G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))WCDMA無線原理與關(guān)鍵技術(shù)G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))課程內(nèi)容u3G概述uWCDMA無線原理uWCDMA關(guān)鍵技術(shù)G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))3G技術(shù)體制nWCDMA由標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP所制定ncdma2000體制是基于IS-95的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上提出的3G標(biāo)準(zhǔn)，目前其標(biāo)準(zhǔn)化工作由3GPP2來完成nTD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)由中國無線通信標(biāo)準(zhǔn)組織CWTS提出，目前已經(jīng)融合到3GPP關(guān)于WCDMA-TDD的相關(guān)規(guī)范中G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))三種主流標(biāo)準(zhǔn)的比較WCDMACDMA2000TD-SCDMA接收機(jī)結(jié)構(gòu)接收機(jī)結(jié)構(gòu)RAKERAKERAKE閉環(huán)功控頻率閉環(huán)功控頻率（Hz）1500800200越區(qū)切換越區(qū)切換軟，硬切換軟，硬切換軟，硬切換軟，硬切換接力切換接力切換解調(diào)方式解調(diào)方式相干解調(diào)相干解調(diào)相干解調(diào)相干解調(diào)相干解調(diào)相干解調(diào)碼片速率碼片速率（Mcps）3.84N1.22881.28傳輸帶寬傳輸帶寬（MHz）51.251.6幀長幀長10ms20ms10ms(2個(gè)個(gè)5ms子幀）子幀）同步方式同步方式異步異步/同步同步同步同步同步同步雙工方式雙工方式FDDFDDTDDG基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))課程內(nèi)容u概述uWCDMA無線原理uWCDMA關(guān)鍵技術(shù)G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))多址接入FrequencyTimePowerFrequencyTimePowerFrequencyTimePowerFDMATDMACDMA頻分多址技術(shù)頻分多址技術(shù) 業(yè)務(wù)信道在不同頻段分配給不同業(yè)務(wù)信道在不同頻段分配給不同的用戶。

如的用戶如TACSTACS、AMPSAMPS時(shí)分多址技術(shù)時(shí)分多址技術(shù) 業(yè)務(wù)信道在不同的時(shí)間分配給不業(yè)務(wù)信道在不同的時(shí)間分配給不同的用戶如同的用戶如GSMGSM、DAMPSDAMPS碼分多址技術(shù)碼分多址技術(shù) 所有用戶在同一時(shí)間、同一頻段所有用戶在同一時(shí)間、同一頻段上、根據(jù)不同的編碼獲得業(yè)務(wù)信道上、根據(jù)不同的編碼獲得業(yè)務(wù)信道G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))雙工方式qTDD方式方式可用于任何頻段適合于小區(qū)/微微小區(qū)組網(wǎng)適合于上下行非對稱及對稱業(yè)務(wù)qFDD方式方式需要成對頻段適合于大區(qū)制全國性組網(wǎng)適合于上下行對稱業(yè)務(wù)；q其他其他TDD(時(shí)分雙工；如時(shí)分雙工；如TD-SCDMA)D U D D D DDDFDD（頻分雙工；如（頻分雙工；如WCDMA和和CDMA2000）DD D D DDDUG基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))無線傳播特性(多徑效應(yīng))G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))距離距離(m)接收功率接收功率(dBm)102030-20-40-60慢衰落慢衰落快衰落快衰落無線傳播特性(信號衰落)G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))無線傳播特性q電磁傳播直射、反射、散射和繞射電磁傳播直射、反射、散射和繞射q無線環(huán)境中的信號衰減分成三部分無線環(huán)境中的信號衰減分成三部分n路徑損耗：幅度衰減較大n慢衰落:由障礙物阻擋造成陰影效應(yīng)，接收信號強(qiáng)度下降，但該場強(qiáng)中值隨地理改變變化緩慢，故稱慢衰落，又稱為陰影衰落。

慢衰落的場強(qiáng)中值服從對數(shù)正態(tài)分布，且與位置/地點(diǎn)相關(guān)，衰落的速度取決于移動臺的速度n快衰落:合成波的振幅和相位隨移動臺的運(yùn)動起伏變化很大，稱為快衰落深衰落點(diǎn)在空間上的分布是近似的相隔半個(gè)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)q快衰落包絡(luò)分布的描述方法快衰落包絡(luò)分布的描述方法瑞利分布：非視距傳播萊斯分布：視距傳播G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))抗快衰落措施分集抗快衰落措施分集信號分集n時(shí)間分集n符號交織、檢錯、糾錯編碼、RAKE接收機(jī)技術(shù)n空間分集n采用主、分集天線接收主、分集天線的接收信號不具有同時(shí)衰減的特性基站接收機(jī)對一定時(shí)間范圍內(nèi)不同時(shí)延信號的均衡能力也是一種空間分集的形式n頻率分集nGSM采用跳頻nCDMA采用擴(kuò)頻技術(shù)G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))WCDMA數(shù)據(jù)簡要發(fā)送接收過程G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))偽隨機(jī)序列偽隨機(jī)序列信源信號信源信號TX解調(diào)信號解調(diào)信號RX偽隨機(jī)序列偽隨機(jī)序列擴(kuò)頻信號擴(kuò)頻信號擴(kuò)頻技術(shù)q 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)。

q 其理論解釋為Shannon定理：C=Wlog2(1+S/N)C:C:信道容量信道容量 W:W:信道帶寬信道帶寬 S/NS/N：信噪比：信噪比G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))擴(kuò)頻通信示意圖fS（f）f0擴(kuò)頻前的信號頻譜信號S（f）ff0擴(kuò)頻后的信號頻譜信號S（f）ff0解擴(kuò)頻后的信號頻譜信號干擾噪聲fS（f）f0解擴(kuò)頻前的信號頻譜信號干擾噪聲信號脈沖干擾白噪聲G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))在上圖所示的例子中，將原始數(shù)據(jù)與擴(kuò)頻碼序列混合后（相乘），恰好在原始數(shù)據(jù)的每個(gè)比特周期內(nèi)插入了8個(gè)碼片，傳輸?shù)念l率大為展寬在接收端的解擴(kuò)就是在比特周期內(nèi)用與發(fā)端相同的擴(kuò)頻序列對擴(kuò)頻后的碼片積分，使得數(shù)據(jù)得到恢復(fù)處理增益就是碼片周期與原始數(shù)據(jù)比特周期的比值在比特周期固定的情況下，碼片周期取決于擴(kuò)頻帶寬，擴(kuò)頻帶寬越寬，處理增益越大，更有利于數(shù)據(jù)序列恢復(fù)由于無線頻譜資源有限，擴(kuò)頻帶寬的大小是一個(gè)綜合平衡的選擇，不可能一味求大在目前制式中WCDMA的擴(kuò)頻帶寬為5MHZ，CDMA2000擴(kuò)頻帶寬為1.25MHZ擴(kuò)頻原理介紹G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))符號速率 SF=3.84McpsWCDMA中，上行信道碼的SF為：4256 下行信道碼的SF為：4512WCDMA系統(tǒng)的擴(kuò)頻OVSF:OVSF:正交可變擴(kuò)頻因子正交可變擴(kuò)頻因子OVSF碼碼擾碼擾碼數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)比特比特?cái)U(kuò)頻后擴(kuò)頻后碼片碼片G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))擴(kuò)頻通信的特點(diǎn)q 抗多徑干擾能力強(qiáng)q 抗突發(fā)脈沖干擾q 保密性高q 低發(fā)射功率q 易于實(shí)現(xiàn)大容量多址通信q 占用頻帶寬G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))無糾錯編碼：BER10-1 10-2不能滿足通信需要卷積編碼：BER10-3滿足語音通信需要Turbo 碼：BER 信道的相關(guān)時(shí)間，RAKE接收利用的多徑信號被認(rèn)為是發(fā)射機(jī)多次發(fā)送過來的信號WCDMA使用的分集技術(shù)G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))課程內(nèi)容u概述uWCDMA無線原理uWCDMA關(guān)鍵技術(shù)G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))q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。

qWCDMA網(wǎng)絡(luò) 會議室 碼信道傳輸用方言交談 信道功率說話聲音 保證信道質(zhì)量聽清對話 信道功率增加談話聲音提高功率攀升大家都提高聲音 超過線性范圍崩潰喊破喉嚨，仍然聽不清 小區(qū)外的干擾房間外的干擾功率攀升G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))克服遠(yuǎn)近效應(yīng)和補(bǔ)償衰落克服遠(yuǎn)近效應(yīng)和補(bǔ)償衰落 減小多址干擾，保證網(wǎng)絡(luò)容量減小多址干擾，保證網(wǎng)絡(luò)容量 延長電池使用時(shí)間延長電池使用時(shí)間 下行功率控制下行功率控制小區(qū)發(fā)射功率小區(qū)發(fā)射功率上報(bào)功率控制比特上報(bào)功率控制比特手機(jī)發(fā)射信號手機(jī)發(fā)射信號功率控制命令功率控制命令上行功率控制上行功率控制功率控制G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))三種功率控制開環(huán)開環(huán)UE從導(dǎo)頻信道中測量RSCP，估算出路徑損耗，調(diào)整發(fā)射功率至接入網(wǎng)絡(luò)成功閉環(huán)內(nèi)環(huán)閉環(huán)內(nèi)環(huán)測量信噪比和目標(biāo)信躁比比較，發(fā)送指令調(diào)整發(fā)射功率WCDMA閉環(huán)功率控制頻率為1500Hz若測定SIR目標(biāo)SIR，降低移動臺發(fā)射功率若測定SIR目標(biāo)SIR，增加移動臺發(fā)射功率閉環(huán)外環(huán)閉環(huán)外環(huán)測量誤幀率（誤塊率），調(diào)整目標(biāo)信噪比 閉環(huán)功率控制涉及到UE、基站（NODE B），和RNC三個(gè)網(wǎng)元及Uu、Iub兩個(gè)接口。

其中UE和基站這一部分功能成為內(nèi)環(huán)功率控制，其余部分則成為外環(huán)功率控制 開環(huán)是指閉合的上下行鏈路還沒有建立之前，無法通過收發(fā)信機(jī)間的反饋確定最佳發(fā)射功率，開環(huán)功率控制是在傳輸信道及接收機(jī)狀況未知的情況下來估計(jì)最佳的初始發(fā)射功率的過程G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))UENode BUE開環(huán)功率控制開環(huán)功率控制的目的就是提供：開環(huán)功率控制的目的就是提供：初始發(fā)射功率的粗略估計(jì)初始發(fā)射功率的粗略估計(jì) G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))UENode BRNC外環(huán)內(nèi)環(huán)閉環(huán)功率控制1500Hz測量接收信號SIR并比較10-100Hz設(shè)置SIRtar測量接收數(shù)據(jù)BLER并比較TPC設(shè)置BLERtar 當(dāng)UE成功接入系統(tǒng)，進(jìn)入業(yè)務(wù)信道后，上下行鏈路已經(jīng)關(guān)閉這時(shí)的功率控制是基于不斷地測量反饋來調(diào)整、更新上下行鏈路發(fā)射功率的過程，稱為閉還功率控制G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))功率控制效果n下行鏈路功率控制目的節(jié)約基站的功率資源，減少對其他基站的干擾n上行鏈路功率控制目的克服遠(yuǎn)近效應(yīng)，所有的信號到達(dá)基站的功率相同功率控制決功率控制決定了定了WCDMAWCDMA系系統(tǒng)的容量統(tǒng)的容量G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))q 由于在多徑信號中含有可以利用的信息（不同的路徑信號中可能含有可以互補(bǔ)的信息），所以，CDMA接收機(jī)可以通過合并多徑信號來改善接收信號的信噪比。

q RAKE接收機(jī)就是通過多個(gè)相關(guān)檢測器接收多徑信號中各路信號，并把它們合并在一起RAKE接收機(jī)G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))RAKE接收多徑示意圖d1d2tttd3發(fā)射發(fā)射接收接收Raker合并合并噪聲噪聲G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))同步捕捉/跟蹤RAKE 支路1RAKE 支路2RAKE 支路M路徑選擇Z1ZOUTZ2ZM相位控制r(t)12MRAKE接收機(jī)工作原理q 在接收端，將M條相互獨(dú)立的支路進(jìn)行合并后，可以得到分集增益合并方式有三種：選擇合并、最大比合并、等增益合并q WCDMA系統(tǒng)采用最大比合并方式，獲得最佳分集增益G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))RAKE 接收技術(shù)有效地克服多徑干擾，提高接收性能RAKE接收接收機(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(shí)延合 并合并后的信號tts(t)s(t)G基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))RAKE接收接收發(fā)射codingdecoding直射信號反射信號如果時(shí)間差 1 碼片長度（傳播路徑差大約是78米）codingG基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識(WCDMA無線原理與無線原理與關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù))謝謝大家！謝謝大家！。