1、寬帶碼分多址技術(shù)初級(jí)和中級(jí)學(xué)校培訓(xùn)的寬帶碼分多址原理、概述2寬帶碼分多址物理層過程、概述1寬帶碼分多址移動(dòng)通信基礎(chǔ)知識(shí)、概述4糾錯(cuò)編碼技術(shù)、概述2要解決的寬帶碼分多址問題、概述5編織技術(shù)、概述1寬帶碼分多址移動(dòng)通信環(huán)境、概述8分集技術(shù)、概述3多址技術(shù)、寬帶碼分多址移動(dòng)通信基礎(chǔ)知識(shí)、概述6復(fù)用技術(shù)、概述7擴(kuò)頻技術(shù)、寬帶碼分多址移動(dòng)通信環(huán)境、信道環(huán)境、直接反射、衍射、無線傳播模式、 WCDMA移動(dòng)通信環(huán)境，信道環(huán)境，無線傳播特性，無線傳播過程中遇到的最重要的問題是：干擾，除了傳播頻率擴(kuò)散造成的多普勒效應(yīng)等。 寬帶碼分多址移動(dòng)通信環(huán)境、信道環(huán)境、衰落和無線環(huán)境中的信號(hào)衰減可分為三個(gè)部分：幅度衰減較大

2、的路徑損耗伴隨著幅度衰減中等的對(duì)數(shù)正態(tài)分布慢變分量的大規(guī)模衰落，也稱為掩蔽。衰減幅度小的快速變化分量的小尺度衰落也稱為多徑衰落。小尺度衰落包絡(luò)分布的兩種典型描述方法瑞利分布沒有視線傳播，衰落很深。里西安分布有主要的視線，并且褪色很淺。WCDMA移動(dòng)通信環(huán)境信道環(huán)境，典型的信道分為室內(nèi)或靜態(tài)信道，微微蜂窩的傳輸功率很小，基站和用戶都位于室內(nèi)，路徑損耗取決于墻壁、地板材料和金屬結(jié)構(gòu)的布局。典型延遲為50250 ns。寬帶碼分多址移動(dòng)通信環(huán)境信道環(huán)境，典型信道分為室外到室內(nèi)的步行信道，微蜂窩低功率低速天線一般低于建筑物頂部的室內(nèi)覆蓋，這取決于室外基站的穿透損耗(典型值為12dB)，視線傳播和非視線傳

3、播的路徑損耗波動(dòng)較大。典型的時(shí)間延遲為0.2微秒。WCDMA移動(dòng)通信環(huán)境、信道環(huán)境、典型信道劃分、車速環(huán)境以及宏蜂窩大功率高速運(yùn)動(dòng)中的陰影多徑反射路徑損耗都與環(huán)境有關(guān)。寬帶碼分多址移動(dòng)通信環(huán)境業(yè)務(wù)環(huán)境中，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將占很大比例，不同的業(yè)務(wù)有不同的服務(wù)質(zhì)量，大量的突發(fā)業(yè)務(wù)分布在不同的地理位置，不同的用戶服務(wù)速率有很大的不同，有多址干擾(MAI)，寬帶碼分多址移動(dòng)通信環(huán)境的基本要求，信息傳輸速率：提供多速率業(yè)務(wù)，最高2兆比特/秒，可變比特率信息傳輸可以根據(jù)帶寬要求實(shí)現(xiàn)，不同服務(wù)質(zhì)量要求的業(yè)務(wù)可以同時(shí)支持一個(gè)連接，以滿足不同業(yè)務(wù)的延遲要求(從實(shí)時(shí)語音業(yè)務(wù)到盡力而為的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù))第二代和第三代系統(tǒng)的共存以

4、及不同系統(tǒng)之間的切換和負(fù)載平衡支持了上行鏈路和下行鏈路非對(duì)稱服務(wù)的高頻譜效率。WCDMA需要解決的問題，提高無線資源的利用率，包括頻率、功率、時(shí)間、空間和特征碼等。以消除無線信道傳輸帶來的不利影響，從而使對(duì)端能夠接收到盡可能多的所需信息，以滿足業(yè)務(wù)環(huán)境的要求，并提供具有不同服務(wù)質(zhì)量要求和不同速率的多媒體業(yè)務(wù)、多址技術(shù)和頻分多址技術(shù)。業(yè)務(wù)信道被分配給不同頻帶中的不同用戶。例如TACS和安培。時(shí)分多址技術(shù)服務(wù)信道在不同的時(shí)間分配給不同的用戶。例如全球移動(dòng)通信系統(tǒng)、阻尼系統(tǒng)。碼分多址(碼分多址)技術(shù)，所有用戶可以同時(shí)獲得服務(wù)信道，在相同的頻帶和根據(jù)不同的代碼。碼分多址、FDMA多址技術(shù)，該頻道一次只

5、能傳輸一部手機(jī)。如果某個(gè)信道空閑，其他用戶就不能使用它來增加容量。符號(hào)時(shí)間比平均延遲擴(kuò)展大得多，因此由平均延遲擴(kuò)展引起的符號(hào)間干擾較低。FDMA比時(shí)分多址簡(jiǎn)單，同步和成幀位更少，系統(tǒng)開銷更少。精確射頻根據(jù)不同的用戶提供不同的帶寬。質(zhì)量控制是通過頻率規(guī)劃來實(shí)現(xiàn)的。多址技術(shù)碼分多址，多個(gè)用戶同時(shí)共享同一個(gè)頻段的無線資源。系統(tǒng)容量大，無線頻譜效率高。自干擾，遠(yuǎn)近效應(yīng)。不相關(guān)碼的選擇和功率控制非常重要。寬帶可變速率通信易于實(shí)現(xiàn)。支持多用戶檢測(cè)、軟件無線電和其他新技術(shù)。利用多址技術(shù)的WCDMA系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，利用瑞克接收機(jī)，有效利用信道相干時(shí)間形成的時(shí)間分集效應(yīng)；寬帶傳輸系統(tǒng)利用了信道的頻率分集效應(yīng)，信號(hào)在

6、信道中的傳輸功率較低，減少了干擾，提高了安全性，使擴(kuò)頻因子變換靈活，也有助于多媒體等多速率并發(fā)業(yè)務(wù)的高傳輸頻譜效率，優(yōu)于以前支持軟切換和軟切換，支持多用戶檢測(cè)、糾錯(cuò)編碼技術(shù)、卷積碼等新技術(shù)的AMPS和GSM應(yīng)用。 糾錯(cuò)編碼技術(shù)根據(jù)一定的規(guī)則在發(fā)送端引入冗余信息，因此即使在空中傳輸中引入誤碼，在WCDMA系統(tǒng)中，主要用于語音信道和控制信道，編碼速率為1/2和1/3。 卷積碼的特點(diǎn)：解碼簡(jiǎn)單，延遲小，維特比算法，信道誤碼率103，適合實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，如語音和視頻業(yè)務(wù)。Turbo碼是一種糾錯(cuò)編碼技術(shù)，主要用于WCDMA系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道，編碼速率為1/3，最大分組長(zhǎng)度為5114位，可實(shí)現(xiàn)大分組和擴(kuò)展業(yè)務(wù)

7、傳輸。TURBO碼的特點(diǎn)是解碼復(fù)雜，經(jīng)常使用LOGMAP算法，信道誤碼率可達(dá)106，非常適合傳輸對(duì)誤碼率敏感但對(duì)延遲不敏感的非實(shí)時(shí)分組業(yè)務(wù)，如WWW、FTP、EMAIL等多媒體業(yè)務(wù)。在通信系統(tǒng)中，為了減少連續(xù)數(shù)據(jù)中突發(fā)干擾引起的大面積誤差，通常使用交織將突發(fā)干擾引起的連續(xù)誤差分解為隨機(jī)獨(dú)立誤差，這適用于解碼器的糾錯(cuò)。交錯(cuò)意味著打亂原始數(shù)據(jù)的排列規(guī)則，并按一定的順序重新排列它們。缺點(diǎn)：當(dāng)帶來額外的擴(kuò)展時(shí)，在特殊情況下，幾個(gè)隨機(jī)的獨(dú)立錯(cuò)誤可能交織成突發(fā)錯(cuò)誤。編織技術(shù)(續(xù))。根據(jù)技術(shù)的不同，交織器可以分為多種類型，如塊交織器、隨機(jī)交織器、循環(huán)移位交織器、半隨機(jī)交織器、奇偶交織器和均勻交織器。WCDM

8、A系統(tǒng)采用兩種技術(shù)：塊交織器(也稱為矩形交織器)和均勻交織器。塊交織器用于第一交織(幀間交織)和第二交織(幀內(nèi)交織)，其特點(diǎn)是模式簡(jiǎn)單，對(duì)短序列的交織效果好，但交織符號(hào)的去相關(guān)不完全。Turbo編碼采用均勻交織器，其特點(diǎn)是交織算法復(fù)雜，但去相關(guān)徹底。復(fù)用技術(shù)是指將具有相同或不同服務(wù)質(zhì)量要求的服務(wù)復(fù)用到物理信道中進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)。由于不斷變化的服務(wù)類型及其服務(wù)質(zhì)量要求，物理信道的能力是有限的。如何在保證各種業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求的同時(shí)，高效地復(fù)用到物理信道中是復(fù)用算法的首要考慮。這涉及到速率匹配問題，而速率匹配是復(fù)用技術(shù)的核心，同時(shí)也涉及到信道編碼方案等其他技術(shù)的選擇。擴(kuò)頻技術(shù)擴(kuò)頻通信是一種傳播信號(hào)頻

9、譜，然后傳輸信號(hào)的技術(shù)。其理論解釋是香農(nóng)定理：C=Wlog2(1 S/N)、信號(hào)、脈沖干擾、白噪聲、擴(kuò)頻通信原理圖、擴(kuò)頻通信的特點(diǎn)是抗多徑干擾能力強(qiáng)、突發(fā)干擾保密性高、傳輸功率低，對(duì)其他通信系統(tǒng)和人體影響小，易于實(shí)現(xiàn)大容量多址通信，占用復(fù)雜的頻率帶寬，在時(shí)變信道中難以實(shí)現(xiàn)同步。直接擴(kuò)頻(DSSS)通過將偽噪聲序列與基帶脈沖數(shù)據(jù)相乘來擴(kuò)展基帶數(shù)據(jù)。偽噪聲發(fā)生器產(chǎn)生的偽噪聲序列的誤碼率受到多址干擾和遠(yuǎn)近效應(yīng)的限制。功率控制用于克服遠(yuǎn)近效應(yīng)。受功率檢測(cè)精度的限制，WCDMA采用直接擴(kuò)頻跳頻擴(kuò)頻(FHSS)數(shù)據(jù)以發(fā)射機(jī)載波跳頻的方式發(fā)送到每個(gè)看似隨機(jī)的信道。在發(fā)射機(jī)再次調(diào)頻之前，由于多個(gè)用戶不會(huì)同時(shí)使

10、用同一個(gè)頻率(藍(lán)牙技術(shù)，快、慢頻率調(diào)制)，數(shù)據(jù)通過傳統(tǒng)的窄帶調(diào)制方法被發(fā)送到一些小的脈沖串，而不會(huì)受到遠(yuǎn)近效應(yīng)的影響。擴(kuò)頻模式，直接擴(kuò)頻和解擴(kuò)圖，分為兩個(gè)步驟：擴(kuò)頻和加擾：符號(hào)速率SF=3.84 Mbps。在寬帶碼分多址系統(tǒng)中，上行信道碼的長(zhǎng)度為4256，下行信道碼的長(zhǎng)度為4512。擴(kuò)頻是WCDMA系統(tǒng)中的正交可變擴(kuò)頻因子碼，每?jī)蓚€(gè)正交分支使用同一級(jí)別的任意兩個(gè)分支。它的直系祖先和直系后代分支不能利用WCDMA直接擴(kuò)頻方案的優(yōu)點(diǎn)。采用正交變長(zhǎng)擴(kuò)頻序列支持多速率傳輸。具有良好自相關(guān)特性的擾碼與具有良好互相關(guān)特性的擴(kuò)頻碼一起使用。每個(gè)用戶具有擾碼和擴(kuò)頻碼的唯一組合，這具有高保密性。所有用戶和基站使

11、用相同的頻率，這可以簡(jiǎn)化頻率規(guī)劃的良好抗多徑干擾特性：RAKE接收機(jī)使用多徑分量，并且由于寬帶信號(hào)的頻率選擇性衰落(這在時(shí)域中有所反映)，多徑干擾導(dǎo)致傳輸延遲的PN信號(hào)和原始PN序列之間的互相關(guān)減弱，這導(dǎo)致延遲信號(hào)對(duì)接收機(jī)的影響減弱。分集技術(shù)，它是通過在自然的無線傳播環(huán)境中使用和搜索獨(dú)立的(或至少高度不相關(guān)的)多徑信號(hào)來實(shí)現(xiàn)的，這可以簡(jiǎn)單地解釋為：如果一條路徑中的信號(hào)經(jīng)歷了深度衰落，另一條相對(duì)獨(dú)立的路徑可能仍然包含強(qiáng)信號(hào)。兩層含義：分散傳輸；集中處理的優(yōu)點(diǎn)：容易獲得相對(duì)穩(wěn)定的信號(hào)，可以獲得分集處理增益，提高信噪比的投資低。假設(shè)輸入分集信號(hào)是R1 (t)、R2 (t)、R3 (t)、Rk (t)

12、和RM (t)，組合輸出是：其中k是第k個(gè)分量的權(quán)重。選擇不同的加權(quán)系數(shù)將構(gòu)成不同的合并方法。常用的方法有三種：選擇性合并、最大比合并和等增益合并?？臻g分集也稱為天線分集，如果天線之間的距離大于半個(gè)波長(zhǎng)，從不同天線接收到的信號(hào)包絡(luò)基本上是不相關(guān)的時(shí)間分集，并且信號(hào)以超過信道相干時(shí)間的時(shí)間間隔重復(fù)發(fā)送，使得重新接收的信號(hào)具有獨(dú)立的衰落環(huán)境，從而產(chǎn)生分集效應(yīng)。頻率分集在多個(gè)頻率上傳輸信號(hào)，其理論基礎(chǔ)是在除信道相干帶寬之外的頻率上不會(huì)出現(xiàn)相同的衰落。極化分集信號(hào)已經(jīng)多次在空氣中反射。由于不同偏振方向上的反射系數(shù)不同，信號(hào)在不同偏振方向上是不相關(guān)的。分集分類，開環(huán)發(fā)射分集使用空時(shí)編碼來處理信號(hào)，并從兩

13、個(gè)天線發(fā)射它們。閉環(huán)發(fā)射分集綜合利用了時(shí)間分集和空間分集技術(shù)，通過接收端反饋參數(shù)來控制兩個(gè)發(fā)射天線的權(quán)重，但帶反饋技術(shù)的空間分集交織技術(shù)是一種有效的方法認(rèn)為RAKE接收的多徑信號(hào)是指發(fā)射機(jī)在一個(gè)碼片時(shí)間信道的相關(guān)時(shí)間內(nèi)多次發(fā)送的信號(hào)，圍繞要克服的問題選擇了WCDMA使用的分集技術(shù)，WCDMA多址接入方式的糾錯(cuò)編碼技術(shù)、交織技術(shù)復(fù)用技術(shù)、擴(kuò)頻技術(shù)和分集技術(shù)，高速大容量無線傳播中的干擾深度衰落多媒體業(yè)務(wù)抗干擾提高了系統(tǒng)容量， 概述3同步過程、概述2編碼和多路復(fù)用、概述4隨機(jī)接入過程、WCDMA物理層過程、概述1物理信道特性和幀結(jié)構(gòu)、專用物理信道(DPCH)、下行鏈路物理信道、上行鏈路物理信道、公共

14、物理信道。 物理隨機(jī)接入信道(PRACH)、物理公共分組信道(PCPCPCH)、主公共控制物理信道(P-CCPCH)、捕獲指示信道(AICH)、尋呼指示信道(PICH)、物理下行鏈路共享信道(PDSCH)、專用物理信道(DPCH)、公共物理信道、物理信道、物理信道CPCH狀態(tài)信道(CSICH)、同步信道(SCH)、接入前綴獲取指示信道(AP-AICH)、沖突檢測(cè)/信道分配指示信道(CD/CA-ICH)、公共導(dǎo)頻信道(CPICH)、上行鏈路專用物理信道幀結(jié)構(gòu)(DPCH)、物理隨機(jī)接入信道下行鏈路專用下行鏈路DPCH多碼傳輸，傳輸預(yù)定義的已知序列，A1j固定傳輸速率為30Kbps，SF=256發(fā)射

15、分集，在兩個(gè)天線上發(fā)射的信號(hào)使用相同的擴(kuò)頻碼和擾碼，但傳輸序列不同。 它主要用于信道估計(jì)。公共導(dǎo)頻信道(CPICH)、和主導(dǎo)頻信道使用相同的信道碼，即Cch，256，0擾碼是主擾碼。只有一個(gè)主導(dǎo)頻信道可以在整個(gè)小區(qū)中廣播輔助導(dǎo)頻信道碼。只要滿足SF=256擾碼，就可以使用主擾碼。也可以使用輔助擾碼。一個(gè)小區(qū)可以有0個(gè)、1個(gè)或幾個(gè)可以在該小區(qū)中傳輸?shù)妮o助擾碼。主CPICH和輔助CPICH之間的區(qū)別在于，主公共控制物理信道具有30Kbps (SF=256)的固定傳輸速率，用于承載BCH。每個(gè)時(shí)隙的前256個(gè)碼片是空的，到時(shí)將由SCH填充；或者是時(shí)分復(fù)用的。輔助公共控制物理信道(S-CCPCH)用于

16、承載FACH和PCH，它們可以分別承載FACH和PCH，也可以同時(shí)承載兩者。TFCI是可選的，由上層決定；沒有熱塑性塑料，采用開環(huán)功率控制；導(dǎo)頻是8或16位。傳輸容量略低于下行DPCH，SF為2564。用于小區(qū)搜索的同步信道分為并行傳輸?shù)闹魍叫诺篮痛瓮叫诺馈Ｍ叫诺勒加妹總€(gè)無線幀的前256個(gè)碼片，并且是時(shí)分復(fù)用的。主同步碼以時(shí)隙作為時(shí)隙同步的周期進(jìn)行傳輸。輔助同步碼在無線幀周期中傳輸，用于幀同步并指示小區(qū)中主擾碼的組號(hào)。a是指示調(diào)制信號(hào)，用于指示印刷電路板是否采用STTD。PDSCH承載DSCH，它由多個(gè)碼分多址用戶分時(shí)共享。PDSCH總是伴隨著DPCH，并且所需的控制信息在伴隨的DPCH的DPCCH上傳輸。DSCH上傳純數(shù)據(jù)效率高，適合處理短時(shí)高速突發(fā)業(yè)務(wù)。DSCH是一種特殊形式的多碼傳輸，但其高層控制復(fù)雜。物理下行共享信道(PDSCH)、捕獲指示信道(aich)，aich的每幀為20 ms，分為