UMTS 移动通信系统.ppt

1,UMTS移动通信系统,北京邮电大学无线通信新技术研究室,Xuguoxin,2,分类：频分多址(FDMA)-按频道划分用户，频带独享，时间共享时分多址(TDMA)-按时隙划分用户，时隙独享，频率共享码分多址(CDMA)-按码型划分用户，时隙/频率共享,多址技术,3,频分多址（FDMA）技术,含义：每个用户占用一个频率用户识别：频道号特点：简单，容易实现，适用于模拟和数字信号以频率复用为基础，以频带划分各种小区需要严格的频率规划，是频率受限和干扰受限系统以频道区分用户地址，一个频道传输一路模拟/数字话路对功控的要求不严，硬件设备取决于频率规划和频道设置基站由多部不同载波频率的发射机同时工作不适宜大容量系统使用应用：模拟/数字蜂窝移动通信系统,4,时分多址（TDMA）技术,含义：每个用户占用一个时隙用户识别：时隙特点：以频率复用为基础，小区内以时隙区分用户每个时隙传输一路数字信号，软件对时隙动态配置系统要求严格的系统定时同步对功控的要求不严是时隙受限和干扰受限系统TDD模式下，上下型信道信息可以共享应用：GSM系统,5,码分多址（CDMA）技术,含义：每个用户使用一个码型，频率/时间共享用户识别：码型特点：每个基站只需一个射频系统每个码传输一路数字信号每个用户共享时间和频率是一个多址干扰受限系统需要严格的功率控制需要定时同步软容量、软切换，系统容量大抗衰落、抗多径能力强应用：IS-95CDMA系统、cdma2000系统、WCDMA系统,6,CDMA扩频技术原理,扩频原理：以频带换取信噪比香农理论：C=Bwlog2(1+S/N)扩频系统的优点：抗干扰能力强，可抗白噪声、人为干扰、多径干扰等保密性好。扩频信号频谱近似白噪声，若不知PN序列生成方法就难以获取原始信息隐蔽性好。扩频信号近似白噪声，难以检测，宽带扩频信号功率谱密度很低，难以监听易于实现大容量多址通信易于精确定时和测距易于采用各种先进的分集技术，如RAKE接收、智能天线等,7,CDMA扩频和处理增益,8,CDMA直接序列扩频技术,CDMA,9,FrequencyDomain,CodeDomain,IS-95系统：信号在频域和码域上的分布情况,IS-95CDMA,10,Transmitter,Receiver,D,R2,R3,R3,矢量图,D,R1,R2,=,衰落!,多径影响,11,Transmittingantenna,Receivingantenna1,Receivingantenna2,Receivingantenna3,Receiver,抗多径影响空间分集,12,抗多径影响频率分集,13,1,2,t,t,|A2|,|A1|,|A3|,重叠的多径信号,+,A1*,A2*,A3*,A1*S1(t)+A2*S2(t)+A3*S3(t),“Rake”receiver,抗多径影响时间分集,14,抗多径影响RAKE接收机,15,下行DPCH编码,16,下行DPCH调制,17,18,下行DPCH调制星座图,19,AddCRC&TailBits,268bits,Pilot,PowerControl,&TFCI,DPCCHDataBits,15kbps,3840kcps,SF=256,DataOVSFGenerator,3840kcps,SF=64,244bits,1/3RateConv.Coder,804bits,1stInterleaver,804bits,RateMatching,490bits,Gain=-6dB,Gain,ComplexScrambling,I,+,+,+,-,OVSF2Generator,1,-1,I,3840kcps,225ScrambleCodeGenerator,Q,3840kcps,Q,402bits,FrameSegment,60kbps,ControlOVSFGenerator,Cch,256,0,Cch,64,16,IScrambleCode,IScrambleCode,Q,Q,DTCHDataBits,60kbps,120bits,96bits,360bits,360bits,110bits,90bits,DPDCHDataBits,20msFrames,40msFrames,10msFrames,49kbps,AddCRC&TailBits,1/3RateConv.Coder,1stInterleaver,RateMatching,11kbps,Segment&Match,DCCHDataBits,TrCHMux,60kbps,CCTrCH,2ndInterleaver,上行DPCH编码/调制,20,上行DPCH调制,21,上行DPCH调制星座图,22,23,OVSF正交可变扩频因子,24,系统卷积编码技术,（卷积编码：编码率1/2，约束长度9）,25,Turbo编码技术,UsestheSameCoderforBothParityGeneratorsSecondParityGeneratorInputisInterleavedYields0.5dBImprovementRelativetoConvolutionEncoderforHighSpeedData,26,蜂窝移动通信的基本概念,蜂窝系统-“小区制”系统-将所要覆盖的地区划分为若干个小区，每个小区的半径可视用户的分布密度在1-10km左右,在每个小区设立一个基站为本小区范围内的用户服务。-“频率复用”的概念-特点：用户容量大，服务性能较好，频谱利用率较高，用户终端小巧且电池使用时间长，辐射小等-问题：系统复杂，越区切换，漫游，位置登记；更新和管理以及系统鉴权等蜂窝分类-宏蜂窝(Macro-cell)2-20km-微蜂窝(Micro-cell)0.42km-微微蜂窝(Pico-cell)400m-分层蜂窝(由多种蜂窝组成),27,28,29,30,31,32,33,移动通信系统的全球覆盖,34,蜂窝频率复用方式,FDMA频率复用,CDMA频率复用,35,FDMA蜂窝覆盖,36,G=3x0.8