G转U培训系列WCDMA系统原理概述.pptx

单击此处编辑母版标题样式,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD,.,Page,#,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,HUAWEI Confidential,谢谢,单击此处编辑母版标题样式,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD,.,Page,#,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,HUAWEI Confidential,单击此处编辑母版标题样式,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Page,#,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,HUAWEI Confidential,Page,1,课程目标,了解,GSM,与,WCDMA,技术的异同点,掌握,CDMA,技术的基本原理,掌握,WCDMA,系统结构及无线接口,掌握,WCDMA,无线资源管理的原理,了解,WCDMA FDD,模式的技术特点,学习完本课程，您将能够：,Page,2,内容介绍,第一章 引导：,GSM,vs WCDMA,第二章,CDMA,原理概述,第三章,WCDMA,无线接口物理信道,第四章,无线资源管理概述,第五章,WCDMA FDD,的技术特点,Page,3,GSM,向,WCDMA,的演进,GSM,主要为语音业务设计,理论速率,/,实际速率：,64Kbps/9.6Kbps,GPRS,通过引入分组信道支持更高的数据速率,理论速率,/,实际速率：,171.2Kbps/20,40Kbps,EDGE,引入新的调制方式，理论上速率比,GPRS,高,3,倍,理论速率,/,实际速率：,473.6Kbps/100Kbps,左右,WCDMA,具备高速数据接入能力，提供丰富多彩的业务,理论速率,/,实际速率：,R99,、,R4,：,2Mbps/384Kbps,R5,（,HSDPA,）：,14.4Mbps/1Mbps,以上,Page,4,频率,时间,功率,FDMA,频率,时间,功率,TDMA,多址技术：区分不同用户,功率,时间,CDMA,频率,Page,5,GSM,与,WCDMA,多址技术比较,GSM,采用,FDMA,TDMA,单载波带宽：,200KHz,抗干扰能力弱，载干比要求：,9dB,单载波,8,个时隙，系统,容量相对固定,，可以根据时隙数量估算,不同用户不同时隙，相互干扰很小,WCDMA,采用,FDMA,CDMA,单载波带宽：,5MHz,抗干扰能力强，载干比要求：,-8dB,容量不固定（软容量）,：容量和用户分布、业务类型、干扰等密切相关,用户之间互相干扰，需要很好地控制,Page,6,GSM,与,WCDMA,无线接入技术比较,GSM,WCDMA,信源编码,FR,：即,RPE,LTP,编码，,13Kbps,EFR,：增强语音质量，,13Kbps,HR,：提高系统容量，,6.5Kbps,AMR,：,8,种语音速率,与目前各种主流移动通信系统的编码兼容，利于设计多模终端,具有话务自适应能力：,可以自动调整语音速率，使系统在覆盖、容量、语音质量之间取得平衡,信道编码,卷积码（,1/2,）,语音业务：卷积码（,1/2,，,1/3,）,高速数据业务：,Turbo,码,信道化,数据打包成脉冲方式，在各个时隙发出,数据经过扩频、加扰，然后合并输出,调制技术,GMSK,，,8PSK,（,EDGE,）,QPSK,，,16QAM,（,HSDPA,）,功控技术,慢速功率控制（,2Hz,）,快速功率控制（,1500Hz,）,：可抑止快衰落,发射分集,未使用,发射分集,接收技术（抗衰落）,空间分集、极化分集,通过跳频可以实现类似频率分集的效果,空间分集、极化分集接收,频率分集：,RAKE,接收机,Page,7,GSM,与,WCDMA,网络接口比较,RNS,RNC,RNS,RNC,WCDMA Core Network,Node B,Node B,Node B,Node B,Iu,CS,Iu,Iur,Iub,Iub,Iub,Iub,Iu,PS,BSS,BSC,GSM NSS,BTS,BTS,A,Abis,Abis,Gb,扇区小区，小区可以包括多个载频,扇区可以包括多个小区，小区载频,Page,8,GSM,与,WCDMA,协议比较,GSM,WCDMA,A/Iu-CS,L3,：,BSSAP,L3,：,RANAP,L2,：,MTP,L2,：,ATM,L1,：,E1,L1,：,E1,或,STM,1,Abis/Iub,L3,：,BTSM,L3,：,NBAP,L2,：,LAPD,L2,：,ATM,L1,：,E1,L1,：,E1,或,STM,1,无线接口,L3,：,RR,RRC,L2,（数据链路层）：,LAPDm,L2,（数据链路层）：,RLC/MAC,L1,（无线频段）（,MHz,）：,890,915/935,960,1710,1785/1805,1880,L1,（无线频段）（,MHz,）：,主要频段：,1920,1980/2110,2170,补充频段：,1710,1785/1805,1880,（在中国只有高端,30M,做为补充频段）,Page,9,WCDMA,与,GSM,空中接口的主要区别,WCDMA,GSM,载波间隔,5MHz,200KHz,频率重用系数,1,1,18,区分小区方式,频率,+,扰码,频率,+BSIC,功率控制频率,1500Hz,2Hz,或更低,服务质量控制（,QoS,）,无线资源管理算法,网络规划（频率规划）,频率分集,3.84MHz,的带宽使其可以采用,Rake,接收机进行多径分集,跳频,分组数据,基于负载的分组调度,GPRS,中基于时隙的调度,下行发射分集,支持，以提高下行链路的容量,标准不支持，但可以应用,Page,10,1850,1900,1950,2000,2050,2100,2150,2200,2250,ITU,Europe,USA,MSS,PCS,A,D,B,B,C,D,C,E,F,A,F,E,MSS,Reserve,Broadcast auxiliary,2165 MHz,1990 MHz,1850,1900,1950,2000,2050,2100,2150,2200,2250,1880 MHz,1980 MHz,UMTS,GSM 1800,DECT,MSS,1885 MHz,2025 MHz,2010 MHz,IMT 2000,MSS,UMTS,Japan,MSS,IMT 2000,MSS,IMT 2000,PHS,1895,1918,B,C,1885,A,A,2170 MHz,IMT 2000,2110 MHz,2170 MHz,MSS,MSS,CDMA,TDD,WLL,FDD,WLL,1980,2025MHz,GSM,1800,CDMA,FDD,WLL,1960,1920,1945,China,cellular(1),cellular(2),cellular(2),1805 MHz,1865,1865,1870,1885,1890,1895,1910,1930,1945,1965,1970,1975,3G,频谱分配,Page,11,WCDMA,能够使用的频段,（一）主要工作频段：,1920,1980MHz,2110,2170MHz,WCDMA,频点计算公式：频点号频率,5,上行中心频点号：,9612,9888,（,9763,）,下行中心频点号：,10562,10838,（,10713,）,（二）补充工作频率：,1755,1785MHz,1850,1880MHz,中国移动和中国联通目前已有的,GSM,频段以后可以用于,WCDMA,Page,12,内容介绍,第一章 引导：,GSM,vs WCDMA,第二章,CDMA,原理概述,第三章,WCDMA,无线接口物理信道,第四章,无线资源管理概述,第五章,WCDMA FDD,的技术特点,Page,13,CDMA,原理概述,无线传播环境,多址技术和双工技术,CDMA,原理和,Rake,接收机,Page,14,多径环境,时间,接收信号,强度,发射信号,Page,15,衰落,发射数据,接收数据,Page,16,衰落,距离,(m),接收功率,(,dBm,),10,20,30,-20,-40,-60,慢衰落,快衰落,Page,17,频率选择性衰落,窄带系统（,GSM,）,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（,CDMA,）,Page,18,典型无线移动信道的分类,静态信道（,static,）,典型城区步行信道（,TU3),典型城区车载信道（,TU30,）,农村车载信道（,RA50,）,高速公路车载信道（,HT120,）,Page,19,CDMA,原理概述,无线传播环境,多址技术和双工技术,CDMA,原理和,Rake,接收机,Page,20,双工技术区分用户的上、下行信息,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，需要比较精确的同步，,CDMA,体制下，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,Page,21,码分多址（,CDMA）,多用户,同时,共享同一频率，频谱利用率大大提高；用户间通过伪随机码识别,CDMA,系统的用户容量是软容量：,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,或者可以说：,CDMA,系统可以通过牺牲部分系统性能来换取更大的容量,CDMA,系统的缺点：,占用带宽较大,CDMA,系统是自干扰系统系统内用户互相干扰,技术实现难度大：功率控制技术、负载控制技术等,Page,22,CDMA,原理概述,无线传播环境,多址技术和双工技术,CDMA,原理和,Rake,接收机,Page,23,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,”,（,bps,）,经过信道编码和交织后的数据称为,“,符号,”,（,sps,）,经过最终扩频得到的数据称为,“,码片,”,（,cps,）,WCDMA,的扩频速率：,3.84Mcps,处理增益,最终扩频速率和比特速率的比（,cps/bps,）,在,WCDMA,系统中，根据提供业务的不同，处理增益是可变的,Page,24,扩频因子与业务速率,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,=960Ksps,；,CDMA2000-1x,，业务速率,9.6Kbps,，信道编码,=1/3,卷积码，符号速率,=19.2Ksps,；,码片速率符号速率,扩频因子,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,；,Page,25,CDMA,系统基本框图,信源编码,Interleaving,信道编码,交织,加扰,扩频,调制,射频发射,信源解码,deinterleaving,去交织,信道,解码,解扰,解扩,解调,射频接收,无线信道,Page,26,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,信源编码,Interleaving,信道编码,交织,加扰,扩频,调制,射频发射,Page,27,信源编码,Interleaving,信道编码,交织,加扰,扩频,调制,射频发射,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 22,23,24 25,编码类型,语音业务：卷积码（,1/2,、,1/3,数据业务：,Turbo,码（,1/3,）,Page,28,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 8.452 453 454,8,16,24,32,.,.,456,2,10,18,26,.,.,450,6,14,22,30,.,.,454,1,9,17,25,.,.,449,4,12,20,28,.,.,452,7,15,23,31,.,.,455,3,11,19,27,.,.,451,5,13,21,29,.,.,453,.,.,A4 A5 A6 A7 B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 C0 C1 C2 C3,A4,B0 A5,B1 A6,B2 A7,B3 B4,C0 B5,C1 B6,C2 B7,C3,一次交织：,二次交织：,Page,29,需要发送信息的用户：,UE1,、,UE2,、,UE3,UE1,使用,c1,扩频：,UE1c1,UE2,使用,c2,扩频：,UE2c2,UE3,使用,c3,扩频：,UE3c3,c1,、,c2,、,c3,互相正交,发送信息：,UE1c1,UE2c2,UE3c3,扩频原理（理论原理）,信源编码,Interleaving,信道编码,交织,加扰,扩频,调制,射频发射,Page,30,UE1,使用,c1,解扩,（,UE1c1,UE2c2,UE3c3,）,c1,UE1,（,c1c1,）,UE2,（,c2c1,）,UE3,（,c3c1,）,UE11,UE20,UE30,UE1,同理，,UE2,使用,c2,解扩，,UE3,使用,c3,解扩，可分别得到各自的信号,解扩原理（理论原理）,Page,31,扩频与解扩（,DS-CDMA,）,扩频,解扩,码片,符号,数据,扩频码,扩频信号,=,数据,码字,扩频码,数据,=,扩频信号,码字,1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,Page,32,_,UE1:,1,1,1,_,UE2:,1,1,c1:,1,1,1,1,1,1,1,1,c2:,1,1,1,1,1,1,1,1,UE1c1:,1,1,1,1,1,1,1,1,UE2c2:,1,1,1,1,1,1,1,1,UE1c1,UE2c2:,0,2 0,2 0,2 0,2,扩频原理,Page,33,UE1c1,UE2c2,：,0,2 0,2 0,2 0,2,解扩原理,UE1,使用,c1,解扩：,c1,1,1,1,1,1,1,1,1,解扩结果：,0,2 0,2 0,2 0,2,积分判决：,4,4,归一化：,4/4=,1,4/4=,1,UE2,使用,c2,解扩：,c2,1,1,1,1,1,1,1,1,解扩结果：,0,2 0,2 0,2 0,2,积分判决：,4,4,归一化：,4/4=,1,4/4=,1,Page,34,UE1c1,UE2c2,：,0,2 0,2 0,2 0,2,UE1c1,UE2c2,误码：,2,2 0,2 1,2 0,2,如果传播过程中有误码,UE2,使用,c2,解扩：,c2,1,1,1,1,1,1,1,1,解扩结果：,2,2 0,2 0,2 0,2,积分判决：,2,4,归一化：,2/4=,0.5,4/4=1,UE1,使用,c1,解扩：,c1,1,1,1,1,1,1,1,1,解扩结果：,2,2 0,2 0,2 0,2,积分判决：,6,4,归一化：,+6/4=,1.5,-4/4=-1,Page,35,OVSF,&,Walsh,OVSF,码,(Walsh),的互相关为零，相互完全正交。,SF=1,SF=2,SF=4,C,ch,1,0,=,(1),C,ch,2,0,=(1,1),C,ch,2,1,=(1,-1),C,ch,4,0,=(1,1,1,1),C,ch,4,1,=(1,1,-1,-1),C,ch,4,2,=(1,-1,1,-1),C,ch,4,3,=(1,-1,-1,1),Page,36,OVSF,码的用途,在下行信道，,OVSF,用于区分用户,在上行信道，,OVSF,用于区分同一个用户的不同业务,典型业务,数据速率,下行,SF,上行,SF,AMR,12.2+3.4,128,64,Modem28.8k,28.8+3.4,64,32,12.2kAMR&64k packet data,12.2+64+3.4,32,16,12.2kAMR&144k packet data,12.2+144+3.4,16,8,12.2kAMR&384k packet data,12.2+384+3.4,8,4,Page,37,WCDMA,系统中的加扰,下行：不同小区（扇区载频）具有不同的下行扰码,不同小区配置不同的下行,“,扰码,”,，手机通过扰码识别小区,以,OVSF,码区分同一小区内不同用户,上行：不同用户用不同的扰码区分,同一小区的不同用户配置不同的上行,“,扰码,”,以,OVSF,用来区分该用户的不同业务,信源编码,Interleaving,信道编码,交织,加扰,扩频,调制,射频发射,Page,38,WCDMA,的扰码：,GOLD,序列,在上行信道，扰码用于区分用户,上行有,2,24,个上行长扰码和,2,24,个,上行短扰码,在下行信道，扰码用于区分小区（扇区载频）,下行有,2,18,1,262143,个扰码，但目前只使用,0,8191,号扰码中的,主扰码,扰码每,10ms,重复一次，长度是,38400chips,Page,39,下行扰码,集,0,集,1,集,511,主扰码,0,从扰码,1,从扰码,15,主扰码,51116,从扰码,51116,1,从扰码,51116,15,8192,个扰码,512,集,每集分为,1,个主扰码，,15,个从扰码,目前系统主要采用主扰码,主扰码和从扰码,Page,40,下行主扰码,Group 0,Group 1,Group 63,主扰码,0,主扰码,1,主扰码,7,主扰码,504,主扰码,505,主扰码,511,512,个主扰码,64,组,每组,8,为,1,个主扰码,网规的扰码规划也就是对这,512,个主扰码的规划分配,主扰码和扰码组,Page,41,CDMA,宽带扩频技术有效地避免无线信道的频率选择性衰落,扩频码,扩频码,信号合并,CDMA,过程中的频谱变化,窄带信号,f,P(f),宽带信号,P(f),f,噪声,P(f),f,噪声+宽带信号,P(f),f,信号与噪声分离,P(f),f,Page,42,RAKE,接收机,前端接收机,第一接收径,第二接收径,第三接收径,延时估计器,计算延时及相位偏转,信号合成器,合并信号,t,t,s(t),s(t),Page,43,内容介绍,第一章 引导：,GSM,vs WCDMA,第二章,CDMA,原理概述,第三章,WCDMA,无线接口物理信道,第四章,无线资源管理概述,第五章,WCDMA FDD,的技术特点,Page,44,GSM,与,WCDMA,信道功能的对应关系,GSM,WCDMA,小区搜索,FCCH,：频率校正信道,(P,)CPICH,：（,主）公共导频信道,SCH,：同步信道,SCH,：同步信道，但作用与,GSM,不同,BCCH,：广播控制信道,P,CCPCH,：主公共控制物理信道,寻呼,PCH,：寻呼信道,PICH,：寻呼指示信道，使终端更省电,S,CCPCH,：从公共控制物理信道,接入,上行：,RACH,：随机接入信道,SDCCH,：独立专用控制信道,上行：,PRACH,：物理随机接入信道,下行：,AGCH,：接入允许信道,SDCCH,：独立专用控制信道,下行：,AICH,：捕获指示信道,S,CCPCH,：从公共控制物理信道,语音业务,TCH,：业务信道,DPDCH,：专用物理数据信道,DPCCH,：专用物理控制信道,数据业务,PDCH,：分组数据信道,HS,PDSCH,：高速下行物理共享信道,HS,SCCH,：高速共享控制信道,HS,DPCCH,：高速专用控制信道,Page,45,WCDMA,信道分类,从不同协议层次上讲，,WCDMA,承载用户各种业务的信道被分为以下三类：,逻辑信道：直接承载用户业务,根据承载的是控制平面业务还是用户平面业务，分为,控制信道,和,业务信道,传输信道：物理层对,MAC,层提供的服务,根据传输的是针对一个用户的专用信息还是针对所有用户的公共信息，分为,专用信道,和,公共信道,物理信道：各种信息在无线接口传输时的最终体现形式,Page,46,业务逻辑信道（,TCH,）,控制逻辑信道（,CCH,）,专用业务信道 （,DTCH,）,公共业务信道 （,CTCH,）,广播控制信道 （,BCCH,）,寻呼控制信道 （,PCCH,）,专用控制信道 （,DCCH,）,公共控制信道 （,CCCH,）,逻辑信道分类,Page,47,广播信道,BCH,前向接入信道,FACH,寻呼信道,PCH,反向（随机）接入信道,RACH,专用信道,DCH,DCH,信道可以为上行或下行信道,公共传输信道,专用传输信道,传输信道分类,Page,48,这里的时隙与,GSM,的时隙概念差异较大,物理信道分类,物理信道分为上行物理信道和下行物理信道,物理信道可以由某一载波频率、码（信道码和扰码）、相位确定,多数信道由无线帧和时隙组成，每一无线帧,10ms,，包括,15,个时隙,Data,Slot#0,Slot#1,Slot#14,T,slot,=2560 chips,T=10 ms,38400chips,Data,Slot#i,Page,49,上行公共物理信道,物理随机接入信道(PRACH),上行专用物理信道,专用物理数据信道,(uplink DPDCH),专用物理控制信道(uplink DPCCH),上行物理信道,上行物理信道,Page,50,下行公共物理信道,公共控制物理信道,(CCPCH),同步信道,(SCH),寻呼指示信道,(PICH),捕获指示信道,(AICH),公共导频信道,(CPICH),下行专用物理信道,(downlink DPCH),下行物理信道,下行物理信道,Page,51,下行物理信道配置示例,导频信道,承载广播信道,BCH,用于承载,FACH,和寻呼信道,PCH,实时分配给专用信道,DPCH,同步信道,SCH,0,1,Page,52,物理信道的功能,基站,Node B,用户终端,UE,P-CCPCH-,主公共控制物理信道,SCH,同步信道,P-CPICH,主公共导频信道,S-CPICH,从公共导频信道,小区广播信道,DPDCH,专用物理数据信道,DPCCH,专用物理控制信道,专用连接信道,寻呼信道,PICH,寻呼指示信道,S-CCPCH,从公共控制物理信道,PRACH,随即接入物理信道,AICH,获取指示信道,随机接入信道,HS-DPCCH,高速专用控制信道,HS-SCCH,高速共享控制信道,HS-PDSCH,高速下行物理共享信道,高速下行共享信道,Page,53,公共物理信道的功能,SCH,（同步信道）：用于小区搜索,分成主同步信道,P-SCH,和从同步信道,S-SCH,CPICH,（公共导频信道）：用于扰码识别,分成主公共导频信道,P-CPICH,和从公共导频信道,S-CPICH,P-CPICH,：信道码固定为,Cch,256,0,，扰码为主扰码,P-CPICH,是其它下行物理信道的功率基准,从公共导频信道,S-CPICH,：主要用于智能天线,P-CCPCH,（主公共控制物理信道）：用于承载系统消息,信道码固定为,Cch,256,1,以上信道每个小区必须配置且仅能配置一条,Page,54,公共物理信道的功能,S-CCPCH,（从公共控制物理信道）：用于承载下行信令,PICH,（寻呼指示信道）：用于承载寻呼指示，与,S-CCPCH,成对配置,PRACH,（物理随机接入信道）：用于承载上行信令,接入时隙的间隔为,5120chips,，代表,WCDMA,基站最大覆盖半径为,200,公里,AICH,（捕获指示信道）：用于承载对,PRACH,前缀的捕获指示，与,PRACH,成对配置,以上信道每个小区必须至少配置一条,Page,55,专用物理信道的功能,DPDCH,（专用物理数据信道）：用于承载用户的业务数据，单码道最大数据速率为,384Kbps,DPCCH,（专用物理控制信道）：用于承载控制信息，为,DPDCH,提供解调、功控等控制数据,上行,DPDCH,和,DPCCH,在不同码道上传送；下行,DPDCH,和,DPCCH,在同一码道上以时间复用的方式传送,当用户所需数据速率大于单码道最大数据速率时，可以采用多码道传输,上行最大数据速率：,384Kbps6,码道,下行最大数据速率：,384Kbps7,码道,Page,56,逻辑信道与传输信道的映射关系,Logical Channels Transport Channels,CCCH,（,uplink,）,RACH,DCCH/DTCH(uplink)RACH,DCH,BCCH(downlink)BCH,PCCH(downlink)PCH,CCCH/CTCH(downlink)FACH,DCCH/DTCH(downlink)DCH,FACH,DTCH(downlink)HS-DSCH,Page,57,传输信道与物理信道的映射关系,Transport Channels,Physical Channels,DCH,Dedicated Physical Data Channel(DPDCH),Dedicated Physical Control Channel(DPCCH),RACH,Physical Random Access Channel(PRACH),BCH,Primary Common Control Physical Channel(P-CCPCH),FACH,Secondary Common Control Physical Channel(S-CCPCH),PCH,Synchronisation Channel(SCH),Acquisition Indicator Channel(AICH),Paging Indicator Channel(PICH),HS-DSCH,High Speed Physical Downlink Shared Channel(HS-PDSCH),HS-DSCH-related Shared Control Channel(HS-SCCH),Dedicated Physical Control Channel(uplink)for Hs-DSCH,(HS-DPCCH),Page,58,内容介绍,第一章 引导：,GSM,vs WCDMA,第二章,CDMA,原理概述,第三章,WCDMA,无线接口物理信道,第四章 无线资源管理概述,第五章,WCDMA FDD,的技术特点,Page,59,无线资源管理综述,无线资源管理：,RRM,Radio Resource Management,WCDMA,系统是一个自干扰的系统，功率的使用在,WCDMA,系统中是矛盾的：,提高针对某用户的发射功率能够改善该用户的服务质量,QoS,另一方面，由于,WCDMA,系统的自干扰性，这种提高会带来对其他用户干扰的增加，从而导致其他用户接收质量的降低,功率是最终的无线资源，最有效地使用无线资源的唯一手段就是严格控制功率的使用,RRM,无线资源管理的工作就是,结合,QoS,（,Quality of Service,）目标对功率进行管理,Page,60,RRM,的目的,RRM,的目的,：,保证,CN,所请求的,QoS,增强系统的覆盖,提高系统的容量,Page,61,RRM,的任务,信道配置：为了保证,CN,所请求的,QoS,，需要将,QoS,映射成接入层的一些特性，从而利用接入层的资源为本连接服务。,功率控制：在保证,CN,所请求的,QoS,的前提下，使用户的发射功率最小，从而减少该,UE,对于整个系统的干扰，提高系统的容量和覆盖。,移动性管理：在,UE,移动时继续维持,QoS,负载控制：接入一定数量的,UE,后，需要确保整个系统的负载保持在稳定的水平，以保证系统中每条连接的,QoS,。,贯穿整个,RRM,过程的主线：保证,QoS,，节约功率,Page,62,功率控制远近效应,CDMA,自从被提出以来，一直没有得到大规模应用的主要问题就是无法克服“远近效应”,信号被离基站近的,UE,的信号“淹没”，无法通信,一个,UE,就能阻塞整个小区,Page,63,功率控制的目的及分类,由于远近效应，,WCDMA,系统必须引入功率控制；引入功率控制后，还能带来很多其它的好处,：,调整发射功率，保持上下行链路的通信质量；,克服阴影衰落和快衰落；,降低网络干扰，提高系统质量和容量。,功控分类,：,开环功率控制,闭环功率控制,上下行内环功率控制,上下行外环功率控制,Page,64,开环功率控制基本原理,基本原理,假设发射,功率与接收功率之间的耦合损耗以及干扰水平相同，利用先行测量接收功率的大小，并由此确定初时发射功率的大小,如果初时发射功率未能被基站接收到，则有提升功率的重发机制,基本作用,克服阴影和路径损耗,主要缺点,未考虑到上、下行信道电波功率的不对称性，因而其精确性难以得到保证,主要应用,上行：应用于,PRACH,和,DPCCH,信道,下行：应用于,DPCCH,信道,。,Page,65,开环功率控制原理简述,初始发射功率设置原理,Page,66,PRACH,信道的,开环功控,NodeB,UE,RACH,BCH:,CPICH,发射功率,UL interference level,开环功控的目的是提供初始发射功率的粗略估计。它是根据测量结果对路径损耗和干扰水平进行估计，从而计算初始发射功率的过程。,UE,测量,CPICH,的接收功率,计算上行初始发射功率,Page,67,PRACH,信道的开环功率控制,PRACH,的接入过程：,UE,在,PRACH,上发射,PRACH Preamble,信号，当基站成功捕获到,Preamble,信号后，将在下行,AICH,上响应,AI,。如果,UE,接收到,AI,信号，将开始发射,PRACH message,部分；如果,UE,在,p-a,时间点没有收到,AICH,信号，将在一定时间,p-p,后加大功率发射下一个,Preamble。,如此反复，直到,UE,接收到,AI,信号为止。,Page,68,PRACH,信道的开环功率控制,Preamble_Initial_Power=PCPICH DL TX power,-,CPICH_RSCP+UL interference+Constant Value,注：,PCPICH DL TX power,、,UL interference,和,Constant Value,在系统消息中携带下发，,CPICH_RSCP,由,UE,测量得到。,建网初期，覆盖受限,，,可以将,Constant Value,的值设置偏大,（-16,dB,或-15,dB）,便于网络侧能够及时接收到,UE,发出的前导信号；另外，可将,power ramp step,参数,设置偏大也能够提高网络侧成功捕获前导信号的概率；,上行,PRACH,第一个前导信号发射功率设定方法,缺省设置：,Constant Value:-20dB,PowerRampStep:2dB,PreambleRetransMax:20,Page,69,上行,DPCCH,信道的开环功率控制,DPCCH_Initial_power=DPCCH_Power_offset-CPICH_RSCP,注：,CPICH_RSCP,由,UE,测量得到；,DPCCH_Power_offset,是,DPCCH,初始发射功率偏置，,在,RRC,连接建立之初由,RNC,配置给,UE,；,其计算公式如下：,DPCCH_Power_offset=Primary CPICH DL TX power+UL interference,+Default Constant Value,。,其中：,Primary CPICH DL TX power,是主公共导频物理信道下行发射功率；,UL interference,是上行干扰；,Default Constant Value,是,DPCCH,初始发射功率缺省常数。,上行,DPCCH,初始功率设置方式,了解,Page,70,下行,DPCCH,信道的开环功率控制,P=（Ec/Io）,Req,-CPICH_Ec/Io+PCPICH,注：（,Ec/Io）,Req,是,UE,正确接收该专用信道所需的,Ec/Io，CPICH_Ec/Io,是,UE,测量到的公共导频信道的,Ec/Io，,通过,RACH,报告给,UTRAN，PCPICH,是公共导频信道的发射功率。,下行,DPCCH,的初始功率设置方式,了解,Page,71,上行内环功控,NodeB,UE,下发,TPC,测量接收信号,SIR,并比较,内环,设置,SIRtar,1500Hz,内环功率控制的目的：使基站处接收到的每个,UE,信号的,bit,能量相等,每一个,UE,都有一个自己的控制环路,Page,72,上行外环功控,NodeB,UE,下发,TPC,测量接收信号,SIR,并比较,内环,设置,SIRtar,可以得到,BLER,稳定的业务数据,测量传输信道上的,BLER,外环,RNC,测量接收数据,BLER,并比较,设置,BLERtar,10-100Hz,Page,73,下行闭环功控,NodeB,设置,SIRtar,发,TPC,测量,SIR,并比较,测量,BLER,并比较,外环,内环,UE,物理层,UE,层,3,下行内环和外环功率控制,1500Hz,10-100Hz,Page,74,PHY.CH,物理信道,Open Loop,开环功控,Inner Loop,闭环,-,内环,Outer Loop,闭环,-,外环,无功控,PRACH,DPCCH,DPDCH,PCPICH,PCCPCH,SCCPCH,AICH,PICH,功控在,WCDMA,系统中的应用,Page,75,功控相关的,MML,命令,开环功控涉及的,MML,命令,ADD PRACHBASIC,SET FRC,内环功控涉及的,MML,命令,SET FRC,ADD CELLSETUP,外环功率控制涉及的,MML,命,ADD TYPRABOLPC,SET OLPC,功率平衡涉及的,MML,命令,SET DPB,Page,76,WCDMA,切换分类,软切换：,软切换,更软切换,硬切换：,同频硬切换,异频硬切换,异系统切换,Page,77,软切换,time,Data UE received/sent,UE move,Target BS,Source BS,time,Data UE received/sent,UE move,Target BS,Source BS,No“GAP”of communication,Page,78,硬切换,UE move,Target BS,Source BS,time,Data UE received/sent,UE move,Target BS,Source BS,time,Data UE received/sent,“,GAP”of communication,Page,79,内容介绍,第一章 引导：,GSM,vs WCDMA,第二章,CDMA,原理概述,第三章,WCDMA,无线接口物理信道