wcdma下行如何解扩解扰 matlab,【移动通信】【WCDMA】空中接口技术特点
WCDMA空中接口的技术包括:
扩频解扩、加扰解扰、码分多址、功率控制、分集接收、软切换
基本概念:
扩频增益:信道带宽/信号带宽或码速率/基带信号速率
扩频码&信道化码:高速率的数据流。用作对原始信号的扩频、区分同一基站下不同的信道
扩频因子:OVSF码的阶数
扰码:区分不同的基站/小区
码片(chip):扩频后的码元
码速(chip/s):码片的速率(WCDMA的码速为3.84Mchip/s)
互相关特性:正交要求用自身的地址码经过处理后可以还原出信号,而其它的地址码不可以还原出信号
自相关特性:自身的延迟不影响还原出信号
远近效应:离基站距离近的终端对离基站距离远的终端产生的压制
乒乓效应:终端处在几个基站小区的覆盖边界,频繁地在几个小区之间来回切换。软切换不会出现乒乓效应
扩频:
定义:利用远超过信号自身带宽的信道带宽来传输信号
分类:直接序列扩频DSSS、调频扩频FHSS、跳时扩频THSS
直接序列扩频原理:用扩频码对原始的基带逻辑信号进行处理,基带逻辑信号中一个比特的数据被转换为多个扩频码的码元。扩频后得到的高速率比特流与基带数字信号相比,带宽被大大扩展,实现了扩频的目的
解扩:
定义:从扩频后的高速率数据流中恢复出基带逻辑信号的过程
扩频与解扩的处理过程:
说明:其中的运算为异或操作
加扰:
原理:用扰码对原始的基带逻辑信号进行处理,只是原始信号与扰码的速率相同
解扰:
定义:从加扰后的数据流中恢复出基带逻辑信号的过程
码分多址:
定义:利用不同的码元/地址码来区分终端的技术。解决多个用户公用同一带宽的途径
地址码特性:正交性(互相关特性、自相关特性)、容易产生、随机性、尽可能长的周期以对抗干扰、数量尽可能多
说明:实际系统中,同时满足以上特性要求的地址码还无法实现,需要采用多种地址码的组合,即采用扩频码+扰码的组合方式
信号的处理过程:
扩频码&信道化码:
定义:WCDMA中使用的扩频码为Walsh码,具体说是可变阶Walsh码,即OVSF码,其阶数n=2,4,8,16,...
特点:
正交化:同阶的2个不同的Walsh函数相乘,在指定的区间上积分,其结果为0
归一化:同阶的2个相同的Walsh函数相乘,在指定的区间上积分,其平均值为+1
互相关性好,自相关性不好(接收设备与发射设备之间同步)
过程:基带信号的每个比特被依次转换为n个码元代表的序列
生成方式:
扰码:
定义:WCDMA中使用的扰码为Gold码,是在m序列的基础上发展起来的
m序列:典型的伪随机码,是最长线性移位寄存器序列的简称
特点:具有近似于随机信号的性能,容易产生,规律性强。互相关性不好,自相关性好
生成方式:将2个优选的同阶m序列模2加
码特性列表:
功率控制:
目的:减少系统内不同设备之间的干扰、增大系统容量、客服远近效应、减少慢衰落
对象:终端和基站
方式:
开环功控:主要用于设定物理信道功率的初始值,只涉及终端。终端根据接收到的基站信号的强弱,估计出终端与基站之间的路径损耗,从而调整终端的发射功率。(前提:上行与下行通道具有类似的传播特性)
闭环功控:用于调整承载业务的物理信道功率的相对值,涉及终端与基站。由细分为:
内环功控:发生在基站与终端之间
上行内环功控:基站根据上行业务信道接收到的导频比特的信干比(SIR)与SIR目标值比较,决定终端发射功率的调整方向
下行内环功控:终端根据下行业务信道接收到的导频比特的信干比(SIR)与SIR目标值比较,决定基站发射功率的调整方向
外环功控:发生在基站与SRNC之间,用于修改内环功控的SIR目标值
上行外环功控:SRNC根据接收到的业务的块误码率(BLER)(通过TB的CRC信息),调整上行内环功率控制中的SIR目标值,间接地控制终端的发射功率
下行外环功控:终端根据接收到的业务的块误码率(BLER)(通过TB的CRC信息),调整下行内环功率控制中的SIR目标值,间接地控制基站的发射功率
SIR目标值=当前SIR目标值+SIR调整步长*{-X/[Z*(1/(BLER目标值*0.5-1))]+Y/Z},SIR目标值的下调比较缓慢,上调比较迅速
分集接收:
目的:减少快衰落
原理:接收机同时接收来自多条不相关路径上的信号,并加以合成的技术
方式:空间分集、时间分集(Rake接收机)、频率分集、路径分集、极化分集、角度分集
合成分集信号的方式:最大比例合成、最佳选择式、等增益相加式
Rake接收机结构:
原理说明:
从多径效应的原理,来自不同路径的同一信号之间有时间延迟,当2条路径的延迟大于码片周期时,2个信号可以看成不相关的信号,即2条路径就可以被分辨出来。由于WCDMA的扰码有很强的自相关性,因此不相关的延迟信号并不会影响主信号的接收。Rake接收机正是利用了多径效应的这个特点
软切换:
定义:采用CDMA技术的系统所特有的机制。是指终端切换时,同时与相邻的几个小区保持联系,只有当终端彻底进入其中某一个小区的覆盖区域后,才会断开与其它小区的连接。
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