第三代移动通信-UMTS 移动通信系统.ppt

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1、第三代移动通信第三代移动通信-UMTS 移动通信系统移动通信系统Wireless Technology Innovation LabsWTI分类分类：频分多址(FDMA)-按频道划分用户，频带独享，时间共享时分多址(TDMA)-按时隙划分用户，时隙独享，频率共享码分多址(CDMA)-按码型划分用户，时隙/频率共享多址技术多址技术2Wireless Technology Innovation LabsWTI频分多址（频分多址（频分多址（频分多址（FDMAFDMA）技术）技术）技术）技术含义含义：每个用户占用一个频率用户识别用户识别：频道号特点特点：简单，容易实现，适用于模拟和数字信号以频率复用为

2、基础，以频带划分各种小区需要严格的频率规划，是频率受限和干扰受限系统以频道区分用户地址，一个频道传输一路模拟/数字话路对功控的要求不严，硬件设备取决于频率规划和频道设置基站由多部不同载波频率的发射机同时工作不适宜大容量系统使用应用：应用：模拟/数字蜂窝移动通信系统PowerFrequencyTimeFDMA3Wireless Technology Innovation LabsWTI时分多址（时分多址（时分多址（时分多址（TDMATDMA）技术）技术）技术）技术含义含义：每个用户占用一个时隙用户识别：用户识别：时隙特点：特点：以频率复用为基础，小区内以时隙区分用户每个时隙传输一路数字信号，软件

3、对时隙动态配置系统要求严格的系统定时同步对功控的要求不严是时隙受限和干扰受限系统TDD模式下，上下型信道信息可以共享应用：应用：GSM系统FrequencyPowerTimeFDMA/TDMA4Wireless Technology Innovation LabsWTI码分多址（码分多址（码分多址（码分多址（CDMACDMA）技术）技术）技术）技术FrequencyCDMAPowerTime含义含义：每个用户使用一个码型，频率/时间共享用户识别：用户识别：码型特点：特点：每个基站只需一个射频系统每个码传输一路数字信号每个用户共享时间和频率是一个多址干扰受限系统需要严格的功率控制需要定时同步软容

4、量、软切换，系统容量大抗衰落、抗多径能力强应用：应用：IS-95 CDMA系统、cdma2000系统、WCDMA系统5Wireless Technology Innovation LabsWTICDMACDMA扩频技术原理扩频技术原理扩频技术原理扩频技术原理扩频原理：扩频原理：以频带换取信噪比香农理论：C=Bw log2 (1+S/N)扩频系统的优点：扩频系统的优点：v抗干扰能力强，可抗白噪声、人为干扰、多径干扰等v保密性好。扩频信号频谱近似白噪声，若不知PN序列生成方法就难以获取原始信息v隐蔽性好。扩频信号近似白噪声，难以检测，宽带扩频信号功率谱密度很低，难以监听v易于实现大容量多址通信v易

5、于精确定时和测距v易于采用各种先进的分集技术，如RAKE接收、智能天线等6Wireless Technology Innovation LabsWTICDMACDMA扩频和处理增益扩频和处理增益扩频和处理增益扩频和处理增益7Wireless Technology Innovation LabsWTICDMACDMA直接序列扩频技术直接序列扩频技术直接序列扩频技术直接序列扩频技术8Wireless Technology Innovation LabsWTIFrequency DomainUser#3User#2User#1SynchPagingPilot1.2288 MHzfreqCode Do

6、main0123456789324063User1User3User2Walsh CodePilot PagingSynchIS-95IS-95系统：信号在频域和码域上的分布情况系统：信号在频域和码域上的分布情况系统：信号在频域和码域上的分布情况系统：信号在频域和码域上的分布情况9Wireless Technology Innovation LabsWTITransmitterReceiverDR2R3R3矢量图DR1R2=衰落!多径影响多径影响多径影响多径影响10Wireless Technology Innovation LabsWTITransmitting antennaReceivi

7、ng antenna 1Receiving antenna 2Receiving antenna3ReceiverRA1SuppressionRA2SuppressionRA3Amplification抗多径影响抗多径影响抗多径影响抗多径影响 空间分集空间分集空间分集空间分集11Wireless Technology Innovation LabsWTITransmitting antenna1,2,3Receiving antennaDR2R3Receiver1,2,31Suppression2Suppression3Amplification抗多径影响抗多径影响抗多径影响抗多径影响 频率分

8、集频率分集频率分集频率分集12Wireless Technology Innovation LabsWTI12tt|A2|A1|A3|重叠的多径信号重叠的多径信号经过匹配滤波器压缩后的信号经过匹配滤波器压缩后的信号+A1*A2*A3*A1*S1(t)+A2*S2(t)+A3*S3(t)“Rake”receiver抗多径影响抗多径影响抗多径影响抗多径影响 时间分集时间分集时间分集时间分集13Wireless Technology Innovation LabsWTI抗多径影响抗多径影响抗多径影响抗多径影响 RAKE RAKE接收机接收机接收机接收机14Wireless Technology In

9、novation LabsWTI S-P30 ksps30 kspsPilot,PowerControl and TFCI18 kbpsTime Multiplexer60 kbpsOVSFCodeGen3840 kcps3840 kcpsI3840 kcpsQ218 ComplexScramble CodeGeneratorQI+-10 ms segmentSpreading42 kbpsQscrambleIscrambleSF=128IscrambleAdd CRC&Tail Bits268 bits244 bits1/3 RateConv.Coder804 bits688 bits344

10、 bits688 bitsFrame SegmentTrCHMux DTCHData Bits42 kbps120 bits96 bits360 bits304 bits76 bits304 bits 20 ms Frames 40 ms Frames 10 ms Frames34.4 kbpsAdd CRC&Tail Bits1/3 RateConv.Coder7.6 kbpsSegment&Match DCCHData Bits DPCCHRateMatchingRateMatching1stInterleaver1stInterleaver DPDCHFrame Segment CCTr

11、CH2ndInterleaver ComplexScrambling下行下行DPCH编码编码15Wireless Technology Innovation LabsWTI下行下行DPCH调制调制16Wireless Technology Innovation LabsWTI17Wireless Technology Innovation LabsWTI下行下行DPCH调制星座图调制星座图18Wireless Technology Innovation LabsWTIAdd CRC&Tail Add CRC&Tail BitsBits268 bits268 bitsPilot,Power Co

12、ntrol,Pilot,Power Control,&TFCI&TFCI DPCCHDPCCHData BitsData Bits15 kbps3840 kcpsSF=256SF=256Data OVSFData OVSF Generator Generator3840 kcpsSF=64SF=64244 bits244 bits1/3 Rate1/3 RateConv.CoderConv.Coder804 bits804 bits1st 1stInterleaverInterleaver804 bits804 bitsRateRateMatchingMatching490 bits490 b

13、itsGain=-6 dBGain=-6 dBGainGain Complex ComplexScramblingScramblingI I+-OVSF 2OVSF 2GeneratorGenerator1,-1 I I3840 kcps2 225 25 Scramble CodeScramble CodeGeneratorGeneratorQ Q3840 kcpsQ Q402 bits402 bitsFrame Frame SegmentSegment60 kbpsControl OVSFControl OVSF Generator GeneratorC Cch,256,0ch,256,0C

14、 Cch,64,16ch,64,16I I Scramble CodeI I Scramble CodeQ QQ Q DTCHDTCHData BitsData Bits60 kbps120 bits120 bits96 bits96 bits360 bits360 bits360 bits360 bits110 bits110 bits90 bits90 bits DPDCHDPDCHData BitsData Bits 20 ms Frames 20 ms Frames 40 ms Frames 40 ms Frames 10 ms Frames 10 ms Frames49 kbps49

15、 kbpsAdd CRC&Tail Add CRC&Tail BitsBits1/3 Rate1/3 RateConv.CoderConv.Coder1st 1stInterleaverInterleaverRateRateMatchingMatching11 kbps11 kbpsSegmentSegment&Match&Match DCCHDCCHData BitsData BitsTrCHTrCHMuxMux60 kbps CCTrCHCCTrCH2nd2ndInterleaverInterleaver上行上行DPCH编码编码/调制调制19Wireless Technology Inno

16、vation LabsWTI上行上行DPCH调制调制20Wireless Technology Innovation LabsWTI上行上行DPCH调制星座图调制星座图21Wireless Technology Innovation LabsWTI22Wireless Technology Innovation LabsWTIOVSF OVSF 正交可变扩频因子正交可变扩频因子正交可变扩频因子正交可变扩频因子23Wireless Technology Innovation LabsWTI系统卷积编码技术系统卷积编码技术（卷积编码：编码率（卷积编码：编码率（卷积编码：编码率（卷积编码：编码率1/

17、21/2，约束长度，约束长度，约束长度，约束长度9 9）24Wireless Technology Innovation LabsWTITurbo编码技术编码技术InterleaverInterleaver+D DD DD D+64 kbps64 kbpsOutputOutput64 kbps64 kbpsOutputOutput64 kbps64 kbpsInputInputD DD DD D+64 kbps64 kbpsOutputOutputSystematic PathSystematic PathParity PathParity PathParity PathParity Path

18、vUses the Same Coder for Both Parity GeneratorsvSecond Parity Generator Input is InterleavedvYields 0.5 dB Improvement Relative to Convolution Encoder for High Speed Data25Wireless Technology Innovation LabsWTI蜂窝移动通信的基本概念蜂窝移动通信的基本概念蜂窝移动通信的基本概念蜂窝移动通信的基本概念v 蜂窝系统蜂窝系统-“-“小区制小区制”系统系统 -将将所所要要覆覆盖盖的的地地区区划划分

19、分为为若若干干个个小小区区，每每个个小小区区的的半半径径可可视视用用户户的的分分布布密密 度度在在1-101-10kmkm左左右右,在在每每个个小小区区设设立立一一个个基基站站为为本本小小区区范范围围内内的的用用户户服务。服务。-“-“频率复用频率复用”的概念的概念 -特特点点：用用户户容容量量大大，服服务务性性能能较较好好，频频谱谱利利用用率率较较高高，用用户户终终端端小小巧且电池使用时间长，辐射小等巧且电池使用时间长，辐射小等 -问问题题：系系统统复复杂杂，越越区区切切换换，漫漫游游，位位置置登登记记；更更新新和和管管理理以以及及系系统鉴权等统鉴权等v 蜂窝分类蜂窝分类 -宏蜂窝宏蜂窝(M

20、acro-cell)2-20kmMacro-cell)2-20km -微蜂窝微蜂窝(Micro-cell)0.4Micro-cell)0.42 km2 km -微微蜂窝微微蜂窝(Pico-cell)400mPico-cell)400m -分层蜂窝分层蜂窝(由多种蜂窝组成由多种蜂窝组成)26Wireless Technology Innovation LabsWTI27Wireless Technology Innovation LabsWTI28Wireless Technology Innovation LabsWTI29Wireless Technology Innovation Labs

21、WTI30Wireless Technology Innovation LabsWTI31Wireless Technology Innovation LabsWTI32Wireless Technology Innovation LabsWTI移动通信系统的全球覆盖移动通信系统的全球覆盖移动通信系统的全球覆盖移动通信系统的全球覆盖33Wireless Technology Innovation LabsWTI蜂窝蜂窝蜂窝蜂窝频率复用方式频率复用方式频率复用方式频率复用方式FDMA 频率复用频率复用11111111113626221457CDMA 频率复用频率复用34Wireless Tech

22、nology Innovation LabsWTIFDMAFDMA蜂窝覆盖蜂窝覆盖蜂窝覆盖蜂窝覆盖35Wireless Technology Innovation LabsWTISector-1Sector-2Sector-3Sector-4Sector-5Sector-6Sector-1Sector-3Sector-2G=3 x 0.85=2.55G=6 x 0.85=5.1*扇区的重叠按 15%记扇区的裂变扇区的裂变扇区的裂变扇区的裂变36Wireless Technology Innovation LabsWTI37Wireless Technology Innovation LabsWTICode Domain PowerCode Domain PowerW-cdma38Wireless Technology Innovation LabsWTI39Wireless Technology Innovation LabsWTI40Wireless Technology Innovation LabsWTI41Wireless Technology Innovation LabsWTIThank you!.any questions are welcome!徐国鑫无线新技术研究室42