1 WCDMA無線接入網(wǎng)原理

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1、Page,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,Copyright 2008 Huawei Technologies Co.,Ltd.All rights reserved.,Page,*,,謝謝,WCDMA,無線接入網(wǎng)原理,培訓(xùn)目標(biāo),學(xué)完本課程后，您應(yīng)該能：,描述,3G,的發(fā)展歷程,列出,3G,基本業(yè)務(wù)類型,描述多址和雙工原理,描述,WCDMA,無線接入網(wǎng)的基本原理,目 錄,3G,綜述,多址和雙工技術(shù),WCDMA,無線網(wǎng)原理,移動通信發(fā)展簡史,AMPS,TACS,NMT,其它,第一代,80,年代,模擬,模,擬,技,術(shù),GSM,CDMA,IS9

2、5,TDMA,IS-136,PDC,第二代,90,年代,數(shù)字,需求驅(qū)動,數(shù),字,技,術(shù),語,音,業(yè),務(wù),第三代,IMT-2000,WCDMA,CDMA,2000,需求驅(qū)動,寬,帶,業(yè),務(wù),TD-,SCDMA,3G,為用戶與運(yùn)營商提供了完整的綜合業(yè)務(wù)解決方案,IMT-2000,IMT-2000是第三代移動通信系統(tǒng)（3G）的統(tǒng)稱,第三代移動通信系統(tǒng)最早由國際電信聯(lián)盟（ITU）1985年提出，1996年正式更名為IMT-2000（International Mobile Telecommunication-2000）,原計(jì)劃該系統(tǒng)于 2000年左右商用,工作的頻段在 2000MHz,最高業(yè)務(wù)速率為

3、2000Kbps,3G,技術(shù)體制,WCDMA,由標(biāo)準(zhǔn)化組織,3GPP,所制定,cdma2000,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,TD-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,全球,3,G,頻譜分配,中國頻譜分配,中國的,WCDMA-FDD,主頻段,:,上行,1920,1980MHz,下行,2110,2170MHz,注：目前,19001920,頻段由中國電信、網(wǎng)通用于,PHS,FDD,補(bǔ)充,頻段,TDD,主頻段,FDD,補(bǔ)充,頻段,FDD,主頻段,TD

4、D,主頻段,FDD,主頻段,TDD,補(bǔ)充頻段,17551785,18801920,18501880,19201980,20102025,21102170,23002400,聯(lián)通,CDMA,聯(lián)通,CDMA,移動,GSM,聯(lián)通,GSM,移動,GSM,聯(lián)通,GSM,825840,870885,885909,909915,930954,954960,移動,GSM,聯(lián)通,GSM,移動,GSM,聯(lián)通,GSM,17101725,17451755,18051820,18401850,WCDMA,標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展,WCDMA,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃清晰，制定嚴(yán)謹(jǐn),WCDMA,支持,HSDPA,技術(shù)，順應(yīng)未來高速無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求,W

5、CDMA,將分階段引入,IP,，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的,IP,化，標(biāo)準(zhǔn)比較完善,WCDMA 2001/06,及以后發(fā)布的協(xié)議能夠保持前向兼容,3GPP Rel99,3GPP Rel4,3GPP Rel5,2000,2001,2002,GSM/GPRS,核心網(wǎng),WCDMA RTT,電路域,軟交換,控制,/,承載分離,IP,實(shí)時多媒體,HSDPA,3GPP Rel6,MBMS,HSUPA,2005,WCDMA R6,和后期網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn),R6,網(wǎng)絡(luò)的主要特性,引入,MBMS,業(yè)務(wù),上行采用,HSUPA,，速率提高到,5.76Mbps,R7,網(wǎng)絡(luò)的主要特性,采用,HSPA,，在上下行引入高階調(diào)制，,MIMO,下

6、行速率提到到,28Mbps,，上行速率提高到,11Mbps,R8,網(wǎng)絡(luò)的主要特性,WCDMA R8,，也就是,WCDMA LTE,（,Long term evolution,）,空口的接入技術(shù)由原來的,CDMA,改為,OFDM,上,/,下行速率達(dá)到,50Mbps/100Mbps,，而帶寬是,20MHz,減少回路時延，提高,Qos,WCDMA,業(yè)務(wù)類型,時延,誤碼率,后臺類,會話類,流媒體,交互類,根據(jù),QoS,的不同，,WCDMA,可以支持不同種類的業(yè)務(wù)，也可以支持不同種類業(yè)務(wù)的組合,目 錄,3G,綜述,多址和雙工技術(shù),WCDMA,無線網(wǎng)原理,雙工技術(shù)：區(qū)分用戶的上行,/,下行信號,頻分雙工（

7、,FDD,）：以不同頻率區(qū)分上行和下行,WCDMA,、,cdma2000,使用,FDD,優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡單,缺點(diǎn)：在上下行業(yè)務(wù)不對稱時（主要是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)）頻譜利用效率低,時分雙工（,TDD,）：以不同時隙區(qū)分上行和下行,TD-SCDMA,使用,TDD,優(yōu)點(diǎn)：在上下行業(yè)務(wù)不對稱時可以給上下行靈活分配不同數(shù)量的時隙，頻譜利用效率高,缺點(diǎn)：,實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜，需要,GPS,同步,和,CDMA,技術(shù)一起使用時，上下行之間的干擾控制困難,頻率,時間,功率,FDMA,頻率,時間,功率,TDMA,多址技術(shù)：區(qū)分不同用戶,功率,時間,CDMA,頻率,碼分多址（,CDMA,）的技術(shù)特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn),抗干擾能力強(qiáng)，頻率復(fù)用度高，頻

8、譜利用率大大提高,保密性強(qiáng)：擴(kuò)頻后的信號近似白噪聲,缺點(diǎn),占用帶寬較大,自干擾系統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)用戶互相干擾,技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度大，需要采用快速功率控制技術(shù)、負(fù)載控制等技術(shù),目 錄,3G,綜述,多址和雙工技術(shù),WCDMA,無線網(wǎng)原理,WCDMA,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),RNC,NodeB,CS,PS,UE,UTRAN,（接入網(wǎng)）,CN,（核心網(wǎng)）,Uu,Iu-CS,Iu-PS,Iur,Iub,Iub,Iub,WCDMA,通信模型,信源解碼,信源編碼,Interleaving,deinterleaving,信道編碼,交織,去交織,信道,解碼,加擾,解擾,擴(kuò)頻,解擴(kuò),調(diào)制,解調(diào),射頻發(fā)射,射頻接收,無線信道,常用術(shù)語,比特（

9、,Bit,），符號,(Symbol),，碼片,(Chip),經(jīng)過信源編碼的含有信息的數(shù)據(jù)稱為“比特”,經(jīng)過信道編碼和交織后的數(shù)據(jù)稱為“符號”,經(jīng)過最終擴(kuò)頻得到的數(shù)據(jù)稱為“碼片”,處理增益,最終擴(kuò)頻速率（,3.84M,）和比特速率的比,在,WCDMA,系統(tǒng)中，根據(jù)提供業(yè)務(wù)的不同，處理增益是可變的,擴(kuò)頻增益越小，所需功率越大，業(yè)務(wù)覆蓋范圍越小,WCDMA,通信模型,信源解碼,信源編碼,Interleaving,deinterleaving,信道編碼,交織,去交織,信道解碼,加擾,解擾,擴(kuò)頻,解擴(kuò),調(diào)制,解調(diào),射頻發(fā)射,射頻接收,無線信道,WCDMA,的信源編碼,WCDMA,系統(tǒng)采用,AMR,（,A

10、daptive Multi-Rate,）語音編碼,編碼共有,8,種，速率從,12.2Kbps,4.75Kbps,根據(jù)小區(qū)負(fù)荷，自動降低部分用戶語音速率，可以節(jié)省部分功率，從而容納更多用戶,WCDMA,通信模型,信源解碼,信源編碼,Interleaving,deinterleaving,信道編碼,交織,去交織,信道解碼,加擾,解擾,擴(kuò)頻,解擴(kuò),調(diào)制,解調(diào),射頻發(fā)射,射頻接收,無線信道,WCDMA,的信道編碼,信道編碼的作用：增加冗余比特，增強(qiáng)符號間的相關(guān)性，以便在受到干擾的情況下恢復(fù)信號,1 2 3 4 5 6,7,8 9 10 11 12 13 14,15,16 17 18 19 20 21

11、22,編碼類型,語音業(yè)務(wù)：卷積碼,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)：,Turbo,碼,交織,交織的作用：打亂符號間的相關(guān)性，減小信道快衰落和干擾帶來的影響,1 2 3 4 5 6 7 8.452 453 454,8,16,.,.,.,456,2,10,.,.,.,450,6,14,.,.,.,454,1,9,.,.,.,449,4,12,.,.,.,452,7,15,.,.,.,455,3,11,.,.,.,451,5,13,.,.,.,453,.,.,B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7,A4,B0 A5,B1 A6,B2 A7,B3 B4,C0 B5,C1 B6,C2 B7,C3,一次交織：,二次交織：

12、,WCDMA,通信模型,信源解碼,信源編碼,Interleaving,deinterleaving,信道編碼,交織,去交織,信道解碼,加擾,解擾,擴(kuò)頻,解擴(kuò),調(diào)制,解調(diào),射頻發(fā)射,射頻接收,無線信道,OVSF,碼,SF=1,SF=2,SF=4,C,ch,1,0,=,(1),C,ch,2,0,=(1,1),C,ch,2,1,=(1,-1),C,ch,4,0,=(1,1,1,1),C,ch,4,1,=(1,1,-1,-1),C,ch,4,2,=(1,-1,1,-1),C,ch,4,3,=(1,-1,-1,1),OVSF,（正交可變擴(kuò)頻因子）碼用來做擴(kuò)頻碼，也被稱作信道化碼,OVSF,碼下行區(qū)分用戶

13、，上行區(qū)分一個用戶的不同物理信道,WCDMA,典型業(yè)務(wù)使用的擴(kuò)頻因子,典型業(yè)務(wù),數(shù)據(jù)速率,下行,SF,上行,SF,AMR,12.2kbps,128,64,64k video phone,64kbps,32,16,144k packet data,144kbps,16,8,384k packet data,384kbps,8,4,碼序列的相關(guān)性,相關(guān)（相關(guān)性,100,）,不相關(guān)（,0,相關(guān)）,(a),(b),+1,-1,+1,-1,+1,-1,+1,擴(kuò)頻原理,UE1:,1,1,UE2:,1,1,C,1,:,1,1,1,1,1,1,1,1,C,2,:,1,1,1,1,1,1,1,1,UE1c1:,

14、1,1,1,1,1,1,1,1,UE2c2:,1,1,1,1,1,1,1,1,UE1c1,UE2c2,：,2 0,2 0,2 0,2 0,解擴(kuò)原理,UE1C,1,UE2C,2,:,2 0,2 0,2 0,2 0,UE1,Dispreading by c1,:,1,1,1,1,1,1,1,1,Dispreading result:,2 0,2 0,2 0,2 0,Integral judgment:,4(means,1),4(means,1),UE2,Dispreading by c,2:,1,1,1,1,1,1,1,1,Dispreading result:,2 0,2 0,2 0,2 0,I

15、ntegral judgment:,4(means,1),4(means,1),擴(kuò)頻,/,解擴(kuò)原理頻域解釋,系統(tǒng)所允許的最大干擾電平,解調(diào)門限,功率譜,可以給所有用戶共享的功率,a,2,T,bit=,E,bit,解擴(kuò)用戶,增益,其他用戶干擾信號,E,chip,Eb,/No=,Ec,/Io,增益,WCDMA,通信模型,信源解碼,信源編碼,Interleaving,deinterleaving,信道編碼,交織,去交織,信道解碼,加擾,解擾,擴(kuò)頻,解擴(kuò),調(diào)制,解調(diào),射頻發(fā)射,射頻接收,無線信道,擴(kuò)頻、加擾的不同作用,下行,以擾碼區(qū)分小區(qū)（扇區(qū)載頻）,以,OVSF,碼區(qū)分小區(qū)內(nèi)不同物理信道,上行,以擾

16、碼區(qū)分用戶,以,OVSF,用來區(qū)分該用戶的不同物理信道,Gold,序列,Gold,序列用作加擾,Gold,序列的自相關(guān)性很好而互相關(guān)性很小，下行方向用來區(qū)分小區(qū)，上行方向用來區(qū)分用戶,下行方向共有,8192,個擾碼，其中的,512,個主擾碼用來區(qū)分下行同頻小區(qū)。,上行方向共有,2,24,個擾碼可用，可以認(rèn)為上行的擾碼數(shù)目不受限制,擾碼,信道化碼,1,信道化碼,2,信道化碼,3,用戶,1,信號,用戶,2,信號,用戶,3,信號,下行,CELL,WCDMA,下行擾碼和信道化碼,WCDMA,上行擾碼和信道化碼,上行,NodeB,擾碼,2,信道化碼,1,信道化碼,2,用戶,2,業(yè)務(wù),1,用戶,2,業(yè)務(wù),2,擾碼,1,信道化碼,1,信道化碼,2,用戶,1,業(yè)務(wù),1,用戶,1,業(yè)務(wù),2,WCDMA,通信模型,信源解碼,信源編碼,Interleaving,deinterleaving,信道編碼,交織,去交織,信道解碼,加擾,解擾,擴(kuò)頻,解擴(kuò),調(diào)制,解調(diào),射頻發(fā)射,射頻接收,無線信道,調(diào)制的作用,把需要傳遞的信息送上射頻信道,不同的調(diào)制方式可以影響空中接口提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的能力,2PSK,（,BPSK,）：