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WCDMA基本原理(2).pdf

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WCDMA基本原理 无线传输技术和CDMA原理 CDMA无线资源管理原理 22 无无线传线传输输技术和技术和CDCDMAMA原理原理 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 33 多径环境 发射信号 接收信号 强度 时间 44 衰落 发射数据 接收数据 0 -5 -10 -15 B d-20 -25 -30 -35 -40 55 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） 66 移动信道的表征 •时延表征 –平均时延（均值） –时延拓展（标准差），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） 77 无线信道模型 当前径权重 发 射当前径权重 信高斯噪声 号当前径权重接 信道模拟收 信 当前径权重 信道模拟号 信道模拟 信道模拟 88 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 99 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） 1010 无无线传线传输输技术和技术和CDCDMAMA原理原理 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 1111 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 1212 多址技术图示 频率 传统多址技术频率 时间时间 FDMATDMA 频率 码分多址技术 时间 CDMA 码字 1313 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 1414 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 1515 码分多址（CDMA） •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） 1616 码分多址种类 frequency DS FH TH time 1717 简单的扩频通信发射接收机框图（1） 数据数据 基带调制上变频下变频数据解调 同步跟踪 码字产生频率合成 频率合成码字产生 FH-CDMA收发