WCDMA优化培训の基础原理

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2012-3-14,#,WCDMA,无线基础理论,UMTS,结构,RNC,RNC,Core Network,Node B,Node B,Node B,Node B,Iu,Iu,Iur,Iub,Iub,Iub,Iub,Uu (the “radio interface”),UE,UTRAN:UTRA Network,RNC: Radio Network Controller,UE: User Equipment,UTRAN,空中接口,UE,RRC,RLC,MAC,PHY,RLC,CTRL,USER,DATA,UTRAN,RRC,MAC,PHY,RLC,RLC,CTRL,USER,DATA,UTRAN (UMTS Terrestrial radio access netwrok),模型,Physical channels,Physical Channels Distinguished by: - RF Frequency - Channelization Code - Spreading Code - Modulation (I/Q) Phase (uplink) - Timeslot (TDD mode),Signaling,Radio Bearer,Radio Bearer,Transport channels,- grouped by method of transport,Logical channels,- grouped by information content - User Data - Control and signaling,UTRAN OSI,模型,L1,L2,L2,L3,L1,L2,L2,L3,3GPP TS 25.201 ,V3.1.0,用户面,控制面,逻辑信道,传输信道,物理信道,用户面,控制面,内容安排,WCDMA,基本原理,基本功能,功率控制,移动性(软切换和频间切换),信道转换,准入控制,拥塞控制,基本原理,基本接入技术,FDMA,每一个用户的频率互不相同,(,每一个用户一个语音信道,),所有用户发射机可以同时工作,AMPS, NMT, TACS,User 1,User 2,User 3,Frequency,每一个发射机的扩频码互不相同,每一个信道的正交码互不相同,许多用户公享同一频率和时间,IS-95, cdma2000, WCDMA,Frequency,CDMA,Multiple Transmitters,and,Multiple Data Channels,每一个用户的时隙互不相同,每一个数据信道在一个时隙内的位置互不相同,几个用户可以共享同一频率,IS-136, GSM, PDC,TDMA,User 1,User 2,User 3,User N,Time,3.84 Mcps,码速率,异步模式,可变扩频和,multi-code,使用,SF = 4512,高速数据 - 384,kbps with wide-area coverage - Up to 2 Mbps with local coverage,(packet services),FDD,载波间隔 4.2 - 5,MHz (200 kHz steps),帧长 10,ms,f,t,10,ms frame,4.2-5.0,MHz,Multiplexed Variable rate users,P,3,GPP WCDMA,基本概念,DS-CDMA -,原理,f,P,3,窄带干扰,宽带干扰,MOD,DEM,LP,DET,(960,kb/s),(3,84,Mc/s),5,4,3,2,1,扩频增益,g=,R,chip,R,bit,P,4,P,5,P,2,P,1,f,抗干扰,Interference Rejection,使用扩频，在解码后有用信号变成尖峰，而干扰变成小信号。,f,P,Spread Spectrum,f,P,Spread Spectrum,Noise Floor Level,Wanted signal,Interferer 1,Interferer 2,Interferer n,f,P,Spectrum after De-spreading(Processing),Noise Floor Level,Interferer 1,Interferer 2,Interferer n,Combined level for Noise and Interference,Wanted signal,C/I,干扰和容量,小区中所有正在进行的呼叫决定干扰电平,呼叫越多，干扰越大.,覆盖边缘的用户没有足够的发射功率抵抗干扰,. (,随着容量的增加覆盖减小 小区呼吸),每个新呼叫影响正在进行的呼叫,i.e. A new call affects the QoS of on-going calls.,功率控制必不可少。,(W)CDMA,系统容量,单个小区容量,支持用户数:,KG,p,/(E,b,/I,0,),多个小区容量,100%,频率复用,容量干扰受限,其他小区用户产生的干扰 (不受基站功率控制的用户) - 减少上行容量,其他基站对,UE,接收机产生的干扰,-,减少下行容量,上下行都需要快速功率控制,WCDMA,码的使用,从单个小区来看:,所有移动台共享同一个载波,正交码区分区分不同用户，和同一用户连接的不同信道,信道码,Channelization codes,从整个网络来看:,多个发射机,(RBS, UE),共存于同一区域下的同一频率,近似正交码区分发射机,扰码,Scrambling codes,CC2,CC1,CC3,CCn,扰码和信道码,Data,User 1,Cell combiner,Filtering,Modulator,Transmitter,RBS, sector 1,Data,User 2,Data,User 3,Data,User n,CC1,CC2,CC3,CCn,SC1,Data,User 1,Filtering,Receiver, Demodulator,UE 1,CC1,SC1,Data,User 2,Filtering,Receiver, Demodulator,UE 2,CC2,SC1,UserData1,UserData2,UserData3,UserDatan,SC1,UserData1,Noise,Noise,Noise,CC2,CC1,CC3,CCn,SC1,CC2,CC1,CC3,CCn,扰码和信道码,Data,User 1,Cell combiner,Filtering,Modulator,Transmitter,RBS, sector 1,Data,User 2,Data,User 3,Data,User n,CC1,CC2,CC3,CCn,SC1,Data,User 1,Filtering,Receiver, Demodulator,UE 1,CC1,SC1,Data,User 2,Filtering,Receiver, Demodulator,UE 2,CC2,SC1,UserData1,UserData2,UserData3,UserDatan,SC1,UserData1,Noise,Noise,Noise,CC2,CC1,CC3,CCn,CC2,CC1,CC3,CCn,扰码和信道码,Data,User 1,Cell combiner,Filtering,Modulator,Transmitter,RBS, sector 1,Data,User 2,Data,User 3,Data,User n,CC1,CC2,CC3,CCn,SC1,Data,User 1,Filtering,Receiver, Demodulator,UE 1,CC1,SC1,Data,User 2,Filtering,Receiver, Demodulator,UE 2,CC2,SC1,UserData1,UserData2,UserData3,UserDatan,SC1,UserData1,Noise,Noise,Noise,scrambling,channelization,扰码 ，,PN,码 (伪随机码),截断的,Gold,码,在,WCDMA,中作为扰码用,每一个基站和终端都被分配一个唯一的扰码,码的特性：,编码带宽要远大于信号(所传信息)的带宽,自相关性好 (为使,“,正确,”,信号的峰值清晰),如果发射机和接收机之间的编码不能完全同步，由于自相关性好也不会有大的降级,使正确同步的可能性最大,互相关性低,使,RBS,和UE间的干扰最小,扰码的规划,8192,个扰码,分为主扰码和辅扰码,512,个主扰码,最好的自相关和互相关特性,每个主扰码配15个辅扰码,用于多个扰码和其他特殊情况,自相关和互相关特性稍差,主扰码分成64个组，每组8个,加快小区搜索,扰码的规划,每个小区分配一个主扰码,相邻小区使用统一个组的扰码,可以重复使用,相邻小区不能重复使用,按照,S/I and Ec/I,0,复用,若运营商在临界区使用同一个频率，需要相互协调码的使用,预留扰码便于协调,SC1,SC2,SC3,SC49,SC50,SC51,SC17,SC18,SC19,SC65,SC66,SC67,SC33,SC34,SC35,SC1,SC2,SC3,SC33,SC34,SC35,SC81,SC82,SC83,信道码(正交码),正交可变扩频因子 (,OVSF),码,在,WCDMA,中作为信道码用,从一个发射机来的每一个信道都被分配一个唯一的OVSF码,码的特性：,基于,Walsh,函数,非常好的自相关性,如果完全同步，具有正交互相关性,不同的信道可以在相同的扰码上传输而没有相互间的干扰，也就是说，在接收机方有可能完全分离信道,对同步要求高 (不适用于扰码),可用编码的最大数量依赖于码长,在,WCDMA,中,8, 16, 32, 64, 128, 256 (或 512) 个码片,正交码树,Code limitation,All codes within the tree are orthogonal,Spreading factor,1,2,4,8,16,32,:,C(1,1),C(1,-,1),C(1,1,1,1),C(1,1,-1,-1),C(1,1,1,1,1),C(1,1,1,1,-1,-1,-1,-1),C(.),C(.),C(1),比特率,和,扩频,因子,WCDMA,发射机结构,User Data,CRC,FEC,Interleaver,OSVF Code,Generator,Channel ID,ScramblingCode Generator,Cell ID/UE ID,Complex,Spreading(DL),HPSK,Spreading,(UL),Filter,Filter,IQ,Modulator,RF,5 - 1000,kbps,3.84,Mcps,30 - 1920,kbps,3.84,Mcps,3.84,Mcps,Repeated every 10 ms,same for all physical channels,Repeated every symbol,unique for each channel,Error,Detection,Error,Correction,Error,Randomization,Spreading,Scrambling,Spectral,Containment,Modulation & RF,Signal Generation,无线信道,多径传播,时间离散,h(,),0,0,1,2,3,1,2,3,WCDMA,接收机,Transmitter:S,Tx,(t) =,d,k,c,k,*cost,k,k,l,Receiver:S,Rx,(t) = ,lk,d,k,c,k,(t - ,lk,)cos( + ,dlk,)t +,lk,t,kl,Single user,t,kl,Multiple users,t,kl,Rake receiver principle,Rake,接收机,每条多径称为一个 “,finger”,为每个“,finger”,估计信道特性:,时延,幅度,相位,Rake,接收机能够区分的多径间隔,one chip period,T,chip,WCDMA,: 3.84 Mcps,T,chip,= 0.26 s,78 m,chip rate,越高, 能吸收更多的路径,(需要更多的处理能量),时间离散和信道估计,1,2,h,1,h,0,h,2,Channel,Diversity,Combination,Selective,Equal gain,MaximumRatio,Channel,Estimation,Delay,Delay,Delay andcomplex amplitudes,a,2,a,1,a,0,0,0,1,1/3,1/3,1/3,h,2,*,h,1,*,h,0,*,g,g,g,C(n),2,1,C(n),C(n),a,2,a,1,a,0,r(n),Diversity Combination,ToDecoder,a,0,a,1,a,2,1,2,2,WCDMA,接收机结构,RF,Receiver,Front End,Despreader,Channel,Estimator,Demodulator,&,Descrambler,CRC,Channel,Decoder,Deinter-,leaver,Radio Configuration Control,A/D,Multipath,Estimator,.,Multi-userDetection,Multi-pathCombiner,User,Data,.,.,OSVF Code,Generator,ScramblingCode Generator,5 - 1000,kbps,3.84,Mcps,30 - 1920,kbps,3.84,Mcps,3.84,Mcps,Resolving of multiple paths,Interference Cancellation,Error,Correction,Despreading,Demodulation &Descrambling,WCDMA,基本功能,功率控制 为什么?,L,1,L,2,L,1, L,2,P,RX,2, P,RX,1,P,TX,2,P,TX,1,P,RX,2,P,RX,1,所有用户在同一频率发射,一个大功率发射的用户可以阻塞整个小区,上行功控抵抗路径损耗和快衰落,下行功控主要消除快衰落,其他因素：硬件 (,MCPA,)限制,UE,功率消耗,消除快衰落,TX power,TX power,RX power,RX power,t,t,t,t,没有功控,有功控,谢谢!,