تعالي بسمه

مخابرات و پست علمي-کاربردي دانشکدة

پژوهش گروهسوم نسل سيار مخابرات پروژة

گزارش: عنوانWCDMA معرفی

: کنندگان تهيهمافی زهره - مهندس علويان علي سيد دکتر

: پروژه مديرصمدياني صمد مهندس

: پروژه ناظرعلويان علي سيد دکتر

1382 تابستان

0

فهرست

WCDMA...................................................................1 عرفي- م3 فصل1.................................................................................- مقدمه3-1WCDMA............................................1 در اصلي پارامترهاي - خالصه3-24.........................................................كردن جمع – گسترده سازي-3-3Rake....................................8 هگيرند و مسيره چند راديويي كانالهاي-3-412.......................................................................قدرت كنترل-3-516........................................................تر نرم و نرم كانال تحويل-3-6

19.......................................................................................مراجع

1

3فصل

WCDMA معرفي

- مقدمه3-1

اصلي مي نمايد. تاکيد معرفي راWCDMA هوايي واسط اصلي اهداف فصل اين

اليه اصلي هستند. پارامترهاي متفاوتIS-95 وGSM با که است مواردي روي

عکس و سازي گسترده مي شوند. مفهوم معرفي2-3 بخش درWCDMA اصلي

چند راديويي کانال آن دنبال است. به شده داده توضيح3-3 بخش در عمل اين

کليدي موارد است. ساير شده داده نشان4-3 بخش درRake گيرنده و مسيره

و توان کنترل از عبارتند مي شوند داده توضيح فصل اين در که WCDMA واسط

در کانال تحويل و5-3 بخش در توان کنترل پياده سازي نرمتر، و نرم کانال تحويل

اند. شده داده توضيح6-3 بخش

WCDMA در اصلي پارامترهاي - خالصه3-2

،1-3 مي شود. جدول داده توضيحWCDMA اصلي پارامترهاي بخش اين در

نشان خالصه طور به را WCDMA هوايي واسط با مرتبط اصلي پارامترهاي

هستند،WCDMA کننده توصيف که را عناوين اين از برخي بخش اين مي دهد. در

مي کنيم. بيان تر واضح

1-WCDMAبصورت كد تقسيم روش به وسيع باند چندگانه دسترسي سيستم يك

بيت در مشترك اطالعات هاي بيت كردن ضرب با روش اين . دراست 1مستقيم دنباله

مي آيد، بدستCDMA گسترده سازي كدهاي از (كهchips يا) تصادفي شبه هاي

نرخ از پشتيباني براي مي شود. پخش وسيعي باند پهناي روي مشترك اطالعات

1 DS-CDMA

2

1يچندكد ارتباطات و متغير گسترده سازي ضريب ( از2Mbps )تا باال هاي بيت

است. شده داده نشان1-3 شکل در مقدمه اين مثالمي شود. استفاده

WCDMA- پارامترهاي اصلي سيستم 1-3جدول

DS-CDMAگانه چند دسترسي روشTDD/FDDداپلكس روش

آسنكرون عملكردBase Station(BS) همزمانيMcps 3.84 چيپ نرخ

ms 10 فريم طول اتصال يك روي متفاوت هايQoS به ازني با متعدد هاي سرويسسرويس پلكس مالتي

مي شوند. پلكس مالتيكدي. چند و متغير گسترده سازي فاكتور نرخي چند ايده

عمومي پايلوت يا پايلوت هاي سمبل از استفاده با 2همدوسسازي آشكار كاربران آشكارسازيهوشمند متعدد،آنتن

است. اختياري بصورت اجرا در مي شود، حمايت استاندارد توسط

مراتب سلسله ساختار اساس بر مي تواند اپراتور هر ،5MHzحامل موج باند پهنايباشد. داشته باالتر ظرفيت براي حامل موج چندين سلولي

فرکانس- زمان کد فضاي درWCDMA در باند پهناي - تخصيص1-3شکل

k پهناي به زاني كه مي شود استفادهMcps 3.84 برابر 3چيپ نرخ -2 5MHz باندتقريبا

مي دهدCDMA سيستم به را امكان اين ذاتي بصورت كاربر وسيع باند پهناي دارد.

1 multicode2 Coherent3 Chiprate

3

چند دايورسيتي افزايش مثل بهتر كارآيي امكان نيز و باالتر هاي بيت نرخ از كه

افزايش براي توانندمي مجوز به بسته شبكه اپراتورهاي كند. استفاده مسيره

مراتبي سلسله سلول هاي اليه نوع به )بسته5MHz حامل موج چندين از ظرفيت

بين تداخل به بستهمي دهد. نشان نيز را موضوع اين1-3. شکلكنند ( استفاده

KHz200 k هاي پله با مي توان را حاملها واقعي فاصلة 1حاملها MHz 4.4-5 بين تقريبا

كرد. تنظيم

3- WCDMAعبارتي به مي كند. پشتيباني كاربر، متغير العاده فوق ديتاي نرخ از

مي شود. پشتيباني ( بخوبيBoD ) 2تقاضا اساس بر باند پهناي آوردن بدست مفهوم

با است. ثابت بيت نرخ آن خالل در كه مي كند استفادهms 10 هاي فريم از كاربر هر

اين 1-3 شكل كند. ريتغي فريم به فريم مي تواند كاربران ديتاي ظرفيت حال، اين

بسته اي ادهد سرويس در 3بهينه خروجي به رسيدن مي كند. براي بيان را مطلب

شود. كنترل شبكه توسط بايد سريع ظرفيت اختصاص اين

4- WCDMAمي كند. پشتيباني اصلي يكار 4روش دو از FDDو TDDروش . در

FDD، باند پهناي با حامل موج فركانسهاي از MHz 5و باالبر خط براي از بطورمج

MHz 5 حامل موج يك از فقطTDD در صورتيكه در مي شود، استفاده بر پائين خط

بر بيشترTDD مي شود. استفاده بر پائين و باالبر خط بين زماني تقسيم بصورت

درWCDMA سيستم براي فشاري اهرم عنوان به وFDD روش مفاهيم اساس

روشاست. شده اضافهIMT-2000 سيستم براي ITU 5غيرزوجي طيف صيتخص

TDDاست. شده داده توضيح12فصل در

5-6BSسيستم در ها WCDMAعكس بر كه بطوري هستند، آسنكرون IS-95ازيwwwwني

و ميكروسلوليBTS بكارگيري نتيجه در و شته ندا7GPS مثل جهاني انکم مرجع به

1 Carriers2 Bandwidth on Demand3 Optimum throughput4 Mode5 Unpaired6 Base Station7 Global Position System

4

.شودمي ساده تر ساختماني داخل

6- WCDMAپايلوت يك اساس بر ،بر پائين و باالبر خط 1همدوس سازي آشكار از

خط در تنها روش اين از كه حالي در مي كند. استفاده پايلوت سمبل يا عمومي

باالبر خط براي همدوس آشكارسازي از استفاده مي شود. استفادهIS-95 بر پائين

و پوشش كلي افزايش باعث و بوده جديد عمومي،CDMA هاي سيستم براي

مي شود. باالبر خط ظرفيت

راCDMA گيرندة مفهوم كه گرديده توانمند گونه اي بهWCDMA هوايي واسط-7

k است داده ترقي را هوشمند وفقي هاي آنتن و 2كاربر چند آشكارسازي مثال

يا ظرفيت افزايش براي اختياري وسيلة يك بعنوان شبكه اپراتور توسط مي توان

گرفت. بكار پوشش

8-WCDMA سيستم با بتواند که است گرديده طراحي طوري GSMکند، کار

كه بطوري دکنمي پشتيبانيGSM وWCDMA بين كانال تحول و تحويل از بنابراين

رد.ك تقويتWCDMA معرفي با را GSM سيستم پوشش سطح توانمي

مي گردد. مرور گويا طور به CDMA عملکرد کلي اصول فصل، اين بعدي بخش در

شرح کامل طور به شد، اشاره آن به باال در که را خاصي موارد بعدي فصلهاي

است. شده بيان فصل اين[4] تا[1] مراجع درCDMAپايه اي مي دهد. اصول

3كردن جمع – گسترده سازي-3-3

شده داده نشانCDMA سيستم در کردن جمع و گسترده سازي2-3شکل در

روش به که استR(bit/s) سرعت با بيتي دنباله يک کاربر داده کنيم است. فرض

BPSKمي شوند. گرفته نظر در ارزشهاي با داده بيتهاي است. شده مدوله

کد مثال اين در کد، دنباله يک در کاربر داده بيت هر ضرب گسترده سازي، عمل

1 Coherent2 Multi user3 Spreading / Despieading

5

مدوالسيون براي را شرايط اين همچنين.است 1چيپ نام به بيتي،8

8 حاصل، شده گسترده داده مي گيريم. سرعت نظر در نيزBPSK گسترده سازي

اين نويز" دارد. در شبيه" شبه ظاهري گسترده ساز، کد مانند و مي گردد(8R)برابر

است. 8 عدد برابر گسترده سازي فاکتور مثال

سمت به سيم بي كانالهاي طريق از دارد وسيعتري باند پهناي كه حاصل سيگنال

شده گسترده داده دنباله فشرده سازي، پروسه طول درمي شود. ارسال گيرنده

کرديم، استفاده گسترده سازي پروسه در آنچه مشابه چيپي8 کد در را کاربر

درصورتيکه است، شده داده نشان2-3 شکل در که همانطور مي کنيم. ضرب

گسترده سازي/فشرده سازي، کد و کاربر گسترده سيگنال بين سنکرونيزاسيون

مي شود. بازيابي مجددا کاربر بيتي دنباله اصل باشد، کامل

DS-CDMA در سازي -گسترده سازي/فشره2-3شکل

1 chip

6

CDMA همبسته گيرنده کار - اصول3-3شکل

شده گسترده سيگنال شده اشغال طيف گسترش ميزان به سيگنال نرخ افزايش

سيستمهاي ،CDMA سيستمهاي همبستگي، اين مي شود. بعلت مربوط کاربر

با متناسب باندي پهناي فشرده سازي، مي شود. عمل ناميده نيز گسترده طيف

مي دهد. پس راR سرعت

است. شده داده نشان3-3 شکل در ،CDMA در همبسته گيرنده اصلي عملکرد

(2-3 شکل شده گسترده )سيگنال موردنظر سيگنال دريافت شکل، بااليي نيمه

)جداگانه( را بيت هر هايdata×code حاصلضرب همبسته، مي دهد. گيرنده نشان را

مي گيرد. انجام انتگرالگيري ديگرعمل عبارت به مي زند جمع هم با

ديگري کاربرCDMA سيگنال براي را فشرده سازي عمل اثر ،3-3شکل پاييني نيمه

کد با مياني سيگنال ضرب مي دهد. نتيجه نشان متفاوت، گسترده سازي کد با

سمت به را مياني سيگنال )انتگرالگيري( مقادير حاصلضرب ها جمع و خودش

مي دهد. سوق صفر

گwwير انتگwwرال مwwدار از کننwwده ضwwرب از بعwwد اگwwر مي گwwردد، مالحظwwه کwwه همانطور

بwwه تداخلي حامل موج به نسبت متوسط بطور اصلي سيگنال دامنه شود، استفاده

وجهwwwة و مي شود ناميده1"پردازش "بهره اثر اينمي يابد. افزايش برابر8 حدود

گسwwترده طيف هwwاي سيسwwتم تمwwام كلي درحwwالت وCDMAهwwاي سيستم تمام اصلي

2تwwwداخلي خود مقابل در راCDMAهاي سيستم كه است عاملي پردازش بهرهاست.

،است نزديك جغرافيايي فواصل درMHz 5 حامل موج فركانسهاي تكرار نتيجه که

.مي كند مقاوم

1 Processing gain2 Self interference

7

سرعت با صوتي سرويس ،WCDMA سيستم واقعي پارامترهاي از مثالي بعنوان

12.2 Kbps25 برابر پردازش بهره داراي dB.است

= 25 dB

و زنوي قدرت از باالتر دسيبل چند سيگنال قدرت است الزم 1كردن جمع از بعد

با کتاب اين در تداخل قدرت چگالي به موردنياز قدرت چگالي نسبتباشد. تداخل

و كاربر بيت بر قدرت چگالي يا انرژي كه مي شود داده نمايش نماد

است. تداخل و نويز قدرت چگالي

راديويي باند پهناي بنابراين است، حدود در ،صوتي سرويس براي

است. پردازش بهره منهاي ،تداخل به شده گسترده سيگنال نسبت

نويز قدرت زير مي تواند سيگنال قدرت ديگر عبارت . به

كند. آشكار آنرا بتواند هنوزWCDMA گيرندة تا باشد تداخل يا حرارتي

ناميده نيزتداخل( به )حامل نسبت تداخل، به شده گسترده سيگنال نسبت

CDMA سيستم در مي تواند كردن، جمع و كردن گسترده دليل به مي شود

به خوب صوتي ارتباط برايGSM سيستم باشد. درGSM سيستم از كمتر

داريم. نياز

تر پائين حرارتي نويز سطح از مي تواند شده وسيع باند سيگنال سطح چون

همين است. به مشكل گسترده ساز دنبالة از اطالع بدون آن سازي باشد، آشكار

كه است بوده نظامي كاربردهاي گسترده طيف هاي سيستم از استفاده مبدا دليل

بماند. مخفي حرارتي نويز زير وسيع باند سيگنال طبيعي بطور

بيت نرخ چه هر ،معين چيپ نرخ با وسيع باند كانال هر درون هك داشت توجه بايد

بدست(باالتر هايبيت نرخ به نسبت) بزرگتري پردازش بهره باشد كمتر كاربر

كمتر پردازش بهره باشد، 2Mbps كاربر ادهد بيت نرخ اگر مثال، عنوان بهمي آيد.

از قدري است واضح ( و است2.8dB برابر که 3.84Mcps/2Mbps=1.92) است2 از

1 Despreading

8

هايبيت نرخ فايدهمي رود. دست از تداخل مقابل درWCDMA موج شكل مقاومت

است. شده ارائه4-11 بخش درWCDMA در باال

استفاده همبسته گيرندة ازWCDMA از استفاده براي هاMS هم و هاBS هم

( آنتن چندين از دريافت امكان ) و مسيره چند انتشار بدليل حال، اين مي كنند. با

همبسته هاي گيرنده از است الزم آنتن ها يا مسيرها تمام انرژي بازيابي براي

ناميدهFinger كه همبسته هاي گيرنده از مجموعه اي كنيم. چنين استفاده گانهچند

از بعضي به ،Rakeگيرنده توضيح از قبلاست. Rake گيرنده داراي مي شوند

در ،سيگنال كردن جمع و گسترده سازي شكل تغيير به مربوط نهايي مالحظات

مي پردازيم. ،سيم بي هاي سيستم براي استفاده هنگام

مزيتي هيچ خود خودي به كردن جمع و كردن گسترده كه است مهم نكته اين کدر

پهناي افزايش قيمت به پردازش بهره واقع نيست. در سيم بي كاربردهاي براي

توسط بيشترWCDMA (. مزاياي پردازش بهره مقدار )به مي شود تمام انتقال باند

لينك يك سطح در تا است، سيستم سطح در تجربه هنگام سيگنالها اين خواص

مجزا. راديويي

سلولهاي بين را1 فركانس وسيع، تكرار باند طبيعت همراه به پردازش بهره-1

/ قطاع سلول هر در فركانس يك )يعني مي كند پيشنهاد سيم بي مستسي يك

(. شود مجدد استفادة

براي وسيع باند حامل موج از اشتراكي بطور كه زيادي كاربران داشتن-2

متوسط يعني مي كند، فراهم تداخلي دايورسيتي مي كنند، استفاده خود ارتباطات

درنتيجه شده حذف سيستم زياد بسيار كاربران از ناشي چندگانه دسترسي تداخل

حالت بدترين براي بايد كه هايي سيستم با مقايسه در ،سيستم ظرفيت دوباره

د. يابمي افزايش گردند، طراحي تداخل

9

1نرم كانال تحويل و دقيق قدرت كنترل به نياز فوق مزيت دو هر حال اين با-3

گردد. ديگر ارتباطات 2شدن مسدوداز مانع كاربر يك سيگنال تا دارد

راديwويي سwيگنال يwك مختلف انتشاري مسيرهاي مشكل وسيع، باند سيگنال با-4

كwwرد. اين رفwwع مي تwwوان بهwwتر كمwwتر بانwwد پهنwwاي با سيگنالهاي به نسبت را سيم بي

نتيجwwه را ييآكار بهبود بنابراين و فيدينگ مقابل در بزرگتر دايورسيتي مقدار مزيت

مي دهد.

Rake هگيرند و مسيره چند راديويي كانالهاي-3-4

و 3پراش انعكاسات، توسط زميني موبايل كانالهاي در راديويي امواج انتشار

مثل طبيعي موانع بوسيلة پديده ها اينمي شوند. محدود سيگنال انرژي تضعيف

مسيره چند انتشار باعث و مي شوند ايجاد آنها امثال و تپه ها ساختمانها،

عبارتند داريم سروکار آن با بخش، اين در که چندگانه، انتشار اثر . دومي گردند

از:

k )مربوطwwه، سwwيگنال انwwرژي-1 در اسwwت ( ممكنCDMA چيپ تwwك يwwك بwwراي مثال

زمwwاني تwwأخير بwwه آغشwwته رسwwيده برسwwد. انwwرژي گيرنwwده به متمايز زماني لحظات

حومwwه و شwwهر در تwwأخيرنماييwwد. مالحظwwه را4-3 شکل نمونه بعنوان است معيني

كwwوه از انعكاس كه موارد بعضي در و باشد ميكروثانيه2 تا1 از است ممكن شهر

قابwwل نwwيز آن انwwرژي اينكwwه ضwwمن برسwwد، هم بwwه است ممکن مي گيرد انجام

است. مالحظه

اختالف اسwwت. اگwwر برابwwرMcps 3.84 سرعت در چيپ هر زمان مدت

مي توانwwدCDMA گيرنwwدة باشwwد حwwداقل مسwwيره چنwwد هاي مؤلفه زمان

چنwwد دايورسwwيتي آوردن بدسwwت بwwراي و كwwرده جwwدا را مسwwيره چند هاي مؤلفه

بدسwwت زمwwاني تwwأخير نمايwwد. تwwركيب همwwدوس بصwwورت را آنها مسيره

1 Soft Handover2 Blocking3 diffraction

10

چيپ نwwرخ اگwwر كwwه آن باشد. حال متر78 حداقل مسير طول اختالف كه مي آيد

1Mcpsيره چند هاي مؤلفه مسير اختالف باشدwwد مسwwتر300 بايwwد مwwه باشwwدر ك

كwwه شwwود مي شwwاهدهم راحwwتيه ب بنwwابراين، نمي آيwwد. بدسwwت كوچwwك سلولهاي

WCDMA5 باند پهناي داراي MHz، تي را مسيره چند دايورسيتي مي تواندwwدر ح

نيست. پذير امكانIS-95 سيستم مورد در كه آورد فراهم كوچك سلولهاي

گردد. مي چندمسيره تاخير پروفايل موجب چندمسيره - انتشار4-3 شکل

k معين تأخير موقعيت يك براي همچنين-2 طولهاي با زيادي مسيرهاي تعداد معموال

kنمي ك طي راديويي سيگنالهاي داردكه وجود هم به نزديك مسير از ند. مثال

2GHzk موج)در طول چهارم يك طول اختالف با مسيرهاي است( سانتيمتر7 تقريبا

k شود مقايسه چيپ زمان مدت با وقتي كه مي رسند k هستند همزمان تقريبا با )مثال

را كوتاهي مسافت حتي گيرنده وقتي درنتيجه (. سرعت در متر78

حذف مي دهد. رخ مي شود ناميده 1سريع فيدينگ كه ،سيگنال حذف مي كند طي

تضعيف و فاز اختالف داراي كه دار وزن فازور چندين جمع با مي توان را سيگنال

نمونه5-3 شکلكرد. برطرف باشد زمان معين لحظة يك در و معين مسير يك در

مي دهد. نشان را سريع فيدينگ الگوي يک

1 fast fading

11

است. شده ايجاد چندمسيره انتشار توسط که رايلي سريع - فيدينگ5-3 شکل

انرژي دريافت خاصي تأخيري هاي موقعيت در ،مي كند حركت گيرنده وقتي

قابل بطور دريافتي سيگنال قدرت و مي شود سريع فيدينگ الگوي دچار سيگنال

دليل مي يابد. به كاهش همفاز غير انعكاسات هنگام ( بهdB 30-20 ) مالحظه اي

از ناشي سيگنال تغييرات مي شود، پاشندگي پديدة و فيدينگ باعث كه اليه اي مدل

تأخير يلاروفپ تغييرات متوسط از بيش اندازه نظر از مرتبه چندين سريع فيدينگ

كوتاه در دريافتي سيگنال اين انرژي آماري مشخصات مي دهد. رخ مسيره چند

k مدت مي گردد. توصيف 1رايلي توزيع با معموال

اقدام و كرده مشكل بسيار را ديتا خطاي بدون دريافت ق،يعم هاي فيدينگ اين

عبارتنداز: اقدامات اين است، نيازWCDMA در متقابلي

مي يابد. بهبودRakeهمبسته گيرنده چندين تركيب با تأخيري پاشندگي انرژي-1

،مي رسد مالحظه اي قابل انرژي آنها در كه تأخيرها موقعيت به ها گيرنده اين

يابد. مي صيتخص

حل برايRake گيرنده ذاتي دايورسيتي گيرندگي و قدرت سريع ازكنترل-2

مي شود. استفاده سيگنال توان ضعف مشكل

1 Reyleigh

12

كردن اضافه براي مجدد ارسال پروتكلهاي و گيناينترليو و قوي گنيكد-3

بازيابي در بنابراين و مي شود استفاده سيگنال به زماني دايورسيتي و افزودگي

مي كند. كمك گيرنده به سيگنال محوشدگي زمان در كاربر هاي بيت

CDMA سيگنال گيرندگي براي را زير عملياتي اصول ديناميك، راديويي انتشار

مي كند: پيشنهاد

و گردد تعيين مي رسد مالحظه اي قابل انرژي آن در كه زماني تأخير - موقعيت1

اندازه دقتدهد. اختصاص ها پيك آن به(Rake تعدادي يعني) همبسته هاي گيرنده

نمونه )بطور چيپ يك مرتبة از حصول قابل مسيرة چند تأخير براي گيري

مدت محدودة در

است. ثانيه ميلي ده چندين مرتبة ازUpdate نرخ ( بايك چيپ زمان

فرآيند از كه فاز و دامنه مقادير سريع تغييرات ،همبسته گيرندة هر -داخل2

رديابي فرآيند اين مي شود. حذف و شده ردگيري ،مي شود ناشي سريع فيدينگ

باشد. كمتر يا ثانيه ميلي يكUpdate نرخ با و سريع خيلي بايد

فعال هايfinger تمام طول در شده فاز تنظيم و شده دمدوله هاي سمبل-3

.گردند معرفي ديكدر به بيشتر پردازش براي وشوند تركيب

Rake CDMA درگيرنده ماكزيمم سيگنال برحسب تركيب - اصول6-3 شکل

نشان(BPSK,QPSK)مدوالسيون سمبلهاي با را سوم و دوم نکته ،6-3 شکل

براياست. شده مشخص دار وزن فازورهاي با کانال لحظه اي مي دهد. وضعيت

13

براي كه مي كند استفاده معلومي پايلوت سمبلهاي ازWCDMA نكتة دوم، به كمك

فازور )مقدار كانال لحظه اي وضعيت از تخميني كردن فراهم و كانال گمانه زني

عقب به دريافتي سمبل آنگاه مي رود. بكار خاصfinger يك شده( براي داده وزن

چنين گردد. اثر بي كانال توسط شده ايجاد فاز چرخش كه گونه اي به مي چرخد

و شده جمع يكديگر با ساده بطور دنمي توان سپس كانال شدة جبران هاي سمبل

تركيب ،فرآيند اين د.نكن بازيابي تأخير هاي موقعيت تمام عرض در را انرژي

مي شود. ناميده 1نسبت ماكزيمم با)سیگنال(

finger عدد سه داراي که مي دهد نشان راRakeگيرنده يک بلوکي دياگرام7-3شکل

شده ايزتديجي ورودي هاي نمونه كه است بدينصورتRake گيرنده ساختاراست.

كردن جمع كار ،3کروليشن و 2كد مولد مي شوند. Q,I هاي شاخه واردRF سمت از

هاي سمبل از 4كانال زن تخمين مي دهند. انجام را كاربر ادهد هاي سمبل انتگرالگيري و

k و مي كند استفاده كانال وضعيت تخمين براي پايلوت توسط بايستي بعدا

اختالف تأخيرfinger هر در.شوند برداشته پايلوت هاي سمبل اين تغييرفازدهنده

جبران هاي نمونه Rake كنندة تركيب درنهايت و مي گردد جبران هانمونه دريافت ورودي

هم با فيدينگ مقابل در مسيره چند دايورسيتي آوردن فراهم بمنظور را شده

.مي كند جمع

1 Maximal Ratio Combining (MRC)2 Code Generator3 Correlation4 Channel Estimator

14

WCDMA در Rake گيرنده بلوکي - دياگرام7-3شکل

به و تعيين جهت ،بزرگتر هاي پيك به گيرنده هايfinger اختصاص براي همچنين

درد.دمي گر استفاده 1تطبيقي فيلتر از ،مسيره چند روفايلپ كردن هنگام

و کد مولد ،2)همبسته کننده چيپ نرخ با پردازش ،Rake گيرنده پياده سازي

زن )تخمين 4سمبل سطح در مي گيرد. پردازش انجام3ASIC تطبيقي( در فيلتر

مي شود. با پياده سازيDSP کننده( توسط ترکيب و فاز چرخاننده کانال،

تمامي دارد، وجودBS وMS درWCDMA Rake گيرنده بين تفاوتهايي اينکه وجود

هستند. يکسان اصلي قوانين

که بگيرند قرار گونه اي به مي توانند گيرنده آنتن چند که مي کنيم اشاره پايان در

Rake کردن اضافه با کار مي گردد. اين دريافت آنتن يک توسط مسير چندين انگار

fingerمربوط انرژي تمام مي توان نتيجه مي گردد. در انجام آنتن ها به اضافي هاي

کرد. دريافت را آنتن ها و مسير چند اين به

5قدرت كنترل-3-5

بدون باالبرباشد. خط در بخصوص جنبه مهمترين شايد كامل و سريع قدرت كنترل

كند. مسدود را سلول كل مي تواند باال قدرت با سيار تلفن دستگاه يك كار اين

براي بسته حلقه انتقال فرم به روشي و مي دهد نشان را مشکل اين8-3 شکل

مي كنند كار فركانس يك با كهMS2 و MS1سيار های مي دهد. گوشی ارائه آن حل

جداسازي قابل آنها به شده داده نسبت گسترده سازي كدهاي وسيله به تنها BS در

بطوريكه باشدMS2 از بيشتر ثابت ايستگاه ازMS1 فاصلة است ممكن هستند.

1 Matched filter2 Correlator3 Application Specific Integrated Circute4 symbol level5 power control

15

k كه نباشد مكانيزمي اگر صورت اين در باشد داشته بيشتري مسير افت70dB مثال

،MS1 گردد، كنترل يكساني سطح در ثابت ايستگاه در سيار ايستگاه دو اين قدرت

MS2كه مي شود انسداد دچار سلول از وسيعي بخش نتيجه در و كرده خاموش را

جهت در بهينه استراتژي مي گوئيم.CDMA سيستم در 1نزديک- دور مسئله آن به

ايستگاههاي تمام براي بيت در دريافتي قدرت سازي همسان ظرفيت، كردن ماكزيمم

.است اوقات همة در سيار

CDMA در بسته حلقه قدرت - کنترل8-3شکل

با مي كند سعي كه را 2باز حلقه توان كنترل مكانيزمهاي مي توان كه حالي در

پذير امكان بزند تخمين را مسير افت بر پائين خط بيكن سيگنال از استفاده

سريع فيدينگ كه است اين آن اصلي دارد. دليل پائيني خيلي دقت روشي چنين ولي دانست

WCDMA-FDD براي زياد فركانس اختالف دليل به بر پائين و باالبر خط بين

فراهم براي تنهاWCDMA در باز حلقه قدرت كنترل از حال اين با اند. ناوابسته

است. شده استفاده ارتباط يك آغاز در سيار واحد اوليه قدرت تنظيم كردن

كنترل در است. 3بسته حلقه سريع قدرت كنترلWCDMA در قدرت كنترل حل راه

4دريافتي نويز به سيگنال نسبت ثابت ايستگاه باالبر خط در حلقة بسته قدرت

اندازهSIR اگر مي كند. مقايسه مطلوبSIR با آنرا و زده تخمين مداوم، طور به را1 Near-Far Problem2 Open-loop3 Closed-loop4 SIR

16

خيلي اگر و قدرت كاهش دستورMS بهBS باشد بيشتر مطلوبSIR از شده گيري

با دستور و گيري اندازه اين مي دهد. دورة را قدرت افزايش دستور باشد كمتر

از بنابراين و شده اجراMS هر ( برايKHz 1.5 يعني) ثانيه در بار1500 سرعت

عمل سريعتر بيفتد، اتفاق است ممكن مسيركه افت مالحظه قابل تغيير نوع هر

واحد متوسط تا كم سرعتهاي براي يليرا سريع فيدينگ سرعت از حتي مي كند.

قدرت تعادل عدم هر از بسته حلقه قدرت كنترل بنابراين است. سريعتر نيز سيار

مي كند. جلوگيري ثابت ايستگاه در باالبر خط در دريافتي سيگنالهاي تمام بين

مي شود استفاده بر پائين خط در نيز مشابهي بستة حلقه قدرت كنترل تكنيك از

فرستنده يك اينكه دليل به بر پائين خط در است، متفاوت انگيزه اينجا در گرچه

يك داخل سيگنالهاي نيست. تمام مطرح دور– نزديك مسئله مي فرستند همه براي

است بهتر حال اين مي گيرد. با سرچشمه موبايلها تمام برايBS يك از سلول

فراهم اضافي قدرت حاشية مقدار يك سلولي مرز در موجود ايستگاههاي براي

مي كند. متأثر را آنها نيز ديگر سلولهاي از ناشي تداخل افزايش چون گردد،

فيدينگ دليل به ضعيف سيگنالهاي تقويت براي روشي بر پائين خط در همچنين

بر خطا تصحيح ديگر هايشرو وقتي پائين هاي سرعت با اضافي قدرت با رايلي

است. ضروري نمي كند كار مؤثر بطور خطا تصحيح كدهاي و گنويياينترل اساس

17

فيدينگ کانال روي بسته حلقه قدرت - تاثيرکنترل9-3شکل

کانال يک روي بسته حلقه قدرت کنترل عملکرد چگونگي نمايانگر9-3شکل

که مي دهد دستورMS به بسته حلقه قدرت است. کنترل پايين سرعت با فيدينگ

صورتيکه کند. در استفادهSIR يا دريافتي توان عکس با متناسب ارسالي توان از

MSفيدينگ ناچيزي مقدار تنها باشد، داشته را توان افزايش امکان کافي اندازه به

گيرندهBS توسط که مي شود تبديل فيدينگ بدون کانالي به کانال و مي ماند باقي

مطلوب بسيار گيرنده نظر از فيدينگ اين حذف اينکه وجود مي شود. با ديده

مي دهد. اين افزايش ارسال نقطه در را متوسط ارسال قدرت کار اين اما است،

باعث باال، ارسال قدرت از استفاده با عميق، فيد درMS يک که معناست بدان

مي دهد. نشان را نکته اين9-3 مي گردد. شکل ديگر سلولهاي با تداخل افزايش

است. شده بحث1-1-2-9بخش در دقيق طور به باال، قدرت کنترل بهره مورد در

معرفي را ديگري کنترل حلقه بسته، حلقه قدرت کنترل بحث اتمام از قبل

نقطة بيروني قدرت حلقة كنترلدارد. نام 1بيروني قدرت كنترل حلقة که مي کنيم

كيفي اهداف و مجزا راديويي خطوط نيازهاي مطابق راBS در مطلوبSIR شروع

k كه مي كند تنظيم ثابتي 3بلوك خطاي نرخ يا 2تبي خطاي نرخ بعنوان معموال

SIR است؟SIR شروع نقطه تغيير به نيازي چه حاال مي شود. تعريف معين

k موردنياز با متناسب )كه موردنياز سرعت به بستگيBLER=1% است( مثال

سرعت )يعني حالت بدترين براي راSIR اگر حاال دارد. مسيره چند يلاپروف و موبايل

مي گيرد، انجام پائين سرعتهاي در که اتيارتباط كنيم، موبايل( تنظيم باالي

كه است اين استراتژي بهترين بنابراين .داد دنخواه دست از را بيشتري ظرفيت

را هدف كيفيتي نياز كه مينيمم مقدار اطراف را، مطلوبSIR شروع نقطه

1 Outer loop power control2 BER3 BLER

18

مطابق مطلوب، SIR شروع آوريم. نقطة در شناور بصورت مي كند برآورده

نمودار در که همانطورمي كند. تغيير زمان با انتشار محيط و سرعت تغييرات

بيروني حلقه قدرت کنترل مي کند. بهره تغيير انتشار محيط و سرعت10-3 شکل

است. شده داده توضيح دقيق طور به1-2-2-9 بخش در

از فريم هر براي ثابت ايستگاه برچسب داشتن با نمونه بطور بيروني كنترل حلقة

نتيجه مثل فريم، اعتماد قابليت دهندة نمايش يك با باالبر خط در كاربر ديتاي

امكانپذير ،مي آيد بدست خاص كاربر آن فريم ديكدينگ خالل در كهCRC بازبيني

1راديويي شبكه كنندة كنترل به فريم كيفيت نمايشگر بايد اينصورت است. در

RNCk و است يافته كاهش ارسال كيفيت كه دهد نشان دهد دستورBS به فورا

كننده كنترل وجود دهد. دليل افزايش معيني مقدار به راSIR شروع نقطة كه

کانال تحويل تركيب امكان از بعد بايد كار اين كه است اينRNC داخل در بيروني

داده توضيح بعدي بخش در نرم کانال تحويل گيرد. تركيب صورت نرم

مي شود.

خارجي حلقه قدرت -کنترل10-3شکل

1 RNC

19

1تر نرم و نرم كانال تحويل-3-6

قطاع دو همپوشاني ناحيه در موبايل ايستگاه يك 2تر نرم كانال تحويل خالل در

كانال دو طريق از همزمان بطورMS وBS بين است. ارتباط BS يك مجاور سلولي

به نياز كار مي گيرد. اين انجام كانال يك قطاع هر ازاي به يعني هوايي واسط

موبايل ايستگاه كه گونه اي به دارد رو پايين تجه در مجزا كد دو از استفاده

به شبيه خيلي سيار ايستگاه در سيگنال دهد. دو تشخيص را سيگنالها بتواند

اينكه استثناء به مي شوند دريافتRake پردازش توسط مسيره چند گيرندگي

جمع عمل تا كرده توليد را مربوطه كد قطاع هر براي هاfinger است الزم

براي قطاع دو هر از يكسان گيرد. )سيگنال انجام مطلوب بطور سيگنال كردن

MSمي دهد. نشان را ترنرم کانال تحويل سناريوي11-3 شكل.( مي گردد ارسال

هر در سيار ايستگاه كد مي گيرد: كانال انجامBS در مشابهي فرآيند باالرو جهت در

و مي شود هدايتRake پايه باند گيرنده يك سمت به سپس و شده دريافت قطاع

تر نرم تحويل خالل مي گيرد. در انجام آنجا در بهره ماكزيمم نسبت با آنها تركيب

تحويل نوع اين نمونه است. بطور فعال اتصال براي قدرت كنترل حلقة يك فقط

نشان را نرم کانال تحويل12-3 . شکلمي دهد رخ % ارتباطات5-15 حدود در

مي دهد.

1 Soft and softer Handovers2 Softer Handover

20

نرمتر کانال - تحويل11-3شکل

نرم کانال - تحويل12-3شکل

قطاع دو همپوشاني منطقه در سيار ايستگاه يك 1نرم كانال تحويل خالل در

بين ارتباطات نرم، تحويل دارد. همانند قرار ( متفاوتBS) ايستگاه دو به متعلق

مجزا ايستگاه دو از هوايي كانال دو توسط همزمان بطور ثابت و سيار ايستگاه

كننده تركيب وRake پردازش توسط كانال دو هر سيگنالهاي و مي گيرد انجام

سيار، ايستگاه ديد مي شوند. از دريافت سيار ايستگاه در ماكزيمم نسبت با

باالبر، خط جهت در حال اين دارد. با وجود تر نرم و نرم تحويل بين كمي اختالف

: مي كند فرق نرمتر كانال تحويل با مالحظه اي قابل بطور نرم كانال تحويل

ايه ادهد اما مي شود، ( دريافتBS) ثابت ايستگاه دو هر از سيار ايستگاه كد كانال

بwwه نمونwwه طwwور بwwه كwwار مي شwwوند. اين مسwwيردهي RNC به تركيب براي دريافتي

1 Soft Handover

21

كنترل حلقة براي كه فريم اعتماد قابليت نمايشگر يك از كه مي گيرد انجام گونه اي

بهتر فريم كانديد، دو بين ازRNC در تا شود استفاده مي گردد فراهم بيروني قدرت

مي گيرد. انجامms80-10يعني اينترلونيگ دورة هر از بعد انتخاب شود. اين انتخاب

قدرت كنترل حلقة دو ارتباط هر ازاي به نرم تحويل خالل در كه داشت توجه بايد

ارتباطات،20-40% حدود است. براي فعالحلقه( يكBS هر ازاي به يعني)

مي دهد. رخ نرم تحويل

طراحي فاز در ستيباي زير اضافي منابع نرم تحويل ارتباطات كردن فراهم براي

.شود درنظرگرفته سيستم توسط

گيرندة اضافي كانالهاي Rakeدر BSها

بين اضافي انتقال خطوط BSو RNC

Rake fingerسيار ايستگاههاي در اضافي هاي

ترکيبي صورت به مي توانند ترنرم و نرم كانال تحويل كه داشت توجه بايد همچنين

؟ندنياز موردCDMA كانال تحويل خاص عانوا اين چرا اماگيرند. صورت يكديگر با

تحويل هستند. بدون نياز مورد بسته حلقه قدرت كنترل به نياز داليل همان به اينها

به سلول يك از نفوذي ايستگاه يك دور – نزديك يهاسناريو تر نرم و نرم كانال

كانالهاي دارد. تحويل وجود اخير سلول قدرت كنترل بودن بدون ديگر سلول عمق

با كند، جلوگيري مسئله اين از وسيعي بطور مي تواند سريع خيلي ( وHard) سخت

دور w نزديك مسئله كه هنگامي معين تأخيرهاي با مي توان فقط را آنها حال اين

تحويل سريع، قدرت كنترل كرد. بنابراين، همچون اجرا كند پيدا توسعه تواند مي

بر هستند. عالوهWCDMA در تداخل كاهش ضروري ابزار از تر نرم و نرم كانال

: مي گردد فراهمWCDMA در تحويل ديگر انواع تر ونرم نرم تحويل

يك از موبايل يك تحويل براي مثال بعنوان كه فركانسي، بين سخت كانال تحويل

گيرد. انجام ديگري حامل موج بهCDMA حامل موج فركانس

22

سيستم بين كه سيستمي، بين سخت كانال تحويل WCDMA-FDDسيستم و

مي گيرد. صورتGSM ياWCDM TDD مثل ديگري

مراجع

[1] Ojanperä,T. and prasad , R.,wideband CDMA for Third Generation Mobile Communications , Artech House , 1998

[2] Viterbi,A.,Principles of Spread Spectrum Communication , Addison – Wesley , 1997.[3] Cooper , G. and McGillerm < C., Modern Communications and Spread Spectrum , McGraw –Hill, 1998.[4] Dixon , R.,Spread Spectrum Systems with Commercial Application , John Wiley & Sons , 1994.[5] Jakes, W., Microwave Mobile Communications , John Wiley & Sons < 1974.[6] Saunders , S., Antennas and Propagation for Wireless Communication Systems, John Wiley & Sons, 1999.

23