WCDMA优化培训の基础原理(共32张).pptx

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1、WCDMA 无线基础理论UMTS 结构RNCRNCCore NetworkNode BNode BNode BNode BIuIuIurIubIubIubIubUu (the “radio interface”)Channel 4sakdjfl ladksfj asldf ad lkdqwe rrtiuo dklc .sakdjfl ladksfj asldf ad lkdqwe rrtiuo dklc .sakdjfl ladksfj asldf ad lkdqwe rrtiuo dklc .UEUTRAN:UTRA NetworkRNC: Radio Network ControllerU

2、E: User EquipmentUTRAN空中接口UERRCRLCMACPHYRLCCTRLUSERDATAUTRANRRCMACPHYRLCRLCCTRLUSERDATAUTRAN (UMTS Terrestrial radio access netwrok) 模型模型Physical channels Physical Channels Distinguished by: - RF Frequency - Channelization Code - Spreading Code - Modulation (I/Q) Phase (uplink) - Timeslot (TDD mode)

3、Signaling Radio BearerRadio BearerTransport channels - grouped by method of transportLogical channels - grouped by information content - User Data - Control and signalingUTRAN OSI 模型模型L1L2L2L3L1L2L2L33GPP TS 25.201 V3.1.0 用户面控制面逻辑信道传输信道物理信道用户面控制面内容安排 WCDMA 基本原理 基本功能 功率控制 移动性(软切换和频间切换) 信道转换 准入控制 拥塞控制

4、基本原理基本接入技术FDMA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, TACSUser 1User 2User 3Frequency每一个发射机的扩频码互不相同每一个信道的正交码互不相同许多用户公享同一频率和时间IS-95, cdma2000, WCDMAFrequencyCDMAMultiple TransmittersandMultiple Data Channels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, PDCTDMAUser 1User 2User 3U

5、ser NTime3.84 Mcps 码速率异步模式可变扩频和multi-code使用, SF = 4512高速数据 - 384 kbps with wide-area coverage - Up to 2 Mbps with local coverage (packet services)FDD载波间隔 4.2 - 5 MHz (200 kHz steps)帧长 10 msft10 ms frame4.2-5.0 MHzMultiplexed Variable rate usersP3GPP WCDMA 基本概念 DS-CDMA - 原理fP3窄带干扰宽带干扰MODDEMLPDET(960

6、kb/s)(3,84 Mc/s)54321扩频增益扩频增益g=RchipRbitP4P5P2P1f抗干扰 Interference Rejection 使用扩频，在解码后有用信号变成尖峰，而干扰变成小信号。fPSpread SpectrumfPSpread SpectrumInterferer 1Interferer 2Interferer nfPSpectrum after De-spreading(Processing)Interferer 1Interferer 2Interferer nC/I 干扰和容量 小区中所有正在进行的呼叫决定干扰电平 呼叫越多，干扰越大呼叫越多，干扰越大. 覆

7、盖边缘的用户没有足够的发射功率抵抗覆盖边缘的用户没有足够的发射功率抵抗干扰干扰. (随着容量的增加覆盖减小随着容量的增加覆盖减小 小区呼小区呼吸吸) 每个新呼叫影响正在进行的呼叫 i.e. A new call affects the QoS of on-going calls. 功率控制必不可少。(W)CDMA 系统容量 单个小区容量 支持用户数:KGp/(Eb/I0) 多个小区容量 100% 频率复用 容量干扰受限 其他小区用户产生的干扰 (不受基站功率控制的用户) - 减少上行容量 其他基站对UE接收机产生的干扰- 减少下行容量 上下行都需要快速功率控制WCDMA 码的使用 从单个小区来

8、看: 所有移动台共享同一个载波 正交码区分区分不同用户，和同一用户连接的不同信道信道码Channelization codes 从整个网络来看: 多个发射机 (RBS, UE) 共存于同一区域下的同一频率 近似正交码区分发射机扰码Scrambling codesCC2CC1CC3CCn扰码和信道码DataUser 1Cell combinerFilteringModulator,TransmitterRBS, sector 1DataUser 2DataUser 3DataUser nCC1CC2CC3CCnSC1DataUser 1FilteringReceiver, Demodulator

9、UE 1CC1SC1DataUser 2FilteringReceiver, DemodulatorUE 2CC2SC1UserData1UserData2UserData3UserDatanSC1UserData1NoiseNoiseNoiseCC2CC1CC3CCnSC1CC2CC1CC3CCn扰码和信道码DataUser 1Cell combinerFilteringModulator,TransmitterRBS, sector 1DataUser 2DataUser 3DataUser nCC1CC2CC3CCnSC1DataUser 1FilteringReceiver, Demo

10、dulatorUE 1CC1SC1DataUser 2FilteringReceiver, DemodulatorUE 2CC2SC1UserData1UserData2UserData3UserDatanSC1UserData1NoiseNoiseNoiseCC2CC1CC3CCnCC2CC1CC3CCn扰码和信道码DataUser 1Cell combinerFilteringModulator,TransmitterRBS, sector 1DataUser 2DataUser 3DataUser nCC1CC2CC3CCnSC1DataUser 1FilteringReceiver,

11、DemodulatorUE 1CC1SC1DataUser 2FilteringReceiver, DemodulatorUE 2CC2SC1UserData1UserData2UserData3UserDatanSC1UserData1NoiseNoiseNoisescramblingchannelization扰码 ，PN 码 (伪随机码)截断的 Gold 码 在WCDMA 中作为扰码用 每一个基站和终端都被分配一个唯一的扰码码的特性： 编码带宽要远大于信号(所传信息)的带宽 自相关性好 (为使“正确”信号的峰值清晰) 如果发射机和接收机之间的编码不能完全同步，由于自相关性好也不会有大的降

12、级 使正确同步的可能性最大 互相关性低 使RBS和UE间的干扰最小扰码的规划 8192 个扰码 分为主扰码和辅扰码 512个主扰码 最好的自相关和互相关特性 每个主扰码配15个辅扰码 用于多个扰码和其他特殊情况 自相关和互相关特性稍差 主扰码分成64个组，每组8个 加快小区搜索扰码的规划 每个小区分配一个主扰码 相邻小区使用统一个组的扰码 可以重复使用 相邻小区不能重复使用 按照S/I and Ec/I0 复用 若运营商在临界区使用同一个频率，需要相互协调码的使用 预留扰码便于协调SC1SC2SC3SC49SC50SC51SC17SC18SC19SC65SC66SC67SC33SC34SC35

13、SC1SC2SC3SC33SC34SC35SC81SC82SC83信道码(正交码)正交可变扩频因子 (OVSF) 码 在 WCDMA中作为信道码用 从一个发射机来的每一个信道都被分配一个唯一的OVSF码 码的特性： 基于 Walsh 函数 非常好的自相关性 如果完全同步，具有正交互相关性 不同的信道可以在相同的扰码上传输而没有相互间的干扰，也就是说，在接收机方有可能完全分离信道 对同步要求高 (不适用于扰码) 可用编码的最大数量依赖于码长 在WCDMA中8, 16, 32, 64, 128, 256 (或 512) 个码片正交码树l Code limitation l All codes wi

14、thin the tree are orthogonalSpreading factor12481632:C(1,1)C(1,-1)C(1,1,1,1)C(1,1,-1,-1)C(1,1,1,1,1)C(1,1,1,1,-1,-1,-1,-1)C(.)C(.)C(1)信信道道比比特特率率 kbps用用户户比比特特率率 kbps扩扩频频因因子子上上行行下下行行上上行行下下行行512N/A15 kbpsN/A 1-3 kbps25615 kbps30 kbps 5-8 kbps 5-8 kbps12830 kbps60 kbps 10-16 kbps 15-22 kbps6460 kbps120

15、kbps 20-32 kbps 36-54 kbps32120 kbps240 kbps 40-64 kbps 80-120 kbps16240 kbps480 kbps 80-128 kbps 160-240 kbps8480 kbps960 kbps 160-256 kbps 330-500 kbps4960 kbps1920 kbps 320-512 kbps 670-1000 kbps比特率比特率和和扩频扩频因子因子WCDMA 发射机结构User DataCRCFECInterleaverOSVF Code GeneratorChannel IDScramblingCode Gener

16、atorCell ID/UE IDComplex Spreading(DL)HPSKSpreading(UL)FilterFilterIQModulatorRF5 - 1000 kbps3.84 Mcps30 - 1920 kbps3.84 Mcps3.84 McpsRepeated every 10 ms,same for all physical channelsRepeated every symbol,unique for each channelError DetectionError CorrectionError RandomizationSpreadingScramblingS

17、pectral ContainmentModulation & RF Signal Generation无线信道多径传播多径传播时间离散时间离散h( ) 0 0 1 2 3 1 2 3WCDMA 接收机Transmitter:STx(t) = dkck*costkklReceiver:SRx(t) = lkdkck(t - lk)cos( + dlk)t +lktklSingle usertklMultiple userstklRake receiver principleRake 接收机 每条多径称为一个 “finger” 为每个“finger” 估计信道特性: 时延 幅度 相位 Rake

18、接收机能够区分的多径间隔 one chip period TchipWCDMA: 3.84 Mcps Tchip = 0.26 s 78 m chip rate越高 能吸收更多的路径 (需要更多的处理能量)时间离散和信道估计 1 2h1h0h2ChannelDiversityCombinationSelectiveEqual gainChannelEstimationDelayDelayDelay andcomplex amplitudesa2a1a00011/31/31/3h2*h1*h0*gggC(n) 2 1C(n)C(n)a2a1a0r(n)Diversity CombinationT

19、oDecodera0a1a2 1 2 2WCDMA 接收机结构RFReceiverFront EndDespreaderChannel EstimatorDemodulator&DescramblerCRC,ChannelDecoder,Deinter-leaverRadio Configuration ControlA/DMultipathEstimator.Multi-userDetectionMulti-pathCombinerUser Data.OSVF Code GeneratorScramblingCode Generator5 - 1000 kbps3.84 Mcps30 - 1

20、920 kbps3.84 Mcps3.84 McpsResolving of multiple paths Interference CancellationError CorrectionDespreadingDemodulation &DescramblingWCDMA 基本功能功率控制 为什么?L1L2L1 L2 PRX,2 PRX,1PTX,2PTX,1PRX,2PRX,1所有用户在同一频率发射 一个大功率发射的用户可以阻塞整个小区上行功控抵抗路径损耗和快衰落下行功控主要消除快衰落其他因素：硬件 (MCPA)限制, UE 功率消耗消除快衰落TX powerTX powerRX powerRX powertttt没有功控没有功控有功控有功控谢谢谢谢!演讲完毕，谢谢观看！