中国通信网3G系列讲座-WCDMA系统的物理层(FDD)

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1、中国通信网3G系列讲座WCDMA系统的物理层（FDD）1WCDMA系统的物理层（FDD）概述；编码技术；物理层的成帧过程；业务复用；扩频与扰码；物理层帧结构；©2006CNTTR.AllRightsReserved.概述蜂窝系统的焦点：物理层§直接影响无线链路的性能§直接决定了用户终端与交换设备的复杂度WCDMA系统不仅所用带宽增加了，而且还采用了多种新的技术解决方案，因此它不局限于传统的话音业务，能够提供更灵活、多样化的业务传输组合©2006CNTTR.AllRightsReserved.WCDMA系统的物理层（FDD）概述；编码技术；物理层的成帧过程；1.交织技术业务复用；2.卷积码扩频与

2、扰码；3.Turbo码物理层帧结构；4.速率匹配©2006CNTTR.AllRightsReserved.交织交织技术是为了抵抗无线信道的噪声以及衰落的影响而采取的时间分集技术，衰落信道的突发错误随机化，使得信道无记忆；在实际通信系统中，交织技术与纠错技术联合使用，以提高系统性能©2006CNTTR.AllRightsReserved.对角交织交织算法：§对角交织的端到端时延为3倍的码块长度(短时延)§仅仅能够把突发错误分散到两个连续的码块中，具有局限性©2006CNTTR.AllRightsReserved.块交织块交织将n个码字比特，逐行写入D×W的矩阵，在逐列读出将错误长度b≤D地突发错

3、误分散到各个码字中，每个码字最多包含1个单发错误块交织地端到端时延为2个比特存储器的容量（2×W×D）缺点：对于周期性发生的错误缺少鲁棒性©2006CNTTR.AllRightsReserved.块间交织把一个输入块的NB个比特分散输出到B个码块中，每个输出码块包含N个比特一个输入块中的连续符号映射到B个连续的输出块，但是它们再这些块中的偏移量是不规则的，从而使得周期性的噪声随机化缺点：1.确保输入与输出的符号一一对应，必须保证B和N之间没有公约数2.由于它的分散性质，端到端的交织时延为B2N个符号©2006CNTTR.AllRightsReserved.FDD模式的交织器交织模式与深度的确定

4、既要考虑到其分散错误的效果，又要兼顾业务传输时延的限制交织类型§帧间交织即块间交织。帧间交织在编码流程中为第一次交织，完成帧数据之间的位置交换§帧内交织也属于块交织，在编码流程中为第二步交织，它完成一个帧内部的数据比特位置的交换操作©2006CNTTR.AllRightsReserved.信道编码概述信道编码的本质§利用冗余降低差错概率信道编码设计§信息的准确度§允许的时延资源、可靠性和§系统级因素传信量之间选择•分集接收•改进调制解调方法•经济因素©2006CNTTR.AllRightsReserved.差错控制方案－WCDMA差错控制方案§前向纠错(FEC)•单向信道•无法做到无差错传输•

5、效率高§自动重发请求(ARQ)•双向信道•无差错传输•效率低、时延大©2006CNTTR.AllRightsReserved.WCDMA中的信道编码添加CRC校验比特v卷积码传输块的级联/码块的分段BER＝10-3信道编码速率匹配速率匹配…vTurbo码第一次插入DTX指示BER＝10-3－10-6第一次交织无线帧均衡v业务专用编码…传输信道复用不等差错保护第二次插入DTX指示编码组合信道CCTrCH物理信道分段…第二次交织……物理信道映射……物理信道1物理信道2…©2006CNTTR.AllRightsReserved.卷积码卷积码：§本组的编码不仅与当前输入的k个信息元有关，而且还与前m个

6、时刻的输入信息元有关参数：卷积码(n,k,m)•信息位k•码率R=k/n•码字n•寄存器个v=m•校验位n-k•码重与码距•约束长度m＋1•编码生成多项式©2006CNTTR.AllRightsReserved.卷积码pi2pi1mi(3,1,2)卷积编码器©2006CNTTR.AllRightsReserved.卷积码(续)输入DDDDDDDD输出0G0＝561（八进制）输出1G1＝753（八进制）输入DDDDDDDD输出0G0＝557（八进制）输出1G1＝663（八进制）输出2G2＝711（八进制）©2006CNTTR.AllRightsReserved.WCDMA中的卷积码卷积码方案§话

7、音业务在内的速率相对较低的业务编码码率方案约束长度生成多项式自由距CC753,561(2,1,9)1/2912CC9557，663，(3,1,9)1/3>16711©2006CNTTR.AllRightsReserved.卷积码的距离特性码距离§欧氏距离§汉明距离•自由距–任意长编码后序列之间的最小汉明距离–采用维特比译码算法时，自由距是衡量译码性能的重要参数–由于卷积码的线性性质，所有码序列之间