1、9.4 cdma2000系統(tǒng)的無線傳輸技術(shù)9.3 TD-SCDMA系統(tǒng)的無線傳輸技術(shù)9.2 WCDMA系統(tǒng)的無線傳輸技術(shù) 9.1 概述 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng) 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)9.1 概述實(shí)現(xiàn)一種能夠提供更高比特率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和更好的頻譜利用率,使終端能夠在全世界不同的網(wǎng)絡(luò)間無縫漫游的系統(tǒng)以取代第一、二代移動(dòng)通信系統(tǒng)，是推動(dòng)寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展的主要?jiǎng)恿Α?996年，由于預(yù)期該系統(tǒng)在2000年左右投入使用，一期主頻段位于2GHz附近，最高數(shù)據(jù)速率為2Mbit/s，ITU正式將其命名為IMT-2000，即第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（3G）。表9-1所示為ITU對(duì)IMT-2000業(yè)務(wù)的最低

2、性能要求。 表9-1 IMT-2000業(yè)務(wù)的最低性能要求 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)時(shí)（固定延遲）非實(shí)時(shí)（可變延遲）應(yīng)用環(huán)境峰值比特率BER/最大傳輸時(shí)延峰值比特率BER/最大傳輸時(shí)延衛(wèi)星（終端相對(duì)地面速度可以達(dá)到1000km/h）最少9.6kbit/s（最好更高）最大傳輸時(shí)延400msBER=103107最少9.6kbit/s（最好更高）最大傳輸時(shí)延1300msBER=105108農(nóng)村室外（終端相對(duì)地面速度可以達(dá)到500km/h）最少144kbit/s（最好384kbit/s）最大傳輸時(shí)延2030msBER=103107最少144kbit/s（最好384kbit/s）最大傳輸時(shí)延150msB

3、ER=105108城市/郊區(qū)室外（終端相對(duì)地面速度可以達(dá)到130km/h）最少384kbit/s（最好512kbit/s）最大傳輸時(shí)延2030msBER=103107最少384kbit/s（最好512kbit/s）最大傳輸時(shí)延150msBER=105108室內(nèi)/小范圍室外（終端相對(duì)地面速度可以達(dá)到10km/h）最少2048kbit/s最大傳輸時(shí)延2030msBER=103107最少2048kbit/s最大傳輸時(shí)延150msBER=105108IMT-2000空中接口的主要目標(biāo)如下： 全球同一頻段、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、無縫隙覆蓋、全球漫游； 提供多媒體業(yè)務(wù)： 車速環(huán)境144kbit/s； 步行環(huán)境384k

4、bit/s； 室內(nèi)環(huán)境2Mbit/s； 便于過渡、演進(jìn)：由于第三代移動(dòng)通信引入時(shí)，第二代網(wǎng)絡(luò)已具有相當(dāng)規(guī)模，所以第三代網(wǎng)絡(luò) 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)一定要能在第二代網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上逐步靈活演進(jìn)而成，并應(yīng)與固定網(wǎng)兼容； 高服務(wù)質(zhì)量； 高頻譜利用率； 低成本：袖珍 ，價(jià)格低； 高保密性能。 第九章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)相比于2G的IS-95，3G CDMA標(biāo)準(zhǔn)采用了較寬的帶寬（如WCDMA最小帶寬為5MHz），故稱為寬帶CDMA系統(tǒng)。選擇這一帶寬的原因 ：1）對(duì)于第三代系統(tǒng)，5MHz帶寬可以獲得144kbit/s和384kbit/s的數(shù)據(jù)速率，并且可以提供合理的容量

5、，即使2Mbit/s的峰值速率也可以在有限的條件下提供；2）較寬的5MHz帶寬比較窄的帶寬更能解決多徑問題，從而增加分集，改進(jìn)性能。 IMT-2000系統(tǒng)的構(gòu)成如圖9-1所示，它主要由三個(gè)功能子系統(tǒng)：即核心網(wǎng)（CN）、無線接入網(wǎng)（RAN）、用戶設(shè)備（UE）構(gòu)成， 第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)圖9-1 IMT-2000的功能模型及接口三種主流第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)性能比較如表9-2所示。表9-2三種主流第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)性能比較第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)WCDMATD-SCDMAcdma2000基本帶寬/MHz51.61.25/3.75碼片速率/（Mchip/s）

6、3.841.281.2288/3.6864多址方式DS-CDMATD-CDMADS-CDMA和MC-CDMA幀長(zhǎng)/ms1010（子幀5ms）采用技術(shù)類型直接序列擴(kuò)頻DSTC多載波MC雙工方式FDDTDDFDD信道編碼卷積碼、Turbo碼卷積碼、Turbo碼卷積碼、Turbo碼擴(kuò)頻方式QPSKQPSKQPSK交織卷積碼：幀內(nèi)交織Turbo碼：幀內(nèi)交織卷積碼：幀內(nèi)交織Turbo碼：幀內(nèi)交織塊交織數(shù)據(jù)調(diào)制QPSK（上行鏈路）BPSK（上行鏈路）QPSK和8PSK（高速率）QPSK（上行鏈路）BPSK（上行鏈路）第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)語音編碼固定速率固定速率可變速率前向擴(kuò)頻Walsh（信道化

7、碼）+Glod碼218（區(qū)分小區(qū)）Walsh（信道化碼）+PN碼（區(qū)分小區(qū)）Walsh（信道化碼）+M序列215（區(qū)分小區(qū)）反向擴(kuò)頻Walsh（信道化碼）+Glod碼225（區(qū)分用戶）Walsh（信道化碼）+PN碼（區(qū)分用戶）Walsh（信道化碼）+m序列2421（區(qū)分用戶，不同用戶相移不同）相干解調(diào)前向：專用信道采用導(dǎo)頻符號(hào)與業(yè)務(wù)碼時(shí)間復(fù)用（TM），并采用公共連續(xù)導(dǎo)頻（CM）反向：專用導(dǎo)頻信道（TM）前向和反向都采用專用導(dǎo)頻信道（TM）前向：采用獨(dú)立連續(xù)導(dǎo)頻復(fù)用（CM）反向：專用導(dǎo)頻信道（CM）功率控制開環(huán)+快速閉環(huán)功控（1.5kHz）控制步長(zhǎng)：用戶設(shè)備1dB、2dB或3dB；基站0.5或1

8、5dB開環(huán)+快速閉環(huán)功控（200Hz）控制步長(zhǎng)1dB、2dB或3dB開環(huán)+快速閉環(huán)功控（800Hz）控制步長(zhǎng)1dB（可選0.5/0.25dB）核心網(wǎng)GSM-MAPGSM-MAPASNI-41基站間同步異步、同步（可選）同步（GPS）同步（GPS或其他方式） 3G主流標(biāo)準(zhǔn)WCDMA、TD-SCDMA、cdma2000的主要區(qū)別在于空中接口的無線傳輸技術(shù)上 。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的無線傳輸采用了多種新技術(shù)，其關(guān)鍵技術(shù)包括 ：1）初始同步技術(shù) 2）多徑分集接收技術(shù) 3）信道編譯碼技術(shù) 4）智能天線技術(shù) 5）多用戶檢測(cè)技術(shù)：6） 功率控制技術(shù) 第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信

9、系統(tǒng)1.第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) UMTS（Universal Mobile Telecommunication，通用移動(dòng)通信系統(tǒng)）系統(tǒng)中UMTS網(wǎng)絡(luò)由用戶設(shè)備（UE）、無線接入網(wǎng)（UMTS Terrestrial RAN，UTRAN）和核心網(wǎng)（CN）三部分構(gòu)成。高層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖9-2所示。 圖9-2 UMTS高層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)一個(gè)典型的UMTS PLMN（UMTS Public Land Mobile Network，通用移動(dòng)通信系統(tǒng)公眾陸地移動(dòng)網(wǎng)）組成如圖9-3所示，為了便于說明網(wǎng)絡(luò)連接的情況，圖中也包含了諸如ISDN、PSTN、Internet等其他類型的外部

10、網(wǎng)絡(luò)。 圖9-3 UMTS PLMN組成第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)2.空中接口協(xié)議結(jié)構(gòu)WCDMA的總體協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖9-4所示。從UE經(jīng)接入網(wǎng)UTRAN至核心網(wǎng)之間的協(xié)議棧，整體上可以分為非接入層（Non-Access Stratum，NAS）和接入層（Access Stratum，AS）。 圖9-4 WCDMA協(xié)議棧總體結(jié)構(gòu)第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)根據(jù)所傳數(shù)據(jù)內(nèi)容的不同，協(xié)議分為用戶平面和控制平面 。用戶平面 ：傳輸用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù) ；控制平面 ：用于傳輸信令 ?？罩薪涌趨f(xié)議分為三層：（1） 物理層 ：物理層通過傳輸信道向MAC層提供服務(wù)。 （2）數(shù)據(jù)鏈路層：MAC層和RLC層是數(shù)據(jù)

11、鏈路層的兩個(gè)重要組成部分。 （3） 網(wǎng)絡(luò)層 ：負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)從物理連接的一端傳到另一端 第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)WCDMA空中接口（Uu）的協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖9-5所示。 圖9-5 空中接口協(xié)議結(jié)構(gòu)第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)9.2 WCDMA系統(tǒng)的無線傳輸技術(shù) 1.概述WCDMA主要由歐洲ETSI和日本ARIB提出，是IMT-2000的一個(gè)重要分支，是目前全球范圍內(nèi)應(yīng)用最廣泛的一種3G技術(shù) 。WCDMA系統(tǒng)的基本特點(diǎn)如表9-3所示。 WCDMA還可采用一些先進(jìn)的技術(shù)，如自適應(yīng)天線、多用戶檢測(cè)、分集接收、分層式小區(qū)結(jié)構(gòu)等，來提高整個(gè)系統(tǒng)的性能。第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)表9-3WCDM

12、A系統(tǒng)的基本特點(diǎn)碼片速率/Mchip/s3.84多址方式直擴(kuò)碼分多址（DS-CDMA）系統(tǒng)帶寬/MHz5幀長(zhǎng)/ms10擴(kuò)頻因子上行4256 下行4512調(diào)制方式上行鏈路采用HPSK調(diào)制，下行鏈路采用QPSK調(diào)制，同時(shí)采用了復(fù)加擾技術(shù)，上下行鏈路采用了相干解調(diào)擴(kuò)頻方式上行鏈路采用2251的Glod碼來區(qū)分不同用戶，下行鏈路采用2181的Glod碼來區(qū)分不同基站。同時(shí)，上下行均采用可變擴(kuò)頻因子正交碼區(qū)分不同信道編碼方式除采用碼率為1/2和1/3的卷積編碼外，還增加了用于高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸?shù)腡urbo編碼技術(shù)多速率方式采用可變擴(kuò)頻因子和多碼傳輸功率控制方式上下行同時(shí)采用了開環(huán)和快速閉環(huán)功控，功控速率

13、達(dá)到1.5kHz切換方式軟切換和硬切換第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)2. 傳輸信道及物理信道(1)傳輸信道：分為公共傳輸信道（多個(gè)UE共用的傳輸信道資源 ）和專用傳輸信道 （只為一個(gè)用戶使用的傳輸信道資源 ）。1）公共傳輸信道： 廣播信道（BCH尋呼信道（PCH）前向接入信道（FACH 隨機(jī)接入信道（RACH） 下行共享信道（DSCH） 公共分組信道（CPCH）第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)2）專用傳輸信道：專用信道（DCH） (2)物理信道1）上行鏈路物理信道：分為上行公共物理信道和上行專用物理信道兩大類，每類包括的信道類型如表9-4所示。 表9-4上行鏈路物理信道類型物理信道類型縮寫上

14、行鏈路公共物理信道隨機(jī)接入物理信道PRACH公共分組物理信道PCPCH上行鏈路專用物理信道專用物理數(shù)據(jù)信道DPDCH專用物理控制信道DPCCH第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)2）下行鏈路物理信道：下行鏈路物理信道分為下行公共物理信道和下行專用物理信道兩大類，每類包括的信道類型如表9-5所示。表9-5下行鏈路物理信道類型下行鏈路公共物理信道物理信道類型縮寫公共導(dǎo)頻信道CPICH主公共控制物理信道P-CCPCH輔公共控制物理信道S-CCPCH同步信道SCH物理下行共享信道PDSCH捕獲指示信道AICH接入前導(dǎo)請(qǐng)求指示信道AP-AICH沖突檢測(cè)/信道分配指示信道CD/CA-ICH尋呼指示信道PICH

15、CPCH狀態(tài)指示信道CSICH下行鏈路專用物理信道專用物理數(shù)據(jù)信道DPDCH專用物理控制信道DPCCH第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)（3）傳輸信道向物理信道的映射 圖9-6 傳輸信道到物理信道的映射第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)（4）物理信道幀結(jié)構(gòu) 在物理信道上，每個(gè)時(shí)隙傳送一個(gè)數(shù)據(jù)塊。若干個(gè)時(shí)隙構(gòu)成一個(gè)幀(物理信道的基本結(jié)構(gòu))。WCDMA系統(tǒng)的幀長(zhǎng)為10ms，分為15個(gè)時(shí)隙。時(shí)隙長(zhǎng)度為，含2560個(gè)碼片，對(duì)應(yīng)于一個(gè)功率控制指令周期。上、下行專用物理信道的幀結(jié)構(gòu)如圖9-7、9-8所示。 第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)圖9-7 上行專用物理信道的幀結(jié)構(gòu)第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)圖9-

16、8 下行專用物理信道的幀結(jié)構(gòu) 下行鏈路可能采用多碼傳輸，此時(shí)，物理層的控制信息僅放在第一個(gè)下行DPCH上，其他附加的DPCH相應(yīng)的控制信息的傳輸時(shí)間沒才發(fā)送任何信息。即第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)采用不連續(xù)發(fā)射（DTX）,如圖9-9所示：圖9-9 多碼傳輸時(shí)下行鏈路的時(shí)隙格式第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)3. WCDMA信道編碼與復(fù)用 目的：在無線傳輸鏈路上提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù) 物理層的編碼和復(fù)用處理包括：差錯(cuò)檢測(cè)和糾正信道編碼速率匹配交織傳輸信道和物理信道之間的映射 高層的信息在經(jīng)過編碼和復(fù)用處理后，成為以10ms無線幀為周期、按物理信道分類的成幀信息比特序列。第9章 寬帶CDMA移

17、動(dòng)通信系統(tǒng)1)編碼和復(fù)用涉及的基本概念相關(guān)概念：傳輸塊（Transport Block，TB）數(shù)據(jù)交換的基本單元傳輸塊大小（Transport Block Size）傳輸塊所含比特?cái)?shù) 傳輸時(shí)間間隔（Transmission Time Interval，TTI）傳輸信道的參數(shù)，在集合10ms，20ms，40ms，80ms中取值。 第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)傳輸格式（Transport Format，TF）用于指示在傳輸信道上一個(gè)TTI期間內(nèi)的傳輸塊（集）的傳輸。 傳輸格式組合指示（Transport Format combination Indicator，TFCI）在一個(gè)10ms的無線幀

18、中表明在該傳輸格式組合集的這個(gè)特定幀中使用的傳輸格式組。2)上行鏈路編碼復(fù)用 在每個(gè)傳輸時(shí)間間隔內(nèi)，數(shù)據(jù)以傳輸塊的形式到達(dá)物理層。在上行鏈路，每個(gè)傳輸塊需要進(jìn)行的編碼復(fù)用操作的具體步驟如圖9-10所示。 圖9-10 上行鏈路編碼復(fù)用過程第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng) 具體處理過程如下：（1）添加CRC校驗(yàn)比特 CRC長(zhǎng)為24、16、12、8或0比特，下面為CRC的生成多項(xiàng)式：gCRC24(x)=x24+x23+x6+x5+x+1（9-1）gCRC16(x)=x16+x12+x5+1（9-2）gCRC12(x)=x12+x11+x3+x2+x+1（9-3）gCRC8(x)=x8+x7+x4+x

19、3+x+1（9-4）第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)（2）傳輸塊級(jí)聯(lián)和碼塊分割 信道編碼模塊對(duì)輸入序列長(zhǎng)度有特定的要求，每個(gè)傳輸塊加上CRC比特后，把一個(gè)傳輸時(shí)間間隔（TTI）內(nèi)的傳輸塊串行級(jí)連，當(dāng)級(jí)連后的比特序列長(zhǎng)度Xi大于最大編碼塊長(zhǎng)度Z時(shí)，則按要求進(jìn)行分割。經(jīng)過傳輸塊的級(jí)聯(lián)和碼塊分割后，編碼復(fù)用處理的數(shù)據(jù)單位就不是傳輸塊而是長(zhǎng)度調(diào)整后的編碼塊，但基本的處理時(shí)間仍是按傳輸時(shí)間間隔進(jìn)行的。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大編碼塊的長(zhǎng)度為：第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)卷積編碼 Z=504bit；Turbo編碼 Z=5114bit。無信道編碼 Z無限制分割后的碼塊具有相同的大小，記碼塊長(zhǎng)度為Ki，Ci為分割后的

20、總碼塊數(shù)，分割算法如下:碼塊數(shù)：Ci=|Xi/Z|，每個(gè)碼塊中的比特?cái)?shù)Ki：如果Xi40，且用Turbo編碼則Ki=40；否則Ki=若Xi不是Ki的整數(shù)倍，需在原數(shù)據(jù)流前加0。故填充比特?cái)?shù)：Yi=CiKiXi。 第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)（3）信道編碼 WCDMA系統(tǒng)有三種信道編碼方案：卷積編碼、Turbo編碼和不編碼。不同傳輸信道使用的信道編碼方案如表9-6所示。表9-6WCDMA系統(tǒng)的信道編碼方案及相應(yīng)的編碼碼率傳輸信道類型編碼方案編碼速率廣播信道（BCH）卷積碼1/2尋呼信道（PCH）隨機(jī)接入信道（RACH）CPCH、DCH、DSCH、FACHTurbo編碼1/3，1/21/3不進(jìn)

21、行編碼第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng) WCDMA系統(tǒng)中，前、反向鏈路采用的卷積碼的約束長(zhǎng)度均為9。對(duì)于碼率為1/2的卷積碼，其生成函數(shù)為g0=(753)8和g1=(561)8。對(duì)應(yīng)的編碼器結(jié)構(gòu)如圖9-11所示。圖9-11 k=9，碼率為1/2的卷積編碼器 第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)于碼率為1/3的卷積碼，其生成函數(shù)為g0=(557)8，g1=(663)8和g2=(771)8。相應(yīng)的編碼器結(jié)構(gòu)如圖9-12所示 圖9-12 k=9，碼率為1/3的卷積編碼器 第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng) WCDMA系統(tǒng)還采用了并行級(jí)聯(lián)Turbo碼（PCCC）。圖9-13所示是一個(gè)PCCC編碼器。對(duì)于一

22、比特信息，PCCC的輸出由信息比特和兩個(gè)校驗(yàn)比特組成，這樣編碼器的碼率是1/3。再經(jīng)打孔,復(fù)接得到其他的編碼速率。 圖9-13 PCCC結(jié)構(gòu)第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)假設(shè)編碼前碼塊中的比特?cái)?shù)為Ki，則編碼后的比特?cái)?shù)Ai如表9-7所示。 表9-7信道編碼前后碼塊比特?cái)?shù)的關(guān)系信道編碼編碼速率編碼后的比特?cái)?shù)卷積編碼1/2Ai=2Ki+161/3Ai=3Ki+24Turbo編碼1/3Ai=3Ki+12（4）無線幀均衡原理：為了方便數(shù)據(jù)映射到物理信道并進(jìn)行分幀，系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算出的需要分割成的無線幀的數(shù)目，第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)上行鏈路傳輸信道編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行長(zhǎng)度的均勻化 。無線幀均衡算法

23、為：設(shè)輸入的數(shù)據(jù)比特流為ci1，ci2，ci3，其中i為傳輸信道號(hào)， 為輸入數(shù)據(jù)比特的數(shù)目，輸出的比特流為ti1，ti2，ti3，其中Ti 為輸出比特的數(shù)目。輸出的比特流可由下式得到。 k=1，2，3，（9-5） =0|1 k= +1， +2， +3，Ti， Ti（9-6）式中，Ti= Ni，Ni=+1， 為1、2、4、8，即一個(gè)傳輸時(shí)間間隔相對(duì)于10ms的倍數(shù)，Ni為無線幀均衡后每個(gè)分段的比特?cái)?shù)。第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)（5）第一次交織（又稱幀間交織）設(shè)輸入到列交織器的數(shù)據(jù)流為：其中 為傳輸信道號(hào)， 為比特?cái)?shù)。為了得到交織后輸出的數(shù)據(jù)序列，按以下幾個(gè)步驟進(jìn)行。1)根據(jù)TTI的長(zhǎng)度，從

24、表9-8中選樣列數(shù) 。 2) 根據(jù)下式確定行數(shù) 的值。 （9-7）3) 將輸入數(shù)據(jù)流逐行寫入矩陣RICI，起始比特為第一行、第一列的 ，則數(shù)據(jù)寫好后的矩陣為： 第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)根據(jù)表9-8中的交織類型，結(jié)合所選擇的矩陣列數(shù)，將距陣RICI執(zhí)行列交換，得到的數(shù)據(jù)比特用 表示，則列交換之后的矩陣為第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)表9-8第一次交織的交織模式4)從執(zhí)行了列交換后的矩陣RICI中逐列讀出數(shù)據(jù)序列 即為第一次交織后輸出的數(shù)據(jù)序列。 傳輸時(shí)間間隔(TTI)/ms列數(shù)（GI）列間交織模式10102020，14040，2，1，38080，4，2，6，1，5，3，7第9章 寬帶C

25、DMA移動(dòng)通信系統(tǒng)（6）無線幀分段 如果TTI大于10ms，則輸入的數(shù)據(jù)序列將被分為 幀，其中 =TTI/10，由于無線幀分段是在無線幀均衡之后進(jìn)行的，所以可以保證輸入的數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度為 的整數(shù)倍。分段后每幀的長(zhǎng)度為 。設(shè)輸入比特序列為 ，其中i為傳輸信道號(hào)，Xi為輸入的總比特?cái)?shù)；輸出的比特序列為:其中 =1，2， ，為分段后無線幀的序號(hào)，則輸入輸出比特的對(duì)應(yīng)關(guān)系為(9-8)第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)（7）速率匹配速率匹配是對(duì)一個(gè)傳輸信道的比特進(jìn)行重復(fù)或刪除操作。高層會(huì)給每一個(gè)傳輸信道分配一個(gè)速率匹配特性，這一特性是準(zhǔn)靜態(tài)的，在計(jì)算比特重復(fù)或者刪除的數(shù)量時(shí)使用。 （8）傳輸信道復(fù)用每隔10

26、ms，各傳輸信道的無線幀就被輸入到傳輸信道復(fù)用模塊。該模塊將無線幀數(shù)據(jù)依次串行級(jí)聯(lián)，形成一個(gè)編碼組合傳輸信道CCTrCH（Coded Composite Transport Channel，）。第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)設(shè)傳輸信道復(fù)用模塊的輸入比特流為 其中 為傳輸信道號(hào)， 為傳輸信道 的無線幀中包含的比特?cái)?shù)；同時(shí)設(shè)I為傳輸信道數(shù)量，傳輸信道復(fù)用模塊輸出的比特流用 表示，下標(biāo)S表示輸入到傳輸信道復(fù)用模塊的總比特?cái)?shù)，即 傳輸信道復(fù)用模塊的輸入輸出序列的關(guān)系為 ：第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)（9）物理信道分割當(dāng)一個(gè)物理信道不足以承載上層的數(shù)據(jù)時(shí)，需要把編碼組合傳輸信道（CCTrCH）上的

27、數(shù)據(jù)平均分割為p個(gè)物理信道，每個(gè)無線幀中每一個(gè)物理信道的數(shù)據(jù)比特?cái)?shù)U=Y/p，其中Y為該CCTrCH上的數(shù)據(jù)流比特?cái)?shù)。 （10）第二次交織 （屬于幀內(nèi)交織）設(shè)輸入到第二步交織器的數(shù)據(jù)流為： ，其中p為物理信道數(shù)，U為每個(gè)無線幀內(nèi)物理信道的比特?cái)?shù)，則第二次交織步驟如下： 第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)1)設(shè)置列數(shù)C2=30，列編號(hào)從左至右依次為0，1，2，C21； 2) 通過找出滿足不等式UC2R2的最小整數(shù)R2，即可得到行數(shù)R2；3)將輸入到第二交織器的比特流按行寫入R2C2矩陣。 第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)4)按表9-8所示的交織類型執(zhí)行矩陣的列交換。設(shè)交換后的數(shù)據(jù)比特用 表示，則交

28、換后得到的矩陣為:5)將執(zhí)行列交換后的矩陣R2C2中的數(shù)據(jù)逐列讀出，并將輸入數(shù)據(jù)流中不存在的數(shù)據(jù)比特去掉，則可得到該交織器輸出的數(shù)據(jù)流。第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)（11）物理信道映射壓縮模式 ：指在特定的情況下，一幀中有連續(xù)幾個(gè)時(shí)隙不發(fā)送數(shù)據(jù)的物理層傳輸模式。參數(shù)TGL：傳輸間隔長(zhǎng)度(壓縮模式下不傳輸數(shù)據(jù)的連續(xù)時(shí)隙的個(gè)數(shù) )參數(shù) 分別為不傳輸數(shù)據(jù)的連續(xù)時(shí)隙的起始時(shí)隙號(hào)和終止時(shí)隙號(hào) 。設(shè)輸入到物理信道映射模塊的比特流為： ，其中p為物理信道數(shù)，U為某個(gè)物理信道的一個(gè)無線幀中的比特?cái)?shù)， 則所有的比特 被依次映射到各物理信道幀的數(shù)據(jù)域上第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng) 若 +TGL15，則時(shí)隙

29、 到 為傳輸間隔，即時(shí)隙 到 時(shí)隙無數(shù)據(jù)比特傳輸。 若 +TGL15，則時(shí)隙 到 為傳輸間隔，即時(shí)隙 到 時(shí)隙無數(shù)據(jù)比特傳輸。在第一幀中，傳輸間隔為： ， +1， +2，13，14；在第二幀中，傳輸間隔為：0，1，2， 。第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)3）業(yè)務(wù)復(fù)用過程示例上行鏈路8kbit/s語音業(yè)務(wù)和64kbit/s數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)同時(shí)存在（有隨路信令，語音/64kbit/s數(shù)據(jù)/DCCH的TTI分別為10ms/20ms/40ms）。編碼參數(shù)如表9-9所示，編碼過程如圖9-14所示。第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)表9-98kbits/s語音業(yè)務(wù)和64kbit/s數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)復(fù)用時(shí)的編碼參數(shù)參數(shù)參數(shù)值

30、信息比特速率8kbit/s 64kbit/s專用物理數(shù)據(jù)信道比特速率240kbit/s專用物理控制信道比特速率15kbit/s每時(shí)隙各域比特?cái)?shù)：Pilot/TFCI/TPC6bit/2bit/2bit碼重復(fù)率：DTCH1/DTCH26.4%/6.1%傳輸塊大?。篋TCH1/DTCH2/DCCH80/1280/96傳輸塊集合大?。篋TCH1/DTCH2/DCCH80/1280/96傳輸時(shí)間間隔：DTCH1/DTCH210ms/20ms卷積碼碼率/Turbo碼碼率1/3和1/3靜態(tài)速率匹配參數(shù)：DTCH1/DTCH21.0/1.0/1.0CRC校驗(yàn)碼長(zhǎng)度：DTCH1/DTCH216/16無線幀中傳

31、輸信道的位置固定第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)圖9-14 上行鏈路8kbit/s語音業(yè)務(wù)和64kbit/s數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)同時(shí)存在時(shí)的編碼過程第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)4）下行鏈路編碼復(fù)用下行鏈路編碼復(fù)用的步驟和上行鏈路相似，具體過程如圖9-15所示。圖9-15 下行鏈路編碼復(fù)用過程第9章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)比圖9-10和圖9-15可見，下行鏈路的編碼復(fù)用過程與上行鏈路編碼復(fù)用過程大致相同。主要有兩處區(qū)別： 速率匹配不是在無線幀分段之后，而是在信道編碼之后； 在編碼組合傳輸信道成型之前增加了一次DTX指示插入的操作，在編碼組合傳輸信道成型之后又進(jìn)行了第二DTX指示插入的操作。第9章 寬

32、帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)下行鏈路通過改變插入DTX（不連續(xù)發(fā)送）的數(shù)量來填滿所要傳的數(shù)據(jù)幀。實(shí)際的信道發(fā)送速率是固定的，只不過在多余的位置填上了DTX指示信息比特。DTX指示信息比特并不在空中傳輸，它們僅僅向發(fā)送端指示應(yīng)該在哪些比特位置關(guān)閉信號(hào)的發(fā)送。第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng) 1）擴(kuò)頻與調(diào)制過程擴(kuò)頻 分兩步：第一步信道化操作；第二步數(shù)據(jù)加擾圖 9-16 物理信道的擴(kuò)頻 WCDMA系統(tǒng)采用的是OVSF碼，其中擾碼為Gold碼。調(diào)制 WCDMA系統(tǒng)下行鏈路采用的是QPSK，而上行鏈路則采用了混合移相鍵控調(diào)制（HPSK）。 第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng) 根據(jù)下式求得復(fù)數(shù)長(zhǎng)擾碼為 2）WCD

33、MA系統(tǒng)使用的擾碼上行鏈路擾碼 上行鏈路的擾碼序列共有224個(gè)長(zhǎng)擾碼和224個(gè)短擾碼，均由高層分配。長(zhǎng)擾碼序列設(shè)序列x、序列y均為m序列，它們的生成多項(xiàng)式分別為第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng) 上行長(zhǎng)擾碼序列發(fā)生器結(jié)構(gòu)如圖9-17所示。圖 9-17 上行長(zhǎng)擾碼序列發(fā)生器結(jié)構(gòu)第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)短擾碼序列 短擾碼序列也是復(fù)數(shù)序列，實(shí)現(xiàn)原理與長(zhǎng)擾碼類似，只是細(xì)節(jié)有所不同。根據(jù)下式求得復(fù)數(shù)短擾碼為短擾碼發(fā)生器的結(jié)構(gòu)如圖9-18所示。第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)圖 9-18 上行鏈路短撫碼發(fā)生器的結(jié)構(gòu)其中，四進(jìn)制序列a(i)的生成多項(xiàng)式為第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)二進(jìn)制序列b(i

34、)的生成多項(xiàng)為二進(jìn)制序列d(i)的生成多項(xiàng)式為由四進(jìn)制序列Zn(i)到兩個(gè)二進(jìn)制序列的映射如表9-10 0 +1 +1 1 -1 +1 2 -1 -1 3 +1 -1第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)下行鏈路擾碼序列 下行鏈路共有2181個(gè)擾碼，它們的序號(hào)為：0，1，2，262142。通常用的擾碼是序號(hào)在0，1，2，8191中的碼字，這些碼字分為512個(gè)碼組，每個(gè)碼組包含一個(gè)主擾碼和15個(gè)輔擾碼。 主擾碼的序號(hào)為 n=16i i=0，1，511 第i個(gè)擾碼碼組的輔擾碼序號(hào)為 n=16i+k k=0，1，15第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng) 下行鏈路的512個(gè)主擾碼又可進(jìn)一步分為64個(gè)擾碼組，每組

35、包含8個(gè)主擾碼，第j個(gè)擾碼組包含擾碼序號(hào)為168j+16k的主擾碼，其中j=0，1，63，k=0，1，7。圖9-19 下行鏈路擾碼發(fā)生器的結(jié)構(gòu) 下行鏈路擾碼序列通過兩個(gè)實(shí)數(shù)序列合并成一個(gè)復(fù)數(shù)序列構(gòu)成的。設(shè)序列x、序列y均為m序列，它們的生成多項(xiàng)式分別為第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng) 將序列x和序列y按位模2加生成Gold碼,，其中下行鏈路長(zhǎng)擾碼序列 取Gold碼的前38400位，長(zhǎng)擾碼序列 由序列 相栘131072位后截取38400個(gè)碼片得到。根據(jù)下式求得復(fù)數(shù)擾碼為第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)3)上行鏈路擴(kuò)頻調(diào)制 擴(kuò)頻調(diào)制過程包括擴(kuò)頻、加幅度增益、I路和Q路合并、復(fù)加擾、實(shí)部虛部分裂和調(diào)

36、制幾個(gè)步驟。圖 9-20 上行專用物理信道的擴(kuò)頻調(diào)制過程第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng) 圖9-20中，擴(kuò)頻和增益加權(quán)之后I路和Q路的實(shí)值碼片流進(jìn)行的復(fù)加擾操作稱為復(fù)擾碼過程。復(fù)擾碼過程如圖9-21所示。較高峰均比（PAR）混合移相鍵控調(diào)制（HPSK）圖 9-21 復(fù)擾碼過程第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)圖9-22 HPSK調(diào)制過程 一般地，HPSK使用的復(fù)加擾還加上固定重復(fù)序列（或函數(shù)）來生成擾碼信號(hào)，這個(gè)固定重復(fù)序列（或函數(shù)）被稱為Walsh旋轉(zhuǎn)子。 在I路，使用的旋轉(zhuǎn)子為W0=1，1，在Q路使用的是W1=1，1第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng) 如果擴(kuò)頻后相鄰的chip點(diǎn)（Ichip+j

37、Qchip）是相同的，那么這兩個(gè)相鄰點(diǎn)中的第一個(gè)會(huì)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45，第二個(gè)會(huì)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45。保證在最后的星座空間中兩個(gè)點(diǎn)相差90，它們之間的跳變不會(huì)過零點(diǎn)，如圖9-23所示。圖9-23 相位跳變圖4）下行鏈路擴(kuò)頻調(diào)制 下行鏈路擴(kuò)頻調(diào)制過程如圖9-24所示，與上行鏈路類似。第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)圖9-24 下行鏈路物理信道擴(kuò)頻調(diào)制過程第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)9.3 TD-SCDMA系統(tǒng)的無線傳輸技術(shù) TD-SCDMA即時(shí)分/同步碼分多址接入。 采用：TDD模式 在上下行使用相同的頻率 同步CDMA、軟件無線電、聯(lián)合檢測(cè)、接力切換、低碼片速率、多時(shí)隙TDMA等一系列其他新技術(shù)表9-

38、12TD-SCDMA空中接口的主要參數(shù)和特性參數(shù)參數(shù)內(nèi)容基本帶寬1.6多址方式CDMA/TDMA/FDMA/SDMA雙工方式TDD擴(kuò)頻方式DS SF：上行1，2，4，8，16 下行1，16碼片速率1.28調(diào)制方式QPSK和8PSK（高速率）編碼方式卷積碼、Turbo碼、無編碼幀長(zhǎng)10（分為兩個(gè)5ms子幀）每子幀10（7個(gè)時(shí)隙被用作業(yè)務(wù)時(shí)隙）功率控制方式開環(huán)+閉環(huán)，功控速率200Hz，控制步長(zhǎng)1、2或3dB上行同步1/8chip智能天線在基站由8個(gè)天線組成天線陣多用戶檢測(cè)使用業(yè)務(wù)特性對(duì)稱和非對(duì)稱第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng) 1）傳輸信道 專用傳輸信道-專用信道

39、（DCH） 公共傳輸信道-廣播信道（BCH） -尋呼信道（PCH） -前向接入信道（FACH） -隨機(jī)接入信道（RACH） -上行共享信道（USCH） -下行共享信道（DSCH）2）物理信道結(jié)構(gòu) TD-SCDMA的物理信道采用四層結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)幀、無線幀、子幀和時(shí)隙/碼。時(shí)隙用于在時(shí)域上區(qū)分不同用戶信號(hào)，具有TDMA的特性。 圖9-25所示為TD-SCDMA的物理信道的幀層次結(jié)構(gòu)。第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)圖9-25 TD-SCDMA物理信道的幀層次結(jié)構(gòu) 一個(gè)TDMA幀長(zhǎng)為l0ms，分成兩個(gè)5ms子幀。這兩個(gè)子幀的結(jié)構(gòu)完全相同。第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)

40、圖9-26 TD-SCDMA子幀結(jié)構(gòu) 每一子幀分成長(zhǎng)度為675s的7個(gè)常規(guī)時(shí)隙和3個(gè)特殊時(shí)隙。第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)圖 9-27 上下行時(shí)隙分配 圖 9-28 DwPTS 時(shí)隙結(jié)構(gòu)碼片號(hào)（CN）區(qū)域長(zhǎng)度（chip數(shù)目）區(qū)域長(zhǎng)度（符號(hào)數(shù)目）區(qū)域長(zhǎng)度（s）區(qū)域內(nèi)容0351352見表-14275數(shù)據(jù)3524951449112.5中間碼496847352見表-14275數(shù)據(jù)84886316112.5保護(hù)間隔第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)圖9-29 TD-SCDMA系統(tǒng)突發(fā)結(jié)構(gòu)表9-13突發(fā)各個(gè)部分的內(nèi)容第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)表 9-14突發(fā)中每個(gè)數(shù)據(jù)塊包含的符號(hào)數(shù)擴(kuò)頻因子每個(gè)數(shù)據(jù)

41、塊符號(hào)數(shù)（N）135221764888441622 突發(fā)的數(shù)據(jù)部分由信道碼和擾碼共同擴(kuò)頻，即將每一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)轉(zhuǎn)換成一些碼片，因而增加了信號(hào)寬帶，一個(gè)符號(hào)包含的碼片數(shù)稱為擴(kuò)頻因子。擴(kuò)頻因子取1，2，4，8或16。第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng) TD-SCDMA系統(tǒng)的突發(fā)結(jié)構(gòu)提供了傳送物理層控制信令的可能。這里提到的物理層控制信令包括傳輸格式組合指示（TFCI）、發(fā)射功率控制（TPC）和同步偏移（SS）。物理層控制信令的結(jié)構(gòu)如圖9-30和圖9-31所示。圖9-30 不發(fā)送SS和TPC時(shí)的物理層控制信令結(jié)構(gòu)第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)圖9-31 發(fā)送SS和TPC時(shí)的物理層控制信令結(jié)構(gòu)3）物理信

42、道 物理信道也分為專用物理信道（DPCH）和公共物理信道（CPCH）兩大類。 DPCH：DCH映射到DPCH。第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng) CPCH分為以下幾種。A.主公共控制物理信道（PCCPCH）：傳輸信道（BCH）在物理層映射到PCCPCH。B.輔公共控制物理信道（SCCPCH）：PCH和FACH可以映射到一個(gè)或多個(gè)SCCPCHC.物理隨機(jī)接入信道（PRACH）：RACH映射到一個(gè)或多個(gè)PRACHD.快速物理接入信道（FPACH）：FPACH突發(fā)攜帶的信息為32bit，其信息比特描述見表9-15。 第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)表9-15FPACH信息比特描述信息域長(zhǎng)度（比特）上行

43、導(dǎo)頻碼參考編號(hào)3（高位）相對(duì)子幀號(hào)2UpPCH的接收起始位置（UpPCHpos）11RACH消息發(fā)送功率電平命令7保留值（缺省值：0）9（低位）E.物理上行共享信道（PUSCH）：USCH映射到PUSCH。F.物理下行共享信道（PDSCH）：DSCH映射到PDSCH,對(duì)于用戶在DSCH上有需要解碼的數(shù)據(jù)可以用三種方法來指示：第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng) 使用相關(guān)信道或PDSCH上的TFCI信息； 使用在DSCH上的用戶特有的中間碼，它可從該小區(qū)所用的中間碼集中導(dǎo)出來； 使用高層信令。G.尋呼指示信道（PICH）：用來承載尋呼指示信息。PICH的擴(kuò)頻因子值為16。第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信

44、系統(tǒng)4)傳輸信道到物理信道的映射表9-16 傳輸信道到物理信道的映射傳輸信道物理信道DCHDPCHBCHPCCPCHPCHSCCPCHFACHSCCPCHRACHPRACHUSCHPUSCHDSCHPDSCH DwPCH UpPCH PICH FPACH第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)3. 擴(kuò)頻和調(diào)制 TD-SCDMA采用的數(shù)據(jù)調(diào)制技術(shù)是QPSK或8PSK，即將連續(xù)的兩個(gè)比特（采用QPSK）或者連續(xù)的3個(gè)比特（采用8PSK）映射為一個(gè)符號(hào)，數(shù)據(jù)調(diào)制后的復(fù)數(shù)符號(hào)再進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制。 TD-SCDMA擴(kuò)頻后的碼片速率為1.28Mchip/s，擴(kuò)頻因子的范圍為116，調(diào)制符號(hào)的速率為80.0ksymbo

45、r/s1.28Msymbor/s。第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)1)數(shù)據(jù)調(diào)制 在TD-SCDMA系統(tǒng)中采用的數(shù)據(jù)調(diào)制技術(shù)是QPSK，對(duì)于2Mbit/s的業(yè)務(wù)，將使用8PSK調(diào)制方式。 符號(hào)速率與使用的擴(kuò)頻因子和碼片速率相關(guān)，根據(jù)擴(kuò)頻的定義，符號(hào)的持續(xù)時(shí)間為式中Tc=0.781 25s，為碼片速率的倒數(shù)，SFk為擴(kuò)頻因子，則符號(hào)速率。第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng) 如前所述，每個(gè)突發(fā)中有兩個(gè)數(shù)據(jù)塊的部分，用來承載數(shù)據(jù)，即 式中，Nk為第k個(gè)用戶每個(gè)數(shù)據(jù)塊包含的符號(hào)數(shù)，其值與擴(kuò)頻因子SFk有關(guān)。 數(shù)據(jù)塊在中間碼之前發(fā)送，在中間碼之后發(fā)送。Nk個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)的持續(xù)時(shí)間為 。對(duì)于QPSK，從

46、物理信道映射后的兩個(gè)連續(xù)數(shù)據(jù)比特來產(chǎn)生數(shù)據(jù)符號(hào)。第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng) 用表9-17列出的映射關(guān)系映射到復(fù)數(shù)符號(hào)。這種映射關(guān)系對(duì)應(yīng)于經(jīng)過物理信道映射之后的數(shù)據(jù)比特的QPSK調(diào)制。表9-17QPSK調(diào)制方式連續(xù)二進(jìn)制比特與復(fù)數(shù)符號(hào)之間的映射關(guān)系連續(xù)二進(jìn)制比特復(fù)數(shù)符號(hào)00+j01+110111j第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)表9-18 8PSK調(diào)制方式連續(xù)二進(jìn)制比特與復(fù)數(shù)符號(hào)之間的映射關(guān)系連續(xù)二進(jìn)制比特復(fù)數(shù)符號(hào)000cos（11/8） + jsin（11/8）001cos(9/8) + jsin(9/8)010cos(5/8) + jsin(5/8)011cos(7/8) + jsin

47、(7/8)100cos(13/8) + jsin(13/8)101cos(15/8) + jsin(15/8)110cos(3/8) + jsin(3/8)111cos(/8) + jsin(/8)第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)2）擴(kuò)頻調(diào)制 擴(kuò)頻調(diào)制主要分為擴(kuò)頻和加擾兩步。首先用擴(kuò)頻碼對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)擴(kuò)頻，其擴(kuò)頻因子在116之間。第二步操作是加擾碼，將擾碼加到擴(kuò)頻后的信號(hào)中。 TD-SCDMA系統(tǒng)的擴(kuò)頻碼采用的是SF=116的OVSF碼，以保證在同一個(gè)時(shí)隙上不同擴(kuò)頻因子的擴(kuò)頻碼是正交的。擴(kuò)頻碼的作用是用來區(qū)分同一時(shí)隙中的不同用戶。第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng) 為了降低多碼傳輸時(shí)的峰均值比，對(duì)于

48、每一個(gè)信道化碼，都有一個(gè)相關(guān)的相位系數(shù) 數(shù)據(jù)經(jīng)過長(zhǎng)度為SFk的實(shí)值序列即信道化碼擴(kuò)頻后，還要由一個(gè)小區(qū)特定的復(fù)值序列即擾碼 進(jìn)行加擾，元素 的取值范圍是 ， 其中，j為復(fù)數(shù)單位。 復(fù)值序列根據(jù)下列公式由長(zhǎng)度為16的二進(jìn)制擾碼序列V=(V1，V2，.V16) 生成，擾碼的元素是虛實(shí)交替的，即第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng) 加擾前可以通過級(jí)聯(lián)SFMAX/SFk個(gè)擴(kuò)頻數(shù)據(jù)而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度匹配。數(shù)據(jù)符號(hào)的擴(kuò)頻和加擾過程如圖9-32所示。第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)圖9-32 數(shù)據(jù)符號(hào)的擴(kuò)頻和加擾過程第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)3)調(diào)制 復(fù)值碼片序列的調(diào)制如圖9-33所示。脈沖成形濾波器使用的是頻率

49、域中滾降系數(shù)為a=0.22的平方根升余弦濾波器。此濾波器在發(fā)射和接收方都要使用。圖9-33 復(fù)值碼片序列的調(diào)制第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng) TD-SCDMA系統(tǒng)共有32個(gè)碼組，每個(gè)碼組包含1個(gè)SYNC-DL，8個(gè)SYNC-UL，4個(gè)擾碼和4個(gè)基本中間碼，其中擾碼和基本中間碼存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，如表9-20所示。每個(gè)碼組中的SYNC-DL唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)基站和一個(gè)碼組，碼組可空間再用。表9-20基本中間碼、擾碼、SYNC-UL、SYNC-DL與碼組之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系碼組關(guān)聯(lián)碼SYNC-DL（ID）SYNC-UL（ID）擾碼（ID）基本中間碼（ID）碼組100700112233碼組21815445566

50、77碼組3231248255124124125125126126127127第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)9.4 cdma2000系統(tǒng)的無線傳輸技術(shù) cdma2000是美國(guó)推出的第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)。cdma2000技術(shù)在IS-95技術(shù)的基礎(chǔ)上采用了包括反向相干解調(diào)（利用反向?qū)ьl）、前向快速功率控制、Turbo編碼、發(fā)射分集等一系列新技術(shù)，大大提高了系統(tǒng)的性能，可以支持各種不同的數(shù)據(jù)傳輸速率（9.6kbit/s2Mbit/s），業(yè)務(wù)包括電路交換和分組交換業(yè)務(wù)。第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng) 在cdma2000系統(tǒng)中，有兩種頻譜擴(kuò)展技術(shù)可用：多載波（Multip

51、le Carrier，MC）和直接序列擴(kuò)頻。 在MC方式中，編碼和交織后的調(diào)制符號(hào)可多路分解到N（N=3，6，9，12）個(gè)1.25MHz的載波上，每個(gè)載波的碼片速率與IS-95相同，為1.228 8Mchip/s； 在DS方式中，碼片速率為N1.228 8Mchip/s（N=3，6，9，12），編碼和交織后的符號(hào)在一個(gè)載波上調(diào)制，載波的帶寬為N1.25MHz，如圖9-34所示（N=3）。 第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng)圖9-34 多載波（MC）和直接序列擴(kuò)頻擴(kuò)頻速率（Spreading Rate，SR）無線配置（Radio Configration，RC）第9章 寬帶CDNA移動(dòng)通信系統(tǒng) 擴(kuò)

52、頻速率指的是前向或反向CDMA信道上的PN碼片速率。 通常采用的擴(kuò)頻速率有兩種： 一種為SRl，通常記為“1x”，SR1的前向和反向CDMA信道都采用碼片速率為1.2288Mchip/s的直接序列擴(kuò)頻； 另一種為SR3，通常記作“3x”，SR3的前向CDMA信道有3個(gè)載波，每個(gè)載波上都采用1.2288Mchip/s的直接序列擴(kuò)頻，總稱多載波方式，SR3的反向CDMA信道在單載波上都采用碼片速率為3.6864Mchip/s的DS擴(kuò)譜。 第九章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng) 2 前向鏈路 （1） 概述： 前向鏈路所包括的物理信道圖9-35 前向鏈路物理信道 前向鏈路信道分類 前向鏈路公用物理信道和前向

53、鏈路專用物理信道 兩大類前向鏈路信道作用： 前向鏈路公共物理信道是在基站和多個(gè)移動(dòng)臺(tái)之間以共享接入、點(diǎn)到多點(diǎn)方式承載信息的物理信道 第九章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng) 第九章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)圖9-36 前向鏈路公共物理信道cdma2000所定義的前向鏈路公共物理信道包括：導(dǎo)頻信道、同步信道、尋呼信道、廣播控制信道、快速尋呼信道、公共功率控制信道、公共指配信道和公共控制信道 前三種是和IS-95系統(tǒng)兼容的前向信道，后面的信道則是其新定義的。 第九章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng) 第九章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)圖9-37 前向鏈路專用物理信道 cdma2000所定義的前向鏈路專用物理信道 包

54、括專用輔助導(dǎo)頻信道專用控制信道、基本業(yè)務(wù)信道、補(bǔ)充碼分信道和前向補(bǔ)充信道專用物理信道從功能上來說，等效于IS-95中的業(yè)務(wù)信道由于第三代移動(dòng)通信要求支持多媒體業(yè)務(wù)，這就需要業(yè)務(wù)信道能靈活地適應(yīng)這些不同業(yè)務(wù)的要求，并同時(shí)支持多個(gè)業(yè)務(wù)的并發(fā)，cdma2000中新定義的專用信道就是為了滿足這樣的要求 第九章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)擴(kuò)頻方式： Walsh函數(shù)(用于RC1或RC2)和準(zhǔn)正交函數(shù)（Quasi-Othogonal Function，QOF）進(jìn)行擴(kuò)頻 Walsh函數(shù)或QOF用于RC3RC9。cdma2000采用了變長(zhǎng)的Walsh碼，對(duì)于SR1，最長(zhǎng)可為128；對(duì)于SR3，最長(zhǎng)可為256。 第

55、九章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)（2）前向鏈路公共物理信道 a.前向?qū)ьl信道前向?qū)ьl信道包括基本導(dǎo)頻信道（F-PICH）、發(fā)送分集導(dǎo)頻信道（F-TDPICH）、輔助導(dǎo)頻信道（F-APICH）和前向輔助發(fā)送分集導(dǎo)頻信道（F-ATDPICH）。 它們都是未經(jīng)調(diào)制的擴(kuò)頻信號(hào)。BS發(fā)射它們的目的是使在其覆蓋范圍內(nèi)的MS能夠獲得基本的同步信息，也就是各BS的PN短碼的相位信息，MS可根據(jù)它們進(jìn)行信道估計(jì)和相干解調(diào)。 第九章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng) 第九章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)圖9-38 前向?qū)ьl信道結(jié)構(gòu) 導(dǎo)頻信道所有比特都為0，所以在發(fā)送前不需編碼和交織，只需經(jīng)過正交擴(kuò)頻、QPSK四相調(diào)制和濾波。圖

56、中之所以出現(xiàn)全“0”的Q支路，是因?yàn)榍跋驅(qū)ьl信道使用了復(fù)擴(kuò)頻技術(shù)，前向同步和尋呼信道同樣采用了這樣的操作。 第九章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)b.前向同步信道（F-SYNCH） F-SYNCH用于傳送同步信息，在基站覆蓋范圍，各移動(dòng)臺(tái)可利用該信息進(jìn)行同步捕獲。 第九章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)圖9-39 前向同步信道結(jié)構(gòu)圖9-39 前向同步信道結(jié)構(gòu) 同步信道在發(fā)送前要經(jīng)過卷積編碼、碼符號(hào)重復(fù)、交織、擴(kuò)頻、QPSK調(diào)制和濾波。由于F-SYNCH上使用的導(dǎo)頻PN序列偏置與同一前向信道的F-PICH上使用的相同，一旦移動(dòng)臺(tái)通過捕獲F-PICH獲得同步時(shí)，F(xiàn)-SYNCH也就同步了。MS通過對(duì)它的解調(diào)可以

57、獲得長(zhǎng)碼狀態(tài)、系統(tǒng)定時(shí)信息和一些基本的系統(tǒng)配置參數(shù)：BS當(dāng)前使用的協(xié)議版本號(hào)、BS所支持的最小協(xié)議版本號(hào)、網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)標(biāo)識(shí)、頻率配置、系統(tǒng)是否支持SR1或SR3、發(fā)送開銷（overhead）信息和信道的配置情況。 第九章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)c. 前向?qū)ず粜诺溃‵-PCH） 第九章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)圖9-40 前向?qū)ず粜诺赖慕Y(jié)構(gòu)F-PCH是供基站在呼叫建立階段傳送控制信息在發(fā)送前要經(jīng)過卷積編碼、碼符號(hào)重復(fù)、交織、擴(kuò)頻、QPSK調(diào)制和濾波。MS可以通過它獲得系統(tǒng)參數(shù)、接入?yún)?shù)、鄰區(qū)列表等系統(tǒng)配置參數(shù)，這些屬于公共開銷信息。F-PCH可占用對(duì)應(yīng)的連續(xù)7個(gè)碼分信道，但基本的F-PCH占用d

58、.前向廣播控制信道（F-BCCH） 第九章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)圖9-41 前向廣播控制信道信道的結(jié)構(gòu)F-BCCH用來對(duì)小區(qū)內(nèi)發(fā)送系統(tǒng)開銷信息（例如原來由F-PCH上發(fā)送的開銷信息）以及需要廣播的消息（例如短消息）F-BCCH是經(jīng)卷積編碼、碼符號(hào)重復(fù)、交織、擴(kuò)頻、QPSK調(diào)制和濾波的信號(hào)可以工作在非連續(xù)方式，斷續(xù)的基本單位為廣播控制信道的時(shí)隙；F-BCCH工作在較低的數(shù)據(jù)速率時(shí)，可以以較低的功率發(fā)射，而MS則通過對(duì)重復(fù)的信息進(jìn)行合并來獲得時(shí)間分集增益 第九章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)e.前向公共指配信道（F-CACH） 第九章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)圖9-42 前向公共指配信道的結(jié)構(gòu)F-

59、CACH是專門用來發(fā)送對(duì)反向鏈路信道快速響應(yīng)的指配信道，提供對(duì)反向鏈路上隨機(jī)接入分組傳輸?shù)闹С諪-CACH要經(jīng)卷積編碼、交織、數(shù)據(jù)擾碼、擴(kuò)頻、QPSK調(diào)制和濾波F-CACH在預(yù)留接入模式中控制R-CCCH和相關(guān)的F-CPCCH子信道，并且在功率受控接入模式下提供快速的確認(rèn)響應(yīng)，此外還有擁塞控制功能f.前向公共控制信道（F-CCCH） 第九章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)圖9-43 前向公共控制信道的結(jié)構(gòu) F-CCCH供基站給整個(gè)覆蓋區(qū)的移動(dòng)臺(tái)傳遞系統(tǒng)信息以及移動(dòng)臺(tái)指定的信息F-CCCH有多種應(yīng)用實(shí)例:作為主F-CCCH用于尋呼；作為從F-CCCH用于給指定的移動(dòng)臺(tái)發(fā)送消息；在相同的物理信道可以映射

60、為主和從F-CCCH；軟切換可以在F-CCCH上進(jìn)行F-CCCH是經(jīng)過編碼、交織、數(shù)據(jù)擾碼、擴(kuò)頻調(diào)制和濾波的信號(hào) 第九章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)g.前向快速尋呼信道（F-QPCH） 第九章 寬帶CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)圖9-44 前向快速尋呼信道結(jié)構(gòu)F-QPCH信道功能：尋呼、配置更改指示。BS用它來通知在覆蓋范圍內(nèi)、工作于時(shí)隙模式且處于空閑狀態(tài)的MS，是否應(yīng)該在下一個(gè)F-CCCH或F-PCH的時(shí)隙上接收F-CCCH或F-PCH每個(gè)消息1個(gè)比特：“1”告訴移動(dòng)臺(tái)在接下來的時(shí)隙開始監(jiān)聽分配給它的F-CCCH/F-PCH信道；“0”告訴移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入睡眠模式，直到下一個(gè)循環(huán)。如果在SR1中使用F-QPC