WCDMA技术原理系列胶片-WCDMA系统原理参考.ppt

WCDMA系统原理 无线传播特性 电磁传播：直射、反射、散射和绕射 无线环境中的信号衰减分成三部分 路径损耗：电磁波在宏观大范围（即公里级）空间传播所产生的损耗，它反映了传播在空间距离的接收信号电平的变化趋势。 慢衰落：在电波传播路径上受到建筑物及山丘等的阻挡所产生的阴影效应而产生的损耗 快衰落：电磁波信号在数个或者数十个波长范围发生快速衰落 快衰落包络分布的描述方法 瑞利分布：非视距传播 莱斯分布：视距传播 无线传播特性 多径效应 多址接入技术 扩频通信原理 扩频通信就是将信号的频谱展宽后进行传输的技术 其理论解释为Shannon定理：C=Wlog2(1+S/N) 扩频通信原理示意图 扩频通信的特点 抗多径干扰能力强 抗突发脉冲干扰 必威体育官网网址性高 低发射功率 易于实现大容量多址通信 占用频带宽 实现复杂 信道编码的目的 编码目的： 在原数据流中加入冗余信息，使接收机能够检测和纠正由于传输媒介带来的信号误差，同时提高数据传输速率。 信道编码的原理 信道编码 信道编码技术是通过给原数据添加冗余信息，从而获得纠错能力 目前使用较多的是卷积编码和Turbo编码（1/2，1/3） 使用编码增加了无效负荷和传输时间 适合纠正非连续的少量错误 交织技术原理 优点 交织技术是改变数据流的传输顺序，将突发的错误随机化。 提高纠错编码的有效性。 缺点： 由于改变了数据流的传输顺序，必须要等整个数据块接收后才能纠错，加大了处理延时，因此交织深度应根据不同的业务要求选择。 在特殊情况下，若干个随机独立差错有可能交织为突发差错。 信道编码和交织技术的结合使用 分集技术的概念 两重含义：分散传输；集中处理 是通过利用和查找自然界无线传播环境中的独立（或至少高度不相关）多径信号来实现的 可简单解释为：如果一条路径中的信号经历了深度衰落，但另一条相对独立的路径中可能仍包含着较强的信号 优点： 易获得相对稳定的信号 可获得分集处理增益 提高信噪比 分集技术的分类 空间分集 又称天线分集，如果天线间的距离大于半个波长，则从不同的天线上收到的信号包络基本上是不相关的 时间分集 以超过信道相干时间的时间间隔重复发送信号，以便让再次接收到的信号具有独立的衰落环境，从而产生分集效果 频率分集 在多个频率上传送信号，其理论基础是在信道相干带宽之外的频率上不会出现同样的衰落 极化分集 信号在空中传播进行了多次反射，由于不同极化方向的反射系数不同，使得信号在不同的极化方向上是不相关的 WCDMA系统的扩频 WCDMA的扩频加扰和调制 下行物理信道扩频调制过程 WCDMA的扩频加扰和调制 上行物理信道扩频调制过程 WCDMA系统的解扩 解扩的方法 WCDMA扩频与解扩示意图 扩频增益 扩频定义与处理增益 处理增益PG=Wc/R Wc是码片速率 R是信息速率 用dB表示为PG=10lg(Wc/R) 接收端进行相关解扩即可恢复原始信号 扩展倍数越多，处理增益越高，抗干扰能力越强 卷积码 在WCDMA系统中主要用于话音信道和控制信道 编码速率为1/2和1/3 卷积码的特点 译码简单 时延小 一般采用维特比算法 信道误码率在 10-3数量级 适合实时业务 如话音和视频业务的传送 Turbo码 在WCDMA系统中主要用于数据业务信道 编码速率为1/3 可以实现大分组，时延长的业务传送 Turbo编码结构基于两个或多个弱差错控制码组合，信息比特在两个编码交织器之间交织，产生两个相同信息流，然后这些信息流复用并有可能打孔 解码时需要进行循环叠代计算 Turbo码的特点 译码复杂 常采用LOG-MAP算法 信道误码率可以达到10-6数量级 非常适合对误码率敏感而对时延不敏感的非实时分组业务WWW，FTP，E-mail等多媒体业务传送 WCDMA的交织技术 帧内交织 一个帧内部的数据比特位置的变换操作 帧间交织 不同帧之间数据的位置变换 Turbo编码的内部交织 Turbo编码的内部交织比较复杂，它不属于上面两种简单的交织模式，它的算法可以看作是帧内交织和帧间交织的复杂嵌套。 WCDMA使用的分集技术 开环发射分集 使用空时编码对信号进行处理，并从两根天线上发射，综合利用了时间分集和空间分集技术 闭环发射分集 由接收端反馈参数控制两根发射天线的加权，是带反馈技术的空间分集 交织技术 是一种隐含的时间分集技术，与WCDMA系统选用的编码方案配合使用 RAKE接收技术 也是一种隐含的时间分集技术。认为：一个码片时间 信道的相关时间，RAKE接收利用的多径信号被认为是发射机多次发送过来的信号 功率控制 CDMA通信技术并不是一种崭新的技术 功率控制是CDMA通信技术的关键 实现CDMA通信的规模商用，必须解决好功率控制 远近效应 多址干扰 WCDMA是一个自干扰系统