1、0 無線傳輸技術和CDMA原理 CDMA無線資源管理原理 不同體制的3G技術 3G無線接入網絡形態 無線傳輸技術和CDMA原理 CDMA無線資源管理原理 不同體制的3G技術 3G無線接入網絡形態1 無線傳輸環境 無線傳輸技術和多址技術 CDMA原理和RAKE接收技術 分集技術 智能天線技術 多用戶檢測技術 無線傳輸環境 無線傳輸技術和多址技術 CDMA原理和RAKE接收技術 分集技術 智能天線技術 多用戶檢測技術2多徑環境多徑環境時間接收信號強度發射信號3衰落衰落發射數據發射數據-40-35-30-25-20-15-10-50dB接收數據接收數據4移動信道的多徑特征移動信道的多徑特征 電磁傳播

2、反射、散射和繞射電磁傳播反射、散射和繞射 無線環境中的信號衰減分成三部分：無線環境中的信號衰減分成三部分： 幅度衰減較大的路徑損耗幅度衰減較大的路徑損耗 伴隨中等幅度衰減的具有對數正態分布特性的慢變化成伴隨中等幅度衰減的具有對數正態分布特性的慢變化成分大尺度變化分大尺度變化 衰減幅度較小的快變化成分小尺度衰落衰減幅度較小的快變化成分小尺度衰落 兩類典型小尺度衰落包絡分布的描述方法兩類典型小尺度衰落包絡分布的描述方法 瑞利分布（非視距傳播）瑞利分布（非視距傳播） 萊斯分布（視距傳播）萊斯分布（視距傳播）5移動信道的表征移動信道的表征 時延表征時延表征 平均時延（均值）平均時延（均值） 時延拓展（

3、標準差），信道相關帶寬時延拓展（標準差），信道相關帶寬1/時延拓展時延拓展 頻譜頻譜 多普勒擴展，運動引起信道變化（快、慢衰落），信道多普勒擴展，運動引起信道變化（快、慢衰落），信道相干時間相干時間1/多普勒頻率多普勒頻率 多徑特性（信道帶寬），平坦衰落和頻率選擇性衰落多徑特性（信道帶寬），平坦衰落和頻率選擇性衰落 寬帶碼分多址是頻率選擇性慢衰落信道寬帶碼分多址是頻率選擇性慢衰落信道 測試信道的方法測試信道的方法 衰落的概率分布衰落的概率分布 電平通過率衰落快慢，信道衰落的深度電平通過率衰落快慢，信道衰落的深度 衰落持續時間（交織深度）衰落持續時間（交織深度）6無線信道模型無線信道模型高斯噪聲

4、高斯噪聲信道模擬信道模擬當前徑權重當前徑權重接收信號接收信號發射信號發射信號信道模擬信道模擬當前徑權重當前徑權重信道模擬信道模擬當前徑權重當前徑權重信道模擬信道模擬當前徑權重當前徑權重7無線信道建模方法無線信道建模方法 信道模型信道模型 幅度分布，瑞利、萊斯分布幅度分布，瑞利、萊斯分布 多普勒譜分布，經典譜、平坦譜多普勒譜分布，經典譜、平坦譜 信道模擬信道模擬 濾波法濾波法 諧波疊加諧波疊加 諧波分解諧波分解8典型無線移動信道的分類典型無線移動信道的分類 靜態信道（靜態信道（static） 戶內信道戶內信道 戶外到戶內人行道信道戶外到戶內人行道信道 車載信道車載信道 移動信道（移動信道（mov

5、ing） 生死信道（生死信道（birth-death）9 無線傳輸環境 無線傳輸技術和多址技術 CDMA原理和RAKE接收技術 分集技術 智能天線技術 多用戶檢測技術10無線通信中的幾個概念和區別無線通信中的幾個概念和區別 多址技術多址技術 時分多址，頻分多址和碼分多址時分多址，頻分多址和碼分多址 雙工技術雙工技術 時分雙工與頻分雙工時分雙工與頻分雙工 窄帶系統與寬帶系統窄帶系統與寬帶系統 單個信道的帶寬與所期望信道的相干帶寬一致單個信道的帶寬與所期望信道的相干帶寬一致 一個信道的發射帶寬大于這個信道的相干帶寬一個信道的發射帶寬大于這個信道的相干帶寬 寬帶系統通常能夠帶來頻率分集的優勢寬帶系統

6、通常能夠帶來頻率分集的優勢11頻分多址（頻分多址（FDMA） FDMA信道每次只能傳遞一個電話如果一個信道每次只能傳遞一個電話如果一個FDMA信道沒有信道沒有使用，并且處于空閑狀態，它不能被其他用戶使用以增加使用，并且處于空閑狀態，它不能被其他用戶使用以增加共享容量共享容量 在分配成語音信道后，基站和移動臺就會同時地連續不斷在分配成語音信道后，基站和移動臺就會同時地連續不斷地發射地發射 FDMA通常是窄帶系統通常是窄帶系統 符號時間比平均時延擴展大很多，故平均時延擴展造成的符號時間比平均時延擴展大很多，故平均時延擴展造成的符號間干擾低，無需均衡符號間干擾低，無需均衡 FDMA比比TDMA簡單，

7、同步和組幀比特少，系統開銷小簡單，同步和組幀比特少，系統開銷小 FDMA需要精確的需要精確的RF濾波器，需要雙工器（單天線）濾波器，需要雙工器（單天線） 非線性效應：許多信道共享一個天線，功率放大器的非線非線性效應：許多信道共享一個天線，功率放大器的非線性會產生交調頻率（性會產生交調頻率（IM），），產生額外的產生額外的RF輻射輻射12時分多址（時分多址（TDMA） 多個用戶共享一個載波頻率，分享不同時隙多個用戶共享一個載波頻率，分享不同時隙 TDMA系統的數據傳遞是不連續的，是分組發射，可以關閉系統的數據傳遞是不連續的，是分組發射，可以關閉 不連續發送，可以利用空閑時隙監聽其他基站，實現切換

8、不連續發送，可以利用空閑時隙監聽其他基站，實現切換處理處理 即使使用即使使用FDD也無需雙工器也無需雙工器 需要自適應均衡；需要保護時隙需要自適應均衡；需要保護時隙 分組發射需要額外的系統開銷，如保護數據同步分組發射需要額外的系統開銷，如保護數據同步 按照不同的用戶提供不同的帶寬按照不同的用戶提供不同的帶寬 TDMA的效率是指發射的數據中信息所占的百分比的效率是指發射的數據中信息所占的百分比 功率控制頻率為功率控制頻率為2Hz或更低或更低 質量控制通過頻率規劃來實現質量控制通過頻率規劃來實現13擴頻多址（擴頻多址（SSMA） 跳頻碼分多址（跳頻碼分多址（FHCDMA） 使用窄帶使用窄帶FM或或

9、FSK，使用能量效率高的恒包絡調制，用廉價的接收使用能量效率高的恒包絡調制，用廉價的接收機實現機實現FHMA的非相干檢測的非相干檢測 具有安全性；使用糾錯編碼和多徑技術來防止碰撞的影響具有安全性；使用糾錯編碼和多徑技術來防止碰撞的影響 直接擴頻碼分多址（直接擴頻碼分多址（DSCDMA） 多用戶共享同一頻率多用戶共享同一頻率 CDMA是是軟容量限制軟容量限制，當用戶數目增加時，對所有用戶而言，系統，當用戶數目增加時，對所有用戶而言，系統性能下降；相應當用戶數目減少時，系統性能提高性能下降；相應當用戶數目減少時，系統性能提高 CDMA中信道數據速率小于信道的時延擴展，故可以使用中信道數據速率小于信

10、道的時延擴展，故可以使用RAKE接接收技術收技術 利用宏空間分集，多個基站同時監聽，實現軟切換，不切換頻率；利用宏空間分集，多個基站同時監聽，實現軟切換，不切換頻率；自干擾系統多址干擾；遠近效應自干擾系統多址干擾；遠近效應 跳時碼分多址（跳時碼分多址（THCDMA）14多址技術圖示多址技術圖示頻率時間TDMA時間頻率FDMA頻率時間碼字CDMA傳統多址技術傳統多址技術碼分多址技術碼分多址技術15混合擴頻技術（混合擴頻技術（HSST） 混合混合FDMA/CDMA（FCDMA），優點是無需連續），優點是無需連續帶寬，如帶寬，如MCCDMA在在cdma2000中采用中采用 混合直擴混合直擴/跳頻多址

11、（跳頻多址（DS/FHMA），避免遠近效應，），避免遠近效應，不適用軟切換（不適用軟切換（Bluetooth采用）采用） 時分時分CDMA（TCDMA），在每一小區內僅分配給），在每一小區內僅分配給一個用戶一個特定的時隙，避免遠近效應一個用戶一個特定的時隙，避免遠近效應 時分跳頻（時分跳頻（TDFH），在一個新的），在一個新的TDMA幀開始時幀開始時跳到一個新的頻率，跳到一個新的頻率，GSM16擴頻多址種類擴頻多址種類frequencytimeDSFHTH17簡單的擴頻通信發射接收機框圖（簡單的擴頻通信發射接收機框圖（1）碼字產生數據數據解調碼字產生數據TH-CDMA收發射機慢進快出數據調制快

12、進慢出載波產生載波產生上變頻頻率合成碼字產生數據數據解調碼字產生頻率合成數據基帶調制下變頻同步跟蹤FH-CDMA收發射機18簡單的擴頻通信發射接收機框圖（簡單的擴頻通信發射接收機框圖（2）寬帶調制載波產生碼字產生數據數據寬帶調制載波產生碼字同步/跟蹤碼字產生解擴DSCDMA信號發射信號發射/接收機接收機19各種多址的不同接收方式各種多址的不同接收方式 頻分多址，符號持續時間長，無符號間干擾，直接頻分多址，符號持續時間長，無符號間干擾，直接判決判決 時分多址，有符號間干擾，無法區分多徑，用濾波時分多址，有符號間干擾，無法區分多徑，用濾波器進行符號間均衡器進行符號間均衡 自適應均衡器，系數可以調整

13、自適應均衡器，系數可以調整 每個時隙有導頻用以訓練系數每個時隙有導頻用以訓練系數 直擴碼分多址直擴碼分多址 寬帶系統，可以區分多徑寬帶系統，可以區分多徑 多徑接收機（多徑接收機（RAKE），），多徑分集多徑分集20CDMA在無線信道中傳輸的優勢總結在無線信道中傳輸的優勢總結 采用采用RAKE接收機，有效利用了信道相干時間形成的時間分接收機，有效利用了信道相干時間形成的時間分集效應；集效應； 寬帶傳輸系統，利用了信道的頻率分集效果寬帶傳輸系統，利用了信道的頻率分集效果 碼字的多址傳輸，利用了多用戶分集的效果碼字的多址傳輸，利用了多用戶分集的效果 信號在信道中傳輸功率低，降低了干擾，提高了保密性信

14、號在信道中傳輸功率低，降低了干擾，提高了保密性 擴頻因子靈活變換，又助于多媒體等多速率并發業務的傳擴頻因子靈活變換，又助于多媒體等多速率并發業務的傳輸輸 頻譜效率高，優于以往的頻譜效率高，優于以往的AMPS和和GSM，頻率復用系數頻率復用系數WCDMA為為1，GSM為為118。 支持軟切換和更軟切換支持軟切換和更軟切換 支持新技術的應用，如多用戶檢測支持新技術的應用，如多用戶檢測 WCDMA有下行發射分集，而有下行發射分集，而GSM沒有沒有21 無線傳輸環境 無線傳輸技術和多址技術 CDMA原理和RAKE接收技術 分集技術 智能天線技術 多用戶檢測技術22碼字的自相關和互相關碼字的自相關和互相

15、關 不同用戶采用不同的擴頻碼字不同用戶采用不同的擴頻碼字x1(t)，x2(t) 其自相關特性決定了多徑干擾特性其自相關特性決定了多徑干擾特性 其互相關特性決定了多址干擾特性其互相關特性決定了多址干擾特性 自相關函數自相關函數 R()= 互相關函數互相關函數 V()=23CDMA的碼生成技術的碼生成技術 隨機序列（貝努利序列）隨機序列（貝努利序列） 0和和1個數各一半個數各一半 1或者或者0連續個數的概率，連續一個為連續個數的概率，連續一個為1/2，連續兩個為，連續兩個為1/4，連續三個為，連續三個為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

16、列 由移位寄存器生成由移位寄存器生成 是最大長度的線性移位寄存器序列，周期是是最大長度的線性移位寄存器序列，周期是2n-1（n為移為移位寄存器長度）位寄存器長度） 其自相關函數只有一個最大值（延遲為零處），其他均其自相關函數只有一個最大值（延遲為零處），其他均為為-1，單值性，單值性 符合貝努利序列性質符合貝努利序列性質24Gold序列序列 Gold序列序列 由兩個優選的由兩個優選的m序列異或而成序列異或而成 自相關函數有多值，沒有自相關函數有多值，沒有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關性質，用于碼分序列具有良好的自相關性質，用于碼分多址中區分基站

17、和用戶多址中區分基站和用戶 良好的自相關性質決定了其分段序列之間互相關很小，良好的自相關性質決定了其分段序列之間互相關很小，可以用于區分用戶，進行多址可以用于區分用戶，進行多址25Gold序列生成序列生成clong,1,nclong,2,nMSBLSB Gold序列的隨機性好，符合偽隨機序列的特性序列的隨機性好，符合偽隨機序列的特性 0和和1發生的相對頻率各為發生的相對頻率各為1/2，連續出現，連續出現0或或1的概的概率小，用于加擾率小，用于加擾26Gold序列序列0 00.20.20.40.40.60.60.80.81 11.21.227Gold序列的自相關函數序列的自相關函數0 00.20

18、.20.40.40.60.60.80.81 11.21.2 自相關函數近似自相關函數近似函數，減輕多徑干擾函數，減輕多徑干擾 分段后各段的互相關近似為零，減輕多址干擾分段后各段的互相關近似為零，減輕多址干擾28OVSF&WalshSF = 1SF = 2SF = 4Cch,1,0 = (1)Cch,2,0 = (1,1)Cch,2,1 = (1,-1)Cch,4,0 =(1,1,1,1)Cch,4,1 = (1,1,-1,-1)Cch,4,2 = (1,-1,1,-1)Cch,4,3 = (1,-1,-1,1)OVSF碼的互相關為零，相互完全正交。碼的互相關為零，相互完全正交。Wals

19、h與與OVSF碼一樣碼一樣29擴頻因子與業務速率擴頻因子與業務速率 符號速率擴頻因子碼片速率符號速率擴頻因子碼片速率 如如WCDMA，碼片速率碼片速率3.84MHz，擴頻因子擴頻因子4，則符，則符號速率號速率960Kbps； cdma2000-1x，碼片速率碼片速率1.2288MHz，擴頻因子擴頻因子64，則符號速率則符號速率19.2Kbps； 符號速率（業務速率校驗碼）信道編碼重符號速率（業務速率校驗碼）信道編碼重復或打孔率復或打孔率 如如WCDMA，業務速率業務速率384Kbps，信道編碼信道編碼1/3Turbo碼，符號速率碼，符號速率960Kbps； cdma2000-1x，業務速率業務

20、速率9.6Kbps，信道編碼信道編碼1/3卷積卷積碼，符號速率碼，符號速率19.2Kbps；30不同的擴頻調制方式不同的擴頻調制方式 直接擴頻（直接擴頻（DSSS） 通過將偽噪聲序列與基帶脈沖數據相乘來擴展基帶數據，通過將偽噪聲序列與基帶脈沖數據相乘來擴展基帶數據，其偽噪聲序列由偽噪聲生成器產生其偽噪聲序列由偽噪聲生成器產生 誤碼率受限于多址干擾和遠近效應的影響誤碼率受限于多址干擾和遠近效應的影響 用功率控制來克服遠近效應，受限于功率檢測的精度用功率控制來克服遠近效應，受限于功率檢測的精度 跳頻擴頻（跳頻擴頻（FHSS) 數據以發射機的載波頻率跳變的方式發送到表面上隨機數據以發射機的載波頻率跳

21、變的方式發送到表面上隨機的信道中的信道中 每個信道上，在發射機再次調頻之前，數據用傳統的窄每個信道上，在發射機再次調頻之前，數據用傳統的窄帶調制方式發送一些小的突發帶調制方式發送一些小的突發 無遠近效應的影響，因為多個用戶不會同時使用同一頻無遠近效應的影響，因為多個用戶不會同時使用同一頻率（率（Bluetooth技術、快、慢調頻）技術、快、慢調頻）31直接擴頻調制技術直接擴頻調制技術 擴頻波形由擾碼序列和擴頻波形由擾碼序列和OVSF疊加產生疊加產生 擴頻通信適合于無線通信環境擴頻通信適合于無線通信環境 有抗干擾能力，每個用戶唯一的擾碼序列或者唯一有抗干擾能力，每個用戶唯一的擾碼序列或者唯一的的

22、OVSF碼，抗多址干擾碼，抗多址干擾 所有用戶、基站都使用相同的頻率，可以簡化頻率所有用戶、基站都使用相同的頻率，可以簡化頻率規劃工作規劃工作 良好的抗多徑干擾特性：良好的抗多徑干擾特性： RAKE接收機利用多徑分量接收機利用多徑分量 同時由于寬帶信號的頻率選擇性衰落，反映在時域上，同時由于寬帶信號的頻率選擇性衰落，反映在時域上，多徑干擾導致傳輸延遲的多徑干擾導致傳輸延遲的PN信號和原信號和原PN序列的互相關序列的互相關性減弱，導致延遲信號對接收機的影響減弱性減弱，導致延遲信號對接收機的影響減弱32窄帶系統大衰落發射信號接收到的衰落信號頻率頻率強度強度大衰落發射信號接收到的衰落信號頻率頻率強度

23、強度寬帶系統頻率選擇性衰落頻率選擇性衰落33直接擴頻直接擴頻CDMA的多址方法的多址方法 利用利用OVSF碼和擾碼來進行減少多址干擾碼和擾碼來進行減少多址干擾 下行是不同的用戶采用不同的正交擴頻碼字（下行是不同的用戶采用不同的正交擴頻碼字（OVSF或或Walsh碼字），互相關為零，但多徑時延拓展會影響互碼字），互相關為零，但多徑時延拓展會影響互相關性，破壞正交性相關性，破壞正交性 下行同時用不同的復擾碼來區分基站下行同時用不同的復擾碼來區分基站 上行是不同的用戶采用自相關和互相關性都較好的復擾上行是不同的用戶采用自相關和互相關性都較好的復擾碼序列作為擾碼來降低多址干擾，同時也加大數據的隨碼序列

24、作為擾碼來降低多址干擾，同時也加大數據的隨機性機性 復擾碼的作用是加大隨機性，降低峰值因子復擾碼的作用是加大隨機性，降低峰值因子 WCDMA中采用了先進的復擾碼序列集合中采用了先進的復擾碼序列集合，有效降有效降低了小區內多址干擾，同時減輕了小區間的干擾，低了小區內多址干擾，同時減輕了小區間的干擾，而無需精確的網絡而無需精確的網絡同步同步34CDMA寬帶擴頻技術有效地利用無線信道的頻率選擇性衰落寬帶擴頻技術有效地利用無線信道的頻率選擇性衰落擴頻碼擴頻碼擴頻碼擴頻碼信號合并信號合并CDMA擴頻技術擴頻技術窄帶信號窄帶信號fP(f)寬帶信號寬帶信號P(f)f噪聲噪聲P(f)f噪聲噪聲+寬帶信號寬帶信

25、號P(f)f信號與噪聲分離信號與噪聲分離P(f)f35RAKE 接收技術有效地克服多徑干擾，提高接收性能接收技術有效地克服多徑干擾，提高接收性能RAKE接收原理接收原理接收機單徑接收電路單徑接收電路單徑接收電路搜索器計算信號強度與時延合 并合并后的信號tts(t)s(t)36RAKE接收機射頻和中頻結構接收機射頻和中頻結構雙工器雙工器Rx濾波器濾波器IF去混迭去混迭濾波器濾波器ADC數 字 下數 字 下變頻器變頻器基基帶帶處處理理器器下變頻器下變頻器數 據數 據I/OIQIF和平滑和平滑濾波器濾波器DAC數 字 上數 字 上變頻器變頻器IQ上變頻器上變頻器本振本振Tx濾波器濾波器本振本振功放功

26、放RF AGCRF AGC37RAKE接收機基帶接收機基帶QI合并相加合并相加I延遲估計延遲估計帶帶DLL的的相關器相關器相位相位旋轉旋轉信道信道估計估計本地本地擴頻碼擴頻碼延遲延遲均衡均衡IQ第一徑第一徑第二徑第二徑第三徑第三徑基帶輸基帶輸入信號入信號時間量（徑位置）時間量（徑位置）Q38匹配濾波器（搜索器）結構匹配濾波器（搜索器）結構本地的擴頻碼和擾碼本地的擴頻碼和擾碼NN-10NN-10串行輸入的采樣數據串行輸入的采樣數據39多徑搜索器性能多徑搜索器性能1.522.533.5高斯信道Eb/N00.00010.0010.010.11BLER理想多徑搜索實際多徑搜索3GPP 要求678910

27、11戶內信道（CASE1）Eb/N0(dB)0.0010.010.11BLER理想多徑搜索實際多徑搜索3GPP 要求45678戶內到戶外以及步行信道（CASE2）Eb/N0(dB)0.0010.010.11BLER理想多徑搜索實際多徑搜索3GPP 要求33.544.555.5車載信道（CASE3）Eb/N0(dB)0.00010.0010.010.11BLER理想多徑搜索實際多徑搜索3GPP 要求在在AWGN、CASE1、CASE2信道下性能比信道下性能比3GPP建議好建議好0.4dB，在在CASE3信道下滿足信道下滿足3GPP要求要求40信道估計信道估計相關器相關器（導頻通道）（導頻通道）基

28、帶基帶I/Q信號信號LPF預測的相位和幅預測的相位和幅度結果度結果I/Q信號信號相關器相關器基帶基帶I/Q信號信號預測的相位和幅預測的相位和幅度結果度結果I/Q信號信號DMUX數據符號數據符號導頻符號導頻符號LPF并內插并內插符號判決符號判決LPF1 理想信道估計理想信道估計2 基于連續導頻信號的信道估計方法相關器基于連續導頻信號的信道估計方法相關器3 使用判決反饋技術的間斷導頻條件的信道估計方法使用判決反饋技術的間斷導頻條件的信道估計方法41信道估計性能信道估計性能1.522.533.5高斯信道Eb/N0(dB)0.00010.0010.010.11BERHuaweiIdeal3GPP789

29、1011CASE1 信道Eb/N0(dB)0.0010.010.11BERHuaweiIdeal3GPP66.577.588.59CASE2 信道Eb/N0(dB)0.00010.0010.010.11BERIdealHuawei3GPP3.544.55 CSAE3 信道Eb/N0(dB)0.00010.0010.010.11BERHuaweiIdeal3GPP性能優于性能優于3GPP要求要求42無糾錯編碼： BER10-1 10-2不能滿足通信需要卷積編碼： BER10-3滿足語音通信需要Turbo 碼： BER信信道的相關時間道的相關時間51發射分集技術提高系統下行容量，適應非對稱業務的需

30、求發射分集技術提高系統下行容量，適應非對稱業務的需求天線 1天線2路徑 1路徑 2發射分集處理數據流數據流數據流數據流 1數據流數據流 2恢復數據流恢復數據流發射分集（發射分集（OTD方式）原理方式）原理52 無線傳輸環境 無線傳輸技術和多址技術 CDMA原理和RAKE接收技術 分集技術 智能天線技術 多用戶檢測技術53智能天線智能天線智能天線技術提高系統覆蓋范圍，降低發射功率智能天線技術提高系統覆蓋范圍，降低發射功率54智能天線的小區配置智能天線的小區配置全向小區三扇區小區智能天線小區智能天線小區55智能天線的優點智能天線的優點 高速率用戶帶來很大的干擾，動態調整的智能天線陣列的高速率用戶帶

31、來很大的干擾，動態調整的智能天線陣列的波束跟蹤高速率用戶，起到空間隔離、消除干擾的作用；波束跟蹤高速率用戶，起到空間隔離、消除干擾的作用；動態調整的智能天線陣列的性能優于固定的多波束天線動態調整的智能天線陣列的性能優于固定的多波束天線 增加系統容量增加系統容量 增加覆蓋范圍，改善建筑物中和高速運動時的信號接收質增加覆蓋范圍，改善建筑物中和高速運動時的信號接收質量量 提高信號接收質量，降低掉話率，提高語音質量提高信號接收質量，降低掉話率，提高語音質量 減少發射功率，延長移動臺電池壽命減少發射功率，延長移動臺電池壽命 提高系統設計時的靈活性提高系統設計時的靈活性56空分多址空分多址 使用定向波束天

32、線服務不同用戶使用定向波束天線服務不同用戶 自適應天線系統自適應天線系統57 無線傳輸環境 無線傳輸技術和多址技術 CDMA原理和RAKE接收技術 分集技術 智能天線技術 多用戶檢測技術58多用戶檢測原理多用戶檢測原理BPSKOrth. codeBPSKNon-OrthonomalChannelcorrelatorcorrelator 1 rr 1R = S1S2Whiten FilterS1 + N1S2 + N2 aR-1S1 + N1S2 + N2Project lineN1 and N2 correlatedPartition boundaryProject linePartition

33、 boundaryS2S159多用戶檢測多用戶檢測當前的當前的CDMA接收機基于接收機基于RAKE 原理，將其他用戶的干擾視為噪聲原理，將其他用戶的干擾視為噪聲基于基于RAKE 的的CDMA系統的容量受干擾的限制系統的容量受干擾的限制最優接收機是聯合檢測所有的信號，并將其他用戶的干擾從期望的信號最優接收機是聯合檢測所有的信號，并將其他用戶的干擾從期望的信號中減去（信號的相干特性是已知的，干擾是確定的）中減去（信號的相干特性是已知的，干擾是確定的）多用戶檢測（多用戶檢測（MUD）稱為聯合檢測和干擾對消，降低了多址干擾，從稱為聯合檢測和干擾對消，降低了多址干擾，從而提高系統的容量而提高系統的容量多

34、用戶檢測可以消除遠近效應問題多用戶檢測可以消除遠近效應問題最優的多用戶檢測相當復雜，實際中用次優的多用戶和干擾對消接收機最優的多用戶檢測相當復雜，實際中用次優的多用戶和干擾對消接收機次優的接收分為二類：次優的接收分為二類： 線性檢測器：采用線性變換去除多址干擾，分為：解相關器、線性最小均線性檢測器：采用線性變換去除多址干擾，分為：解相關器、線性最小均方誤差檢測器（方誤差檢測器（LMMSE） 干擾對消器：估計多址干擾，然后從接收的信號中減去。分為：并行干擾干擾對消器：估計多址干擾，然后從接收的信號中減去。分為：并行干擾抵消和串行干擾抵消抵消和串行干擾抵消60多用戶檢測串行干擾對消多用戶檢測串行干

35、擾對消SS1S2SKSSS1 + r12S2 + r13 S3 + + r1K SKS2 + r12S1 + r23 S3 + + r2K SKSk + rk2S1 + rk3 S3 + + r1K S1SINRSK-1+_SkSS2S+_S2+_S1S1S61多用戶檢測并行干擾對消多用戶檢測并行干擾對消多用戶檢測技術降低多址干擾，提高系統容量多用戶檢測技術降低多址干擾，提高系統容量干擾消除后的干凈信號 多次迭代式干擾消除器多次迭代式干擾消除器接收/重建信號 1接收/重建信號 2接收信號接收/解碼信號 1接收/解碼信號 2減去干擾干擾消除后的干凈信號62 無線傳輸技術和CDMA原理 CDMA無

36、線資源管理原理 不同體制的3G技術 3G無線接入網絡形態63無線資源管理目的無線資源管理目的CDMA是自干擾系統，是自干擾系統，提高單個用戶的發射功率能改善其提高單個用戶的發射功率能改善其服務質量，但對其他用戶的干擾也相應增加服務質量，但對其他用戶的干擾也相應增加! !如何才能優化網絡，為最多的如何才能優化網絡，為最多的用戶提供所需的服務質量用戶提供所需的服務質量? ?只有采用先進的只有采用先進的無線資源管理無線資源管理 才能發揮才能發揮CDMA系統的卓越性能系統的卓越性能!64無線資源管理策略的主要內容無線資源管理策略的主要內容n功率控制功率控制n負載控制負載控制nAMR控制控制n小區切換小

37、區切換n信道分配信道分配65每個用戶對于其他用戶都每個用戶對于其他用戶都相當于干擾，遠近效應嚴相當于干擾，遠近效應嚴重影響系統容量重影響系統容量Powerf采用功控技術減少了用采用功控技術減少了用戶間的相互干擾，提高戶間的相互干擾，提高了系統整體容量了系統整體容量遠近效應遠近效應Powerf66前向功率控制前向功率控制小區發射功率小區發射功率上報功率控制比特上報功率控制比特手機發射信號手機發射信號功率控制命令功率控制命令反向功率控制反向功率控制 克服遠近效應和多徑衰落克服遠近效應和多徑衰落 減小多址干擾，保證網絡容量減小多址干擾，保證網絡容量 延長電池使用時間延長電池使用時間 功率控制功率控制

38、67功率控制效果功率控制效果 決定了決定了DSCDMA系統的容量；系統的容量； 多址干擾遠近效應多址干擾遠近效應 功率控制的目標：所有的信號到達基站的功率相同功率控制的目標：所有的信號到達基站的功率相同（上行）；減少對其他基站的干擾（下行）（上行）；減少對其他基站的干擾（下行） 功率控制可以補償衰落功率控制可以補償衰落 有三種功率控制原理：開環、閉環和外環有三種功率控制原理：開環、閉環和外環 開環：從信道中測量干擾條件，并調整發射功率，以達開環：從信道中測量干擾條件，并調整發射功率，以達到期望的誤幀率（誤塊率）到期望的誤幀率（誤塊率） 閉環：閉環： 測量信噪比，并向移動臺發送指令調整它的發射測

39、量信噪比，并向移動臺發送指令調整它的發射功率功率 外環：測量誤幀率（誤塊率），調整目標信噪比外環：測量誤幀率（誤塊率），調整目標信噪比68負載控制負載控制小區呼吸是負載控制的主要手段負載控制的主要目的是將某些負載控制的主要目的是將某些“熱點小區熱點小區”的負載分擔到的負載分擔到周圍負載較輕的小區中，提高系統容量的利用率周圍負載較輕的小區中，提高系統容量的利用率69AMR控制控制AMR語音的變化范圍：4.75Kbps 12.2Kbps(12.2Kbps兼容GSM語音編碼)通過動態調整AMR語音的速率，保證了在相同系統容量情況下，盡可能的保證UE的通話質量70AMR語音編解碼語音編解碼 64Kbp

40、s律律PCM語音編碼轉化為語音編碼轉化為AMR編碼編碼 降低降低UE功耗，減少干擾功耗，減少干擾 TrFO（Transcoder Free Operation）,提高網絡提高網絡傳輸效率和語音質量傳輸效率和語音質量71AMR編解碼協商編解碼協商MSNode-BRNCCNAMR Speech CodecAMR Speech CodecAMR 模式控制UuIubIu下行AMR模式命令符合AMR模式的下行語音數據上行AMR模式命令符合AMR模式的上行語音數據72切換類型切換類型n 不同基站NodeB間切換n 不同RNC間切換 軟切換：軟切換：n 同基站不同扇區間切換 更軟切換：更軟切換：n 異頻切換

41、n 不同系統間切換 硬切換：硬切換：WCDMA系統支持多種切換技術73切換過程和效果切換過程和效果當鄰近小區的強度超過本小區信號強度一個給定的門限時，移動臺執行當鄰近小區的強度超過本小區信號強度一個給定的門限時，移動臺執行切換，硬切換（切換，硬切換（FDMA、TDMA）CDMA系統小區的頻率一致，軟切換時，移動臺同時與多個基站相連接系統小區的頻率一致，軟切換時，移動臺同時與多個基站相連接軟切換是為了降低對其他小區的干擾，并通過宏分集來改善性能軟切換是為了降低對其他小區的干擾，并通過宏分集來改善性能當鄰近小區的信號強度超過一個門限，但仍然低于當前小區基站的強度當鄰近小區的信號強度超過一個門限，但

42、仍然低于當前小區基站的強度時，則進入軟切換狀態時，則進入軟切換狀態在上行鏈路，二個或多個基站可以接收同樣的信號，在下行鏈路移動臺在上行鏈路，二個或多個基站可以接收同樣的信號，在下行鏈路移動臺可以相干地合并來自不同基站的信號，即宏分集可以相干地合并來自不同基站的信號，即宏分集由于新基站發射額外的信號給移動臺，而由于由于新基站發射額外的信號給移動臺，而由于RAKE的的Finger數目有限，數目有限，移動臺不能合并所有的能量。在下行鏈路，移動臺不能合并所有的能量。在下行鏈路， 軟切換增加了對系統的干軟切換增加了對系統的干擾擾軟切換的增益決定于宏分集增益和由于增加的干擾引起的性能損失軟切換的增益決定于

43、宏分集增益和由于增加的干擾引起的性能損失74軟切換軟切換上行軟切換在上行軟切換在RNCRNC中進行多徑中進行多徑合并；合并；上行更軟切換在上行更軟切換在NodeBNodeB中進行中進行多徑合并；多徑合并；下行的軟切換都在下行的軟切換都在UEUE中合并中合并移動臺合并功率移動臺合并功率各自小區的接收能量各自小區的接收能量75軟切換軟切換/更軟切換更軟切換 改善話音質量；控制手機干擾改善話音質量；控制手機干擾 降低掉話率；提高容量與覆蓋范圍降低掉話率；提高容量與覆蓋范圍ABCABCABCABCABCABC76直接重試直接重試容量充裕小區容量充裕小區容量非飽和小區容量非飽和小區減少呼損，合理分布用戶

44、負載減少呼損，合理分布用戶負載充分利用網絡資源充分利用網絡資源充分滿足用戶動態調整帶寬需求充分滿足用戶動態調整帶寬需求77RNS遷移遷移RNSRNS遷移能夠：遷移能夠：有效減少Iur接口的流量增強系統的適應能力核心網核心網核心網核心網源源RNS目標目標RNS源源RNS目標目標RNSIuIuIurRNS無線網絡子系統無線網絡子系統78信道分配信道分配n3G業務速率變化大，傳統信道分配方式利用率低業務速率變化大，傳統信道分配方式利用率低n3G采用統計復用的信道分配方式采用統計復用的信道分配方式u分配的信道帶寬總與實際需求接近分配的信道帶寬總與實際需求接近u節約系統資源，提高系統容量節約系統資源，提

45、高系統容量系統容量傳統信道配置業務源速率動態信道配置79 無線傳輸技術和CDMA原理 CDMA無線資源管理原理 不同體制的3G技術 3G無線接入網絡形態80不同時期，不同需求不同時期，不同需求早期需求當前需求新的需求保證語音質量大容量更大容量提供基本通話能力提供低速率數據更高的頻譜利用率一定的保密性高速數據接入提高語音服務質量更高服務質量更安全的服務更低的運營成本81早期業務早期業務當前業務當前業務新的業務新的業務更高質量語音用戶用戶業務單一高質量語音高速移動接入服務質量不高簡單低速數據業務定位業務保密性差短消息多媒體,電子商務個性化服務運營成本更低運營商運營商運營成本高運營成本降低頻譜利用率

46、更高頻譜利用率低頻譜利用率提高多種業務業務單一少量增值業務提高服務質量提高市場競爭力不同需求，不同業務不同需求，不同業務82不同業務，不同技術不同業務，不同技術AMPSTACSNMT其它GSMCDMA IS95TDMAIS-136PDC第一代 80年代模擬第二代 90年代數字第三代 IMT-2000UMTSWCDMAcdma2000需求驅動需求驅動需求驅動需求驅動模擬技術數數字字技技術術語音業務寬帶帶業務TD-SCDMA3G為用戶與運營商提供了完整的綜合業務解決方案為用戶與運營商提供了完整的綜合業務解決方案833G體制體制 WCDMA核心網絡：基于MAP和GPRS無線傳輸技術： WCDMAFD

47、D/TDD TD-SCDMA核心網絡：基于MAP無線傳輸技術：TD-SCDMA cdma2000核心網絡：基于ANSI 41和MIP無線傳輸技術：cdma2000CDMA技術是技術是3G的核心的核心3G的核心的核心-CDMA技術技術84cdma2000技術體制技術體制-網絡特點網絡特點85IS-95 的技術特點的技術特點 基站用基站用215長度的短擾碼來區分，不同的基站用不長度的短擾碼來區分，不同的基站用不同的相位；同的相位； 上行用非相干解調，采用上行用非相干解調，采用Walsh調制（調制（6-64符號變符號變換），性能低于相干解調換），性能低于相干解調 各個用戶用各個用戶用242長度的長擾

48、碼區分，不同的用戶采長度的長擾碼區分，不同的用戶采用不同的擾碼用不同的擾碼 下行快速功控比特在數據比特中打孔傳輸下行快速功控比特在數據比特中打孔傳輸 IS-95A支持語音業務，支持語音業務，IS-95B開始支持數據業務，開始支持數據業務，采用補充碼分信道，是多碼傳輸的方式采用補充碼分信道，是多碼傳輸的方式86cdma2000 RTT技術特點技術特點87cdma2000 1X技術特點技術特點IS-95A/B是是cdma2000的子集的子集碼片速率碼片速率1.2288 Mcps擴頻調制：前向擴頻調制：前向QPSK，反向反向HPSK反向導頻，相干解調反向導頻，相干解調快速前向和反向功率控制快速前向和

49、反向功率控制前向發射分集：前向發射分集：OTD、STS信道編碼增加信道編碼增加Turbo碼碼可變幀長，可變幀長，5ms, 10ms, 20ms, 40ms, 80ms支持支持F-QPCH，延長手機待機時間延長手機待機時間速率最大可達速率最大可達307.2kbps支持支持QoS協商協商支持多媒體業務支持多媒體業務支持支持8K/13K QCELP 8 kbps EVRC信道容量是信道容量是IS-95A/B的的2倍倍 88cdma2000 1X候選增強技術候選增強技術 高通提出的高通提出的HDR，支持最高速率為，支持最高速率為2.4Mbps的數據的數據業務業務 摩托羅拉和諾基亞公司聯合提出的摩托羅拉

50、和諾基亞公司聯合提出的1XTREME 中國提出的中國提出的LAS-CDMA 目前目前3GPP2已經完成基于已經完成基于HDR的的1X-EV-DO版本，版本，正在根據摩托羅拉、朗訊和正在根據摩托羅拉、朗訊和LAS-CDMA的提案技的提案技術討論術討論1X-EV-DV版本版本89cdma2000 3X技術特點技術特點01MHz2 MHz3 MHz4 MHz5 MHz01MHz2 MHz3 MHz4 MHz5 MHz1.25 MHzForwardLinkReverseLink01MHz2 MHz01MHz2 MHz1.25 MHzForwardLinkReverseLink碼片速率碼片速率3 3*

51、*1.2288 1.2288 McpsMcps，接入速率最大可達接入速率最大可達2 2MbpsMbps90cdma2000過渡過渡1 IS-95A/B載頻cdma2000 1X載頻cdma2000兼容兼容IS-95A/B。增加增加SCH以支持分組業務。以支持分組業務。可以通過增加可以通過增加cdma2000 1X BSC和和cdma2000 BTS的方式的方式平滑過渡。即業務可以平滑升級，但設備需增加。平滑過渡。即業務可以平滑升級，但設備需增加。1 IS-95A/B載頻+ 2 cdma2000 1X載頻91TDSCDMA發展歷程發展歷程開始開始TD-SCDMATD-SCDMA方面的研究方面的研

52、究TD-SCDMATD-SCDMA提案形成提案形成TD-SCDMATD-SCDMA在3GPP會議在3GPP會議上通過，作為上通過，作為3GPP的提案3GPP的提案之一之一199019981999TD-SCDMATD-SCDMA與WCDMA 與WCDMA TDD技術融TDD技術融合合200092TD-SCDMA技術體制技術體制-網絡特點網絡特點1、核心網絡基于GSM/GPRS網絡的演進，并保持與GSM/GPRS網絡的兼容性 4、UTRAN基于ATM技術，統一處理語音和分組業務，并向IP方向發展3、核心網絡邏輯上分為電路域和分組域兩部分，分別完成電路型業務和分組型業務 2、核心網絡可基于TDM、ATM和IP技術，并向全IP的網絡結構演進 5、MAP技術和GPRS隧道技術是WCDMA體制的移動性管理機制的核心TD-SCDMA技術體制將采用WCDMA制式的核心網絡結構。93TD-SCDMA技術特點技術特點94WCDMA發展歷程發展歷程GSMGSM1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005GSM + GPRSGSM + GPRSWCDMAWCDMA演進與發展演進與發展95WCDMA技術體制技術體制-網絡特點網絡特點96WCDMA基本內容基本內容調制方式：上行：調制方式：上行：BPSK；下行：下行：QPSK語音編碼：