WCDMA系统原理02课件

WCDMA系统原理日讯科技1课程目标了解CDMA技术的基本原理了解CDMA技术相比其它多址技术的优点了解WCDMA系统采用的关键技术学习完本课程，您将能够：2课程内容

T第一章 多址技术和双工技术第二章 CDMA基本原理第三章 WCDMA关键技术3频率时间功率FDMA频率时间功率TDMA多址技术：区分不同用户功率时间CDMA频率多址技术比较

FDMA TDMA CDMA容量 1 4～6 10～20载干比(C/I) 18dB 9dB -8～-6dB

实现难度 易 中 难6码分多址（CDMA）的技术特点优点抗干扰能力强，频率复用度高，频谱利用率大大提高CDMA系统的用户容量是软容量，具备一定的话务自适应能力（小区呼吸）保密性强：扩频后的信号近似白噪声缺点占用带宽较大CDMA系统是自干扰系统－系统内用户互相干扰技术实现难度大：功率控制技术、负载控制技术等7CDMA通信模型信源解码信源编码Interleavingdeinterleaving信道编码交织去交织信道解码加扰解扰扩频解扩调制解调射频发射射频接收无线信道9常用术语

比特（Bit），符号(Symbol)，码片(Chip)经过信源编码的含有信息的数据称为“比特”经过信道编码和交织后的数据称为“符号”经过最终扩频得到的数据称为“码片”处理增益最终扩频速率和比特速率的比在WCDMA系统中，根据提供业务的不同，处理增益是可变的10CDMA通信模型信源解码信源编码Interleavingdeinterleaving信道编码交织去交织信道解码加扰解扰扩频解扩调制解调射频发射射频接收无线信道11信源解码信源编码Interleavingdeinterleaving信道编码交织去交织信道解码加扰解扰扩频解扩调制解调射频发射射频接收无线信道CDMA通信模型13信道编码的作用：增加比特间的相关性，以便在受到干扰的情况下恢复信号编码类型及编码率语音业务：卷积码（1/2、1/3），约束长度为9，加8个尾比特数据业务：Turbo码（1/3），两个8状态的并行级联卷积码（PCCC）构成，加6个尾比特WCDMA的信道编码14交织的作用：打乱符号间的相关性，减小信道快衰落和干扰带来的影响交织12345678... ...452453454……816...456210...450614...45419...449412...452715...455311...451513...453........B0B1B2B3B4B5B6B7{A4,B0}{A5,B1}{A6,B2}{A7,B3}{B4,C0}{B5,C1}{B6,C2}{B7,C3}一次交织：二次交织：15相关性(a)(b)相关（相关性100％）不相关（0相关）+1-1+1-1+1-1+117正交函数正交函数具有0相关性。如果两个二进制序列的异或结果具有相同个数的0和1，那么，这两个序列不相关000001010101101001011111不相关：相关：18扩频与解扩（DS-CDMA）扩频解扩码片符号数据扩频码扩频信号=数据×码字扩频码数据=扩频信号×码字1-11-11-11-11-119扩频原理 ____________UE1:

＋1

－1个

_____________UE2:

－1

＋1

个c1:

＋1－1＋1－1＋1－1＋1－1c2:

＋1＋1＋1＋1＋1＋1＋1＋1UE1×c1： ＋1－1＋1－1－1＋1－1＋1UE2×c2： －1－1－1－1＋1＋1＋1＋1UE1×c1＋UE2×c2：

0－20－20＋20＋221解扩原理UE1×c1＋UE2×c2：

0－20－20＋20＋2UE1使用c1解扩：c1

＋1－1＋1－1＋1－1＋1－1解扩结果：

0＋20＋20－20－2积分判决： ＋4（表示＋1） －4（表示－1）UE2使用c2解扩：c2

＋1＋1＋1＋1＋1＋1＋1＋1解扩结果：

0－20－20＋20＋2积分判决： －4（表示－1） ＋4（表示＋1）22信号突发干扰白噪声信号速率的提高，意味着信号带宽的展宽fS（f）扩频前的信号频谱信号f0解扩前的信号频谱信号噪声S（f）f0ff0解扩后的信号频谱信号噪声S（f）f扩频后的信号频谱信号f0S（f）f扩频与解扩（DS-CDMA）23码字的自相关和互相关不同用户采用不同的扩频码字x1(t)，x2(t)…互相关函数V(τ)=<x1(t)，x2(t+τ)>互相关特性决定了多址干扰特性自相关函数R(τ)=<x1(t)，x1(t+τ)>其自相关特性决定了多径干扰特性，比较难找！25CDMA的码生成技术随机序列（贝努利序列）0和1个数各一半1或者0连续个数的概率，连续一个为1/2，连续两个为1/4，连续三个为1/8，…m序列由移位寄存器生成，是最大长度的线性移位寄存器序列，周期是2n-1（n为移位寄存器长度）其自相关函数只有一个最大值（延迟为零处），其他均为-1，单值性26Gold序列的自相关函数自相关函数近似δ函数，减轻多径干扰分段后各段的互相关近似为零，减轻多址干扰良好的自相关性质决定了其分段序列之间互相关很小，可以用于区分用户，进行多址29Gold序列生成Gold序列的随机性好，符合伪随机序列的特性0和1发生的相对频率各为1/2，连续出现0或1的概率小，用于加扰30信源解码信源编码Interleavingdeinterleaving信道编码交织去交织信道解码加扰解扰扩频解扩调制解调射频发射射频接收无线信道CDMA通信模型31OVSF&WalshOVSF码（Walsh与OVSF）的互相关为零，相互完全正交32扩频因子与业务速率符号速率＝（业务速率＋校验码）×信道编码×重复或打孔率码片速率＝符号速率×扩频因子如WCDMA业务速率＝384Kbps，信道编码＝1/3Turbo码，符号速率＝960Kbps扩频因子＝4，码片速率＝3.84MHz如cdma2000-1x业务速率9.6Kbps，信道编码＝1/2卷积码，符号速率＝19.2Kbps扩频因子＝64，码片速率＝1.2288MHz33信源解码信源编码Interleavingdeinterleaving信道编码交织去交织信道解码加扰解扰扩频解扩调制解调射频发射射频接收无线信道CDMA通信模型34WCDMA的调制方式：QPSKQPSK（4PSK）:QuaternaryPhaseShiftKeying3(1,1)2(1,0)1(0,1)0(0,0)SymbolparameterlModulatingbits35课程内容

T第一章 多址技术和双工技术第二章 CDMA基本原理第三章 WCDMA关键技术36第三章WCDMA关键技术无线传播环境分集技术智能天线技术多用户检测技术37多径环境时间接收信号强度发射信号38衰落发射数据接收数据39衰落距离(m)接收功率(dBm)102030-20-40-60慢衰落快衰落40空间选择性衰落在不同地点（空间）衰落特性不一样一般是由于物体反射形成时间选择性衰落在不同时间衰落特性不一样主要是快速移动用户引起的多普勒频移造成频率选择性衰落在不同频率衰落特性不一样主要由宽带信号的时间色散引起快衰落的类型41第三章WCDMA关键技术无线传播环境分集技术智能天线技术多用户检测技术42空间选择性衰落空间分集：分集天线水平距离大于10倍波长极化分集：两接收天线极化方向正交发射分集：克服大尺度衰落（由于周围环境地段和地物的差别而导致的阴影区引起）时间选择性衰落时间分集－信道交织频率选择性衰落频率分集－跳频、扩频RAKE接收机分集技术

-------克服快衰落（和干扰）的手段43前向链路容量是当前CDMA蜂窝系统容量的瓶颈，WCDMA标准在发射分集上的应用上进行了深入的研究，提出了新的发射分集方案，提高前向链路容量；开环发射分集基于时空块编码的发射天线分集（STTD）SCH上的时间切换传输分集（TSTD）闭环发射分集，FBI域WCDMA的发射分集44频率选择性衰落窄带系统大衰落发射信号接收到的衰落信号频率频率强度强度大衰落发射信号接收到的衰落信号频率频率强度强度宽带系统45Rake接收机46最大比合并在接收端由N个分集支路，经过相位调整后，按照适当的增益系数，同相相加，在送入检测器进行监测等增益合并在接收端由N个分集支路，经过相位调整后，按照相等的增益系数，同相相加，在送入检测器进行监测选择性合并在N个分集支路中选择具有最大信噪比的支路作为输出分集接收合并技术47不同多径分集的接收效果48第三章WCDMA关键技术无线传播环境分集技术智能天线技术多用户检测技术49降低来自其他方向的干扰，提高所需信号方向的接收灵敏度扩大基站的覆盖范围，改善信号的传输质量智能天线原理50全向小区三扇区小区智能天线小区智能天线的小区配置51智能天线两种算法切换多波束自适应波束52智能天线53智能天线可以对高速率用户进行波束跟踪，起到空间隔离、消除干扰的作用大大增加系统容量增加覆盖范围，改善建筑物中和高速运动时的信号接收质量提高信号接收质量，降低掉话率，提高语音质量减少发射功率，延长移动台电池寿命提高系统设计时的灵活性智能天线的优点54现有结果：(Arraycomm，京瓷)针对DCS-1800和PHS的产品，提高覆盖范围230%降低要求基站数目70%，平均降低成本40%实现关键：多波束形成技术自适应干扰抑制技术空时二维的RAKE接收技术多通道的信道估计和均衡技术智能天线研究55对智能天线支持的分析WCDMA标准能够更好的支持智能天线技术56第三章WCDMA关键技术无线传播环境分集技术智能天线技术多用户检测技术57当前的C