WCDMA的每个信道都是5M带宽吗?

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1、WCDMA 的每个信道都是 5M 带宽吗?wcdma频率规划 根据工信部规定,中国联通可用的频段是1940MHz-1955MHz(上行)、2130MHz -2145MHz( 下行),上下行各 15MHz。WCDMA 的频点称为 UARFCN ( UTRA Absolute Radio Frequency Channel Number UTRA绝对频点号)。2.1GHz频段上行频点号为 96129888,下行频点号为 1056210838,频点除以5 就可以得到频点中心对应的频率值(以MHz为单位)。每个频点间隔为200kHz,与GSM系统兼容。当然每个频点的带宽远超过200kHz,这与CDMA

2、的频点编号方式类似。目前联通WCDMA系统下行第一频点号为 10713 (中心频率2142.6MHz ),第二频点号为 10688,第三频点号为 10663。上行频点号分别为 9763 (中心频率1952.6MHz )、9738以及9713。WCDMA 码片速率=3.84MHz扩频因子=4则符号速率=960Kbps码片速率=1秒钟传送的比特数3.84M个3gpp规定wcdma的UU 口帧结构为帧长10ms ,每帧15个时隙,每时隙有2560个码片。因此1帧包含的比特数 =2560*15=38400bit因为1帧=10ms所以码速率=2560*15/10ms=2560*15/0.01s=2560

3、*15*100=3840000=3.84*1000*1000=3.84Mbit/S因此空口速率 3.84Mb/S 是由wcdma的帧结构所决定的。3gpp规定wcdma的UU口帧结构为帧长 10ms,每帧15个时隙,每时隙有2560个码片。如此算来,2560*15/10ms 即3840/ms换算成标准速率格式即 3.84Mb/s。我们知道wcdma是无线频带传输,即数字基带信号要经过调制变频到合适的频点上、在一 定的频带范围内来传输的。在理想情况下传输一定基带带宽信号用和信号带宽相同的频带带宽就可以了。实际上,由于形成频带带宽的带通滤波器不可能是理想的矩形,而是常用的钟型,就使得频带带宽要大于

4、基带信号的带宽。在WCDMA中采用升余弦滚降系数滤波器,滚降系数为0.22,那么传速率为3.84Mb/s信号的所需带宽为 B=3.84 ( 1+0.22)=4.684Mb/s,考虑到频点间要留有一定的保护间隔 200K,两头的两个一共是 400K ,在wcdma系统中每频点带宽选 5MHz是合适的。在CDMA系统中,已知系统使用的频点后,根据频点计算公式得到对应的具体频率,该频率就是系统使用的频带的中心频率,然后在该中心频率上下加减0.625MHz,就是该频点对应使用的频带。同理WCDMA上下各加2.5MHz,正好是5M的信道带宽。WCDMA的频点间隔为200kHz,也就是说两个 WCDMA的

5、频点间隔为 200kHz。WCDMA 载频带宽为5X2MHZ,每频点有128个12.2k话音信道,128个用户的自干 扰是主要干扰;这导致 WCDMA 一个5X2MHZ频点实际可用的信道只有60(64)个。WCDMA系统10M带宽(上下行各5M)最大可以利用的信道容量为 64个12.2k话音信道, 虽然极限信道容量为 128个12.2k话音信道,由于用户自干扰只能按照 50%轻载设计和工 作。对于话音业务,10MHz带宽按0.02Erl , WCDMA 可以支持64个(由于呼吸效应采用 50% 轻载)12.2k话音信道,覆盖3200用户。用户数的增加使覆盖半径收缩的现象称之为呼吸效应,每种业务

6、用户数的变化都会导 致所有业务的覆盖半径发生变化。其主要原因是CDMA是一个自干扰系统,当用户数显著增加时,用户产生的自干扰呈指数增加,因此呼吸效应是一般 CDMA系统的一个天生缺陷。cdma2000和WCDMA的无线接入除了扩频带宽差别外,所用技术近似,WCDMA的每个载波占用5X2MHZ带宽,最大可以支持 128个12.2k话音信道,自干扰随用户数呈指数增 加,主要靠功率控制技术来降低自干扰,并没有从根本上消除自干扰,所以呼吸效应现象明显,实际只可支持64个话音信道。WCDMA各业务的扩频因子不同,各业务的覆盖半径差距较大,覆盖采用不同半径的同心 圆来进行,即 同心覆盖”,这给它的网络规划

7、带来了很大的麻烦,如果保证语音业务的连续 覆盖,就不能保证高速数据业务的连续覆盖,如果保证高速数据业务的连续覆盖,语音业务的覆盖就有很大的重叠,相互之间会存在严重的干扰。从3G网络规划的角度看, 根据链路预算研究表明,WCDMA各种业务的扩频因子不同,各种业务的覆盖半径差距较大,无法解决高速业务连续覆盖和低速业务干扰严重的弊病。覆盖采用不同半径的同心圆来进行,即同心覆盖”,这给网络规划带来了麻烦,如果保证语音业务的连续覆盖,就不能保证高速数据业务,如果保证高速数据业务的连续覆盖,语音业务的覆盖就有很大重叠,相互之间会存在严重的干扰。数据传输速率的定义数据传输速率是描述数据传输系统的重要技术指标

8、之一。数据传输速率在数值上 等于每秒种传输构成数据代码的二进制比特数,单位为比特 /秒(bit/seco nd), 记作bps。对于二进制数据,数据传输速率为:S=1/T(bps)其中,T为发送每一比特所需要的时间。例如,如果在通信信道上发送一比特0、 1信号所需要的时间是0.001ms,那么信道的数据传输速率为 1000 000bps在实际应用中,常用的数据传输速率单位有:kbps、Mbps和 Gbps其中:1kbps = 103bps 1Mbps= 106kbps 1Gbps= 109bps 带宽与数据传输速率在现代网络技术中,人们总是以“带宽”来表示信道的数据传输速率,“带宽”与“速率”

9、几乎成了同义词。信道带宽与数据传输速率的关系可以奈奎斯特(Nyquist)准则与香农(Shanon)定律描述。奈奎斯特准则指出:如果间隔为n /(=2n f),通过理想通信信道传输窄脉冲 信号,则前后码元之间不产生相互窜扰。 因此,对于二进制数据信号的最大数据 传输速率Rmax与通信信道带宽B (B=f,单位Hz)的关系可以写为:Rma治 2.f(bps)对于二进制数据若信道带宽B=f=3000Hz,则最大数据传输速率为6000bps。奈奎斯特定理描述了有限带宽、无噪声信道的最大数据传输速率与信道带宽的关 系。香农定理则描述了有限带宽、有随机热噪声信道的最大传输速率与信道带宽、 信噪比之间的关

10、系。香农定理指出:在有随机热噪声的信道上传输数据信号时,数据传输速率Rmax与信道带宽B、信噪比S/N的关系为:Rma治 B.log2(1+S/N)式中,Rmax单位为bps,带宽B单位为Hz,信噪比S/N通常以dB(分贝)数表示。若S/N=30(dB),那么信噪比根据公式:S/N(dB)=10.lg(S/N)可得,S/N= 1000。若带宽B=3000Hz则Rmaw30kbps。香农定律给出了一个有限带宽、有热噪声信道的最大数据传输速率的极限值。它表示对于带宽只有3000Hz的通信信道,信噪比在30db时,无论数据采用二进制或更多的离散电平 值表示,都不能用越过0kbps的速率传输数据。因此

11、通信信道最大传输速率与信道带宽之间存在着明确的关系,所以人们可以用“带宽”去取代“速率”。例如,人们常把网络的“高数据传输速率”用网络的 “高带宽”去表述。因此“带宽”与“速率”在网络技术的讨论中几乎成了同义?词。带宽:信号传输频率的最大值和最小值之差(Hz)。信道容量:单位时间内传输的 最大码元数(Baud),或单位时间内传输的最大二进制数(b/s)。数据传输速率: 每秒钟传输的二进制数(b/s)。带宽:信道可以不失真地传输信号的频率范围。为不同应用而设计的传输媒体 具有不同的信道质量,所支持的带宽有所不同。信道容量:信道在单位时间内可以传输的最大信号量,表示信道的传输能力。信道容量有时也表

12、示为单位时间内可传输的二进制位的位数(称信道的数据传输速率,位速率),以位/秒(b/s )形式予以表示,简记为bps。数据传输率:信道在单位时间内可以传输的最大比特数。信道容量和信道带宽具 有正比的关系:带宽越大,容量越大。(这句话是说,信道容量只是在受信噪比影 响的情况下的信息传输速率)低通信道:任何实际的信道带宽都是有限的,在传输信号时带来的各种失真以及存在的多种 干扰,使得信道上的码元传输速率有一个上限。 1924年奈奎斯特推导出在具有 理想低通矩形特性的信道的情况下的最高码元传输速率公式:理想低通信道的最高码元传输速率=2W BaudW :理想低通信道的带宽,单位为赫;Baud:波特,

13、码元传输速率单位,1波 特为每秒传送1个码元。奈氏准则的另一种表达方法是:每赫带宽的理想低通信 道的最高码元传输速率是每秒传送 2个码元。对于具有理想带通矩形特性的信道(带宽为 W,奈氏准则就变为理想带通信道的最高码元传输速率=W Baud即每赫带宽的带通信道的最高码元传输速率为每秒传送1个码元。信号带宽:一个信号,可以分解为一系列不同频率正余炫函数的加权和,正如高等数学里学到的傅立叶级数。带宽,就是那些对应的加权非零部分对应的三角函数的频率宽度。信号 频谱的宽度,也就是信号的最高频率分量与最低频率分量之差,譬如,比如我们学过的 sin(x)函数,就是一个信号,sin(x)本省就是一个三角函数

14、,所以其若用傅立叶级数表示, 加权非零部分就是该信号本身。其对应的信号的带宽就是 1HZ.(因其只有一个频率)。再譬如:一个由数个正弦波叠加成的方波信号,其最低频率分量是其基频,假定为f=2kHz,其最高频率分量是其 7次谐波频率,即7f =7 :2=14kHz,因此该信号带宽为 7f -f =14-2=12kHz。通常我们得到的信号,都是一个近视随机信号,其最低频率分量为0, 最咼频率分量能达到很咼!信道带宽:则限定了允许通过该信道的信号下限频率和上限频率,也就是限定了一个频率通带。比如一个信道允许的通带为1.5kHz至15kHz,其带宽为13.5kHz,上面这个方波信号的所有频率成分当然能

15、从该信道通过,如果不考虑衰减、时延以及噪声等因素,通过 此信道的该信号会毫不失真。同样,只要最低频率分量和最高频率分量都在该频率范围 内的任意复合信号都能通过该信道。此外,频率为1.5kHz、4kHz、6kHz、9kHz、12kHz,15kHz以及任意在该频带范围内的各种单频波也可以通过该信道。然而,如果一个基 频为1kHz的方波,通过该信道肯定失真会很严重;方波信号若基频为2kHz,但最高谐波频率为18kHz,带宽超出了信道带宽,其 9次谐波会被信道滤除,通过该信道接收到的方波没有发送的质 量好;那么,如果方波信号基频为500Hz,最高频率分量是11次谐波的频率为 5.5kHz,其带宽只需要5kHz,远小于信道带宽,是否就能很好地通过该信道呢?其实,该信号 在信道上传输时,基频被滤掉了,仅各次谐波能够通过,信号波形一定是不堪入目的,

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