基于WCDMA的無線通信傳輸技術(shù)探析

朱麗杰 王艷

（牡丹江市聯(lián)通公司客服部，黑龍江 牡丹江157000）

1 有關(guān)無線傳播特點的概述

(1)干擾功能：干擾主要包括雜散干擾，臨頻率的干擾和同頻率的干擾。干擾是對蜂窩無線系統(tǒng)功能最主要的限制因素之一。

(2)抖動功能：可以在信號與信號之間作用，使之產(chǎn)生時間差的變化。

(3)時間的延長與錯隔：由于信號是通過不同路徑來進行傳輸?shù)模蚤L度不同，到達的時間也不同。

(4)信號的衰落：信號在傳輸過程中會由于某些不可避免的抗力發(fā)生隕落現(xiàn)象，并且衰落的方式一般會遵循一定的規(guī)律，通常情況下包括萊斯分布與瑞利分布。

2 研究WCDMA的無線傳輸?shù)募夹g(shù)

2.1 有關(guān)擴頻技術(shù)的概述

擴頻技術(shù)即擴展頻譜通信，簡稱為擴頻通信，它的特點是傳輸信息所用的帶寬遠大于信息本身帶寬。擴頻通信技術(shù)在發(fā)端以擴頻編碼進行擴頻調(diào)制，在收端以相關(guān)解調(diào)技術(shù)收信息，這一過程使其具有諸多優(yōu)良特性。它在有關(guān)擴頻的技術(shù)中的應用是相當廣泛的。它的特點：抗干擾性能好，具有較強的抗人為寬帶干擾、窄帶瞄準式干擾、中繼轉(zhuǎn)發(fā)式干擾的能力，有利于電子反對扛。如果再采用自適應對消、自適應天線、自適應濾波、可以使多徑干擾消除，這對軍用和民用移動通信是很有利的。第二、擴頻通信的隱蔽性很強，因信號在很寬的頻帶上被擴展，則單位寬帶上的功率很小，及信號功率譜密度很低。信號淹沒在白噪聲之中，別人難于發(fā)現(xiàn)信號的存在，再加之不知擴頻編碼，就更難加拾取有用信號。而極低的功率譜密度，也很少對其它電訊設備造成干擾。第三、擴頻通信還易于實現(xiàn)碼分多址：擴頻通信占用寬帶頻譜資源通信，改善了抗干擾能力，是提高了頻帶的額利用率，充分利用不同碼型的擴頻編碼之間的相關(guān)特性，分配給不同用戶不同的擴頻編碼，就可以區(qū)別不同用戶的信號，眾多用戶，只要配對使用自己的擴頻編碼，就可以互不干擾的同時使用同一頻率通信，從而實現(xiàn)了頻率復用，使用及的頻譜得到充分的利用。

2.2 有關(guān)編碼技術(shù)的概述

編碼技術(shù)就是用預先規(guī)定的方法將文字、數(shù)字或其他對象編成數(shù)碼，或?qū)⑿畔?、?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成規(guī)定的電脈沖信號。編碼在電子計算機、電視、遙控和通信等方面廣泛使用。編碼是信息從一種形式或格式轉(zhuǎn)換為另一種形式或格式的過程。提高了傳輸?shù)乃俣取?/p>

2.3 有關(guān)交織技術(shù)的概述

在陸地移動通信這種變參信道上，持續(xù)較長的深衰落谷點會影響到相繼一串的比特，使比特差錯常常成串發(fā)生。然而，信道編碼僅能監(jiān)測和矯正單個差錯和不太長的差錯串交織技術(shù)及時將一條信息中的相繼比特以非相繼的方式發(fā)送，這樣及時在傳輸過程中發(fā)生了成串差錯，恢復成一條相繼比特串的消息時，差錯也就變成單個（或者長度很短）的錯誤比特，這時再用信道結(jié)癥隨機差錯的編碼技術(shù)消除隨即差錯。它的原理是經(jīng)過（n0，k0，m）卷積碼器輸出的由 n0 比特組成的碼字，被存儲到一個（n0*i）即n0行i列的塊交織矩陣中，其后按矩陣列的方法讀取并輸出序列。這樣，n0個連續(xù)編碼比特在讀出穿行序列中被（i-1）個比特相通稱為離散編碼比特分布。

但是交織技術(shù)也有其缺點所在，比如在將傳輸數(shù)據(jù)的順序進行改變的時候，因為隨機化現(xiàn)象，降低了編碼的有效性。主要體現(xiàn)在：個別情況下，很多隨機的差錯很可能造成交織的整體出現(xiàn)差錯以致突發(fā)情況的發(fā)生；再者，因為改變了傳輸過程中的順序問題，這就使得我們在糾正問題還有解決問題的時候要等到所有數(shù)據(jù)和信號接收完畢在進行處理，這就造成了延遲和時間被浪費等現(xiàn)象的發(fā)生。

2.4 有關(guān)分集技術(shù)的概述

根據(jù)信號論原理，如果有其他衰減程度的原發(fā)送信號副本提供給接收機，則有助于接收信號的正確判決。這種通過提供傳送信號多個副本來提高接收信號正確判斷率的方法被稱為分集。分集技術(shù)使用來補償衰落信道損耗的，它通常利用無線傳播環(huán)境中同一信號的獨立樣本之間不相關(guān)的特點，使用一定的信號合并技術(shù)改善接收信號，來抵抗衰落引起的不良影響?？臻g分集手段可以克服空間選擇性衰落，但是分集接收機之間的距離要滿足大于三倍波長的基本條件。

在WCDMA中使用的分集技術(shù)主要有4種。

(1)開環(huán)發(fā)射分集：使用空時編碼對信號進行處理，并從兩根天線上發(fā)射，綜合利用了時間分集和空間分集技術(shù)。

(2)閉環(huán)發(fā)射分集：由接收端反饋參數(shù)控制兩根發(fā)射天線的加權(quán)，是帶反饋技術(shù)的空間分集。

(3)交織技術(shù)：是一種隱含的時間分集技術(shù)，與WCDMA系統(tǒng)選用的編碼方案配合使用。

(4)RAKE接收技術(shù)：也是一種隱含的時間分集技術(shù)，它的技術(shù)特性是認為一個碼片時間大于信道的相關(guān)時間，則RAKE接收利用的多徑信號被認為是發(fā)射機多次發(fā)送過來的信號。

2.5 功率控制

2.5.1 開環(huán)功率控憾基本原理

開環(huán)控制的主要特點是不需要反饋信息，因此，在無線信道突然變化時，它可以快速響應變化。此外，它的功率調(diào)整動態(tài)范圍大。但開環(huán)功率控制的準確度不會很高，只能起到粗略控制的作用，因此必須使用閉環(huán)功率控制達到相當精度的控制效果WCDMA協(xié)議中要求開環(huán)功率控制的控制方差在lOdB內(nèi)就可以接受。

2.5.2 閉環(huán)-內(nèi)環(huán)功率控科基本原理

接收方根據(jù)接收到信號的信干比與控制信道的信干比目標值比較，然后向發(fā)送方返回一個TPC命令，發(fā)送方根據(jù)接收到的TPC命令，通過高層給定的閉環(huán)功率控制算法得出是增加發(fā)射功率還是減小發(fā)射功率。內(nèi)環(huán)功率控制和外環(huán)功率控制的結(jié)合體現(xiàn)信干比平衡準則和質(zhì)量平衡準則的結(jié)合。閉環(huán)功率控制的調(diào)整永遠落后于測量時的狀態(tài)。進行閉環(huán)功率控制的物理信道有：DPCH、PDSCH和PCPCH。不進行閉環(huán)功率控制的物理信道有：P-CPICH(S-CPICH)、PCCPCH(S-CCPCH)、PRACH 等。

結(jié)語

WCDMA 本身是無線通信的一種標準，其設計是為了增大無線通信帶寬和傳輸?shù)姆€(wěn)定性，可適應多種速率的傳輸，靈活地提供多種業(yè)務。在無線傳輸技術(shù)中，信號傳輸過程中的延遲、衰減以及噪聲都是不可避免的。WCDMA除了采用以往無線傳輸中的一些相關(guān)技術(shù)來解決這些問題以外，其最大的特色是采用了發(fā)射、接收分集技術(shù)，并融合了各種功率控制技術(shù)來彌補信號傳輸過程中遇到的這些問題。

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[2]朱青.淺談WCDMA網(wǎng)絡高鐵覆蓋策略[J].電腦與電信，2010-08-10.