WCDMA优化培训の基础原理(共32张)

1、WCDMA 无线基础理论UMTS 结构RNCRNCCore NetworkNode BNode BNode BNode BIuIuIurIubIubIubIubUu (the “radio interface”)UEUTRAN:UTRA NetworkRNC: Radio Network ControllerUE: User EquipmentUTRAN空中接口UERRCRLCMACPHYRLCCTRLUSERDATAUTRANRRCMACPHYRLCRLCCTRLUSERDATAUTRAN (UMTS Terrestrial radio access netwrok) 模型Physical

2、channels Physical Channels Distinguished by: - RF Frequency - Channelization Code - Spreading Code - Modulation (I/Q) Phase (uplink) - Timeslot (TDD mode)Signaling Radio BearerRadio BearerTransport channels - grouped by method of transportLogical channels - grouped by information content - User Data

3、 - Control and signalingUTRAN OSI 模型L1L2L2L3L1L2L2L33GPP TS 25.201 V3.1.0 用户面控制面逻辑信道传输信道物理信道用户面控制面内容安排WCDMA 基本原理基本功能功率控制移动性(软切换和频间切换)信道转换准入控制拥塞控制基本原理基本接入技术FDMA每一个用户的频率互不相同 (每一个用户一个语音信道)所有用户发射机可以同时工作AMPS, NMT, TACSUser 1User 2User 3Frequency每一个发射机的扩频码互不相同每一个信道的正交码互不相同许多用户公享同一频率和时间IS-95, cdma2000, WCD

4、MAFrequencyCDMAMultiple TransmittersandMultiple Data Channels每一个用户的时隙互不相同每一个数据信道在一个时隙内的位置互不相同几个用户可以共享同一频率 IS-136, GSM, PDCTDMAUser 1User 2User 3User NTime3.84 Mcps 码速率异步模式可变扩频和multi-code使用, SF = 4512高速数据 - 384 kbps with wide-area coverage - Up to 2 Mbps with local coverage (packet services)FDD载波间隔 4

5、.2 - 5 MHz (200 kHz steps)帧长 10 msft10 ms frame4.2-5.0 MHzMultiplexed Variable rate usersP3GPP WCDMA 基本概念 DS-CDMA - 原理fP3窄带干扰宽带干扰MODDEMLPDET(960 kb/s)(3,84 Mc/s)54321扩频增益g=RchipRbitP4P5P2P1f抗干扰 Interference Rejection 使用扩频，在解码后有用信号变成尖峰，而干扰变成小信号。fPSpread SpectrumfPSpread SpectrumNoise Floor LevelWante

6、d signalInterferer 1Interferer 2Interferer nfPSpectrum after De-spreading(Processing)Noise Floor LevelInterferer 1Interferer 2Interferer nCombined level for Noise and InterferenceWanted signalC/I 干扰和容量小区中所有正在进行的呼叫决定干扰电平 呼叫越多，干扰越大. 覆盖边缘的用户没有足够的发射功率抵抗干扰. (随着容量的增加覆盖减小 小区呼吸)每个新呼叫影响正在进行的呼叫 i.e. A new cal

7、l affects the QoS of on-going calls.功率控制必不可少。(W)CDMA 系统容量单个小区容量支持用户数:KGp/(Eb/I0)多个小区容量100% 频率复用容量干扰受限 其他小区用户产生的干扰 (不受基站功率控制的用户) - 减少上行容量其他基站对UE接收机产生的干扰- 减少下行容量上下行都需要快速功率控制WCDMA 码的使用从单个小区来看:所有移动台共享同一个载波正交码区分区分不同用户，和同一用户连接的不同信道信道码Channelization codes从整个网络来看:多个发射机 (RBS, UE) 共存于同一区域下的同一频率近似正交码区分发射机扰码Scr

8、ambling codesCC2CC1CC3CCn扰码和信道码DataUser 1Cell combinerFilteringModulator,TransmitterRBS, sector 1DataUser 2DataUser 3DataUser nCC1CC2CC3CCnSC1DataUser 1FilteringReceiver, DemodulatorUE 1CC1SC1DataUser 2FilteringReceiver, DemodulatorUE 2CC2SC1UserData1UserData2UserData3UserDatanSC1UserData1NoiseNoise

9、NoiseCC2CC1CC3CCnSC1CC2CC1CC3CCn扰码和信道码DataUser 1Cell combinerFilteringModulator,TransmitterRBS, sector 1DataUser 2DataUser 3DataUser nCC1CC2CC3CCnSC1DataUser 1FilteringReceiver, DemodulatorUE 1CC1SC1DataUser 2FilteringReceiver, DemodulatorUE 2CC2SC1UserData1UserData2UserData3UserDatanSC1UserData1Noi

10、seNoiseNoiseCC2CC1CC3CCnCC2CC1CC3CCn扰码和信道码DataUser 1Cell combinerFilteringModulator,TransmitterRBS, sector 1DataUser 2DataUser 3DataUser nCC1CC2CC3CCnSC1DataUser 1FilteringReceiver, DemodulatorUE 1CC1SC1DataUser 2FilteringReceiver, DemodulatorUE 2CC2SC1UserData1UserData2UserData3UserDatanSC1UserData

11、1NoiseNoiseNoisescramblingchannelization扰码 ，PN 码 (伪随机码)截断的 Gold 码在WCDMA 中作为扰码用每一个基站和终端都被分配一个唯一的扰码码的特性：编码带宽要远大于信号(所传信息)的带宽自相关性好 (为使“正确”信号的峰值清晰)如果发射机和接收机之间的编码不能完全同步，由于自相关性好也不会有大的降级使正确同步的可能性最大互相关性低使RBS和UE间的干扰最小扰码的规划8192 个扰码分为主扰码和辅扰码512个主扰码最好的自相关和互相关特性每个主扰码配15个辅扰码用于多个扰码和其他特殊情况自相关和互相关特性稍差主扰码分成64个组，每组8个加快

12、小区搜索扰码的规划每个小区分配一个主扰码相邻小区使用统一个组的扰码可以重复使用相邻小区不能重复使用 按照S/I and Ec/I0 复用若运营商在临界区使用同一个频率，需要相互协调码的使用预留扰码便于协调SC1SC2SC3SC49SC50SC51SC17SC18SC19SC65SC66SC67SC33SC34SC35SC1SC2SC3SC33SC34SC35SC81SC82SC83信道码(正交码)正交可变扩频因子 (OVSF) 码在 WCDMA中作为信道码用从一个发射机来的每一个信道都被分配一个唯一的OVSF码 码的特性：基于 Walsh 函数非常好的自相关性如果完全同步，具有正交互相关性不同

13、的信道可以在相同的扰码上传输而没有相互间的干扰，也就是说，在接收机方有可能完全分离信道对同步要求高 (不适用于扰码)可用编码的最大数量依赖于码长在WCDMA中8, 16, 32, 64, 128, 256 (或 512) 个码片正交码树 Code limitation All codes within the tree are orthogonalSpreading factor12481632:C(1,1)C(1,-1)C(1,1,1,1)C(1,1,-1,-1)C(1,1,1,1,1)C(1,1,1,1,-1,-1,-1,-1)C(.)C(.)C(1)比特率和扩频因子WCDMA 发射机结构

14、User DataCRCFECInterleaverOSVF Code GeneratorChannel IDScramblingCode GeneratorCell ID/UE IDComplex Spreading(DL)HPSKSpreading(UL)FilterFilterIQModulatorRF5 - 1000 kbps3.84 Mcps30 - 1920 kbps3.84 Mcps3.84 McpsRepeated every 10 ms,same for all physical channelsRepeated every symbol,unique for each ch

15、annelError DetectionError CorrectionError RandomizationSpreadingScramblingSpectral ContainmentModulation & RF Signal Generation无线信道多径传播时间离散h()00123123WCDMA 接收机Transmitter:STx(t) = dkck*costkklReceiver:SRx(t) = lkdkck(t - lk)cos( + dlk)t +lktklSingle usertklMultiple userstklRake receiver principleRak

16、e 接收机每条多径称为一个 “finger”为每个“finger” 估计信道特性:时延幅度相位 Rake 接收机能够区分的多径间隔 one chip period TchipWCDMA: 3.84 Mcps Tchip = 0.26 s 78 mchip rate越高 能吸收更多的路径 (需要更多的处理能量)时间离散和信道估计 12h1h0h2ChannelDiversityCombinationSelectiveEqual gainMaximumRatioChannelEstimationDelayDelayDelay andcomplex amplitudesa2a1a00011/31/3

17、1/3h2*h1*h0*gggC(n)21C(n)C(n)a2a1a0r(n)Diversity CombinationToDecodera0a1a2122WCDMA 接收机结构RFReceiverFront EndDespreaderChannel EstimatorDemodulator&DescramblerCRC,ChannelDecoder,Deinter-leaverRadio Configuration ControlA/DMultipathEstimator.Multi-userDetectionMulti-pathCombinerUser Data.OSVF Code GeneratorScramblingCode Generator5 - 1000 kbps3.84 Mcps30 - 1920 kbps3.84 Mcps3.84 McpsResolving of multiple paths Inte