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1、CDMACDMA原理原理原理原理0 无线传输技术和CDMA原理 CDMA无线资源管理原理 不同体制的3G技术 3G无线接入网络形态CDMA原理原理 无线传输技术和CDMA原理 CDMA无线资源管理原理 不同体制的3G技术 3G无线接入网络形态1无线传输技术和无线传输技术和CDMA原理原理 无线传输环境 无线传输技术和多址技术 CDMA原理和RAKE接收技术 分集技术 智能天线技术 多用户检测技术 无线传输环境 无线传输技术和多址技术 CDMA原理和RAKE接收技术 分集技术 智能天线技术 多用户检测技术2多径环境多径环境时间接收信号强度发射信号3衰落衰落发射数据发射数据接收数据接收数据4移动信
2、道的多径特征移动信道的多径特征电磁传播反射、散射和绕射电磁传播反射、散射和绕射无线环境中的信号衰减分成三部分：无线环境中的信号衰减分成三部分：幅度衰减较大的路径损耗幅度衰减较大的路径损耗伴随中等幅度衰减的具有对数正态分布特性的慢变化成伴随中等幅度衰减的具有对数正态分布特性的慢变化成分大尺度变化分大尺度变化衰减幅度较小的快变化成分小尺度衰落衰减幅度较小的快变化成分小尺度衰落两类典型小尺度衰落包络分布的描述方法两类典型小尺度衰落包络分布的描述方法瑞利分布（非视距传播）瑞利分布（非视距传播）莱斯分布（视距传播）莱斯分布（视距传播）5移动信道的表征移动信道的表征时延表征时延表征平均时延（均值）平均时延
3、（均值）时延拓展（标准差），信道相关带宽时延拓展（标准差），信道相关带宽1/时延拓展时延拓展频谱频谱多普勒扩展，运动引起信道变化（快、慢衰落），信道多普勒扩展，运动引起信道变化（快、慢衰落），信道相干时间相干时间1/多普勒频率多普勒频率多径特性（信道带宽），平坦衰落和频率选择性衰落多径特性（信道带宽），平坦衰落和频率选择性衰落宽带码分多址是频率选择性慢衰落信道宽带码分多址是频率选择性慢衰落信道测试信道的方法测试信道的方法衰落的概率分布衰落的概率分布电平通过率衰落快慢，信道衰落的深度电平通过率衰落快慢，信道衰落的深度衰落持续时间（交织深度）衰落持续时间（交织深度）6无线信道模型无线信道模型高斯噪
4、声高斯噪声信道模拟信道模拟当前径权重当前径权重接接收收信信号号发发射射信信号号信道模拟信道模拟当前径权重当前径权重信道模拟信道模拟当前径权重当前径权重信道模拟信道模拟当前径权重当前径权重7无线信道建模方法无线信道建模方法信道模型信道模型幅度分布，瑞利、莱斯分布幅度分布，瑞利、莱斯分布多普勒谱分布，经典谱、平坦谱多普勒谱分布，经典谱、平坦谱信道模拟信道模拟滤波法滤波法谐波叠加谐波叠加谐波分解谐波分解8典型无线移动信道的分类典型无线移动信道的分类静态信道（静态信道（static）户内信道户内信道户外到户内人行道信道户外到户内人行道信道车载信道车载信道移动信道（移动信道（moving）生死信道（生死
5、信道（birth-death）9无线传输技术和无线传输技术和CDMA原理原理 无线传输环境 无线传输技术和多址技术 CDMA原理和RAKE接收技术 分集技术 智能天线技术 多用户检测技术10无线通信中的几个概念和区别无线通信中的几个概念和区别多址技术多址技术时分多址，频分多址和码分多址时分多址，频分多址和码分多址双工技术双工技术时分双工与频分双工时分双工与频分双工窄带系统与宽带系统窄带系统与宽带系统单个信道的带宽与所期望信道的相干带宽一致单个信道的带宽与所期望信道的相干带宽一致一个信道的发射带宽大于这个信道的相干带宽一个信道的发射带宽大于这个信道的相干带宽宽带系统通常能够带来频率分集的优势宽带
6、系统通常能够带来频率分集的优势11频分多址（频分多址（FDMA）FDMA信道每次只能传递一个电话如果一个信道每次只能传递一个电话如果一个FDMA信道没有信道没有使用，并且处于空闲状态，它不能被其他用户使用以增加共使用，并且处于空闲状态，它不能被其他用户使用以增加共享容量享容量在分配成语音信道后，基站和移动台就会同时地连续不断地在分配成语音信道后，基站和移动台就会同时地连续不断地发射发射FDMA通常是窄带系统通常是窄带系统符号时间比平均时延扩展大很多，故平均时延扩展造成的符符号时间比平均时延扩展大很多，故平均时延扩展造成的符号间干扰低，无需均衡号间干扰低，无需均衡FDMA比比TDMA简单，同步和
7、组帧比特少，系统开销小简单，同步和组帧比特少，系统开销小FDMA需要精确的需要精确的RF滤波器，需要双工器（单天线）滤波器，需要双工器（单天线）非线性效应：许多信道共享一个天线，功率放大器的非线性非线性效应：许多信道共享一个天线，功率放大器的非线性会产生交调频率（会产生交调频率（IM），），产生额外的产生额外的RF辐射辐射12时分多址（时分多址（TDMA）多个用户共享一个载波频率，分享不同时隙多个用户共享一个载波频率，分享不同时隙TDMA系统的数据传递是不连续的，是分组发射，可以关闭系统的数据传递是不连续的，是分组发射，可以关闭不连续发送，可以利用空闲时隙监听其他基站，实现切换处不连续发送，可
8、以利用空闲时隙监听其他基站，实现切换处理理即使使用即使使用FDD也无需双工器也无需双工器需要自适应均衡；需要保护时隙需要自适应均衡；需要保护时隙分组发射需要额外的系统开销，如保护数据同步分组发射需要额外的系统开销，如保护数据同步按照不同的用户提供不同的带宽按照不同的用户提供不同的带宽TDMA的效率是指发射的数据中信息所占的百分比的效率是指发射的数据中信息所占的百分比功率控制频率为功率控制频率为2Hz或更低或更低质量控制通过频率规划来实现质量控制通过频率规划来实现13扩频多址（扩频多址（SSMA）跳频码分多址（跳频码分多址（FHCDMA）使用窄带使用窄带FM或或FSK，使用能量效率高的恒包络调制
9、，用廉价的接收使用能量效率高的恒包络调制，用廉价的接收机实现机实现FHMA的非相干检测的非相干检测具有安全性；使用纠错编码和多径技术来防止碰撞的影响具有安全性；使用纠错编码和多径技术来防止碰撞的影响直接扩频码分多址（直接扩频码分多址（DSCDMA）多用户共享同一频率多用户共享同一频率CDMA是是软容量限制软容量限制，当用户数目增加时，对所有用户而言，系统，当用户数目增加时，对所有用户而言，系统性能下降；相应当用户数目减少时，系统性能提高性能下降；相应当用户数目减少时，系统性能提高CDMA中信道数据速率小于信道的时延扩展，故可以使用中信道数据速率小于信道的时延扩展，故可以使用RAKE接接收技术收
10、技术利用宏空间分集，多个基站同时监听，实现软切换，不切换频率；利用宏空间分集，多个基站同时监听，实现软切换，不切换频率；自干扰系统多址干扰；远近效应自干扰系统多址干扰；远近效应跳时码分多址（跳时码分多址（THCDMA）14多址技术图示多址技术图示频率时间TDMA时间频率FDMA频率时间码字CDMA传统多址技术传统多址技术码分多址技术码分多址技术15混合扩频技术（混合扩频技术（HSST）混合混合FDMA/CDMA（FCDMA），优点是无需连续），优点是无需连续带宽，如带宽，如MCCDMA在在cdma2000中采用中采用混合直扩混合直扩/跳频多址（跳频多址（DS/FHMA），避免远近效应，），避免
11、远近效应，不适用软切换（不适用软切换（Bluetooth采用）采用）时分时分CDMA（TCDMA），在每一小区内仅分配给），在每一小区内仅分配给一个用户一个特定的时隙，避免远近效应一个用户一个特定的时隙，避免远近效应时分跳频（时分跳频（TDFH），在一个新的），在一个新的TDMA帧开始时帧开始时跳到一个新的频率，跳到一个新的频率，GSM16扩频多址种类扩频多址种类17简单的扩频通信发射接收机框图（简单的扩频通信发射接收机框图（1）18简单的扩频通信发射接收机框图（简单的扩频通信发射接收机框图（2）DSCDMA信号发射信号发射/接收机接收机19各种多址的不同接收方式各种多址的不同接收方式频分多址
12、，符号持续时间长，无符号间干扰，直接频分多址，符号持续时间长，无符号间干扰，直接判决判决时分多址，有符号间干扰，无法区分多径，用滤波时分多址，有符号间干扰，无法区分多径，用滤波器进行符号间均衡器进行符号间均衡自适应均衡器，系数可以调整自适应均衡器，系数可以调整每个时隙有导频用以训练系数每个时隙有导频用以训练系数直扩码分多址直扩码分多址宽带系统，可以区分多径宽带系统，可以区分多径多径接收机（多径接收机（RAKE），），多径分集多径分集20CDMA在无线信道中传输的优势总结在无线信道中传输的优势总结采用采用RAKE接收机，有效利用了信道相干时间形成的时间分接收机，有效利用了信道相干时间形成的时间分
13、集效应；集效应；宽带传输系统，利用了信道的频率分集效果宽带传输系统，利用了信道的频率分集效果码字的多址传输，利用了多用户分集的效果码字的多址传输，利用了多用户分集的效果信号在信道中传输功率低，降低了干扰，提高了保密性信号在信道中传输功率低，降低了干扰，提高了保密性扩频因子灵活变换，又助于多媒体等多速率并发业务的传输扩频因子灵活变换，又助于多媒体等多速率并发业务的传输频谱效率高，优于以往的频谱效率高，优于以往的AMPS和和GSM，频率复用系数频率复用系数WCDMA为为1，GSM为为118。支持软切换和更软切换支持软切换和更软切换支持新技术的应用，如多用户检测支持新技术的应用，如多用户检测WCDM
14、A有下行发射分集，而有下行发射分集，而GSM没有没有21无线传输技术和无线传输技术和CDMA原理原理 无线传输环境 无线传输技术和多址技术 CDMA原理和RAKE接收技术 分集技术 智能天线技术 多用户检测技术22码字的自相关和互相关码字的自相关和互相关不同用户采用不同的扩频码字不同用户采用不同的扩频码字x1(t)，x2(t)其自相关特性决定了多径干扰特性其自相关特性决定了多径干扰特性其互相关特性决定了多址干扰特性其互相关特性决定了多址干扰特性自相关函数自相关函数R()=互相关函数互相关函数V()=23CDMA的码生成技术的码生成技术随机序列（贝努利序列）随机序列（贝努利序列）0和和1个数各一
15、半个数各一半1或者或者0连续个数的概率，连续一个为连续个数的概率，连续一个为1/2，连续两个为，连续两个为1/4，连续三个为，连续三个为1/8，移位序列和原序列有一半相同，另一半不同移位序列和原序列有一半相同，另一半不同m序列序列由移位寄存器生成由移位寄存器生成是最大长度的线性移位寄存器序列，周期是是最大长度的线性移位寄存器序列，周期是2n-1（n为移为移位寄存器长度）位寄存器长度）其自相关函数只有一个最大值（延迟为零处），其他均其自相关函数只有一个最大值（延迟为零处），其他均为为-1，单值性，单值性符合贝努利序列性质符合贝努利序列性质24Gold序列序列Gold序列序列由两个优选的由两个优选
16、的m序列异或而成序列异或而成自相关函数有多值，没有自相关函数有多值，没有m序列好序列好比比m序列多得多序列多得多由于由于Gold序列具有良好的自相关性质，用于码分多序列具有良好的自相关性质，用于码分多址中区分基站和用户址中区分基站和用户良好的自相关性质决定了其分段序列之间互相关很小，良好的自相关性质决定了其分段序列之间互相关很小，可以用于区分用户，进行多址可以用于区分用户，进行多址25Gold序列生成序列生成Gold序列的随机性好，符合伪随机序列的特性序列的随机性好，符合伪随机序列的特性0和和1发生的相对频率各为发生的相对频率各为1/2，连续出现，连续出现0或或1的概的概率小，用于加扰率小，用
17、于加扰26Gold序列序列27Gold序列的自相关函数序列的自相关函数自相关函数近似自相关函数近似函数，减轻多径干扰函数，减轻多径干扰分段后各段的互相关近似为零，减轻多址干扰分段后各段的互相关近似为零，减轻多址干扰28OVSF&WalshOVSF码的互相关为零，相互完全正交。码的互相关为零，相互完全正交。Walsh与与OVSF码一样码一样29扩频因子与业务速率扩频因子与业务速率符号速率符号速率扩频因子码片速率扩频因子码片速率如如WCDMA，码片速率码片速率3.84MHz，扩频因子扩频因子4，则符，则符号速率号速率960Kbps；cdma2000-1x，码片速率码片速率1.2288MHz，扩频因
18、子扩频因子64，则符号速率，则符号速率19.2Kbps；符号速率（业务速率校验码）符号速率（业务速率校验码）信道编码信道编码重复重复或打孔率或打孔率如如WCDMA，业务速率业务速率384Kbps，信道编码信道编码1/3Turbo码，符号速率码，符号速率960Kbps；cdma2000-1x，业务速率业务速率9.6Kbps，信道编码信道编码1/3卷积卷积码，符号速率码，符号速率19.2Kbps；30不同的扩频调制方式不同的扩频调制方式直接扩频（直接扩频（DSSS）通过将伪噪声序列与基带脉冲数据相乘来扩展基带数据，通过将伪噪声序列与基带脉冲数据相乘来扩展基带数据，其伪噪声序列由伪噪声生成器产生其伪
19、噪声序列由伪噪声生成器产生误码率受限于多址干扰和远近效应的影响误码率受限于多址干扰和远近效应的影响用功率控制来克服远近效应，受限于功率检测的精度用功率控制来克服远近效应，受限于功率检测的精度跳频扩频（跳频扩频（FHSS)数据以发射机的载波频率跳变的方式发送到表面上随机数据以发射机的载波频率跳变的方式发送到表面上随机的信道中的信道中每个信道上，在发射机再次调频之前，数据用传统的窄每个信道上，在发射机再次调频之前，数据用传统的窄带调制方式发送一些小的突发带调制方式发送一些小的突发无远近效应的影响，因为多个用户不会同时使用同一频无远近效应的影响，因为多个用户不会同时使用同一频率（率（Bluetoot
20、h技术、快、慢调频）技术、快、慢调频）31直接扩频调制技术直接扩频调制技术扩频波形由扰码序列和扩频波形由扰码序列和OVSF叠加产生叠加产生扩频通信适合于无线通信环境扩频通信适合于无线通信环境有抗干扰能力，每个用户唯一的扰码序列或者唯一有抗干扰能力，每个用户唯一的扰码序列或者唯一的的OVSF码，抗多址干扰码，抗多址干扰所有用户、基站都使用相同的频率，可以简化频率所有用户、基站都使用相同的频率，可以简化频率规划工作规划工作良好的抗多径干扰特性：良好的抗多径干扰特性：RAKE接收机利用多径分量接收机利用多径分量同时由于宽带信号的频率选择性衰落，反映在时域上，同时由于宽带信号的频率选择性衰落，反映在时
21、域上，多径干扰导致传输延迟的多径干扰导致传输延迟的PN信号和原信号和原PN序列的互相关序列的互相关性减弱，导致延迟信号对接收机的影响减弱性减弱，导致延迟信号对接收机的影响减弱32窄带系统大衰落大衰落发射信号发射信号接收到的衰落信号接收到的衰落信号频率频率频率频率强度强度强度大衰落发射信号接收到的衰落信号频率频率强度强度宽带系统频率选择性衰落频率选择性衰落33直接扩频直接扩频CDMA的多址方法的多址方法利用利用OVSF码和扰码来进行减少多址干扰码和扰码来进行减少多址干扰下行是不同的用户采用不同的正交扩频码字（下行是不同的用户采用不同的正交扩频码字（OVSF或或Walsh码字），互相关为零，但多径
22、时延拓展会影响互码字），互相关为零，但多径时延拓展会影响互相关性，破坏正交性相关性，破坏正交性下行同时用不同的复扰码来区分基站下行同时用不同的复扰码来区分基站上行是不同的用户采用自相关和互相关性都较好的复扰上行是不同的用户采用自相关和互相关性都较好的复扰码序列作为扰码来降低多址干扰，同时也加大数据的随码序列作为扰码来降低多址干扰，同时也加大数据的随机性机性复扰码的作用是加大随机性，降低峰值因子复扰码的作用是加大随机性，降低峰值因子WCDMA中采用了先进的复扰码序列集合中采用了先进的复扰码序列集合，有效降有效降低了小区内多址干扰，同时减轻了小区间的干扰，低了小区内多址干扰，同时减轻了小区间的干扰
23、，而无需精确的网络而无需精确的网络同步同步34CDMA宽带扩频技术有效地利用无线信道的频率选择性衰落宽带扩频技术有效地利用无线信道的频率选择性衰落扩频码扩频码扩频码扩频码信号合并信号合并CDMA扩频技术扩频技术窄带信号窄带信号fP(f)宽带信号宽带信号P(f)f噪声噪声P(f)f噪声噪声+宽带信号宽带信号P(f)f信号与噪声分离信号与噪声分离P(f)f35RAKE 接收技术有效地克服多径干扰，提高接收性能接收技术有效地克服多径干扰，提高接收性能RAKE接收原理接收原理接收机单径接收电路单径接收电路单径接收电路搜索器计算信号强度与时延合 并合并后的信号tts(t)s(t)36RAKE接收机射频和
24、中频结构接收机射频和中频结构双工器双工器Rx滤波器滤波器IF去混迭去混迭滤波器滤波器ADC数数字字下下变频器变频器基基带带处处理理器器下变频器下变频器数数据据I/OIQIF和和平平滑滑滤波器滤波器DAC数数字字上上变频器变频器IQ上变频器上变频器本振本振Tx滤波器滤波器本振本振功放功放RF AGCRF AGC37RAKE接收机基带接收机基带QI合并相加合并相加I延迟估计延迟估计带带DLL的的相关器相关器相位相位旋转旋转信道信道估计估计本地本地扩频码扩频码延迟延迟均衡均衡IQ第一径第一径第二径第二径第三径第三径基基带带输输入信号入信号时间量（径位置）时间量（径位置）Q38匹配滤波器（搜索器）结构
25、匹配滤波器（搜索器）结构本地的扩频码和扰码本地的扩频码和扰码NN-10NN-10串行输入的采样数据串行输入的采样数据39多径搜索器性能多径搜索器性能在在AWGN、CASE1、CASE2信道下性能比信道下性能比3GPP建议好建议好0.4dB，在在CASE3信道下满足信道下满足3GPP要求要求40信道估计信道估计相关器相关器（导频通道）（导频通道）基带基带I/Q信号信号LPF预测的相位和幅预测的相位和幅度结果度结果I/Q信号信号相关器相关器基带基带I/Q信号信号预测的相位和幅预测的相位和幅度结果度结果I/Q信号信号DMUX数据符号数据符号导频符号导频符号LPF并内插并内插符号判决符号判决LPF1
26、理想信道估计理想信道估计2 基于连续导频信号的信道估计方法相关器基于连续导频信号的信道估计方法相关器3 使用判决反馈技术的间断导频条件的信道估计方法使用判决反馈技术的间断导频条件的信道估计方法41信道估计性能信道估计性能性能优于性能优于3GPP要求要求42无纠错编码： BER10-1 10-2不能满足通信需要卷积编码： BER10-3满足语音通信需要Turbo 码： BER信信道的相关时间道的相关时间51发射分集技术提高系统下行容量，适应非对称业务的需求发射分集技术提高系统下行容量，适应非对称业务的需求天线 1天线2路径 1路径 2发射分集处理数据流数据流数据流数据流 1数据流数据流 2恢复数
27、据流恢复数据流发射分集（发射分集（OTD方式）原理方式）原理52无线传输技术和无线传输技术和CDMA原理原理 无线传输环境 无线传输技术和多址技术 CDMA原理和RAKE接收技术 分集技术 智能天线技术 多用户检测技术53智能天线智能天线智能天线技术提高系统覆盖范围，降低发射功率智能天线技术提高系统覆盖范围，降低发射功率54智能天线的小区配置智能天线的小区配置全向小区三扇区小区智能天线小区智能天线小区55智能天线的优点智能天线的优点高速率用户带来很大的干扰，动态调整的智能天线阵列的波高速率用户带来很大的干扰，动态调整的智能天线阵列的波束跟踪高速率用户，起到空间隔离、消除干扰的作用；动态束跟踪高
28、速率用户，起到空间隔离、消除干扰的作用；动态调整的智能天线阵列的性能优于固定的多波束天线调整的智能天线阵列的性能优于固定的多波束天线增加系统容量增加系统容量增加覆盖范围，改善建筑物中和高速运动时的信号接收质量增加覆盖范围，改善建筑物中和高速运动时的信号接收质量提高信号接收质量，降低掉话率，提高语音质量提高信号接收质量，降低掉话率，提高语音质量减少发射功率，延长移动台电池寿命减少发射功率，延长移动台电池寿命提高系统设计时的灵活性提高系统设计时的灵活性56空分多址空分多址使用定向波束天线服务不同用户使用定向波束天线服务不同用户自适应天线系统自适应天线系统57无线传输技术和无线传输技术和CDMA原理
29、原理 无线传输环境 无线传输技术和多址技术 CDMA原理和RAKE接收技术 分集技术 智能天线技术 多用户检测技术58多用户检测原理多用户检测原理BPSKOrth. codeBPSKNon-OrthonomalChannelcorrelatorcorrelator 1 rr 1R = S1S2Whiten FilterS1 + N1S2 + N2 aR-1S1 + N1S2 + N2Project lineN1 and N2 correlatedPartition boundaryProject linePartition boundaryS2S159多用户检测多用户检测当前的当前的CDMA接
30、收机基于接收机基于RAKE 原理，将其他用户的干扰视为噪声原理，将其他用户的干扰视为噪声基于基于RAKE 的的CDMA系统的容量受干扰的限制系统的容量受干扰的限制最优接收机是联合检测所有的信号，并将其他用户的干扰从期望的信号最优接收机是联合检测所有的信号，并将其他用户的干扰从期望的信号中减去（信号的相干特性是已知的，干扰是确定的）中减去（信号的相干特性是已知的，干扰是确定的）多用户检测（多用户检测（MUD）称为联合检测和干扰对消，降低了多址干扰，从称为联合检测和干扰对消，降低了多址干扰，从而提高系统的容量而提高系统的容量多用户检测可以消除远近效应问题多用户检测可以消除远近效应问题最优的多用户检
31、测相当复杂，实际中用次优的多用户和干扰对消接收机最优的多用户检测相当复杂，实际中用次优的多用户和干扰对消接收机次优的接收分为二类：次优的接收分为二类：线性检测器：采用线性变换去除多址干扰，分为：解相关器、线性最小均线性检测器：采用线性变换去除多址干扰，分为：解相关器、线性最小均方误差检测器（方误差检测器（LMMSE）干扰对消器：估计多址干扰，然后从接收的信号中减去。分为：并行干扰干扰对消器：估计多址干扰，然后从接收的信号中减去。分为：并行干扰抵消和串行干扰抵消抵消和串行干扰抵消60多用户检测串行干扰对消多用户检测串行干扰对消SS1S2SKSSS1 + r12S2 + r13 S3 + + r1
32、K SKS2 + r12S1 + r23 S3 + + r2K SKSk + rk2S1 + rk3 S3 + + r1K S1SINRSK-1+_SkSS2S+_S2+_S1S1S61多用户检测并行干扰对消多用户检测并行干扰对消多用户检测技术降低多址干扰，提高系统容量多用户检测技术降低多址干扰，提高系统容量干扰消除后的干净信号 多次迭代式干扰消除器多次迭代式干扰消除器接收/重建信号 1接收/重建信号 2接收信号接收/解码信号 1接收/解码信号 2减去干扰干扰消除后的干净信号62 无线传输技术和CDMA原理 CDMA无线资源管理原理 不同体制的3G技术 3G无线接入网络形态CDMA原理原理63
33、无线资源管理目的无线资源管理目的CDMA是自干扰系统，是自干扰系统，提高单个用户的发射功率能改善其提高单个用户的发射功率能改善其服务质量，但对其他用户的干扰也相应增加服务质量，但对其他用户的干扰也相应增加! !如何才能优化网络，为最多的如何才能优化网络，为最多的用户提供所需的服务质量用户提供所需的服务质量? ?只有采用先进的只有采用先进的无线资源管理无线资源管理 才能发挥才能发挥CDMA系统的卓越性能系统的卓越性能!64无线资源管理策略的主要内容无线资源管理策略的主要内容n功率控制功率控制n负载控制负载控制nAMR控制控制n小区切换小区切换n信道分配信道分配65每个用户对于其他用户都每个用户对
34、于其他用户都相当于干扰，远近效应严相当于干扰，远近效应严重影响系统容量重影响系统容量Powerf采用功控技术减少了用采用功控技术减少了用户间的相互干扰，提高户间的相互干扰，提高了系统整体容量了系统整体容量远近效应远近效应Powerf66前向功率控制前向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控制命令反向功率控制反向功率控制 克服远近效应和多径衰落克服远近效应和多径衰落 减小多址干扰，保证网络容量减小多址干扰，保证网络容量 延长电池使用时间延长电池使用时间 功率控制功率控制67功率控制效果功率控制效果决定了决定了DSCDMA系统的容
35、量；系统的容量；多址干扰远近效应多址干扰远近效应功率控制的目标：所有的信号到达基站的功率相同功率控制的目标：所有的信号到达基站的功率相同（上行）；减少对其他基站的干扰（下行）（上行）；减少对其他基站的干扰（下行）功率控制可以补偿衰落功率控制可以补偿衰落有三种功率控制原理：开环、闭环和外环有三种功率控制原理：开环、闭环和外环开环：从信道中测量干扰条件，并调整发射功率，以达开环：从信道中测量干扰条件，并调整发射功率，以达到期望的误帧率（误块率）到期望的误帧率（误块率）闭环：闭环： 测量信噪比，并向移动台发送指令调整它的发射测量信噪比，并向移动台发送指令调整它的发射功率功率外环：测量误帧率（误块率）
36、，调整目标信噪比外环：测量误帧率（误块率），调整目标信噪比68负载控制负载控制小区呼吸是负载控制的主要手段负载控制的主要目的是将某些负载控制的主要目的是将某些“热点小区热点小区”的负载分担到的负载分担到周围负载较轻的小区中，提高系统容量的利用率周围负载较轻的小区中，提高系统容量的利用率69AMR控制控制AMR语音的变化范围：4.75Kbps 12.2Kbps(12.2Kbps兼容GSM语音编码)通过动态调整AMR语音的速率，保证了在相同系统容量情况下，尽可能的保证UE的通话质量70AMR语音编解码语音编解码64Kbps律律PCM语音编码转化为语音编码转化为AMR编码编码降低降低UE功耗，减少干
37、扰功耗，减少干扰TrFO（Transcoder Free Operation）,提高网络提高网络传输效率和语音质量传输效率和语音质量71AMR编解码协商编解码协商MSNode-BRNCCNAMR Speech CodecAMR Speech CodecAMR 模式控制UuIubIu下行AMR模式命令符合AMR模式的下行语音数据上行AMR模式命令符合AMR模式的上行语音数据72切换类型切换类型n 不同基站NodeB间切换n 不同RNC间切换 软切换：软切换：n 同基站不同扇区间切换 更软切换：更软切换：n 异频切换n 不同系统间切换 硬切换：硬切换：WCDMA系统支持多种切换技术73切换过程和效
38、果切换过程和效果当邻近小区的强度超过本小区信号强度一个给定的门限时，移动台执行当邻近小区的强度超过本小区信号强度一个给定的门限时，移动台执行切换，硬切换（切换，硬切换（FDMA、TDMA）CDMA系统小区的频率一致，软切换时，移动台同时与多个基站相连接系统小区的频率一致，软切换时，移动台同时与多个基站相连接软切换是为了降低对其他小区的干扰，并通过宏分集来改善性能软切换是为了降低对其他小区的干扰，并通过宏分集来改善性能当邻近小区的信号强度超过一个门限，但仍然低于当前小区基站的强度当邻近小区的信号强度超过一个门限，但仍然低于当前小区基站的强度时，则进入软切换状态时，则进入软切换状态在上行链路，二个
39、或多个基站可以接收同样的信号，在下行链路移动台在上行链路，二个或多个基站可以接收同样的信号，在下行链路移动台可以相干地合并来自不同基站的信号，即宏分集可以相干地合并来自不同基站的信号，即宏分集由于新基站发射额外的信号给移动台，而由于由于新基站发射额外的信号给移动台，而由于RAKE的的Finger数目有限，数目有限，移动台不能合并所有的能量。在下行链路，移动台不能合并所有的能量。在下行链路， 软切换增加了对系统的干软切换增加了对系统的干扰扰软切换的增益决定于宏分集增益和由于增加的干扰引起的性能损失软切换的增益决定于宏分集增益和由于增加的干扰引起的性能损失74软切换软切换上行软切换在上行软切换在R
40、NCRNC中进行多径中进行多径合并；合并；上行更软切换在上行更软切换在NodeBNodeB中进行中进行多径合并；多径合并；下行的软切换都在下行的软切换都在UEUE中合并中合并移动台合并功率移动台合并功率各自小区的接收能量各自小区的接收能量75软切换软切换/更软切换更软切换 改善话音质量；控制手机干扰改善话音质量；控制手机干扰 降低掉话率；提高容量与覆盖范围降低掉话率；提高容量与覆盖范围ABCABCABCABCABCABC76直接重试直接重试容量充裕小区容量充裕小区容量非饱和小区容量非饱和小区减少呼损，合理分布用户负载减少呼损，合理分布用户负载充分利用网络资源充分利用网络资源充分满足用户动态调整
41、带宽需求充分满足用户动态调整带宽需求77RNS迁移迁移RNSRNSRNSRNS迁移能够：迁移能够：迁移能够：迁移能够：有效减少有效减少IurIur接口的流量接口的流量增强系统的适应能力增强系统的适应能力核心网核心网核心网核心网源源RNS目标目标RNS源源RNS目标目标RNSIuIuIurRNS无线网络子系统无线网络子系统78信道分配信道分配n3G业务速率变化大，传统信道分配方式利用率低业务速率变化大，传统信道分配方式利用率低n3G采用统计复用的信道分配方式采用统计复用的信道分配方式u分配的信道带宽总与实际需求接近分配的信道带宽总与实际需求接近u节约系统资源，提高系统容量节约系统资源，提高系统容
42、量系统容量传统信道配置业务源速率动态信道配置79CDMA原理原理 无线传输技术和CDMA原理 CDMA无线资源管理原理 不同体制的3G技术 3G无线接入网络形态80不同时期，不同需求不同时期，不同需求81不同需求，不同业务不同需求，不同业务82不同业务，不同技术不同业务，不同技术AMPSTACSNMT其它GSMGSMCDMA CDMA IS95IS95TDMATDMAIS-136IS-136PDCPDC第一代 80年代模拟第二代 90年代数字第三代 IMT-2000UMTSUMTSWCDMAWCDMAcdmacdma20002000需求驱动需求驱动需求驱动需求驱动模拟技术数数字字技技术术语音业
43、务宽带带业务TD-TD-SCDMASCDMA3G为用户与运营商提供了完整的综合业务解决方案为用户与运营商提供了完整的综合业务解决方案833G体制体制WCDMAWCDMA核心网络：基于MAP和GPRS无线传输技术： WCDMAFDD/TDD TD-SCDMA核心网络：基于MAP无线传输技术：TD-SCDMA cdma2000核心网络：基于ANSI 41和MIP无线传输技术：cdma2000CDMA技术是技术是3G的核心的核心3G的核心的核心-CDMA技术技术84cdma2000技术体制技术体制-网络特点网络特点85IS-95 的技术特点的技术特点基站用基站用215长度的短扰码来区分，不同的基站用
44、不同长度的短扰码来区分，不同的基站用不同的相位；的相位；上行用非相干解调，采用上行用非相干解调，采用Walsh调制（调制（6-64符号变符号变换），性能低于相干解调换），性能低于相干解调各个用户用各个用户用242长度的长扰码区分，不同的用户采用长度的长扰码区分，不同的用户采用不同的扰码不同的扰码下行快速功控比特在数据比特中打孔传输下行快速功控比特在数据比特中打孔传输IS-95A支持语音业务，支持语音业务，IS-95B开始支持数据业务，开始支持数据业务，采用补充码分信道，是多码传输的方式采用补充码分信道，是多码传输的方式86cdma2000 RTT技术特点技术特点87cdma2000 1X技术特
45、点技术特点IS-95A/B是是cdma2000的子集的子集码片速率码片速率1.2288 Mcps扩频调制：前向扩频调制：前向QPSK，反向反向HPSK反向导频，相干解调反向导频，相干解调快速前向和反向功率控制快速前向和反向功率控制前向发射分集：前向发射分集：OTD、STS信道编码增加信道编码增加Turbo码码可变帧长，可变帧长，5ms, 10ms, 20ms, 40ms, 80ms支持支持F-QPCH，延长手机待机时间延长手机待机时间速率最大可达速率最大可达307.2kbps支持支持QoS协商协商支持多媒体业务支持多媒体业务支持支持8K/13K QCELP 8 kbps EVRC信道容量是信道
46、容量是IS-95A/B的的2倍倍 88cdma2000 1X候选增强技术候选增强技术高通提出的高通提出的HDR，支持最高速率为，支持最高速率为2.4Mbps的数据的数据业务业务摩托罗拉和诺基亚公司联合提出的摩托罗拉和诺基亚公司联合提出的1XTREME中国提出的中国提出的LAS-CDMA目前目前3GPP2已经完成基于已经完成基于HDR的的1X-EV-DO版本，版本，正在根据摩托罗拉、朗讯和正在根据摩托罗拉、朗讯和LAS-CDMA的提案技的提案技术讨论术讨论1X-EV-DV版本版本89cdma2000 3X技术特点技术特点码片速率码片速率3*1.2288 3*1.2288 McpsMcps，接入速
47、率最大可达接入速率最大可达2 2MbpsMbps90cdma2000过渡过渡1 IS-95A/B载频cdma2000 1X载频cdma2000兼容兼容IS-95A/B。增加增加SCH以支持分组业务。以支持分组业务。可以通过增加可以通过增加cdma2000 1X BSC和和cdma2000 BTS的方式的方式平滑过渡。即业务可以平滑升级，但设备需增加。平滑过渡。即业务可以平滑升级，但设备需增加。1 IS-95A/B载频+ 2 cdma2000 1X载频91TDSCDMA发展历程发展历程92TD-SCDMA技术体制技术体制-网络特点网络特点93TD-SCDMA技术特点技术特点94WCDMA发展历程
48、发展历程95WCDMA技术体制技术体制-网络特点网络特点96WCDMA基本内容基本内容调制方式：上行：调制方式：上行：BPSK；下行：下行：QPSK语音编码：语音编码：AMR信道编码：卷积码和信道编码：卷积码和Turbo码码解调方式：导频辅助的相干解调解调方式：导频辅助的相干解调发射分集方式：发射分集方式：TSTD、STTD、FBTD功率控制：上下行闭环功率控制，外环功率控制功率控制：上下行闭环功率控制，外环功率控制基站同步方式：支持异步和同步的基站运行基站同步方式：支持异步和同步的基站运行信号带宽：信号带宽：5MHz；码片速率：码片速率：3.84Mcps97WCDMA技术优势技术优势n更大的
49、系统容量更大的系统容量n更优的话音质量更优的话音质量n更高的频谱效率更高的频谱效率n更快的数据速率更快的数据速率n更强的抗衰落能力更强的抗衰落能力n更好的抗多径性更好的抗多径性n适应高达适应高达500km/h的移动速度的移动速度98三种主要体制比较三种主要体制比较99WCDMA 与与 IS95 比较比较1003G 使用的频段使用的频段1850 1900 1950 2000 20502100 21502200 2250ReserveIMT 2000GSM 1800DECTMSSIMT 2000MSSIMT 2000IMT 2000MSSIMT 2000IMT 2000IMT 2000MSSIMT
50、 2000MSSA DB EFABCMSSMSSMSSDFEBBC ITU identificationsEuropeChinaJapanKorea (w/o PHS)North America1700 1750 18009501000800850900IMT 2000IMT 2000GSMCellularPDCCellular P C SMSSGSMPrevious IMT-2000 terrestrial bandsNew IMT-2000 terrestrial bandsGSM 1800, PCSMSSPHS101CDMA原理原理 无线传输技术和CDMA原理 CDMA无线资源管理原理
51、不同体制的3G技术 3G无线接入网络形态102WCDMA R99网络结构网络结构MSC/VLRGMSCNodeBRNCHLR/AuCGGSNSGSNNodeBRNCPSTNGPRS IP骨干网CGFBGSS7SCPInter-PLMN网络网络IurIubIubIu -CSIu -PS 103WCDMA R99接入网络结构接入网络结构NodeBRNCIubNodeBNodeBRNCNodeBIurCNPayloadAAL2/5PHYPayloadAAL2/5PHYPayloadAAL2/5PHYIu104系列化基站系列化基站系列化的基站产品适应用户不同需求系列化的基站产品适应用户不同需求微蜂窝基站微蜂窝基站室内型基站室内型基站室外型基站室外型基站大容量基站大容量基站105CDMA2000网络总图网络总图ss7MSC/VLRHLRPSTNISDNcdma2000 BSSBTSBSCBTSBSC/PCFcdma2000 BSSHAPDSNIPBackboneInternet,Intranet,etc.RadiusGMSC106无线接入网结构及接口描述无线接入网结构及接口描述(一一)107无线接入网结构及接口描述无线接入网结构及接口描述(二二)108109中国移动中国移动3 3G G高级培训之二高级培训之二部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！
