【文章內(nèi)容簡介】 BER103 滿足語音通信需要 Turbo 碼： BER106 滿足數(shù)據(jù)通信需要 ? WCDMA采用高性能的信道編碼，提高系統(tǒng)性能 – 編解碼極大地降低了工作點(diǎn)的信噪比，是無線傳輸中的常用手段 – Turbo碼能夠使傳輸信號(hào)的信噪比接近 Shannon極限 信道編碼技術(shù) 信道編碼與復(fù)用技術(shù) 編碼目的 ：使接收機(jī)能夠檢測(cè)和糾正由于傳輸媒介帶來的信號(hào)誤差。同時(shí)在原數(shù)據(jù)流中加入冗余信息，提高數(shù)據(jù)傳輸速率。 主要有兩種編碼方法： ?卷積碼： 在 WCDMA系統(tǒng)中主要用于低速率的話音信道和 控制信道； ?Turbo碼： 主要用于分組業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳送。 信道編碼技術(shù) 信道編碼與復(fù)用技術(shù) 卷 積 碼 ? 譯碼簡單（ Viterbi算法），時(shí)延較短； ? 誤碼率較高（一般在 103）。編碼速率為 1/2和 1/3。 ? 適合實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，如話音和視頻業(yè)務(wù)的傳送。 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； ? 誤碼率低（可以達(dá)到 10－ 6 ）。編碼速率為 1/3 ? 適合對(duì)誤碼率敏感，而對(duì)時(shí)延不敏感的非實(shí)時(shí)分組業(yè)務(wù) （如 WWW， FTP， E－ MAIL等）。 分組長度最大到 5114比特，可以實(shí)現(xiàn)大分組，時(shí)延長的業(yè)務(wù)傳送。 信道編碼技術(shù) 信道編碼與復(fù)用技術(shù) ?特點(diǎn) ?Turbo碼是應(yīng)用在 UMTS系統(tǒng)中的新的糾錯(cuò)編碼技術(shù) ?Turbo碼的糾錯(cuò)性能優(yōu)于卷積編碼 ?Turbo碼的解碼復(fù)雜度較高，而且編碼時(shí)延較大 ?Turbo碼適用于對(duì)時(shí)延要求不高，但速率較高的高速率業(yè)務(wù) D D D D D D D D Data In 2:1 MUX Data Out D D D D D D D D Data In 3:1 MUX Data Out Rate 1/2, k=9 coder: G0 = 5618 , G1 = 7538 Rate 1/3 , k=9 coder: G0 = 5578 , G1 = 6638 , G2 = 7118 WCDMA 卷積碼產(chǎn)生器 信道編碼與復(fù)用技術(shù) K約束長度，移位寄存器的個(gè)數(shù)加 1 R表示數(shù)據(jù)經(jīng)過卷積編碼后，數(shù)據(jù)輸入輸出的關(guān)系 ?Turbo編碼結(jié)構(gòu)基于兩個(gè)或多個(gè)弱差錯(cuò)控制碼組合，信息比特在兩個(gè)編碼交織器之間交織，產(chǎn)生兩個(gè)相同的信息流，然后這些信息流復(fù)用并有可能打孔。 ?解碼時(shí)需要進(jìn)行循環(huán)疊代計(jì)算。 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)據(jù) 1 4 7 2 5 8 3 6 9 射頻傳輸信道 經(jīng)過空中傳輸后的交織數(shù)據(jù) 1 4 7 2 5 8 3 6 9 集中差錯(cuò) De Interleaving Matrix 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解交織后的數(shù)據(jù) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 接收機(jī) 差錯(cuò)分配 交織編碼技術(shù) 信道編碼與復(fù)用技術(shù) ?重排序，把連續(xù)的比特打亂成不連續(xù)的比特 信 道 復(fù) 用 技 術(shù) 信道編碼與復(fù)用技術(shù) 40 or 80ms data data data TrCHi data CRC data CRC data CRC data CRC data CRC data CRC d a t a CBL CBL CBL 0、 16 or 24bits 塊長 Z＝ 512－ Ktail ， 卷積碼 5120－ Ktail ， Turbo碼 CedBL CedBL CedBL Coded data 卷積碼 或 Turbo碼 Rate matched data Rate matched data DTX or or Data before 1st interleaving Data after 1st interleaved 交織器列數(shù)： 4 或 8 無線幀 無線幀 無線幀 無線幀數(shù)目： 4 或 8 TrCH1 TrCH2 TrCHI CCTrCH TrCH1 TrCH2 TrCHI DTX Ph1 Ph2 PhP 10ms時(shí)間內(nèi) 10ms時(shí)間內(nèi) TPC TFCI pilot 擴(kuò)頻、加擾 擴(kuò)頻、加擾 擴(kuò)頻、加擾 TrCHi+1 data1 data2 TPC TFCI pilot data1 data2 TPC TFCI pilot data1 data2 編碼復(fù)用處理流程 速率匹配 添加 CRC 傳輸塊拼接 /編碼塊分段 信道編碼 無線幀均衡 第一次交織 無線幀分段 速率匹配 傳輸信道復(fù)用 物理信道分段 第二次交織 物理信道映射 速率匹配 添加 CRC 傳輸塊拼接 /編碼塊分段 信道編碼 第一次 DTX插入 第一次交織 無線幀分段 速率匹配 傳輸信道復(fù)用 物理信道分段 第二次交織 物理信道映射 第二次 DTX插入 上行 下行 信道編碼與復(fù)用技術(shù) 信道復(fù)用技術(shù) 信道編碼與復(fù)用技術(shù) ? CRC添加 ? 傳輸塊級(jí)聯(lián)與碼塊分段 ? 前向糾錯(cuò)編碼 ? 速率匹配 ? DTX插入 ? 交織 ? 無線幀分段 ? 傳輸信道 (TrCH)復(fù)用 ? 物理信道分段 ? 物理信道映射 編碼與復(fù)用步驟 技術(shù)的選用是圍繞要克服的問題來進(jìn)行的 WCDMA多址接入方式 糾錯(cuò)編碼技術(shù) 交織技術(shù) 復(fù)用技術(shù) 擴(kuò)頻技術(shù) 分集技術(shù) 高速率、大容量 無線傳播中的干擾 深衰落 多媒體業(yè)務(wù) 抗干擾 提高系統(tǒng)容量 ?CDMA無線技術(shù)原理 ?WCDMA功控與切換技術(shù) ?WCDMA空中接口技術(shù) WCDMA原理及關(guān)鍵技術(shù) WCDMA功控技術(shù) PL1 PL2 L1 L2 PRX,2 PRX,1 PTX,2 PTX,1 PRX,2 PRX,1 ?每個(gè)用戶對(duì)于其他用戶都相當(dāng)于干擾，遠(yuǎn)近效應(yīng)嚴(yán)重影響系統(tǒng)容量，基站接收端某個(gè)用戶過大的功率甚至阻礙其它用戶的通信 ?采用功控技術(shù)減少了用戶間的相互干擾，消除遠(yuǎn)近效應(yīng)，提高了系統(tǒng)整體容量 遠(yuǎn)近效應(yīng)的問題 WCDMA功控技術(shù) 無線傳播的多徑環(huán)境 WCDMA功控技術(shù) ? 接收機(jī)多徑信號(hào)迭加 Direct Signal Reflected Signal Combined Signal 無線傳播的多徑環(huán)境 WCDMA功控技術(shù) 多徑 (快 )衰落 發(fā)射數(shù)據(jù) 4035302520151050dB接收數(shù)據(jù) 無線傳播的多徑環(huán)境 WCDMA功控技術(shù) 發(fā)射功率 發(fā)射功率 接收功率 接收功率 t t t t 沒有功控 有功控 快速功控消除快衰落 WCDMA功控技術(shù) P(初始值 ) 開環(huán)功控 P(SIR目標(biāo)值 ,UL) P(SIR目標(biāo)值 , DL) 內(nèi)環(huán)功控 DLTPC ULTPC SIR目標(biāo)值 ,DL 測(cè)量 BLER,DL 下行外環(huán)功控 RNC SIR目標(biāo)值 ,UL 測(cè)量 BLER,UL 上行外環(huán)功控 BLER = Block Error Rate SIR = Signal to Interference Ratio TPC = Transmit Power Control 各種功率控制技術(shù) WCDMA功控技術(shù) 快速閉環(huán)功控 初始接收功率目標(biāo)值 基站接收功率目標(biāo)值 上行隨機(jī)接入 開環(huán)功率控制 快速閉環(huán)功控 新的接收功率目標(biāo)值 基站接收功率 時(shí)間 800 次 /秒 (IS95, cdma2022) 1500 次 /秒 (WCDMA) RACH 外環(huán)功控目標(biāo)值調(diào)整 功率控制效果 WCDMA功控技術(shù) 上行隨機(jī)接入初始發(fā)射功率計(jì)算 Preamble_Init_Power = CPICH_Tx_Power – CPICH_RSCP + UL_interference + UL_required_CI ?CPICH_Tx_Power：基站導(dǎo)頻發(fā)射功率，手機(jī)通過讀取系統(tǒng)廣播消息（SIB5/6PRACH sys info listPCPICH Tx Power）得到 ?CPICH_RSCP: 手機(jī)實(shí)測(cè)的基站導(dǎo)頻信號(hào)碼功率 ?CPICH_Tx_Power – CPICH_RSCP: 鏈路損耗 ?UL_interference: 上行鏈路干擾功率電平，手機(jī)通過讀取系統(tǒng)廣播消息（ SIB7）得到 ?UL_required_CI: 上行前導(dǎo)正確解調(diào)所需