第22讲第3代移动通信主要技术标准.ppt

　第二十二讲  第三代移动通信的主要技术;主要内容;　　高效率的编译码技术 从源数据角度来看, 3G包括各类话音、 图像的数字压缩技术。 诸如各类单路、低时延、 低比特率的话音压缩、编码技术和基于MPEG-1、MPEG-2、H.261-H.263、H.324、MPEG-4至MPEG-7算法, 实施覆盖HDTV至甚低比特率(≤64 kb/s)的高质量数字图像压缩技术。  3G的语音编码技术主要有两种: 8 kb/s和13 kb/s的码本激励线性预测编码(CELP)。其中, 8 kb/s的全质量语音编码技术已经达到GSM系统的13 kb/s的话音水平甚至更好; 而13 kb/s的语音编码已达到有线长途话音水平。CELP采用与脉冲激励线性预测编码相同的原理, 只是将脉冲位置和幅度用一个矢量码表代替。 ; 此外, 信道编译码技术是第三代移动通信的一项核心技术。 这是因为，虽然第三代移动通信采用的扩频技术有利于克服多径衰落以提供高质量的传输信道, 但扩频技术存在潜在的频谱效率低的问题, 而一般的编码技术也是通过牺牲频谱利用率来换取功率利用率的, 因此, 3G系统中必须采用高效的信道编译码技术来进一步改善通信质量。  综合来讲, 现代无线通信系统对于信道编译码技术的要求是: 选择效率高、编码增益高、时延性能好、译码算法较简单、存储量较小、溢出概率小, 对同步要求不是很高, 适合于衰落信道传送、 易于实现。 ; 在第三代移动通信系统的主要提案中(包括WCDMA和CDMA 2000等), 除了采用与IS-95 CDMA系统相类似的卷积编码技术和交织技术之外, 还建议采用Turbo编码技术及RS卷积级联码技术。在此, 仅对各种技术的特点加以简要介绍, 具体请参见其他资料。 (1) 卷积码具有记忆能力, 可用维特比译码, 具有很高的编码增益。  (2) 交织技术的特点是能将码字中的长连错误转化成每个纠错码字里只有一个或两个错误, 这样有利于对付信道传输中由于突发性干扰而引起的长连串错误, 交织不会引入冗余码, 所以也就不会降低频谱利用率。 ; (3) Turbo编码器主要由两个系统递归卷积编码器、一个交织器及删除器等构成。由于两个卷积编码器是并行的关系, 因此这样产生的Turbo码也称为并行级联Turbo码。Turbo编码器构成的原理框图如图(a)所示。相应地, Turbo解码器主要由两个软输入/输出译码器、同编译器相关的交织器及去交织器构成。其构成的原理框图如图(b)所示。 虽然目前尚未得到严格的Turbo编码理论性能分析结果, 但从计算机仿真结果来看, 在交织器长度大于1000、 软判决输出卷积解码采用标准的最大后验概率(MAP)算法条件下, 其性能比约束长度为9的卷积码能提高1~2.5 dB。 ;Turbo编/解码器 (a) Turbo编码器； (b) Turbo解码器 ;功率控制 ; 1) 上行开环功率控制 上行指的是由BS到MS的方向。上行开环功率控制仅由移动台进行, 基站并不参与。开环功率控制用于确定用户的初始发射功率, 或用户接收功率发生突变时的发射功率的调节。其基本原理(如图5-18所示)是移动台先测量接收到的基站功率的大小, 然后根据接收的功率值, 估计前向传输路径的损耗, 遵循一定的准则, 以调整自身的发射功率。 ; 开环功率控制 ;2) 上行闭环功率控制 ; 闭环功率控制对于补偿由于快瑞利衰落而造成的功率波动很有作用, 因而能够使基站对移动台的开环功率估计迅速做出纠正, 以使移动台保持最理想的发射功率。可以说, 反向信道闭环功率控制是对开环功率控制的有效补充。 ; 闭环功率控制有内环和外环之分。内部环路的前提假设就是存在一个预先确定的用于判断增加功率和降低功率的SNR门限。 因为我们始终在试图保持一个可以接受的FER，并且在一个移动环境中在FER和Eb/N0之间没有一一对应的关系。所以不得不动态调整Eb/N0门限以保证在信道环境不断变化的情况下, 保持一个可接受的FER来维持通信质量的不变。Eb/N0门限的调整(由内环功率控制使用的)被引用为闭环功率控制的外部环路(如图所示)。在设置服务质量目标值的过程中, 该目标值既不能太低, 也不能太高。服务质量目标值太低不满足业务需求, 而服务质量目标值太高会造成大量的资源浪费, 降低整个系统的容量。 所以外环功率控制是无线资源控制的重要组成部分, 与快速功率控制联系密切, 其功率控制一般为每秒50次。 ;闭环功率控制的内环和外环 ; 最后, 介绍一下在软切换中的闭环