G基础知识(WCDMA无线原理与关键技术)

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1、WCDMA无线原理与关键技术课程内容3G概述WCDMA无线原理WCDMA关键技术3G技术体制WCDMA由标准化组织3GPP所制定cdma2000体制是基于IS-95的标准基础上提出的3G标准，目前其标准化工作由3GPP2来完成TD-SCDMA标准由中国无线通信标准组织CWTS提出，目前已经融合到3GPP关于WCDMA-TDD的相关规范中三种主流标准的比较WCDMACDMA2000TD-SCDMA接收机结构RAKERAKERAKE闭环功控频率（Hz）1500800200越区切换软，硬切换软，硬切换

2、接力切换解调方式相干解调相干解调相干解调码片速率（Mcps）3.84N×1.22881.28传输带宽（MHz）51.251.6帧长10ms20ms10ms(2个5ms子帧）同步方式异步/同步同步同步双工方式FDDFDDTDD课程内容概述WCDMA无线原理WCDMA关键技术多址接入FrequencyTimePowerFrequencyTimePowerFrequencyTimePowerFDMATDMACDMA频分多址技术业务信道在不同频段分配给不同的用户。如TACS、AMPS。时分多址技术业

3、务信道在不同的时间分配给不同的用户。如GSM、DAMPS。码分多址技术所有用户在同一时间、同一频段上、根据不同的编码获得业务信道。双工方式TDD方式可用于任何频段适合于小区/微微小区组网适合于上下行非对称及对称业务FDD方式需要成对频段适合于大区制全国性组网适合于上下行对称业务；其他……TDD(时分双工；如TD-SCDMA)DUDDDDDDFDD（频分双工；如WCDMA和CDMA2000）DDDDDDDU接收信号时间强度0发射信号无线传播特性(多径效应)距离(m)接收功率(dBm)102030

4、-20-40-60慢衰落快衰落无线传播特性(信号衰落)无线传播特性电磁传播－直射、反射、散射和绕射无线环境中的信号衰减分成三部分路径损耗：幅度衰减较大慢衰落: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，故称慢衰落，又称为阴影衰落。慢衰落的场强中值服从对数正态分布，且与位置/地点相关，衰落的速度取决于移动台的速度快衰落:合成波的振幅和相位随移动台的运动起伏变化很大，称为快衰落。深衰落点在空间上的分布是近似的相隔半个波长。因其场强服从瑞利分布，又称为瑞利衰落，衰落的振

5、幅、相位、角度随机。快衰落包络分布的描述方法瑞利分布：非视距传播莱斯分布：视距传播抗快衰落措施－分集信号分集时间分集符号交织、检错、纠错编码、RAKE接收机技术空间分集采用主、分集天线接收。主、分集天线的接收信号不具有同时衰减的特性。基站接收机对一定时间范围内不同时延信号的均衡能力也是一种空间分集的形式。频率分集GSM采用跳频CDMA采用扩频技术WCDMA数据简要发送接收过程手机数据编码交织扩频调制射频发送射频接收解调解扩解码解交织手机数据无线信道伪随机序列信源信号TX解调信号RX伪随机序列扩频

6、信号扩频技术扩频通信就是将信号的频谱展宽后进行传输的技术。其理论解释为Shannon定理：C=Wlog2(1+S/N)C:信道容量W:信道带宽S/N：信噪比扩频通信示意图fS（f）f0扩频前的信号频谱信号S（f）ff0扩频后的信号频谱信号S（f）ff0解扩频后的信号频谱信号干扰噪声fS（f）f0解扩频前的信号频谱信号干扰噪声信号脉冲干扰白噪声在上图所示的例子中，将原始数据与扩频码序列混合后（相乘），恰好在原始数据的每个比特周期内插入了8个码片，传输的频率大为展宽。在接收端的解扩就是在比特周期内用

7、与发端相同的扩频序列对扩频后的码片积分，使得数据得到恢复。处理增益就是码片周期与原始数据比特周期的比值。在比特周期固定的情况下，码片周期取决于扩频带宽，扩频带宽越宽，处理增益越大，更有利于数据序列恢复。由于无线频谱资源有限，扩频带宽的大小是一个综合平衡的选择，不可能一味求大。在目前制式中WCDMA的扩频带宽为5MHZ，CDMA2000扩频带宽为1.25MHZ。扩频原理介绍符号速率×SF=3.84McpsWCDMA中，上行信道码的SF为：4~256下行信道码的SF为：4~512WCDMA系统的扩频

8、OVSF:正交可变扩频因子OVSF码扰码数据比特扩频后码片扩频通信的特点抗多径干扰能力强抗突发脉冲干扰保密性高低发射功率易于实现大容量多址通信占用频带宽无纠错编码：BER<10-1~10-2不能满足通信需要卷积编码：BER<10-3满足语音通信需要Turbo码：BER<10-6满足数据通信需要信道编码WCDMA采用高性能的信道编码，提高系统性能编解码极大地降低了工作点的信噪比，是无线传输中的常用手段Turbo码能够使传输信号的信噪比接近Shannon极限编码目的：在原数据流中加入冗余信息，使接收