WCDMA系统原理要点.ppt

WCDMA系统原理 WCDMA系统概述 WCDMA系统原理 WCDMA系统的容量 WCDMA系统承载的业务 WCDMA系统的关键技术 扩频与调制过程 码分多址中的码 什么是3G？ 系统性能特征：室内环境支持2Mbps速率的数据通信，步行移动速度时支持384kbps的通信速率，高速移动时支持144kbps的通信速率。 业务性能特征：支持综合（混合）业务接入，支持可变速率的数据通信，可以实现永远在线上网，真正实现移动因特网功能。 二、WCDMA系统的技术特点 WCDMA系统最根本的实质是功率，资源是动态统计复用的，是一个自干扰系统，任何不需要的功率不能发射！ 双向采用快速闭环功率控制技术补偿衰落，抗快衰落效果好。 双向采用导频进行相干解调，解调增益高。 采用发射、接收分集技术，大大提高抗衰落效果。 码片速率高（3.84cMps），raker 接收（频率分集）效果更好，多径传播路径差仅78米就可以分集接收。 采用编码增益高的信道编码技术（卷积编译码和Turbo编译码）。 可以进行软切换（宏分集）、更软切换（Node B内部小区间的切换）、频间硬切换、系统间的硬切换。 支持高速数据传输，在快速移动环境支持高达144kbps速率，在步行环境支持384kbps的速率，室内支持高达2Mbps的速率。 与CDMA2000-1X相比，由于CDMA2000的码片速率是1.2288cMps，Raker接收的分辨率（多径传播路径差）为244米，因而WCDMA系统的潜在性能更好（可利用的多径传播路径差是78米）。 WCDMA采用频分多址（FDD）工作方式，工作频率是：上行1920MHz到1980MHz，下行是2110MHz到2170MHz。收发频率间隔190MHz。 采用先进的无线资源管理算法以保证不同比特速率的混合（综合）业务的服务质量（QoS），并使系统吞吐容量最大。 与只能提供单一话音业务的第二代系统相比，第三代移动通信系统具有宽带（高速）、混合业务、可变速率的特点。 三、WCDMA系统组成(R99) UMTS（通用移动通信系统）由CN（核心网）、UTRAN（无线接入网）和UE（用户设备）三部分组成，各个部分由接口连接. RNS（无线网络子系统）由一个RNC（无线网络控制器）和多个Node B组成，一个Node B可以包括1个、3个或6个小区（cell，即扇区）。 UTRAN又由多个RNS组成。 即WCDMA系统由CN、UTRAN、UE等三大部分组成。 CN通过Tu接口与UTRAN相连； UTRAN与UE的空中接口是Uu接口。 WCDMA系统概述 WCDMA系统原理 WCDMA系统的容量 WCDMA系统承载的业务 WCDMA系统的关键技术 扩频与调制过程 码分多址中的码 第二篇 WCDMA系统原理 一、移动无线信道的特点 移动通信与固定的无线通信有很大的不同：接收机是移动的，天线接收到的电波场强有着严重的衰落和相当大的多径时延，以及多卜勒频移。 多径示意图 二、WCDMA系统的原理 WCDMA系统是一个FDD直接序列扩频系统，码片速率3.84cMps。 扩频的理论基础：由Shanon 定理C=Wlog2(1+S/N)可知，在信道容量一定情况下，通信带宽W与信噪比S/N可以互换。即通过扩展频带使信噪比降低。 扩频通信的特点：抗干扰能力强、隐蔽性好（信号频谱密度低于白噪声的）、抗衰落、抗多径干扰、可以实现码分多址通信； 但是存在远近效应，即由于CDMA是同频接收系统，造成弱信号淹没在强信号中，从而使得弱信号部分无法正常工作。 扩频定义与处理增益：将信源信号带宽扩展若干倍。扩频信号在接收端进行解扩即可恢复信号，解扩过程是一个相关处理过程。扩展倍数越多，处理增益越高，抗干扰能力越强。处理增益定义：PG=Wc/R，其中Wc是码片速率，R是信息速率。一般用dB表示： PG=10log10(Wc/R) CDMA系统：CDMA系统在一个频率、相同时间内，以不同扩频码进行多址通信的系统。与FDMA、TDMA、SDMA系统不同，CDMA系统的信道是码信道，任何时候，各个信道的频谱叠加在一起，CDMA系统是一个自干扰系统，任何一个CDMA系统接收机接收的信号是各个码信道的信号之和：Stotal(t)=A1S1(t)PN1PR1+ A2S2(t)PN2PR2+ A3S3(t)PN3PR3+... 其中PN1是第一个用户的扩频码序列，PR1是第一个用户的扰码序列。在WCDMA系统中，在一个小区中，下行使用同一个扰码，用户身份靠扩频码区分。上行使用相同的扩频码（相同类型的业务时），靠扰码区分用户身份。对第一个用户进行解扩、解扰后得到所需的信号： S(t) PN1PR1 =A1S1(t)PN1PR1 PN1