WCDMA基本概念总结.pdf
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1、WCDMA基本概念总结概念解释U M T S F D )频段上行:1 9 2 0-1 9 8 0 M H z;下行:2 1 1 0 2 1 7 0 M H z。上下行频率对称,分别使用两个独立的5 M载波。划 分T D D1 8 8 0-1 9 2 0 M H z;2 0 1 0 2 0 2 5 M H z。在上下行只使用一个5 M载波,分时共享。WCDMA频段划分T D D双工技术F D D从基站到移动台以及反向的信息使用不同时隙传送。这种双工方式可以灵活的分配前反向信道,尤其适合于前反向业务不对称的系统。由两个频段组成,其中一个频段提供从基站到移动台的信息传送,另一个频段则提供反向信息传送
2、。实际应用时这两个频段按一定的频率间隔成对使用。P L M N 标签(P L M N va lue ta g)1、P L M N va lue ta g 是 m a ste r i n f o b loc k 里面的一个 I E,标识 S I B 1 是否发生变化,而S I B 1中有L A C/R A C的信息。如果S I B 1的内容发生变化,R N C会将P L M Nva lue t a g+(在P L M N标签最小值和P L M N标签最大值范围内)。如果U E在读系统消息中的M I B时检测到P L M N va lue ta g发生变化,就会读S I B 1,否则就不会读S I
3、 B 1;2、P L M N va lue ta g的最大最小值是指P L M N va lue ta g可以变化的范围;3、P L M N va lue ta g主要用于两个相邻小区属于不同的L A C/R A C情形,比如一个 U E 从 c e lll(L A C I)移动到 c e ll2(L A C 2),两个小区的 P L M N va lue ta g 相同,U E就不会做位置更新,本来这时候U E跨L A C移动应该发生位置更新的。所以规定相邻L A C/R A C的P L M N va lue ta g变化范围不能有重叠,比如L A C 1的P L M Nva lue ta
4、g 为 1 6 4,L A C 2 的 P L M N va lue ta g 为 6 5 2 0 0。R LA ra d i o li n k i s a log i c a l a ssoc i a ti on b e tw e e n a si n g le U se r E qui pm e n ta n d a si n g le U T R A N a c c e ss poi n t.I ts ph ysi c a l re a li sa ti on c om pri se s on eor m ore ra d i o b e a re r tra n sm i ssi on
5、 s.R L SA se t of on e or m ore R a d i o L i n ks th a t h a s a c om m on g e n e ra ti on of T ra n sm i tP ow e r C on trol(T P C)c om m a n d s i n th e D L.R A BT h e se rvi c e th a t th e a c c e ss stra tum provi d e s to th e n on-a c c e ss stra tumf or tra n sf e r of use r d a ta b e tw
6、 e e n U se r E qui pm e n t a n d C N.R A B (R a d i o A c c e ssB e a re r)定义在U E和C N之间建立,根据签约用户数据、C N业务能力和U E业务请求的Q oS的不同而使用不同的R A B o在R A B建立时,C N把R A B映射到lu接口承载上;U T R A N把R A B映射到U u接口传输承载和lu接口传输承载上。R A B sub-f low sA R a d i o A c c e ss B e a re r c a n b e re a li se d b y U T R A N th roug
7、 h se ve ra l sub-f low s.T h e se sub-f low s c orre spon d to th e N A S se rvi c e d a ta stre a m s th a t h a ve Q oSc h a ra c te ri sti c s th a t d i f f e r i n a pre d e f i n e d m a n n e r w i th i n a R A B e.g.d i f f e re n t re li a b i li ty c la sse s.R BT h e se rvi c e provi d e
8、 d b y th e la y e r 2 f or tra n sf e r of use r d a ta b e tw e e n U se rE qui pm e n t a n d S e rvi n g R N C.W C D M A 一个码片距离一个码片距离=光速/码片速率,即:3*1 0.8/(3.8 4*1 0 6)=7 8 米;W C D M A 码片速率为 3.8 4 M c h i p/s处理增益处理增益=1 0 I g(码片速率/业务比特速率),如 A M R 1 2.2 K 业务的处理增益为1 0 1 g(3.8 4*1 0 6/(1 2.2*1 0-3)=2 5
9、 d B。W C D M A 信道处理增益指在解调信号时获得的编码增益和扩频增益:P-C C P C H,S-C C P C H 除扩频增益外,还有3 d b 编码增益;C P I C H,P I C I K A I C H 等只有扩频增益;S C H 不经扩频处理,但发射时在时间上重复,也有增益。衰落快衰落快衰落是由于用户的快速移动引起频率扩散、或不同的地点,不同的传输路径衰落特性不一样、或不同的频率衰落特性不一样,引起时延扩散等原因造成的;快衰落服从瑞利分布。慢衰落慢衰落由障碍物阻挡造成阴影效应,接收信号强度下降,但该场强中值随地理改变变化缓慢;慢衰落服从对数正态分布。时间色散指到达接收机
10、的主信号和其他多径信号因在空间传播时间或传播距离上的差异而带来的同频干扰问题。RL/RLS/RB/RAB 概念多用户检测技术M U D多用户检测指利用多个用户信号的码元、定时、幅度以及相位等信息联合检测多用户信号以提高接收效果的一 种检测技术。多用户检测(M U D)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。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)。由于信道的非正交性和不同用户的扩频码字的非正交性,导致用户间存在相互干扰,多用户检测的作用就是去除多用户之间的相互干扰,可有效的缓解远近效应的问题。一般而言,对于
11、上行的多用户检测,只能去除小区内各用户之间的干扰,而小区间的干扰由于缺乏必要的信息(比如相邻小区的用户情况),是难以消除的。对于下行的多用户检测,只能去除公共 信 道(比如导频、广播信道等)的干扰。多用户检测技术M U D分集技术(关键:各路信号要尽量不相关)空间分集主要采用主分集天线接收的办法来解决,基站的接收机时主分集通道分别接收到的的信号进行处理,一般采取最大似然法。这种主分集接收的效果由主分集天线接收的不相关性所保证(所谓不相关性是指,主集天线接收到的信号与分集天线的接收信号不具有同时衰减的特性,这也就要求采用空间分集时主分集天线之间的间距大于1 0 倍的无线信号波长(对于G S M,
12、9 0 0 M 要求天线间距大于4米,1 8 0 0 M 要求天线间距大F2米),或者采用极化分集的办法保证主分集天线接收到的信号不具有相同的衰减特性。而对于移动台(手机)而言,因为只有一根天线,因而不具有这种空间分集功能。软切换就是种空间分集。频率分集W CD M A系统中多个用户共享同一宽带载波能提供干扰信号的分集,即来自大量的系统用户的多址干扰被平均。这就是频率分集。主要采取扩频方式来解决,在 G S M 移动通信中,简单地采用跳频这种扩频方式来获得跳频增益;在 CD M A移动通信中,由于每个信道都工作在较宽频段(窄带CD M A为 1.2 5 M H z),本身就是一种扩频通信。用多
13、个不同的载频传送同样的信息,如果各载频的频差间隔比较远,其频差超过信道相关带宽,则各载频传输的信号也相互不相关。要求W Bc,即频率分集信号的频率间隔W要大于信道相关带宽B e 以保证各频率分集信号在频域上的独立性。角度分集利用天线波束指向不同使信号不相关的原理构成的一种分集方法。时间分集以超过信道相干时间的时间间隔重复发射信号,R AK E 接收机认为:一个码片时间 信道的相关时间。主要靠R AK E 接收技术、符号交织、检错和纠错编码等方法,不同编码所具备的抗衰落特性不一样。要求T T c 即重发信号的间隔时间T要大于信道相关时间Tc以保证重发信号在时域上的独立性。在移动通信系统中常采用交
14、织编码技术来达到时间分集的目的,其交织编码的深度应大于信道相关时间。极化分集利用垂直/水平极化的正交性来进行两路分集;分集最大比合并R AK E 中用,增益最高。在接收端由N个分集支路,经过相位调整后,按照适当的增益系数,同相相加,再送入检测器进行监测。合并技术等增益合并在接收端由N个分集支路,经过相位调整后,按照相等的增益系数,同相相加,再送入检测器进行监测。选择性合并在 N个分集支路中选择具有最大信噪比的支路作为输出。分集技术与分集合并技术R a k e接收技术R a k e接收机即相干接收机,也叫多径接收机(理论基础就是:当传播时延超过一个码片周期时.,多径信号实际上可被看作是互不相关的
15、),其工作原理:(1)识别有效能量到达的时间延迟位置,并且将Ra k e 接收机的指峰分配给那些峰值的位置;(2)在每一个相关接收机中,都要对快衰落过程产生的变化很快的相位和幅度进行跟踪,并将其消除;(3)将所有指峰处经过解调和相位调整后的符号进行整合,并送入解码器进行后续的处理。Rake接收技术Bitmap香农公式信道容量是信道能够传输的最大信息率。如果噪声的单边功率谱密度为N O(W/H z),信道的带宽为B (H z),信号功率为S (W)香农公式波形编码以尽可能重构语音波形为原则进行数据压缩,即在编码端以波形逼近为原则对语音信号进行压缩编码,解码端根据这些编码数据恢复出语音信号的波形。
16、它具有语音质量好、抗干扰能力强等有点。但是编码速率高,一般在1 6 3 2 k b/s之间。信源编码参数编码(声码器)从听觉的角度注重语音本身的重现,在编码器端分析出该模型参数并选出适当的方式对其进行高效率的编码,解码器端则利用这些参数和语音产生模型重新合成语音。它具有编码速率低的优点,一般在2.4 k b/s 下。但是语音质量差。混合编码综合了上述两种技术的优点。基于语音产生模型的假定并采用了分析与合成技术,但同时也利用语音时间波形信息,增强了重建语音的臼然度,使语音质量得到了提高,但是编码速率上升,一般在2.4 1 6k b/s 之间。信道编码卷积码卷积编码器在任何一段规定时间内产生的n个
17、码元,不仅取决于这段时间中的k个信息位,而且还取决于前NT段时间内的信息位。此时监督码元监督着这N段时间内的信息,这 N段时间内的码元数目n N 称为这种码字的约束长度。我们通 常 用(n,k,N)表示卷积码。W C D M A 中语音和低速信令采用卷积码。B C H、P C H 和 R A C H:1/2 卷积码,C P C H.D C H.D S C H 和 F A C H:1/2 或 1/3 卷积码、l/3T u r b o码、不编码。语音这种低速率一般采用1/2或 者 1/3的卷积码,希望使用盲速率检测技术。T u r b o 码WCDMA中数据采用T u r b o 码。高数据速率一
18、般采用1/3速率的T u r b o 码,此时为了获得更高的增益,每个T T I 内的比特数应大约超过300。信源编码与信道编码开环功控开环功率控制的基本工作原理是根据用户接收功率与发射功率之积为常数的原贝小先行测量接收功率的大小,并由此确定发射功率的大小;发送下行信标信号来对路径损耗做出粗略的估计,开环功控设置初始发射功率,使发射功率能尽快收敛到实际所需的发射功率值;由于WCDMA在 F D D 模式下上下行频率间隔很大,上下行链路的快衰落之间本质上不相关,所以开环功控相当不精确。移动台的开环功率控制是指移动台根据接收的基站信号强度来调节移动台发射功率的过程。接收的信号功率越强,移动台的发射
19、功率应越小,其目的是使所有移动台到达基站的信号功率相等,以免因“远近效应”影响扩频WCDMA系统对码分信号的接收;基站的开环功率控制是指基站根据接收的每个移动台的传送的信号质量信息来调节基站发射功率的过程,其目的是使移动台在保证通信质量的条件下,基站的发射功率为最小。开环功率控制主要用来克服阴影衰落和路径损耗。上行:应用于P R A C H 和 D P C C H 信道;下行:应用于D P C C H信道功率控制技术内环功控内环功率控制用于克服多普勒频率产生的衰落。根据目标信干比调整发射功率,频 率 1.5k H z;(1)上行闭环功率控制下基站要频繁测试接收到的S I R 值,并把它跟目标S
20、 I R 值相比较,命令移动台采用与基站接收功率(或 S I R)成反比的发射功率。对于低速和中速的移动台能很好的抗多径衰落的能力;对于高速移动台没有效果。(2)下行采用与上行同样的功率控制技术,但目的不同:由于下行是一个基站对应多个U E,故不存在远近效应。希望在小区边缘的移动台能提供高的发射功率。虽然消除了衰落,但是是以增加发射功率为代价的。U E控制下行发射功率,而 N 0 DEB 独立控制上行发射功率。上行信道的功率控制主要是为了克服远近效应。下行信道不存在远近效应的问题,采用功率控制是为了克服瑞利衰落和相邻小区的干扰。在 1.5 k 的功控频率下,I d B 的功控步长对3 0 k
21、m/h 以下的衰落有效跟踪;2 d B 的步长对8 0 k m/h 以下的衰落能有效跟踪;当运动速度大于8 0 k m/h 时,闭环功控将不能跟踪衰落,反而会引入噪声,应该使用小于I d B 的步长;当运动速度小于3 k m/h 时;设置小于I d B 的步长可以避免过调。外环功控根据各个单独的无线链路的需要调整目标S I R 的设置,其目标是取得恒定的质量通常是由某个值的误比特率(B E R)和误块率(B L E R)来定义。实现:在上行链路中给每一个用户数据帧加上“帧可靠性指示符”的标签,解码后监测某个用户帧的CRC校验结果,然后再调整。上行外环功率控制位于RNC中,下行链路外环功率控制位
22、于UE 中。上行链路,RNC对收到的功率控制指令进行宏分集合并后,检测上行链路质量,然后为各NODEB设置S IR 目标值。外环功率控制频率值一般为10100Hz。R N C或 U E 的高层通过对信号误码率(BER)或误块率(BLER)的估算,调整内环功率控制中的目标信噪比(SIRtarget)。由于这种功控是通过高层参与完成的,所以叫做外环功控。功率控制技术更软切换移动台位于一个基站两个相邻扇区的小区覆盖重叠区域,移动台和基站的通信有两条空中接口信道,每个扇区各一个。下行需要两个扩频码来区分他们;上行基站要接收每个扇区中移动台的码分信道,然后引入到同一 N0DEB基带Rake接收机井进行通
23、常的最大比例合并。在更软切换期间,每条连接都只有一条功率控制环路是激活状态。下行在UE中进行最大比合并。一般有5%15%的接续发生更软切换。概念移动台处于属于不同基站的两个扇区覆盖面的重叠部分。卜行移动台通过最大比例合并Rake处理来接收两个信道(信号);上行两个基站同时接收移动台的码分信道,但接收到的数据被发送到RNC进行选择合并。在软切换期间每条连接的两个功率控制环路都是激活状态,每个基站各用一个。-傲 有 20%40%的接续发生软切换。软切换激活集指的是UE当前正在使用的小区的集合,软切换的执行结果就表现在活动集中小区增加或减少。观察集UE根据UTRAN给的邻近小区信息,正在观察但不在活
24、动集中的小区,UE对观察集中的小区进行测量,当测量结果符合一定的条件时,这些小区可能被加入活动集,所以有时也称为候选集。切换技术检测集UE已检测到,但既不属于活动集也不属于观察集的小区,UTRANuJ以要求UE报告已检测集的测量结果前向切换小区更新URA更新主要用于当UE位置发生改变时及时更新UTRAN侧关于UE的信息,还可以监视RRC的连接、切换RRC的连接状态,另外还有错误通报和传递信息的作用。不管是小区更新还是URA更新,更新过程均是由UE主动发起的。处于URA_PCH状态时,如果分配给UE的 URA不在小区中广播的URA ID 列表中,则 UE将发起URA更新过程。或者UE在服务区内,
25、但 T306超时,则 UE将发起URA更新过程。直接重试指 UE从 IDLE模式请求进入CONNECTION模式时,如果准入失败,则根据UE以前上报的RACH测量报告,从中选择其它最优的小区尝试接入。(1)直接重试算法只在UE发起RRC连接建立请求时有效;(2)对 UE上报的RACH测量报告中的小区测量值进行缓存,RNC收到新的RACH测量报告后即删除原来存储的小区测量信息,对测量信号CPICH Ec/No大于MinSignalRequierd(基本接入门限)的小区进行缓存,并记录上报时间;(3)(3)当 UE请求RRC连接建立时,如果失败,RNC根据RRC CONNECTION REQUES
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