WCDMA基础原理
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WCDMA基础原理知识介绍
OVSF code 1 User 2 signal
Scrambling code 3
OVSF code 2 User 3 signal
下行
上行
－16－ －
信道化码- OVSF
SF =
TSymbol TChip
=
N Chip N Symbol
=
ChipRate 3.84 Mcps = SymbolRate SymbolRate
－5－ －
UMTS系统结构
Uu Node B USIM Node B Cu Iub Node B ME Node B RNC Iur RNC
Iu-CS MSC/ VLR Nc GMSC PLMN.PSTN ISDN.etc…
HLR
SGSN Iu-PS Gn
GGSN
Internet 外部网络
UE
UTRAN
DL UL
码复用&时分双工 码复用 时分双工
666.67 µs 频率
－9－ －
WCDMA的主要业务分类
会话类型
基本特点：对时延要求最高，具有很强的实时性，要求实时会话总是发生 基本特点 在对等的终端用户之间，业务量对称或者基本对称。要求的最大时延需满 足人主观对音频、视频的感觉（主观测量大约需小于400ms）。 典型应用：语音业务、可视电话、视频会议。 典型应用
WCDMA的主要业务分类
互动类型
基本特点：对时延的要求更低，采取终端用户请求—响应模式，要求较低 基本特点 的误码率。 典型应用：网页浏览、网络游戏。 典型应用
后台类型
基本特点：数据流类型对时延要求最低，允许有很大的时延，接收端并不 基本特点 期待数据在短时间内到来，对发送的时间也不太敏感。发送的内容不需透 明传送，但必须无差错接收。 典型应用：E-mail、短消息、彩信、电子明信片、下载服务。 典型应用
WCDMA系统基本原理华为
包括无线接入网、传输网和业务核心网。控 制面包括了信令流程和消息传输。
横向架构
通过先进的设备互联技术，将单个网络划分 为多个逻辑层，构建了分层的分布式网络结 构。
信号传输
在华为WCDMA系统中，信号传输是保证通信质量的关键环节之一。
1
调制解调器技术
使用了全新的调制解调器技术，实现了高速率和低误码率的良好平衡。
2
自适应天线阵列技术
广泛应用了自适应天线阵列技术，实现了动态的小区分配，有效提高了网络覆盖和质 量。
3
信Hale Waihona Puke 编码技术通过采用多种信道编码技术，极大地提高了网络的抗干扰能力。
功控与调度
功控和调度是华为WCDMA系统中非常重要的两个环节，直接影响到网络的质量和稳定性。
动态功控
系统采用了动态功控技术，实现了小区覆盖面积 的动态调整，提高了网络稳定性。
华为WCDMA系统采用了全面的性能优化手段，确保网络始终保持良好的通信质量。
干扰监测调整
通过对干扰源的监测分析，迅速调整网络参数， 使用户能够无干扰地享受高品质的通信体验。
网络优化
持续对网络进行优化和调整，提高网络的覆盖率、 容量和稳定性。
WCDMA系统基本原理华 为
本次介绍华为WCDMA系统中的基本原理，包括架构、信号传输、功控、切换 漫游、容量和覆盖、最佳实践等。
概述
WCDMA是第三代移动通信标准，主要特点是高速率、高覆盖和高质量语音通信。在华为WCDMA系统 中，大量运用了软件无线电技术，提高了系统硬件利用率，为广大用户提供了更好的通信服务。
3
省际漫游
有效解决了省际漫游的问题，让用户在漫游时体验更加顺畅、稳定的通信体验。
容量与覆盖
横向架构
通过先进的设备互联技术，将单个网络划分 为多个逻辑层，构建了分层的分布式网络结 构。
信号传输
在华为WCDMA系统中，信号传输是保证通信质量的关键环节之一。
1
调制解调器技术
使用了全新的调制解调器技术，实现了高速率和低误码率的良好平衡。
2
自适应天线阵列技术
广泛应用了自适应天线阵列技术，实现了动态的小区分配，有效提高了网络覆盖和质 量。
3
信Hale Waihona Puke 编码技术通过采用多种信道编码技术，极大地提高了网络的抗干扰能力。
功控与调度
功控和调度是华为WCDMA系统中非常重要的两个环节，直接影响到网络的质量和稳定性。
动态功控
系统采用了动态功控技术，实现了小区覆盖面积 的动态调整，提高了网络稳定性。
华为WCDMA系统采用了全面的性能优化手段，确保网络始终保持良好的通信质量。
干扰监测调整
通过对干扰源的监测分析，迅速调整网络参数， 使用户能够无干扰地享受高品质的通信体验。
网络优化
持续对网络进行优化和调整，提高网络的覆盖率、 容量和稳定性。
WCDMA系统基本原理华 为
本次介绍华为WCDMA系统中的基本原理，包括架构、信号传输、功控、切换 漫游、容量和覆盖、最佳实践等。
概述
WCDMA是第三代移动通信标准，主要特点是高速率、高覆盖和高质量语音通信。在华为WCDMA系统 中，大量运用了软件无线电技术，提高了系统硬件利用率，为广大用户提供了更好的通信服务。
3
省际漫游
有效解决了省际漫游的问题，让用户在漫游时体验更加顺畅、稳定的通信体验。
容量与覆盖
WCDMA基本原理 (华为)
• 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
– 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）
5
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
• 该追加方案基本上采用了2000年2月APT（亚 太电气通信共同体）提出的方案
27
3G频谱(WARC2000大会后)
800
850
900
950
1000
1700
1750
1800 1850
1900
20
U.S. Korea
Japan Europe China
ARIB ETSI(SMG 2) CWTS
无线系统的演进
1G 2G 2+G 3G
TDD/FDD
PDC
ARIB (WCDMA)
WCDMA GSM
HSCSD GPRS UTRA (WCDMA) TD-SCDMA
EDGE
– 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）
5
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
• 该追加方案基本上采用了2000年2月APT（亚 太电气通信共同体）提出的方案
27
3G频谱(WARC2000大会后)
800
850
900
950
1000
1700
1750
1800 1850
1900
20
U.S. Korea
Japan Europe China
ARIB ETSI(SMG 2) CWTS
无线系统的演进
1G 2G 2+G 3G
TDD/FDD
PDC
ARIB (WCDMA)
WCDMA GSM
HSCSD GPRS UTRA (WCDMA) TD-SCDMA
EDGE
(华为WCDMA系统基本原理)第1章_WCDMA系统概述
第1章WCDMA系统概述1.1 移动通信的发展现代的移动通信发展至今，主要走过了两代，而第三代现在正处于预商用阶段，不少厂家已经在欧洲、亚洲进行实验网的商用试运行。
第一阶段是模拟蜂窝移动通信网。
时间是上世纪七十年代中期至八十年代中期。
这一阶段相对于以前的移动通信系统，最重要的突破是贝尔实验室在七十年代提出的蜂窝网的概念。
蜂窝网，即小区制，由于实现了频率复用，大大提高了系统容量。
第一代移动通信系统的典型代表是美国的AMPS系统和后来的改进型系统TACS，以及NMT和NTT等。
AMPS（先进的移动电话系统）使用模拟蜂窝传输的800MHz频带，在北美、南美和部分环太平洋国家广泛使用；TACS（总接入通信系统）使用900MHz频带，分ETACS（欧洲）和NTACS（日本）两种版本，英国、日本和部分亚洲国家广泛使用此标准。
第一代移动通信系统的主要特点是采用频分复用，语音信号为模拟调制，每隔30KHz/25KHz一个模拟用户信道。
其主要弊端有：(1) 频谱利用率低(2) 业务种类有限(3) 无高速数据业务(4) 保密性差，易被窃听和盗号(5) 设备成本高(6) 体积大，重量大为了解决模拟系统中存在的这些根本性技术缺陷，数字移动通信技术应运而生，这就是以GSM和IS-95为代表的第二代移动通信系统，时间是从八十年代中期开始。
第二代数字蜂窝移动通信系统的典型代表是美国的DAMPS系统、IS-95和欧洲的GSM系统。
GSM（全球移动通信系统）发源于欧洲，它是作为全球数字蜂窝通信的TDMA标准而设计的，支持64Kbps的数据速率，可与ISDN互连。
GSM使用900MHz频带，使用1800MHz频带的称为DCS1800。
GSM采用FDD双工方式和TDMA多址方式，每载频支持8个信道，信号带宽200KHz。
DAMPS （先进的数字移动电话系统）也称IS-54（北美数字蜂窝），使用800MHz频带，是两种北美数字蜂窝标准中推出较早的一种，指定使用TDMA多址方式。
《WCDMA基本原理》课件
《WCDMA基本原理》 PPT课件
本节介绍《WCDMA基本原理》的内容，包括WCDMA的定义、技术原理、优 点和特点、网络结构、工作原理、应用领域，以及总结和展望。
1. 什么是WCDMA
WCDMA是一种广泛应用于第三代（3G）移动通信系统的无线通信技术，通过 将语音和数据传输到移动设备，实现高速、可靠的无线通信。
用户终端接收到信号后，将信号解析为原始语音和数据，用户也可以同时进 行通话和数据传输。
6. WCDMA的应用领域
移动通信
WCDMA广泛应用于移动电话、手机蜂窝网络和移动宽带通用于互联网接入、视频流媒体和移动办公等领域。
物联网
WCDMA可用于物联网设备的远程监控、数据收集和远程控制。
4. WCDMA网络结构
用户终端
用户通过WCDMA终端设备接入网 络，进行语音通话和数据传输。
基站
基站负责无线信号的接收和发送， 将用户数据传输到核心网络。
核心网络
核心网络提供用户身份认证、鉴 权、数据传输和接口与其他网络 的互连功能。
5. WCDMA系统的工作原理
WCDMA系统通过将语音和数据信号分成多个码片，利用CDMA技术实现多用 户同时传输。
7. 总结和展望
WCDMA作为一种重要的无线通信技术，在移动通信、数据传输和物联网等领 域具有广泛应用前景。
随着5G技术的发展，WCDMA将逐渐演进为更高速的通信技术，为用户提供更 快、更可靠的无线通信服务。
2 广域覆盖
WCDMA支持最高达384kbps的数据传输速率，满 足用户对高速互联网和多媒体应用的需求。
WCDMA网络覆盖范围广，能够实现无缝漫游和 全球范围的通信服务。
3 高质量通话
基于CDMA技术，WCDMA具有抗干扰能力强、 通话质量清晰的特点。
本节介绍《WCDMA基本原理》的内容，包括WCDMA的定义、技术原理、优 点和特点、网络结构、工作原理、应用领域，以及总结和展望。
1. 什么是WCDMA
WCDMA是一种广泛应用于第三代（3G）移动通信系统的无线通信技术，通过 将语音和数据传输到移动设备，实现高速、可靠的无线通信。
用户终端接收到信号后，将信号解析为原始语音和数据，用户也可以同时进 行通话和数据传输。
6. WCDMA的应用领域
移动通信
WCDMA广泛应用于移动电话、手机蜂窝网络和移动宽带通用于互联网接入、视频流媒体和移动办公等领域。
物联网
WCDMA可用于物联网设备的远程监控、数据收集和远程控制。
4. WCDMA网络结构
用户终端
用户通过WCDMA终端设备接入网 络，进行语音通话和数据传输。
基站
基站负责无线信号的接收和发送， 将用户数据传输到核心网络。
核心网络
核心网络提供用户身份认证、鉴 权、数据传输和接口与其他网络 的互连功能。
5. WCDMA系统的工作原理
WCDMA系统通过将语音和数据信号分成多个码片，利用CDMA技术实现多用 户同时传输。
7. 总结和展望
WCDMA作为一种重要的无线通信技术，在移动通信、数据传输和物联网等领 域具有广泛应用前景。
随着5G技术的发展，WCDMA将逐渐演进为更高速的通信技术，为用户提供更 快、更可靠的无线通信服务。
2 广域覆盖
WCDMA支持最高达384kbps的数据传输速率，满 足用户对高速互联网和多媒体应用的需求。
WCDMA网络覆盖范围广，能够实现无缝漫游和 全球范围的通信服务。
3 高质量通话
基于CDMA技术，WCDMA具有抗干扰能力强、 通话质量清晰的特点。
02_WCDMA基本原理
28
UTRAN体系结构
Core Network
Iu RNS
Iur RNC Iub Node B Iub Node B Iub Node B RNS
Iu
RNC Iub Node B
29
接口协议及功能
接口协议及功能
– Iu接口 – Iur接口
– Iub接口
– Uu接口
30
接口协议及功能
接口协议及功能
WCDMA基本原理
目录
第三代移动通信发展概述
WCDMA系统概述 WCDMA系统体系架构及协议 WCDMA物理层原理 WCDMA物理层过程 无线资源管理概述
2
目录
第三代移动通信发展概述
WCDMA系统概述 WCDMA系统体系架构及协议 WCDMA物理层原理 WCDMA物理层过程 无线资源管理概述
3
3G发展概述
32
Iu(CS域)接口协议栈结构
Radio Network Layer Control Plane RANAP User Plane Iu UP Protocol Layer
Transport Network Layer
Transport Network User Plane
Transport Network Control Plane
streaming
interactive
background
时延
6
3G标准化进程
1985：FPLMTS，1996更名为IMT-2000 1992：WRC92大会分配频谱230MHz 1999.3：完成IMT-2000 RTT关键参数 1999.11：完成IMT-2000 RTT技术规范 2000：完成IMT2000全部网络标准
10、WCDMA原理
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 交织的作用：打乱符号间的相关性， 干扰带来的影响
移 动 通 信 原 理
一次交织： 一次交织：
B0 1 9 . B1 2 10 . . . B2 3 11 . . . B3 4 12 . . . B4 5 13 . . . B5 6 14 . . . B6 7 15 . . . B7 8 16 . . .
• m序列的缺点：只有一个序列， 序列的缺点：只有一个序列， 序列的缺点 不同用户用不同“节拍” 相位） 不同用户用不同“节拍”（相位） 区分， 区分，对同步要求很高
1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1
0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0
0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0
OVSF码（ Walsh）的互相关为零，相互完全正交 的互相关为零，
21
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 符号速率＝（业务速率＋校验码） 信道编码× ＝（业务速率 • 码片速率＝符号速率×扩频因子 码片速率＝符号速率×
移 动 通 信 原 理
– WCDMA • 业务速率＝384Kbps，信道编码＝1/3Turbo码，符号速率 ＝960Ksps • 扩频因子＝4，码片速率＝3.84Mcps – Cdma2000 -1x • 业务速率9.6Kbps，信道编码＝1/3卷积码，符号速率＝ 19.2Ksps • 扩频因子＝64，码片速率＝1.2288Mcps
移 动 通 信 原 理
• 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
交织
• 交织的作用：打乱符号间的相关性，减小信道快衰落和 交织的作用：打乱符号间的相关性， 干扰带来的影响
移 动 通 信 原 理
一次交织： 一次交织：
B0 1 9 . B1 2 10 . . . B2 3 11 . . . B3 4 12 . . . B4 5 13 . . . B5 6 14 . . . B6 7 15 . . . B7 8 16 . . .
• m序列的缺点：只有一个序列， 序列的缺点：只有一个序列， 序列的缺点 不同用户用不同“节拍” 相位） 不同用户用不同“节拍”（相位） 区分， 区分，对同步要求很高
1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1
0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0
0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0
OVSF码（ Walsh）的互相关为零，相互完全正交 的互相关为零，
21
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 符号速率＝（业务速率＋校验码） 信道编码× ＝（业务速率 • 码片速率＝符号速率×扩频因子 码片速率＝符号速率×
移 动 通 信 原 理
– WCDMA • 业务速率＝384Kbps，信道编码＝1/3Turbo码，符号速率 ＝960Ksps • 扩频因子＝4，码片速率＝3.84Mcps – Cdma2000 -1x • 业务速率9.6Kbps，信道编码＝1/3卷积码，符号速率＝ 19.2Ksps • 扩频因子＝64，码片速率＝1.2288Mcps
移 动 通 信 原 理
• 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
WCDMA(空中接口)基本原理概述
三、WCDMA（空中接口）基本原理概述目标：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。
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。
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）；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）；信道栅格（channel raster）――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（Number UL）＝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。
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目录 1 WCDMA网络结构和频率 2 WCDMA无线技术原
理 3 WCDMA空中接口信道 4 WCDMA关键技术介绍
WCDMA网络结构和频率
WCDMA网络结构和频率
频率分配
WCDMA网络结构和频率
频率分配
上行频率
频点 1 3 5 7 9 11
频率号 9612 9662 9712 9762 9812 9862
WCDMA无线技术原理
1）码分多址技术
CDMA宽带扩频技术
P(f)
扩频码
P(f)
窄带信号 f
宽带信号 f
P(f)
f 噪声
低通滤波分离信号与噪声 P(f)
积分合并
噪声+宽带信号 P(f)
f
扩频码
f
WCDMA无线技术原理
2）信道化码（OVSF)
每个码字长度是2的整数次幂 SF2k 上行K=2-8;下行K=2-9
频分多址 Frequency Division ultiple Access
频率
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
时分多址 Time Division Multiple Access
扩频多接入 Spread Spectrum Multiple Access
WCDMA无线技术原理
2）信道化码（OVSF)
下行: 正交码用于区分从单个基站来的多个数据信道
OC1, OC2
OC3, OC4 OC5, OC6, OC7
上行: 正交码用于区分从单个手机来的多个数据信道
OC1 , OC2, OC3
OC1, OC2 OC1, OC2, OC3, OC4
WCDMA无线技术原理
目录 1 WCDMA网络结构和频率 2 WCDMA无线技术原
理 3 WCDMA空中接口信道 4 WCDMA关键技术介绍
WCDMA无线技术原理
1）码分多址技术 2）信道化码（OVSF) 3）信道扰码 4）扩频加扰过程
WCDMA无线技术原理
1）码分多址技术
User 1 User 2 User 3 User 1 User 2 User 3 User N
业务。但同阶的其他3个PS64K业务仍然
低阶
高阶
可以开展。
WCDMA无线技术原理
2）信道化码（OVSF)
可变正交码产生技术
符号速率 15k 30k 60k
120k 240k 480k 960k 1920k
扩频因子 256 128 64 32 16 8 4 2
码片速率 3.84M 3.84M 3.84M 3.84M 3.84M 3.84M 3.84M 3.84M
对于一定的OVSF码组，共有SF个长度为SF的OVSF码字。 长度相同的不同码字相互之间正交，互相关值为0
码树根
树节点
如果一个节点已经使用， 那么该节点上延伸出的其 他高阶信道化序列就不能 使用，同时从码树根部到 该节点的所有低阶信道化 序列也不能使用。
低阶
高阶
WCDMA无线技术原理
2）信道化码（OVSF)
1
10562
2112.4
2
10587
2117.4
3
10612
2122.4
4
10637
2127.4 下 行 频 率
5
10662
2132.4
6
10687
2137.4
7
10712
2142.4
8
10737
2147.4
9
10762
2152.4
10
10787
2157.4
11
10812
2162.4
12
10837
2167.4
加扰：用一个伪随机序列与扩频后的序列相乘，起到加密作用， 扰码码片速率与已扩频的符号相同，不影响符号速率。加扰操 作上行用来区分用户，下行区分小区。
WCDMA无线技术原理
4）扩频加扰过程
•系统为每一个小区分配且仅分配一个主扰码，公共导频信道， 公共控制信道使用主扰码加扰，其他下行物理信道可以使用主扰 码也可使用同个集合里的次扰码。
下行: SC码用于区分不同的基站 上行: SC 码用于区分不同的手机
基站 “1”采用SC码1发射
SC1
SC1
SC3
SC4
SC2 SC5
基站 “2”采用SC码2发射
SC2
SC6
WCDMA无线技术原理
4）扩频加扰过程
WCDMA物理层最重要的两个步骤：扩频和加扰
扩频：扩频操作又称信道化操作，将一个高速数字序列与数字 信号相乘，把一个一个的数据符号转换成一系列码片。 WCDMA采用OVSF码作为信道化码；每个符号被转换成码片 的数目叫扩频因子SF（Spreading Factor）
一条物理信道可以由频率、信道码、扰码以及相位来描述
频率？信道码？扰码？相位？ 频率？信道码？扰码？相位？
WCDMA无线技术原理
4）扩频加扰过程
语音用户
2个数据信道 (语音, 控制)
SC1 + OC1 + OC2
导频, 广播 SC1 + OCP + OCB
假设： 一个PS384K需要一条SF＝8的信道，
OVSF码树
一个PS64K需要一条SF=32的信道，
一个CS12.2K需要一条SF=128的信道。
结论：
进行一个PS384K业务的同时牺牲了4个 PS64K业务或16个语音业务；
进行一个PS64K业务同时牺牲了4个语音
业务，同时也相当与牺牲了一个PS384K
码分多址 Code Division Multiple Access
Multiple Transmitters
and
Multiple Data Channels
时间
频率
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
每一个发射机的扰码互不相同 每一个信道的正交码互不相同 许多用户共享同一频率和时间 IS-95, cdma2000, WCDMA
频率 1922.4 1932.4 1942.4 1952.4 1962.4 1972.4
频点 2 4 6 8 10 12
频率号 9637 9687 9737 9787 9837 9887
频率 1927.4 1937.4 1947.4 1957.4 1967.4 1977.4
频点
频率号
频率
频点
频率号
频率
3）信道扰码
SC1
SC2
SC3
WCDMA无线技术原理
3）信道扰码
•扰码分为512个集合，每个集合有一个主扰码和15个次扰码。
WCDMA无线技术原理
3）信道扰码
•512个主扰码又进一步分为64个扰码组，每组8个。
WCDMA无线技术原理
3）信道扰码
扰码（Scrambling Code） 扰码主要编码类型：GOLD CODE
理 3 WCDMA空中接口信道 4 WCDMA关键技术介绍
WCDMA网络结构和频率
WCDMA网络结构和频率
频率分配
WCDMA网络结构和频率
频率分配
上行频率
频点 1 3 5 7 9 11
频率号 9612 9662 9712 9762 9812 9862
WCDMA无线技术原理
1）码分多址技术
CDMA宽带扩频技术
P(f)
扩频码
P(f)
窄带信号 f
宽带信号 f
P(f)
f 噪声
低通滤波分离信号与噪声 P(f)
积分合并
噪声+宽带信号 P(f)
f
扩频码
f
WCDMA无线技术原理
2）信道化码（OVSF)
每个码字长度是2的整数次幂 SF2k 上行K=2-8;下行K=2-9
频分多址 Frequency Division ultiple Access
频率
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
时分多址 Time Division Multiple Access
扩频多接入 Spread Spectrum Multiple Access
WCDMA无线技术原理
2）信道化码（OVSF)
下行: 正交码用于区分从单个基站来的多个数据信道
OC1, OC2
OC3, OC4 OC5, OC6, OC7
上行: 正交码用于区分从单个手机来的多个数据信道
OC1 , OC2, OC3
OC1, OC2 OC1, OC2, OC3, OC4
WCDMA无线技术原理
目录 1 WCDMA网络结构和频率 2 WCDMA无线技术原
理 3 WCDMA空中接口信道 4 WCDMA关键技术介绍
WCDMA无线技术原理
1）码分多址技术 2）信道化码（OVSF) 3）信道扰码 4）扩频加扰过程
WCDMA无线技术原理
1）码分多址技术
User 1 User 2 User 3 User 1 User 2 User 3 User N
业务。但同阶的其他3个PS64K业务仍然
低阶
高阶
可以开展。
WCDMA无线技术原理
2）信道化码（OVSF)
可变正交码产生技术
符号速率 15k 30k 60k
120k 240k 480k 960k 1920k
扩频因子 256 128 64 32 16 8 4 2
码片速率 3.84M 3.84M 3.84M 3.84M 3.84M 3.84M 3.84M 3.84M
对于一定的OVSF码组，共有SF个长度为SF的OVSF码字。 长度相同的不同码字相互之间正交，互相关值为0
码树根
树节点
如果一个节点已经使用， 那么该节点上延伸出的其 他高阶信道化序列就不能 使用，同时从码树根部到 该节点的所有低阶信道化 序列也不能使用。
低阶
高阶
WCDMA无线技术原理
2）信道化码（OVSF)
1
10562
2112.4
2
10587
2117.4
3
10612
2122.4
4
10637
2127.4 下 行 频 率
5
10662
2132.4
6
10687
2137.4
7
10712
2142.4
8
10737
2147.4
9
10762
2152.4
10
10787
2157.4
11
10812
2162.4
12
10837
2167.4
加扰：用一个伪随机序列与扩频后的序列相乘，起到加密作用， 扰码码片速率与已扩频的符号相同，不影响符号速率。加扰操 作上行用来区分用户，下行区分小区。
WCDMA无线技术原理
4）扩频加扰过程
•系统为每一个小区分配且仅分配一个主扰码，公共导频信道， 公共控制信道使用主扰码加扰，其他下行物理信道可以使用主扰 码也可使用同个集合里的次扰码。
下行: SC码用于区分不同的基站 上行: SC 码用于区分不同的手机
基站 “1”采用SC码1发射
SC1
SC1
SC3
SC4
SC2 SC5
基站 “2”采用SC码2发射
SC2
SC6
WCDMA无线技术原理
4）扩频加扰过程
WCDMA物理层最重要的两个步骤：扩频和加扰
扩频：扩频操作又称信道化操作，将一个高速数字序列与数字 信号相乘，把一个一个的数据符号转换成一系列码片。 WCDMA采用OVSF码作为信道化码；每个符号被转换成码片 的数目叫扩频因子SF（Spreading Factor）
一条物理信道可以由频率、信道码、扰码以及相位来描述
频率？信道码？扰码？相位？ 频率？信道码？扰码？相位？
WCDMA无线技术原理
4）扩频加扰过程
语音用户
2个数据信道 (语音, 控制)
SC1 + OC1 + OC2
导频, 广播 SC1 + OCP + OCB
假设： 一个PS384K需要一条SF＝8的信道，
OVSF码树
一个PS64K需要一条SF=32的信道，
一个CS12.2K需要一条SF=128的信道。
结论：
进行一个PS384K业务的同时牺牲了4个 PS64K业务或16个语音业务；
进行一个PS64K业务同时牺牲了4个语音
业务，同时也相当与牺牲了一个PS384K
码分多址 Code Division Multiple Access
Multiple Transmitters
and
Multiple Data Channels
时间
频率
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
每一个发射机的扰码互不相同 每一个信道的正交码互不相同 许多用户共享同一频率和时间 IS-95, cdma2000, WCDMA
频率 1922.4 1932.4 1942.4 1952.4 1962.4 1972.4
频点 2 4 6 8 10 12
频率号 9637 9687 9737 9787 9837 9887
频率 1927.4 1937.4 1947.4 1957.4 1967.4 1977.4
频点
频率号
频率
频点
频率号
频率
3）信道扰码
SC1
SC2
SC3
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3）信道扰码
•扰码分为512个集合，每个集合有一个主扰码和15个次扰码。
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3）信道扰码
•512个主扰码又进一步分为64个扰码组，每组8个。
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3）信道扰码
扰码（Scrambling Code） 扰码主要编码类型：GOLD CODE