nullnullCDMA原理null 无线传输技术和CDMA原理
CDMA无线资源管理原理
不同体制的3G技术
3G无线接入网络形态CDMA原理 无线传输技术和CDMA原理
CDMA无线资源管理原理
不同体制的3G技术
3G无线接入网络形态null无线传输技术和CDMA原理 无线传输环境
无线传输技术和多址技术
CDMA原理和RAKE接收技术
分集技术
智能天线技术
多用户检测技术 无线传输环境
无线传输技术和多址技术
CDMA原理和RAKE接收技术
分集技术
智能天线技术
多用户检测技术
多径环境多径环境衰落衰落发射数据接收数据移动信道的多径特征移动信道的多径特征电磁传播-反射、散射和绕射
无线环境中的信号衰减分成三部分:
幅度衰减较大的路径损耗
伴随中等幅度衰减的具有对数正态分布特性的慢变化成分-大尺度变化
衰减幅度较小的快变化成分-小尺度衰落
两类典型小尺度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)移动信道的表征移动信道的表征时延表征
平均时延(均值)
时延拓展(
标准
excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载
差),信道相关带宽=1/时延拓展
频谱
多普勒扩展,运动引起信道变化(快、慢衰落),信道相干时间=1/多普勒频率
多径特性(信道带宽),平坦衰落和频率选择性衰落
宽带码分多址是频率选择性慢衰落信道
测试信道的方法
衰落的概率分布
电平通过率-衰落快慢,信道衰落的深度
衰落持续时间(交织深度)无线信道模型无线信道模型接收信号发射信号无线信道建模方法无线信道建模方法信道模型
幅度分布,瑞利、莱斯分布
多普勒谱分布,经典谱、平坦谱
信道模拟
滤波法
谐波叠加
谐波分解典型无线移动信道的分类典型无线移动信道的分类静态信道(static)
户内信道
户外到户内人行道信道
车载信道
移动信道(moving)
生死信道(birth-death)null无线传输技术和CDMA原理 无线传输环境
无线传输技术和多址技术
CDMA原理和RAKE接收技术
分集技术
智能天线技术
多用户检测技术
无线通信中的几个概念和区别无线通信中的几个概念和区别多址技术
时分多址,频分多址和码分多址
双工技术
时分双工与频分双工
窄带系统与宽带系统
单个信道的带宽与所期望信道的相干带宽一致
一个信道的发射带宽大于这个信道的相干带宽
宽带系统通常能够带来频率分集的优势频分多址(FDMA)频分多址(FDMA)FDMA信道每次只能传递一个电话如果一个FDMA信道没有使用,并且处于空闲状态,它不能被其他用户使用以增加共享容量
在分配成语音信道后,基站和移动台就会同时地连续不断地发射
FDMA通常是窄带系统
符号时间比平均时延扩展大很多,故平均时延扩展造成的符号间干扰低,无需均衡
FDMA比TDMA简单,同步和组帧比特少,系统开销小
FDMA需要精确的RF滤波器,需要双工器(单天线)
非线性效应:许多信道共享一个天线,功率放大器的非线性会产生交调频率(IM),产生额外的RF辐射时分多址(TDMA)时分多址(TDMA)多个用户共享一个载波频率,分享不同时隙
TDMA系统的数据传递是不连续的,是分组发射,可以关闭
不连续发送,可以利用空闲时隙监听其他基站,实现切换处理
即使使用FDD也无需双工器
需要自适应均衡;需要保护时隙
分组发射需要额外的系统开销,如保护数据同步
按照不同的用户提供不同的带宽
TDMA的效率是指发射的数据中信息所占的百分比
功率控制频率为2Hz或更低
质量控制通过频率规划来实现
扩频多址(SSMA)扩频多址(SSMA)跳频码分多址(FH-CDMA)
使用窄带FM或FSK,使用能量效率高的恒包络调制,用廉价的接收机实现FHMA的非相干检测
具有安全性;使用纠错编码和多径技术来防止碰撞的影响
直接扩频码分多址(DS-CDMA)
多用户共享同一频率
CDMA是软容量限制,当用户数目增加时,对所有用户而言,系统性能下降;相应当用户数目减少时,系统性能提高
CDMA中信道数据速率小于信道的时延扩展,故可以使用RAKE接收技术
利用宏空间分集,多个基站同时监听,实现软切换,不切换频率;自干扰系统-多址干扰;远近效应
跳时码分多址(TH-CDMA)多址技术图示多址技术图示传统多址技术码分多址技术混合扩频技术(HSST)混合扩频技术(HSST)混合FDMA/CDMA(FCDMA),优点是无需连续带宽,如MC-CDMA在cdma2000中采用
混合直扩/跳频多址(DS/FHMA),避免远近效应,不适用软切换(Bluetooth采用)
时分CDMA(TCDMA),在每一小区内仅分配给一个用户一个特定的时隙,避免远近效应
时分跳频(TDFH),在一个新的TDMA帧开始时跳到一个新的频率,GSM扩频多址种类扩频多址种类简单的扩频通信发射接收机框图(1)简单的扩频通信发射接收机框图(1)简单的扩频通信发射接收机框图(2)简单的扩频通信发射接收机框图(2)DS-CDMA信号发射/接收机各种多址的不同接收方式各种多址的不同接收方式频分多址,符号持续时间长,无符号间干扰,直接判决
时分多址,有符号间干扰,无法区分多径,用滤波器进行符号间均衡
自适应均衡器,系数可以调整
每个时隙有导频用以训练系数
直扩码分多址
宽带系统,可以区分多径
多径接收机(RAKE),多径分集CDMA在无线信道中传输的优势-总结CDMA在无线信道中传输的优势-总结采用RAKE接收机,有效利用了信道相干时间形成的时间分集效应;
宽带传输系统,利用了信道的频率分集效果
码字的多址传输,利用了多用户分集的效果
信号在信道中传输功率低,降低了干扰,提高了保密性
扩频因子灵活变换,又助于多媒体等多速率并发业务的传输
频谱效率高,优于以往的AMPS和GSM,频率复用系数WCDMA为1,GSM为1~18。
支持软切换和更软切换
支持新技术的应用,如多用户检测
WCDMA有下行发射分集,而GSM没有null无线传输技术和CDMA原理 无线传输环境
无线传输技术和多址技术
CDMA原理和RAKE接收技术
分集技术
智能天线技术
多用户检测技术
码字的自相关和互相关码字的自相关和互相关不同用户采用不同的扩频码字x1(t),x2(t)…
其自相关特性决定了多径干扰特性
其互相关特性决定了多址干扰特性
自相关函数
R(τ)=
互相关函数
V(τ)=CDMA的码生成技术CDMA的码生成技术随机序列(贝努利序列)
0和1个数各一半
1或者0连续个数的概率,连续一个为1/2,连续两个为1/4,连续三个为1/8,…
移位序列和原序列有一半相同,另一半不同
m序列
由移位寄存器生成
是最大长度的线性移位寄存器序列,周期是2n-1(n为移位寄存器长度)
其自相关函数只有一个最大值(延迟为零处),其他均为-1,单值性
符合贝努利序列性质Gold序列Gold序列Gold序列
由两个优选的m序列异或而成
自相关函数有多值,没有m序列好
比m序列多得多
由于Gold序列具有良好的自相关性质,用于码分多址中区分基站和用户
良好的自相关性质决定了其分段序列之间互相关很小,可以用于区分用户,进行多址Gold序列生成Gold序列生成Gold序列的随机性好,符合伪随机序列的特性
0和1发生的相对频率各为1/2,连续出现0或1的概率小,用于加扰Gold序列Gold序列Gold序列的自相关函数Gold序列的自相关函数自相关函数近似δ函数,减轻多径干扰
分段后各段的互相关近似为零,减轻多址干扰OVSF&WalshOVSF&WalshOVSF码的互相关为零,相互完全正交。Walsh与OVSF码一样扩频因子与业务速率扩频因子与业务速率符号速率×扩频因子=码片速率
如WCDMA,码片速率=3.84MHz,扩频因子=4,则符号速率=960Kbps;
cdma2000-1x,码片速率=1.2288MHz,扩频因子=64,则符号速率=19.2Kbps;
符号速率=(业务速率+校验码)×信道编码×重复或打孔率
如WCDMA,业务速率=384Kbps,信道编码=1/3Turbo码,符号速率=960Kbps;
cdma2000-1x,业务速率9.6Kbps,信道编码=1/3卷积码,符号速率=19.2Kbps;不同的扩频调制方式不同的扩频调制方式直接扩频(DS-SS)
通过将伪噪声序列与基带脉冲数据相乘来扩展基带数据,其伪噪声序列由伪噪声生成器产生
误码率受限于多址干扰和远近效应的影响
用功率控制来克服远近效应,受限于功率检测的精度
跳频扩频(FH-SS)
数据以发射机的载波频率跳变的方式发送到表面上随机的信道中
每个信道上,在发射机再次调频之前,数据用传统的窄带调制方式发送一些小的突发
无远近效应的影响,因为多个用户不会同时使用同一频率(Bluetooth技术、快、慢调频)直接扩频调制技术直接扩频调制技术扩频波形由扰码序列和OVSF叠加产生
扩频通信适合于无线通信环境
有抗干扰能力,每个用户唯一的扰码序列或者唯一的OVSF码,抗多址干扰
所有用户、基站都使用相同的频率,可以简化频率规划工作
良好的抗多径干扰特性:
RAKE接收机利用多径分量
同时由于宽带信号的频率选择性衰落,反映在时域上,多径干扰导致传输延迟的PN信号和原PN序列的互相关性减弱,导致延迟信号对接收机的影响减弱频率选择性衰落频率选择性衰落窄带系统大衰落发射信号接收到的衰落信号频率频率强度强度大衰落发射信号接收到的衰落信号频率频率强度强度宽带系统直接扩频CDMA的多址方法直接扩频CDMA的多址方法利用OVSF码和扰码来进行减少多址干扰
下行是不同的用户采用不同的正交扩频码字(OVSF或Walsh码字),互相关为零,但多径时延拓展会影响互相关性,破坏正交性
下行同时用不同的复扰码来区分基站
上行是不同的用户采用自相关和互相关性都较好的复扰码序列作为扰码来降低多址干扰,同时也加大数据的随机性
复扰码的作用是加大随机性,降低峰值因子
WCDMA中采用了先进的复扰码序列集合,有效降低了小区内多址干扰,同时减轻了小区间的干扰,而无需精确的网络同步CDMA扩频技术CDMA扩频技术RAKE接收原理RAKE接收原理RAKE 接收技术有效地克服多径干扰,提高接收性能接收机单径接收电路单径接收电路单径接收电路搜索器计算信号强度与时延合 并合并后的信号tts(t)s(t)RAKE接收机射频和中频结构RAKE接收机射频和中频结构Rx滤波器IF去混迭滤波器数字下变频器基带处理器下变频器数据I/OIQIF和平滑滤波器DAC数字上变频器IQ上变频器本振Tx滤波器本振功放RF AGCRF AGCRAKE接收机基带RAKE接收机基带匹配滤波器(搜索器)结构匹配滤波器(搜索器)结构本地的扩频码和扰码串行输入的采样数据多径搜索器性能多径搜索器性能在AWGN、CASE1、CASE2信道下性能比3GPP建议好0.4dB,在CASE3信道下满足3GPP要求信道估计信道估计1 理想信道估计
2 基于连续导频信号的信道估计方法相关器
3 使用判决反馈技术的间断导频条件的信道估计方法信道估计性能信道估计性能性能优于3GPP要求信道编码信道编码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Turbo码Turbo码时分业务复用时分业务复用同一连接的多个业务在个DPDCH上复用
复用可以发生在内部或者外部编码之前或之后码分业务复用码分业务复用分离物理信道,每个业务的质量独立可控
多码传输,增加终端的复杂性和功放要求多码传输多码传输多码技术易于实现高速率数据传输null无线传输技术和CDMA原理 无线传输环境
无线传输技术和多址技术
CDMA原理和RAKE接收技术
分集技术
智能天线技术
多用户检测技术
分集技术分集技术是通过自然界无线传播环境中的独立(或至少高度不相关)多径信号来实现的
相对投资低廉
克服小尺度衰落(由移动台附近物体的复杂反射引起),可以采用双天线接收分集
克服大尺度衰落(由于周围环境地段和地物的差别而导致的阴影区引起),可以选择一个所发信号不在阴影区的基站-位置选择发射分集
最大比值合并
发射分集技术还用来提高无线通信中单用户的峰值吞吐率实用空间分集技术实用空间分集技术选择分集
反馈分集
接收分集
发射分集
最大比值合并
等增益合并其他分集其他分集极化分集:利用水平分量和垂直分量的不相关性
频率分集:跳频技术
时间分集:以超过信道相干时间的时间间隔重复发射信号,RAKE接收机,认为:一个码片时间>信道的相关时间发射分集(OTD方式)原理发射分集技术提高系统下行容量,适应非对称业务的需求发射分集(OTD方式)原理null无线传输技术和CDMA原理 无线传输环境
无线传输技术和多址技术
CDMA原理和RAKE接收技术
分集技术
智能天线技术
多用户检测技术
智能天线智能天线智能天线技术提高系统覆盖范围,降低发射功率智能天线的小区配置智能天线的小区配置全向小区三扇区小区智能天线小区智能天线的优点智能天线的优点高速率用户带来很大的干扰,动态调整的智能天线阵列的波束跟踪高速率用户,起到空间隔离、消除干扰的作用;动态调整的智能天线阵列的性能优于固定的多波束天线
增加系统容量
增加覆盖范围,改善建筑物中和高速运动时的信号接收质量
提高信号接收质量,降低掉话率,提高语音质量
减少发射功率,延长移动台电池寿命
提高系统
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
时的灵活性空分多址空分多址使用定向波束天线服务不同用户
自适应天线系统null无线传输技术和CDMA原理 无线传输环境
无线传输技术和多址技术
CDMA原理和RAKE接收技术
分集技术
智能天线技术
多用户检测技术
多用户检测原理多用户检测原理多用户检测多用户检测当前的CDMA接收机基于RAKE 原理,将其他用户的干扰视为噪声
基于RAKE 的CDMA系统的容量受干扰的限制
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)
多用户检测(MUD)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
多用户检测可以消除远近效应问题
最优的多用户检测相当复杂,实际中用次优的多用户和干扰对消接收机
次优的接收分为二类:
线性检测器:采用线性变换去除多址干扰,分为:解相关器、线性最小均方误差检测器(LMMSE)
干扰对消器:估计多址干扰,然后从接收的信号中减去。分为:并行干扰抵消和串行干扰抵消多用户检测-串行干扰对消多用户检测-串行干扰对消多用户检测-并行干扰对消多用户检测-并行干扰对消多用户检测技术降低多址干扰,提高系统容量干扰消除后的干净信号 多次迭代式干扰消除器接收/重建信号 1接收/重建信号 2接收
信号接收/
解码信号 1接收/
解码信号 2减去干扰干扰消除后的干净信号null 无线传输技术和CDMA原理
CDMA无线资源管理原理
不同体制的3G技术
3G无线接入网络形态CDMA原理无线资源管理目的无线资源管理目的CDMA是自干扰系统,提高单个用户的发射功率能改善其服务质量,但对其他用户的干扰也相应增加!无线资源管理策略的主要内容无线资源管理策略的主要内容功率控制
负载控制
AMR控制小区切换
信道分配远近效应远近效应每个用户对于其他用户都相当于干扰,远近效应严重影响系统容量采用功控技术减少了用户间的相互干扰,提高了系统整体容量功率控制功率控制前向功率控制小区发射功率上报功率控制比特手机发射信号功率控制命令反向功率控制 克服远近效应和多径衰落
减小多址干扰,保证网络容量
延长电池使用时间 功率控制效果功率控制效果决定了DS-CDMA系统的容量;
多址干扰-远近效应
功率控制的目标:所有的信号到达基站的功率相同(上行);减少对其他基站的干扰(下行)
功率控制可以补偿衰落
有三种功率控制原理:开环、闭环和外环
开环:从信道中测量干扰条件,并调整发射功率,以达到期望的误帧率(误块率)
闭环: 测量信噪比,并向移动台发送指令调整它的发射功率
外环:测量误帧率(误块率),调整目标信噪比负载控制负载控制小区呼吸是负载控制的主要手段负载控制的主要目的是将某些“热点小区”的负载分担到周围负载较轻的小区中,提高系统容量的利用率AMR控制AMR控制AMR语音的变化范围:
4.75Kbps ~ 12.2Kbps
(12.2Kbps兼容GSM语音编码)通过动态调整AMR语音的速率,保证了在相同系统容量情况下,尽可能的保证UE的通话质量AMR语音编解码AMR语音编解码64Kbpsμ律PCM语音编码转化为AMR编码
降低UE功耗,减少干扰
TrFO(Transcoder Free Operation),提高网络传输效率和语音质量AMR编解码协商AMR编解码协商切换类型切换类型WCDMA系统支持
多种切换技术切换过程和效果切换过程和效果当邻近小区的强度超过本小区信号强度一个给定的门限时,移动台执行切换,-硬切换(FDMA、TDMA)
CDMA系统小区的频率一致,软切换时,移动台同时与多个基站相连接
软切换是为了降低对其他小区的干扰,并通过宏分集来改善性能
当邻近小区的信号强度超过一个门限,但仍然低于当前小区基站的强度时,则进入软切换状态
在上行链路,二个或多个基站可以接收同样的信号,在下行链路移动台可以相干地合并来自不同基站的信号,即宏分集
由于新基站发射额外的信号给移动台,而由于RAKE的Finger数目有限,移动台不能合并所有的能量。在下行链路, 软切换增加了对系统的干扰
软切换的增益决定于宏分集增益和由于增加的干扰引起的性能损失软切换软切换上行软切换在RNC中进行多径合并;
上行更软切换在NodeB中进行多径合并;
下行的软切换都在UE中合并移动台合并功率各自小区的接收能量软切换/更软切换软切换/更软切换 改善话音质量;控制手机干扰
降低掉话率;提高容量与覆盖范围直接重试直接重试减少呼损,合理分布用户负载
充分利用网络资源
充分满足用户动态调整带宽需求RNS迁移RNS迁移核心网核心网源RNS目标RNS源RNS目标RNSIuIuIurRNS
无线网络子系统信道分配信道分配3G业务速率变化大,传统信道分配方式利用率低
3G采用统计复用的信道分配方式
分配的信道带宽总与实际需求接近
节约系统资源,提高系统容量系统容量传统信道配置业务源速率动态信道配置nullCDMA原理 无线传输技术和CDMA原理
CDMA无线资源管理原理
不同体制的3G技术
3G无线接入网络形态不同时期,不同需求不同时期,不同需求不同需求,不同业务不同需求,不同业务不同业务,不同技术不同业务,不同技术AMPSTACSNMT其它GSMCDMA IS95TDMAIS-136PDC第一代 80年代模拟第二代 90年代数字第三代 IMT-2000UMTSWCDMAcdma2000需求驱动需求驱动模拟技术数字技术语音业务宽带业务TD-
SCDMA3G为用户与运营商提供了完整的综合业务解决
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
3G的核心-CDMA技术3G的核心-CDMA技术3G体制 WCDMA核心网络:基于MAP和GPRS无线传输技术: WCDMA-FDD/TDD TD-SCDMA核心网络:基于MAP无线传输技术:TD-SCDMA cdma2000核心网络:基于ANSI 41和MIP无线传输技术:cdma2000CDMA技术是3G的核心cdma2000技术体制-网络特点cdma2000技术体制-网络特点IS-95 的技术特点IS-95 的技术特点基站用215长度的短扰码来区分,不同的基站用不同的相位;
上行用非相干解调,采用Walsh调制(6-64符号变换),性能低于相干解调
各个用户用242长度的长扰码区分,不同的用户采用不同的扰码
下行快速功控比特在数据比特中打孔传输
IS-95A支持语音业务,IS-95B开始支持数据业务,采用补充码分信道,是多码传输的方式cdma2000 RTT技术特点cdma2000 RTT技术特点cdma2000 1X技术特点cdma2000 1X技术特点IS-95A/B是cdma2000的子集
码片速率1.2288 Mcps
扩频调制:前向QPSK,反向HPSK
反向导频,相干解调
快速前向和反向功率控制
前向发射分集:OTD、STS
信道编码增加Turbo码
可变帧长,5ms, 10ms, 20ms, 40ms, 80ms
支持F-QPCH,延长手机待机时间
速率最大可达307.2kbps
支持QoS协商
支持多媒体业务
支持8K/13K QCELP 8 kbps EVRC
信道容量是IS-95A/B的2倍 cdma2000 1X候选增强技术cdma2000 1X候选增强技术高通提出的HDR,支持最高速率为2.4Mbps的数据业务
摩托罗拉和诺基亚公司联合提出的1XTREME
中国提出的LAS-CDMA
目前3GPP2已经完成基于HDR的1X-EV-DO版本,正在根据摩托罗拉、朗讯和LAS-CDMA的提案技术讨论1X-EV-DV版本cdma2000 3X技术特点cdma2000 3X技术特点码片速率3*1.2288 Mcps,
接入速率最大可达2Mbpscdma2000过渡cdma2000过渡1 IS-95A/B载频cdma2000 1X载频cdma2000兼容IS-95A/B。
增加SCH以支持分组业务。
可以通过增加cdma2000 1X BSC和cdma2000 BTS的方式
平滑过渡。即业务可以平滑升级,但设备需增加。1 IS-95A/B载频
+ 2 cdma2000 1X载频TD-SCDMA发展历程TD-SCDMA发展历程TD-SCDMA技术体制-网络特点TD-SCDMA技术体制-网络特点TD-SCDMA技术特点TD-SCDMA技术特点WCDMA发展历程WCDMA发展历程WCDMA技术体制-网络特点WCDMA技术体制-网络特点WCDMA基本内容WCDMA基本内容调制方式:上行:BPSK;下行:QPSK语音编码:AMR信道编码:卷积码和Turbo码解调方式:导频辅助的相干解调发射分集方式:TSTD、STTD、FBTD功率控制:上下行闭环功率控制,外环功率控制基站同步方式:支持异步和同步的基站运行信号带宽:5MHz;码片速率:3.84McpsWCDMA技术优势WCDMA技术优势更大的系统容量
更优的话音质量
更高的频谱效率
更快的数据速率
更强的抗衰落能力
更好的抗多径性
适应高达500km/h的移动速度三种主要体制比较三种主要体制比较WCDMA 与 IS95 比较WCDMA 与 IS95 比较3G 使用的频段3G 使用的频段185019001950200020502100215022002250ReserveIMT 2000GSM 1800DECTMSSIMT 2000MSSIMT 2000IMT 2000MSSIMT 2000IMT 2000IMT 2000MSSIMT 2000MSSADBEFABCMSSMSSMSSDFEBBC ITU identificationsEuropeChinaJapanKorea (w/o PHS)North America1700175018009501000800850900IMT 2000IMT 2000GSMCellularPDCCellular P C SMSSGSMPrevious IMT-2000 terrestrial bandsNew IMT-2000 terrestrial bandsGSM 1800, PCSMSSPHSnullCDMA原理 无线传输技术和CDMA原理
CDMA无线资源管理原理
不同体制的3G技术
3G无线接入网络形态WCDMA R99网络结构WCDMA R99网络结构WCDMA R99接入网络结构WCDMA R99接入网络结构系列化基站系列化基站系列化的基站产品适应用户不同需求微蜂窝基站室内型基站室外型基站大容量基站CDMA2000网络总图CDMA2000网络总图ss7MSC/VLRHLRPSTN
ISDNcdma2000 BSSBTSBSCBTSBSC/PCFcdma2000 BSSHAPDSNIP
BackboneInternet,
Intranet,
etc.RadiusGMSC无线接入网结构及接口描述(一)无线接入网结构及接口描述(一)无线接入网结构及接口描述(二)无线接入网结构及接口描述(二)null