wcdma原理与简介

1、1,目录,一. 前言 二. WCDMA的信道结构 三. 信道编码和复用 四. 扩频与调制 五. 随机接入和同步 六. 发射分集与功率控制,2,一. 前 言,关于3G（第三代移动通信） 的背景介绍,3,3G来历,3G在国际电联ITU被成为国际移动通信-2000，即IMT-2000； 在欧洲电信标准协会ETSI被叫作 个人移动通信UMTS； 地面3G无线传输技术共有10种，以宽带CDMA技术为主流。,4,3G的目标,更高比特率的数据业务和更好的频谱利用率。 对全覆盖和移动，比特率144kbit/s,最佳比特率384kbit/s; 有限覆盖和移动，比特率为2Mbit/s; 和现有系统相比，有更高的频谱利用率； 可以灵活地引入新的业务。,5,3G的目标,多媒体能力,个人化使用,智能化功能,多速率和高级业务(2Mb/s),固定网的质量,更简单的蜂窝结构 容易进行信道规划和管理,大容量:60路话/小区/MHz,低的发射功率 室外300mw,室内20mW,6,IMT-2000系统的应用业务,Internet, ISDN,信用卡鉴权； 电子邮件，语音信箱，视频邮件； 可视电话，会议电视； VOD，远程

2、购物； 新闻，天气预报，交通信息； 紧急呼叫，安全管理，遥测等。,7,3G的服务要求,全球范围的高度兼容 移动业务与固定业务兼容 手机体积小，轻，可全球漫游 可以得到高速数据、低速图象的服务,8,3G承载业务要求,9,第三代标准的融合过程,19851994年明确概念和目标，提出未来公共陆地移动电话系统FPLMTS 19871994年确定基本原则 19901998年制定框架和要求，1996年更名为IMT-2000 19921998年确定评估方法和程序 1998年6月30日前征集IMT-2000-RTT技术方案 1998年7月1999年12年制定出最后的技术规范,10,3G伙伴项目-3GPP和3GPP2,3GPP (3G Partnership Project) 欧洲的ETSI，日本的无线工业和商业协会ARIB，电信技术委员会TTC ，韩国电信技术协会TTA，美国的电信委员会T1和中国的CWTS六个标准化组织组成。以GSM为核心网，WCDMA和CDMA TDD（TD-SCDMA）为无线接口 3GPP2 由美国的电信工业协会TIA，日本ARIB，TTC，韩国TTA和中国的CWTS五个标准化组

3、织组成，以ANSI/IS-95为核心网，CDMA2000为无线接口。,11,3G标准化组织格局,ETSI SMG,TIA T1P1,ARIB TTC TTA CWTS,3GPP,3GPP2,IMT-2000,12,与2G的关系或演变过程,2G,3G,IS-95 CDMA,GSM,CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA,2.5G,GPRS EDGE,IS-95B,13,IMT2000的结构和接口,14,IS41 核心网,GSM 核心网,IS136,UWC136,IS95,CDMA2000,GSM,WCDMA,核心网与无线接口的关系,NNI,15,移动通信发展的时间表,1970s 1980s 1990s 2000s,提出,标准化,商业运行,提出,标准化,商业运行,提出,标准化,商业运行,提出,1G AMPS,2G GSM,3G IMT-2000,4G OFDM ?.,16,中国参加3G工作的历程,中国邮电部MPT下属电信传输所RITT负责国内标准。与ETSI和ARIB积极合作，作为一个成员参加ETSI/SMG会议。同时也参加了ITU的讨论进程。 以李世鹤先生为主的大唐通信公司提出了

4、TD-SCDMA的 提案和北京邮电大学李道本教授提出了大区域同步码分多址LAS-CDMA方案。其中TD-SCDMA成为代表性的标准之一。成为中国在高科技领域提出的第一个 国际标准。,17,中国参加3G工作的历程,中国不仅仅参加了3G的标准化，还在研究领域作了大量的工作，把第三代移动通信技术列为国家863计划的一个重要主题加以研究。研制的移动台样机，在国内首次实现了移动台之间及移动台与CDMA商用手机的通话。 并在刚刚结束的863成果展示、评比中受到好评。“第三代移动通信专家组总体组”获得先进集体奖。东南大学无线电系主任尤肖虎教授也荣获“个人突出贡献奖”。,18,3G中的关键技术,信源编码 同步 RAKE接收机 功率控制 信道编解码,发射分集 多用户检测 软切换 移动IP,19,3G前景展望,3G的标准是一个大家族，有于牵涉到不同国家和企业的切身利益。没有达到统一的唯一系统。最终形成两大阵营，10几个方案；商用还有待于进一步的试验、测试，运行商大多处于关注阶段；估计会在2001以后投入使用； 4G的初始研究已经开始，要支持20M数据速率。主流看好：空时编码、智能天线、OFDM、联合传输、

5、联合检测等新技术的应用。但最终如何还很难说。,20,二 WCDMA的信道结构,信道类型以及时隙、帧结构,21,CN,UTRAN,UE,Uu,Iu,UTRAN: UMTS 陆地无线接入网Uu：WCDMA无线接口,22,层3-无线资源控制RRC,层2-媒体接入控制MAC,层1-物理层,传输信道,逻辑信道,PHY原语,WCDMA无线接口分层结构,23,W-CDMA标准的介绍,W-CDMA有两种模式：FDD和TDD。 FDD： 上行和下行链路采用两个不同频率的载波工作的双工模式。 TDD：上行和下行链路采用两个不同时隙来区分、在相同的频段上工作的双工模式，即上、下行链路的信息是交替发送的。,24,2.1 信道分类,从不同协议层次上看，信道分三类： 逻辑信道 传输信道 物理信道,25,WCDMA传输信道,公共信道包括:广播信道BCH、 前向接入信道 FACH、 寻呼信道PCH、随机接入信道RACH、下行共享信道DSCH、公用分组信道CPCH。 专用信道仅有一种：DCH，用来给特定的UE传送数据或控制信息,26,公共传输信道分类,27,物理信道(上行),上行信道,上行专用信道,DPDCH,DPCC

6、H,上行公用信道,PRACH,PCPCH,28,物理信道（下行）,下行信道,下行专用信道,DPDCH,DPCCH,下行公用信道,CCPCH,SCH,PDSCH,PICH,AICH,CPICH,29,30,传输信道,物理信道,BCH,FACH,PCH,RACH,CPCH,DCH,DSCH,公共导频信道,主公共导频信道,辅助公共导频信道,物理随机接入信道（PRACH）,物理公共分组信道（PCPCH）,专用物理数据信道（DPDCH）,专用物理控制信道（DPCCH）,同步信道（SCH）,物理下行公享信道（PDSCH）,寻呼指示信道（PICH）,31,2.2专用物理信道结构,32,33,DPCCH中的域,Pilot：导频信道 FBI：反馈信息，支持反馈模式发射分集（FBD）和站址选择分集（SSD） TPC: 传输功率控制 TFCI：传输格式组合指示，通知基站有关用户上行DPDCH多路复用的不同传输信道数据格式（传输块大小、间隔等）,34,FBI域结构,S域用于SSD控制 D域用于FBD反馈模式发射分集控制,D域,S域,FBI域,35,2.3 上行物理随机接入信道 PRACH,36,5120chi

7、p,随机接入传输,随机接入传输,随机接入传输,帧边界,RACH基于时隙ALOHA方式,37,前导部分,.,前导部分,前导部分,消息部分,4096Chip,前导部分是长16chip的特征码重复256次,Data Nbit,Pilot Npbit,TFCI,10ms,slot1,slot2,slot15,sloti,10ms,.,.,38,2.4 上行物理公共分组信道 PCPCH,39,.,4096Chip,接入前导,碰撞检测前导,DPCCH,DPDCH,10ms,N10ms,40,2.5 下行专用物理信道 DPCH,41,42,物理信道1,物理信道2,物理信道L,Pilot,TPC,TFCI,多码传输时下行时隙格式,DPDCH,1个时隙0.625ms,43,2.6 主公共控制物理信道 PCCPCH,（承载广播信道）,44,数据,slot1,slot2,slot15,sloti,10ms,.,.,帧1,帧2,帧72,帧i,.,.,720ms,256chip,2560chip 20bit,45,2.7 辅助共公控制物理信道 SCCPCH,（承载FACH和PCH）,46,数据,slot1,sl

8、ot2,slot15,sloti,10ms,.,.,帧1,帧2,帧72,帧i,.,.,720ms,2560chip 20*2Kbit(K=0.6),Pilot,TFCI,47,2.8 同步信道 SCH,（分为主同步P-SCH 和辅助同步S-SCH信道）,48,DATA,acp,acsi,1,256chip,DATA,acp,acsi,2,slot2,DATA,acp,acsi,15,slot15,.,帧,slot1,P-CCPCH,P-SCH,S-SCH,49,同步信道的域,CP表示主同步码 Csi,k表示辅助同步码，i表示该小区使用的扰码组号；k表时隙号 a表示同步码上的调制信号，用来指明PCCPCH上是否用了STTD编码。,50,2.9 物理下行共享信道 PDSCH,（与DPCH信道相关联）,51,PDSCH,DCH,Slot=2560chip,52,2.10 下行捕获指示信道 AICH,（用于传送AI）,53,AS0 AS1 . ASi . AS14,AI 空闲部分,16symbol(4096chip) 4symbol(1024chip),20ms,AI对应于PRACH或PCPC

9、H上的特征码，通知用户准予接入。包含15个接入时隙AS,54,2.11 公用导频信道 CPICH,（双天线分集发送）,55,时隙,天线1,天线2,公共导频信道调制样图,56,2.12 寻呼指示信道 PICH,（传送PI寻呼指示，其总是和 S-CCPCH相联系，SF=256）,57,.,.,1帧10ms,288bits,12bits,每帧发送N个寻呼指示，N8、36、72、144。如果相应位置的PI为1，就表明与之相关的UE应该去读取相关的S-CPCH相应帧内容,58,三.信道编码和复用,为保证高层数据在无线信道上传输，需要将MAC来的数据流进行编码/复用，然后在无线链路上发送；同样地，必须将无线链路上接收到的数据进行解码/解复用再传给MAC和高层。,59,两种模式,非压缩模式 压缩模式,60,3.1 非压缩模式传输信道 编码/复用,以传送块集的形式，每个传送时间间隔TTI传输一次，TTI是10,20,40,80ms中的一个,61,编码/复用步骤（1）,加CRC 传送块级联和码块分割 信道编码 速率匹配 插入非连续传输DTX指示比特 交织,62,编码/复用步骤（2）,无线帧分割 传输信道的复用 物理信道的分割 物理信道的映射,63,3.2 压缩模式传输信道 编码/复用,一个帧中时隙Nfirst到Nlast不被用作数据传输，为保持压缩后的BER不受影响，压缩帧中其他时隙的传输功率加大，何时帧被压缩，取决于网络。,64,帧,帧,帧,传输间隔用于频点测试,用打空或减小扩频因子两种方式来完成,

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