基于WCDMA的無線通信傳輸技術(shù)研究

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1、維普資訊http://www.cqvip.com第11卷第4期重慶電力高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)2006年l2月Vb1．11NO．4JournalofChongqingElectricPowerCollegeDee．2006基于WCDMA的無線通信傳輸技術(shù)研究王森劉伯華。(1．重慶工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，重慶400050；2．重慶發(fā)電廠，重慶400053)【蔫薹】介紹無線傳播的特性及無線傳輸中普遍遇到的問題，對(duì)基于WCDMA~無線通信傳輸技術(shù)進(jìn)行研究和討論。并對(duì)這些技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較分析。重點(diǎn)分析WCDMA~

2、的分集技術(shù)和各種功率控制技術(shù)對(duì)無線傳輸?shù)挠绊憽！娟P(guān)健詞】WCDMA；分集技術(shù)：功率控制【中圈分類號(hào)】TN92【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1008—8032(2006)04-0004—050引言蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展可以追溯到上個(gè)世紀(jì)80年代。隨著多年的發(fā)展，3G新技術(shù)層出不窮，但是總的來說可以歸為三類主流技術(shù)；CDMA、TDMA和FDMA。其中CDMA是應(yīng)用最廣泛，技術(shù)最成熟的一種。CDMA技術(shù)又包括WCDMA、CDMA2000、TD—SCDMA技術(shù)。如今WCDMA受到業(yè)界廣泛的關(guān)注。WCDMA是一種直擴(kuò)

3、序列碼分多址技術(shù)(DS—CDMA)。它采用了多種技術(shù)保證OoS，支持同步／異步基站運(yùn)行模式，采用上下行閉環(huán)加外環(huán)功率控制方式，同時(shí)使用開環(huán)和閉環(huán)發(fā)射分集方式，上下行采用QPSK調(diào)制，支持Turbo編碼及卷積碼，采用發(fā)射、接收分集技術(shù)，大大提高抗衰落效果，采用編碼增益高的信道編碼技術(shù)(卷積編譯碼和Turbo編譯碼)，基站之間不需同步，可適應(yīng)多種速率的傳輸，靈活地提供多種業(yè)務(wù)。1’無線傳播特性及難點(diǎn)分析l-1無線傳播特性在無線傳播中最主要的問題有4個(gè)。(1)干擾：蜂窩無線系統(tǒng)性能的主要限制因素是干擾，包括同頻

4、干擾、臨頻干擾和雜散干擾；(2)抖動(dòng)：信號(hào)之間的時(shí)間差發(fā)生變化：(3)時(shí)延：信號(hào)從不同路徑到達(dá)接收點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間不同，產(chǎn)生多徑：(4)衰落：路徑傳播損耗、慢衰落損耗、快衰落損耗，由多徑傳播引起快衰落損耗，一般遵從Rayleigh(瑞利)分布和Rician(萊斯)分布。另外，移動(dòng)用戶在傳播路徑方向上的運(yùn)動(dòng)將使接收信號(hào)產(chǎn)生多普勒(Doppler)擴(kuò)展效應(yīng)，其結(jié)果是導(dǎo)致接收信號(hào)在頻域的擴(kuò)展，同時(shí)改變信號(hào)電平的變化率。1．2無毒l專輸?shù)碾y點(diǎn)1．2．1多徑效應(yīng)無線通信的實(shí)質(zhì)在于電磁波的傳播，傳播路徑可分為直射傳播和非

5、直射傳播。一般情況下，在基站和移動(dòng)臺(tái)之間不存在直射信號(hào)，此時(shí)接收到的信號(hào)是發(fā)射信號(hào)經(jīng)過若干次反射、繞射或散射后的疊加。而在某些空曠地區(qū)或基站天線較高時(shí)可能存在直線傳播路徑。由于高大建筑物或遠(yuǎn)處高山等阻擋物的存在，常常會(huì)導(dǎo)致發(fā)射信號(hào)經(jīng)過不同的傳播路徑到達(dá)接收端，即所謂的多徑傳播效應(yīng)(MultipathPropagation)。各徑信號(hào)經(jīng)過不同的路徑到達(dá)接收端時(shí)，具有不同的時(shí)延和入射角，這將導(dǎo)致接收信號(hào)的時(shí)延擴(kuò)展(delayspread)和角度擴(kuò)展(anglespread)，如圖l所示。同時(shí)，多徑效應(yīng)還會(huì)直接

6、引起信號(hào)在傳播路徑上的小尺度衰落損耗。歸納起來，在傳播上會(huì)產(chǎn)生三收稿日期2006-09-07維普資訊http://www.cqvip.com第4期王森等：基于WcBMA的無線通信傳輸技術(shù)研究類不同的損耗。(1)路徑傳播損耗：又稱為衰耗，是指電磁波在宏觀大范圍(即公里級(jí))空間傳播所產(chǎn)生的損耗，它反映了傳播在空間距離的接收信號(hào)電平的變化趨勢(shì)。(2)大尺度衰落損耗：它是由于在電波傳播路徑上受到建筑物及山丘等的阻擋所產(chǎn)生的陰影效應(yīng)而產(chǎn)生的損耗。它反映了中等范圍內(nèi)數(shù)百波長(zhǎng)量級(jí)接收電頻的均值變化而產(chǎn)生的損耗，一般遵從

7、對(duì)數(shù)正態(tài)分布，其變化率較慢又稱為大尺度衰落。(3)小尺度衰落損耗：它主要是由于多徑傳播而產(chǎn)圖1多徑效應(yīng)生的衰落，它反映微觀小范圍內(nèi)數(shù)十波長(zhǎng)量級(jí)接收電平的均值變化而產(chǎn)生的損耗，一般遵從Rayleigh或Rician分布，其變化率比慢衰耗快，所以稱為小尺度衰落。它又可以劃分為空間選擇性衰落、頻率選擇性衰落、時(shí)間選擇性衰落。選擇性是指在不同的空間、頻率、時(shí)間，其衰落特性是不一樣的。移動(dòng)臺(tái)接收機(jī)接收多條傳播路徑來的信號(hào)，傳播路徑的長(zhǎng)度不同，到來的時(shí)間就有先后，信號(hào)的相位就不同。根據(jù)同相疊加、反相抵消的干涉原理，在

8、移動(dòng)路線中各處干涉的結(jié)果形成斑馬線狀的干涉條紋，即在移動(dòng)過程中，Ms(uE)收到時(shí)強(qiáng)時(shí)弱的起伏信號(hào)。對(duì)于IMT-2000的2GHz~：作頻率來說，波長(zhǎng)僅僅為15cm。因此在高速的移動(dòng)時(shí)，每秒內(nèi)接收的信號(hào)強(qiáng)弱變化很多次，接收功率強(qiáng)弱相差最大可達(dá)40dB，折合1萬倍的功率差別。1．2．2遠(yuǎn)蚯應(yīng)兩個(gè)UE(UserEquipment)和基站之間的距離不同，信號(hào)就具有不同的衰耗。對(duì)于上行信號(hào)，如果兩個(gè)uE以相同的發(fā)射功率進(jìn)行發(fā)射，則基站