1、3G涉及的若干技术,3G系统中引入了一些新技术,主要有:信道编码和交织,智能天线,软件无线电,多用户检测,动态信道分配,高速下行分组接入等技术。,信道编码和交织,信道编码和交织依赖于信道特性和业务需求。不仅对于业务信道和控制信道应采用不同的编码和交织技术,而且对于同一信道的不同业务也应采用不同的编码和交织技术。在IMT2000中,在语音和低速率、对译码时延要求比较苛刻的数据链路中使用卷积码。卷积码:把k个信息比特编成n个比特,k,n都很小,适宜以串行方式传输,而且延时也小,编码后的n个码元不但与本组k个信息码元相关,还与前面(N1)组的信息码元相关,其中N称为约束长度。卷积码一般可表示成(n,
2、k,N)。卷积编码的纠错能力随N的增大而增大,而差错率随N的增大成指数下降。卷积码主要用于纠错,当解调器采用最大似然估计方法时,可以产生十分有效的纠错结果。,智能天线,智能天线是一种安装在基站现场的双向天线,通过一组带有可编程电子相位关系的固定天线单元获取方向性,并可以同时获取基站和移动台之间各个链路的方向特性。 智能天线的原理是将无线电的信号导向具体的方向,产生空间定向波束,使天线主波束对准用户信号到达方向DOA(Direction of Arrinal),旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向,达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。,智能天线分类,智能天线分为:多波束智能天线与自
3、适应阵智能天线。 多波束智能天线:每个波束的方向是固定的,并且其宽度随着天线阵元数而变化。对于移动用户,基站选择不同的对应波束,使接收的信号强度最大。但用户信号未必在固定波束中心,当使用者是在波束边缘,干扰信号在波束的中央,接收效果最差。因此,与自适应天线阵比较,波束转换天线不能实现最佳的信号接收。由于扇形失真,波束转换天线增益在方位角上不均匀分布。但波束转换天线有结构简单和不需要判断用户信号方向(DOA) 的优势。主要用于模拟通信系统。,自适应阵智能天线,通常采用4-16 天线阵元结构,相邻阵元间距一般取为接收信号中心频率波长的 1/2。阵元间距过大,降低接收信号相关度;阵元间距过小,将在方
4、向图引起不必要的波瓣,因此阵元半波长间距通常是优选的。天线阵元配置方式包含直线的型,环型和平面的型,自适应天线是智能天线的主要的型式 。自适应天线完成用户信号接收和发送可认为是全向天线。它采用数字信号处理技术识别用户信号的 DOA ,或者是主波束方向。根据不同空间用户信号传播方向,提供不同空间通道,有效克服对系统干扰。自适应天线主要用于数字通信系统。,智能天线在移动通信中的用途主要包括抗衰落、抗干扰、增加系统容量以及移动台的定位。 智能天线将在以下方面提高未来移动通信系统的性能: (1)扩大系统的覆盖区域; (2)增加系统容量;(3)提高频谱利用效率; (4)降低基站发射功率,节省系统成本,减
5、少信号间干扰与电磁环境污染。,软件无线电,软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托,通过软件编程来实现无线电台的各种功能,从基于硬件、面向用途的电台设计方法中解放出来。功能的软件化实现势力要求减少功能单一、灵活性差的硬件电路,尤其是减少模拟环节,把数字化处理(A/D和D/A变换)尽量靠近天线。软件无线电强调体系结构的开放性和全面可编程性,通过软件更新改变硬件配置结构,实现新的功能。软件无线电采用标准的、高性能的开放式总线结构,以利于硬件模块的不断升级和扩展。,多用户检测,多用户检测技术(MUD)是通过取消小区间干扰来改进性能,增加系统容量。实际容量的增加取决于算法的有效性
6、、无线环境和系统负载。除了系统的改进,还可以有效的缓解远近效应。 特点: (1)提高CDMA的系统容量,增加用户数。 (2)降低CDMA用户设备(UE)的发射功率,提高UE的待机及通话时间。另一方面,表现为降低了UE射频部分的成本及故障率。 (3)降低CDMA用户设备(UE)的发射功率,提高UE的待机及通话时间。另一方面,表现为降低了UE射频部分的成本及故障率。 (4)增加通信距离,增大基站的覆盖面积,降低了基站综合成本。,动态信道分配,DCA是动态信道分配的简称,其作用是通过信道质量准则和业务量参数对信道资源进行优化配置。DCA的测量由UTRAN执行,并由UE向UTRAN报告测量结果。 基于
7、移动无线系统的CDMA一般受到两种系统自身干扰: 第一,小区内干扰也称之为多用户接入干扰(MAI)作为典型的CDMA传输方案,它是由在一个小区内的多用户接入产生的。第二,是在小区复用过程中由周围小区的相互间作用所产生的小区间干扰。,时域动态信道分配:如果在目前使用的无线载波的原有的时隙中发生干扰,通过改变时隙可进行时域的动态信道分配。 频域动态信道分配:如果在目前使用的无线载波的所有时隙中发生干扰,通过改变无线载波可进行频域动态信道分配。 空域动态信道分配:通过选择用户间最有利的方向去耦,进行空域动态信道分配。空域动态信道分配是通过智能天线的定向性来实现的。它的产生与时域和频域动态信道分配有关
8、。,通过合并时域、频域和空域的动态信道分配技术,TDSCDMA能够自动将系统自身的干扰最小化。这样,TD-SCDMA先进的系统设计便可体现出其基本的TDMA/TDD方案的优势,从而,取得最佳的频谱效率、业务质量,并且也使运营商获得最佳的经济效益。,高速下行分组接入,高速下行分组接入(High Speed Downlink Packet Access,HSDPA)是3GPP在Rel5协议中为了满足上下行数据业务不对称的需求提出来的,它可以使最高下行数据速率达10Mbps,从而大大提高用户下行数据业务速率,而且不改变已经建设的WCDMA系统的网络结构。因此,该技术是WCDMA网络建设后期提高下行容量和数据业务速率的一种重要技术。,HSDPA采用的关键技术为自适应调制编码(AMC)和混合自动重复(HARQ)。AMC自适应调制和编码方式是根据信道的质量情况,选择最合适的调制和编码方式。信道编码采用R99 1/3Turbo码以及通过相应码率匹配后产生的其它速率的Turbo码,调制方式可选择QPSK、8PSK、16QAM等。通过编码和调制方式的组合,产生不同的传输速率。而HARQ基于信道条件提供精确的编码速率调节,可自动适应瞬时信道条件,且对延迟和误差不敏感。,谢谢,