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(普通問題)
關(guān)于擴(kuò)頻碼在TD和WCDMA中的作用
在TD和WCDMA中都是采用OVSF碼進(jìn)行擴(kuò)頻，但有幾個問題不明白，望高手指教：
1.下行，擴(kuò)頻碼的作用
在W中的作用有2個：1）擴(kuò)頻，2）區(qū)分一個載波下的不同信道；
問題：在TD中擴(kuò)頻碼的作用之一是區(qū)分一個載波一個時隙下的不同信道，為什么是一個時隙而不是一個載波？
2.下行，擴(kuò)頻碼的管理單位
所有的擴(kuò)頻碼都是來自碼樹
問題：TD中一個擴(kuò)頻碼樹的共享是一個載波還是一個時隙，也就是說一個載波有一個碼樹還是一個時隙就有一個碼樹？WCDMA呢？
3.上行，擴(kuò)頻碼
問題：上行UE業(yè)務(wù)的擴(kuò)頻碼使用有限制嗎，可以來自不同的碼樹，也是就可以重復(fù)？
謝謝！
1.下行，擴(kuò)頻碼的作用
在W中的作用有2個：1）擴(kuò)頻，2）區(qū)分一個載波下的不同信道；
問題：在TD中擴(kuò)頻碼的作用之一是區(qū)分一個載波一個時隙下的不同信道，為什么是一個時隙而不是一個載波？
2.下行，擴(kuò)頻碼的管理單位
所有的擴(kuò)頻碼都是來自碼樹
問題：TD中一個擴(kuò)頻碼樹的共享是一個載波還是一個時隙，也就是說一個載波有一個碼樹還是一個時隙就有一個碼樹？WCDMA呢？
3.上行，擴(kuò)頻碼
問題：上行UE業(yè)務(wù)的擴(kuò)頻碼使用有限制嗎，可以來自不同的碼樹，也是就可以重復(fù)？
謝謝！
提問者:
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問題答案
( 2 )
對于多址接入方式，WCDMA在同一載頻上，多個用戶通過不同的碼字加以區(qū)分，為什么WCDMA還會有時間軸的定義？對于CDMA來說，物理信道的定義是頻率加碼字，時間概念的引入是在傳輸信道上基帶信號處理過程的基本單位，對應(yīng)用層信息，以多長時間來分塊進(jìn)行基帶信號處理，如GSM中20ms的時間塊，在UMTS中則隨不同傳輸信道的格式，選擇10ms、20ms、40ms或80ms等不同的時間塊。所以時間概念是空中接口基帶信號處理中傳輸信道的適配，也就是傳輸信道上的速率適配。時間和時隙的作用是提供時鐘參考和傳輸信道塊的處理單位。
在WCDMA中碼字（Code）和功率（Power）是二個重要概念，碼字是用來區(qū)分每一路通信的，而功率是對系統(tǒng)的干擾。與GSM類似，在WCDMA系統(tǒng)中，FDD方式下空中接口的主要參數(shù)包括：'C)h,M3b%o
帶寬――5MHz（實(shí)際使用的帶寬射頻調(diào)制之后是4.75MHz，在頻率劃分上可以不留保護(hù)頻帶）；MSCBSC 移動通信論壇2A#{$I-|&u;k&V6K*e,T
雙工間隔――190MHz（中間值），規(guī)范規(guī)定雙工間隔可以在134.8MHz～245.2MHz間取值（取決于不同國家的頻譜規(guī)劃）；
信道柵格（channel raster）――200KHz，在中心頻率選擇時，每200KHz頻率作為一個單位，故中心頻率一定是200KHz的整數(shù)倍；gg1fic3.cn9t3M$q*y!V
絕對射頻信道號（UARFCN）――用一對整數(shù)來描述空中接口的一對上下行頻率，對應(yīng)關(guān)系：Nul（Number UL）＝5xful；Ndl＝5xfdl，其中ful和fdl分別是上行和下行鏈路的絕對頻率值。該參數(shù)將作為底層的系統(tǒng)配置參數(shù)寫入軟件中，一旦獲得相應(yīng)的Lisence參數(shù)就不會發(fā)生變化。MSCBSC 移動通信論壇9N*|1~5w$z3^
在TDD方式下，會增加一個時隙參數(shù)的定義，一個TS定義為666.67us；頻段從1900～1920MHz；2010～2025MHz，每5MHz構(gòu)成一個中心頻率。
（UM10 4-7～4-8）
在WCDMA中采用的擴(kuò)頻方式是直接擴(kuò)頻（DS），在講述擴(kuò)頻原理之前，須明確幾個概念，首先，時間頻率的二元性指的是在傳送二進(jìn)制比特流時，它的周期性和在頻譜上表現(xiàn)出來特性之間的相互關(guān)系，如要傳送的比特流101101，在擴(kuò)頻及加擾調(diào)制之前，它要被轉(zhuǎn)換成物理上高低電平的電信號，在UMTS中，電平轉(zhuǎn)換采用的是NRZ編碼方案。0比特編為正相位、1比特變?yōu)樨?fù)相位。左圖中每比特周期用T0表示，右圖每比特周期用T1表示，T1< T0所以右圖比特流速率大于左圖，速率＝1/周期。對應(yīng)于空中接口功率譜特性，橫軸單位格是1/T，縱軸表示功率峰值，只考慮主瓣值為a2T，其中a代表比特本身的幅度增益。比較二圖可知，T值較小的信號，頻譜特性中的峰值能量就小，也就是隨比特速率增高，主瓣峰值能量降低，而占用的頻譜1/T展寬。擴(kuò)頻的目標(biāo)就是將窄代高能量信號展寬成5MHz的寬帶低能量信號，降低峰值能量。如何將窄代高能量信號展寬成寬帶低能量信號？作為直擴(kuò)的方式，就是將數(shù)據(jù)序列與高速的擴(kuò)頻序列進(jìn)行相乘運(yùn)算獲得，如果是比特流的話就是進(jìn)行異或運(yùn)算，由于在電路擴(kuò)頻之前已經(jīng)是＋1、－1的物理電信號，所以異或運(yùn)算將轉(zhuǎn)變成相乘運(yùn)算，結(jié)果是一樣的。由4-8圖可知，數(shù)據(jù)序列是擴(kuò)頻之前的序列，經(jīng)過NRZ編碼之后，假設(shè)每比特周期是由6個單位（虛線表示周期單位）構(gòu)成，對于原始比特來說，峰值能量是a2Tbit，即Ebit＝a2Tbit。擴(kuò)頻序列是幅度增益為1的單位序列，沒有多余能量的引入，只是速率上有變化，擴(kuò)頻序列速率是數(shù)據(jù)序列速率的6倍。經(jīng)過相乘運(yùn)算之后，在空中接口上發(fā)送的序列，速率與擴(kuò)頻序列的速率相同，原數(shù)據(jù)序列的1比特由6個比特位的序列來表示，因此，擴(kuò)頻后的序列抗干擾性能增加了。擴(kuò)頻之后的比特能量峰值仍然是a，周期發(fā)生變化T＝Tchip，所以擴(kuò)頻后的峰值能量為a2Tchip。定義Eb＝a2Tbit為擴(kuò)頻之前比特的峰值能量；Ec＝a2Tchip為擴(kuò)頻之后在空中接口傳送的碼片的峰值能量。Tb＝SFxTc，定義SF為擴(kuò)頻因子，指原來的1比特信息由SF個碼片（chip）來表示。因此，在Chip速率保持一定（3.84Mcps）的前提下，比特速率與擴(kuò)頻因子呈反比關(guān)系。在UMTS中已定義了擴(kuò)頻后的Chip速率為3.84Mcps，Bit Rate x SF＝3.84Mcps， SF最小取值是4。需要明確的幾個概念是Bit、Symbol（碼符號）和Chip（碼片）。Bit對應(yīng)的是有用信息（Information），是進(jìn)入物理層進(jìn)行基帶信號處理前的信息位，它的速率稱為比特速率；Symbol是在空中接口發(fā)送之前，對信息進(jìn)行基帶信號處理（信道編碼）如交織、循環(huán)冗余校驗位的添加、速率適配等之后，在進(jìn)入擴(kuò)頻調(diào)制之前的信號，所以Symbol對應(yīng)的是基帶信號處理之后的信號，它的速率稱為Symbol速率；Chip是空中接口上經(jīng)過擴(kuò)頻調(diào)制之后的信息單位，用于體現(xiàn)能量（energy）的承載。由此，公式Bit Rate x SF＝Chip Rate將被修正為Symbol Rate x SF＝Chip Rate。下表所示為UMTS服務(wù)類型常見的速率對應(yīng)關(guān)系，其中的Bearer Data Rate應(yīng)是Symbol Rate：
基帶信號處理的整個過程與GSM基本一樣，原始信息比特流進(jìn)入傳輸信道作處理時，首先會添加CRC冗余校驗位，稱為CRC Attachment過程，這一過程的選擇，取決于傳輸信道的特性；CRC保護(hù)之后，對信息進(jìn)行編碼，可以選擇各種信道編碼方式，如卷積、Turbe碼等，效率可以是1/2、1/3各不一樣，取決于服務(wù)類別；信道編碼之后，要進(jìn)行速率適配，稱為Punctch或Repetation過程，原始比特速率可以各不相同，而后面進(jìn)行擴(kuò)頻時，SF的取值是有固定的如4、16、32、64、128等，所以原始速率為中間值時，需要對速率進(jìn)行適配，以滿足SF的取值；速率適配之后，要完成一次交織和二次交織過程，交織過程中速率不會發(fā)生變化，只是打亂發(fā)送順序，目的還是為了抵抗空中接口的干擾；交織完成之后，要做時間幀的適配，即將空中接口上的信息塊適配到空中接口10ms的幀上。過程結(jié)束之后，對于上下鏈路，在區(qū)分I路和Q路時，處理方法各不一樣，下行鏈路要先進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換分成I路和Q路，每個I路和Q路上的速率即為Symbol Rate。同樣，對于上行鏈路，采用并行的BPSK方式，I路和Q路不是串并轉(zhuǎn)換而來，而是各是一個分支分別進(jìn)行擴(kuò)頻和加擾調(diào)制過程。進(jìn)行擴(kuò)頻之后的速率為Chip Rate。再進(jìn)行加擾處理和每碼字功率增益的調(diào)整過程。整個基帶信號處理過程結(jié)束之后，再進(jìn)行中頻轉(zhuǎn)換和射頻調(diào)制過程，將Chip關(guān)系調(diào)制到相位關(guān)系上，即所謂的相調(diào)。值得注意的是，對于同一類業(yè)務(wù)，系統(tǒng)根據(jù)不同的Qos要求，在傳輸信道上可能會選擇不同的速率，則信號處理過程會有所區(qū)別，實(shí)行動態(tài)的處理過程，這也是與GSM系統(tǒng)的區(qū)別。但從規(guī)范的角度來看，不同Qos的業(yè)務(wù)選擇的處理過程是一定的，只是提供了多樣的處理方式，由RNC動態(tài)分配。移動通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單8Q X l(S#y$i
3.84Mchip/s的速率值是人為確定的。從上述的時間頻率二元性上可知，頻率越寬系統(tǒng)的抗干擾性能越好，但頻率的使用率卻越低。所以3.84Mchip/s的速率值只是人為的一個折中。WCDMA本身定義的速率值是4.096Mchip/s，為了歐洲與北美不同制式的協(xié)調(diào)，才最終選擇了3.84Mchip/s的速率。
對于接受端，接受機(jī)會將接受到的信號序列和相同的擴(kuò)頻序列進(jìn)行同樣的相乘運(yùn)算而完成解擴(kuò)過程。在信號接受開始時，接受端產(chǎn)生的擴(kuò)頻序列必須完成與發(fā)射端擴(kuò)頻序列同步的過程，同時一直維持同步過程直到信號完全接受。MSCBSC 移動通信論壇"E-H;%H(j5F:c*r)|
作為CDMA來說，用戶工作在同一個中心頻率上，所有的用戶信息疊加在空中接口上發(fā)射并通過碼字來區(qū)分。所以碼字的選擇非常重要，系統(tǒng)應(yīng)對碼字有怎樣的特性要求？也就是怎樣來區(qū)分用戶？一個重要的概念就是碼字的正交。需要明確的幾個概念――自相關(guān)性和互相關(guān)性。所謂自相關(guān)性（auto-correlation），指的是作為一個碼字序列來說，它本身的相關(guān)特性，在相位同步的前提條件下，有100％的相關(guān)性。對于二進(jìn)制比特流來說，也就是自身進(jìn)行異或運(yùn)算后為0序列，對相乘運(yùn)算來說，得到100％的+1，稱為完全正相關(guān)，如得到的是100％的－1，則稱為完全負(fù)相關(guān)，相位偏轉(zhuǎn)；碼字選擇時，要求碼字要有良好的自相關(guān)性，使得相關(guān)解調(diào)器可以很容易捕捉到碼字的存在�；ハ嚓P(guān)性（cross-correlation）指的是不同碼字之間的相關(guān)特性，通過不同碼字，系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)碼分復(fù)用，所以不同碼字應(yīng)保證不相關(guān)，簡單來說，系統(tǒng)希望碼字能完全正交。但在實(shí)際系統(tǒng)中，這種完全正交的特性是比較難實(shí)現(xiàn)的，所以希望碼字的互相關(guān)性是越低越好。正交性的判斷，在同步條件下，進(jìn)行相乘運(yùn)算，50％的＋1和50％的－1，則完全正交，如果是二進(jìn)制比特流運(yùn)算的話，應(yīng)該是50％的＋1和50％的0，表示完全正交。所以良好的自相關(guān)性和較低的互相關(guān)性，是對碼字的基本要求。有用信號的提取正是由于有用信號的碼字和其他信號的碼字存在正交性，經(jīng)過相乘運(yùn)算之后，可以將其他信號屏蔽為零，而只提取出有用信號的能量。公式∑SPi x SPm＝0（i≠m）時，表示完全正交。（舉例見UM10 4-11）
（UM10 4-12～4-13）
在UMTS中，碼字一共有二種類型的應(yīng)用，第一種稱為信道化碼（Channelization code，簡寫為CH），第二種稱為擾碼（Scrambling code，簡寫為SC）。由于在上下行鏈路中處理方式的不同，導(dǎo)致二種類型碼字的作用各不一樣。在下行鏈路（基站→移動臺方向）上，基站向本小區(qū)發(fā)送信息時，基站首先將各種用戶信息分別與各自的CH進(jìn)行相乘運(yùn)算，之后將信號疊加，再與擾碼進(jìn)行相乘運(yùn)算，之后在空中接口上發(fā)射。移動臺側(cè)先做解擾，然后再解出自己的有用信息。用戶信息和CH進(jìn)行相乘運(yùn)算時，CH就是擴(kuò)頻序列，通過選擇CH的正交性，來區(qū)分用戶信息。所以CH無論在上行還是下行鏈路上，它最基本的作用就是直接擴(kuò)頻（Spreading），所以CH就是擴(kuò)頻碼。經(jīng)過擴(kuò)頻后的速率都是3.84Mchip/s，再進(jìn)行擾碼加密過程，擾碼的速率也是恒定的3.84Mchip/s。CH除了作為擴(kuò)頻碼外，還可以作為物理信道的ID。在UMTS中，單個用戶的業(yè)務(wù)類型，可以根據(jù)需要分配多個物理信道，理論上2M速率的實(shí)現(xiàn)是通過同時占用多個物理信道來實(shí)現(xiàn)的，而用戶正是通過識別不同的CH來獲得物理信道的服務(wù)，所以CH是用來區(qū)分在下行鏈路上的多個物理信道的�？罩薪涌谫Y源在分配時，相當(dāng)于分配給用戶的就是多個CH。而這種分配是由RNC來完成的動態(tài)分配。作為擾碼，移動臺必須首先進(jìn)行解擾，然后才能獲得自己的有用信息，所以擾碼的作用相當(dāng)于小區(qū)的ID。對移動臺來說，由于工作在相同頻率，所以可以收到來自不同小區(qū)的無線信號，是一個自干擾系統(tǒng)，但通過擾碼，移動臺只需要對駐扎小區(qū)進(jìn)行解碼，因為有用信息只有在本小區(qū)的專用信道上發(fā)送。在下行鏈路上，移動臺首先要區(qū)分本小區(qū)和非本小區(qū)的信號，這個區(qū)分過程就是通過解本小區(qū)擾碼來實(shí)現(xiàn)的。所以系統(tǒng)中每小區(qū)對應(yīng)一個擾碼。需要強(qiáng)調(diào)的是cell、sector和BTS概念的不同。對于BTS來說，可以是全向站、三扇區(qū)或六扇區(qū)定向站等，如果基站在發(fā)射方向是全向發(fā)射，從邏輯角度來說，基站的管理是一個小區(qū)（cell），1BTS＝1cell，基站分配一個擾碼；如果基站在發(fā)射方向是三扇區(qū)定向發(fā)射，每個扇區(qū)（sector）就是一個小區(qū)（cell），故一個BTS需要3個擾碼。所以cell的概念是OMCR上的概念，邏輯上是執(zhí)行相關(guān)算法的最小單位。而sector的構(gòu)成是從射頻角度上講的。在UMTS中，一個全向的BTS，可以理解為在下行鏈路上是全向發(fā)射，而上行方向則是3扇區(qū)定向接受的，采用3付天線，在發(fā)射方向三扇區(qū)發(fā)射相同的信號，相當(dāng)于全向發(fā)射，而接受端是定向接受。對于相鄰小區(qū)的擾碼在分配時碼字的互相關(guān)性要低，正交性要好。但從網(wǎng)絡(luò)角度來說，如果二個基站處于同時發(fā)射，到達(dá)移動臺后，由于所處位置不同，在接受來自二個小區(qū)的信號時，由于傳播時延，信號的相位會有所偏差，形成干擾。也就是在同步條件下，完全正交的特性，由于傳播時延而遭到破壞。
在上行鏈路（移動臺→基站方向）上，每個移動臺向基站發(fā)射自己的信息，信息由每個移動臺自己處理，首先經(jīng)過CH進(jìn)行擴(kuò)頻，然后再增加各自的擾碼進(jìn)行加擾。對于不同用戶，如果是相同的服務(wù)類型，則可以選擇相同的CH，而通過擾碼來加以區(qū)分。從擾碼角度來看，在上行方向上是移動臺（UE）的ID，對于每一個移動臺，會有一個擾碼來對應(yīng)，不同UE之間的擾碼應(yīng)該是完全正交。對于高速業(yè)務(wù)，UE同樣可以分配多個物理信道同時進(jìn)行工作，只是現(xiàn)階段不作討論。所以在UL方向，CH的作用只是擴(kuò)頻。在不同方向上碼字的作用歸納如下：
值得注意的是，碼字作為空中接口的資源是按序分配的。在DL方向，CH是由RNC根據(jù)業(yè)務(wù)類型進(jìn)行動態(tài)分配，對于相同業(yè)務(wù)類型則分配正交的碼字；SC是在OMC上確定的，相當(dāng)于GSM中頻率規(guī)劃，在UMTS中需要做碼字規(guī)劃（512個主擾碼），一旦確定，則是由OMC靜態(tài)管理。在UL方向，現(xiàn)階段的CH是由RNC以半靜態(tài)方式分配的，對于相同業(yè)務(wù)速率，CH是唯一的，規(guī)范中規(guī)定在將來可以是動態(tài)分配；SC的分配，首先要區(qū)分二個ID，一個是RNC所分配的臨時識別符（UE ID），另一個是完成位置登記時由核心網(wǎng)分配的臨時識別符（UIA）。這里的UE ID仍然是由RNC動態(tài)分配的，如果是屬于同一個RNC，UE的ID是不會出現(xiàn)重復(fù)的，由UE ID來觸發(fā)上行鏈路上擾碼的產(chǎn)生，所以上行鏈路上的擾碼是RNC根據(jù)用戶的每一次RRC連接建立請求動態(tài)分配的，上行SC是針對每用戶分配，而不是針對每業(yè)務(wù)類型。所謂的RNC無線資源的管理功能，就是RNC對碼字的管理。#G"E0f$h,G)I"{%X/~0I
（注上述碼字均為用戶專用信道上的碼字，非公共信道上的碼字）
（提問：在UL方向上，不同的RNC是否存在相同的UE ID分配而發(fā)生沖突？）
（UM10 4-14～4-15）
在WCDMA中碼字（Code）和功率（Power）是二個重要概念，碼字是用來區(qū)分每一路通信的，而功率是對系統(tǒng)的干擾。與GSM類似，在WCDMA系統(tǒng)中，FDD方式下空中接口的主要參數(shù)包括：'C)h,M3b%o
帶寬――5MHz（實(shí)際使用的帶寬射頻調(diào)制之后是4.75MHz，在頻率劃分上可以不留保護(hù)頻帶）；MSCBSC 移動通信論壇2A#{$I-|&u;k&V6K*e,T
雙工間隔――190MHz（中間值），規(guī)范規(guī)定雙工間隔可以在134.8MHz～245.2MHz間取值（取決于不同國家的頻譜規(guī)劃）；
信道柵格（channel raster）――200KHz，在中心頻率選擇時，每200KHz頻率作為一個單位，故中心頻率一定是200KHz的整數(shù)倍；gg1fic3.cn9t3M$q*y!V
絕對射頻信道號（UARFCN）――用一對整數(shù)來描述空中接口的一對上下行頻率，對應(yīng)關(guān)系：Nul（Number UL）＝5xful；Ndl＝5xfdl，其中ful和fdl分別是上行和下行鏈路的絕對頻率值。該參數(shù)將作為底層的系統(tǒng)配置參數(shù)寫入軟件中，一旦獲得相應(yīng)的Lisence參數(shù)就不會發(fā)生變化。MSCBSC 移動通信論壇9N*|1~5w$z3^
在TDD方式下，會增加一個時隙參數(shù)的定義，一個TS定義為666.67us；頻段從1900～1920MHz；2010～2025MHz，每5MHz構(gòu)成一個中心頻率。
（UM10 4-7～4-8）
在WCDMA中采用的擴(kuò)頻方式是直接擴(kuò)頻（DS），在講述擴(kuò)頻原理之前，須明確幾個概念，首先，時間頻率的二元性指的是在傳送二進(jìn)制比特流時，它的周期性和在頻譜上表現(xiàn)出來特性之間的相互關(guān)系，如要傳送的比特流101101，在擴(kuò)頻及加擾調(diào)制之前，它要被轉(zhuǎn)換成物理上高低電平的電信號，在UMTS中，電平轉(zhuǎn)換采用的是NRZ編碼方案。0比特編為正相位、1比特變?yōu)樨?fù)相位。左圖中每比特周期用T0表示，右圖每比特周期用T1表示，T1< T0所以右圖比特流速率大于左圖，速率＝1/周期。對應(yīng)于空中接口功率譜特性，橫軸單位格是1/T，縱軸表示功率峰值，只考慮主瓣值為a2T，其中a代表比特本身的幅度增益。比較二圖可知，T值較小的信號，頻譜特性中的峰值能量就小，也就是隨比特速率增高，主瓣峰值能量降低，而占用的頻譜1/T展寬。擴(kuò)頻的目標(biāo)就是將窄代高能量信號展寬成5MHz的寬帶低能量信號，降低峰值能量。如何將窄代高能量信號展寬成寬帶低能量信號？作為直擴(kuò)的方式，就是將數(shù)據(jù)序列與高速的擴(kuò)頻序列進(jìn)行相乘運(yùn)算獲得，如果是比特流的話就是進(jìn)行異或運(yùn)算，由于在電路擴(kuò)頻之前已經(jīng)是＋1、－1的物理電信號，所以異或運(yùn)算將轉(zhuǎn)變成相乘運(yùn)算，結(jié)果是一樣的。由4-8圖可知，數(shù)據(jù)序列是擴(kuò)頻之前的序列，經(jīng)過NRZ編碼之后，假設(shè)每比特周期是由6個單位（虛線表示周期單位）構(gòu)成，對于原始比特來說，峰值能量是a2Tbit，即Ebit＝a2Tbit。擴(kuò)頻序列是幅度增益為1的單位序列，沒有多余能量的引入，只是速率上有變化，擴(kuò)頻序列速率是數(shù)據(jù)序列速率的6倍。經(jīng)過相乘運(yùn)算之后，在空中接口上發(fā)送的序列，速率與擴(kuò)頻序列的速率相同，原數(shù)據(jù)序列的1比特由6個比特位的序列來表示，因此，擴(kuò)頻后的序列抗干擾性能增加了。擴(kuò)頻之后的比特能量峰值仍然是a，周期發(fā)生變化T＝Tchip，所以擴(kuò)頻后的峰值能量為a2Tchip。定義Eb＝a2Tbit為擴(kuò)頻之前比特的峰值能量；Ec＝a2Tchip為擴(kuò)頻之后在空中接口傳送的碼片的峰值能量。Tb＝SFxTc，定義SF為擴(kuò)頻因子，指原來的1比特信息由SF個碼片（chip）來表示。因此，在Chip速率保持一定（3.84Mcps）的前提下，比特速率與擴(kuò)頻因子呈反比關(guān)系。在UMTS中已定義了擴(kuò)頻后的Chip速率為3.84Mcps，Bit Rate x SF＝3.84Mcps， SF最小取值是4。需要明確的幾個概念是Bit、Symbol（碼符號）和Chip（碼片）。Bit對應(yīng)的是有用信息（Information），是進(jìn)入物理層進(jìn)行基帶信號處理前的信息位，它的速率稱為比特速率；Symbol是在空中接口發(fā)送之前，對信息進(jìn)行基帶信號處理（信道編碼）如交織、循環(huán)冗余校驗位的添加、速率適配等之后，在進(jìn)入擴(kuò)頻調(diào)制之前的信號，所以Symbol對應(yīng)的是基帶信號處理之后的信號，它的速率稱為Symbol速率；Chip是空中接口上經(jīng)過擴(kuò)頻調(diào)制之后的信息單位，用于體現(xiàn)能量（energy）的承載。由此，公式Bit Rate x SF＝Chip Rate將被修正為Symbol Rate x SF＝Chip Rate。下表所示為UMTS服務(wù)類型常見的速率對應(yīng)關(guān)系，其中的Bearer Data Rate應(yīng)是Symbol Rate：
|
Service |
Bit Rate （kbps） |
Bearer Data Rate （kbps） |
SF |
Modulation Rate （Mchip/s） |
|
Speech |
12.2 |
30 |
128 |
3.84 |
|
Packet 64kbps |
64 |
120 |
32 |
3.84 |
|
Packet 384kbps |
384 |
960 |
4 |
3.84 |
3.84Mchip/s的速率值是人為確定的。從上述的時間頻率二元性上可知，頻率越寬系統(tǒng)的抗干擾性能越好，但頻率的使用率卻越低。所以3.84Mchip/s的速率值只是人為的一個折中。WCDMA本身定義的速率值是4.096Mchip/s，為了歐洲與北美不同制式的協(xié)調(diào)，才最終選擇了3.84Mchip/s的速率。
對于接受端，接受機(jī)會將接受到的信號序列和相同的擴(kuò)頻序列進(jìn)行同樣的相乘運(yùn)算而完成解擴(kuò)過程。在信號接受開始時，接受端產(chǎn)生的擴(kuò)頻序列必須完成與發(fā)射端擴(kuò)頻序列同步的過程，同時一直維持同步過程直到信號完全接受。MSCBSC 移動通信論壇"E-H;%H(j5F:c*r)|
作為CDMA來說，用戶工作在同一個中心頻率上，所有的用戶信息疊加在空中接口上發(fā)射并通過碼字來區(qū)分。所以碼字的選擇非常重要，系統(tǒng)應(yīng)對碼字有怎樣的特性要求？也就是怎樣來區(qū)分用戶？一個重要的概念就是碼字的正交。需要明確的幾個概念――自相關(guān)性和互相關(guān)性。所謂自相關(guān)性（auto-correlation），指的是作為一個碼字序列來說，它本身的相關(guān)特性，在相位同步的前提條件下，有100％的相關(guān)性。對于二進(jìn)制比特流來說，也就是自身進(jìn)行異或運(yùn)算后為0序列，對相乘運(yùn)算來說，得到100％的+1，稱為完全正相關(guān)，如得到的是100％的－1，則稱為完全負(fù)相關(guān)，相位偏轉(zhuǎn)；碼字選擇時，要求碼字要有良好的自相關(guān)性，使得相關(guān)解調(diào)器可以很容易捕捉到碼字的存在�；ハ嚓P(guān)性（cross-correlation）指的是不同碼字之間的相關(guān)特性，通過不同碼字，系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)碼分復(fù)用，所以不同碼字應(yīng)保證不相關(guān)，簡單來說，系統(tǒng)希望碼字能完全正交。但在實(shí)際系統(tǒng)中，這種完全正交的特性是比較難實(shí)現(xiàn)的，所以希望碼字的互相關(guān)性是越低越好。正交性的判斷，在同步條件下，進(jìn)行相乘運(yùn)算，50％的＋1和50％的－1，則完全正交，如果是二進(jìn)制比特流運(yùn)算的話，應(yīng)該是50％的＋1和50％的0，表示完全正交。所以良好的自相關(guān)性和較低的互相關(guān)性，是對碼字的基本要求。有用信號的提取正是由于有用信號的碼字和其他信號的碼字存在正交性，經(jīng)過相乘運(yùn)算之后，可以將其他信號屏蔽為零，而只提取出有用信號的能量。公式∑SPi x SPm＝0（i≠m）時，表示完全正交。（舉例見UM10 4-11）
（UM10 4-12～4-13）
在UMTS中，碼字一共有二種類型的應(yīng)用，第一種稱為信道化碼（Channelization code，簡寫為CH），第二種稱為擾碼（Scrambling code，簡寫為SC）。由于在上下行鏈路中處理方式的不同，導(dǎo)致二種類型碼字的作用各不一樣。在下行鏈路（基站→移動臺方向）上，基站向本小區(qū)發(fā)送信息時，基站首先將各種用戶信息分別與各自的CH進(jìn)行相乘運(yùn)算，之后將信號疊加，再與擾碼進(jìn)行相乘運(yùn)算，之后在空中接口上發(fā)射。移動臺側(cè)先做解擾，然后再解出自己的有用信息。用戶信息和CH進(jìn)行相乘運(yùn)算時，CH就是擴(kuò)頻序列，通過選擇CH的正交性，來區(qū)分用戶信息。所以CH無論在上行還是下行鏈路上，它最基本的作用就是直接擴(kuò)頻（Spreading），所以CH就是擴(kuò)頻碼。經(jīng)過擴(kuò)頻后的速率都是3.84Mchip/s，再進(jìn)行擾碼加密過程，擾碼的速率也是恒定的3.84Mchip/s。CH除了作為擴(kuò)頻碼外，還可以作為物理信道的ID。在UMTS中，單個用戶的業(yè)務(wù)類型，可以根據(jù)需要分配多個物理信道，理論上2M速率的實(shí)現(xiàn)是通過同時占用多個物理信道來實(shí)現(xiàn)的，而用戶正是通過識別不同的CH來獲得物理信道的服務(wù)，所以CH是用來區(qū)分在下行鏈路上的多個物理信道的�？罩薪涌谫Y源在分配時，相當(dāng)于分配給用戶的就是多個CH。而這種分配是由RNC來完成的動態(tài)分配。作為擾碼，移動臺必須首先進(jìn)行解擾，然后才能獲得自己的有用信息，所以擾碼的作用相當(dāng)于小區(qū)的ID。對移動臺來說，由于工作在相同頻率，所以可以收到來自不同小區(qū)的無線信號，是一個自干擾系統(tǒng)，但通過擾碼，移動臺只需要對駐扎小區(qū)進(jìn)行解碼，因為有用信息只有在本小區(qū)的專用信道上發(fā)送。在下行鏈路上，移動臺首先要區(qū)分本小區(qū)和非本小區(qū)的信號，這個區(qū)分過程就是通過解本小區(qū)擾碼來實(shí)現(xiàn)的。所以系統(tǒng)中每小區(qū)對應(yīng)一個擾碼。需要強(qiáng)調(diào)的是cell、sector和BTS概念的不同。對于BTS來說，可以是全向站、三扇區(qū)或六扇區(qū)定向站等，如果基站在發(fā)射方向是全向發(fā)射，從邏輯角度來說，基站的管理是一個小區(qū)（cell），1BTS＝1cell，基站分配一個擾碼；如果基站在發(fā)射方向是三扇區(qū)定向發(fā)射，每個扇區(qū)（sector）就是一個小區(qū)（cell），故一個BTS需要3個擾碼。所以cell的概念是OMCR上的概念，邏輯上是執(zhí)行相關(guān)算法的最小單位。而sector的構(gòu)成是從射頻角度上講的。在UMTS中，一個全向的BTS，可以理解為在下行鏈路上是全向發(fā)射，而上行方向則是3扇區(qū)定向接受的，采用3付天線，在發(fā)射方向三扇區(qū)發(fā)射相同的信號，相當(dāng)于全向發(fā)射，而接受端是定向接受。對于相鄰小區(qū)的擾碼在分配時碼字的互相關(guān)性要低，正交性要好。但從網(wǎng)絡(luò)角度來說，如果二個基站處于同時發(fā)射，到達(dá)移動臺后，由于所處位置不同，在接受來自二個小區(qū)的信號時，由于傳播時延，信號的相位會有所偏差，形成干擾。也就是在同步條件下，完全正交的特性，由于傳播時延而遭到破壞。
在上行鏈路（移動臺→基站方向）上，每個移動臺向基站發(fā)射自己的信息，信息由每個移動臺自己處理，首先經(jīng)過CH進(jìn)行擴(kuò)頻，然后再增加各自的擾碼進(jìn)行加擾。對于不同用戶，如果是相同的服務(wù)類型，則可以選擇相同的CH，而通過擾碼來加以區(qū)分。從擾碼角度來看，在上行方向上是移動臺（UE）的ID，對于每一個移動臺，會有一個擾碼來對應(yīng)，不同UE之間的擾碼應(yīng)該是完全正交。對于高速業(yè)務(wù)，UE同樣可以分配多個物理信道同時進(jìn)行工作，只是現(xiàn)階段不作討論。所以在UL方向，CH的作用只是擴(kuò)頻。在不同方向上碼字的作用歸納如下：
|
|
Down Link |
Up Link |
|
信道化碼（CH） |
擴(kuò)頻（spreading） 物理信道標(biāo)識（phy channel ID）2g+O/W4D4N;O:].S+h |
擴(kuò)頻（spreading）移動通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單,N.S8n Y#I'J4{ |
|
擾碼（SC） |
小區(qū)標(biāo)識（cell ID）MSCBSC 移動通信論壇,h,I#f;t(M9^2^!` |
移動臺標(biāo)識（UE ID） |
（注上述碼字均為用戶專用信道上的碼字，非公共信道上的碼字）
（提問：在UL方向上，不同的RNC是否存在相同的UE ID分配而發(fā)生沖突？）
（UM10 4-14～4-15）
回答者：
mao_mao
回答時間：2010-05-31 18:14
3
2
很詳細(xì)
陳天林 2011-12-20 23:49
說的很全面，但是有點(diǎn)點(diǎn)復(fù)雜陳述這個答案的時候，最好簡明扼要回答核心問題“擴(kuò)頻后的序列抗干擾性能增加了”等等，再展開敘述。
個人觀點(diǎn)。
個人觀點(diǎn)。
Gino_Xu 2014-12-11 11:02
高手何在，快快顯身
回答者：
player
回答時間：2010-06-02 09:23
6
10
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