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)中國聯(lián)通山西省分公司中國聯(lián)通山西省分公司移動網(wǎng)絡(luò)建設(shè)部移動網(wǎng)絡(luò)建設(shè)部 李翠萍李翠萍20092009年年1 1月月一、第三代移動通信系統(tǒng)概述一、第三代移動通信系統(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)的無線資源管理系統(tǒng)的無線資源管理五、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的三個主流標(biāo)準(zhǔn)的三個主流標(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-41三大國際標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)比較三大國際標(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時分同步時分同步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幀長幀長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)碼時分分組業(yè)務(wù)碼時分復(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)碼時分組業(yè)務(wù)碼時分復(fù)用分復(fù)用三大國際標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)比較三大國際標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)比較(2)WCDMACDMA2000TD-SCDMA同步檢測同步檢測:前向前向 反向反向與導(dǎo)頻信號相干與導(dǎo)頻信號相干與導(dǎo)頻信號相干與導(dǎo)頻信號相干與導(dǎo)頻信號相干與導(dǎo)頻信號相干與導(dǎo)頻信號相干與導(dǎo)頻信號相干與下行導(dǎo)頻時隙相干與下行導(dǎo)頻時隙相

4、干與上行導(dǎo)頻時隙相干與上行導(dǎo)頻時隙相干下行信道導(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)頻符號用導(dǎo)頻符號,與其他數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)和控制信息時分復(fù)用和控制信息時分復(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)頻和其他信道時分導(dǎo)頻和其他信道時分復(fù)用復(fù)用上行信道導(dǎo)頻上行信道導(dǎo)頻導(dǎo)頻符號和導(dǎo)頻符號和TPC以及控制以及控制數(shù)據(jù)信息時分復(fù)用和數(shù)據(jù)信息時分復(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)頻和其他信道時分導(dǎo)頻和其他信道時分復(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語音編碼語音編碼自適應(yīng)多速率語音編碼自適應(yīng)多速率語音編碼AMR可變速率可變速率自適應(yīng)多速率語音編自適應(yīng)多速率語音編碼碼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)中國中國3G3G移動通信的頻譜分配移動通信的頻譜分配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號信令體系的號信令體系的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)基本無關(guān)；8. R48. R4對對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無線側(cè)：引入無線側(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承載完成對語音、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地址的問題以及Qos問題；6. 引入HSS ，在傳統(tǒng)HLR 的用戶數(shù)據(jù)存儲基礎(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)由原來的空口的接入技術(shù)由原來的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 減少回路時延，提高減少回路時延，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)展歷程移動寬帶化是后續(xù)演進(jìn)趨勢移動寬帶化是后續(xù)演進(jìn)趨勢提綱提綱一、第三代移動通信系統(tǒng)概述一、第三代移動通信系統(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)的無線資源管理系統(tǒng)的無線資源管理五、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能夠支持從語音到數(shù)據(jù)到多媒體的業(yè)務(wù)，同時支持并發(fā)業(yè)務(wù)的通信?？焖僖苿迎h(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是一個自干擾系統(tǒng)是一個自干擾系統(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) 會議室會議室碼信道傳輸碼信道傳輸 用方言交談用方言交談信道功率信道功率

17、說話聲音說話聲音保證信道質(zhì)量保證信道質(zhì)量 聽清對話聽清對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線性范圍崩潰超過線性范圍崩潰 喊破喉嚨，仍然聽不清喊破喉嚨，仍然聽不清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 個載頻所能承載的信道數(shù)是固定 的覆蓋和容量沒有直接關(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

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 同時隙區(qū)分；在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 時，需要進(jìn)行頻率規(guī)劃。區(qū)區(qū) 別別提綱提綱一、第三代移動通信系

19、統(tǒng)概述一、第三代移動通信系統(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)無線資源管理系統(tǒng)無線資源管理五、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、多用戶檢測技術(shù)、多用戶檢測技術(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壓縮編碼來去掉信號

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；一路語音信號編碼后的速率為64Kb/s;u 移動通信中如果采用PCM編碼技術(shù)，則傳一路話音信號需要64K帶寬，傳8路話音需要512K帶寬。對于1個頻點(diǎn)只有200KHZ帶寬的GSM系統(tǒng)來說，會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；第三代移動通信系統(tǒng)中，不僅要支持語音通信，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)能夠檢測和糾正由于傳輸媒介帶來的信號誤差。同時在原數(shù)據(jù)流中加入冗余信息，提高數(shù)據(jù)傳輸速率。 無糾錯編碼：無糾錯編碼： 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)是通過給原數(shù)據(jù)添加冗余信息，從而獲得糾錯能力目前使用較多的是卷積編碼和Turbo編碼（1/2，1/3）使用編碼增加了無效負(fù)荷和傳輸時間適合糾正非連續(xù)的少量錯誤編碼技術(shù)編碼技術(shù)信道

22、編碼信道編碼床前明月光春眠不覺曉白發(fā)三千丈紅豆生南國床床前前明明月月光光春春眠眠不不覺覺曉曉白白發(fā)發(fā)三三千千丈丈紅紅豆豆生生南南國國床？前前明明月月光光春春眠眠？不覺覺曉曉白白發(fā)發(fā)三三？千丈？紅紅豆豆生生南？國國編碼技術(shù)編碼技術(shù) 卷積碼卷積碼 譯碼簡單（Viterbi算法），時延較短，適用于實(shí)時業(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），時延較長； 誤碼率低（可以達(dá)到106 ）。編碼速率為1/3 適合對誤碼率敏感，而對時延不敏感的非實(shí)時分組業(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集中差錯集中差錯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)差錯分配差錯分配優(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)的錯誤隨機(jī)化。提高糾錯編碼的有效性。缺點(diǎn)：由于改變了數(shù)據(jù)流的傳輸順序，必須要等整個數(shù)據(jù)塊接收后才能糾錯加大了處理延時，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曉白發(fā)三千丈紅豆生南國床床前前明明月月光光春春眠眠不不覺覺曉曉白白發(fā)發(fā)三三千千丈丈紅紅豆豆生生南南國國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千南月覺千南光曉丈國光曉丈國床春白紅？前眠發(fā)豆明不三生明不三生月覺千南月覺千南光曉丈國光曉丈國床？前明明月月光光春？眠不不覺覺曉曉白？發(fā)三三千千丈丈紅？豆生生南南國國編碼交織去交織解碼突發(fā)錯誤三、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、多用戶檢測技術(shù)、多用戶檢測

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是采用時分的多址技術(shù)。業(yè)務(wù)信道在是采用時分的多址技術(shù)。業(yè)務(wù)信道在不同的時間片段分配給不同的用戶。不同的時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)。所有用戶在同一時間、同一頻段上、根據(jù)不用戶在同一時間、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。常見的多址技術(shù)常見的多址技術(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，長度重復(fù)一次，長度38400chips 上行物理信道，可用的擾碼分為長擾碼和上行物理信道，可用的擾碼分為長擾碼和短擾碼，共有短擾碼，共有224-1個長擾碼和個長擾碼和224個短擾碼個短擾碼 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個個擾碼，但只用了擾碼，但只用了0-8191號的擾碼號的擾碼正交碼（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為碼號為碼號 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)頻包括兩個操作擴(kuò)頻包括兩個操作 信道化操作，它使數(shù)據(jù)符號變?yōu)榇a片，并增加信號帶寬信道化操作，它使數(shù)據(jù)符號變?yōu)榇a片，并增加信號帶寬，每符號的碼片稱為擴(kuò)頻因子（，每符號的碼片稱為擴(kuò)頻因子（SF)，可以通過它與，可以通過它與OVSF相乘得到相乘得到 擾碼操作，它作用在擴(kuò)頻信號上擾碼操作，它作用在擴(kuò)頻信號上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碼樹型結(jié)構(gòu)圖）碼樹型結(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：要保證其到樹根路徑上和其子樹上沒有其它碼被分要保證其到樹根路徑上和其子樹上沒有其它碼被分配；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，則會阻塞掉其子樹上碼如果不合理，則會阻塞掉其子樹上的所有低速擴(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個用戶時擴(kuò)頻碼的分配個用戶時擴(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)理論上同時提供的最理論上同時提供的最大信道數(shù)大信道數(shù)實(shí)際系統(tǒng)同時提供實(shí)際系統(tǒng)同時提供的業(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個左右個左右64646430個左右個左右16128K168個左右個左右838484個左右個左右碼分多址技術(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)分從單個基站來的數(shù)據(jù)信道正交碼用于區(qū)分從單個基站來的數(shù)據(jù)信道上行上行: : 正交碼用于區(qū)分從單個手機(jī)來的數(shù)

31、據(jù)信道正交碼用于區(qū)分從單個手機(jī)來的數(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、多用戶檢測技術(shù)、多用戶檢測技術(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窄帶信號fP(f)寬帶信號寬帶信號P(

33、f)f噪聲噪聲P(f)f噪聲噪聲+寬帶信號寬帶信號P(f)f低通濾波分離信號與噪聲低通濾波分離信號與噪聲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） 通過將偽噪聲序列與基帶脈沖數(shù)據(jù)相乘來擴(kuò)展基帶數(shù)據(jù)，其偽噪聲通過將偽噪聲序列與基帶脈沖數(shù)據(jù)相乘來擴(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 用功率控制來克服遠(yuǎn)近效應(yīng)，受限于功率檢測的精度用

34、功率控制來克服遠(yuǎn)近效應(yīng)，受限于功率檢測的精度 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) 無遠(yuǎn)近效應(yīng)的影響，因?yàn)槎鄠€用戶不會同時使用同一頻率無遠(yuǎn)近效應(yīng)的影響，因?yàn)槎鄠€用戶不會同時使用同一頻率擴(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)在相同時間偏移用相同碼發(fā)射和接收在相同時間偏移用相同碼發(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)頻后的信號帶寬（擴(kuò)頻后的信號帶寬/ /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的語音業(yè)務(wù)的語音業(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)頻增益對系統(tǒng)的影響擴(kuò)頻增益對系統(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，所以說系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，保密性好，所以說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、多用戶檢測技術(shù)、多用戶檢測技術(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)時間接收信號強(qiáng)度發(fā)射信號4 4、RAKERAKE接收技術(shù)接收技術(shù)u 由于無線傳輸中存在多徑效應(yīng)，如果不加以處理，會對正常的接收造成干擾。根據(jù)同相加強(qiáng)，反相抵消的原理，在通話時會感覺時斷時續(xù)。u WCDMA系統(tǒng)中采用了Rake接收技術(shù)，將不同路徑來的信號進(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)算信號強(qiáng)度與時延合 并合并后的信號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、多用戶檢測技術(shù)、多用戶檢測技術(shù)6 6、智能天線技術(shù)、智能天線技術(shù)多用戶檢測技術(shù)多用戶檢測技術(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)信號分離方法中，把MAI看作熱噪聲。

42、l多用戶檢測技術(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。正在通信的移動終端在整個 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)的移動終端均相互干擾。l智能天線的優(yōu)勢減少小區(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、第三代移動通信系統(tǒng)概述一、第三代移動通信系統(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)的無線資源管理系統(tǒng)的無線資源管理五、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)的無線資源管理系統(tǒng)的無線資源管理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、動態(tài)信道分配、動態(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碼分信道。雖然偽隨機(jī)碼具有很好的自相關(guān)性，但是無法避免其它信道對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，終端必然會提高自己的發(fā)射功率。而發(fā)射功率的提高又加劇了對其他用戶的干擾。 功率控制的目的是盡量降低對其它信道的干擾。功率控制解決的問題之一功率控制解決的問題之一-降低多址干擾降低多址干擾頻率時間碼字碼分多址自干擾示意圖相關(guān)輸出時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的信號強(qiáng)，接收較遠(yuǎn)的UE的信號弱，由于CDMA是同頻接收系統(tǒng)，造成弱信號淹沒在強(qiáng)信號中，從而使得距離基站較遠(yuǎn)的UE無法正常工作。電波傳播中經(jīng)常會遇到“遠(yuǎn)近效應(yīng)”的問題，必須實(shí)時改變發(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)功率控制解決的問題之三功率控制解決的問題之三補(bǔ)償衰落 由于移動信道是一個衰落信道，快速由于移動信道是一個衰落信道，快速閉環(huán)功控可以隨著信號的起伏快速改變閉環(huán)功控可以隨著信號的起伏快速改變發(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環(huán)功率控制開環(huán)功率控制閉環(huán)功率控制閉環(huán)功率控制上行開環(huán)上行開環(huán)功率控制功率控制下行開環(huán)下行開環(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環(huán)功率控制開環(huán)功率控制開環(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)測量結(jié)果對路徑損耗和干擾水平進(jìn)行估計(jì)，從而計(jì)算初始發(fā)射功率的過程。UEUE測量導(dǎo)頻測量導(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使基站處接收到的每個UEUE信號的信號的bitbit能量相等能量相等每一個每一個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)無線通信的原理，根據(jù)無線通信的原理，SIRSIR固定的情況下，固定的情況下，BLERBLER會隨著會隨著 無線環(huán)境的變化而變化無線環(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)的無線資源管理系統(tǒng)的無線資源管理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、動態(tài)信道分配、動態(tài)信道分配切換技術(shù)切換技術(shù)q 定義：定義：當(dāng)移動臺走出原先的服務(wù)小區(qū)，將要進(jìn)入另一個服務(wù)小區(qū)時，原基站與移動臺之間的鏈路將由新基站與移動臺之間的鏈路來替代，這就是切換。切換是移動性管理的內(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)移動臺開始與一個新基站聯(lián)系時，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)移動臺開始與一個新基站聯(lián)系時，并不立即中斷與原來基站之間的通信，軟切換是CDMA系統(tǒng)固有的。 先通后斷 同一個頻率下切

49、換 切換過程中保持多條無線鏈路連接，占用無線資源比較多 更軟切換p 接力接力切換切換-當(dāng)用戶終端從一個小區(qū)或扇區(qū)移動到另一個小區(qū)或扇區(qū)時，利用智能天線和上行同步等技術(shù)對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（長期保持）（長期保持）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，通過核心技術(shù)之一，通過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，但對基站資源有一定消耗，因此在網(wǎng)絡(luò)規(guī)

51、劃中，對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 同一個基站之下，切換處同一個基站之下，切換處 理在同一個信道單元內(nèi)完理在同一個信道單元內(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，帶來下行干擾，降碼資源，帶來下行干擾，

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，對參與切換的鏈路，主控軟切換中，對參與切換的鏈路，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 類似于一個路由器，對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。類似于一個路由器，對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。u上行方向，上行方向，UEUE的信號一路直接送到的信號一路直接送到SRNCSRNC，另一路信號到，另一路信號到

53、DRNCDRNC后，通過后，通過IurIur接口，送到接口，送到SRNCSRNC，然后兩路信號進(jìn)行選擇行合并，擇優(yōu)送到核心網(wǎng)。然后兩路信號進(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)過另一份經(jīng)過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對接收的兩路信號進(jìn)行最對接收的兩路信號進(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)頻信號強(qiáng)度達(dá)到激活集門限時，通知下屬小區(qū)的導(dǎo)頻信號強(qiáng)度達(dá)到激活集門限時，通知UEUE激活集更新，并通過激活集更新，并通過IurIur接口把主控權(quán)交給接口把主控權(quán)交給DRNCDRNC，此時，此時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便過渡到新的便過渡到新的RNCRNC覆蓋區(qū)域。覆蓋區(qū)域。切換測量小區(qū)集合的分類切換測量小區(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)行測量的小區(qū)組成的集合檢測集Detected SetUE檢測到的既不屬于激活集又不屬于監(jiān)視集的小區(qū)軟切換的測量報告軟切換的測量報告T為測量報告觸發(fā)時間延時，即在T時間內(nèi)測量觸發(fā)條件均滿足時才發(fā)送測量報告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時間時間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軟切換的測量報告軟切換的測量報告1A事件報告：當(dāng)某相鄰小區(qū)導(dǎo)頻信號強(qiáng)度測量值進(jìn)入報事件報告：當(dāng)某相鄰小區(qū)導(dǎo)頻信號強(qiáng)度測量值進(jìn)入報告區(qū)告區(qū)A時進(jìn)行報告。報告區(qū)時進(jìn)行報告。報告區(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事件報告：當(dāng)某相鄰小區(qū)導(dǎo)頻信號強(qiáng)度測量值離開報事件報告：當(dāng)某相鄰小區(qū)導(dǎo)頻信號強(qiáng)度測量值離開報告告B時進(jìn)行報告。報告區(qū)時進(jìn)行報告。報告區(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事件報告：當(dāng)某相鄰小區(qū)導(dǎo)頻信號強(qiáng)度測量值變得優(yōu)事件報告：當(dāng)某相鄰小區(qū)導(dǎo)頻信號強(qiáng)度測

57、量值變得優(yōu)于活動集中某小區(qū)的導(dǎo)頻信號強(qiáng)度測量值時進(jìn)行報告。于活動集中某小區(qū)的導(dǎo)頻信號強(qiáng)度測量值時進(jìn)行報告。備注：備注：MAX_CPICH_AS活動集小區(qū)導(dǎo)頻信號強(qiáng)度最大值活動集小區(qū)導(dǎo)頻信號強(qiáng)度最大值 AS_TH-報告相對門限報告相對門限 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 碼樹調(diào)整碼樹調(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，需要確定切換策略：系統(tǒng)進(jìn)行硬切換時，需要確定切換策略： 語音單向切換語音單向切換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使用壓縮模式 壓縮模式是基站通過壓縮發(fā)射時間空出一些時間給UE測量其它頻率的信號?？?用 于 頻 間 測 量 的 發(fā) 射 間 隙 （ 最 長7個 時 隙= 4 .7 m s）1個 無 線 幀 （1 0 m s）1 0 m s壓縮模式發(fā)射時間示意圖壓縮模式發(fā)射時間示意圖壓縮模式壓縮模式 壓縮模式實(shí)現(xiàn)方法 打孔(是通過提高傳輸層編碼速率來獲得用于測量的事件縫隙)。

59、對高層簡單，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，一幀內(nèi)能夠獲得的最大發(fā)射縫隙為5個時隙。 擴(kuò)頻因子減半（是通過降低擴(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間，產(chǎn)生用于測量其他頻率信息的時間縫隙）。此方法實(shí)現(xiàn)簡單，但會降低碼資源利用率。最大可有7個時隙用于壓縮模式測量。 高層調(diào)度(降低來自高層數(shù)據(jù)速率)，此方法對底層簡單，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。n 缺點(diǎn) 壓縮模式的使用會帶來系統(tǒng)性能的降低（比如冗余度的降低，會帶來誤碼率的提高），因此盡量避免過多使用壓縮模式。四、四

60、、WCDMA系統(tǒng)的無線資源管理系統(tǒng)的無線資源管理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、動態(tài)信道分配、動態(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，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拒絕用戶的呼叫請求。當(dāng)系統(tǒng)剩余的資源足夠用戶使用時，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)入控制的對象準(zhǔn)入控制的對象一個移動用戶在小區(qū)中發(fā)起新