【正文】 WCDMA網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識 京信通信系統(tǒng)（廣州）有限公司北京分公司 2022年 8月 WCDMA原理及關(guān)鍵技術(shù) ?WCDMA無線技術(shù)原理 ?WCDMA空中接口技術(shù) ?WCDMA功控與切換技術(shù) ?碼分多址技術(shù) ?調(diào)制和解調(diào) ?RAKE接收技術(shù) ?信道編碼與復(fù)用技術(shù) WCDMA無線技術(shù)原理 頻分多址Frequency Division Multiple Access User 1 User 2 User 3 頻率 頻率 碼分多址Code Division Multiple Access 擴頻多接入Spread Spectrum Multiple Access Multiple Transmitters and Multiple Data Channels 時分多址Time Division Multiple Access User 1 User 2 User 3 User N 時間 每一個發(fā)射機的擾碼互不相同 每一個信道的正交碼互不相同 許多用戶共享同一頻率和時間 IS95, cdma2022, WCDMA 每一個用戶的時隙互不相同 每一個數(shù)據(jù)信道在一個時隙內(nèi)的位置互不相同 幾個用戶可以共享同一頻率 IS136, GSM, PDC 每一個用戶的頻率互不相同 (每一個用戶一個語音信道 ) 所有用戶發(fā)射機可以同時工作 AMPS, NMT, TACS 多址技術(shù) F1 F2 Fn F（ Hz） T（ ms） ?? 每一個頻率就是一個信道，每個用戶可以單獨享用該頻率資源。 小區(qū)的容量＝頻率數(shù)。 通過增加頻率，可以增加小區(qū)的容量。 用戶間通過不同的頻率進(jìn)行區(qū)分，相互干擾取決于載頻間隔。 第一代移動通信 FDMA 多址技術(shù) 時隙 0 時隙 1 時隙 2 時隙 3 時隙 4 時隙 5 時隙 6 時隙 7 F1 F2 Fn F（ Hz） T（ ms） ?? 每一個由時間和頻率構(gòu)成的二維點代表一個信道，可以分配給一個用戶。 小區(qū)的容量＝頻率 時隙。 通過增加頻率，可以增加小區(qū)的容量。 用戶間通過不同的頻率和時間進(jìn)行區(qū)分，相互干擾取決于載頻間隔和時隙保護(hù)。 第二代移動通信 TDMA 多址技術(shù) F1 F2 Fn F（ Hz） T（ ms） ?? 用戶 1 用戶 2 用戶 3 用戶 4 用戶 5 用戶 6 用戶 7 …… …… …… 用戶 n 用戶 1 用戶 2 用戶 3 用戶 4 用戶 5 用戶 6 用戶 7 …… …… …… 用戶 n 用戶 1 用戶 2 用戶 3 用戶 4 用戶 5 用戶 6 用戶 7 …… …… …… 用戶 n 每一個由碼和頻率構(gòu)成的點表示一個信道，可以分配給一個用戶。 小區(qū) 理論 容量＝頻率 可分配的碼。 增加頻率，可以增加容量，不同頻率理解為不同網(wǎng)絡(luò)。 用戶間通過不同的擴頻碼和擾碼進(jìn)行區(qū)分，相互干擾取決于不同碼的相關(guān)性。 第三代移動通信 CDMA 多址技術(shù) 碼分多址技術(shù) 多址技術(shù) 碼分多址 是各發(fā)送端用各不相同的、相互（準(zhǔn)）正交的地址碼調(diào)制其所發(fā)送的信號。在接收端利用碼型的（準(zhǔn)）正交性，通過地址識別（相關(guān)檢測）從混合信號中選出相應(yīng)的信號。 碼分多址特點： 網(wǎng)內(nèi)所有用戶使用同一載波，占用相同的帶寬 各個用戶可以同時發(fā)送或接收信號 雙工技術(shù)比較 5MHz 時間 頻率 下 行 上 行 下 行 上 行 時間 頻率 5MHz 5MHz 頻分雙工技術(shù) 時分雙工技術(shù) 碼分多址技術(shù) 擴頻技術(shù) 碼分多址技術(shù) 擴展頻譜通信概念： 簡稱擴譜或擴頻，是指需要傳輸信號的頻譜用某個特定的擴頻函數(shù)后成為寬帶信號，送入信道中傳輸；接收時，再利用一定技術(shù)將其還原。從而獲取高質(zhì)量傳輸信號的通信系統(tǒng)。 擴展頻譜系統(tǒng)必須滿足以下兩條準(zhǔn)則： ?傳輸帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于被傳送的原始信息的帶寬 ?傳輸帶寬主要由擴頻函數(shù)決定，擴頻函數(shù)常用偽隨機編碼信號 擴頻碼 擴頻碼 積分合并 窄帶信號 f P(f) 寬帶信號 P(f) f 噪聲 P(f) f 噪聲 +寬帶信號 P(f) f 低通濾波分離信號與噪聲 P(f) f CDMA寬帶擴頻技術(shù) 擴頻技術(shù) 碼分多址技術(shù) CDMA的幾種不同形式 ? 直接擴頻碼分多址（ DS－ CDMA） – 多用戶完全同一時間、同一地點占用同一頻率資源 – 可以使用 RAKE接收技術(shù)； – 利用宏空間分集，多個基站同時監(jiān)聽； – 實現(xiàn)軟切換，大大降低切換掉話率，提升服務(wù)質(zhì)量。 ? 跳頻碼分多址（ FH－ CDMA） – 單一用戶單一時刻占用的頻譜帶寬較窄，占用頻率隨時間變化按一定規(guī)律跳變，跳變規(guī)律由地址碼確定。 ? 跳時碼分多址（ TH－ CDMA） – 單一用戶不定時占用較寬的頻譜，占用的時間按一定規(guī)律改變，時間改變的規(guī)律由地址碼確定。 擴頻技術(shù) 碼分多址技術(shù) CDMA示意圖 f r equ en cyt i m eDSFHTH擴頻技術(shù) 碼分多址技術(shù) CDMA系統(tǒng)基本框圖 信源編碼 信道編碼 擴頻 調(diào)制 信源譯碼 信道譯碼 解擴 解調(diào) 無線信道 擴頻技術(shù) 碼分多址技術(shù) +1 1 +1 +1 1 1 Bipolar data sequence 0 1 0 1 Bit Bits/s Chips/s Chip Code (1 1 1 1) Signal Chips/s 直序列擴頻技術(shù)－ DSCDMA 碼分多址技術(shù) 簡單的 CDMA發(fā)射接收機框圖 寬帶調(diào)制載波產(chǎn)生碼字產(chǎn)生數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)寬帶調(diào)制載波產(chǎn)生碼字同步 / 跟蹤 碼字產(chǎn)生解擴DS－ CDMA信號發(fā)射 /接收機 直序列擴頻技術(shù)－ DSCDMA 碼分多址技術(shù) 窄帶系統(tǒng) 發(fā)射信號 接收到的衰落信號 頻率 頻率 強度 強度 深衰落 發(fā)射信號 接收到的衰落信號 頻率 頻率 強度 強度 寬帶系統(tǒng) ?窄帶系統(tǒng)與寬帶系統(tǒng) –窄帶：單個信道的帶寬與所期望信道的相干帶寬一致 –寬帶：一個信道的發(fā)射帶寬大于這個信道的相干帶寬 –寬帶優(yōu)勢：寬帶系統(tǒng)通常能夠帶來頻率分集的優(yōu)勢 優(yōu)勢：寬帶系統(tǒng)有效克服頻率選擇性衰落 頻率選擇性衰落 深衰落 寬帶與窄帶系統(tǒng)比較 碼分多址技術(shù) 當(dāng)用正交碼發(fā)送數(shù)據(jù)時 ... 用戶 1 數(shù)據(jù) : 1 0 1 與 OVSF碼 1010 異或 用戶 1OVSF碼擴頻數(shù)據(jù) : 0101 1010 0101 實際傳送的是每一個數(shù)據(jù)比特一個正交碼 (., OVSF) ! 送 “ 0”, 發(fā)射指定 OVSF 碼 送 “ 1”, 發(fā)射指定 OVSF 碼的反碼 發(fā)射碼片 “ chips” 數(shù)據(jù) 正交碼 正交碼多址技術(shù) 碼分多址技術(shù) ? 正交碼發(fā)射機 數(shù)據(jù)信道 1 0 1 0 數(shù)據(jù)信道 2 0 0 1 與碼 1異或 ( 1111 ) 與碼 2異或 ( 1100 ) 異或輸出 (1111)(0000)(1111) ? 輸出混合發(fā)射數(shù)據(jù) : (2 2 +2 2) (2 +2 +2 +2) (0 0 0 4) 數(shù)據(jù)信道 3 1 0 1 與碼 3 異或 ( 1010 ) 4碼片 正交碼集 1) 1 1 1 1 2) 1 1 0 0 3) 1 0 1 0 4) 1 0 0 1 D/A 映射后 ()(++++)() 異或輸出 (1100)(1100)(0011) D/A 映射后 (++)(++)(++) 異或輸出 (0101)(1010)(0101) D/A 映射后 (++)(++)(++) 數(shù)據(jù)信道 4 0 0 0 與碼 4 異或 ( 1001 ) 異或輸出 (1001)(1001)(1001) D/A 映射后 (++)(++)(++) 正交碼多址技術(shù) 碼分多址技術(shù) ? 正交碼接收機 積分 amp。歸一化 積分 amp。歸一化 積分 amp。歸一化 積分 amp。歸一化 結(jié)果 : 1 1 1 結(jié)果 : 1 1 1 結(jié)果 : 1 1 1 結(jié)果 : 1 1 1 “相關(guān)” 混合接收數(shù)據(jù) : (2 2 +2 2)(2 +2 +2 +2)(0 0 0 4) 與碼 1 異或 (1 1 1 1) 與碼 2 異或 (1 1 +1 +1) 與碼 3異或 (1 +1 1 +1) 與碼 4 異或 (1 +1 +1 1) 4碼片正交碼集 1) 1 1 1 1 2) 1 1 +1 +1 3) 1 +1 1 +1 4) 1 +1 +1 1 Map A?D 0 1 0 Map A?D 0 0 1 Map A?D 1 0 1 Map A?D 0 0 0 正交碼多址技術(shù) 碼分多址技術(shù) OC 4 OC 3 OC 2 OC 1 RF 調(diào)制 RF 解調(diào) OC 3