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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流 原理素材参考.精品文档. 什么是信道? 信道是传送信息的载体信号所通过的通道。 信息是抽象的,信道则是具体的。比如:二人对话,二人间的空气就是信道;打电话,电话线就是信道;看电视,听收音机,收、发间的空间就是信道。 3840000/16=240000=240kbps 2404/4(编码效率)4(16QAM调制)15(多码)=14.4Mbps M是调制信号的比特数目, QPSK=2, 16QAM=4 每个时隙160个symbol, 160M个比特WCDMA数据简要发送过程扩频技术WCDMA系统的扩频扩频与解扩扩频与解扩 扩频定义与处理增益 P
2、G=Wc/R Wc是码片速率 R是信息速率 用dB表示为PG=10log(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,抗干扰能力越强扩频通信的特点 抗多径干扰能力强 抗突发脉冲干扰 保密性高 低发射功率 易于实现大容量多址通信 占用频带宽信道编码信道编码的原理交织技术信道编码和交织技术的使用三种功率控制 开环 从信道中测量干扰条件,并调整发射功率 闭环内环 测量信噪比和目标信躁比比较,发送指令调整发射功率 WCDMA闭环功率控制频率为1500Hz 若测定SIR目标SIR, 降低移动台发射功率 若测定SIR目标SIR, 增加移动台发射功率 闭环外环 测量误帧率(误
3、块率),调整目标信噪比开环功率控制闭环功率控制功率控制效果WCDMA切换基本过程 软切换 同一NodeB下的小区软切换(更软切换) 不同NodeB间的小区软切换 不同RNC间的小区软切换(涉及Iur口) 硬切换 不同载频间的硬切换 同一载频下的硬切换(强制性硬切换) 系统间硬切换(如与GSM之间) 不同模式间硬切换(如FDD与TDD之间) 测量控制 UTRAN通过Measurement Control命令要求UE进行测量。 判决算法 由各厂家自行确定。也是对系统的性能影响较大的部分。 执行切换 执行不同的切换,采用不同的切换命令。 切换过程流程图与切换相关的概念 激活集(active set)
4、:指与某个移动台建立连接的小区的集合。用户信息从这些小区发送。 监测集(monitor set):不在激活集中,但是根据UTRAN分配的相邻节点列表而被监测的小区,属于监测集。 检测集(detected set):既不在有效集中,也不在监测集中的小区。硬切换 硬切换的测量对移动台设备的要求更复杂 如果是不同频率的硬切换,需要测量其他频点的信号 WCDMA采用压缩模式的方式来实现频间小区信号的测量启动压缩模式的目的 为了完成频间切换和系统间切换,UE必须能够周期性地对异频系统进行测量 普通情况下WCDMA系统中正在进行业务(特别是话音业务)的只有一个收发器的UE将在所有时间进行接收和发送,也就是
5、说在普通情况下UE将没有机会进行异频测量 压缩模式为处于DCH状态的UE提供了对异频系统进行测量的窗口压缩模式码资源管理 码资源规划的目的: 在WCDMA系统中,用到两种码,OVSF码和扰码。在WCDMA移动通信系统中用主扰码来区分小区,下行用信道化码区分物理信道,上行采用扰码来区分用户。但由于正交可变扩频因子码(Orthogonal Variable Spreading Factor-OVSF)是宝贵的稀有资源,一个小区对应一张码表,为了使得系统既能接入尽量多的用户,提高系统的容量,就必须考虑码资源的合理使用问题,所以对于下行信道化码资源的规化和管理就非常重要。 尽管上行扰码数量非常多,但为
6、了避免在不同的RNC之间的小区不同用户使用相同的扰码,则也需对RNC的扰码进行规划。 码资源规划模块在系统中的位置: 位于CRNC的RRC中。处理增益 处理增益= 码片速率/比特率(PGW/R) 不同业务的处理增益不同,因此业务覆盖半径也不相同 12.2k的语音业务:PG10log(3840/12.2)25dBdB dBm dBi dBuv dB:仅仅是个相对值,dB10log(P1/P2),比如A基站的发射功率是600mw,B基站是300mw,那么A基站比B基站发射功率高10lg(600/300)3 dB,从公式中可以看出dB是表征两个功率的相对值,是没有单位的。dB是一个无单位的量纲。 d
7、Bm:是一个考证功率绝对值的值,公式为dBm=10lg(功率/1mW),如我们常用的基站是500mw,换算成dBm就是10lg(500mW/1mW)27dBm(意思是27dB毫瓦)。还有一个单位dBW是将公式中的1mW改成1W,其他都一样。1W=30dbm;1mw=0dbm,1W0dbW dBi:前面已解释过,表征相对值,dBi是天线增益的概念,不是具体单位,i是isotropic(各向同性)简写。实际上就是dB。 dBuV:和dBm相同的概念。我们在场强仪和手机测试模式上看到的基站场强单位都是它,和dBm的关系是:dBm:10lg(功率/1mW)。 dBuV:20lg(电压/1uV),功率电
8、压的平方/50欧姆(如果端口阻抗是50欧姆,一般系统都是) 所以:dBuv = dBm + 107 dB基本概念1需要明确的几个概念是Bit、Symbol(码符号)和Chip(码片)。Bit对应的是有用信息(Information),是进入物理层进行基带信号处理前的信息位,它的速率称为比特速率;Symbol是在空中接口发送之前,对信息进行基带信号处理(信道编码)如交织、循环冗余校验位的添加、速率适配等之后,在进入扩频调制之前的信号,所以Symbol对应的是基带信号处理之后的信号,它的速率称为Symbol速率;Chip是空中接口上经过扩频调制之后的信息单位,用于体现能量(energy)的承载。由
9、此,公式Bit Rate x SFChip Rate将被修正为Symbol Rate x SFChip Rate。下表所示为UMTS服务类型常见的速率对应关系,其中的Bearer Data Rate应是Symbol Rate:UMTS服务类型常见的速率对应关系,其中的Bearer Data Rate应是Symbol Rate:ServiceBit Rate(kbps)Bearer Data Rate(kbps)SFModulation Rate(Mchip/s)Speech12.2301283.84Packet 64kbps64120323.84Packet 384kbps38496043.8
10、4基带信号处理的整个过程与GSM基本一样,原始信息比特流进入传输信道作处理时,首先会添加CRC冗余校验位,称为CRC Attachment过程,这一过程的选择,取决于传输信道的特性;CRC保护之后,对信息进行编码,可以选择各种信道编码方式,如卷积、Turbe码等,效率可以是1/2、1/3各不一样,取决于服务类别;信道编码之后,要进行速率适配,称为Punctch或Repetation过程,原始比特速率可以各不相同,而后面进行扩频时,SF的取值是有固定的如4、16、32、64、128等,所以原始速率为中间值时,需要对速率进行适配,以满足SF的取值;速率适配之后,要完成一次交织和二次交织过程,交织过
11、程中速率不会发生变化,只是打乱发送顺序,目的还是为了抵抗空中接口的干扰;交织完成之后,要做时间帧的适配,即将空中接口上的信息块适配到空中接口10ms的帧上。过程结束之后,对于上下链路,在区分I路和Q路时,处理方法各不一样,下行链路要先进行串并转换分成I路和Q路,每个I路和Q路上的速率即为Symbol Rate。同样,对于上行链路,采用并行的BPSK方式,I路和Q路不是串并转换而来,而是各是一个分支分别进行扩频和加扰调制过程。进行扩频之后的速率为Chip Rate。再进行加扰处理和每码字功率增益的调整过程。整个基带信号处理过程结束之后,再进行中频转换和射频调制过程,将Chip关系调制到相位关系上
12、,即所谓的相调。值得注意的是,对于同一类业务,系统根据不同的Qos要求,在传输信道上可能会选择不同的速率,则信号处理过程会有所区别,实行动态的处理过程,这也是与GSM系统的区别。但从规范的角度来看,不同Qos的业务选择的处理过程是一定的,只是提供了多样的处理方式,由RNC动态分配。3.84Mchip/s的速率值是人为确定的。从上述的时间频率二元性上可知,频率越宽系统的抗干扰性能越好,但频率的使用率却越低。所以3.84Mchip/s的速率值只是人为的一个折中。WCDMA本身定义的速率值是4.096Mchip/s,为了欧洲与北美不同制式的协调,才最终选择了3.84Mchip/s的速率。在UMTS中
13、,码字一共有二种类型的应用,第一种称为信道化码(Channelization code,简写为CH),第二种称为扰码(Scrambling code,简写为SC)。由于在上下行链路中处理方式的不同,导致二种类型码字的作用各不一样。在下行链路(基站移动台方向)上,基站向本小区发送信息时,基站首先将各种用户信息分别与各自的CH进行相乘运算,之后将信号叠加,再与扰码进行相乘运算,之后在空中接口上发射。移动台侧先做解扰,然后再解出自己的有用信息。用户信息和CH进行相乘运算时,CH就是扩频序列,通过选择CH的正交性,来区分用户信息。所以CH无论在上行还是下行链路上,它最基本的作用就是直接扩频(Sprea
14、ding),所以CH就是扩频码。经过扩频后的速率都是3.84Mchip/s,再进行扰码加密过程,扰码的速率也是恒定的3.84Mchip/s。CH除了作为扩频码外,还可以作为物理信道的ID。在UMTS中,单个用户的业务类型,可以根据需要分配多个物理信道,理论上2M速率的实现是通过同时占用多个物理信道来实现的,而用户正是通过识别不同的CH来获得物理信道的服务,所以CH是用来区分在下行链路上的多个物理信道的。空中接口资源在分配时,相当于分配给用户的就是多个CH。而这种分配是由RNC来完成的动态分配。作为扰码,移动台必须首先进行解扰,然后才能获得自己的有用信息,所以扰码的作用相当于小区的ID。对移动台
15、来说,由于工作在相同频率,所以可以收到来自不同小区的无线信号,是一个自干扰系统,但通过扰码,移动台只需要对驻扎小区进行解码,因为有用信息只有在本小区的专用信道上发送。在下行链路上,移动台首先要区分本小区和非本小区的信号,这个区分过程就是通过解本小区扰码来实现的。所以系统中每小区对应一个扰码。需要强调的是cell、sector和BTS概念的不同。对于BTS来说,可以是全向站、三扇区或六扇区定向站等,如果基站在发射方向是全向发射,从逻辑角度来说,基站的管理是一个小区(cell),1BTS1cell,基站分配一个扰码;如果基站在发射方向是三扇区定向发射,每个扇区(sector)就是一个小区(cell
16、),故一个BTS需要3个扰码。所以cell的概念是OMCR上的概念,逻辑上是执行相关算法的最小单位。而sector的构成是从射频角度上讲的。在UMTS中,一个全向的BTS,可以理解为在下行链路上是全向发射,而上行方向则是3扇区定向接受的,采用3付天线,在发射方向三扇区发射相同的信号,相当于全向发射,而接受端是定向接受。对于相邻小区的扰码在分配时码字的互相关性要低,正交性要好。但从网络角度来说,如果二个基站处于同时发射,到达移动台后,由于所处位置不同,在接受来自二个小区的信号时,由于传播时延,信号的相位会有所偏差,形成干扰。也就是在同步条件下,完全正交的特性,由于传播时延而遭到破坏。在上行链路(
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