WCDMA系统的物理层(FDD)参考.ppt

WCDMA系统的物理层（FDD） 刘林南 博士 WCDMA系统的物理层（FDD） 概述； 编码技术； 物理层的成帧过程； 业务复用； 扩频与扰码； 物理层帧结构； 概述 蜂窝系统的焦点：物理层 直接影响无线链路的性能 直接决定了用户终端与交换设备的复杂度 WCDMA系统不仅所用带宽增加了，而且还采用了多种新的技术解决方案，因此它不局限于传统的话音业务，能够提供更灵活、多样化的业务传输组合 WCDMA系统的物理层（FDD） 概述； 编码技术； 物理层的成帧过程； 业务复用； 扩频与扰码； 物理层帧结构； 交织 交织技术是为了抵抗无线信道的噪声以及衰落的影响而采取的时间分集技术，衰落信道的突发错误随机化，使得信道无记忆； 在实际通信系统中，交织技术与纠错技术联合使用，以提高系统性能 对角交织 交织算法： 对角交织的端到端时延为3倍的码块长度(短时延) 仅仅能够把突发错误分散到两个连续的码块中，具有局限性 块交织 块交织将n个码字比特，逐行写入D×W的矩阵，在逐列读出 将错误长度b≤D地突发错误分散到各个码字中，每个码字最多包含1个单发错误 块交织地端到端时延为2个比特存储器的容量（2×W×D） 缺点： 块间交织 把一个输入块的NB个比特分散输出到B个码块中，每个输出码块包含N个比特 一个输入块中的连续符号映射到B个连续的输出块，但是它们再这些块中的偏移量是不规则的，从而使得周期性的噪声随机化 缺点： FDD模式的交织器 交织模式与深度的确定既要考虑到其分散错误的效果，又要兼顾业务传输时延的限制 交织类型 帧间交织即块间交织。帧间交织在编码流程中为第一次交织，完成帧数据之间的位置交换 帧内交织也属于块交织，在编码流程中为第二步交织，它完成一个帧内部的数据比特位置的交换操作 信道编码概述 信道编码的本质 利用冗余降低差错概率 信道编码设计 信息的准确度 允许的时延 系统级因素 分集接收 改进调制解调方法 经济因素 差错控制方案－WCDMA 差错控制方案 前向纠错(FEC) 单向信道 无法做到无差错传输 效率高 自动重发请求(ARQ) 双向信道 无差错传输 效率低、时延大 WCDMA中的信道编码 卷积码 卷积码： 本组的编码不仅与当前输入的k个信息元有关，而且还与前m个时刻的输入信息元有关 参数： 卷积码 卷积码(续) WCDMA中的卷积码 卷积码方案 话音业务在内的速率相对较低的业务 卷积码的距离特性 码距离 欧氏距离 汉明距离 自由距 任意长编码后序列之间的最小汉明距离 采用维特比译码算法时，自由距是衡量译码性能的重要参数 由于卷积码的线性性质，所有码序列之间的最小汉明距应该等于非0码序列的最小汉明重量 自由距可由生成函数求得，但计算量太大，目前的卷积码好码大都是用计算机有哪些信誉好的足球投注网站得到的 Turbo码 1993年提出，性能接近香农限 Turbo码的优点 性能优异，接近香农限 适用于长延时和不限延时业务 Turbo码的缺点 长译码延时 高复杂度 误差底限 理论分析困难 Turbo码概述 香农第二定理（无失真传输定理） 当R C，可以找到使 Pe→0 的编码方法满足： 采用随机编、译码方式 编译码长度L→∞，即码长无限 采用最大似然译码方法 Turbo码的编、译码结构 并行级联 RSC 卷积码 随机交织器 迭代译码结构 软输入、软输出子译码器 MAP类译码算法 （MAP、Log-MAP、Max-Log-MAP） SOVA类译码算法 Turbo码－编码结构 Turbo码编码器 反馈系统卷积码(RSC) 并行结构 随机化交织器 Turbo码－交织器 交织器的功能 利用随机化的思想将两个相互独立的短码连接成一个线性的长码 离散突发错误 交织器的设计 交织长度越大，则性能越好,译码时延越大 交织规则的随机性越好，则性能越好，针对性越强 矩阵交织器 S-随机交织器 非均匀交织器 码匹配交织器 Turbo码－译码结构 Turbo译码器 软输入软输出(SISO)子译码器 迭代译码器算法 相互传递外部信息 Turbo码的译码算法 Turbo的性能(1) Turbo的性能(2) Turbo的性能(3) WCDMA中的Turbo码 Turbo码 母码为1/3码 RSC生成多项式为RSC(13,15) 通过速率匹配(打孔或重复)获得其他码率 适用于对时延要求不高数据业务传输 速率匹配 为了适应多种速率传输，WCDMA给出了一种速率适配算法，目的是把业务速率适配为标准速率集中的一种速率 速率匹配就是指在传输信道上的数据比特被打孔（puncturing）或重复（repeating），以便于使信道映射时达到传输格式所要求的比特速率 WCDMA系统的物理层（FDD） 概述； 编码技术； 物理层的成帧过程； 业务复用； 扩