WCDMA基础原理

1、-1-京信通信系统（中国）有限公司京信通信系统（中国）有限公司2009年年11月月-2-目目 录录WCDMAWCDMA网络结构和频率网络结构和频率WCDMAWCDMA无线技术原理无线技术原理WCDMAWCDMA空中接口信道空中接口信道123WCDMAWCDMA关键技术介绍关键技术介绍4WCDMAWCDMA相关指标介绍相关指标介绍5-3-WCDMAWCDMA网络结构和频率网络结构和频率-4-频率分配频率分配WCDMAWCDMA网络结构和频率网络结构和频率-5-工信部配给三大运营商新的工信部配给三大运营商新的3G3G频段为频段为: :中国电信获得的频段是1920-1935MHz和2110-2125

2、MHz 中国移动获得的频段是1880-1900MHz和2010-2025MHz 中国联通获得的频段是1940-1955MHz和2130-2145MHz。-6-频点频点频率号频率号频频 率率频点频点频率号频率号频频 率率1 1961296121922.41922.42 2963796371927.41927.43 3966296621932.41932.44 4968796871937.41937.45 5971297121942.41942.46 6973797371947.41947.47 7976297621952.41952.48 8978797871957.41957.49 99812

3、98121962.41962.41010983798371967.41967.41111986298621972.41972.41212988798871977.41977.4频点频点频率号频率号频频 率率频点频点频率号频率号频频 率率1 110562105622112.42112.42 210587105872117.42117.43 310612106122122.42122.44 410637106372127.42127.45 510662106622132.42132.46 610687106872137.42137.47 710712107122142.42142.48 81073

4、7107372147.42147.49 910762107622152.42152.4101010787107872157.42157.4111110812108122162.42162.4121210837108372167.42167.4上上 行行 频频 率率下下 行行 频频 率率频率分配频率分配WCDMAWCDMA网络结构和频率网络结构和频率-7-目目 录录WCDMAWCDMA网络结构和频率网络结构和频率WCDMAWCDMA无线技术原理无线技术原理WCDMAWCDMA空中接口信道空中接口信道123WCDMAWCDMA关键技术介绍关键技术介绍4WCDMAWCDMA相关指标介绍相关指标介绍5

5、-8-1 1）码分多址技术）码分多址技术2 2）信道化码（）信道化码（OVSF)OVSF)3 3）信道扰码）信道扰码4 4）扩频加扰过程）扩频加扰过程WCDMAWCDMA无线技术原理无线技术原理-9-频分多址频分多址Frequency Division Multiple AccessUser 1User 2User 3频率频率频率频率码分多址码分多址Code Division Multiple Access扩频多接入扩频多接入SpreadSpectrumMultipleAccessMultiple TransmittersandMultiple Data Channels时分多址时分多址Tim

6、e Division Multiple AccessUser 1User 2User 3User N时间时间每一个发射机的扰码互不相同每一个信道的正交码互不相同许多用户共享同一频率和时间IS-95, cdma2000, WCDMA每一个用户的时隙互不相同每一个数据信道在一个时隙内的位置互不相同几个用户可以共享同一频率 IS-136, GSM, PDC每一个用户的频率互不相同 (每一个用户一个语音信道)所有用户发射机可以同时工作AMPS, NMT, TACSWCDMAWCDMA无线技术原理无线技术原理-10- 扩频通信就是将信号的频谱展宽后进行传输的技术。 其理论基础为Shannon定理：C=B

7、*log2(1+S/N)C：信道容量，单位b/s B：信号频带宽度，单位HzS：信号平均功率，单位WN：噪声平均功率，单位W结论：在信道容量结论：在信道容量C C不变的情况下，信号频带宽度不变的情况下，信号频带宽度B B与信噪比与信噪比S/NS/N完全可以互相交换完全可以互相交换，即可以通过增大传输系统的带宽以在较低信噪比的条件下获得比较满意的传输质，即可以通过增大传输系统的带宽以在较低信噪比的条件下获得比较满意的传输质量量. .扩频通信的理论基础扩频通信的理论基础扩频通信原理扩频通信原理-11-高速扩频序列高速扩频序列低速信号低速信号TX解调信号解调信号RX高速扩频序列高速扩频序列扩频信号扩

8、频信号扩频码速率：扩频码速率：3.84Mc/s3.84Mc/s； 扩频码：扩频码：OVSFOVSF码码。直接扩频通信直接扩频通信扩频通信原理扩频通信原理-12-扩频码扩频码扩频码扩频码积分合并积分合并窄带信号窄带信号fP(f)宽带信号宽带信号P(f)f噪声噪声P(f)f噪声噪声+宽带信号宽带信号P(f)f低通滤波分离信号与噪声低通滤波分离信号与噪声P(f)f CDMA宽带扩频技术宽带扩频技术码分多址技术码分多址技术扩频通信原理扩频通信原理-13-fS（f）f0扩频前的信号频谱信号S（f）ff0扩频后的信号频谱信号S（f）ff0解扩频后的信号频谱信号干扰噪声fS（f）f0解扩频前的信号频谱信号干

9、扰噪声信号窄带干扰宽带干扰扩频通信示意图扩频通信示意图扩频通信原理扩频通信原理-14-不同用户使用不同的扩频码不同用户使用不同的扩频码扩频通信原理扩频通信原理-15-扩频扩频解扩解扩C1与与C2正交：正交：C1xC2=0C1xC2=0扩频解扩过程举例扩频解扩过程举例扩频通信原理扩频通信原理-16-其他用户的信号其他用户的信号Eb/NoPG处理增益PG=Wc/RWc是码片速率R是信息速率扩频中的品质因子扩频中的品质因子Eb/NoEb/No扩频通信原理扩频通信原理-17-WCDMAWCDMA无线技术原理无线技术原理-18-不同国家的人比作不同的用户；不同国家的人比作不同的用户；不同的语言比作不同的

10、码；不同的语言比作不同的码；鸡尾酒会场比作同一个频率；鸡尾酒会场比作同一个频率；酒会上的音乐比作噪声和干扰。酒会上的音乐比作噪声和干扰。构成了构成了CDMA网络的结构框架网络的结构框架WCDMAWCDMA无线技术原理无线技术原理-19-每个码字长度是每个码字长度是2的整数次幂的整数次幂 上行上行K=2-8;下行下行K=2-9对于一定的对于一定的OVSF码组，共有码组，共有SF个长度为个长度为SF的的OVSF码字。码字。长度相同的不同码字相互之间正交，互相关值为长度相同的不同码字相互之间正交，互相关值为0kSF2如果一个节点已经使用，如果一个节点已经使用，那么该节点上延伸出的其那么该节点上延伸出

11、的其他高阶信道化序列就不能他高阶信道化序列就不能使用，同时从码树根部到使用，同时从码树根部到该节点的所有低阶信道化该节点的所有低阶信道化序列也不能使用。序列也不能使用。低阶低阶码树根码树根高阶高阶树节点树节点WCDMAWCDMA无线技术原理无线技术原理OVSF-OVSF-正交可变扩频因子正交可变扩频因子-20-用户数据-1+1-1-1+1-1扩频码+1-1-1+1-1+1+1-1扩频信号用户数据扩频码解扩数据用户数据扩频码1111111111解扩扩频WCDMA扩频示意WCDMAWCDMA无线技术原理无线技术原理-21-OVSF码树码树低阶低阶高阶高阶假设：假设：一个一个PS384KPS384K

12、需要一条需要一条SFSF8 8的信道，的信道，一个一个PS64KPS64K需要一条需要一条SF=32SF=32的信道，的信道，一个一个CS12.2KCS12.2K需要一条需要一条SF=128SF=128的信道。的信道。结论：结论：进行一个进行一个PS384KPS384K业务的同时牺牲了业务的同时牺牲了4 4个个PS64KPS64K业务或业务或1616个语音业务；个语音业务；进行一个进行一个PS64KPS64K业务同时牺牲了业务同时牺牲了4 4个语音个语音业务，同时也相当与牺牲了一个业务，同时也相当与牺牲了一个PS384KPS384K业务。但同阶的其他业务。但同阶的其他3 3个个PS64KPS6

13、4K业务仍然业务仍然可以开展。可以开展。WCDMAWCDMA无线技术原理无线技术原理-22-符号速率符号速率扩频因子码片速率扩频因子码片速率上行信道码的SF为：4256下行信道码的SF为：4512OVSF码码扰码扰码数据数据符号符号扩频后扩频后码片码片WCDMAWCDMA无线技术原理无线技术原理-23-符号速率 扩频因子码片速率 15k2563.84M 30k1283.84M 60k643.84M 120k32 3.84M 240k163.84M 480k83.84M 960k43.84M1920k23.84M可变正交码产生技术可变正交码产生技术WCDMAWCDMA无线技术原理无线技术原理-2

14、4-OC1, OC2OC3, OC4OC5, OC6, OC7OC1 , OC2, OC3OC1, OC2OC1, OC2, OC3, OC4下行下行: 正交码用于区分从单个基站来的多个数据信道正交码用于区分从单个基站来的多个数据信道上行上行: 正交码用于区分从单个手机来的多个数据信道正交码用于区分从单个手机来的多个数据信道WCDMAWCDMA无线技术原理无线技术原理-25-SC1SC2SC3WCDMAWCDMA无线技术原理无线技术原理-26-扰码分为扰码分为512512个集合，每个集合有一个主扰码和个集合，每个集合有一个主扰码和1515个次扰码。个次扰码。WCDMAWCDMA无线技术原理无线

15、技术原理-27-512个主扰码又进一步分为个主扰码又进一步分为64个扰码组，每组个扰码组，每组8个。个。WCDMAWCDMA无线技术原理无线技术原理-28-下行下行: SC码用于区分不同的基站码用于区分不同的基站上行上行: SC 码用于区分不同的手机码用于区分不同的手机SC3SC4SC5SC6SC1SC1基站基站 “1”采用采用SC码码1发射发射SC2SC2基站基站 “2”采用采用SC码码2发射发射扰码（Scrambling Code）扰码主要编码类型：扰码主要编码类型：GOLD CODEWCDMAWCDMA无线技术原理无线技术原理-29-WCDMA物理层最重要的两个步骤：扩频和加扰物理层最重

16、要的两个步骤：扩频和加扰扩频扩频：扩频操作又称信道化操作，将一个高速数字序列与数字：扩频操作又称信道化操作，将一个高速数字序列与数字信号相乘，把一个一个的数据符号转换成一系列码片。信号相乘，把一个一个的数据符号转换成一系列码片。WCDMA采用采用OVSF码作为信道化码；每个符号被转换成码片码作为信道化码；每个符号被转换成码片的数目叫扩频因子的数目叫扩频因子SF（Spreading Factor）加扰加扰：用一个伪随机序列与扩频后的序列相乘，起到加密作用，：用一个伪随机序列与扩频后的序列相乘，起到加密作用，扰码码片速率与已扩频的符号相同，不影响符号速率。加扰操扰码码片速率与已扩频的符号相同，不影

17、响符号速率。加扰操作上行用来区分用户，下行区分小区。作上行用来区分用户，下行区分小区。WCDMAWCDMA无线技术原理无线技术原理-30-系统为每一个小区分配且仅分配一个主扰码，公共导频信道，系统为每一个小区分配且仅分配一个主扰码，公共导频信道，公共控制信道使用主扰码加扰，其他下行物理信道可以使用主扰公共控制信道使用主扰码加扰，其他下行物理信道可以使用主扰码也可使用同个集合里的次扰码。码也可使用同个集合里的次扰码。一条物理信道可以由频率、信道码、扰码以及相位来描述一条物理信道可以由频率、信道码、扰码以及相位来描述频率？信道码？扰码？相位？频率？信道码？扰码？相位？频率？信道码？扰码？相位？频率

18、？信道码？扰码？相位？WCDMAWCDMA无线技术原理无线技术原理-31-2个数据信道个数据信道(语音, 控制)SC3 + OC1 + OC22个数据信道个数据信道(14 kbps数据, 控制)SC4 + OC1 + OC23个数据信道个数据信道(话音, 视频, 控制)SC2 + OC1 + OC2 + OC33个数据信道个数据信道(voice, video, control)SC5 + OC1 + OC24个数据信道个数据信道(384 kbps数据, 话音, 视频, 控制)SC6 + OC1 + OC2 + OC3 + OC44个数据信道个数据信道(384 kbps数据,话音,视频,控制)S

19、C2 + OC4 + OC5 + OC6 + OC72个数据信道个数据信道(语音, 控制)SC1 + OC1 + OC21个数据信道个数据信道(控制)SC1 + OC3语音用户语音用户上行数据上行数据可视电话可视电话可视电话和数据可视电话和数据导频导频, 广播广播SC1 + OCP + OCB导频导频, 广播广播SC2 + OCP + OCBWCDMAWCDMA无线技术原理无线技术原理-32-数据数据 0110101. CRC 校验校验 FEC 编码编码QPSK调制调制OVSF 码码生成器生成器检错检错纠错纠错正交码正交码射频射频输出输出脉冲成型交织交织编码编码复扩频复扩频(下行链路下行链路)

20、HPSK扩频扩频(上行链路上行链路)SSMA 扩频扩频, 减小峰均比减小峰均比频谱限制频谱限制射频调制射频调制基站扰码基站扰码 (下行链路下行链路) 或或手机扰码手机扰码 (上行链路上行链路)信道码信道码扩频码扩频码(Gold 码)“扰码扰码”抗衰落抗衰落串并串并变换变换脉冲成型VF8.6 kb/secVF19.2 kb/secVF3。84McpsF3。84 McpsWCDMAWCDMA无线技术原理无线技术原理-33-目目 录录WCDMAWCDMA网络结构和频率网络结构和频率WCDMAWCDMA无线技术原理无线技术原理WCDMAWCDMA空中接口信道空中接口信道123WCDMAWCDMA关键技

21、术介绍关键技术介绍4WCDMAWCDMA相关指标介绍相关指标介绍5-34-1 1）物理层结构和功能）物理层结构和功能2 2）空中接口信道类型）空中接口信道类型3 3）下行物理信道类型）下行物理信道类型4 4）上行物理信道类型）上行物理信道类型5 5）下行公共导频介绍）下行公共导频介绍6 6）上行）上行DPCHDPCH信道介绍信道介绍7 7）下行）下行DPCHDPCH信道介绍信道介绍WCDMAWCDMA空中接口信道空中接口信道-35-无线接口协议结构 Radio Resource Control (RRC) Medium Access Control (MAC) Transport channe

22、ls Physical layer Control / Measurements Layer 3 Logical channels Layer 2 Layer 1 由CN下来的业务数据，我们称为逻辑信道。逻辑信道经过MAC层处理之后的信道称为传输信道。传输信道在映射到物理信道上去传输。WCDMAWCDMA空中接口信道空中接口信道-36-MAC层（层2）物理信道扩频调制传输信道WCDMAWCDMA空中接口信道空中接口信道物理层技术实现物理层技术实现-37-物理层功能：物理层功能： 将编码后的信息速率匹配到物理信道，加将编码后的信息速率匹配到物理信道，加权合并，扩频权合并，扩频/解扩，加扰解扩，加

23、扰/解扰，调制解扰，调制/解调，频率匹配，解调，频率匹配，时间同步，无线测量，功率控制，射频处理等。时间同步，无线测量，功率控制，射频处理等。物理层处理单元：帧和时隙物理层处理单元：帧和时隙帧：由帧：由15个时隙组成的处理单元，长度是个时隙组成的处理单元，长度是38400chip时隙：由一定长度的比特组成的处理单元，长度为时隙：由一定长度的比特组成的处理单元，长度为2560chip时隙时隙0 0时隙时隙1 12560chip2560chip时隙时隙n n38400chip38400chip时隙时隙1414WCDMAWCDMA空中接口信道空中接口信道-38-基站基站Node B用户终端用户终端U

24、EP-CCPCH- 主公共控制物理信道主公共控制物理信道SCH 同步信道同步信道P-CPICH 主公共导频信道主公共导频信道S-CPICH 辅助公共导频信道辅助公共导频信道小区广播信道小区广播信道DPDCH 专用物理数据信道专用物理数据信道DPCCH 专用物理控制信道专用物理控制信道PDSCH 下行共享物理信道下行共享物理信道专用连接信道专用连接信道寻呼信道寻呼信道PICH 寻呼指示信道寻呼指示信道S-CCPCH 辅助公共控制物理信道辅助公共控制物理信道PCPCH 分组公共物理信道分组公共物理信道AP-AICH 前缀获取指示信道前缀获取指示信道CD/CA-AICH 冲突检测指示信道冲突检测指示

25、信道CSICH - CPCH 状态指示信道状态指示信道PRACH 随即接入物理信道随即接入物理信道AICH 获取指示信道获取指示信道随机接入和分组接入信道随机接入和分组接入信道WCDMAWCDMA空中接口信道空中接口信道-39-公共下行物理信道公共下行物理信道 P-CCPCH主公共控制物理信道主公共控制物理信道 - 广播小区信息广播小区信息 - 广播小区系统帧号广播小区系统帧号(SFN); 所有下行信道帧定时参考所有下行信道帧定时参考 SCH同步信道同步信道 - 快速同步：主同步码用于时隙同步，辅同步码用于帧同步快速同步：主同步码用于时隙同步，辅同步码用于帧同步 与与P-CCPCH时分复用时分

26、复用 S-CCPCH辅助公共控制物理信道辅助公共控制物理信道 - 在在Idle，CELL_PCH,CELL_FACH下发送寻呼和控制信令下发送寻呼和控制信令 P-CIPCH公共导频信道公共导频信道 S-CIPCH辅助公共导频信道（用于波束成型小区）辅助公共导频信道（用于波束成型小区） PDSCH下行物理共享信道下行物理共享信道 - 多用户共享下行时分高速数据信道多用户共享下行时分高速数据信道专用下行物理信道专用下行物理信道 DPDCH专用下行物理数据信道专用下行物理数据信道 DPCCH专用物理下行控制信道专用物理下行控制信道 - 发送专用连接模式下物理层信令和控制信息发送专用连接模式下物理层信

27、令和控制信息WCDMAWCDMA空中接口信道空中接口信道-40-下行指示信道下行指示信道捕获指示信道捕获指示信道(AICH)基站向移动台指示捕获到随即接入试探基站向移动台指示捕获到随即接入试探指示方式：回应移动台随机接入签名码指示方式：回应移动台随机接入签名码寻呼指示信道寻呼指示信道(PICH)通知移动台监视下一个寻呼帧通知移动台监视下一个寻呼帧(S-CCPCH)接入前导指示信道接入前导指示信道(AP-AICH)确认基站已捕获到移动台分组接入试探确认基站已捕获到移动台分组接入试探指示方式：回应移动台随机接入签名码指示方式：回应移动台随机接入签名码冲突检测与防止指示信道冲突检测与防止指示信道(C

28、D/CA-ICH)证实分组接入试探无冲突证实分组接入试探无冲突指示方式：回应移动台分组接入冲突检测签名码指示方式：回应移动台分组接入冲突检测签名码也可以提供可用分组信道指配也可以提供可用分组信道指配 分组状态指示信道分组状态指示信道(CSICH)广播分组信道可用状态信息广播分组信道可用状态信息WCDMAWCDMA空中接口信道空中接口信道-41-上行物理信道上行物理信道公共上行物理信道公共上行物理信道 PRACH物理随机接入信道物理随机接入信道 - 移动台发起向基站的接入信息移动台发起向基站的接入信息 PCPCH物理公共分组信道物理公共分组信道 - 移动台发送无连接的分组数据移动台发送无连接的分

29、组数据专用上下物理信道专用上下物理信道 DPDCH专用上行物理数据信道专用上行物理数据信道 DPCCH专用上行物理控制信道专用上行物理控制信道 - 移动台向基站发送专用连接模式下物理层信令和控制信息移动台向基站发送专用连接模式下物理层信令和控制信息WCDMAWCDMA空中接口信道空中接口信道-42-Pilot符号数据符号数据 (10 符号符号/时隙时隙)1 无线帧无线帧 = 15 时隙时隙 = 10 mSec1 时隙时隙 = 2560 码片码片 = 10 符号符号 = 20 bits = 666.667 uSec65789101112131443210主公共导频信道主公共导频信道P-CPICH

30、扩频码：信道码扩频码：信道码 Cch,256,0 主扰码主扰码每小区仅有一个并在全小区广播每小区仅有一个并在全小区广播为为SCH, P-CCPCH, AICH, PICH, AP-AICH, CD/CA-ICH, CSICH, CPCH附带的下行附带的下行DPCCH和和S-CCPCH信道提供相位参考和信道估计信道提供相位参考和信道估计主主P-CPICH作为下行作为下行DPCH及及 PDSCH信道相位参考和信道估计信道相位参考和信道估计切换测量和小区选择切换测量和小区选择/再选择再选择调节主导频功率可以调节邻小区间的负载平衡调节主导频功率可以调节邻小区间的负载平衡WCDMAWCDMA空中接口信道

31、空中接口信道-43-由于由于WCDMAWCDMA属于异步传输系统，必需对所传输属于异步传输系统，必需对所传输数据的格式进行严格的定义，所以在数据的格式进行严格的定义，所以在WCDMAWCDMA系系统中一条信道包括数据和控制两个部分。统中一条信道包括数据和控制两个部分。DPDCH和DPCCH一条一条DCH信道信道WCDMAWCDMA空中接口信道空中接口信道-44-上行上行DPCHDPCH信道帧结构信道帧结构WCDMAWCDMA空中接口信道空中接口信道-45-专用数据信道DPDCH专用控制信道DPCCH为DPDCH提供相位估计，功控等控制数据数据格式信息用户数据发送上行专用物理信道原理用户数据接收

32、WCDMAWCDMA空中接口信道空中接口信道-46-上行业务信道扩频和加扰上行业务信道扩频和加扰控制部分和数据部分分别扩频后分别映射到控制部分和数据部分分别扩频后分别映射到I I、Q Q两条信道中。两条信道中。DPCH分为DPDCH和DPCCH，它们在每一个无线帧中I/Q码分复用，它们分别有各自的信道化编码和同一个扰码WCDMAWCDMA空中接口信道空中接口信道-47-控制部分固定扩频因子控制部分固定扩频因子SFSF256256；数据部分为可变扩频因子，；数据部分为可变扩频因子，最大允许一条控制信道与最大允许一条控制信道与6 6条数据信道合并使用。条数据信道合并使用。WCDMAWCDMA空中接

33、口信道空中接口信道-48-下行下行DCHDCH信道帧结构信道帧结构WCDMAWCDMA空中接口信道空中接口信道-49-用户数据发送为DPCCH提供解调、功控等控制数据用户数据接收下行专用信道下行专用信道(DPCH)(DPCH)功能描述功能描述DPCCH数据格式信息DPDCHDPDCHDPCCH/DPDCH时分复用WCDMAWCDMA空中接口信道空中接口信道-50- T ra n s m is s io n P o w e r P h y s ic a l C h a n n e l 1 T ra n s m is s io n P o w e r P h y s ic a l C h a n

34、n e l 2 T ra n s m is s io n P o w e r P h y s ic a l C h a n n e l L D P D C H O n e S lo t (2 5 6 0 c h ip s ) T F C I P ilo t T P C D P D C H 下行多码传输的时隙结构下行多码传输的时隙结构多个DL-DPCH可以并行传送，采用相同的扩谱系数控制信息在第一个DL-DPCH上传送，其余的DPCH相应位置不连续发射（DTX）WCDMAWCDMA空中接口信道空中接口信道-51-下行业务信道扩频和加扰：下行业务信道扩频和加扰：控制部分和数据部分采用时分复用到一条

35、信道上，经过串并转换逐比特映射到I、Q支路。然后采用相同的扩频码（扩频因子可变）扩频，最后加扰。串并转换（DEMUX）：一路输入符号数字序列被分为两路，即第0，2，4，6，8位送入”I”支路而第1，3，5，7，9. 位送入”Q”支路每支路符号速率实际降为输入符号速率的一半，最后的信息速率保持不变。WCDMAWCDMA空中接口信道空中接口信道-52-对于速率为对于速率为60kbps的数字信号进行信道化（扩频）操作的数字信号进行信道化（扩频）操作上行需要的扩频码为上行需要的扩频码为64下行需要的扩频码为下行需要的扩频码为128由于上下行信道映射方式不同由于上下行信道映射方式不同WCDMAWCDMA

36、空中接口信道空中接口信道-53-目目 录录WCDMAWCDMA网络结构和频率网络结构和频率WCDMAWCDMA无线技术原理无线技术原理WCDMAWCDMA空中接口信道空中接口信道123WCDMAWCDMA关键技术介绍关键技术介绍4WCDMAWCDMA相关指标介绍相关指标介绍5-54-1 1）RAKERAKE接收接收2 2）功率控制）功率控制3 3）呼吸效应）呼吸效应4 4）软容量）软容量5 5）导频污染）导频污染6 6）软切换）软切换7) 7) 硬切换硬切换8 8）小区同步过程）小区同步过程WCDMAWCDMA关键技术介绍关键技术介绍-55-RAKE 接收技术有效地克服多径干扰，提高接收性能接

37、收技术有效地克服多径干扰，提高接收性能接收机单径接收电路单径接收电路单径接收电路搜索器计算信号强度与时延合 并合并后的信号tts(t)s(t)WCDMAWCDMA关键技术介绍关键技术介绍-56-接收发射coding直射信号反射信号如果时间差 1 码片长度codingdecodingWCDMAWCDMA关键技术介绍关键技术介绍-57-PL1PL2L1 L2 PRX,2 PRX,1PTX,2PTX,1PRX,2PRX,1每个用户对于其他用户都相当于干扰，远近效应严重影响系统容每个用户对于其他用户都相当于干扰，远近效应严重影响系统容量，基站接收端某个用户过大的功率甚至阻碍其它用户的通信量，基站接收端

38、某个用户过大的功率甚至阻碍其它用户的通信采用功控技术减少了用户间的相互干扰，消除远近效应，提高了采用功控技术减少了用户间的相互干扰，消除远近效应，提高了系统整体容量系统整体容量远近效应的问题远近效应的问题WCDMAWCDMA关键技术介绍关键技术介绍-58-每个用户对于其他用户都相当于干扰，远近效应严重影响系统容量Powerf采用功控技术减少了用户间的相互干扰，提高了系统整体容量PowerfWCDMAWCDMA关键技术介绍关键技术介绍-59-克服远近效应和补偿衰落 减小多址干扰，保证网络容量 延长电池使用时间 下行功率控制下行功率控制小区发射功率小区发射功率上报功率控制比特上报功率控制比特手机发

39、射信号手机发射信号功率控制命令功率控制命令上行功率控制上行功率控制WCDMAWCDMA关键技术介绍关键技术介绍-60-三种功率控制开环开环从信道中测量干扰条件，并调整发射功率闭环内环闭环内环测量信噪比和目标信躁比比较，发送指令调整发射功率WCDMA闭环功率控制频率为1500Hz若测定SIR目标SIR， 降低移动台发射功率若测定SIR目标SIR， 增加移动台发射功率闭环外环闭环外环测量误帧率（误块率），调整目标信噪比WCDMAWCDMA关键技术介绍关键技术介绍-61-UENode B开环功率控制的目的：提供初始发射功率的粗略估开环功率控制的目的：提供初始发射功率的粗略估计计 开环功率控制WCDM

40、AWCDMA关键技术介绍关键技术介绍-62-UERNC外环内环1500Hz测量接收信号SIR并比较10-100Hz设置SIRtar测量接收数据BLER并比较TPC设置BLERtarNode B闭环功率控制WCDMAWCDMA关键技术介绍关键技术介绍-63-闭环功率控制内环功率控制: 快速闭环功率控制，速度是1500次/秒 在基站与移动台之间的物理层进行 一个时隙（0.67ms）给出一次功率控制命令外环功率控制 业务质量是主要由误块率确定的，是直接的关系，与信噪比是间接的关系。 信噪比与误码率（误块率）的关系随环境的变化而变化，是非线性的外环功率控制是慢变化的粗调节（外环功率控制是慢变化的粗调节

41、（RNC到到Node B）内环功率控制是快变化的细调节（内环功率控制是快变化的细调节（Node B到到UE）WCDMAWCDMA关键技术介绍关键技术介绍-64-功率控制效果下行链路功率控制目的 节约基站的功率资源，减少对其他基站的干扰上行链路功率控制目的 克服远近效应 目标是在信号接收端，所有的用户有相同的信号干扰比 SIR (Signal to Interference Ratio).功率控制决定了功率控制决定了WCDMA系统的容系统的容量量WCDMAWCDMA关键技术介绍关键技术介绍-65-升升功率降降功率UE 降降低发射功率升升功率升升功率UE 发射功率升升高多小区功率控制多小区功率控制

42、WCDMAWCDMA关键技术介绍关键技术介绍-66-呼吸效应呼吸效应 WCDMA系统在没有用户时，仅发送导频、同步、和广播信息。系统在没有用户时，仅发送导频、同步、和广播信息。 随着用户的增多不断提高，加大业务信道的发射功率，用户之间随着用户的增多不断提高，加大业务信道的发射功率，用户之间的干扰也随之加大。由于其自身又是一个干扰受限系统，这样远处的的干扰也随之加大。由于其自身又是一个干扰受限系统，这样远处的用户由于其到达基站上行功率弱，不能满足最低信噪比要求而被拒绝用户由于其到达基站上行功率弱，不能满足最低信噪比要求而被拒绝接入。接入。覆盖范围随用户的增多而缩小覆盖范围随用户的增多而缩小。即。

43、即“呼吸效应呼吸效应”WCDMAWCDMA关键技术介绍关键技术介绍-67- 系统容量与通信质量可以互换 不同的业务有不同的容量 不同的业务比例和构成，有不同的容量WCDMA系统在达到一定的用户数之后，再增加一个用户系统在达到一定的用户数之后，再增加一个用户时，系统功率受到限制。但可以降低一些用户的信噪比，时，系统功率受到限制。但可以降低一些用户的信噪比，容量可以变化。称之为容量可以变化。称之为“软容量软容量”WCDMAWCDMA关键技术介绍关键技术介绍-68-切换基本分类 软切换 同一Node B下的小区软切换（更软切换） 不同Node B间的小区软切换 不同RNC间的小区软切换（涉及Iur口

44、） 硬切换 不同载频间的硬切换 同一载频下的硬切换（强制性硬切换） 系统间硬切换（如与GSM之间） 不同模式间硬切换（如FDD与TDD之间）WCDMAWCDMA关键技术介绍关键技术介绍-69-切换控制中小区的关系 激活集（active set）：指与某个移动台建立连接的小区的集合。用户信息从这些小区发送。 监测集（monitor set ） ：不在激活集中，但是根据UTRAN分配的相邻节点列表而被监测的小区，属于监测集。 检测集（detected set）：UE能够检测到的，既不在激活集中，也不在监测集中的小区。WCDMAWCDMA关键技术介绍关键技术介绍-70-切换控制的一般流程（顺序） 1

45、. 测量(UE)； 2. 测量结果的报告(UE到Node B、RNC)； 3. 根据切换算法进行判决(RNC)； 4. 切换的执行(RNC到Node B、UE)。WCDMAWCDMA关键技术介绍关键技术介绍-71-AS_Th AS_Th_HystAs_Rep_HystAs_Th + As_Th_Hyst导频导频1导频导频 2导频导频 3时间时间DTDTD DTD DT导频强度导频强度Ec/Io事件事件1A增加小区增加小区2到激活集到激活集事件事件1C小区小区3替换小区替换小区1事件事件1B激活集中删除小区激活集中删除小区3激活集中只存在小区激活集中只存在小区1Note: DTDT为测量报告触发

46、时间延时，即在为测量报告触发时间延时，即在DTDT时间内测量触发条件均满足时才发送测量报告时间内测量触发条件均满足时才发送测量报告软切换测量报告软切换测量报告WCDMAWCDMA关键技术介绍关键技术介绍-72-1A 1A （无线链路增加事件）（无线链路增加事件）: :有一个导频满足进入激活导频集门限并进有一个导频满足进入激活导频集门限并进入激活导频集。入激活导频集。1B 1B （无线链路删除事件）（无线链路删除事件） ：有一个导频满足退出激活导频集门限并推：有一个导频满足退出激活导频集门限并推出激活导频集。出激活导频集。1C 1C （无线链路替代事件（无线链路替代事件 ） ：当激活导频集内激活

47、导频已经达到最大：当激活导频集内激活导频已经达到最大数目，但又有一个导频数目，但又有一个导频G G的强度比当前激活导频集内最差导频的强度比当前激活导频集内最差导频W W强度强，强度强，并且时间大于定时器时间，导频并且时间大于定时器时间，导频G G将进入，导频将进入，导频W W将被剔出。将被剔出。1D1D：激活导频集内有一个导频强度比当前最佳导频强度强过一：激活导频集内有一个导频强度比当前最佳导频强度强过一个定时器时间，则发生参考导频更替。个定时器时间，则发生参考导频更替。1E1E ：一个主导频信道的导频信号强度超过绝对门限值：一个主导频信道的导频信号强度超过绝对门限值1F1F：一个主导频信道的

48、导频信号强度低于绝对门限值一个主导频信道的导频信号强度低于绝对门限值WCDMAWCDMA关键技术介绍关键技术介绍-73-导频污染定义为：导频污染定义为：能够进入激活导频集的导频数目大于激活导频集限定的数量，频繁发生进入和退出激活导频集事件。WCDMA系统将导频分为三类：系统将导频分为三类：激活导频集激活导频集、侦测导频集侦测导频集、相邻导频集相邻导频集导频污染后果：导频污染后果：激活导频集数目一般设为与RAKE接收集路径数相同，因此不能进入激活导频集地导频，不能进行合并形成有用信号，这样其变成一路同频干扰。加大信令开销，占用过多空中接口资源。WCDMAWCDMA关键技术介绍关键技术介绍-74-硬切换的测量对移动台设备的要求更复杂。如果是不同频率的硬切换，需要测量其他频点的信号WCDMA采用压缩模式的方式来实现频间小区信号的测量WCDMAWCDMA关键技术介绍关键技术介绍-75-压缩模式压缩模式可用于频间测量的发射间隙（最长7个时隙=4.7ms）1个无线帧（10ms）10ms压缩模式的目的：用于异频切换和系统间切