WCDMA的基本原理及关键技术
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浅谈WCDMA的关键技术及无线传输特点
WCDMA是第三代移动通信技术中使用的一种无线传输技术,它是一种使用CDMA技术的无线方式,在传输数据时使用的
频带比较宽,使得它可以支持更高的传输速度,非常适合高速数据传输。
WCDMA的关键技术是CDMA、OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术和MIMO技术。
其中,CDMA技术
是WCDMA的核心技术,它将数据分成多个小包,每个包都
带有不同的编码,这样每个用户就可以用自己的编码对数据包进行解码,从而实现多用户同时传输。
OFDM技术可以将传
输的数据分成多个频段,在每个频段中分别传输不同的数据,可以提高传输的效率。
MIMO技术采用多个天线来进行数据
传输,可以提高数据传输的可靠性和速度。
WCDMA的无线传输特点是传输速度快、传输距离远、传输
质量高。
其传输速度可达到最高速度384Kbps,较高的传输速
度能支持语音、视频、图像等多介质数据传输需求。
另外,由于其所采用的频段较宽,传输距离也比较远,可以使用户在广域无线覆盖区域内自由移动。
同时,WCDMA的传输质量也
很高,可以保证数据传输的可靠性和稳定性,特别是在高速移动和多用户同时传输的环境下。
总的来说,WCDMA是一种重要的无线传输技术,其技术架
构比较完善,具备多项先进的技术特点。
在未来的移动通信领域中,WCDMA肯定会继续发挥其巨大的作用。
WCDMA系统关键技术WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)广域码分多址技术,是第三代移动通信技术中最主流的通信技术之一,具有更高的传输速率和更强的抗干扰能力。
本文将重点介绍WCDMA系统的关键技术。
WCDMA系统架构WCDMA系统的架构主要包括UE(User Equipment,用户终端)、NodeB(基站节点B)、RNC(Radio Network Controller,无线网络控制器)和核心网等四个部分。
其中UE连接到NodeB上,而NodeB则连接到RNC上。
RNC是整个WCDMA系统的核心,负责所有NodeB的管理和调度。
扩频技术扩频技术是WCDMA系统最基础的技术之一,它的主要作用是将原始的信号扩展到更宽的带宽上进行传输,以提高传输速率和信号质量。
扩频技术又分为CDMA (Code Division Multiple Access,码分多址)和TD-CDMA(Time Division-Code Division Multiple Access,时分码分多址)两种。
CDMA技术是将每一个用户的数据流进行编码后,再与伪随机序列相乘后再发送,接收端通过相同的伪随机序列进行解码,获得原始的数据流。
而TD-CDMA技术则是将每个时隙划分为多个子帧,每个子帧再采用CDMA技术进行扩频传输。
信道编码在WCDMA系统中,为了提高信号的抗干扰能力,采用了很多信道编码技术。
其中最常用的就是卷积码和Turbo码。
卷积码是一种线性编码,通过简单的算法可以实现编码和解码,但是编码效率比较低。
而Turbo码则是一种迭代式编码技术,采用两个卷积码组成系统,可以在保证可靠性的前提下,提高编码效率。
信号调制在WCDMA系统中,采用了复杂的信号调制方案以提高信号的传输效率和质量。
其中主要采用的是QPSK(Quadrature Phase Shift Keying,四相移键控)和16QAM(16 Phase Quadrature Amplitude Modulation,16相移四元调制)两种方案。
WCDMA基本原理 ISSUE3.0 文档密级第3章WCDMA关键技术3.1 通信模型图3-1WCDMA通信模型图3-1所示是WCDMA的基本通信模型,WCDMA的发射机、接收机都基于这个框图的处理。
框图第一步是进行信源编码(语音编码),WCDMA使用的是自适应多速率(Adaptive Multirate,AMR)编码技术。
第二步是进行信道编码,交织,主要是用来抵抗无线传播环境中的各种衰落。
第三步是进行扩频,加扰,这两步是WCDMA系统所特有的。
第四步是把信息调制到要求的频段上发射出去。
首先,了解几个基本概念。
Ø比特(Bit):经过信源编码的含有信息的数据称为“比特”;Ø符号(Symbol):经过信道编码和交织后的数据称为“符号”;Ø码片(Chip):经过最终扩频得到的数据称为“码片”;Ø处理增益=扩频速率/比特速率:在WCDMA系统中,根据提供业务的不同,处理增益是可变的。
低比特速率业务会比高比特速率业务得到更高的处理增益。
正是处理增益赋予WCDMA系统抵抗自干扰的强大能力。
但处理增益是以增加传输带宽为代价的。
WCDMA基本原理 ISSUE3.0 文档密级3.2 信源编码对于语音业务来说,信源编码指的就是语音编码。
UMTS语音编解码器采用自适应多速率(AMR, Adaptive Multi-Rate)技术。
多速率声码器是一个带8种信源速率的集成声码器。
这8种速率包括:12.2kbit/s,10.2 kbit/s,7.95 kbit/s,7.40 kbit/s,6.70 kbit/s,5.90 kbit/s,5.15 kbit/s,4.75 kbit/s。
每个话音信息由3个子流块组成,通过改变三个子流块中传输的比特数,从而改变最终话音速率。
如图3-2所示。
图3-2AMR语音编码结构AMR多种语音速率与目前各种主流移动通信系统使用的编码方式兼容,有利于设计多模终端。
WCDMA基本原理简述一、简介W-CDMA(宽带码分多址)是一个ITU(国际电信联盟)标准,它是从码分多址(CDMA)演变来的,从官方看被认为是IMT-2000的直接扩展,与现在市场上通常提供的技术相比,它能够为移动和手提无线设备提供更高的数据速率。
WCDMA采用直接序列扩频码分多址(DS-CDMA)、频分双工(FDD)方式,码片速率为3.84Mcps,载波带宽为5MHz.基于Release 99/ Release 4版本,可在5MHz的带宽内,提供最高384kbps的用户数据传输速率。
W-CDMA 能够支持移动/手提设备之间的语音、图象、数据以及视频通信,速率可达2Mb/s(对于局域网而言)或者384Kb/s(对于宽带网而言)。
输入信号先被数字化,然后在一个较宽的频谱范围内以编码的扩频模式进行传输。
窄带CDMA使用的是200KHz宽度的载频,而W-CDMA 使用的则是一个5MHz宽度的载频。
W-CDMA由ETSI NTT DoCoMo作为无线介面为他们的3G网路FOMA开发。
后来NTTDocomo提交给ITU一个详细规范作为一个象IMT-2000一样作为一个候选的国际3G标准。
国际电信联盟(ITU) 最终接受W-CDMA作为IMT-2000家族3G标准的一部分。
后来W-CDMA被选作UMTS的无线介面,作为继承GSM的3G技术或者方案。
误解尽管名字跟CDMA很相近,但是W-CDMA跟CDMA关系不大。
多大多小要看不同人的立足点。
在行动电话领域,术语CDMA 可以代指码分多址扩频复用技术,也可以指美国高通(Qualcomm)开发的包括IS-95/CDMA1X和CDMA2000(IS-2000)的CDMA标准族。
二、发展进程历史上,欧洲电信标准委员会(ETSI)在GSM 之后就开始研究其3G 标准,其中有几种备选方案是基于直接序列扩频分码多工的,而日本的第三代研究也是使用宽带码分多址技术的,其后,以二者为主导进行融合,在3GPP组织中发展成了第三代移动通信系统UMTS,并提交给国际电信联盟(ITU)。
WCDMA系统的特点、原理及关键技术2.1 WCDMA系统的特点WCDMA是宽带码分多址(Wide Code Division Multiple Access)的英文缩写,是在扩频通信技术上发展起来的种新型的无线通信技术。
WCDMA无线系统主要具有以下几个优点:(1)频点更宽WCDMA采用了5 MHz的频点带宽,是cdma2000频点带宽的4倍,因此可以采用高达3.84 Mcps的码率,是cdma2000码率1.228 8 Mcps的3倍以上。
这样WCDMA就可以提供数倍于cdma2000的上、下行业务速率,这对提高数据业务的用户体验非常有帮助。
(2)复用更充分复用更充分来源于以下两个方面的要求:其一WCDMA是3G技术,因此需要支持多媒体业务,业务种类自然很多。
例如,常用的业务就有语音业务(CS12.2)、视频电话业务(CS64)、分组数据业务(PS64/PS128)和高速分组数据业务(HSPA)等。
另外,每个用户还可以同时进行多项业务,例如,语音业务与数据业务的组合,需要支持并发的业务。
其二是由"频点更宽"带来的。
由于WCDMA频点带宽很大,充分利用这些带宽就很关键,需要尽量减少浪费。
(3)话音质量高WCDMA系统采用了AMR语音编码技术,有八种语音编码速率(12.2kbps-4.75kbps),可以根据小区负荷自适应调节编码速率。
有很好的背景噪声抑制功能。
WCDMA系统使用RAKE分集接收技术以克服衰落、提高话音质量,使用软切换技术更可以有效地减少掉话。
(4)采用软切换WCDMA系统和CDMA2000系统采用了软切换技术,而TD-SCDMA系统则采用了接力切换技术,这些切换技术可以更有效地降低掉话率,提高系统容量,改善话音质量。
(5)保密性能好因为采用码分多址技术,其复杂的编译码及调制解调技术确保系统具有良好的保密性能。
2.2 WCDMA原理及关键技术2.2.1 WCDMA网络结构UTRAN包含一个或几个无线网络子系统(RNS, Radio Network Sub-system)。
WCDMA网络架构与设计1. 概述本文档旨在介绍WCDMA网络的基本架构和设计原则。
WCDMA是第三代移动通信技术之一,主要用于实现高速数据传输和广域覆盖。
通过了解WCDMA网络的架构和设计,可以更好地理解其工作原理和优势。
2. 系统架构WCDMA网络的系统架构主要包括以下几个关键部分:2.1 基站子系统(BSS)基站子系统负责实现与手机之间的无线通信。
它包括基站控制器(BSC)和基站收发器(BTS)两个主要部分。
BTS负责接收手机信号并进行解调和解码,而BSC则负责控制和调度无线资源。
2.2 网络控制子系统(NCS)网络控制子系统是WCDMA网络的核心部分,主要负责处理无线接入和核心网之间的相关协议和信令。
它包括无线电网络控制器(RNC),负责协调各个基站的运行,并与核心网进行通信。
2.3 核心网(CN)核心网是WCDMA网络的主干部分,负责处理数据传输和网络管理。
它包括移动交换中心(MSC),负责处理语音通信;数据服务节点(SGSN),负责处理数据通信;和网关GPRS服务节点(GGSN),负责处理与互联网的连接。
3. 设计原则在进行WCDMA网络的设计时,需要遵循以下几个原则:3.1 覆盖范围和容量根据实际需求,合理确定基站的布局和数量,以确保网络覆盖范围和容量的满足。
在城市区域,密集布置基站以提供更好的信号覆盖;而在农村和偏远地区,适当增加基站的传输能力以提供更大的覆盖范围。
3.2 无线资源管理合理配置无线资源,包括频率分配、功率控制和天线设置等,以确保良好的信号质量和无线资源利用率。
在高密度用户区域,需合理划分信道资源以避免干扰;而在低密度用户区域,可放宽信道资源的分配以提高带宽利用率。
3.3 信号传播优化通过对信号传播特性的研究和优化,改善无线信号的传输效果。
包括选择合适的无线频段、合理选择天线高度和方向、优化建筑物和地形对信号的影响等。
3.4 安全与稳定性确保网络的安全和稳定性,保护用户隐私和数据安全。
第一章引言1. 演进:(图:1-7)2. UMTS接入技术(UTRA=UMTS Terrestrial Radio Access)要紧分为2类:a) FDD(频分双工):上下行利用不同的频率。
GSM/CDMA/WCDMA都是FDD系统。
b) TDD(时分双工):上下行利用相同的频率,但利用不同的时隙。
频带利用率高,但覆盖能力比较弱。
TD-SCDMA属于此类。
还有SDD(空分双工,废弃)。
3. 于1999年确信的IMT-2000所包括的5种技术标准:a)CDMA DS (WCDMA)b)CDMA TDD (TD-SCDMA 和 UTRA TDD)c)CDMA MC (CDMA2000)d) TDMA SC (UWC-136)e) TDMA/FDMA (DECT)4. 3GPP (3rd Generation Partnership Project) 工作主若是将IMT-2000中多个基于宽带CDMA技术的3G技术融合在一路。
3GPP2那么是将基于IS-95的CDMA2000做标准化。
5. 数字无线通信的覆盖是通过小区来实现的,小区一样来讲是基站中天线簇上某个天线所覆盖的扇形区域。
按覆盖范围分可分为3种:宏小区、微小区和微微小区。
宏小区可提供大的覆盖和高速移动的支持,发射功率也比较大。
微微小区那么可提供大的业务容量,发射功率比较小。
3种小区配合利用(覆盖区域可重叠),再配合智能的小区测量、切换机制能够实现不同的业务需求。
6. 无线多址技术:a) FDMA:频分,第一代模拟通信b) TDMA:时分,GSMc) CDMA:码分,各个用户可能在同一频率,同一时刻段内通信,通过码字区分。
那个区分可能是扩频扰码的不同(WCDMA),也可能是相同的扩频扰码,不同的时刻偏置(CDMA2000)。
3种多址技术可能被组合利用,如CDMA 1X EV-DO就结合了TDMA和CDMA。
区别:双工技术和多址技术7. EDGE:GSM的增强版,采纳不同的调制技术已达到384Kbps的更高速度。