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1、第六章WCDMA移动通信系统,内容,6.1 WCDMA的网络结构 6.2 WCDMA 的协议 6.3 WCDMA的信道结构 6.4 WCDMA收发信机数据处理过程 6.5 WCDMA中的功率控制和切换,6.1 WCDMA技术特点,WCDMA技术特点 宽带直扩码分多址（DS-CDMA）系统 5MHz带宽 3.84Mchip/s码片速率 可变的用户速率 频分双工（FDD）和时分双工（TDD） 支持异步基站 上下行链路采用基于导频符号或公共导频的相干检测,Mobile Communication Theory,WCDMA的主要参数,6.1 WCDMA的主要参数,WCDMA是从GSM演进而来，所以许多
2、WCDMA的高层协议和GSM/GPRS基本相同或相似，比如移动性管理（MM）、GPRS移动性管理（GMM）、连接管理（CM）以及会话管理（SM）等。 移动终端中通用用户识别模块（USIM）的功能也是从GSM的用户识别模块（SIM）的功能延伸而来的。,6.1 WCDMA网络演进概述,WCDMA标准的演进简述如下：R99版本中WCDMA依然采用GSM/GPRS核心网的结构，但是采用全新的空中接口协议。 R4版本中完成了中国提出的TD-SCDMA标准化工作，同时引入了软交换的概念，将电路域的控制与业务分离，便于向全IP核心网结构过渡。主要变化是在核心网电路域，而在无线接入网没有太多变化。,WCDMA
3、网络演进概述,R5版本将IP技术从核心网扩展到无线接入网，形成全IP的网络结构，在R4基础上增加了IP多媒体子系统（IMS），同时在无线传输中引入高速下行分组接入（HSDPA）技术。 在R6网络中，网络架构变化不大，考虑更多的是增加了新的功能或对已有功能的增强，引入多媒体广播和组播业务。 R6的高速上行分组接入（HSUPA），理论峰值数据速率可达5.76Mbit/s；R6的高速下行分组接入（HSDPA），理论峰值数据速率可达30Mbit/s。 目前R8版本已于2008年12月冻结，3GPP中还有R9等版本在同时进行研究。,WCDMA网络演进概述,Mobile Communication The
4、ory,WCDMA的网络结构,WCDMA R5网络结构,GSM /GPRS BSS,BTS,BSC,NodeB,RNC,PCU,UTRAN (UMTS RAN),SCP,SMS,SCE,HLR/AUC/HSS,SGSN,CG,BG,GGSN,GPRS backbone,CN,MGW,MGW,VMSC Server,GMSC Server,IP/ATM Backbone,CS domain,PS domain,Iu-CS,Iu-PS,IP backbone,MRFP,IMS domain,MGW,P-CSCF,S-CSCF,MGCF,MRFC,RAN,SS7,PSTN/PLMN,Internet
5、, Intranet,Mobile Communication Theory,WCDMA系统网络结构,UE 用户终端设备（User Equipment，UE）完成人与网络间的交互，通过Uu接口与无线接入网相连，与网络进行信令和数据交换。 用户设备（UE）主要由移动设备（Mobile Equipment，ME）和通用用户识别模块（Universal Subscriber Identity Module，USIM）两部分组成。 无线接入网（UMTS/Universal Terrestrial Radio Access Network，UTRAN）位于两个开放接口Uu和Iu之间，完成所有与无线有关的
6、功能。 CN 核心网络 负责与其他网络的连接和对UE的通信和管理。,UTRAN主要功能有宏分集处理、移动性管理、系统的接入控制、功率控制、信道编码控制、无线信道的加密与解密、无线资源配置、无线信道的建立和释放等。 UTRAN由一个或几个无线网络子系统（Radio Network Subsystem，RNS）组成，RNS负责所属各小区的资源管理。,UTRAN的主要功能,每个RNS包括一个无线网络控制器（Radio Network Controller，RNC）、一个或几个Node B（即通常所称的基站，GSM系统中对应的设备为BTS）。 Node B逻辑功能模块包括基带处理部件，射频收发放大器、
7、射频收发系统、基带部分和天线接口单元等部件。 Node B受RNC控制，与RNC的接口为E1或STM-1。,UTRAN的构成,（1）节点B（Node B）,Node B的主要功能是Uu接口物理层的处理，如扩频、信道编码、速率匹配、交织、调制和解扩、信道解码、解交织和解调，还包括基带信号和射频信号的相互转换功能，无线资源管理部分控制算法的实现等。,（2）无线网络控制器（RNC）,无线网络控制器（RNC）主要完成连接建立和断开、切换、宏分集合并和无线资源管理控制等功能，分为如下3类： 执行系统信息广播与系统接入控制功能 切换和RNC迁移等移动性管理功能 宏分集合并功率控制无线承载分配等无线资源管理
8、和控制功能,（3）核心网CN,负责与其他网络的连接和对UE的通信和管理 主要的功能实体有： (1) MSC/VLR (2) GMSC (3) SGSN (4) GGSN (5) HLR (6) External Networks,（3）核心网络,(CS域）有MSC/VLR、GMSC、SSP等。 MSC/VLR：完成电路交换型业务的交换和信令控制，包括移动性管理、呼叫接续接续及业务处理、短消息控制等功能； GMSC：在某一个网络中完成移动用户路由寻址功能的MSC，可以与MSC合设，也可分设； SSP：智能网中的业务交换点，负责业务触发，可以和MSC/GMSC合设。,（3）核心网络,(PS域）有S
9、GSN、GGSN和CG等。 SGSN：完成分组型业务的交换功能和信令控制功能，包括位置更新流程、PDP Context上下文激活、切换控制、短消息控制和采用GTP隧道模式的数据包转发功能； GGSN：移动分组网络与Internet间的网关设备，主要功能包括GTP隧道的管理与激活、GTP隧道的封装与解封装； CG: 计费网关，收集并合并话单。,Mobile Communication Theory,系统接口,3GWCDMA系统与2GGSM网络相比CN部分的接口变化不大。UTRAN部分主要有以下接口： Cu 接口 USIM卡和ME之间的电气接口 Uu接口 无线接口 开放的标准接口 Iu接口 连接U
10、TRAN和CN的接口，类似于GSM系统的A接口和Gb接口。 开放的标准接口。 Iur接口 连接RNC之间的接口 开放的标准接口。 Iub接口 连接NodeB和RNC 开放的标准接口,6.2 WCDMA 的协议,Iu,UTRAN,UE,Uu,CN,UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network CN Core Network UE User Equipment,接入层和非接入层,基于蜂窝网络结构特点，WCDMA无线通信协议栈可划分为接入层(Access Stratum)和非接入层(Non-Access Stratum)。,非接入层,NAS-Non Acce
11、ss Stratrum 可以是当手机需要发起一个业务时，由终端自身发起，也可以是手机响应CN发起的寻呼而发起。 UE通过RNC建立与CN的信令连接，用于UE和CN之间NAS消息的交互，比如业务请求、位置更新、鉴权等。 UE和CN之间交互的信令，对于RNC而言，都是直传消息。 RNC在收到第一条消息时，即Initial Direct Transfer消息，将建立与CN之间的信令连接。,6.2 WCDMA 的协议,WCDMA无线接入部分标准主要覆盖了OSI 模型的低三层，分别是:物理层(L1)、数据链路层(L2)、网络层(L3)。 物理层由一系列上、下行物理信道组成，提供信息传输通道。 链路层可以
12、细化为4个子层；对物理层的资源进行管理和控制，并根据所配置 的参数通过ARQ等方式对上层提供不同服务质量要求的服务。 媒体接入控制子层（MAC） 无线链路控制子层（RLC） 分组数据汇聚子层（PDCP） 广播/组播控制子层（BMC）,6.2 WCDMA 的协议,网络层 集中了OSI模型的网络层功能，同时兼顾传输层、会话层、表示层和应用层的功能。 负责各种业务的呼叫信令的处理，以及话音、数据等业务的控制和处理,6.2 WCDMA 的协议,WCDMA系统的协议栈分为用户平面和控制平面 物理层、MAC子层和RLC子层为控制平面和用户平面所共用； 网络层中处理信令的部分归类于控制平面，PDCP、BMC
13、和应用层的用户数据部分则归类于用户平面。,物理层,信令承载,ALCAP,应用协议,无线网络层,传输网络层,控制面,传输网络控制面,用户面,数据流,数据承载,信令承载,传输网络用户面,传输网络用户面,UTRAN接口通用协议模型,在UTRAN系统中，无线网络层每个接口上都有用户面和控制面。 所有无线网络层的用户面数据和控制面数据都是传输网络层的用户面。,无线网络层控制面和用户面,控制面的作用 控制无线接入承载及UE和网络之间的连接 透明传输非接入层消息 用户面的作用 传输通过接入网的用户数据,RRC,MAC,物理层,BMC,RLC,RLC,RLC,RLC,RLC,RLC,RLC,RLC,PDCP,
14、PDCP,传输信道,逻辑信道,无线承载,Control,Control,Control,Control,Control,控制面信令,用户面消息,Uu接口边界,L1,L2/MAC,L2/RLC,L2/BMC,L2/PDCP,L3,Uu接口协议结构,Uu接口协议,BMC提供：在无线接口的用户平面提供广播多播的发送服务，用于将来自于广播域的广播和多播业务适配到空中接口 PDCP提供：分组数据传输服务 RLC： 提供用户和控制数据的分段和重传服务，分为透明传输TM、非确认传输UM、确认传输AM三类服务 MAC：逻辑信道到传输信道的映射，提供数据传输服务。主要包括MAC-b, MAC-c, MAC-d三
15、种实体 RRC提供：系统信息广播、寻呼控制、RRC连接控制等功能,Uu接口协议栈,NBAP,L1,L1,MAC,RLC,RRC,MM/GMM,CC,SM,NBAP,Transport Layer,Transport Layer,Transport Layer,MAC,RLC,RRC,RANAP,RANAP,MM/GMM,CC,SM,Uu,UE,Node B,RNC,CN,Iub,Iu,Transport Layer,UTRAN控制面协议栈,其中PDCP子层仅用于PS域业务 RLC造成根据业务种类的不同，可以选择TM、UM或者AM工作模式,L1,MAC,RLC,PDCP,Transport La
16、yer,Transport Layer,Iu UP,Uu,UE,Node B,RNC,CN,Iub,Iu,L1,FP,FP,Transport Layer,MAC,RLC,PDCP,Iu UP,用户数据,Transport Layer,UTRAN用户面协议栈,Mobile Communication Theory,11.3 WCDMA的信道结构,物理层接口,6.3 WCDMA的信道结构,MAC层通过逻辑信道给RLC层提供服务，逻辑信道用来描述传输的类型是什么。物理层通过传输信道向MAC层提供服务，传输信道用来描述怎样的传输数据以及数据的特征是什么，物理层之间通过物理信道进行对等实体之间的通信。
17、,6.3 WCDMA的信道结构,6.3 WCDMA的信道结构,从不同协议层次上讲，WCDMA承载用户各种业务的信道被分为以下三类： 逻辑信道：直接承载用户业务 根据承载的是控制平面业务还是用户平面业务，分为控制信道和业务信道 传输信道：物理层对MAC层提供的服务 根据传输的是针对一个用户的专用信息还是针对所有用户的公共信息，分为专用信道和公共信道 物理信道：各种信息在无线接口传输时的最终体现形式,MAC层在逻辑信道上提供数据业务，针对MAC层提供的不同类型的数据传输业务，专门定义了一组逻辑信道类型。逻辑信道通常可以分成两大类：控制信道和业务信道。 （1）控制信道用来传输控制平面信息，控制信道包
18、括：广播控制信道（BCCH）、寻呼控制信道（PCCH）、专用控制信道（DCCH）和公共控制信道（CCCH）。 （2）业务信道用来传输用户平面信息，业务信道包括：专用业务信道（DTCH）和公共业务信道（CTCH）。,6.3.1 逻辑信道,业务逻辑信道（TCH）,控制逻辑信道（CCH）,专用业务信道 （DTCH） 公共业务信道 （CTCH）,广播控制信道 （BCCH） 寻呼控制信道 （PCCH） 专用控制信道 （DCCH） 公共控制信道 （CCCH）,6.3.1 逻辑信道分类,传输信道有两种类型：专用信道和公用信道。公共信道资源可由小区内的所有用户或一组用户共同分配使用，而专用信道仅仅是为单个用户
19、预留的，并在某个特定的速率采用特定编码加以识别。,6.3.2 传输信道,广播信道 BCH 前向接入信道 FACH 寻呼信道 PCH 反向（随机）接入信道 RACH,专用信道 DCH DCH信道可以为上行或下行信道,公共传输信道,专用传输信道,6.3.2 传输信道分类,1、专用传输信道,专用信道（DCH）（UL/DL） 专用信道(DCH) 是一个上行或下行传输信，DCH并不区分其所承载的是实际用户数据还是高层的控制信息，因其内容在物理层不可见。 DCH具有如下特性： 快速功率控制； 逐帧快速改变速率； 软切换。,2、公共传输信道BCH信道,广播信道（BCH）(DL) 广播信道(BCH)是一个下行
20、传输信道，用于广播系统或小区特定的信息，如小区中的随机接入码和接入时隙或该小区中其它信道所使用的发射分集方法。 BCH总是在整个小区内发射，并且有一个单独的传输格式，BCH的数据速率是低速固定的。 因为如果UE不能正确解码BCH的话，它就不可能在小区中注册，所以BCH的发射功率相对来说要高一些，以便在覆盖范围之内的UE都能够收得到。 承载BCH的物理信道为P-CCPCH,2、公共传输信道 FACH信道,前向接入信道(FACH) (DL) FACH是一条下行链路的公共传输信道,它既可承载控制信息,也可承载少量的分组数据。 FACH具有如下的特性： 用开环功率控制，而不用闭环功率控制； 至少有一条
21、FACH以最低速率面向整个小区发射； 承载FACH的物理信道为S-CCPCH,3、公共传输信道 PCH信道功能,寻呼信道(PCH)(DL) PCH是一个下行传输信道，用于发送与寻呼过程相关的数据。 用于网络与终端进行初始化 。 基于不同的系统配置，相同的寻呼信息可以向单个小区或多至几百个小区发送。寻呼信道的设计直接影响UE在待机模式下的功率损耗。 承载PCH的物理信道为S-CCPCH,4、公共传输信道 RACH信道,随机接入信道(RACH) (UL) RACH是一条承载UE发出的控制信息的上行链路传输信道，例如连接建立请求、开机注册、位置更新，它也发送少量的分组数据。UE在小区中的任何位置，基
22、站都应能够接收到承载控制信息的RACH。 RACH具有如下特性： 使用开环功控。 承载RACH的物理信道为PRACH,5、上行链路公共分组信道,RACH信道的扩展 ，用来在上行链路方向上发送基于分组的用户数据。 在下行链路方向上与之成对出现的是FACH。,6、下行链路共享信道,发送专用用户数据和/或控制信息的传输信道 可以由几个UE共享,6.3.3 物理信道,物理信道可以由是由特定的载频、扰码、信道化码、开始和结束时间的持续时间段，上行链路中的相对相位来定义的。 多数信道由无线帧和时隙组成，每一无线帧10ms，包括15个时隙； 时隙是由包含一定比特的字段组成的一个单元，时隙的长度是2560ch
23、ips。,Data,Slot #0,Slot #1,Slot #14,T,slot,= 2560 chips,T = 10 ms, 38400chips,Data,Slot #i,上行公共物理信道 物理随机接入信道 (PRACH) 物理公共分组信道（PCPCH）,上行专用物理信道 专用物理数据信道 (uplink DPDCH) 专用物理控制信道 (uplink DPCCH),上行物理信道,6.3.3 上行物理信道,下行公共物理信道 公共控制物理信道 (CCPCH) 同步信道 (SCH) 寻呼指示信道 (PICH) 捕获指示信道 (AICH) 公共导频信道 (CPICH),下行专用物理信道 (d
24、ownlink DPCH),下行物理信道,6.3.3 下行物理信道,传输信道到物理信道的映射,6.3.3传输信道映射到各自对应的物理信道,6.3.4 物理信道的功能,基站Node B,用户终端UE,1、 上行物理信道,两个上行专用物理信道（上行专用物理数据信道DPDCH和上行专用物理控制信道DPCCH） 两个公共物理信道（物理随机接入信道PRACH和物理共用分组信道PCPCH）,1、上行专用物理信道,上行链路物理专用信道的数据部分和控制部分是I/Q复用的，即DPDCH和DPCCH在每个无线帧内是I/Q码复用。 对于一个连接而言不管数据信道有几条，控制信道只能有一条。在每个无线链路中可以有0个，
25、1个或者几个上行DPDCH。 上行DPDCH用于传输专用传输信道（DCH）。 上行DPCCH用于传输L1产生的控制信息。L1的控制信息包括： 支持信道估计以进行相干检测的已知导频比特 发射功率控制指令TPC 反馈信息FBI 一个可选的传输格式组合指示TFCI (TFCI将复用在上行DPDCH上的不同传输信道的瞬时参数通知给接收机，并与同一帧中要发射的数据相对应。在每个层一连接中有且仅有一个上行DPCCH。),1、 上行专用物理信道帧结构,DPCCH共有4个域： Pilot： 用于基站接收机的信道估计和确定帧的同步； TFCI：用于确定复用至同一CCTrCH的不同TrCHS的传输格式； FBI：
26、 用于下行链路采用闭环发射分级技术的情况； TPC：用于下行链路闭环功率控制中功控命令的指示。,2、上行公共物理信道,物理随机接入信道（PRACH） 基于带有快速捕获指示的时隙ALOHA方式 的传输 PRACH分为前缀部分和消息部分 UE可以在一个预先定义的时间偏置开始传输，表示为接入时隙,2、上行公共物理信道,物理公共分组信道（PCPCH） 基于带有快速捕获指示的DSMA-CD（ Digital Sense Multiple Access-Collision Detection）方法传输 定时和结构与RACH相同,3、下行物理信道,下行物理信道有下行专用物理信道、一个共享物理信道和五个公共控
27、制物理信道：,(1)、下行专用物理信道,即下行DPCH,下行DPCH的帧结构,(2) 公共导频信道CPICH,公共导频信道分为主公共导频信道(P-CPICH)和从公共导频信道（S-CPICH) ； P-CPICH P-CPICH使用固定的扩频因子（Cch,256,0）、具有固定的比特速率30kbit/s ； 每个小区有且只有一个P-CPICH，它使用主扰码； 用于小区主扰码的搜索； P-CPICH向整个小区广播； 用来辅助UE对下行的专用或者公共信道进行信道估计； P-CPICH为其他信道提供相位和功率基准； P-CPICH主要用于切换和小区选择、小区重选时进行测量并作估计； S-CPICH可
28、使用SF=256的信道化码中的任一个；,(3) 主、从公共控制物理信道,公共控制物理信道分为主公共控制物理信道（P-CCPCH）和从公共控制物理信道（S-CCPCH）。 P-CCPCH为一个固定速率（30kbps，SF=256）的下行物理信道，用于传输BCH，使用小区中的主扰码。 在每个时隙的第一个256chips内，主CCPCH不进行发射，在此段时间内，将发射主SCH和从SCH，而没有Pilot/TPC/ TFCI域。 从公共控制物理信道(S-CCPCH) 承载PCH和FACH，有如下特性： 每个小区至少有一条以低速率发射的S-CCPCH ； P-CCPCH和S-CCPCH的主要区别在于P-
29、CCPCH只能具有固定的预先定义好的传输格式，而S-CCPCH可以使用TFCI以支持多个传输格式。,(4) SCH同步信道,同步信道(SCH) 分为主同步信道P-SCH和从同步信道S-SCH； 不扩频、不加扰信道； 用于小区搜索的下行链路信号，为用户提供码片同步、时隙同步和帧同步； 每一个时隙的前256个码片用于发射同步码；,(5) PICH寻呼指示信道,PICH承载PI（Page Indication），其SF=256，无线帧长10ms，包含300bits，其中288个bits承载寻呼指示，其余12个bits为Tx Off。 PICH总是与一个S-CCPCH相联系，这个信道正在传送一个PCH
30、。 在每一个PICH帧中，有Np个寻呼指示被发射P0, , PNp-1其中，Np=18, 36, 72, 144。如果某一帧中的PI被置为1，说明PI对应UE应对S-CCPCH的对应帧进行解调。,6.4 WCDMA收发信机数据处理过程,1.WCDMA的信道编码,编码目的：在原数据流中加入冗余信息，使接收机能够检测和纠正由于传输媒介带来的信号误差，同时提高数据传输速率。 WCDMA的信道编码方案包括以下几部分：纠错编码/译码（包括速率适配），交织/解交织，传输信道映射至/分离出物理信道。 决定信道编码性能最基本的问题还是它的差错控制方案 。 两类纠错方式：前向纠错（FEC）和自动重发请求（ARQ
31、）。,2、交织技术,交织：打乱原来的数据排列规则，按照一定顺序重新排列。 作用：减小信道快衰落带来的影响。 缺点： 带来了附加的额外延时 在特殊情况下，若干个随机独立差错有可能交织为突发差错,3、WCDMA调制方式,上行/ 下行调制方式QPSK（HSDPA阶段引入16QAM调制）,4、WCDMA系统的扩频,扩频与加扰,4、WCDMA系统的扩频/信道化码,信道化码用于区分来自同一信源的传输 WCDMA的扩频/信道化码是基于正交可变扩频因子技术（OVSF） 物理信道要采用某个信道化编码必须满足：某码树中的下层分支的所有码都没有被使用，也就是说此码之后的所有高阶扩频因子码都不能被使用 扰码目的：为了
32、将不同的终端或基站区分开来。扰码不影响符号速率。,信道化编码码树原理及结构,4、WCDMA系统的扩频与扰码,信道化码是正交可变扩频因子（OVSF）码，用于保持用户不同物理信道之间的正交性。扰码采用的是Gold码。,4、信道化编码和加扰过程,4、WCDMA系统的扩频与扰码,扰码的目的是为了将不同的终端或基站区分开来。扰码使用户信息伪随机化，加强保密性。 WCDMA扰码是两个m序列（最大长度线性移位寄存器序列）的叠加，成为Gold码序列。 扰码分为上行扰码和下行扰码，作用不一样。,4、上/下行扰码作用,上行物理信道可用的扰码分为长扰码和短扰码 ，共有224个上行长扰码和224个上行短扰码，上行扰码
33、由高层分配。 长扰码用于区分同一小区的不同用户 短扰码用于多用户检测 下行扰码共218-1个，用于区分不同的小区 常用扰码是0，1，8191，分为512个集合，每个集合包括一个主扰码和15个次级扰码。 512个主扰码又可以分为64个扰码组，每组由8个主扰码组成 下行链路不使用短扰码，只使用长扰码，表列出了信道化编码和扰码的功能与特征。,Mobile Communication Theory,扰码,上行扰码序列产生器结构图,上行扰码序列产生器,Mobile Communication Theory,扰码,下行链路扰码产生器,信道化编码和扰码的功能与特征表,Mobile Communication
34、 Theory,上行链路扩频,上行链路扩频包括DPDCH/DPCCH、PRACH和PCPCH三种。,上行链路扩频,上行链路扩频,Mobile Communication Theory,上行链路扩频,PRACH消息部分和PCPCH消息部分扩频和扰码原理与专用信道相同，包括数据和控制部分，对应专用信道的DPDCH和DPCCH 。,Mobile Communication Theory,下行链路扩频,下行物理信道的扩频,Mobile Communication Theory,调制,WCDMA系统的调制码片速率是3.84 Mcps， 通过扩频产生的复数值码片用QPSK方式进行调制，上下行链路调制相同。
35、,物理信道扩频调制-上行,物理信道扩频调制-下行,6.5 WCDMA中的功率控制和切换,功率控制 切换,1、功率控制,在WCDMA系统中，无线资源管理包括功率管理、移动性管理、负载管理、信道分配与重配置，以及AMR模式控制等几个方面。 功率管理是一个非常重要的环节。 功率控制的目的是在所有时间内使在基站接收到的所有移动台的比特功率都相等。,功率控制,1.快速功率控制特性 对于WCDMA系统，在上行情况下，DPCCH将10ms的无线帧划分为15个时隙，每个时隙包含一个功控命令（TPC_cmd）。 功控的速度高于快衰落，从而有效保证了慢速运动时的移动台的接收质量。 能够在短时间内迅速调节移动台的功
36、率，从而在很大程度上避免了远近效应的产生。 同时功率的迅速调整也减少了对其他小区或移动台的干扰。,闭环功率控制,2.功率控制实现方式 内环功控 外环功控 内环功率控制:内环功控的主要作用是是通过控制物理信道的发射功率，使接收SIR收敛于目标SIR。WCDMA系统中使用的参数是Eb/No 。 快速闭环功率控制，速度是1500次/秒. 在基站与移动台之间的物理层进行 一个时隙（0.67ms）给出一次功率控制命令 外环功率控制：外环功控是通过动态地调整内环功控的SIR目标值，使通信质量始终满足要求（即达到规定的FER/BLER/BER值）。,闭环功率控制,功率控制,2.功率控制实现方式,外环功率控制
37、的基本结构,功率控制,3.反向功率控制 实时调整各移动台的发射功率，使本小区内的任一移动台无论离基站多远，在信号到达基站接收机时刚好达到保证通信质量所需的最小信噪比门限。 （1）反向开环功率控制 移动台发起呼叫或响应基站的呼叫 补偿信道中的平均路径损耗和阴影效应 动态范围很大,功率控制,(2) 反向闭环功率控制 工作过程：基站对解调后反向业务信道信号的信噪比(SNR) 每隔一定时间检测一次，然后将其与事先设定的门限比较，若收到的SNR高于门限值，基站就在前向信道上送出一个减小移动台发射功率的指令；反之，就送出一个增大移动台发射功率的指令。移动台每次调整发射功率的动态范围称之为“功率控制步长”。
38、,功率控制,(3) 反向外环功率控制,反向外环功率控制流程图,功率控制,4.前向功率控制 目的是对路径衰落小的移动台分配相对较小的前向发射功率，对那些较远的和解调信噪比低的移动台分配较大的前向发射功率。 基站通过移动台对前向解调误帧率的反馈报告，决定对该移动台前向链路功率的增大或减小。,2. 切换,1.切换分类 按照MS与网络之间连接建立释放的情况可以分为：更软切换、软切换和硬切换。 按照切换的目的可以分为：边缘切换、质量差紧急切换、快速电平下降紧急切换、干扰切换、速度敏感性切换、负荷切换、分层分级切换等。 切换典型过程：测量控制测量报告切换判决切换执行新的测量控制。,切换,2.测量控制 UE
39、所做的测量可以分为6种类型： 同频测量：测量与导频集内频率相同的下行物理信道； 异频测量：测量与导频集内频率不同的下行物理信道； 异系统测量：测量另一个系统的下行物理信道； 业务量测量：测量上行业务量 ；,切换,QOS测量：测量质量参数，如下行传输块误块率； UE内部测量：测量UE发射功率和RSSI 。 在UE中，将测量小区分为三类 Active Set中的小区 ：软切换和更软切换中与UE同时通信的小区。 Monitored Set中的小区：除了Active set外，UE需要监测的邻区。 Detected Set中的小区 ：UE检测到的所有小区 。,切换,.切换判决 根据测量报告的类型、组合
40、和内容来决定切换类型、切换时机和切换目标小区。,切换,切换判决示意图,切换,对上面过程加以总结就是： (1) 如果Active Set 里的某个小区的CPICH信道的Ec/Io测量值低于（Active Set中最优小区的测量值- 相对门限（As_Th）- 相对门限的滞后（As_Th_Hyst），并且持续时间超过触发时间，就从Active Set中移去这个小区，这个小区已经是Active Set 中的最差小区。 (2) 如果Monitored Set里的某个小区的CPICH信道的Ec/Io测量值大于Active Set中最优小区的测量值- 相对门限（As_Th）- 相对门限的滞后（As_Th_H
41、yst） ，并且持续时间超过触发时间，而且Active Set不满，就把这个小区加入Active Set。,切换,(3) 如果Monitored Set里的最好小区的CPICH信道的Ec/Io测量值大于Active Set中最差小区的测量值+ 相对滞后（As_Rep_Hyst），并且持续时间超过触发时间，而且Active Set已满，就用这个小区取代Active Set中最差小区。,思考题,1、指出WCDMA的双工方式、基站同步方式、码片速率、帧长、载波带宽、可变速率、检测方式等。 2、WCDMA版本的演进。 3、画出WCDMA的网络结构，指出各个网络单元的功能和各个接口。 4、WCDMA的无
42、线通信协议栈划分为哪两层？无线接入部分标准主要覆盖了OSI 模型有几层？WCDMA的协议栈哪两个平面？画出物理层与MAC层及RRC层的接口结构图。 5、 WCDMA逻辑信道、传输信道分别位于协议层的什么位置？逻辑信道、传输信道、物理信道各包括哪几类？,思考题,6、 WCDMA信道化码的作用？使用哪种码？扩频因子（上行、下行）？同一信源使用的信道化码有何限制规定？ 7、 WCDMA中的扰码作用？使用哪种PN码？上行、下行各有哪些扰码？作用？扰码个数？ 8、 WCDMA上下行链路调制框图。 9、 WCDMA的内环外环功率控制的目的？快速闭环功率控制的速率？ 10、 WCDMA的软切换、更软切换、硬切换？,