WCDMA系統(tǒng)基本原理-2013

1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTDHuawei Confidential Security Level: 內(nèi)部公開內(nèi)部公開WCDMAWCDMA系統(tǒng)基本原理系統(tǒng)基本原理無(wú)線案例與培訓(xùn)部無(wú)線案例與培訓(xùn)部 WRANWRAN培訓(xùn)組培訓(xùn)組HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 2學(xué)習(xí)完此課程，您將會(huì)：學(xué)習(xí)完此課程，您將會(huì)：p 掌握WCDMA系統(tǒng)的發(fā)展歷程p 掌握WCDMA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接口p 掌握CDMA技術(shù)的基本原理p 掌握WCDMA系統(tǒng)無(wú)線信道類型及其功能p 掌握WCDMA系統(tǒng)主要的信令流程HUAWEI T

2、ECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 3第第2章章 WCDMA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第第3章章 CDMA基本原理基本原理第第4章章 WCDMA無(wú)線接口無(wú)線接口第第5章章 WCDMA接口協(xié)議與信令流程接口協(xié)議與信令流程HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 4什么是3G?討論篇-請(qǐng)思考HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 5移動(dòng)通信發(fā)展歷程移動(dòng)通信發(fā)展歷程3G為用戶與運(yùn)營(yíng)商提供了完整的綜合業(yè)務(wù)解決方案為用戶與運(yùn)營(yíng)

3、商提供了完整的綜合業(yè)務(wù)解決方案1G (1980s)lAMPSlTACSlNMSlOthers2G (1992-2000)lCDMA IS95lGSMlTDMA IS136lPDC2.5G (2000-2004)lCDMA2000 1xlGPRSlEGPRS3G (2004-至今至今)lUMTS/ WCDMAlCDMA2000- EVDOlTD-SCDMAlWiMAX語(yǔ)音業(yè)務(wù)語(yǔ)音業(yè)務(wù)語(yǔ)音業(yè)務(wù)語(yǔ)音業(yè)務(wù)寬帶業(yè)務(wù)寬帶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 6HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.

4、Huawei Confidential Page 7185019001950200020502100215022002250ITUEuropeUSAMSSPCSADBBCDCE FAFEMSSReserveBroadcast auxiliary2165 MHz1990 MHz1850190019502000205021002150220022501880 MHz1980 MHzUMTSGSM 1800DECTMSS1885 MHz2025 MHz2010 MHzIMT 2000MSSUMTSJapanMSSIMT 2000MSSIMT 2000PHS18951918BC1885AA2170 M

5、HzIMT 20002110 MHz2170 MHzMSSMSSCDMATDDWLLFDDWLL19802025MHzGSM1800CDMAFDDWLL196019201945Chinacellular(1)cellular(2)cellular(2)1805 MHz1865186518701885189018951910193019451965197019753G3G頻譜分配頻譜分配HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 8中國(guó)中國(guó)3 3G G頻譜分配（頻譜分配（20092009年年1 1月）月）l（一）中國(guó)電信：（一）中國(guó)

6、電信： p頻分雙工（FDD）方式：19201935MHz21102125MHzl（二）中國(guó)聯(lián)通：（二）中國(guó)聯(lián)通： p頻分雙工（FDD）方式：19401955MHz21302145MHz l（三）中國(guó)移動(dòng)：（三）中國(guó)移動(dòng)：p時(shí)分雙工（TDD）方式：1880-1900MHz和20102025MHzHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 9WCDMAWCDMA能夠使用的頻段能夠使用的頻段l（一）主要工作頻段：（一）主要工作頻段： p19201980MHz21102170MHzpWCDMA頻點(diǎn)計(jì)算公式：頻點(diǎn)號(hào)頻率5n上行中心頻點(diǎn)號(hào)：9

7、6129888n下行中心頻點(diǎn)號(hào)：1056210838l（二）補(bǔ)充工作頻率：（二）補(bǔ)充工作頻率： p17551785MHz18501880MHz p中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通目前已有的GSM頻段以后可以用于WCDMAHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 10WCDMAWCDMA的擴(kuò)展頻段的擴(kuò)展頻段Operating BandUL FrequenciesDL frequenciesTX-RX frequency separation支持的協(xié)議版本R5R6R7I1920 1980 MHz2110 2170 MHz190 MHzII1850

8、 1910 MHz1930 1990 MHz80 MHz.III1710-1785 MHz1805-1880 MHz95 MHz.IV1710-1755 MHz2110-2155 MHz400 MHzV824 849 MHz869-894 MHz45 MHzVI830-840 MHz875-885 MHz45 MHzVII2500-2570 MHz2620-2690 MHz120 MHzVIII880 915 MHz925 960 MHz45 MHzIX1749.9-1784.9 MHz1844.9-1879.9 MHz95 MHzHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Hu

9、awei Confidential Page 11討論篇-開動(dòng)腦筋“Service is the life of 3G” 你怎么理解 ?3G將會(huì)給我們的生活帶來(lái)那些改變 ?3G的業(yè)務(wù)是如何分類的 ?HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 12豐富的豐富的3G3G業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)時(shí)延時(shí)延 誤碼誤碼不同業(yè)務(wù)不同業(yè)務(wù)QOS要求要求會(huì)話類業(yè)務(wù)會(huì)話類業(yè)務(wù)流類業(yè)務(wù)流類業(yè)務(wù)交互類業(yè)務(wù)交互類業(yè)務(wù)背景類業(yè)務(wù)背景類業(yè)務(wù)HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 13第第1章章 3G概述概述第

10、第3章章 CDMA基本原理基本原理第第4章章 WCDMA無(wú)線接口無(wú)線接口第第5章章 WCDMA接口協(xié)議與信令流程接口協(xié)議與信令流程 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 14WCDMAWCDMA協(xié)議版本的演進(jìn)協(xié)議版本的演進(jìn)R99l保留保留2G/2.5G核心網(wǎng)核心網(wǎng)p核心網(wǎng)分CS電路域和PS分組域l接入網(wǎng)引入接入網(wǎng)引入WCDMA RANl核心網(wǎng)和接入網(wǎng)之間核心網(wǎng)和接入網(wǎng)之間的的Iu接口基于接口基于ATMR4l保留保留WCDMA R99 RANl核心網(wǎng)核心網(wǎng)電路域電路域采用采用NGN架構(gòu)，架構(gòu)，以以IP承載話音業(yè)承載話音業(yè)務(wù)務(wù)R

11、5l核心網(wǎng)增加核心網(wǎng)增加IM（IP多媒體多媒體域），增強(qiáng)域），增強(qiáng)IP QoS能力能力l接入網(wǎng)增加接入網(wǎng)增加HSDPA功能，功能，單載波下載高達(dá)單載波下載高達(dá)14.4Mbps的數(shù)據(jù)接入能力的數(shù)據(jù)接入能力l接入網(wǎng)接入網(wǎng)向向IP RAN方向發(fā)展方向發(fā)展200020012002規(guī)范完成時(shí)間R6/R7/R8l全全I(xiàn)P解決方案解決方案lHSUPA Phase II 單載波上載單載波上載速率高達(dá)速率高達(dá)5.76MbpslHSPA(64QAM, CPC,MIMO)lLTE (OFDMA , MIMO)2004HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential P

12、age 15WCDMA RANWCDMA RAN體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)RNCRNCNodeBNodeBNodeBCSPSCBCUEUTRANCNUuIuIu-CSIu-PSIu-BCIurIubIubIubHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 16WCDMA R5WCDMA R5網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)GSM /GPRS BSSBTSBSCNodeBRNCPCUUTRAN SCPSMSSCEHLR/AUC/HSSSGSNCGBGGGSNGPRSbackboneVMSC ServerGMSC ServerIP/ATM BackboneCS

13、domainPS domainIu-CSIu-PSIP backboneIMS domainP-CSCFS-CSCFMGCFMRFCSS7PSTN/PLMNInternet,IntranetHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 17第第1章章 3G概述概述第第2章章 WCDMA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第第4章章 WCDMA無(wú)線接口無(wú)線接口第第5章章 WCDMA接口協(xié)議與信令流程接口協(xié)議與信令流程HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 183.1 雙工技術(shù)與多址技術(shù)雙

14、工技術(shù)與多址技術(shù)3.2 擴(kuò)頻通信原理擴(kuò)頻通信原理HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 19雙工技術(shù)雙工技術(shù)lTDD方式方式上下行頻率相同可用于任何頻段適合于上下行非對(duì)稱及對(duì)稱業(yè)務(wù)lFDD方式方式上下行頻率配對(duì)需要成對(duì)頻段適合于上下行對(duì)稱業(yè)務(wù)；HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 20頻率頻率時(shí)間時(shí)間功率功率FDMA頻率頻率時(shí)間時(shí)間功率功率TDMA多址技術(shù)多址技術(shù)功率功率時(shí)間時(shí)間CDMA頻率頻率HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Hua

15、wei Confidential Page 21碼分多址（碼分多址（CDMACDMA）的技術(shù)特點(diǎn)）的技術(shù)特點(diǎn)l優(yōu)點(diǎn)p頻率復(fù)用度高，頻譜利用率大大提高pCDMA系統(tǒng)的用戶容量是軟容量，具備一定的話務(wù)自適應(yīng)能力（小區(qū)呼吸）l缺點(diǎn)pCDMA系統(tǒng)是自干擾系統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)用戶互相干擾p技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度大：功率控制技術(shù)、負(fù)載控制技術(shù)等HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 223.1 雙工技術(shù)與多址技術(shù)雙工技術(shù)與多址技術(shù)3.2 擴(kuò)頻通信原理擴(kuò)頻通信原理HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential

16、Page 23 擴(kuò)展頻譜（擴(kuò)展頻譜（SS:Spread Spectrum)SS:Spread Spectrum)通信簡(jiǎn)稱擴(kuò)頻通信。通信簡(jiǎn)稱擴(kuò)頻通信。 擴(kuò)頻通信技術(shù):在發(fā)端采用擴(kuò)頻碼調(diào)制，使信號(hào)所占的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必須的帶寬，在收端采用相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)解調(diào)來(lái)解擴(kuò)以恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)。 直接序列擴(kuò)展頻譜DSSSCDMA采用的是直接序列擴(kuò)頻，即將需要傳送的信號(hào)與速率遠(yuǎn)大于信息速率的偽隨機(jī)序列編碼（擴(kuò)頻碼）直接混合，這樣調(diào)制信號(hào)的頻譜寬度遠(yuǎn)大于原來(lái)信息的頻譜寬度。擴(kuò)頻通信的定義擴(kuò)頻通信的定義HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Pa

17、ge 24l擴(kuò)頻通信就是將信號(hào)的頻譜展寬后進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)。l其理論基礎(chǔ)為Shannon定理：C=B*log2(1+S/N)C：信道容量，單位b/s B：信號(hào)頻帶寬度，單位HzS：信號(hào)平均功率，單位WN：噪聲平均功率，單位W結(jié)論：在信道容量結(jié)論：在信道容量CC不變的情況下，信號(hào)頻帶寬度不變的情況下，信號(hào)頻帶寬度B B與信噪比與信噪比S/NS/N完全可以完全可以互相交換，即可以通過(guò)增大傳輸系統(tǒng)的帶寬以在較低信噪比的條件下獲得互相交換，即可以通過(guò)增大傳輸系統(tǒng)的帶寬以在較低信噪比的條件下獲得比較滿意的傳輸質(zhì)量比較滿意的傳輸質(zhì)量. .擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)HUAWEI TECHNOLOGI

18、ES CO., LTD.Huawei Confidential Page 25高速擴(kuò)頻序列低速信號(hào)TX解調(diào)信號(hào)RX高速擴(kuò)頻序列擴(kuò)頻信號(hào)擴(kuò)頻信號(hào)擴(kuò)頻碼速率：擴(kuò)頻碼速率：3.84Mc/s3.84Mc/s； 擴(kuò)頻碼：擴(kuò)頻碼：OVSFOVSF碼。碼。直接擴(kuò)頻通信直接擴(kuò)頻通信HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 26擴(kuò)頻與解擴(kuò)（擴(kuò)頻與解擴(kuò)（DS-CDMADS-CDMA）擴(kuò)頻解擴(kuò)碼片符號(hào)數(shù)據(jù)擴(kuò)頻碼擴(kuò)頻信號(hào)=數(shù)據(jù)碼字?jǐn)U頻碼數(shù)據(jù)=擴(kuò)頻信號(hào)碼字1-11-11-11-11-1HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei

19、 Confidential Page 27CDMACDMA寬帶擴(kuò)頻技術(shù)有效地利用無(wú)線信道的頻率選擇性衰落寬帶擴(kuò)頻技術(shù)有效地利用無(wú)線信道的頻率選擇性衰落擴(kuò)頻過(guò)程中的頻譜變化擴(kuò)頻過(guò)程中的頻譜變化擴(kuò)頻碼擴(kuò)頻碼擴(kuò)頻碼擴(kuò)頻碼信號(hào)合并信號(hào)合并窄帶信號(hào)窄帶信號(hào)fP(f)寬帶信號(hào)寬帶信號(hào)P(f)f噪聲噪聲P(f)f噪聲噪聲+寬帶信號(hào)寬帶信號(hào)P(f)f信號(hào)與噪聲分離信號(hào)與噪聲分離P(f)fHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 28擴(kuò)頻通信的技術(shù)特點(diǎn)l優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)p抗干擾能力強(qiáng)p保密性強(qiáng)：擴(kuò)頻后的信號(hào)近似白噪聲p低發(fā)射功率p大容量通信l缺點(diǎn)缺點(diǎn)p占

20、用帶寬較大HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 29第第1章章 3G概述概述第第2章章 WCDMA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第第3章章 CDMA基本原理基本原理第第5章章 WCDMA接口協(xié)議與信令流程接口協(xié)議與信令流程HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 304.1 WCDMA無(wú)線接口關(guān)鍵技術(shù)無(wú)線接口關(guān)鍵技術(shù)4.2 WCDMA無(wú)線信道無(wú)線信道HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 31WCDMAWC

21、DMA通信模型通信模型信源信源解碼解碼信源信源編碼編碼Interleavingdeinterleaving信道信道編碼編碼交織交織去交織去交織信道解信道解碼碼加擾加擾解擾解擾擴(kuò)頻擴(kuò)頻解擴(kuò)解擴(kuò)調(diào)制調(diào)制解調(diào)解調(diào)射頻射頻發(fā)射發(fā)射射頻射頻接收接收無(wú)線信道無(wú)線信道HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 32WCDMAWCDMA的信源編碼的信源編碼l系統(tǒng)采用系統(tǒng)采用AMR（Adaptive Multi-Rate）語(yǔ)音編碼）語(yǔ)音編碼p多速率：8種編碼速率，從12.2Kbps到4.75Kbps，與目前各種主流移動(dòng)通信系統(tǒng)（如GSM，IS-95

22、，PDC等）使用的編碼兼容，利于設(shè)計(jì)多模終端；p多種語(yǔ)音速率與目前各種主流移動(dòng)通信系統(tǒng)使用的編碼方式兼容，有利于設(shè)計(jì)多模終端；p根據(jù)用戶離基站遠(yuǎn)近，自動(dòng)調(diào)整語(yǔ)音速率，減少切換，減少掉話；p根據(jù)小區(qū)負(fù)荷，自動(dòng)降低部分用戶語(yǔ)音速率，可以節(jié)省部分功率，從而容納更多用戶；HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 33WCDMAWCDMA通信模型通信模型信源信源解碼解碼信源信源編碼編碼Interleavingdeinterleaving信道信道編碼編碼交織交織去交織去交織信道解信道解碼碼加擾加擾解擾解擾擴(kuò)頻擴(kuò)頻解擴(kuò)解擴(kuò)調(diào)制調(diào)制解調(diào)解調(diào)射頻

23、射頻發(fā)射發(fā)射射頻射頻接收接收無(wú)線信道無(wú)線信道HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 34WCDMAWCDMA的信道編碼的信道編碼l信道編碼的作用：在原數(shù)據(jù)流中加入冗余信息，增加符號(hào)間的相關(guān)性，以便在受到干擾的情況下恢復(fù)信號(hào)。1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 22 33 44 55 66 77 88 99 l編碼類型p語(yǔ)音業(yè)務(wù)：卷積碼（1/2、1/3），約束長(zhǎng)度為9，加8個(gè)尾比特p數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)：Turbo碼（1/3），兩個(gè)8狀態(tài)的并行級(jí)聯(lián)卷積碼構(gòu)成，加6個(gè)尾比特HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Hua

24、wei Confidential Page 35交織交織l交織的作用：打亂符號(hào)間的相關(guān)性，減小信道快衰落和干擾帶來(lái)交織的作用：打亂符號(hào)間的相關(guān)性，減小信道快衰落和干擾帶來(lái)的影響的影響1 2 3 4 5 6 7 8 . . 452 453 454 816.456210.450614.45419.449412.452715.455311.451513.453.B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7A4,B0 A5,B1 A6,B2 A7,B3 B4,C0 B5,C1 B6,C2 B7,C3一次交織：一次交織：二次交織：二次交織：HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Hu

25、awei Confidential Page 36WCDMAWCDMA通信模型通信模型信源信源解碼解碼信源信源編碼編碼Interleavingdeinterleaving信道信道編碼編碼交織交織去交織去交織信道解信道解碼碼加擾加擾解擾解擾擴(kuò)頻擴(kuò)頻解擴(kuò)解擴(kuò)調(diào)制調(diào)制解調(diào)解調(diào)射頻射頻發(fā)射發(fā)射射頻射頻接收接收無(wú)線信道無(wú)線信道HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 37擴(kuò)頻擴(kuò)頻解擴(kuò)解擴(kuò)擴(kuò)頻解擴(kuò)過(guò)程擴(kuò)頻解擴(kuò)過(guò)程HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 38碼序列的正交碼序列

26、的正交累加為累加為0 0表示正交表示正交碼序列的正交性碼序列的正交性HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 39WCDMAWCDMA的擴(kuò)頻碼：的擴(kuò)頻碼：OVSFOVSFlOVSFOVSF：正交可變擴(kuò)頻因子，由：正交可變擴(kuò)頻因子，由WalshWalsh矩陣生成矩陣生成SF = 1SF = 2SF = 4Cch,1,0 = (1)Cch,2,0 = (1,1)Cch,2,1 = (1,-1)Cch,4,0 =(1,1,1,1)Cch,4,1 = (1,1,-1,-1) Cch,4,2 = (1,-1,1,-1)Cch,4,3 =

27、(1,-1,-1,1)HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 40SF=8SF=32SF=16信道化碼的特點(diǎn)信道化碼的特點(diǎn)l1.分配碼的前提：分配碼的前提：p要保證其到樹根路徑上和其子樹上沒(méi)有其它碼被分配；l2.分配碼的結(jié)果：分配碼的結(jié)果：p會(huì)阻塞掉其子樹上的所有低速擴(kuò)頻碼和其到根路徑上的高速擴(kuò)頻碼；HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 41SF=4SF=8SF=16SF=32SF=4SF=8SF=16SF=3201231098765415141312112

28、6313029282716212019181724232225綠色代表由于低速擴(kuò)頻因子的碼字被分配而屏蔽掉的高速擴(kuò)頻因子碼字寶石籃代表優(yōu)化分配的碼字（根據(jù)申請(qǐng)的擴(kuò)頻因子）紅色代表已分配的碼字深藍(lán)代表高速擴(kuò)頻因子的碼字被分配而屏蔽掉的低速擴(kuò)頻因子碼字三個(gè)結(jié)果中任取一個(gè)碼分配示例碼分配示例HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 42OVSFOVSF碼的用途碼的用途l在下行信道，OVSF用于區(qū)分用戶l在上行信道，OVSF用于區(qū)分同一個(gè)用戶的不同業(yè)務(wù)典型業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)速率下行SF上行SFAMR12.2+3.412864Modem28.8k2

29、8.8+3.4643212.2kAMR & 64k packet data12.2+64+3.4321612.2kAMR & 144k packet data12.2+144+3.416812.2kAMR & 384k packet data12.2+384+3.484HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 43WCDMAWCDMA通信模型通信模型信源信源解碼解碼信源信源編碼編碼Interleavingdeinterleaving信道信道編碼編碼交織交織去交織去交織信道解信道解碼碼加擾加擾解擾解擾擴(kuò)頻擴(kuò)頻解擴(kuò)解擴(kuò)調(diào)制調(diào)制解調(diào)解

30、調(diào)射頻射頻發(fā)射發(fā)射射頻射頻接收接收無(wú)線信道無(wú)線信道HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 44OVSFOVSF碼碼擾碼數(shù)據(jù)比特?cái)U(kuò)頻后碼片q 擾碼使用戶信息偽隨機(jī)化，加強(qiáng)保密性q WCDMA擾碼是兩個(gè)m序列（最大長(zhǎng)度線性移位寄存器序列）的疊加，成為Gold碼序列。q 擾碼分為上行擾碼和下行擾碼，作用不一樣擾碼介紹擾碼介紹HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 45 WCDMAWCDMA的擾碼：的擾碼：GOLDGOLD序列序列l(wèi)在上行信道，擾碼用于區(qū)分用戶在上行信

31、道，擾碼用于區(qū)分用戶p上行有224個(gè)上行長(zhǎng)擾碼和224個(gè)上行短擾碼l在下行信道，擾碼用于區(qū)分小區(qū)（扇區(qū)載頻）在下行信道，擾碼用于區(qū)分小區(qū)（扇區(qū)載頻）p下行有2 181262143個(gè)擾碼，但目前只使用08191號(hào)擾碼中的主擾主擾碼碼。p0，1，8191，分為512個(gè)集合，每個(gè)集合包括一個(gè)主擾碼和15個(gè)次級(jí)擾碼。 p512個(gè)主擾碼又可以分為64個(gè)擾碼組，每組由8個(gè)主擾碼組成l擾碼每擾碼每10ms重復(fù)一次，長(zhǎng)度是重復(fù)一次，長(zhǎng)度是38400chipsHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 46下下行行擾擾碼碼集集0集集1集集511主擾

32、碼主擾碼0從擾碼從擾碼1從擾碼從擾碼15主擾碼主擾碼51116從擾碼從擾碼511161從擾碼從擾碼51116158192個(gè)擾碼個(gè)擾碼512集集每集分為每集分為1個(gè)主擾碼，個(gè)主擾碼，15個(gè)從擾碼個(gè)從擾碼目前系統(tǒng)主要采用主擾碼目前系統(tǒng)主要采用主擾碼主擾碼和從擾碼主擾碼和從擾碼HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 47WCDMAWCDMA通信模型通信模型信源信源解碼解碼信源信源編碼編碼Interleavingdeinterleaving信道信道編碼編碼交織交織去交織去交織信道解信道解碼碼加擾加擾解擾解擾擴(kuò)頻擴(kuò)頻解擴(kuò)解擴(kuò)調(diào)制調(diào)制解調(diào)

33、解調(diào)射頻射頻發(fā)射發(fā)射射頻射頻接收接收無(wú)線信道無(wú)線信道HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 48WCDMAWCDMA的調(diào)制的調(diào)制l調(diào)制的作用調(diào)制的作用p把需要傳遞的信息送上射頻信道p采用不同的調(diào)制方式可以極大地影響空中接口提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的能力采用不同的調(diào)制方式可以極大地影響空中接口提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的能力nR99/R4：采用QPSK，下行最大數(shù)據(jù)速率2.7MbpsnHSDPA：采用16QAM，下行最大數(shù)據(jù)速率14.4MbpsHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 49

34、WCDMAWCDMA調(diào)制方式調(diào)制方式l調(diào)制方式調(diào)制方式QPSK（HSDPA階段引入階段引入16QAM調(diào)制）調(diào)制）HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 50WCDMAWCDMA通信模型通信模型信源信源解碼解碼信源信源編碼編碼Interleavingdeinterleaving信道信道編碼編碼交織交織去交織去交織信道解信道解碼碼加擾加擾解擾解擾擴(kuò)頻擴(kuò)頻解擴(kuò)解擴(kuò)調(diào)制調(diào)制解調(diào)解調(diào)射頻射頻發(fā)射發(fā)射射頻射頻接收接收無(wú)線信道無(wú)線信道HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page

35、51實(shí)部與虛部分離脈沖成型脈沖成型串并轉(zhuǎn)換串并轉(zhuǎn)換下行物理 信道1Cch,SF,mjI+jQSdl,nG1Cch,SF,mjI+jQSdl,nG2下行物理 信道2GpGpP-SCHS-SCHcos(wt)-sin(wt)Re(T)Im(T)物理信道擴(kuò)頻調(diào)制過(guò)程物理信道擴(kuò)頻調(diào)制過(guò)程- -下行下行HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 52實(shí)部與虛部分離脈沖成型脈沖成型cos(wt)-sin(wt)Sdpch,nRe(S)Im(S)Cd,1dIccQjI+jQDPDCH1Cd,3dDPDCH3Cd,5dDPDCH5Cd,2dDPD

36、CH2Cd,4dDPDCH4Cd,6dDPDCH6ccCccDPCCHQ物理信道擴(kuò)頻調(diào)制過(guò)程物理信道擴(kuò)頻調(diào)制過(guò)程- -上行上行HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 53無(wú)線通信的大敵：衰落無(wú)線通信的大敵：衰落Distance(m)接收功率接收功率(dBm)102030-20-40-60慢衰落慢衰落快衰落快衰落HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 54快衰落的類型快衰落的類型l空間選擇性衰落空間選擇性衰落p在不同地點(diǎn)（空間）衰落特性不一樣p一般是由于物體反射

37、形成l時(shí)間選擇性衰落時(shí)間選擇性衰落p在不同時(shí)間衰落特性不一樣p主要是快速移動(dòng)用戶引起的多普勒頻移造成l頻率選擇性衰落頻率選擇性衰落p在不同頻率衰落特性不一樣p主要由寬帶信號(hào)的時(shí)間色散引起HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 55分集技術(shù)克服快衰落的主要手段分集技術(shù)克服快衰落的主要手段l空間選擇性衰落空間選擇性衰落p空間分集：分集天線水平距離大于10倍波長(zhǎng)p極化分集：兩接收天線極化方向正交p發(fā)射分集：克服大尺度衰落，可以提高下行覆蓋，使WCDMA基站覆蓋與GSM 900相當(dāng)，從而支持WCDMA與GSM共站址建設(shè)！l時(shí)間選擇性衰

38、落時(shí)間選擇性衰落p時(shí)間分集信道交織、 RAKE接收機(jī)l頻率選擇性衰落頻率選擇性衰落p頻率分集跳頻、擴(kuò)頻HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 56RAKERAKE接收機(jī)接收機(jī)前端接收機(jī)前端接收機(jī)第一接收徑第一接收徑第二接收徑第二接收徑第三接收徑第三接收徑 延時(shí)估計(jì)器延時(shí)估計(jì)器計(jì)算延時(shí)及相位偏轉(zhuǎn)計(jì)算延時(shí)及相位偏轉(zhuǎn) 信號(hào)合成器信號(hào)合成器合并信號(hào)合并信號(hào)tts(t)s(t)RAKE 接收技術(shù)有效地克服多徑干擾，提高接收性能HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 57

39、RAKERAKE接收接收接收發(fā)射coding直射信號(hào)反射信號(hào)如果時(shí)間差 1 碼片長(zhǎng)度codingdecodingHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 58WCDMAWCDMA的快速功率控制的快速功率控制l功率控制速度達(dá)到1500次/秒，功控速度大于衰落速度，可以有效地克服陰影衰落和快衰落l降低網(wǎng)絡(luò)干擾，提高系統(tǒng)質(zhì)量和容量l省電，延長(zhǎng)手機(jī)的通話時(shí)間HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 59三種功率控制三種功率控制開環(huán)開環(huán)從信道中測(cè)量干擾條件，并調(diào)整發(fā)射功率；

40、閉環(huán)內(nèi)環(huán)閉環(huán)內(nèi)環(huán)測(cè)量信噪比和目標(biāo)信噪比（SIR Tar）相比較，并發(fā)送指令調(diào)整發(fā)射功率（WCDMA閉環(huán)功率控制頻率為1500Hz）；若測(cè)定SIR目標(biāo)SIR， 降低移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率；若測(cè)定SIR目標(biāo)SIR， 增加移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率；閉環(huán)外環(huán)閉環(huán)外環(huán)測(cè)量誤塊率（BLER），調(diào)整目標(biāo)信噪比HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 60UENode B開環(huán)功率控制的目的：提供初始發(fā)射功率的粗略估開環(huán)功率控制的目的：提供初始發(fā)射功率的粗略估計(jì)計(jì) 開環(huán)功率控制開環(huán)功率控制HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Co

41、nfidential Page 61UERNC外環(huán)內(nèi)環(huán)1500Hz測(cè)量接收信號(hào)SIR并比較10-100Hz設(shè)置SIRtar測(cè)量接收數(shù)據(jù)BLER并比較TPC設(shè)置BLERtarNode B閉環(huán)功率控制閉環(huán)功率控制HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 62UE moveTarget BSSource BStimeData UE received/ sent“GAP” of communicationWCDMAWCDMA的切換硬切換的切換硬切換l硬切換的特點(diǎn)p先中斷源小區(qū)的鏈路，后建立目標(biāo)小區(qū)的鏈路p通話會(huì)產(chǎn)生“縫隙”p非CDMA系

42、統(tǒng)都只能進(jìn)行硬切換HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 63WCDMAWCDMA切換軟切換切換軟切換l軟切換特點(diǎn)pCDMA系統(tǒng)所特有，只能發(fā)生在同頻小區(qū)間p先建立目標(biāo)小區(qū)鏈路，后中斷源小區(qū)鏈路，可以避免通話“縫隙”p軟切換會(huì)比硬切換占用更多的系統(tǒng)資源l當(dāng)進(jìn)行軟切換的兩個(gè)小區(qū)屬于同一個(gè)NodeB時(shí)，此時(shí)為“更軟切換”;UE moveTarget BSSource BStimeData UE received/ sentN o “GAP” of communication HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD

43、.Huawei Confidential Page 644.1 WCDMA無(wú)線接口關(guān)鍵技術(shù)無(wú)線接口關(guān)鍵技術(shù)4.2 WCDMA無(wú)線信道無(wú)線信道HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 65信道分類l從不同協(xié)議層次上講，WCDMA承載用戶各種業(yè)務(wù)的信道被分為三類:p邏輯信道：直接承載用戶業(yè)務(wù)n根據(jù)承載的是控制平面業(yè)務(wù)還是用戶平面業(yè)務(wù)，分為控制信道控制信道和業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)信道信道p傳輸信道：物理層對(duì)MAC層提供的服務(wù)n根據(jù)傳輸?shù)氖轻槍?duì)一個(gè)用戶的專用信息還是針對(duì)所有用戶的公共信息，分為專用信道專用信道和公共信道公共信道p物理信道：各種信息在無(wú)

44、線接口傳輸時(shí)的最終體現(xiàn)形式 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 66信道概念信道概念PHY layerMAC layerRLC layer傳輸信道物理信道邏輯信道L1L2HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 67業(yè)務(wù)邏輯信道（業(yè)務(wù)邏輯信道（TCH）控制邏輯信道（控制邏輯信道（CCH） 專用業(yè)務(wù)信道 （DTCH） 公共業(yè)務(wù)信道 （CTCH） 廣播控制信道 （BCCH） 尋呼控制信道 （PCCH） 專用控制信道 （DCCH） 公共控制信道 （CCCH） 邏輯

45、信道分類HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 68廣播信道 BCH前向接入信道FACH尋呼信道 PCH反向（隨機(jī)）接入信道 RACH專用信道 DCH公共傳輸信道公共傳輸信道專用傳輸信道專用傳輸信道 傳輸信道分類HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 69物理信道分類l物理信道分為上行物理信道和下行物理信道l物理信道可以由某一載波頻率、碼（信道碼和擾碼）、相位確定l多數(shù)信道由無(wú)線幀和時(shí)隙組成，每一無(wú)線幀10ms，包括15個(gè)時(shí)隙 Data Slot #0 Slo

46、t #1 Slot #14 Tslot = 2560 chips T = 10 ms, 38400chips Data Slot #iHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 70上行公共物理信道物理隨機(jī)接入信道 (PRACH)上行專用物理信道專用物理數(shù)據(jù)信道 (uplink DPDCH)專用物理控制信道 (uplink DPCCH)上行物理信道上行物理信道 上行物理信道HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 71下行公共物理信道公共控制物理信道 (CCPCH)

47、同步信道 (SCH)尋呼指示信道 (PICH)捕獲指示信道 (AICH)公共導(dǎo)頻信道 (CPICH)下行專用物理信道 (downlink DPCH)下行物理信道下行物理信道 下行物理信道HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 72傳輸信道和物理信道的映射關(guān)系傳輸信道和物理信道的映射關(guān)系系統(tǒng)信道分類HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 73公共物理信道的功能公共物理信道的功能lSCH（同步信道）：用于小區(qū)搜索p分成主同步信道P-SCH和從同步信道S-SCHlC

48、PICH（公共導(dǎo)頻信道）：用于擾碼識(shí)別p分成主公共導(dǎo)頻信道P-CPICH和從公共導(dǎo)頻信道S-CPICHnP-CPICH：信道碼固定為Cch,256,0，擾碼為主擾碼nP-CPICH是其它下行物理信道的功率基準(zhǔn)n從公共導(dǎo)頻信道S-CPICH：主要用于智能天線lP-CCPCH（主公共控制物理信道）：用于承載系統(tǒng)消息p信道碼固定為Cch,256,1l以上信道每個(gè)小區(qū)必須配置且僅能配置一條 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 74公共物理信道的功能公共物理信道的功能lS-CCPCH（從公共控制物理信道）：用于承載下行信令lPICH

49、（尋呼指示信道）：用于承載尋呼指示，與S-CCPCH成對(duì)配置lPRACH（物理隨機(jī)接入信道）：用于承載上行信令p接入時(shí)隙的間隔為5120chips，代表WCDMA基站最大覆蓋半徑為200公里lAICH（捕獲指示信道）：用于承載對(duì)PRACH前綴的捕獲指示，與PRACH成對(duì)配置l以上信道每個(gè)小區(qū)必須至少配置一條 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 75專用物理信道的功能專用物理信道的功能lDPDCH（專用物理數(shù)據(jù)信道）：用于承載用戶的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，單碼道最大數(shù)據(jù)速率為384KbpslDPCCH（專用物理控制信道）：用于承載控制信息，為DPDCH提供解調(diào)、功控等控制數(shù)據(jù)l上行DPDCH和DPCCH在不同碼道上傳送；l