(wǎng)絡(luò)中唯一的識別一個移動用戶的號碼

IMSI=MCC+MNC+MSIN,

其中：MCC—移動國家號碼3位（中國為460）

MNC—移動網(wǎng)號2位或3位

MSIN—移動臺識別號

TMSI

為了對IMSI保密，VLR給來訪移動用戶分配一個TMSI號碼，它僅在本地使用。

P-TMSI

為了對IMSI保密，SGSN給來訪的GPRS移動用戶分配一個唯一的P-TMSI號碼，它僅在

本地使用。

2.1.6.網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識

位置區(qū)標(biāo)識LAI

由3部分組成，LAI=MCC+MNC+LAC

其中：LAC為位置區(qū)編碼

路由區(qū)標(biāo)識RAI

路由區(qū)標(biāo)識由位置區(qū)標(biāo)識LAI加上路由區(qū)編碼RAC組成，即:RAI=MCC+MNC+LAC+RAC。

2.1.7.多徑分集

WCDMA系統(tǒng)中，多徑分量之間的時間差要大于一個碼片的長度，接收機(jī)才能將多徑分量

區(qū)分開來。

WCDMA的碼片速率為3.84Mchip/s,碼片長度為速率的倒數(shù)，即：l+3840000chip/s=0.26us,

所以多徑分量之間的時間差為0.26us;

多徑分量之間的長度差=光速小碼片速率=3.0X108m/s+3840000chip/s=78m；

22基礎(chǔ)概念:

2.2.1.幀結(jié)構(gòu)：

一個無線幀的速率為3.84Mchip/s、時間為幀長10ms、分15個時隙，具體每個信道類型有

不同的時隙內(nèi)部信息結(jié)構(gòu)。信息比特同速率之間的幾個關(guān)系式如下：

每個時隙的傳送信息比特：10x2。其中K與擴(kuò)頻因子之間的關(guān)系：SF=256/2"簡單記憶

如下：每個時隙傳送比特X15XSF=3840000。

例題:下列選項滿足專用上行物理信道擴(kuò)頻因子SF與相關(guān)每時隙承載比特數(shù)關(guān)系的是（C）

A.12880

B.12840

C.12820

D.12810

解答：一個無線幀分15個時隙，所以每個時隙比特XSF=3.84M/15=2560,所以SF與每時

隙承載比特數(shù)之間的乘積應(yīng)該等于2560o

2.2.2.OVSF碼樹：

e.T

Uch,2,0=(1,1)LT

cch,1,0=(1)T

|_c,=(1.-1)[

ch21Cch,4,2=(1尸1,1,-1)

T

6,4,3=(1,-1,-1,1)

SF=1SF=2SF=4

舉例而言，從左往右看，對于選定Cch2.1作為擴(kuò)頻碼，那么Cch4.2不能再作為擴(kuò)頻碼。從

右往左看，加入選定Cch4.0作為擴(kuò)頻碼，那么Cch2.0不能再作為擴(kuò)頻碼。這可以總結(jié)成一

種碼的選擇規(guī)則，只要滿足以上選取原則的碼彼此之間是正交的。

砌［6擔(dān)）；遠(yuǎn)06⑼二）

C(8,0

C(16,1)

6^0(4,0)

q9(16,2).；'7C(16,2)

C(8,1

C(16,3)C（16,3）

不同的SF對應(yīng)了不同的業(yè)務(wù)速率。SF越大，基本信息速率越小。系統(tǒng)可以通過改變SF,

可以相應(yīng)調(diào)整業(yè)務(wù)速率。

2.2.3.地址碼：

用戶地址碼：上行長擾碼區(qū)分用戶，各擾碼的自相關(guān)性良好。

基站地址碼：下行用擾碼區(qū)分基站的不同扇區(qū)（小區(qū)），主擾碼primaryscramblingcode。

信道地址碼：上下行OVSF碼區(qū)分不同信道，不同業(yè)務(wù)速率對應(yīng)不同的SF。見下表。

SF8CodeTree

SFCodeTree

2Number

381

4161128K1

532123464K2

6641fach45678

712812DCh45678910111213141516122K11

8256coichIbchpichlaich5I67I8911011|1213|1415|1617|1819l20211222312425126271282913031132

9

8384K1

161I2128K2

23264K4

6412345678

12812345678910111213141516122K16

2561I23I45I67I8911011|1213|1415|1617|1819|2O211222312425126271282913031132

16

178384K1

18161128K2

1932123464K4

206412345678

2112812345678910111213141516122K16

222561I23I45I67I8911011|1213|1415|1617|1819|2O211222312425126271282913031132

23

248384K1

25161128K2

2632123464K4

?76412345678

2812812345678910111213141516122K16

292561I23I45I67I8911011|1213l1415|1617l1819l20211222312425126271282913031132

on

2.3.重要計算：

2.3.1.擴(kuò)頻增益：

定義：標(biāo)識擴(kuò)頻系統(tǒng)解擴(kuò)之后信躁比的改善程度，也可以表示為發(fā)送端碼元擴(kuò)展的倍數(shù)或者

信號帶寬擴(kuò)展的倍數(shù)。

公式：G=101ogio(R/凡)，其中凡為擴(kuò)頻后chip的速率，凡為擴(kuò)頻前的bit速率

例題：WCDMA系統(tǒng)中，系統(tǒng)傳輸帶寬3.84M,數(shù)據(jù)速率為60k,則系統(tǒng)擴(kuò)頻增益是

()。(C)(摘自華為《WCDMA培訓(xùn)多媒體系列教程》物理層習(xí)題)

A、6dBB、7dBC、18dBD、23dB

計算：10logio(384/6)=10logiolog(64)=18db

2.3.2.干擾容限：

解析：表示載正常工作的條件下，接收機(jī)輸入端所能承受的干擾比信號高出的分貝數(shù)值，它

直觀反映了擴(kuò)頻系統(tǒng)接收機(jī)所容許的干擾最大強(qiáng)度值。

公式：M=G-(Ls+101og(—,其中“為實際傳輸路徑損耗

例：某擴(kuò)頻系統(tǒng)已知G=21db,〃=5db,lOlog(S/N)=6db,則有M=21—5—6=10db,

說明該擴(kuò)頻系統(tǒng)最大承受干擾為10db,即容許最大干擾比信號強(qiáng)10倍。

233.擴(kuò)頻因子：

SF=RJR,,其中凡為擴(kuò)頻后chip的速率，凡為擴(kuò)頻前的bit速率；取log后稱為擴(kuò)頻增

益。每個不同的信道可能采取不同的擴(kuò)頻因子。如碼樹中選中CH+3表示該SF=4。

符號速率X擴(kuò)頻因子=碼片速率

例題：WCDMA,碼片速率=3.84MHz,擴(kuò)頻因子=4,則符號速率=960Kbps；

24物理過程:

241.小區(qū)搜索過程:

時隙同步由于在UTRAN中所有的primarySCH的同步碼都是相同的并且在每個slot的前

256chips中發(fā)送每個slot中都是相同的UE使用一個matchedfilter或者類似的技術(shù)就可以很容

易獲得時隙同步。

Primary

SCH

Secondary

SCH

時隙同步后就要進(jìn)行幀同步幀同步是使用secondarySCH的同步碼實現(xiàn)的SecondarySCH的

同步碼一共有16個，在每個時隙中是不同的按照在每個時隙中碼字的不同形成64組碼序列這

64組碼序列有一個特性他們的循環(huán)移位后的結(jié)果是唯一的因此UE就使用這64組碼序列一個

一個的和接收到的信號相關(guān)相關(guān)值最大的那個就是這個小區(qū)所用的secondary同步序列同

時也確定了這個小區(qū)的擾碼組和幀同步（見《WCDMA系統(tǒng)物理層設(shè)計》P177表）

獲得這個小區(qū)的primaryscramblingcode主擾碼獲取這個碼字后由于CPICH和PCCPCH都使

用這個擾碼而且他們的信道碼是固定的UE就可以讀廣播信道了在上一步驟中UE獲得了本

小區(qū)的擾碼組這個擾碼組中有8個主擾碼UE如何知道系統(tǒng)到底使用了那個通常UE就一個一

個在CPICH上試直到找到相關(guān)結(jié)果最大的一個這就確定了主擾碼。

3E-〃匕N烏O

3E-方比-

~r

洋力心■&晶7

一Z

■

集比匕4ZF<5*8*63

---

三at耳.

1

三j七"名r<5*8*<53t

1dX-7

乏re&異zbew烏

2.4.2.RACH接入過程：

RACH隨機(jī)接入過程

開始

I結(jié)束物理層隨機(jī)接入過程

2.4.3.功率控制過程:

實際應(yīng)用中主要關(guān)心上行功率控制。包括上行內(nèi)環(huán)功率控制和上行外環(huán)功率控制。核心掌握:

上行控制功率是控制上行。所謂環(huán)其實是以NB為中心，NB以下UE之間為內(nèi)環(huán)，NB以上

同RNC之間為外環(huán)。

功率平衡、誤碼率平衡、信噪比(SIR)平衡、誤塊率(BLER)平衡；

上行內(nèi)環(huán)功率控制根據(jù)SIR來平衡，手機(jī)同基站之間通過TPC指令溝通，增大或減小功率。

上行外環(huán)功控根據(jù)BLER來平衡，RNC通過調(diào)整SIRtarget指令與NB溝通。

功率控制過程

上行DPCCH/DPDCH正常發(fā)射功率控制?高層確定初始發(fā)射功率.DPCCH/DPDCH

發(fā)射功率的偏差由網(wǎng)絡(luò)側(cè)利用增益因

,開環(huán)功率蹩1子計算確定。

功率控制

、快速閉環(huán)功率控制?上行DPCCH發(fā)射功率的變化在其導(dǎo)頻區(qū)

I閉環(huán)功率控制二一_域開始前發(fā)生，變化由UE推導(dǎo)得出。

----慢速閉環(huán)功針制

UE的發(fā)射功率不能超過一個最大的允

測量SIR許值.其大小要低于該終端所屬

率等級中的最大輸出功率

外環(huán)

設(shè)SiSIRtarget

洞整功率

NodeB

如果SIRest>SIRtarget.TPC命令="0”.要求增加發(fā)射功率,

如果SIRestXSIRtarget.TPC命令:“1”.要求降低發(fā)射功率

25空口協(xié)議:

Radio

(Access)

Bearers

邏輯信道

傳輸侑道

物理信道

需要掌握的兩點核心思想：分層通信、控制與承載分離的思想。邏輯信道分業(yè)務(wù)信道和控制

信道。傳輸信道分專用、公用傳輸信道、目的是為了效率和擴(kuò)展性。

HigherLayer

data

Logical

Channels

(Data

Dependent)

Transport

Channels

(L1Characteristics

Dependent)

Ph