WCDMA无线网络原理和关键技术PPT课件
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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
FDMA
Power
时分多址技术 业务信道在不同的时间分配给不同的用户。
如GSM、DAMPS
TDMA
Power
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。如CDMA
CDMA
Power
10
无线通讯基本原理Leabharlann 帧长信道编码 交织
扩频加扰 调制方式 功率控制 基站同步
WCDMA 5M
3.84M DS-CDMA FDD/TDD
10ms
卷积码、Turbo码 帧内交织、帧间交织
Walsh+Gold序列 QPSK/BPSK
开环结合快速闭环（1.5KHz） 同步/异步
CDMA2000 1.25/5/10/15/20 MHz N*1.2288Mcps N=1,3,6,9,12 DS-CDMA和MC-CDMA
无线传播特性 多址方式 扩频技术 信道编码 交织技术 分集技术
11
扩频通信原理
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)
Slow Information
Sent
Fast Spreading Sequence
缺点：
由于改变了数据流的传输顺序，必须要等整个数据块接收后才能纠错，加大 了处理延时，因此交织深度应根据不同的业务要求选择。
举例：
输入数据
A = (x1 x2 x3 x4 x5 … x25)
x1 x6 x11 x16 x21 x2 x7 … x22 x3 x8 … x23 x4 x9 … x24 x5 x10 … x25
解码
床？？前明明月月光光 春？？眠不不觉觉晓晓 白？？发三三千千丈丈 红？？豆生生南南国国
突发错误
去交织
床春白红？？？？ ？？？？前眠发豆 明不三生明不三生 月觉千南月觉千南 光晓丈国光晓丈国
20
无线通讯基本原理
无线传播特性 多址方式 扩频技术 信道编码 交织技术 分集技术
无线通讯基本原理
无线传播特性 多址方式 扩频技术 信道编码 交织技术 分集技术
6
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：电磁波在宏观大范围（即公里级）空间传播所产生的损耗， 它反映了传播在空间距离的接收信号电平的变化趋势。
FDD 20ms（一般的数据和控制信道）
5ms（基本和指定控制信道) 卷积码、Turbo码 帧内交织 Walsh+M序列
数据调制：QPSK/BPSK 开环结合快速闭环（800Hz）
同步
4
WCDMA系统概述 WCDMA无线网络原理
➢ 无线通讯基本原理 ➢ WCDMA相关无线技术
WCDMA关键技术
编码目的：
在原数据流中加入冗余信息，使接收机能够检测和纠正由于传输媒介 带来的信号误差，同时提高数据传输速率。
无纠错编码： BER<10-1 ~ 10-2 卷积编码： BER<10-3 Turbo 码： BER<10-6
不能满足通信需要 满足语音通信需要 满足数据通信需要
16
信道编码的原理
信道编码
信道编码技术是通过给原数据添加冗余信息，从而获得纠错能力 目前使用较多的是卷积编码和Turbo编码（1/2，1/3） 使用编码增加了无效负荷和传输时间 适合纠正非连续的少量错误
床前明月光 春眠不觉晓 白发三千丈 红豆生南国
床床前前明明月月光光 春春眠眠不不觉觉晓晓 白白发发三三千千丈丈 红红豆豆生生南南国国
床？前前明明月月光光 春春眠眠？不觉觉晓晓 白白发发三三？千丈？ 红红豆豆生生南？国国
17
无线通讯基本原理
无线传播特性 多址方式 扩频技术 信道编码 交织技术 分集技术
18
交织技术原理
优点
交织技术是改变数据流的传输顺序，将突发的错误随机化。 提高纠错编码的有效性。
慢衰落：在电波传播路径上受到建筑物及山丘等的阻挡所产生的阴影效 应而产生的损耗
快衰落：电磁波信号在数个或者数十个波长范围发生快速衰落
7
多径效应
发射信号
强 度 接收信号 0
时间
8
无线通讯基本原理
无线传播特性 多址方式 扩频技术 信道编码 交织技术 分集技术
9
多址接入技术
输出数据
A’= (x1 x6 x11 x16… x25)
19
信道编码和交织技术的结合使用
床前明月光 春眠不觉晓 白发三千丈 红豆生南国
编码
床床前前明明月月光光 春春眠眠不不觉觉晓晓 白白发发三三千千丈丈 红红豆豆生生南南国国
交织
床春白红床春白红 前眠发豆前眠发豆 明不三生明不三生 月觉千南月觉千南 光晓丈国光晓丈国
Wideband Signal
TX
RX
Fast Spreading Sequence
Slow Information Recovered
12
扩频通信原理示意图
S（f）
信号
f0
f
扩频前的信号频谱
S（f）
信号
f0
f
扩频后的信号频谱
S（f） 信号
干扰噪声
S（f）
信号
干扰噪声
f0
f
解扩频前的信号频谱
f0
f
双向采用快速闭环功率控制技术 双向采用导频进行相干解调 采用发射、接收分集技术 码片速率高（3.84Mcps） 采用编码增益高的信道编码技术 基站之间不需GPS同步 多种切换技术 多种速率传输 先进的无线资源管理算法
3
3G三种主要技术对比（Ⅰ）
信道带宽 码片速率 扩频方式 双工方式
解扩频后的信号频谱
信号
脉冲干扰
白噪声
13
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 实现复杂
14
无线通讯基本原理
无线传播特性 多址方式 扩频技术 信道编码 交织技术 分集技术
15
信道编码的目的
WCDMA技术原理系列胶片
WCDMA无线网络原理和关键技术
中兴通讯销售体系 UMTS网规网优部
姓 名 ：郭佳 E-mail ：guo.jia6@
© 2007 ZTE Corporation
WCDMA系统概述 WCDMA无线网络原理 WCDMA关键技术
WCDMA技术系统特点
如TACS、AMPS
FDMA
Power
时分多址技术 业务信道在不同的时间分配给不同的用户。
如GSM、DAMPS
TDMA
Power
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。如CDMA
CDMA
Power
10
无线通讯基本原理Leabharlann 帧长信道编码 交织
扩频加扰 调制方式 功率控制 基站同步
WCDMA 5M
3.84M DS-CDMA FDD/TDD
10ms
卷积码、Turbo码 帧内交织、帧间交织
Walsh+Gold序列 QPSK/BPSK
开环结合快速闭环（1.5KHz） 同步/异步
CDMA2000 1.25/5/10/15/20 MHz N*1.2288Mcps N=1,3,6,9,12 DS-CDMA和MC-CDMA
无线传播特性 多址方式 扩频技术 信道编码 交织技术 分集技术
11
扩频通信原理
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)
Slow Information
Sent
Fast Spreading Sequence
缺点：
由于改变了数据流的传输顺序，必须要等整个数据块接收后才能纠错，加大 了处理延时，因此交织深度应根据不同的业务要求选择。
举例：
输入数据
A = (x1 x2 x3 x4 x5 … x25)
x1 x6 x11 x16 x21 x2 x7 … x22 x3 x8 … x23 x4 x9 … x24 x5 x10 … x25
解码
床？？前明明月月光光 春？？眠不不觉觉晓晓 白？？发三三千千丈丈 红？？豆生生南南国国
突发错误
去交织
床春白红？？？？ ？？？？前眠发豆 明不三生明不三生 月觉千南月觉千南 光晓丈国光晓丈国
20
无线通讯基本原理
无线传播特性 多址方式 扩频技术 信道编码 交织技术 分集技术
无线通讯基本原理
无线传播特性 多址方式 扩频技术 信道编码 交织技术 分集技术
6
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：电磁波在宏观大范围（即公里级）空间传播所产生的损耗， 它反映了传播在空间距离的接收信号电平的变化趋势。
FDD 20ms（一般的数据和控制信道）
5ms（基本和指定控制信道) 卷积码、Turbo码 帧内交织 Walsh+M序列
数据调制：QPSK/BPSK 开环结合快速闭环（800Hz）
同步
4
WCDMA系统概述 WCDMA无线网络原理
➢ 无线通讯基本原理 ➢ WCDMA相关无线技术
WCDMA关键技术
编码目的：
在原数据流中加入冗余信息，使接收机能够检测和纠正由于传输媒介 带来的信号误差，同时提高数据传输速率。
无纠错编码： BER<10-1 ~ 10-2 卷积编码： BER<10-3 Turbo 码： BER<10-6
不能满足通信需要 满足语音通信需要 满足数据通信需要
16
信道编码的原理
信道编码
信道编码技术是通过给原数据添加冗余信息，从而获得纠错能力 目前使用较多的是卷积编码和Turbo编码（1/2，1/3） 使用编码增加了无效负荷和传输时间 适合纠正非连续的少量错误
床前明月光 春眠不觉晓 白发三千丈 红豆生南国
床床前前明明月月光光 春春眠眠不不觉觉晓晓 白白发发三三千千丈丈 红红豆豆生生南南国国
床？前前明明月月光光 春春眠眠？不觉觉晓晓 白白发发三三？千丈？ 红红豆豆生生南？国国
17
无线通讯基本原理
无线传播特性 多址方式 扩频技术 信道编码 交织技术 分集技术
18
交织技术原理
优点
交织技术是改变数据流的传输顺序，将突发的错误随机化。 提高纠错编码的有效性。
慢衰落：在电波传播路径上受到建筑物及山丘等的阻挡所产生的阴影效 应而产生的损耗
快衰落：电磁波信号在数个或者数十个波长范围发生快速衰落
7
多径效应
发射信号
强 度 接收信号 0
时间
8
无线通讯基本原理
无线传播特性 多址方式 扩频技术 信道编码 交织技术 分集技术
9
多址接入技术
输出数据
A’= (x1 x6 x11 x16… x25)
19
信道编码和交织技术的结合使用
床前明月光 春眠不觉晓 白发三千丈 红豆生南国
编码
床床前前明明月月光光 春春眠眠不不觉觉晓晓 白白发发三三千千丈丈 红红豆豆生生南南国国
交织
床春白红床春白红 前眠发豆前眠发豆 明不三生明不三生 月觉千南月觉千南 光晓丈国光晓丈国
Wideband Signal
TX
RX
Fast Spreading Sequence
Slow Information Recovered
12
扩频通信原理示意图
S（f）
信号
f0
f
扩频前的信号频谱
S（f）
信号
f0
f
扩频后的信号频谱
S（f） 信号
干扰噪声
S（f）
信号
干扰噪声
f0
f
解扩频前的信号频谱
f0
f
双向采用快速闭环功率控制技术 双向采用导频进行相干解调 采用发射、接收分集技术 码片速率高（3.84Mcps） 采用编码增益高的信道编码技术 基站之间不需GPS同步 多种切换技术 多种速率传输 先进的无线资源管理算法
3
3G三种主要技术对比（Ⅰ）
信道带宽 码片速率 扩频方式 双工方式
解扩频后的信号频谱
信号
脉冲干扰
白噪声
13
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 实现复杂
14
无线通讯基本原理
无线传播特性 多址方式 扩频技术 信道编码 交织技术 分集技术
15
信道编码的目的
WCDMA技术原理系列胶片
WCDMA无线网络原理和关键技术
中兴通讯销售体系 UMTS网规网优部
姓 名 ：郭佳 E-mail ：guo.jia6@
© 2007 ZTE Corporation
WCDMA系统概述 WCDMA无线网络原理 WCDMA关键技术
WCDMA技术系统特点