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三、WCDMA(空中接口)基本原理概述13东oitre43K:JFD()$#_*本文来自移动通信网HYPERLINK"http://"www.mscbsc.com,版权所有目标:了解扩频的基本原理(码字)、功率、功率控制、上下行链路的覆盖限制、Rake接收机、宏分集、发射分集、压缩模式及无线帧等概念。是43432K:JFD()本文来自移动通信网HYPERLINK"http://"www.mscbsc.com,版权所有1、扩频基本原理(码字)对于多址接入方式,WCDMA在同一载频上,多个用户通过不同的码字加以区分,为什么WCDMA还会有时间轴的定义?对于CDMA来说,物理信道的定义是频率加码字,时间概念的引入是在传输信道上基带信号处理过程的基本单位,对应用层信息,以多长时间来分块进行基带信号处理,如GSM中20ms的时间块,在UMTS中则随不同传输信道的格式,选择10ms、20ms、40ms或80ms等不同的时间块。所以时间概念是空中接口基带信号处理中传输信道的适配,也就是传输信道上的速率适配。时间和时隙的作用是提供时钟参考和传输信道块的处理单位。8e342K:JFD本文来自移动通信网HYPERLINK"http://"www.mscbsc.com,版权所有在WCDMA中码字(Code)和功率(Power)是二个重要概念,码字是用来区分每一路通信的,而功率是对系统的干扰。与GSM类似,在WCDMA系统中,FDD方式下空中接口的主要参数包括:带宽――5MHz(实际使用的带宽射频调制之后是4.75MHz,在频率划分上可以不留保护频带);4321%K:JFD本文来自移动通信网HYPERLINK"http://"www.mscbsc.com,版权所有双工间隔――190MHz(中间值),规范规定双工间隔可以在134.8MHz~245.2MHz间取值(取决于不同国家的频谱规划);1fkjhfjouiK:JFD()$#_本文来自移动通信网HYPERLINK"http://"www.mscbsc.com,版权所有信道栅格(channelraster)――200KHz,在中心频率选择时,每200KHz频率作为一个单位,故中心频率一定是200KHz的整数倍;绝对射频信道号(UARFCN)――用一对整数来描述空中接口的一对上下行频率,对应关系:Nul(NumberUL)=5xful;Ndl=5xfdl,其中ful和fdl分别是上行和下行链路的绝对频率值。该参数将作为底层的系统配置参数写入软件中,一旦获得相应的Lisence参数就不会发生变化。在TDD方式下,会增加一个时隙参数的定义,一个TS定义为666.67us;频段从1900~1920MHz;2010~2025MHz,每5MHz构成一个中心频率。4*$#(*)#$@&K:JFD()$#_*本文来自移动通信网HYPERLINK"http://"www.mscbsc.com,版权所有(UM104-7~4-8)在WCDMA中采用的扩频方式是直接扩频(DS),在讲述扩频原理之前,须明确几个概念,首先,时间频率的二元性指的是在传送二进制比特流时,它的周期性和在频谱上表现出来特性之间的相互关系,如要传送的比特流101101,在扩频及加扰调制之前,它要被转换成物理上高低电平的电信号,在UMTS中,电平转换采用的是NRZ编码方案。0比特编为正相位、1比特变为负相位。左图中每比特周期用T0表示,右图每比特周期用T1表示,T1<T0所以右图比特流速率大于左图,速率=1/周期。对应于空中接口功率谱特性,横轴单位格是1/T,纵轴表示功率峰值,只考虑主瓣值为a2T,其中a代表比特本身的幅度增益。比较二图可知,T值较小的信号,频谱特性中的峰值能量就小,也就是随比特速率增高,主瓣峰值能量降低,而占用的频谱1/T展宽。扩频的目标就是将窄代高能量信号展宽成5MHz的宽带低能量信号,降低峰值能量。如何将窄代高能量信号展宽成宽带低能量信号?作为直扩的方式,就是将数据序列与高速的扩频序列进行相乘运算获得,如果是比特流的话就是进行异或运算,由于在电路扩频之前已经是+1、-1的物理电信号,所以异或运算将转变成相乘运算,结果是一样的。由4-8图可知,数据序列是扩频之前的序列,经过NRZ编码之后,假设每比特周期是由6个单位(虚线表示周期单位)构成,对于原始比特来说,峰值能量是a2Tbit,即Ebit=a2Tbit。扩频序列是幅度增益为1的单位序列,没有多余能量的引入,只是速率上有变化,扩频序列速率是数据序列速率的6倍。经过相乘运算之后,在空中接口上发送的序列,速率与扩频序列的速率相同,原数据序列的1比特由6个比特位的序列来表示,因此,扩频后的序列抗干扰性能增加了。扩频之后的比特能量峰值仍然是a,周期发生变化T