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1、WCDMA无线接口物理层下行链路抗干扰仿真模型(2008-01-1115:17:27)引言WCDMA是在1998年1月的ETSI会议上由欧洲作为IMT-2000(即3G)的建议提出的,与北美CDMA2000同为IMT-2000的主流传输制式,也是ITU-T业已完成标准化工作的3种制式(CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA)之一。WCDMA与IS-95相比,采用了宽带扩频技术,这样能更好地利用WCDMA的优点,如统计复用、多径分辨和利用等。WCDMA系统支持宽带业务,可有效支持电路交换业务(如PSTN、ISDN网)、分组交换业务(如IP网)。灵活的无线协议可在
2、一个载波内对同一用户同时支持话音、数据和多媒体业务。通过透明或非透明传输块来支持实时、非实时业务。WCDMA采用DS-CDMA多址方式,码片速率为3.84Mcps,载波带宽为5MHz。WCDMA物理层分析整个WCDMA系统由三部分组成,即CN(核心网)、UTRAN(无线接入网)和UE(用户装置)。CN与UTRAN的接口定义为Iu接口,UTRAN与UE的接口定义为Uu接口。Uu接口分为3个协议层:物理层(L1)、数据链路层(L2)和网络层(L3)。物理层(L1)是衡量不同体制的移动通信系统的主要方面之一。终端与基站间的单纯物理链路采用何种信号处理的结构,直接关系到整体的
3、业务性能,并且对其他层的协议也有很大的影响。从手机和基站设备的基带处理能力而言,物理层关系到设备的复杂度。另外,第三代系统同样着眼于业务的宽带,所以物理层不仅围绕单一的业务,而且也考虑到将来引入的业务所需的更多变化。物理层提供物理信道,并在此信道上传输原始比特,为MAC层和更高层提供信息传输服务,包括物理信道的调制与扩频、信道的编译码、软切换的实施、频率和时间(chip,bit,slot,frame)的同步及闭环功率控制等。物理信道分为专用物理信道(DPCH)和公共物理信道(CPCH)。专用下行物理信道专用下行物理信道指专用下行DPCH。DPCH信道的上层数据(专用传
4、输信道DCH的信息)和物理层产生的控制信息进行时分复用,控制信息包括固定的导频比特、TPC指令、可选的TFCI比特。时分复用的目的是节约基站的码树资源,并减低总体发射功率。下行DPCH可看成是下行DPDCH和下行DPCCH的时分复用。下行DPCH的帧结构如图1所示。每帧长10ms,由15个时隙组成,时隙长为Tslot=2560个码片,对应一个功率控制指令周期。公共下行物理信道公共下行物理信道包括:主公共控制物理信道(P-CCPCH),次公共控制物理信道(S-CCPCH),下行共享物理信道(PDSCH),公共导频信道(CPICH),同步信道(SCH),寻呼指示信道(PI
5、CH),捕获指示信道(AICH),接入前缀-捕获指示信道(AP-AICH),CPCH状态指示信道(CSICH),碰撞检测/信道分配指示信道(CD/CA-ICH),响应HS-DSCH的共享控制物理信道(HS-SCCH)和高速物理下行共享信道(HS-PDSCH)。干扰在WCDMA中,主要有两种类型的干扰:多址干扰和人为强干扰。WCDMA是一个自干扰系统,在接收端由于信道衰落、干扰、信号时延等原因,接收符号序列通常难以保持正交,这就导致了多址干扰,这种干扰是结构性的而非高斯白噪声。多址干扰包括小区内干扰和邻区干扰。在下行链路中邻区干扰主要表现为相邻小区的基站对本小区基站的干
6、扰;小区内干扰主要表现为其它用户对接收用户的干扰,以及各物理信道间的干扰。采用具有低互相关性的扩频序列,采用功率控制和多用户检测技术均可抑制多址干扰。本文主要研究的是WCDMA无线接口的抗人为强干扰问题。干扰信号的模型如图2所示。随机数发生器产生干扰比特流,然后经过扩频加扰,再对扩频加扰后的信号进行调制,输出的干扰信号是一简单的扩频信号。输出的干扰信号将被送入信道。在传输过程中,干扰信号将产生衰减,并且被延迟。设预先给定的目标信号和干扰信号的信干比为SIR,相对时延为τ。设传输干扰信号的信道的衰减因子为scale。假设到达接收端前端的一帧信号为signal[38400
7、*8],则信号平均功率为:同理,可计算出调制后的干扰序列经过信道后的平均功率interference-power,令则由公式(1)和(2)可以计算出衰减因子scale。仿真模型系统的仿真模型对WCDMA无线接口物理层的仿真,主要是对WCDMA的Uu接口物理层下行链路进行分析和仿真。基于VisualC++6.0为开发平台,开发WCDMA无线接口仿真软件,仿真模型如图3所示。图中的信道均指统计信道模型。N个用户的数据分别进入信道编码及复接模块,经扩频和加扰后,进入物理信道合并模块合并成一路比特流,此比特流经过调制后送入信道。发送比特流经由不同的信道1i传
