《WCDMA内部培训》3-WCDMA无线关键技术资料

1、WCDMA内部培训3-WCDMA无线关键技术资料课程内容课程内容功率控制技术切换技术码资源管理Rake接收技术接纳和负载控制n码信道之间的非正交产生多址干扰，存在功率攀升现象。码信道之间的非正交产生多址干扰，存在功率攀升现象。nWCDMA网络网络 会议室会议室 码信道传输码信道传输用方言交谈用方言交谈 信道功率信道功率说话声音说话声音 保证信道质量保证信道质量听清对话听清对话 信道功率增加信道功率增加谈话声音提高谈话声音提高 功率攀升功率攀升大家都提高声音大家都提高声音 超过线性范围崩溃超过线性范围崩溃喊破喉咙，仍然听不清喊破喉咙，仍然听不清 小区外的干扰小区外的干扰房间外的干扰房间外的干扰功

2、率攀升功率攀升功率控制技术信号被离基站近的UE的信号“淹没”，无法通信一个UE就能阻塞整个小区Powerf远近效应远近效应功率控制技术每个用户对于其他用户每个用户对于其他用户都相当于干扰，远近效都相当于干扰，远近效应严重影响系统容量应严重影响系统容量Powerf采用功控技术减少了采用功控技术减少了用户间的相互干扰，用户间的相互干扰，提高了系统整体容量提高了系统整体容量功率控制功率控制Powerf功率控制技术克服远近效应和补偿衰落 减小多址干扰，保证网络容量 延长电池使用时间 下行功率控制下行功率控制小区发射功率小区发射功率上报功率控制比特上报功率控制比特手机发射信号手机发射信号功率控制命令功率

3、控制命令上行功率控制上行功率控制功率控制功率控制功率控制技术三种功率控制三种功率控制开环开环从信道中测量干扰条件，并调整发射功率闭环内环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闭环外环测量误帧率（误块率），调整目标信噪比功率控制技术UENode B开环功率控制的目的：提供初始发射功率的粗略估开环功率控制的目的：提供初始发射功率的粗略估计计 开环功率控制开环功率控制nUE从从BCH信道得道导频信道信道得道导频信道CPICH的发射功率的发射功率P1

4、；nUE测量自己的接收功率测量自己的接收功率P2；nUE根据根据P=P1-P2得出下行路损值；得出下行路损值；n根据互易原理，有下行路损估计出上行路损，从而得出根据互易原理，有下行路损估计出上行路损，从而得出UE的发射功率；的发射功率；功率控制技术BCHRACH 闭环功率控制闭环功率控制功率控制技术UENode BRNC内环功控内环功控外环功控外环功控n闭环功控是对专用信道精确的功率控制！闭环功控是对专用信道精确的功率控制！上行内环功率控制上行内环功率控制功率控制技术UENode B内环功控内环功控n闭环功控是对专用信道精确的功率控制；闭环功控是对专用信道精确的功率控制；n上行内环功控目地：使

5、基站处接受到的每个上行内环功控目地：使基站处接受到的每个UE信信号的号的bit能量相等；能量相等；发生位置发生位置UE和NodeB之间控制者控制者/ /被控制者被控制者NodeB/UENodeB控制UE的功率控制依据控制依据SIRtar控制信号控制信号TPC测量接受数据的测量接受数据的SIR并并与与SIRtar比较，从而设比较，从而设置功率控制；置功率控制；频率：频率：1500Hz两个概念两个概念BLER-SIR功率控制技术n最终无线接入网（最终无线接入网（RAN）提供给）提供给NAS的服务中的服务中QoS的表的表征量为征量为BLER，并非，并非SIR；n根据无线通信的原理，根据无线通信的原理

6、，SIR固定的情况下，固定的情况下，BLER并非并非固定，而是会随着无线环境的变化而变化；固定，而是会随着无线环境的变化而变化；上行外环功率控制上行外环功率控制功率控制技术Node BRNC外环功控外环功控n闭环功控是对专用信道精确的功率闭环功控是对专用信道精确的功率控制！控制！发生位置发生位置RNC和NodeB之间控制者控制者/ /被控制者被控制者RNC/NodeBRNC控制NodeB控制依据控制依据BLERtar（CN提供）控制信号控制信号TPC测量接受数据的测量接受数据的BLERBLER并并与与BLERtarBLERtar比较，从而比较，从而设置设置SIRtarSIRtar；频率：频率：

7、10-100Hz10-100Hz下行闭环功率控制下行闭环功率控制功率控制技术UE物理层Node B内环功控内环功控外环功控外环功控n和上行的闭环功控的区别：和上行的闭环功控的区别：n功控的方向：功控的方向：UE控制控制NodeB的发射功率（的发射功率（UE也有控制功能，也有控制功能，UE发发TPC命令控制基站）；命令控制基站）；n上行外环功控发生在上行外环功控发生在RNC-NodeB之间，下行的外环功控发生在之间，下行的外环功控发生在UE的物理层和的物理层和UE的层的层3之间，之间，UE层层3设置设置SIRtar；UE层3软切换下的功率控制软切换下的功率控制-SSDT功率控制技术SSDT：基站

8、选择发射分集传统的下行功率控制方法：所有基站都向UE发射信号SSDT功控方法：对于下行，激活集中的小区都发DPCCH，而发射DPDCH的小区则最快每10ms有UE做出选择；选择标准：路径损耗小，信号强；下行功率平衡下行功率平衡-克服功率漂移克服功率漂移功率控制技术n功率漂移的产生原因：控制功率漂移的产生原因：控制Bit的误发，特别是在小区边缘地区，的误发，特别是在小区边缘地区，误码率高，可能引起误码率高，可能引起TPC误发；导致用户掉话；误发；导致用户掉话；n解决方法：解决方法：WCDMA特有技术特有技术-下行功率平衡。特殊情况下，下行功率平衡。特殊情况下，SRNC直接指挥直接指挥UE，不要按

9、照，不要按照TPC的指示进行功率控制，直接按的指示进行功率控制，直接按照照RNC的命令进行功率控制（的命令进行功率控制（eg：上升：上升5dB，下降，下降3dB）；）；UENode BRNC下行功率平衡（下行功率平衡（RNC直接控制直接控制UE）闭环功率控制闭环功率控制n内环功率控制内环功率控制: :快速闭环功率控制，速度是快速闭环功率控制，速度是15001500次次/ /秒秒在基站与移动台之间的物理层进行在基站与移动台之间的物理层进行一个时隙（一个时隙（0.67ms0.67ms）给出一次功率控制命令）给出一次功率控制命令n外环功率控制外环功率控制业务质量是主要由误块率确定的，是直接的关系，与

10、信噪比是间接的业务质量是主要由误块率确定的，是直接的关系，与信噪比是间接的关系。关系。信噪比与误码率（误块率）的关系随环境的变化而变化，是非线性的信噪比与误码率（误块率）的关系随环境的变化而变化，是非线性的外环功率控制是慢变化的粗调节（外环功率控制是慢变化的粗调节（RNC到到Node B）内环功率控制是快变化的细调节（内环功率控制是快变化的细调节（Node B到到UE）功率控制技术功率控制效果功率控制效果n下行链路功率控制目的下行链路功率控制目的节约基站的功率资源，减少对其他基站的干扰节约基站的功率资源，减少对其他基站的干扰n上行链路功率控制目的上行链路功率控制目的克服远近效应克服远近效应目标

11、是在信号接收端，所有的用户有相同的信号干扰比目标是在信号接收端，所有的用户有相同的信号干扰比 SIR SIR (Signal to Interference Ratio).(Signal to Interference Ratio).功率控制决定了功率控制决定了WCDMA系统的容系统的容量量功率控制技术课程内容课程内容功率控制技术功率控制技术切换技术切换技术码资源管理码资源管理Rake接收技术接收技术接纳和负载控制接纳和负载控制切换的概念切换的概念n当移动台慢慢走出原先的服务小区，将要进入另一个当移动台慢慢走出原先的服务小区，将要进入另一个服务小区时，原基站与移动台之间的链路将由新基站服务小区

12、时，原基站与移动台之间的链路将由新基站与移动台之间的链路来取代，这就是切换的含义。与移动台之间的链路来取代，这就是切换的含义。n目的：目的：为了保持终端在移动过程中跨越不同无线覆盖区域时，为了保持终端在移动过程中跨越不同无线覆盖区域时，业务的连续性。业务的连续性。切换技术切换技术切换技术n软切换：软切换：软切换则在载波频率相同的基站覆盖小区之间的信道切换软切换则在载波频率相同的基站覆盖小区之间的信道切换当当UE开始与一个新的小区建立联系时并不中断与原小区的联系。在软切换开始与一个新的小区建立联系时并不中断与原小区的联系。在软切换状态下，状态下，UE与多于一个小区建立无线链路。与多于一个小区建立

13、无线链路。切换过程中，移动用户可能同时与两个基站进行通信，从一个基站到另一切换过程中，移动用户可能同时与两个基站进行通信，从一个基站到另一个基站的切换过程中，没有通信中断的现象，真正实现了无缝切换。个基站的切换过程中，没有通信中断的现象，真正实现了无缝切换。CDMA系统独有的切换功能，可有效地提高切换的可靠性。系统独有的切换功能，可有效地提高切换的可靠性。n硬切换：硬切换：硬切换是当呼叫从一个小区交换到另一个小区或者从一个载波交换到另一硬切换是当呼叫从一个小区交换到另一个小区或者从一个载波交换到另一个载波时发生，它是一个时刻只有一个业务信道可用时发生的切换。个载波时发生，它是一个时刻只有一个业

14、务信道可用时发生的切换。硬切换采取的是连接之前先断开的方式，在与新的业务信道建立连接之前硬切换采取的是连接之前先断开的方式，在与新的业务信道建立连接之前先断开与旧的业务信道的连接。先断开与旧的业务信道的连接。切换过程中，移动用户仅与新旧基站其中一个连通，从一个基站切换到另切换过程中，移动用户仅与新旧基站其中一个连通，从一个基站切换到另一个基站过程中，通信链路有短暂的中断时间（可能掉话）一个基站过程中，通信链路有短暂的中断时间（可能掉话） 。切换技术切换技术切换技术 硬切换硬切换 软切换软切换切换技术切换基本分类切换基本分类n 软切换软切换 同一同一Node B下的小区软切换（更软切换）下的小区

15、软切换（更软切换） 不同不同Node B间的小区软切换间的小区软切换 不同不同RNC间的小区软切换（涉及间的小区软切换（涉及Iur口）口）n 硬切换硬切换 不同载频间的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）同一载频下的硬切换（强制性硬切换） 系统间硬切换（如与系统间硬切换（如与GSM之间）之间） 不同模式间硬切换（如不同模式间硬切换（如FDD与与TDD之间）之间）切换技术切换控制中小区的关系切换控制中小区的关系n激活集（激活集（active set）：指与某个移动台建立连接的小）：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。区的集合。用户信息从这些小区发送

16、。n监测集（监测集（monitor set ） ：不在激活集中，但是根据：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，属于监分配的相邻节点列表而被监测的小区，属于监测集。测集。 n检测集（检测集（detected set）：）：UE能够检测到的，既不在激能够检测到的，既不在激活集中，也不在监测集中的小区。活集中，也不在监测集中的小区。切换技术切换控制的一般流程（顺序）切换控制的一般流程（顺序）n1. 测量测量(UE)；n2. 测量结果的报告测量结果的报告(UE到到Node B、RNC)；n3. 根据切换算法进行判决根据切换算法进行判决(RNC)；n4. 切换的执行切换的执

17、行(RNC到到Node B、UE)。切换技术切换控制流程（一）切换控制流程（一）1. 测量测量n由由RNC决定决定UE测量并上报哪些物理量。切换需要测量并上报哪些物理量。切换需要UE测量的参数主测量的参数主要是要是P-CPICH的的Ec/N0或或RSCP（Received Signal Code Power）。）。n一般我们用一般我们用Ec/N0 ，因为，因为Ec/N0同时体现了所接收信号的强度和干同时体现了所接收信号的强度和干扰水平。扰水平。nEc/N0和和RSCP之间的关系如下：之间的关系如下：nEc/N0 RSCP/RSSIn其中，其中，RSSI（Received Signal Stre

18、ngth Indicator）是在相关信道带）是在相关信道带宽内的宽带功率。宽内的宽带功率。切换技术2. 测量结果的上报测量结果的上报n周期上报的切换算法：使用测量结果周期上报的切换算法：使用测量结果n事件触发的切换算法：使用事件判决的结果事件触发的切换算法：使用事件判决的结果软切换频间硬切换周期上报事件触发测量的结果在UE内过滤事件判决在RNC内进行切换判决在RNC内进行测量的结果在UE内过滤事件判决在UE内进行切换判决在RNC内进行切换控制流程（二）切换控制流程（二）切换技术3. 切换算法切换算法n无论是硬切换、软切换、周期上报还是事件触发，所有的切换无论是硬切换、软切换、周期上报还是事件

19、触发，所有的切换算法都是建立在根据测量结果所进行的事件判决基础之上的。算法都是建立在根据测量结果所进行的事件判决基础之上的。n3GPP规范中所定义的事件：规范中所定义的事件：n频内软切换相关事件：频内软切换相关事件：1A1Fn频间硬切换相关事件：频间硬切换相关事件：2A2Fn系统间切换相关事件：系统间切换相关事件：3A3D切换控制流程（三）切换控制流程（三）切换技术切换事件切换事件nEvent11A：一个主导频信道进入报告范围。：一个主导频信道进入报告范围。1B：一个主导频信道离开报告范围。：一个主导频信道离开报告范围。1C：一个不在：一个不在Active Set里的主导频信道的导频信号强度超

20、过一个在里的主导频信道的导频信号强度超过一个在Active Set里主导频信道的导频信号强度。里主导频信道的导频信号强度。1D：最好小区发生变化。：最好小区发生变化。1E：一个主导频信道的导频信号强度超过一个绝对门限值。：一个主导频信道的导频信号强度超过一个绝对门限值。1F：一个主导频信道的导频信号强度低于一个绝对门限值。：一个主导频信道的导频信号强度低于一个绝对门限值。nEvent22A：最好的频率发生变化，指异频小区的信号质量高于激活集内最：最好的频率发生变化，指异频小区的信号质量高于激活集内最好小区的质量。好小区的质量。2B：当前载频的信号质量低于一个值，而异频信号的质量高于一个：当前载

21、频的信号质量低于一个值，而异频信号的质量高于一个值。值。2C：异频信号的质量高于一个值。：异频信号的质量高于一个值。2D：当前载频的质量低于一个值。：当前载频的质量低于一个值。2E：异频信号的质量低于一个值。：异频信号的质量低于一个值。2F：当前载频的质量高于一个值。：当前载频的质量高于一个值。切换技术切换控制流程（四）切换控制流程（四）4.切换执行切换执行n通过切换算法，在测量结果基础上做出切换判决后，通过切换算法，在测量结果基础上做出切换判决后，就转入切换执行阶段。就转入切换执行阶段。n与软切换相关的三个切换操作是：与软切换相关的三个切换操作是：1）无线链路增加；）无线链路增加；2）无线链

22、路删除；）无线链路删除；3）无线链路替换（即同时进行无线链路的增加和删除）。）无线链路替换（即同时进行无线链路的增加和删除）。 切换技术切换判决（待判决定的小区）Case:满足事件1ACase:满足事件1BCase:满足事件1CCase:满足事件1DCase:满足事件1ECase:满足事件1F将该小区加入到无线链路增加列表中将该小区加入到无线链路删除列表中将被替换掉的小区加入到无线链路删除列表中，将触发该事件的小区加入到无线链路增加列表中。将该小区标记为最佳小区将该小区加入到监控集中将该小区删除出监控集软切换算法流程软切换算法流程切换技术 AS_Th AS_Th_HystAs_Rep_Hyst

23、As_Th + As_Th_HystCell 1 ConnectedEvent 1A Add Cell 2Event 1C Replace Cell 1 with Cell 3Event 1B Remove Cell 3CPICH 1CPICH 2CPICH 3TimeMeasurementQuantityTTT算法需要下列参数： AS_Th:：宏分集门槛（报告范围）AS_Th_Hyst:：上面门槛的滞后参数 AS_Rep_Hyst：替代滞后参数T:：触发定时 AS_Max_Size:：激活集中的最大小区数目软切换算法的例子软切换算法的例子切换技术课程内容课程内容功率控制技术功率控制技术切换技

24、术切换技术码资源管理码资源管理Rake接收技术接收技术接纳和负载控制接纳和负载控制 码资源管理码资源管理n码资源规划的目的码资源规划的目的:n在在WCDMA系统中，用到两种码，系统中，用到两种码，OVSF码和扰码。码和扰码。由于正交可变扩频因子码由于正交可变扩频因子码OVSF是宝贵的稀有资源，在下行一是宝贵的稀有资源，在下行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，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。对于下行信道化码

25、资源的规化和管理就非常重要。下行方向，由主扰码来区分小区，至于各小区的扰码应该怎下行方向，由主扰码来区分小区，至于各小区的扰码应该怎么分，应考虑扰码之间的互相关性，最好能保证每个小区与么分，应考虑扰码之间的互相关性，最好能保证每个小区与相邻小区的互相关性最小。相邻小区的互相关性最小。n码资源规划模块在系统中的位置码资源规划模块在系统中的位置:位于位于CRNC中。中。码资源管理Orthogonal Codes正交码的作用正交码的作用OC1, OC2OC3, OC4OC5, OC6, OC7OC1 , OC2, OC3OC1, OC2OC1, OC2, OC3, OC4上行上行:正交码用于区分从一

26、个用户终端发出的不同信道正交码用于区分从一个用户终端发出的不同信道下行下行: 正交码用于区分从一个基站发出的不同信道正交码用于区分从一个基站发出的不同信道码资源管理码分配原则码分配原则nOVSF码是码是CDMA系统中比较宝贵的资源。下行只有一个码树给很系统中比较宝贵的资源。下行只有一个码树给很多用户使用（所有用户用一个扰码）。码分配的目标是以尽可能多用户使用（所有用户用一个扰码）。码分配的目标是以尽可能低的复杂度支持尽可能多的用户。码分配准则考虑两个因素：低的复杂度支持尽可能多的用户。码分配准则考虑两个因素：1）利用率）利用率就是尽量减少因码分配而阻塞掉的低值码的数量，使其达到码资源就是尽量减

27、少因码分配而阻塞掉的低值码的数量，使其达到码资源最少化。比如，一个的单码最少化。比如，一个的单码C4,1承载能力与（承载能力与（C8,1，C8,3）的双码承）的双码承载能力是相等的。用一个单码载能力是相等的。用一个单码C4,1更好。多码传输增加复杂度，尽量更好。多码传输增加复杂度，尽量避免多码传输。避免多码传输。2）复杂度）复杂度紧挨原则：在码的分配与管理时，尽量紧挨，以免利用率不高。紧挨原则：在码的分配与管理时，尽量紧挨，以免利用率不高。码资源管理SF=8SF=32SF=16信道化码的特点信道化码的特点1.分配码的前提：分配码的前提：要保证其到树根路径上和其子树上没有其它码被分配；要保证其到

28、树根路径上和其子树上没有其它码被分配；2.分配码的结果：分配码的结果：会阻塞掉其子树上的所有低速扩频码和其到根路径上的高速会阻塞掉其子树上的所有低速扩频码和其到根路径上的高速扩频码；扩频码；码资源管理SF=4SF=8SF=16SF=32SF=4SF=8SF=16SF=32012310987654151413121126313029282716212019181724232225绿色代表由于低速扩频因子的码字被分配而屏蔽掉的高速扩频因子码字宝石篮代表优化分配的码字（根据申请的扩频因子）红色代表已分配的码字深蓝代表高速扩频因子的码字被分配而屏蔽掉的低速扩频因子码字三个结果中任取一个码分配示例码分配

29、示例码资源管理PN码的作用码的作用PN3PN4PN5PN6PN1PN1Cell Site “1” transmits using PN code 1PN2PN2Cell Site “2” transmits using PN code 2上行上行: PN 码用作区分不同的用户终端码用作区分不同的用户终端下行下行: PN 码用作区分不同的基站码用作区分不同的基站/小区小区码资源管理下行下行PN 码的规划码的规划PN1PN2PN3PN7PN6PN4PN5PN7PN6PN4PN5PN1PN2PN3PN1PN2PN3PN7PN6PN4PN5PN1PN2PN3PN7PN6PN4PN5PN1PN2PN3PN7PN6PN4PN5PN1PN2PN3PN7PN6PN4PN5码资源管理课程内容课程内容功率控制技术功率控制技术切换技术切换技术码资源管理码资源管理Rake接收技术接收技术接纳和负载控制接纳和负载控制RAKE接收机接收机n由于在多径信号中含有可以利用的信息，所以，由于在多径信号中含有可以利用的信息，所以，CDMA接收机可以通过合并多径信号来改善接收信号的信噪接收机可以通过合并多径信号来改善接收信号的信噪比。比。nRAKE接收机就是通过多个相关检测器接收多径信号中接收机就是通过多个相关检测器接收多径信号中各路信号，并把它们合并