【正文】 PRACH – 隨機(jī)接入時(shí)隙 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 5120 chips radio frame: 10 ms radio frame: 10 ms 接入時(shí)隙 隨機(jī)接入發(fā)送 ?PRACH采用時(shí)隙化 ALOHA接入方式附以快速捕獲確認(rèn) (AICH) ?每?jī)蓭?(20ms)15個(gè)接入時(shí)隙 接入時(shí)隙起始間隔 5120碼片 ?基站通過(guò)高層廣播信令通知移動(dòng)臺(tái)可用接入時(shí)隙和接入子信道 隨機(jī)接入發(fā)送 隨機(jī)接入發(fā)送 隨機(jī)接入發(fā)送 PRACH – 傳輸結(jié)構(gòu) 消息部分 前導(dǎo) 1 4096 碼片 10 ms (一個(gè)無(wú)線幀 ) 前導(dǎo) 2 前導(dǎo) n 消息部分 前導(dǎo) 1 4096 碼片 20 ms (兩個(gè)無(wú)線幀 ) 前導(dǎo) 2 前導(dǎo) n ?RACH 前導(dǎo)部分 : 4096 碼片 = 256 重復(fù) * 16 bit簽名碼 *長(zhǎng)擾碼 ?前導(dǎo)簽名碼 s, 0 ? s ? 15, 為 16位長(zhǎng)的信道化碼－ Walsh碼；每個(gè)子樹(shù)節(jié)點(diǎn)之下的信道化碼節(jié)點(diǎn)用于物理隨機(jī)接入信道信道化擴(kuò)頻 ?消息部分為 10ms或 20ms長(zhǎng) ?使用哪個(gè)前導(dǎo)簽名碼和消息部分長(zhǎng)度由基站高層控制功能決定，并通過(guò)系統(tǒng)廣播消息通知移動(dòng)臺(tái) 傳輸形式 1 傳輸形式 2 PRACH 消息幀結(jié)構(gòu) 導(dǎo)頻 數(shù)據(jù)部分 N data 10x2k bits k=0..3 slot1 slot2 Slot j slot14 T slot = 2560個(gè)碼片 消息部分無(wú)線幀 T RACH = 10 ms 數(shù)據(jù)部分 控制部分 TFCI ?數(shù)據(jù)部分承載上層消息 。 信道編碼技術(shù) 信道編碼與復(fù)用技術(shù) ?特點(diǎn) ?糾錯(cuò)能力高于 CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)，奇偶校驗(yàn) ?適合解離散的差錯(cuò)，對(duì)于連續(xù)的差錯(cuò)效果不理想 TURBO 碼 ? 譯碼復(fù)雜（ LOG－ MAP算法），時(shí)延較長(zhǎng)； ? 誤碼率低（可以達(dá)到 10－ 6 ）。 其中一個(gè)用戶具有 4倍數(shù)據(jù)速率 4倍數(shù)據(jù)速率的用戶 = 不能使用的碼空間 480 kb/s 480 kb/s 480 kb/s 480 kb/s Mb/s 1 11 10 1111 1100 1010 1001 11111111 11110000 11001100 11000011 10101010 10100101 10011001 10010110 碼片速率 = Mcps 可變正交碼產(chǎn)生技術(shù) 碼分多址技術(shù) 符號(hào)速率 擴(kuò)頻因子 碼片速率 15k 256 30k 128 60k 64 120k 32 240k 16 480k 8 960k 4 1920k 2 可變正交碼產(chǎn)生技術(shù) 碼分多址技術(shù) ? CDMA允許多個(gè)數(shù)據(jù)流在同一個(gè)射頻載波中發(fā)送 – 數(shù)據(jù)流間完全分隔 – 數(shù)據(jù)流間定時(shí)必須嚴(yán)格同步 – 最大數(shù)據(jù)信道數(shù) =正交碼長(zhǎng) ? 碼字越長(zhǎng) ,數(shù)據(jù)速率越低 ? 碼空間可以迅速重分配以適應(yīng)用戶數(shù)據(jù)速率要求 ? CDMA優(yōu)勢(shì)在實(shí)際應(yīng)用中受限因素 – 多徑、小的時(shí)間偏差、移動(dòng)相關(guān)的效果使得可用碼空間減小 每個(gè)數(shù)據(jù)流擁有一個(gè)唯一的 正交信道碼 各個(gè)用戶共享一個(gè)頻率和 時(shí)間資源 IS95, cdma2022, WCDMA Frequency Code Division Multiple Access 數(shù)據(jù) 1 數(shù)據(jù) 2 數(shù)據(jù) 3 ... 正交碼分多址技術(shù)總結(jié) 碼分多址技術(shù) ? PN 碼 : 特點(diǎn) – PN 碼可以由線性反饋移位寄存器產(chǎn)生 – PN 碼以確定長(zhǎng)度的 0和 1塊進(jìn)行周期性重復(fù) ? 1和 0出現(xiàn)的次數(shù)基本相等 ? 塊內(nèi)出現(xiàn)位置隨機(jī)，所以稱為偽噪聲序列 – 具有良好的自相關(guān)和互相關(guān)特性 ? PN 碼的互相關(guān)性不依賴于碼間的時(shí)間一致性 例如 一個(gè) 32bit (25) PN 碼 : 0110100011010100101001101010011 PN碼分多址技術(shù) 碼分多址技術(shù) ? PN 碼 : 用移位寄存器產(chǎn)生 D D 時(shí)鐘 D D ?1 ?2 ?3 ?N ? ?n 是 0 或 1 由生成多項(xiàng)式?jīng)Q定 ? 最大長(zhǎng)度有（ 2N － 1 ) bits重復(fù)周期 ? 一個(gè)具有 32,768 bits 的碼可由一個(gè) 15bit “鍵”表示 1010010010001110101... PN碼分多址技術(shù) 碼分多址技術(shù) ?Gold序列 – 由兩個(gè)優(yōu)選的 m序列異或而成 – 自相關(guān)函數(shù)有多值，沒(méi)有 m序列好 – 比 m序列多得多 ?由于 Gold序列具有良好的自相關(guān)性質(zhì)，用于碼分多址中區(qū)分基站和用戶 – 良好的自相關(guān)性質(zhì)決定了其分段序列之間互相關(guān)很小，可以用于區(qū)分用戶，進(jìn)行多址 Gold序列 碼分多址技術(shù) c lo n g ,1 ,nc lo n g ,2 ,nM S B L S B? Gold序列的隨機(jī)性好，符合偽隨機(jī)序列的特性 ? 0和 1發(fā)生的相對(duì)頻率各為 1/2，連續(xù)出現(xiàn) 0或 1的概率小，用于加擾 Gold序列生成 碼分多址技術(shù) 01Gold序列 碼分多址技術(shù) 01? 自相關(guān)函數(shù)近似 δ函數(shù)，減輕多徑干擾 ? 分段后各段的互相關(guān)近似為零，減輕多址干擾 Gold序列的自相關(guān)函數(shù) 碼分多址技術(shù) 下行 : SC碼用于區(qū)分不同的基站 上行 : SC 碼用于區(qū)分不同的手機(jī) SC3 SC4 SC5 SC6 SC1 SC1 基站 “ 1”采用 SC碼 1發(fā)射 SC2 SC2 基站 “ 2”采用 SC碼 2發(fā)射 擾碼（ Scrambling Code） 碼分多址技術(shù) 擾碼主要編碼類型： GOLD CODE 2個(gè)數(shù)據(jù)信道 (語(yǔ)音 , 控制 ) SC3 + OC1 + OC2 2個(gè)數(shù)據(jù)信道 (14 kbps數(shù)據(jù) , 控制 ) SC4 + OC1 + OC2 3個(gè)數(shù)據(jù)信道 (話音 , 視頻 , 控制 ) SC2 + OC1 + OC2 + OC3 3個(gè)數(shù)據(jù)信道 (voice, video, control) SC5 + OC1 + OC2 4個(gè)數(shù)據(jù)信道 (384 kbps數(shù)據(jù) , 話音 , 視頻 , 控制 ) SC6 + OC1 + OC2 + OC3 + OC4 4個(gè)數(shù)據(jù)信道 (384 kbps數(shù)據(jù) ,話音 ,視頻 ,控制 ) SC2 + OC4 + OC5 + OC6 + OC7 2個(gè)數(shù)據(jù)信道 (語(yǔ)音 , 控制 ) SC1 + OC1 + OC2 1個(gè)數(shù)據(jù)信道 (控制 ) SC1 + OC3 語(yǔ)音用戶 上行數(shù)據(jù) 可視電話 可視電話和數(shù)據(jù) 導(dǎo)頻 , 廣播 SC1 + OCP + OCB 導(dǎo)頻 , 廣播 SC2 + OCP + OCB 碼分多址技術(shù)總結(jié) 碼分多址技術(shù) 數(shù)據(jù) 0110101…. CRC 校驗(yàn) FEC 編碼 QPSK 調(diào)制 OVSF 碼 生成器 檢錯(cuò) 糾錯(cuò) 正交碼 射頻 輸出 脈沖成型 交織 編碼 復(fù)擴(kuò)頻 (下行鏈路 ) HPSK 擴(kuò)頻 (上行鏈路 ) SSMA 擴(kuò)頻 , 減小峰均比 頻譜限制 射頻調(diào)制 基站擾碼 (下行鏈路 ) 或 手機(jī)擾碼 (上行鏈路 ) 信道碼 擴(kuò)頻碼 (Gold 碼 ) “擾碼” 抗衰落 串并變換 脈沖成型 V F kb/sec V F kb/sec V F 3。 ? 跳頻碼分多址（ FH－ CDMA） – 單一用戶單一時(shí)刻占用的頻譜帶寬較窄，占用頻率隨時(shí)間變化按一定規(guī)律跳變，跳變規(guī)律由地址碼確定。 小區(qū) 理論 容量＝頻率 可分配的碼。 小區(qū)的容量＝頻率數(shù)。 通過(guò)增加頻率，可以增加小區(qū)的容量。 碼分多址特點(diǎn)： 網(wǎng)內(nèi)所有用戶使用同一載波，占用相同的帶寬 各個(gè)用戶可以同時(shí)發(fā)送或接收信號(hào) 雙工技術(shù)比較 5MHz 時(shí)間 頻率 下 行 上 行 下 行 上 行 時(shí)間 頻率 5MHz 5MHz 頻分雙工技術(shù) 時(shí)分雙工技術(shù) 碼分多址技術(shù) 擴(kuò)頻技術(shù) 碼分多址技術(shù) 擴(kuò)展頻譜通信概念： 簡(jiǎn)稱擴(kuò)譜或擴(kuò)頻，是指需要傳輸信號(hào)的頻譜用某個(gè)特定的擴(kuò)頻函數(shù)后成為寬帶信號(hào)，送入信道中傳輸；接收時(shí)，再利用一定技術(shù)將其還原。歸一化 積分 amp。 信道編碼技術(shù) 信道編碼與復(fù)用技術(shù) 卷 積 碼 ? 譯碼簡(jiǎn)單（ Viterbi算法），時(shí)延較短； ? 誤碼率較高（一般在 103）。 卷積編碼器 1 卷積編碼器 2 復(fù)用 Data Decoded Data 解復(fù)用 卷積解碼器 2 D P1 P2 D P1 P2 D Turbo 編碼器 Turbo 解碼器 交織器 交織器 交織器 解交織器 卷積解碼器 1 Turbo碼編解碼器 信道編碼與復(fù)用技術(shù) 傳輸信道類型 編碼方案 碼率 BCH 卷積編碼 1/2 PCH RACH CPCH、 DCH、 DSCH、 FACH 1/3， 1/2 Turbo編碼 1/3 不進(jìn)行編碼 不同信道的編碼 信道編碼與復(fù)用技術(shù) 時(shí)間 幅度 到譯碼器 原始數(shù)據(jù) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 交織矩陣 1 2 3 4 5 6 7 8 9 發(fā)射機(jī) 交織后的數(shù)