移動(dòng)通信(第四版)第三代移動(dòng)通信

移動(dòng)通信第10章第三代移動(dòng)通信1移動(dòng)通信基本定義移動(dòng)通信就是通信雙方至少有一方在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中進(jìn)行信息交換，它包括移動(dòng)用戶之間的通信、固定用戶與移動(dòng)用戶的通信，概括來(lái)說(shuō)就是

“動(dòng)中通”。

2移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展史歷史回顧：1978年，美國(guó)的貝爾實(shí)驗(yàn)室成功開(kāi)發(fā)了AMPS（AdvanceMobilePhoneService）系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的可以隨時(shí)隨地通信的大容量的蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。1987年，中國(guó)首個(gè)TACS制式模擬移動(dòng)電話系統(tǒng)建成商用，之后AMPS也曾被引入中國(guó)。主要標(biāo)準(zhǔn)：美國(guó)的AMPS、歐洲的TACS、英國(guó)的ETACS、歐洲的NMT-450和NMT-900、日本的NTT和JTACS/NTACS主要特點(diǎn)：用戶的接入方式采用頻分多址（FDMA），當(dāng)一個(gè)呼叫建立后，該用戶在其呼叫結(jié)束以前一直占用一個(gè)頻段調(diào)制方式：FM業(yè)務(wù)的種類單一，主要是話音業(yè)務(wù)系統(tǒng)的保密性較差頻譜效率較低，有限頻譜資源和無(wú)限用戶容量之間的矛盾十分突出第一代模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)3移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展史第二代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)-GSM歷史回顧：1992年，第一個(gè)數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)——?dú)W洲的GSM（GlobalSystemforMobileCommunication）網(wǎng)絡(luò)在歐洲開(kāi)始鋪設(shè)，由于其優(yōu)越的性能，在全球范圍內(nèi)以驚人的速度得以擴(kuò)張，目前已是全球最大的蜂窩通信系統(tǒng)。1993年，中國(guó)的第一個(gè)全數(shù)字移動(dòng)電話GSM系統(tǒng)建成開(kāi)通，之后中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通都采用了GSM。主要特點(diǎn)：微蜂窩小區(qū)結(jié)構(gòu)數(shù)字化技術(shù)---語(yǔ)音信號(hào)數(shù)字化新的調(diào)制方式---GMSK、QPSK等FDMA/TDMA頻譜利用率高，系統(tǒng)容量大便于實(shí)現(xiàn)通信安全保密4移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展史第二代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)-CDMA歷史回顧：1995年，美國(guó)的高通公司（Qualcomm）提出了一種采用碼分多址（CDMA)方式的數(shù)字蜂窩系統(tǒng)技術(shù)解決方案（IS-95CDMA)，目前已分別在中國(guó)香港、韓國(guó)、北美等國(guó)家和地區(qū)投入使用，用戶反映良好。CDMA系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：用戶的接入方式采用碼分多址（CDMA）軟容量、軟切換，系統(tǒng)容量大抗多徑衰落可運(yùn)用話音激活、分集接收等先進(jìn)技術(shù)5移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)史第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)第三代移動(dòng)和個(gè)人通信系統(tǒng)需要有更大的系統(tǒng)容量和更靈活的高速率、多速率數(shù)據(jù)的傳輸，除了語(yǔ)音和數(shù)據(jù)傳輸外，還能傳送高達(dá)2Mbit／s的高質(zhì)量的活動(dòng)圖像。最具代表性的IMT-2000技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其中所涉及的CDMA技術(shù)司以分為三類：WCDMA技術(shù)，cdma2000技術(shù)，TD-SCDMA技術(shù)。6移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展史第三代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)3G的主要特點(diǎn)：支持移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)寬帶CDMA技術(shù)

高頻譜效率

FDMA/TDMA/CDMA

從電路交換到分組交換

從媒體(media)到多媒體(Multi-media)

高保密性全球范圍無(wú)縫漫游系統(tǒng)微蜂窩結(jié)構(gòu)3G主流技術(shù)：

WCDMAcdma2000TD-SCDMA

7蜂窩移動(dòng)通信的發(fā)展1G2G3G模擬系統(tǒng)GSMWCDMAIS-95cdma2000TD-SCDMAGPRS8第10章第三代移動(dòng)通信內(nèi)容第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、演進(jìn)、關(guān)鍵技術(shù)

WCDMA無(wú)線接口分層結(jié)構(gòu)、信道結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)

cdma2000的信道結(jié)構(gòu)、無(wú)線配置及cdma20001X的用戶起呼過(guò)程

TD-SCDMA采用的多址方式、時(shí)隙幀結(jié)構(gòu)、脈沖結(jié)構(gòu)及通信連接中的處理程序9第10章第三代移動(dòng)通信重點(diǎn)第三代移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)GSM到WCDMA的演進(jìn)，IS-95CDMA到cdma2000的演進(jìn)難點(diǎn)WCDMA的接口分層、信道結(jié)構(gòu)cdma2000的信道結(jié)構(gòu)、無(wú)線配置目的和要求掌握3G的標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)基本概念了解三種標(biāo)準(zhǔn)的基本技術(shù)、特點(diǎn)及演進(jìn)

10IMT-2000無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)

CDMA

TDMA

IMT-DSWCDMAIMT-MCcdma2000

IMT-TCTD-CDMATD-SCDMAIMT-SCUWC-136IMT-FTDECT11第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)化格局ITU-TWP3/11、SG2、SG13、SG16

IMT-2000ITU亞太3GPP3GPP2ETSISMGARIBTTCTTA歐洲北美ITU-RWP8FCWTST1P1TIA12第三代移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)化概況主要標(biāo)準(zhǔn)及提案

序號(hào)提交技術(shù)雙工方式應(yīng)用環(huán)境提交者1J：W-CDMAFDD、TDD所有環(huán)境日本：ARIB2ETSI-UTRA-UMTSFDD、TDD所有環(huán)境歐洲：ETSI3WIMSW-CDMAFDD所有環(huán)境美國(guó)：TIA4WCDMA/NAFDD所有環(huán)境美國(guó)：T1P15GlobalCDMAⅡFDD所有環(huán)境韓國(guó)：TTA6TD-SCDMATDD所有環(huán)境中國(guó)：CATT7cdma2000FDD、TDD所有環(huán)境美國(guó)：TIA8GlobalCDMAⅠFDD所有環(huán)境韓國(guó)：TTA9UWC-136FDD所有環(huán)境美國(guó)：TIA10EP-DECTTDD室內(nèi)、室外到室內(nèi)歐：ETSIDECT計(jì)劃13IMT一2000主流提案WCDMA提案

寬帶直接序列擴(kuò)頻CDMA方案，由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETsI)提交，該系統(tǒng)可由GSM系統(tǒng)平滑演進(jìn)。目前WCDMA提案由3GPP組織進(jìn)行全面規(guī)范。14IMT一2000主流提案cdma2000提案多載波cdma方案。由美國(guó)通信工業(yè)協(xié)會(huì)(TIA)提交，該系統(tǒng)可由窄帶cdma(Is一95)兼容過(guò)渡。其間分為兩個(gè)階段，即cdma20001XRTT和cdma20003xRTT。目前CDMA2000提案由3GPP2組織進(jìn)行全面規(guī)范15IMT一2000主流提案TD—SCDMA提案

時(shí)分同步CDMA方案，由大唐公司代表中國(guó)、以信息產(chǎn)業(yè)部電信科學(xué)技術(shù)研究院(cATT)的名義提交，可以在GsM系統(tǒng)上演進(jìn)，在非對(duì)稱頻段上具有顯著優(yōu)勢(shì)。該提案已被3GPP的R4版本接納，標(biāo)志著TD—SCDMA技術(shù)已經(jīng)真正得到世界各大通信運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備制造商的認(rèn)可，成為全球第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要選擇方案之一。16185019001950200020502100215022002250ITUEuropeUSAMSSPCSADBBCDCEFAFEMSSReserveBroadcastauxiliary2165MHz1990MHz1850190019502000205021002150220022501880MHz1980MHzUMTSGSM1800DECTMSS1885MHz2025MHz2010MHzIMT2000MSSUMTSJapanMSSIMT2000MSSIMT2000PHS18951918BC1885AA’2170MHzIMT20002110MHz2170MHzMSSMSSCDMATDDWLLFDDWLL19802025MHzGSM1800CDMAFDDWLL196019201945Chinacellular(1)cellular(2)cellular(2)1805MHz1865186518701885189018951910193019451965197019753G頻譜分配17第三代伙伴項(xiàng)目－3GPP和3GPP23GPP由歐洲的ETSI、日本ARIB、TTC、韓國(guó)TTA、美國(guó)的T1和中國(guó)CWTS六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織組成。宗旨是制定以GSM為核心網(wǎng)，WCDMA和CDMATDD(TD-SCDMA和UTRATDD)融合技術(shù)為無(wú)線接口的標(biāo)準(zhǔn)。183GPP的演進(jìn)過(guò)程

WCDMAFDD引入Iu接口GSM/GPRS核心網(wǎng)R99核心網(wǎng)CS域控制與承載分離R4核心網(wǎng)分組域引入IP多媒體域（IMS）引入HSDPAR5無(wú)線接口及業(yè)務(wù)增強(qiáng)R619第三代伙伴項(xiàng)目3GPP2由美國(guó)的ANSI（TIA）、日本ARIB、TTC、韓國(guó)TTA和中國(guó)CWTS五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織組成。宗旨是制定以ANSI/IS-41為核心網(wǎng)，cdma2000為無(wú)線接口的標(biāo)準(zhǔn)。（IS-41標(biāo)準(zhǔn)：用在AMPS系統(tǒng)、IS-136系統(tǒng)和IS-95系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)漫游）202122用戶速率與移動(dòng)性的關(guān)系10KbpsWideArea/HighMobilityShortDistance/LowMobilityUserBitRate144Kbps384Kbps2MbpsEvolved2ndGenerationSystems(GSM-HSCSD,GPRS,IS-95B)2ndGenerationSystems(GSM,IS-95,IS-136,PDC)GSM-EDGEIMT-2000233G統(tǒng)一規(guī)范的必要性全球統(tǒng)一頻譜，減少頻譜沖突跨體制、跨區(qū)域的全球漫游大規(guī)模生產(chǎn)，降低運(yùn)營(yíng)和終端成本減少投資和開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，解決知識(shí)產(chǎn)權(quán)沖突，避免多種系統(tǒng)的選擇問(wèn)題用戶、運(yùn)營(yíng)者和生產(chǎn)商三者均可獲益各國(guó)在ITU進(jìn)行了真誠(chéng)合作，達(dá)成一致：采用IMT-2000家族的概念2410.1第三代移動(dòng)通信概述寬帶CDMA為主流WCDMA基于GSMcdma2000基于IS-95CDMATD-SCDMA253G的三大主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)比較2610.1第三代移動(dòng)通信概述概述對(duì)IMT-2000系統(tǒng)的總體要求在服務(wù)質(zhì)量方面對(duì)話音質(zhì)量的改進(jìn)；無(wú)縫覆蓋；降低費(fèi)用；改進(jìn)服務(wù)質(zhì)量；增加效率和能力在新業(yè)務(wù)和能力方面靈活接入能力、業(yè)務(wù)能力，實(shí)現(xiàn)在1G和2G中不能實(shí)現(xiàn)的新話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；低費(fèi)用提供寬帶業(yè)務(wù)；按需自適應(yīng)分配帶寬在發(fā)展和演進(jìn)能力方面與2G共存、互通，實(shí)現(xiàn)2G到3G的平滑過(guò)渡在靈活性方面提供高級(jí)別的互通，包括多功能、多環(huán)境能力、多模式操作和多頻帶接入2710.1第三代移動(dòng)通信概述IMT-2000系統(tǒng)的特點(diǎn)具有全球性漫游的特點(diǎn)系統(tǒng)終端類型多種多樣提供高質(zhì)量的話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，寬范圍的數(shù)據(jù)速率，不對(duì)稱數(shù)據(jù)傳輸能力，更高級(jí)的鑒權(quán)和加密算法，提供更強(qiáng)的保密性能與第二代系統(tǒng)的共存和互通包括衛(wèi)星和地面兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)，適用于多環(huán)境，更高的頻譜利用率，降低同速率業(yè)務(wù)的價(jià)格可同時(shí)提供話音、分組數(shù)據(jù)和圖像，并支持多媒體業(yè)務(wù)2810.1第三代移動(dòng)通信概述IMT-2000系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)組成四個(gè)功能子系統(tǒng)：核心網(wǎng)CN、無(wú)線接入網(wǎng)RAN、移動(dòng)終端MT和用戶識(shí)別模塊UIM2910.1第三代移動(dòng)通信概述系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)接口

網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)接口NNI無(wú)線接入網(wǎng)與核心網(wǎng)之間的接口RAN-CN無(wú)線接口UNI用戶識(shí)別模塊和移動(dòng)臺(tái)之間的接口UIM-MT3010.1第三代移動(dòng)通信概述結(jié)構(gòu)分層

物理層由一系列下行物理信道和上行物理信道組成鏈路層由MAC子層和鏈路接入控制LAC子層組成MAC子層根據(jù)LAC子層的要求對(duì)物理層資源管理與控制，并提供LAC子層所需的QoS級(jí)別LAC子層采用與物理層相對(duì)獨(dú)立的鏈路管理與控制，并通過(guò)ARQ等方式提供MAC子層所不能提供的更高級(jí)別的QoS控制，以滿足高層業(yè)務(wù)實(shí)體的傳輸可靠性3110.1第三代移動(dòng)通信概述高層集OSI模型中的網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層為一體主要負(fù)責(zé)各種業(yè)務(wù)的呼叫信令處理，話音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的控制與處理等

32WCDMA與cdma2000的區(qū)別參數(shù)WCDMAcdma2000最小帶寬(MHz)51.25/5采用技術(shù)類型直接序列擴(kuò)頻(DS)多載波(MC)碼片速率(Mchip/s)3.841.2288/3.6864基站間同步異步/同步同步下行信道導(dǎo)頻專用信道采用導(dǎo)頻符號(hào)與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流時(shí)分復(fù)用(TM)，并采用公共連續(xù)導(dǎo)頻采用獨(dú)立的連續(xù)導(dǎo)頻業(yè)務(wù)碼道共用(CM)幀長(zhǎng)(ms)1020話音編碼固定速率可變速率功率控制速度(Hz)160080033WCDMA與cdma2000的區(qū)別三個(gè)區(qū)別碼片速率cdma2000：1.2288Mc/s或3.6864Mc/sWCDMA：3.84Mc/s基站同步方式cdma2000：用GPS使基站間嚴(yán)格同步

WCDMA：同步/異步相結(jié)合的方式導(dǎo)頻信道方式cdma2000:公共導(dǎo)頻方式WCDMA：專用時(shí)分導(dǎo)頻上引入公共連續(xù)導(dǎo)頻343G網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)GSM網(wǎng)絡(luò)向WCDMA的演進(jìn)353G網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)IS-95CDMA網(wǎng)絡(luò)向cdma2000的演進(jìn)3610.1第三代移動(dòng)通信概述實(shí)現(xiàn)3G的關(guān)鍵技術(shù)初始同步初始同步：PN碼同步、符號(hào)同步、幀同步和擾碼同步cdma2000：通過(guò)對(duì)導(dǎo)頻信道的捕獲建立PN碼同步和符號(hào)同步，通過(guò)同步信道的接收建立幀同步和擾碼同步

WCDMA：“三步捕獲法”，通過(guò)對(duì)基本同步信道的捕獲建立PN碼同步和符號(hào)同步，通過(guò)對(duì)輔助同步信道的不同擴(kuò)頻碼的非相干接收，確定擾碼組號(hào)等，通過(guò)對(duì)擾碼窮舉搜索，建立擾碼同步

3710.1第三代移動(dòng)通信概述Rake多徑分集接收技術(shù)相干Rake接收：發(fā)送未調(diào)導(dǎo)頻信號(hào)，收端在確知已發(fā)數(shù)據(jù)條件下估計(jì)出多徑信號(hào)的相位，并實(shí)現(xiàn)相干方式的最大信噪比合并WCDMA系統(tǒng)采用用戶專用的導(dǎo)頻信號(hào)；在cdma2000下行鏈路采用公用導(dǎo)頻信號(hào)，上行信道采用用戶專用的導(dǎo)頻信道Rake多徑分集技術(shù)的另一種體現(xiàn)形式是宏分集及越區(qū)切換技術(shù)3810.1第三代移動(dòng)通信概述高效信道編譯碼技術(shù)采用卷積編碼、交織技術(shù)Turbo編碼技術(shù)采用兩個(gè)并行相連的系統(tǒng)遞歸卷積編碼器，并輔以一個(gè)交織器卷積編碼器的輸出經(jīng)并串變換及打孔操作后輸出相應(yīng)的解碼器由首尾相接、中間由交織器和解交織器隔離的兩個(gè)迭代方式工作的軟判輸出卷積解碼器構(gòu)成3910.1第三代移動(dòng)通信概述智能天線技術(shù)目前僅適應(yīng)在基站系統(tǒng)中應(yīng)用用于擴(kuò)大基站覆蓋范圍、減少所需的基站數(shù)兩個(gè)重要的組成部分一是對(duì)來(lái)自移動(dòng)臺(tái)發(fā)射的多徑電波方向進(jìn)行到達(dá)角DOA估計(jì)，并進(jìn)行空間濾波，抑制其他移動(dòng)臺(tái)的干擾，改善信號(hào)的傳輸質(zhì)量，提高所需信號(hào)方向的接收靈敏度二是對(duì)基站發(fā)送信號(hào)波束形成，使基站發(fā)送信號(hào)能沿MS電波的到達(dá)方向送回MS，從而降低發(fā)射功率，減少對(duì)其他MS的干擾4010.1第三代移動(dòng)通信概述實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵多波束形成技術(shù)自適應(yīng)干擾抑制技術(shù)空時(shí)二維的RAKE接收技術(shù)多通道的信道估計(jì)均衡技術(shù)困難存在多徑效應(yīng)，每個(gè)天線均需一個(gè)Rake接收機(jī)，使基站處理單元復(fù)雜度提高。4110.1第三代移動(dòng)通信概述WCDMA和cdma2000中支持智能天線的關(guān)鍵技術(shù)WCDMA可在整個(gè)覆蓋區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)多波束切換技術(shù)；標(biāo)準(zhǔn)中定義了專用導(dǎo)頻，易實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)天線陣列技術(shù)cdma2000一般在局部熱點(diǎn)區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)，由于未定義下行專用導(dǎo)頻，實(shí)現(xiàn)相對(duì)困難4210.1第三代移動(dòng)通信概述多用戶檢測(cè)(MUD)技術(shù)擴(kuò)頻碼準(zhǔn)正交造成多個(gè)用戶間的相互干擾，限制了系統(tǒng)容量的提高多用戶檢測(cè)稱為聯(lián)合檢測(cè)和干擾對(duì)消，降低多址干擾，消除遠(yuǎn)近效應(yīng)，提高系統(tǒng)的容量通過(guò)測(cè)量各用戶擴(kuò)頻碼間的非正交性，用矩陣求逆方法或迭代方法消除多用戶間的相互干擾實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵是把多用戶干擾抵銷算法的復(fù)雜度降低到可接受的程度4310.1第三代移動(dòng)通信概述功率控制技術(shù)WCDMA和cdma2000中，上行信道采用開(kāi)環(huán)、閉環(huán)和外環(huán)功率控制技術(shù)，下行信道采用了閉環(huán)和外環(huán)功率控制技術(shù)WCDMA和cdma2000中閉環(huán)功率控制速度不同，前者為每秒1600次，后者為每秒800次外環(huán)功控：通過(guò)對(duì)接收誤幀率的計(jì)算，確定閉環(huán)功控所需的信干比門(mén)限通常需采用變步長(zhǎng)方法，以加快對(duì)信干比門(mén)限的調(diào)節(jié)速度4410.2WCDMA(FDD)技術(shù)WCDMA技術(shù)概述技術(shù)指標(biāo)WCDMAGSM載波間隔5MHz200KHz頻率重用系數(shù)11～18功率控制頻率1500Hz2Hz或更低服務(wù)質(zhì)量控制QoS無(wú)線資源管理算法網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃（頻率規(guī)劃）頻率分集可采用Rake接收機(jī)進(jìn)行多徑分集跳頻分組數(shù)據(jù)基于負(fù)載的分組調(diào)度GPRS中基于時(shí)隙的調(diào)度下行發(fā)分集支持，以提高下行鏈路的容量不支持，但可應(yīng)用4510.2WCDMA(FDD)技術(shù)基站同步方式：支持異步和同步的基站運(yùn)行

信號(hào)帶寬：5MHz碼片速率：3.84Mc/s發(fā)射分集方式：TSTD、STTD、FBTD信道編碼：卷積碼、Turbo碼

調(diào)制方式：QPSK功率控制：上下行閉環(huán)、開(kāi)環(huán)功率控制

解調(diào)方式：導(dǎo)頻輔助的相干解調(diào)方式

語(yǔ)音編碼：AMR4610.2WCDMA(FDD)技術(shù)WCDMA的語(yǔ)音演進(jìn)

WCDMA采用AMR語(yǔ)音編碼速率：4.75～12.2Kbit/s采用軟切換和發(fā)射分集，提高容量提供高保真的語(yǔ)音模式，并進(jìn)行快速功率控制WCDMA的數(shù)據(jù)演進(jìn)

WCDMA支持最高2Mbit/s的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，支持包交換

目前采用ATM平臺(tái)4710.2WCDMA(FDD)技術(shù)信道結(jié)構(gòu)從不同協(xié)議層次講，承載用戶各種業(yè)務(wù)的信道分為三類：邏輯信道，傳輸信道，物理信道

邏輯信道直接承載用戶業(yè)務(wù)，分為控制信道和業(yè)務(wù)信道傳輸信道是無(wú)線接口二層和物理層的接口，是物理層對(duì)MAC層提供的服務(wù)，分為專用信道和公共信道物理信道是各種信息在無(wú)線接口傳輸時(shí)的最終體現(xiàn)形式4810.2WCDMA(FDD)技術(shù)傳輸信道定義數(shù)據(jù)是怎樣在空中接口中傳輸?shù)膬深悾簩Ｓ脗鬏斝诺篮凸矀鬏斝诺佬诺澜Y(jié)構(gòu)

4910.2WCDMA(FDD)技術(shù)物理信道由某一載波頻率、碼(信道碼和擾碼)、相位確定在采用擾碼與擴(kuò)頻碼的信道里，擾碼或擴(kuò)頻碼任何一種不同，都可確定為不同的信道物理信道包括3層結(jié)構(gòu)：超幀、無(wú)線幀和時(shí)隙超幀長(zhǎng)720ms，包括72個(gè)無(wú)線幀無(wú)線幀包括15個(gè)時(shí)隙的信息處理單元，時(shí)長(zhǎng)10ms時(shí)隙包括一組信息符號(hào)的單元，每時(shí)隙符號(hào)數(shù)取決于物理信道每個(gè)符號(hào)的碼片數(shù)量與物理信道的擴(kuò)頻因子相同

5010.2WCDMA(FDD)技術(shù)物理信道的分類5110.2WCDMA(FDD)技術(shù)傳輸信道到物理信道的映射

5210.2WCDMA(FDD)技術(shù)信道編碼和復(fù)用包括非壓縮和壓縮兩種方式非壓縮模式到編碼/復(fù)用功能模塊的數(shù)據(jù)以傳送塊集合形式傳輸每個(gè)傳送時(shí)間間隔TTI傳輸一次步驟5310.2WCDMA(FDD)技術(shù)同步過(guò)程小區(qū)搜索

UE搜索小區(qū)并判斷下行鏈路的擾碼及所在小區(qū)幀同步典型情況下小區(qū)搜索步驟時(shí)隙同步幀同步和碼組指示擾碼識(shí)別公共信道同步5410.2WCDMA(FDD)技術(shù)發(fā)射分集方法：在基站方通過(guò)兩根天線發(fā)射信號(hào)，每根天線被賦予不同的加權(quán)系數(shù)（包括幅度，相位等），使接收方增強(qiáng)接收效果，改進(jìn)下行鏈路的性能包括開(kāi)環(huán)發(fā)射分集和閉環(huán)發(fā)射分集閉環(huán)模式發(fā)射分集用于DPCH和PDSCH，關(guān)鍵是加權(quán)因子的計(jì)算開(kāi)環(huán)發(fā)射分集不需要MS的反饋，基站的發(fā)射先經(jīng)空間時(shí)間塊編碼，再在MS中分集接收解碼5510.2WCDMA(FDD)技術(shù)功率控制上行功率控制下行功率控制5610.2WCDMA(FDD)技術(shù)切換

步驟：無(wú)線測(cè)量、網(wǎng)絡(luò)判決和系統(tǒng)執(zhí)行WCDMA中具有與IS-95CDMA中所具有的軟切換、更軟切換、硬切換，還有CDMA到其它系統(tǒng)的切換和空閑切換

CDMA到其它系統(tǒng)的切換：MS從CDMA業(yè)務(wù)信道轉(zhuǎn)到其它系統(tǒng)業(yè)務(wù)信道空閑切換：MS處于空閑狀態(tài)時(shí)所進(jìn)行的切換硬切換通常發(fā)生在不同頻率的CDMA信道間5710.3cdma2000技術(shù)

演進(jìn)采用碼片速率為1.2288Mc/s的單載波直接序列擴(kuò)頻方式方便地與IS-95后向兼容，實(shí)現(xiàn)平滑過(guò)渡注意BTS和BSC等無(wú)線設(shè)備的演進(jìn)BTS：天線、射頻濾波器和功率放大器等射頻部分可相同，而基帶信號(hào)處理部分必須更換BSC：必須具有分組交換功能58

CDMA發(fā)展進(jìn)程

CDMA20001X是后續(xù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基礎(chǔ)，語(yǔ)音容量是IS95的兩倍，可提供153.6Kbps的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（Release0）

CDMA20001XEV-DO（EvolutionData-Optimized）在專用載頻上實(shí)現(xiàn)高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)

CDMA20001XEV-DV(EvolutionData&Voice)兼容1X,實(shí)現(xiàn)綜合的語(yǔ)音和高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)

CDMA20001X后續(xù)演進(jìn)有兩種選擇：1X->1xEV-DO;1X->1xEV-DV2001200019981995IS-95AIS-95BCDMA20001XRelease0/AEVDVRel.C2004EVDORel.0及增強(qiáng)EVDORel.AEVDVRel.D5910.3cdma2000技術(shù)cdma20001X比IS-95CDMA系統(tǒng)性能提高采用傳輸分集發(fā)射技術(shù)和前向快速功控后，前向信道的容量約為IS-95CDMA系統(tǒng)的2倍業(yè)務(wù)信道采用Tubro碼而具有2dB的增益，容量提高到未采用Tubro碼時(shí)的1.6倍從網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的仿真結(jié)果來(lái)看傳送語(yǔ)音：cdma20001X系統(tǒng)容量是IS-95CDMA的2倍傳送數(shù)據(jù)：cdma20001X系統(tǒng)容量是IS-95CDMA的3.2倍6010.3cdma2000技術(shù)cdma20001X中引入快速尋呼信道，減少了MS電源消耗，延長(zhǎng)了MS待機(jī)時(shí)間，支持cdma20001X的MS待機(jī)時(shí)間是IS-95CDMA的15倍或更多cdma2000新的接入方式，減少呼叫建立時(shí)間，減少M(fèi)S在接入過(guò)程中對(duì)其他用戶的干擾6110.3cdma2000技術(shù)無(wú)線接口：功能上有了很大的增強(qiáng)在軟切換方面將原來(lái)的固定門(mén)限變?yōu)橄鄬?duì)門(mén)限，增加了靈活性前向快速尋呼信道可實(shí)現(xiàn)尋呼或睡眠狀態(tài)的選擇前向鏈路發(fā)射分集技術(shù)可減少發(fā)射功率，抗瑞利衰落，增大系統(tǒng)容量反向相干解調(diào)提高了反向鏈路的性能，降低了移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率，提高了系統(tǒng)容量連續(xù)的反向空中接口波形可降低對(duì)發(fā)射功率的要求、增加系統(tǒng)容量?jī)H在前向輔助信道和反向輔助信道中使用Turbo碼6210.3cdma2000技術(shù)信道結(jié)構(gòu)信道類型反向信道前向信道6310.3cdma2000技術(shù)反向信道結(jié)構(gòu)6410.3cdma2000技術(shù)前向信道結(jié)構(gòu)6510.3cdma2000技術(shù)cdma20001X基本工作過(guò)程用戶起呼過(guò)程用戶通過(guò)MS發(fā)起一個(gè)呼叫，生成初始化消息基站收到初始化消息后，準(zhǔn)備建立業(yè)務(wù)信道，并開(kāi)始試探發(fā)送空業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù)基站組成信道指配消息通過(guò)尋呼信道發(fā)送給MSMS根據(jù)所指示的信道信息嘗試接收基站發(fā)送的前向空業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù)6610.3cdma2000技術(shù)MS接收到N個(gè)連續(xù)正確幀后，建立相對(duì)應(yīng)的反向業(yè)務(wù)信道發(fā)送業(yè)務(wù)的前導(dǎo)基站探測(cè)到反向業(yè)務(wù)信道前導(dǎo)數(shù)據(jù)后，生成基站證實(shí)指令消息通過(guò)前向業(yè)務(wù)信道發(fā)送給MSMS收到后開(kāi)始發(fā)送反向空業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù)基站生成業(yè)務(wù)選擇響應(yīng)指令通過(guò)前向業(yè)務(wù)信道發(fā)送給MSMS處理基本業(yè)務(wù)信道和其他相應(yīng)的信道，并發(fā)相應(yīng)的業(yè)務(wù)連接完成消息在MS和基站間交流振鈴和去振鈴等消息后，進(jìn)入對(duì)話狀態(tài)

6710.3cdma2000技術(shù)分組業(yè)務(wù)建立前向和反向基本業(yè)務(wù)信道建立相應(yīng)的輔助碼分信道如前向需要傳輸很多的分組數(shù)據(jù)，基站通過(guò)發(fā)送輔助信道指配消息建立相應(yīng)的前向輔助碼分信道如反向需要傳輸很多的分組數(shù)據(jù)，MS通過(guò)發(fā)送輔助信道請(qǐng)求消息與基站建立相應(yīng)的反向輔助碼分信道輔助性信道增強(qiáng)系統(tǒng)的功能、性能和靈活性，不一定涉及到每一個(gè)呼叫過(guò)程6810.4TD-SCDMA技術(shù)

SDMA方式通過(guò)空間的分割來(lái)區(qū)分不同的用戶基本技術(shù)就是采用自適應(yīng)陣列天線，在不同用戶方向上形成不同的波束扇形天線可被看作是SDMA的一個(gè)基本方式SDMA原理：SDMA基站由多個(gè)天線和收發(fā)信機(jī)組成用與多個(gè)收發(fā)信機(jī)相連的DSP來(lái)處理接收到的多路信號(hào)，精確算出每個(gè)MS相應(yīng)無(wú)線鏈路的空間傳播特性，可得上下行波束賦形矩陣，利用該矩陣通過(guò)多個(gè)天線對(duì)發(fā)往MS的下行鏈路信號(hào)空間合成，使MS所處位置接收信號(hào)最強(qiáng)69TD-SCDMA中國(guó)的TD-SCDMA提案完全符合并超出ITU的最低要求驗(yàn)證了TD-SCDMA技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，如:由于采用智能天線和同步CDMA技術(shù)，所以容量大成本低適合非對(duì)稱數(shù)據(jù)的傳輸頻段使用靈活TD-SCDMA技術(shù)的評(píng)估結(jié)果70TD-SCDMA的標(biāo)準(zhǔn)化情況1998年11月TG8/1倫敦會(huì)議明確TD-SCDMA符合IMT-2000要求，適應(yīng)于所有環(huán)境應(yīng)用。1999年3月完成TD-SCDMA關(guān)鍵參數(shù)1999年4月成立中國(guó)無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)研究組(CWTS)，組織國(guó)內(nèi)幾十個(gè)單位共同制定移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)；1999年10月完成提交到ITU的TD-SCDMA無(wú)線接口技術(shù)規(guī)范；1999年11月TG8/1會(huì)議通過(guò)TD-CDMA作為RSPC建議CDMATDD一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)(5.3節(jié))2000年5月ITU-RRA-2000正式批準(zhǔn)RKEY(M.1455)和RSPC建議(M.1457)71TD-SCDMA在3GPP的標(biāo)準(zhǔn)化中國(guó)在ITU一直倡導(dǎo)TDD的融合1999年初主辦多次TDD融合專題研討會(huì)，并開(kāi)始向3GPP提交文稿；1999年5月CWTS加入3GPP；1999年9月運(yùn)營(yíng)者融合組織(OHG)包括TD-SCDMA的兩種碼片速率的CDMATDD方式；1999年10月TD-SCDMA正式開(kāi)始在3GPP的標(biāo)準(zhǔn)化；72TD-SCDMA在3GPP的標(biāo)準(zhǔn)化1999年底基本接受保留兩個(gè)TDD優(yōu)勢(shì)，明確標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)劃，即2000年6月完成技術(shù)報(bào)告計(jì)劃；R00完成標(biāo)準(zhǔn)化；3GPP在Release4，即2001年3月完成低碼片速率(TD-SCDMA)的標(biāo)準(zhǔn)化工作；核心網(wǎng)分為基于GSM/GPRS(R99、R4)和全I(xiàn)P(R5)兩個(gè)階段。73TDD和FDDFDD

適合于大區(qū)制的全國(guó)系統(tǒng)適合于對(duì)稱業(yè)務(wù)，如話音、交互式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等

TDD

適合于高密度用戶地區(qū)：適合于對(duì)稱及不對(duì)稱的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如話音、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、特別是互聯(lián)網(wǎng)方式的業(yè)務(wù)能提供成本低廉的設(shè)備74TD-SCDMA的關(guān)鍵技術(shù)智能天線+多用戶檢測(cè)多時(shí)隙的TDMA＋DS_CDMA(幀結(jié)構(gòu))

同步CDMA

用軟件無(wú)線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)信道編碼和交織(和3GPP相同)接力切換7510.4TD-SCDMA技術(shù)SDMA技術(shù)可以大致估算出每個(gè)用戶的距離和方位SDMA方式與CDMA的性能互補(bǔ)當(dāng)幾個(gè)用戶靠得很近，SDMA技術(shù)無(wú)法精確分辨用戶位置，每個(gè)用戶都受到了鄰近其他用戶的強(qiáng)干擾而無(wú)法正常工作，采用CDMA的擴(kuò)頻技術(shù)可輕松降低其它用戶的干擾SDMA只需起到部分降低干擾的作用SCDMA可采用最簡(jiǎn)化的波束賦形算法，加快運(yùn)算速度，確保在TDD的上下行保護(hù)時(shí)間內(nèi)完成所有信道估計(jì)和波束賦形計(jì)算TD-SCDMA中“S”

表示空分多址(SMQRTANTENNA智能天線)、SOFTRADIO(軟件無(wú)線電)和SYSCHRONUS(同步)7610.4TD-SCDMA技術(shù)TD-SCDMA的主要技術(shù)與參數(shù)

參數(shù)內(nèi)容多址接入技術(shù)和雙工方式多址方式：TDMA/CDMA雙工方式：TDD碼片速率1.28Mchip/s幀長(zhǎng)和結(jié)構(gòu)子幀長(zhǎng)：5ms每幀7個(gè)主時(shí)隙，每時(shí)隙長(zhǎng)675μs占用帶寬小于1.6MHz相鄰信道泄漏功率比ACLR（發(fā)射端）UE：(功率等級(jí)：+21dBm)ACLR（1.6MHz）=33dBACLR（3.2MHz）=43dBBS：ACLR（1.6MHz）=40dBACLR（3.2MHz）=50dB7710.4TD-SCDMA技術(shù)TD-SCDMA的主要技術(shù)與參數(shù)參數(shù)內(nèi)容相鄰信道選擇性ACS(接收端)

UE：(功率等級(jí)：+21dBm)ACS=33dBBS：ACS=45dB隨機(jī)接入機(jī)制在專用上行時(shí)隙的RACH突發(fā)信道估計(jì)訓(xùn)練序列基站間的同步和非同步運(yùn)行

同步7810.4TD-SCDMA技術(shù)時(shí)間提前量基站用時(shí)間提前量調(diào)整UE發(fā)射定時(shí)，初始值由基站測(cè)量PRACH的定時(shí)決定TD-SCDMA每子幀5ms測(cè)試一次；根據(jù)測(cè)量結(jié)果，調(diào)整1/8chip的整數(shù)倍，得到最接近的定時(shí)

切換時(shí)，需加入源小區(qū)和目標(biāo)小區(qū)的相對(duì)時(shí)間差

79TD-SCDMA系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)有利于頻譜的有效利用，不需要成對(duì)的頻段，分配頻段也比較簡(jiǎn)單，而WCDMA系統(tǒng)的FDD技術(shù)卻需要成對(duì)的頻段；更適用于不對(duì)稱的業(yè)務(wù)，因?yàn)樯舷滦匈Y源可以靈活分配，因此更適用于Internet，多媒體應(yīng)用和文件傳輸業(yè)務(wù)；而WCDMA系統(tǒng)此時(shí)只能是浪費(fèi)一個(gè)上行頻段；上下行鏈路的相關(guān)性，上下行工作于同一頻率，因此對(duì)稱的電波傳播特性使之便于使用諸如智能天線等新技術(shù)，達(dá)到提高性能，降低成本的作用；而WCDMA上下行不使用同一個(gè)頻段，因此不具備相關(guān)性；TDD設(shè)備成本較低，主要是由于信道是對(duì)應(yīng)的，因此就可能簡(jiǎn)化接收機(jī)；無(wú)收發(fā)隔離的要求，可以使用單片IC來(lái)實(shí)現(xiàn)射頻收發(fā)信機(jī)。80TD-SCDMA系統(tǒng)的劣勢(shì)TDD中的干擾是一個(gè)重要的問(wèn)題。在通信系統(tǒng)中的同步非常重要，而TDD系統(tǒng)本身是一個(gè)同步系統(tǒng)，因此對(duì)同步的要求就很高。同時(shí)上下行同處于一個(gè)頻段，又造成了干擾類型的增加。TD-SCDMA系統(tǒng)的覆蓋較WCDMA系統(tǒng)??；移動(dòng)速度問(wèn)題，ITU-R要求的TDD支持的最高速率為120km/h，而FDD系統(tǒng)的最高速率為500km/h；發(fā)射功率：TD-SCDMA有著TDMA的因素，導(dǎo)致脈沖功率干擾，需較大的瞬時(shí)發(fā)射功率，F(xiàn)DD則是在所有時(shí)隙上發(fā)射的，不存在該問(wèn)題。81本章小結(jié)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)中最受關(guān)注的是基于GSM系統(tǒng)的WCDMA、基于IS-95CDMA的cdma2000和TD-SCDMAWCDMA的傳輸信道包括專用傳輸信道和公用傳輸信道，公用傳輸信道包括BCH、FACH、PCH、RACH、CPCH、DSCH。傳輸信道必須映射到物理信道才能實(shí)行正常的通信聯(lián)系

WCDMA的信道編碼/復(fù)用可采用壓縮方式和非壓縮方式。采用壓縮方式時(shí)，傳輸間隔可用來(lái)進(jìn)行其它頻點(diǎn)的測(cè)量

82本章小結(jié)WCDMA在實(shí)現(xiàn)同步時(shí)，需先進(jìn)行小區(qū)搜索，小區(qū)搜索執(zhí)行三個(gè)步驟：時(shí)隙同步、幀同步及碼組指示、擾碼識(shí)別

cdma2000標(biāo)準(zhǔn)的反向信道和前向信道有不同的信道結(jié)構(gòu)和無(wú)線配置，但信息的處理過(guò)程基本相同。cdma2000在反向信道結(jié)構(gòu)中增設(shè)一些輔助信道以增強(qiáng)系統(tǒng)的功能和靈活性

TD-SCDMA中的“S”有多重含義，包括空分多址（智能天線技術(shù)）、軟件無(wú)線電和同步

TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)由于采用智能天線技術(shù)，在很多方面進(jìn)行了優(yōu)化，尤其是時(shí)隙幀結(jié)構(gòu)，但其信息只有一種脈沖結(jié)構(gòu)

83第10章

第三代移動(dòng)通信的主要技術(shù)2023/1/16主要內(nèi)容高效率的編譯碼技術(shù)功率控制多用戶檢測(cè)技術(shù)智能天線85

高效率的編譯碼技術(shù)

從源數(shù)據(jù)角度來(lái)看,3G包括各類話音、圖像的數(shù)字壓縮技術(shù)。諸如各類單路、低時(shí)延、低比特率的話音壓縮、編碼技術(shù)和基于MPEG-1、MPEG-2、H.261-H.263、H.324、MPEG-4至MPEG-7算法,實(shí)施覆蓋HDTV至甚低比特率(≤64kb/s)的高質(zhì)量數(shù)字圖像壓縮技術(shù)。

86

此外,信道編譯碼技術(shù)是第三代移動(dòng)通信的一項(xiàng)核心技術(shù)。這是因?yàn)?，雖然第三代移動(dòng)通信采用的擴(kuò)頻技術(shù)有利于克服多徑衰落以提供高質(zhì)量的傳輸信道,但擴(kuò)頻技術(shù)存在潛在的頻譜效率低的問(wèn)題,而一般的編碼技術(shù)也是通過(guò)犧牲頻譜利用率來(lái)?yè)Q取功率利用率的,因此,3G系統(tǒng)中必須采用高效的信道編譯碼技術(shù)來(lái)進(jìn)一步改善通信質(zhì)量。87現(xiàn)代無(wú)線通信系統(tǒng)對(duì)信道編碼技術(shù)的要求:

選擇效率高編碼增益高時(shí)延性能好譯碼算法較簡(jiǎn)單存儲(chǔ)量較小溢出概率小

對(duì)同步要求不是很高

適合于衰落信道傳送、易于實(shí)現(xiàn)。88

在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要提案中(包括WCDMA和CDMA2000等),除了采用與IS-95CDMA系統(tǒng)相類似的卷積編碼技術(shù)和交織技術(shù)之外,還建議采用Turbo編碼技術(shù)及RS卷積級(jí)聯(lián)碼技術(shù)。(1)卷積碼具有記憶能力,可用維特比譯碼,具有很高的編碼增益。(2)交織技術(shù)的特點(diǎn)是能將碼字中的長(zhǎng)連錯(cuò)誤轉(zhuǎn)化成每個(gè)糾錯(cuò)碼字里只有一個(gè)或兩個(gè)錯(cuò)誤,這樣有利于對(duì)付信道傳輸中由于突發(fā)性干擾而引起的長(zhǎng)連串錯(cuò)誤,交織不會(huì)引入冗余碼,所以也就不會(huì)降低頻譜利用率。89功率控制

功率控制(PowerControl)技術(shù)是CDMA系統(tǒng)的一項(xiàng)核心技術(shù)。可以說(shuō),CDMA技術(shù)的成功在很大程度上要依賴于功率控制技術(shù)的成功應(yīng)用。所謂功率控制就是要根據(jù)具體情況,動(dòng)態(tài)調(diào)整發(fā)射機(jī)的功率。這里的發(fā)射機(jī)可以指基站的發(fā)射機(jī),也可以指移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射機(jī),但主要還是指后者。也就是說(shuō),CDMA中上、下行鏈路的功率控制是彼此獨(dú)立的,但更側(cè)重于上行鏈路。具體來(lái)講,功率控制主要是限制和優(yōu)化來(lái)自每個(gè)用戶發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率,一方面使其到達(dá)基站接收機(jī)的平均功率都相等;另一方面,在保證通信質(zhì)量的前提下,將發(fā)射機(jī)功率盡可能地調(diào)至最小。90

1)上行開(kāi)環(huán)功率控制

上行指的是由BS到MS的方向。上行開(kāi)環(huán)功率控制僅由移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行,基站并不參與。開(kāi)環(huán)功率控制用于確定用戶的初始發(fā)射功率,或用戶接收功率發(fā)生突變時(shí)的發(fā)射功率的調(diào)節(jié)。其基本原理(如圖5-18所示)是移動(dòng)臺(tái)先測(cè)量接收到的基站功率的大小,然后根據(jù)接收的功率值,估計(jì)前向傳輸路徑的損耗,遵循一定的準(zhǔn)則,以調(diào)整自身的發(fā)射功率。91

開(kāi)環(huán)功率控制922)上行閉環(huán)功率控制

閉環(huán)功率控制93

閉環(huán)功率控制對(duì)于補(bǔ)償由于快瑞利衰落而造成的功率波動(dòng)很有作用,因而能夠使基站對(duì)移動(dòng)臺(tái)的開(kāi)環(huán)功率估計(jì)迅速做出糾正,以使移動(dòng)臺(tái)保持最理想的發(fā)射功率?？梢哉f(shuō),反向信道閉環(huán)功率控制是對(duì)開(kāi)環(huán)功率控制的有效補(bǔ)充。94

3)下行開(kāi)環(huán)功率控制在CDMA系統(tǒng)中,移動(dòng)臺(tái)必須向基站反饋報(bào)告下行鏈路的質(zhì)量。移動(dòng)臺(tái)連續(xù)地監(jiān)視下行鏈路的FER,并且在一條被稱作功率測(cè)量報(bào)告信息(PMRM)中向基站報(bào)告這個(gè)FER的反饋。它可以用兩種方式發(fā)送這個(gè)報(bào)告:一種方式是移動(dòng)臺(tái)周期性地報(bào)告PMRM,而另一種是僅僅當(dāng)FER超過(guò)一個(gè)特定的門(mén)限時(shí)移動(dòng)臺(tái)才報(bào)告PMRM。基站知道了下行鏈路的質(zhì)量后,則會(huì)調(diào)整對(duì)那個(gè)相應(yīng)移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率。為了實(shí)現(xiàn)快速和自適應(yīng)的功率控制算法,在下行鏈路中也可以插入專門(mén)的子信道以實(shí)現(xiàn)下行鏈路的閉環(huán)功率控制。95

多用戶檢測(cè)技術(shù)

CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的干擾問(wèn)題:一、由于不同的用戶同時(shí)共享同一頻段的帶寬(各個(gè)用戶之間由于其對(duì)應(yīng)的地址碼之間存在相關(guān)性,不能完全正交)而產(chǎn)生的多址干擾(MAI,MultipleAccessInterference);二、由于信道特性的不理想而引起的符號(hào)間干擾(ISI,InterSymbolInterference)。傳統(tǒng)的CDMA接收機(jī),如匹配濾波器和RAKE接收機(jī),大都采用的是單用戶檢測(cè)(SingleUserDetection)技術(shù),對(duì)各個(gè)用戶信息的接收都是相互獨(dú)立進(jìn)行的。也就是說(shuō),都是把除有用信號(hào)外的信號(hào)作為干擾來(lái)處理,而沒(méi)有充分利用接收信號(hào)中的有用信息,如確知的用戶信道碼,各用戶的信道估計(jì)等,因而導(dǎo)致接收信噪比嚴(yán)重惡化,系統(tǒng)容量也隨之下降。96

1.基本概念

多用戶檢測(cè)(MUD,MultiUserDetection)又稱聯(lián)合檢測(cè)(JD,JointDetection)或干擾消除。其基本思想是把所有用戶的信號(hào)都當(dāng)作有用信號(hào),而不是當(dāng)作干擾信號(hào)來(lái)對(duì)待。要充分利用多址干擾信號(hào)的結(jié)構(gòu)特征和其中包含的用戶間的互相關(guān)信息,通過(guò)各種算法來(lái)估計(jì)干擾,最終達(dá)到降低或消除干擾的目的。多用戶檢測(cè)技術(shù)是抑制多址干擾技術(shù)中最有潛力的一種方法,并已經(jīng)成為第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)中倡導(dǎo)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

97

2.分類

多用戶信號(hào)檢測(cè)技術(shù)中的最佳方法是最大似然序列(MLSE)檢測(cè),這已經(jīng)在理論上被證實(shí)。但是,由于它算法過(guò)于復(fù)雜,實(shí)現(xiàn)起來(lái)非常困難,因而實(shí)際應(yīng)用的可能性不大。近年來(lái),人們研究出了各種的次優(yōu)化方法,力求在保證一定性能的條件下將實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度降低到工程上可以接受的程度。多用戶檢測(cè)方法分類圖如圖所示。98

多用戶檢測(cè)方法分類圖99

由圖可見(jiàn),這些次優(yōu)化方法大體可以分為兩類:線性和非線性。線性的方法又包括去相關(guān)(簡(jiǎn)稱DEC)多用戶檢測(cè)、最小均方誤差多用戶檢測(cè)(MMSE)和多項(xiàng)式展開(kāi)(PE)多用戶檢測(cè)等;非線性方法又包括判決反饋多用戶檢測(cè)、多級(jí)檢測(cè)、連續(xù)干擾抵消(包括串行SIC和并行PIC)的多用戶檢測(cè)和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多用戶檢測(cè)等。線性多用戶檢測(cè)方法的基本思想是使接收信號(hào)先通過(guò)傳統(tǒng)的檢測(cè)器,然后進(jìn)行線性的映射(變換)以消除不同用戶間的相關(guān)性,最終降低或消除多址干擾。100

3.多用戶檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

(1)提高了帶寬利用率,抑制了多徑干擾。

(2)消除或減輕了遠(yuǎn)近效應(yīng),降低了對(duì)功控高度精度的要求,可簡(jiǎn)化功控。

(3)彌補(bǔ)了擴(kuò)頻碼互相關(guān)性不理想造成的影響。

(4)減小了發(fā)射功率,延長(zhǎng)了移動(dòng)臺(tái)電池的使用時(shí)間,同時(shí)也減小了移動(dòng)臺(tái)的電磁輻射。

(5)改善了系統(tǒng)性能,提高了系統(tǒng)容量,增大了小區(qū)覆蓋范圍。101

4.局限性

(1)它只是消除了小區(qū)內(nèi)的干擾,而對(duì)小區(qū)間的干擾還是無(wú)法消除。

(2)算法非常復(fù)雜,尤其是在下行鏈路上,大大增加了移動(dòng)臺(tái)的接收設(shè)備的復(fù)雜度。盡管如此,相信多用戶檢測(cè)技術(shù)的局限性會(huì)是暫時(shí)的,隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展,降低復(fù)雜性的多用戶檢測(cè)技術(shù)必將在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。102

智能天線

1.產(chǎn)生及發(fā)展智能天線技術(shù)在20世紀(jì)60年代就已經(jīng)出現(xiàn),最初應(yīng)用于雷達(dá)、聲納及軍事通信領(lǐng)域。由于價(jià)格等因素,智能天線一直未能普及到其他通信領(lǐng)域。20世紀(jì)90年代初,微計(jì)算器和數(shù)字信號(hào)處理(DSP)技術(shù)開(kāi)始飛速發(fā)展,DSP芯片的處理能力日益提高,且價(jià)格也逐漸能夠?yàn)楝F(xiàn)代通信系統(tǒng)所接受。同時(shí),利用數(shù)字技術(shù)在基帶形成天線波束成為可能,以此代替模擬電路形成天線波束方法,提高了天線系統(tǒng)的可靠性與靈活程度,這就為智能