03 WCDMA无线接入网原理
第三代移动通信WCDMA无线接入网
一、引言第三代移动通信WCDMA系统的无线接入网络（RAN）是用户终端（UE）和核心网络（CN）之间的部分,通过Iu接口与核心网相连,包括无线网络控制器RNC和基站设备Node B。
Node B支持FDD模式、TDD模式或双模式,可处理一个或多个小区,并通过Iub接口与RNC 相连。
支持FDD模式的Node B包含可选的宏分集功能。
RNC负责切换控制,提供支持不同Node B间宏分集的组合/分裂的功能。
无线网络控制器RNC通过Iur接口相互连接,Iur可通过RNC之间的物理连接直接相连或通过合适的传输网相连。
WCDMA的接口高度标准化,支持不同厂家的RNC和Node B互连。
二、WCDMA标准化ITU-R WP8F和ITU-T WP3/11分别进行无线接入网和核心网的标准化。
除了ITU之外,两个跨区域的标准化组织3GPP和3GPP2也在紧张地进行详细的标准化工作。
其中,3GPP2负责制定cdma2000的标准。
而WCDMA（UTRA FDD）和TDD技术（UTRA TDD与TD-SCDMA）的标准则主要由3GPP制定,他们最终都将基于GSM MAP过渡到全IP的核心网络体系。
目前,欧洲、北美、亚太（如日本、韩国）等地区的大多数营运商都将选择WCDMA 系统,甚至北美的IS-136运营商也决定在3G频段上选择WCDMA,因此WCDMA已经事实上成为3G最为主流、应用范围最广的无线传输技术（RTT）。
从目前的标准化工作安排看,3GPP标准包括Release 99（R99）版本,以及今后将完成的R4、R5版本。
Release 99版本的框架已经基本完备,物理层比较完善,但高层协议还需要一段时间才能稳定。
Iu、Iub和Iur接口全都采用A TM,核心网采用演进的电路交换和分组交换分离的网络结构,Release 99版本计划在2001年3月会完全稳定下来。
尽管全IP核心网络是未来发展的方向,但在安全性、业务质量特别是V oIP、IPv4到IPv6、Mobile IP方面还需要大量的工作,全IP核心网的标准化工作比预期要慢。
WCDMA系统原理概述
探究WCDMA系统的未来发展趋势，以及可能的改进和扩展。
频带分配
探讨WCDMA系统中的频带分配方式，以及如何实现多用户之间的并行传输。
网络架构
介绍WCDMA系统的网络架构，包括基站、无线电接入网络和核心网络。
物理层和数据链路层结构
这部分将深入讨论WCDMA系统的物理层和数据链路层结构，以及它们在数据传输中起到的作用。
1
物理层结构
介绍WCDMA系统的物理层结构，包括系
3
网络优化
讲解如何进行网络优化，以提高系统的覆盖范围、容量和性能。
WCDMA系统优缺点分析
在最后一节中，我们将对WCDMA系统的优缺点进行全面分析，以帮助您更好地了解该系统的特 点和适用性。
1 优点
介绍WCDMA系统的优点，包括高速数据传输、宽广的覆盖范围和优秀的语音质量。
2 缺点
讨论WCDMA系统的缺点，如系统容量限制和复杂的设备要求。
负载均衡
讲解负载均衡技术在WCDMA系统中的应用，以提高系统的容量和性能。
覆盖和容量规划
在本节中，我们将探讨WCDMA系统的覆盖和容量规划策略，以确保系统的信号质量和可靠性。
1
覆盖规划
介绍如何进行覆盖规划，包括站址选址、天线参数和功率控制的考虑。
2
容量规划
讨论容量规划的概念和方法，以确保系统能够支持足够数量的用户并保持良好的性能。
数据链路层结构
2
统的频率、时隙分
段、编码和解码过程。
3
实时传输
讲解实时传输在WCDMA系统中的应用， 以及实时传输的特点和限制。
扩展通道和多址技术
在本节中，我们将研究WCDMA系统中的扩展通道和多址技术，以实现高效的数据传输和频谱利用。
WCDMA基本原理部分 (1)
12
定位原理
• 基于网络 • 基于手机
– TDOA－Time Difference of Arrive; – GPS
13
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－位臵选择发射分集 • 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
3G交流： WCDMA原理部分
0
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
1
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
2
多径环境
发射信号
接收信号 强度
时间
3
衰落
14
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
15
智能天线
智能天线技术提高系统覆盖范围，降低发射功率
16
智能天线的小区配臵
全向小区
三扇区小区
智能天线小区
17
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 • 提高系统设计时的灵活性
WCDMA系统原理
这里假设扩频序列之间、扰码之间是正交的，正交的概念是两两序列 互相关处理（相乘、积分）后结果为0，自相关系数=1。
扰码是伪随机码序列，自相关特性很好，但是互相关特性就不是理想的 零值了（理论上就不正交），在采用较长的序列时还是相当小的。扩频 码采用OVSF（长度可变的正交扩频因子）码，在理论上是完全正交的， 但是在无线多径环境下，无法保持其正交性。也就是说，实际上在接收
收的分辨率（多径传播路径差）为244米，因而WCDMA系统的潜在性能更好 （可利用的多径传播路径差是78米）。
WCDMA采用频分多址（FDD）工作方式，工作频率是：上行1920MHz到 1980MHz，下行是2110MHz到2170MHz。收发频率间隔190MHz。
采用先进的无线资源管理算法以保证不同比特速率的混合（综合）业务的服 务质量（QoS），并使系统吞吐容量最大。
WCDMA系统概述 WCDMA系统原理 WCDMA系统的容量 WCDMA系统承载的业务 WCDMA系统的关键技术 扩频与调制过程 码分多址中的码
三、 WCDMA系统的容量
对于电路交换（CS）通信系统的容量常常用系统的话务量（业务量）来表示。 总话务量的定义是： 话务量=[通话次数*平均每次通话时间（分钟）]/60（分钟） 体现了通信系统的处理能力 信道数C与阻塞率B、话务量A的关系用爱尔兰B公式表达：
WCDMA系统原理
WCDMA系统概述 WCDMA系统原理 WCDMA系统的容量 WCDMA系统承载的业务 WCDMA系统的关键技术 扩频与调制过程 码分多址中的码
什么是3G？
系统性能特征：室内环境支持2Mbps速率的数据
WCDMA无线接入网概述
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Iu-PS接口协议栈结构(IP)
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Iur接口协议栈结构(ATM)
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频分双工（FDD）：以不同频率区分上行和下行
WCDMA、cdma2000使用FDD
优点：实现简单 缺点：在上下行业务不对称时（主要是数据业务）频谱利用效率低
时分双工（TDD）：以不同时隙区分上行和下行
TD-SCDMA使用TDD 优点：在上下行业务不对称时可以给上下行灵活分配不同数量的时隙，频谱利用 效率高 缺点：
引入了LTE （Long Term Evolution ），空口的接入技术由原来的CDMA改为 OFDM，由3GPP 36.xxx系列协议定义
上/下行速率达到50Mbps/100Mbps ，带宽最大支持20MHz 减少回路时延，提高Qos
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GSM
909~915 FDD主频段 1920~1980
954~960 TDD
FDD 补充 TDD主频段 频段 1850~1880 1880~1920
主 频 段
FDD主频段 2110~2170
TDD补充频段 2300~2400
2010~2025
中国的WCDMA-FDD主频段:
上行1920－1980MHz 下行2110－2170MHz
3-WCDMA无线信道结构详解
导频比特Npilot＝3，4，5，6，7和8。其中的FSWs可以用于帧同步的确认。
TPC比特与发射机功率控制指令对应。
RACH随机接入信道
是用来发送来自终端的控制信息（如请求建立连接）的上行链路传输信道。它同样也可以用来发送终端到网络的少量分组数据。
CPCH公共分组信道
是RACH信道的扩展，用来在上行链路方向发送基于分组的用户数据。
DSCH下行共享信道
是用来发送专用用户数据和/或控制信息的传输信道，它可以由几个用户共享。
一.1.1
MAC层实现逻辑信道与传输信道的映射，为逻辑信道提供数据传输业务，对于由MAC提供的不同数据传送业务定义了一整套逻辑信道类型，每个逻辑信道由其所传送的信息类型所定义，逻辑信道的结构为如图1.12所示。
图1.12逻辑信道结构
控制信道只用于控制平面信息的传送，包括广播控制信道BCCH、寻呼控制信道PCCH、公共控制信道CCCH、专用控制信道DCCH、共享信道控制信道SHCCH。
上行DPDCH确切的比特数和上行DPCCH各个字段（Npilot、NTFCI、NFBI和NTPC）的比特数由高层按照业务类型不同配置不同时隙格式。
FBI比特用于支持在UE和UTRAN接入点之间（即小区收发信机）需要反馈的技术，它包括闭环模式发射分集和地点选择分集（SSDT）。FBI由S字段和D字段组成，其中S字段用于SSDT信令，D字段用于闭环模式发射分集信令。S字段由0，1和2个比特组成。D字段由0或1个比特组成。总的FBI字段的大小NFBI在不同时隙格式情况下不同。
最新3G基础知识(WCDMA无线原理与关键技术)
开环功率控制
UE
Node B
开环功率控制的目的就是提供： 初始发射功率的粗略估计
UE
闭环功率控制
TPC
1500Hz
设置SIRtar
10-100Hz
设置BLERtar
内环
Node B
外环
RNC
UE
3G基础知识(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
无线传播特性(信号衰落)
接收功率(dBm)
-20
快衰落
慢衰落
-40
-60
10
20
30
距离(m)
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
S（f）
信号
S（f）
f0
f
扩频前的信号频谱
信号
f0
f
扩频后的信号频谱
S（f）
信号
干扰噪声
S（f）
f0
f
解扩频前的信号频谱
信号
脉冲干扰
信号
干扰噪声
f0
f
解扩频后的信号频谱
白噪声
扩频原理介绍
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。
WCDMA通信技术详解
WCDMA通信技术详解WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）是一种无线通信技术，是目前世界上最主流的3G移动通信技术之一。
WCDMA技术主要是应用于通信业界中的移动通信以及宽带无线接入技术领域。
一、WCDMA技术原理WCDMA是一种以CDMA为基础的数字调制技术。
在WCDMA系统中，所有的信号都被转化成数字信号，而这些数字信号会以一个固定的频率被发送到接收端。
这就使得WCDMA技术可以利用CDMA技术实现多用户同时接入一个共享通道的通信方式。
WCDMA通信技术可以通过将用户数据信号通过扩频技术扩展到大带宽上，从而实现用更宽的频带来传输信息的目的。
同时，WCDMA还具有较高的误码率容忍度和高速移动性能，这使得其在实际应用中具有了广泛的用途。
二、WCDMA通信系统结构WCDMA系统结构主要由两个部分组成：基站和无线终端。
基站主要用于发送和接收信号，而无线终端则是用户使用的终端设备。
WCDMA系统采用了分布式结构，这意味着系统中有多个基站，同时每个基站中有多个单元。
WCDMA通信技术中最常用的基站是Node B，这种基站可以同时向多个用户发送和接收信号。
Node B会将信号传送到一个控制器中，控制器会进行一系列的处理，然后将信号传送到IMS核心网中。
三、WCDMA技术的优点1.语音通信特性：WCDMA在话音方面较好，其语音质量清晰度高、容错率大、传输通道抗干扰能力强。
2.高速数据传输特性：WCDMA带宽较宽，数据传输速度快，可同时进行音频传输、视频传输和数据传输。
3.网络管理特性：WCDMA网络建设成本很低，且系统架构具有可伸缩性，可以快速进行扩展。
同时WCDMA系统还可以支持分层网络管理，这使得网络运维更加高效。
4.移动性能特性：WCDMA系统具有高速移动性能，可支持用户在高速移动的过程中进行通信，同时在跨越不同网络时区时也能够实现快速的切换。
四、WCDMA技术的应用WCDMA通信技术的应用正日益广泛。
WCDMA原理与简介专业知识讲座
2.5 下行专用物理信道 DPCH
40
DPCCH
TFCI NTFCI bits
DPDCH DPCCH
DPDCH
DTPatCa1 NdTaPtaC1 bbiittss
TPC NTPC bits
Data2 Ndata2 bits
Tslot = 2560 chips, 10*2k bits (k=0..7)
DSCH 无控制信息。必须和 DCH 相关联。26
物理信道(上行)
上行信道 上行专用信道
上行公用信道
DPDCH DPCCH PRACH PCPCH
27
物理信道（下行）
下行信道
下行专用信道
下行公用信道
PDSCH PICH
DPDCH DPCCH
CCPCH SCH AICH CPICH
28
物理信道
上行物理信道
物理信道
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）
30
2.2专用物理信道构造
31
DPDCH DPCCH
（分为主同步P-SCH 和辅助同步S-SCH信道）
47
slot1
DATA
slot2
DATA
slot15
DATA
acp
acp
... acp
acsi,1 256chip
acsi,2
帧
acsi,15
P-CCPCH
P-SCH
S-SCH
48
WCDMA的基本原理及关键技术(第一部分)
Satellite
Empty
Satellite
30 MHz
60 MHz
40 MHz
15 MHz
100 MHz
FDD
WCDMA+CDMA2000
TDD
TD-SCDMA
WCDMA标准演进
继承R99的所有业务和功 能；
电路域结构发生改变， 控制与承载分离MSC采用 MSC SERVER和MGW实现； 继承2G（GSM、GPRS ）的所有业务和功能； 继承R4的所有业务和 功能； 核心网引入IMS（IP 多媒体域）； 无线引入HSDPA。 RAN向IP发展，增强 的IP QOS。 无线引入HSUPA MBMS框架结构的研究
CDMA原理图
编码技术
信源编码
信源编码的目的是通过压缩编码来去掉信号源中的冗余成分，以达 到压缩码率和带宽，实现信号的有效传输；
最常用的信源编码是PCM，它采用A律波形编码。分为取样、量化 和编码三步；一路语音信号编码后的速率为64Kb/s;
移动通信中如果采用PCM编码技术，则传一路话音信号需要64K带 宽，传8路话音需要512K带宽。对于1个频点只有200KHZ带宽的 GSM系统来说，会造成频率资源的浪费，因此GSM系统中采用 GMSK编码技术，编码后的速率为13Kb/s； 第三代移动通信系统中，不仅要支持语音通信，还要支持多媒体数 据业务，因此必须采用更加先进的编码技术。在WCDMA中，采用 了自适应多速率语音编码（AMR）技术。它支持8种编码速率：12.2 、10.2、7.95、7.4、6.7、5.9、5.15和4.75Kb/s.
白发三千丈
红豆生南国
红红豆豆生生南南国国
红红豆豆生生南？国国
编码技术
卷积码
WCDMA系统无线接入网络介绍—RAN总体和物理层培训(PPT 62页)
D
10 10
TPC command
PA
ʱÑÓ 1slot
sin wt
p(t) p(t)
½ âµ÷
Æ¥ Åä ÂË ²¨Æ÷
RAKEºÏ ²¢
Viterbi Òë Âë
Ö¡ ´í Îó ¼ì â²
²â ¶¨SIR
ÄÚ »·¹¦ ¿Ø
ÅÐ ¾ö
Ä¿ ± ê SIR
TPCÃü Áî
Íâ »·¹¦ ¿Ø
LPF ÅÐ ¾ö
3、WCDMA系统无线接入 网络体系结构
无线接入网络总体描述
RNS
Iub
Node B
核心网络 （CN）
Iu RNC
RNS Iur
Iu RNC
Iub
Node B
Iub Node B
Iub Node B
Uu
Uu
UE
UE
WCDMA无线接入网络系统（RAN）由一组通过Iu连到核心网（CN） 的无线网络子系统（RNS）组成。
GC
Nt DC
L3
c o n tro l
PD CP PD CP
U u S b o u n d a ry
BM C
L 2 /P D C P L 2 /B M C
RLC
RLC
RLC
RLC
RLC
RLC
RLC
RLC
M AC PH Y 空中接口协议结构
L 2 /R L C
L o g ic a l C h a n n e ls
一个RNS由一个基站控制器（RNC）和一个或多个基站Node B组成。
RNC和Node B之间通过Iub接口连接。UE通过空中接口（Uu）接入 RNS。
WCDMA无线网络规划原理
无线网络规划的目标是构建一个覆盖广泛、容量充足、性能优良、安全可靠的无线网络，以满足用户的需求和提高网 络运营商的收益。
无线网络规划重要性
随着移动通信网络的快速发展，无线网络规划对于提高网络性能、降低运营成本、提升用户满意度等方 面具有重要意义。
无线网络规划流程
需求分析
需求分析是无线网络规划的第一步，主要 任务是了解和收集网络建设需求，包括覆 盖需求、容量需求、业务需求等。
详细描述
在容量案例分析中，需要考虑用户数量、业务类型、用户行为等因素，以预测网络容量 的需求。同时，需要考虑基站的配置、信道分配等因素，以提高网络容量的利用率和效
率。
频率案例分析
总结词
频率案例分析主要关注网络频率的规划和分配，以确保网络的正常运行和性能。
详细描述
在频率案例分析中，需要考虑频谱资源的可用性和分配情况、干扰因素等，以 选择合适的频率和频段。同时，需要考虑频率复用、频谱效率等因素，以提高 网络的性能和稳定性。
覆盖优化通常需要考虑地形、建 筑物、气候等因素对信号传播的 影响，以实现更好的网络覆盖效
果。
容量优化
容量优化是针对网络容量进行的优化，主要目的是提高网络的数据传输能力和吞吐 量。
容量优化的方法包括调整基站和小区的参数，优化信道配置，以及进行多用户调度 和功率控制等。
容量优化需要综合考虑网络负载、用户行为和业务需求等因素，以实现更好的网络 性能和用户体验。
预留一定的网络容量扩展空间， 以满足未来用户和业务增长的需 求。
频率规划
频段选择
根据运营商频谱资源和业务需求，选择合适的频段进 行网络建设。
频率复用
采用合理的频率复用方式，降低同频干扰，提高频率 利用率。
WCDMA基本网络结构
2008-04-08 12:26WCDMA是3G三种主流标准的一种。
WCDMA系统可以分为无线接入和网络结构两部分，本文介绍其网络结构部分。
WCDMA网络结构可分为无线接入网和核心网两部分，本文首先重点阐述了无线接入网的结构，对Iu、Iur、Iub接口协议模型进行了分析；接着对R99的核心网和全IP的核心网结构和相关功能实体进行了概述。
引言WCDMA是目前全球三种主要的第三代移动通信体制之一，是未来移动通信的发展趋势。
WCDMA系统是IMT-2000家族的一员，它由CN（核心网）、UTRAN（UMTS陆地无线接入网）和UE（用户装置）组成。
UTRAN 和UE采用WCDMA无线接入技术。
WCDMA网络在设计时遵循以下原则：无线接入网与核心网功能尽量分离。
即对无线资源的管理功能集中在无线接入网完成，而与业务和应用相关功能在核心网执行。
无线接入网是连接移动用户和核心网的桥梁和纽带。
其满足以下目标：-允许用户广泛访问电信业务，包括一些现在还没定义的业务，象多媒体和高速率数据业务。
-方便的提供与固定网络相似的高质量的业务（特别是话音质量）。
-方便的提供小的、容易使用的、低价的终端，它要有长的通话和待机时间。
- 提供网络资源有效的使用方法（特别是无线频谱）。
目前，WCDMA系统标准的R99版本已经基本稳定，其R4、R5和R6版本还在紧锣密鼓的制订中。
WCDMA系统的网络结构如图1所示。
图1 WCDMA系统结构WCDMA系统由三部分CN（核心网）、UTRAN（无线接入网）和UE（用户装置）组成。
CN与UTRAN的接口定义为Iu接口，UTRAN与UE的接口定义为Uu接口。
本文将重点阐述WCDMA系统的网络结构。
其网络结构的基本特点是核心网从GSM的核心网逐步演进和过渡；而无线接入网则是革命性的变化，完全不同于GSM的无线接入网；而业务是完全兼容GSM的业务，体现了业务的连续性。
无线接入网UTRAN包括许多通过Iu接口连接到CN的RNS。
WCDMA无线网络规划原理-移动
主讲人：王跃辉主讲人：王跃辉无线链路组成接收机z动态范围无线电波传播模型基本传播模型信号损耗B -40Distance, Miles1 3.1610257862倍距(2x)10倍距(10x)实际环境中信号的传播信号多径传播影响t信号穿透损耗建筑物穿透损耗18~2515~2010~15106链路预算模型余量：慢衰落+ 穿透损耗+...链路预算说明（1）链路预算 链路预算 （1）天线增益 密集城区一般采用定向天线，增益较大，乡村采用全 向天线，增益较小 （2）关于人体损耗 数据业务和话音业务分析时都没有增加人体损耗， 但在一般情况下，传送话音业务 时要增加3dB的人体损耗，而传送数据业务时通常手 机不贴近人体，可不计人体 损耗。
（3）表中Eb/No的值来自反向链路仿真结果，在不同的环 境下需要的值不同，影响链路 预算的结果； 90 （4）干扰裕量： 80 70 蜂窝的负载影响基站的覆盖，因此需要 60 干扰裕量。
系统容许的负载越重，上行链路需 50 40 30 要的干扰裕量就越大，基站的覆盖就越小。
20 对于覆盖受限的情况下的干扰裕量的典型 10 0 值是1.0-3.0dB，相当于20-50%的负载； 第一季 度东部 西部 北部第二季 度第 三季度第 四季度链路预算说明（2）链路预算 链路预算 （5）正态衰落裕量：保证接收功率（对数正态分布） 在一定的概率下都大于接收机的灵敏度。
（6）关于软切换增益 数据业务没有软切换增益，而话音业务考虑 了软切换增益； （7）采用HATA模型 （8）车内或室内穿透损耗可根据具体环境进行设置 （9）在相同环境下，传送数据业务速率越高， WCDMA系统所能提供的覆盖半径越小。
（10）与话音业务相比较，高速数据业务的覆盖半径 也较话音业务小。
提纲WCDMA关键技术 与无线网络规划频率分配 FDMA / TDMAf1 f3 f2 f1 f3 f2 f1 f3 f2 f1 f3 f2 f1 f3 f1 f1 f3 f1 f1 f1 f1WCDMAf1 f1 f1 f1 f1 f1 f1 f1 f1 f1 f1 f1 f1 f1f2 f2 f1 f3 f2f1 f1假设3个蜂窝复用的情况 要在多个蜂窝之间进行频率分配在整个业务区使用相同的 频率，不需要进行频率分配。
WCDMA无线接入系统
安全和隐私保护问题
总结词
随着移动互联网的发展，安全和隐私保护问题变得越来越重要。
详细描述
针对这些问题，可以采取一系列安全措施，如数据加密、身份认证和访问控制等，以确 保用户数据的安全性和隐私性。同时，还需要加强法律法规的建设，保护用户的合法权
益。
网络部署和优化问题
总结词
网络部署和优化是确保WCDMA系统性能的重要环节，涉及 到网络规划、设备选型、安装调试等多个方面。
2007年
随着HSPA（高速分组接入）技术的 引入，WCDMA的数据传输速度得到 了大幅提升。
WCDMA的应用场景
语音通信
支持高质量的语音通话服务， 包括移动电话、无线固话等。
数据传输
提供高速数据业务，包括互联 网接入、视频通话、在线流媒 体等。
多业务融合
支持多种业务融合，如语音、 数据、视频等，满足用户多样 化的通信需求。
无线资源管理问题
总结词
无线资源管理是WCDMA系统的核心问题之一，涉及到如何有效地分配和调度无线资源，以满足用户需求并保证 系统性能。
详细描述
无线资源管理包括功率控制、信道分配、切换和拥塞控制等方面。为了解决这些问题，可以采用先进的无线资源 管理算法和技术，如动态信道分配、智能功率控制和负载均衡等。
WCDMA无线接入系统
目录
• WCDMA技术概述 • WCDMA系统架构 • WCDMA关键技术 • WCDMA性能分析 • WCDMA的挑战与解决方案 • WCDMA的未来发展
01
WCDMA技术概述
定义和特点
定义
WCDMA无线接入系统是一种基于码 分多址（CDMA）技术的第三代移动 通信标准。
详细描述
为了解决这些问题，可以采用一系列技术和方法，如网络规 划工具、仿真技术、性能评估和优化工具等。同时，还需要 加强人才培养和技术交流，提高网络部署和优化的水平。
WCDMA第三代无线通信系统无线技术介绍-2
一、前言在这期的文章中，我们要介绍在WCDMA无线通信技术中，属于各类通信层的信道（Channel）技术，与我们过去在Internet使用的TCP/IP通信协议比较，TCP/IP并没有专属于传输控制与资料的固定信道存在，可以由使用者自行产生不同的连线。
并且自行构建传输控制信号与使用者资料的连线。
但是在WCDMA当中就不是如此了，它有专属的通信管道的概念，每个不同的管道各有它特定的功能，例如：用来进行同步、传输控制信号或是使用者资料，都会透过不同的通信管道，如果需要传输更大量的使用者资料，就会配置更多该类的通讯管道来传输使用者资料。
因此，要了解WCDMA无线通讯技术，学习这些不同阶层的管道架构，将会是一个相当重要的课题，接下来就让笔者开始这次的内容。
二、WCDMA无线界面协议架构如图一所示，我们可以吧WCDMA无线界面（Radio Interface）区分为以下几个部分：图一，WCDMA无线界面架构由下而上首先就是属于Layer 1的物理层（PHY，Physical Layer），这部分提供了属于物理层的通道（Channel）架构与相关技术，例如，物理层的同步机制与碰撞检测。
在来就是属于Layer 2的MAC（Media Access Control）、RLC （Radio Link Control）、PDCP（Packet Data Control Protocol）与BMC（Broadcast and Multicast Control），这部分的通讯协议提供各式网络通信机制，例如：MAC 提供了QoS服务，RLC提供了单双向的封包进出介面，PDCP提供了使用者用来传送TCP/IP封包机制与封包表头压缩的功能，BMC则可供基地台用来广播传送给大量使用者的资讯。
最后一层就是属于Layer 3的RRC（Radio Resource Control）。
PDCP、BMC与RRC层的服务要透过RLC层所提供的Logical Channel 来传送与接收资料，而RLC层则须把这些Logical Channel整合为MAC层所提供的Transport Channel，MAC层则在透过底层的硬件所提供的Physical Channel来把资料传送出去。
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13
WCDMA的信道编码
信道编码的作用：增加符号间的相关性，以便在受到干扰的情况下
恢复信号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
编码类型
语音业务：卷积码（1/2、1/3），约束长度为9，加8个尾比特
数据业务：Turbo码（1/3），两个8状态的并行级联卷积码 （PCCC）构成，加6个尾比特
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14
交织
交织的作用：打乱符号间的相关性，减小信道快衰落和干扰带来的影响
1 2 3 4 5 6 7 8 ... 一次交织：
UE2×c2：
－1 －1 －1 －1 ＋1 ＋1 ＋1 ＋1
UE1×c1＋ UE2×c2：
0 －2 0 －2 0 ＋2 0 ＋2
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18
解扩原理
UE1×c1＋ UE2×c2： 0 －2 0 －2 0 ＋2 0 ＋2
去交织 信道解 码
信源 解码
deinterleaving
解扩
解扰
解调
射频 接收
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码序列的相关性
+1 -1 +1 -1 相关（相关性100％ ）
(a)
+1 -1 +1 不相关（0相关）
(b)
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24
扰码生成技术
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，…
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/(2n-1)，单值性
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9
常用术语
比特（Bit），符号(Symbol) ，码片 (Chip)
经过信源编码的含有信息的数据称为“比特” 经过信道编码和交织后的数据称为“符号” 经过最终扩频得到的数据称为“码片”
处理增益
最终扩频速率和比特速率的比 在WCDMA系统中，根据提供业务的不同，处理增益是可变的 − 扩频增益越小，所需功耗越大，终端越费电 − 扩频增益越小，覆盖越小
频分双工（FDD）：以不同频率区分上行和下行
WCDMA、cdma2000使用FDD
优点：实现简单
缺点：在上下行业务不对称时（主要是数据业务）频谱利用效率低
时分双工（TDD）：以不同时隙区分上行和下行
TD-SCDMA使用TDD
优点：在上下行业务不对称时可以给上下行灵活分配不同数量的时隙， 频谱利用效率高 缺点： − 实现较复杂，需要GPS同步 − 和CDMA技术一起使用时，上下行之间的干扰控制困难
Internal
WCDMA 无线接入网原理
ISSUE1.0
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学习完此课程，您将会：
了解CDMA技术相比其它多址技术的 优点 了解WCDMA无线接入网的基本原理 了解WCDMA无线接入网的关键技术
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8
WCDMA通信模型
信源 编码
Interleaving
信道 编码 交织
扩频
加扰
调制
射频 发射
无线信道
去交织 deinterleaving 信道 解码
信源 解码
解扩
解扰
解调
射频 接收
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... 452 453 454 ……
B0 1 9
B1 2 10
B2 3 11
B3 4 12
B4 5 13
B5 6 14
B6 7 15
B7 8 16
.
.
. .
.
. .
.
. .
.
. .
.
. .
.
. .
.
. .
....
二次交织：
. .
....
449 450 451 452 453 454 455 456
{A4,B0}
{A5,B1} {A6,B2} {A7,B3} {B4,C0}
{B5,C1}
{B6,C2} 15
{B7,C3}
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WCDMA通信模型
信源 编码
Interleaving
信道 编码 交织
扩频
加扰
调制
射频 发射
无线信道
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扩频/解扩原理－频域解释
Eb / No = Ec / Io ×增益
功率谱
a2Tbit = Ebit 解调门限 系统所允许的最大干扰电平
增益
可以给所有用户共享的功率
其他用户干扰信号
Echip
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缺点
占用带宽较大 自干扰系统－系统内用户互相干扰 技术实现难度大，需要采用快速功率控制技术、负载控制等技 术
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7
第一章 双工技术和多址技术 第二章 WCDMA无线基本原理 第三章 WCDMA 后续增强技术
容量
1
4～6
10～20
载干比(C/I) 18dB
9dB
-8 ～-
6dB
实现难度
易
中
难
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6
码分多址（CDMA）的技术特点
优点
抗干扰能力强，频率复用度高，频谱利用率大大提高
保密性强：扩频后的信号近似白噪声 软容量，具备一定的话务自适应能力
Cch,2,1 = (1,-1)
Cch,4,3 = (1,-1,-1,1)
SF = 1 SF = 2 SF = 4
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WCDMA典型业务使用的扩频因子
典型业务 AMR
数据速率
下行SF 128
上行SF 64
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m序列的生成
+
a4
移位节拍 0 1 2 a0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 a1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 a2 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 a3 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 反馈值a4 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1
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WCDMA通信模型
信源 编码
Interleaving
信道 编码 交织
扩频
加扰
调制
射频 发射
无线信道
去交织 信道解 码
信源 解码
deinterleaving
解扩
解扰
解调
射频 接收
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WCDMA使用的扩频码：OVSF（Walsh）
OVSF：正交可变扩频因子，由Walsh矩阵生成
Cch,4,0 =(1,1,1,1)
Cch,2,0 = (1,1)
Cch,4,1 = (1,1,-1,-1) Cch,1,0 = (1) Cch,4,2 = (1,-1,1,-1)
a1
a0
3 4 5 6
a3
a2
7
D
D
D
D
8 9 10
m序列的缺点：只有一个序
11 12 13 14 15
列，不同用户用不同“节拍” （相位）区分，对同步要求 很高
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26
Gold序列
Gold序列
由m序列的不同相位异或而成 比m序列多得多： 2n-1个（n为移位寄存器长度） 自相关函数有多值，没有m序列好
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WCDMA的信源编码
WCDMA系统采用AMR（Adaptive Multi-Rate）语音编码 编码共有8种，速率从12.2Kbps～4.75Kbps 多种语音速率与目前各种主流移动通信系统使用的编码方 式兼容，有利于设计多模终端 根据用户离基站远近，自动调整语音速率，减少切换，减 少掉话 根据小区负荷，自动降低部分用户语音速率，可以节省部 分功率，从而容纳更多用户