WCDMA系统研究与仿真论文

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基于WCDMA系统信道模型的仿真论文

基于WCDMA系统信道模型的仿真论文

武汉工程大学毕业设计(论文)说明书基于WCDMA系统信道模型的仿真The system based on theWCDMA channel modelsimulation study学生姓名:指导教师:摘要CDMA技术是当前无线电通信,尤其是移动通信的主要技术,不论是在中国已经建立的IS-95规范的中国联通CDMA网、各大移动通信运营商正准备实验及建立第三代(3G)系统还是大设备研发商已经在开发的三代以后(也称为4G)更宽带宽的移动通信系统,CDMA都是主要的选择。

CDMA概念可以简单地解释为基于扩频通信的调制和多址接入方案。

本文阐述了扩展频谱通信技术的理论基础和CDMA通信系统的组成,建立了直序扩频码分多址通信系统模型,并利用MATLAB提供的可视化工具Simulink进行仿真分析。

关键词:码分多址;直序扩频;伪随机序列;视化工具;IThe CDMA technology is the current radio traffic, particularly mobile communication major technique, no matter already established in China IS-95 the standard China Unicom CDMA network, each big mobile communication operator will be preparing to test and establishes the third generation (3G) system big equipment research and development business already (also to be called 4G) in development three generation of later the wider band width mobile communication system, CDMA was the main choice.The CDMA concept may explain simply for based on the wide frequency correspondence modulation and the multiple accesses turning on plan. This article elaborated the spread spectrum communication technology's rationale and the CDMA communications system's composition, has established the straight foreword wide frequency code division multiple access communications system model, and visualization tool Simulink which provides using MATLAB carries on the simulation analysis.Keywords:CDMA ; Direct Sequence Spread Spectrum ; Pseudo noise sequence; Visualization Tool摘要 (I)Abstract (II)第一章概述 (1)1.1 论文选题背景 (1)1.2 3G系统功能概述 (1)1.3 多址通信方式 (2)第二章WCDMA原理与仿真 (5)2.1 WCDMA技术基础原理 (5)2.2 WCDMA系统的主要优点 (6)第三章扩展频谱通信的基本概念 (13)3.1 扩展频谱通信的定义 (13)3.2 扩频通信的理论基础 (14)3.3 运用扩频码进行调制和解调 (15)3.4 扩频通信的主要性能指标 (16)第四章直序扩频系统的组成与原理 (19)4.1 组成与原理 (19)4.2 直序扩频码分多址通信系统 (20)4.3 直序扩频系统的特点 (21)第五章CMDA通信系统设计仿真 (23)5.1 Simulik简介 (23)5.2 WCDMA通信系统设计仿真 (24)5.2.1参数设置 (26)5.2.2仿真结果 (35)5.3 总结 (39)参考文献 (41)致谢 (43)第一章概述1.1 论文选题背景随着通信技术的迅猛发展,第三代移动通信系统(3G)的研发己经成为了当今世界通信领域最炽热的课题之一。

WCDMA无线网络设计的仿真及优化

WCDMA无线网络设计的仿真及优化
考 虑 更 多 的 因素 。
4 导 频 功率 分 配 )
在 WC M D A系统 中,公共 导频 信道 (PC ) C IH 信号 强度 与系统 性 能有很大 关系 ,表现 在 :导频 信号强度 的大小 确定 了小 区 的服 务 区域 ;根据 导频信 号的大小 决定哪个 小 区可 以进入激 活集 内实 施 软切换 ;移 动 台使用 导频信 号可获得 系统消 息并且利 用它进行 信道估计 。 在进行无线网络规划时 , 导频信道 功率 的分配非常重要 , 最优 的导频信 号功率 可以在保 证小 区覆 盖基础 上对邻小 区产生最 小 的 干 扰 ,从 而 达 到 最 大 的系 统 容 量 。
3 、WC M 无线 网络设 计的 仿真 与优 化 D A
I D ) WC MA无线网络设计流程 WC MA无线 网络规 划设 计分 为六个 步骤 ,依 次是 :制 定规 D 划 目标 、传播模 型校 正 、网络 预规划 、站 址勘查 和选择 、无 线网 络 设计 ( 无线仿真 ) 、网络优化 。设计 步骤见 网 1 :

嘲终 琐 规 划

疆菇要求
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可爨的{盖 鬟 预测
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传播模型 I
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通 用参数
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》 话务模 型
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的基站数 目和配置 ,包 括所要 覆盖 的区域 、每个 区域所 支持 的业 务类 型 、每个 区域 内每种业务 所要达 到的覆盖 概率 、需 满足 的服 务质 量等 。此外 ,还要 收集各 种业务 量的密度 分布 罔、地形地貌 数据资料和 网络增长规划等信息 。 其 次完成传 播模型 的校正 。传 播模型用 于路径损 耗的预测 , 为 WC MA系统 的覆盖 规划提 供依据 。在实 际移动通 信环境 中, D 在系统设计之前 , 应该选用 合适 的传播 模型进 行路径损耗的预测; 最小 。 在 有 条 件 的情 况 下 ,进 行 车 载 测 试 ,根 据 测 试 数 据 ,对 原 始 模 型 3)覆 盖 和 容 量 规 划 进行校正来获得更准确的路径损耗预测 。 WC DMA系统 是一个 干扰 受限 系统 ,因此小 区负荷 的变化会 无线 网络预规 划是根据 规划 目标 中提 出的要求 ,综 合考虑 网 对 小区允许 的最 大传播损耗 产生影 响 ,也 就是对覆 盖产生影 响 ; 络 的覆盖 、容量 和质量 ,根据链路 预算计 算 出网络在不 同的地理 同时小 区负荷 的大小 又是小 区容量 的决定 因素。在多业务环境下 , 区域 ( 集城 区 、城 区、郊 区 、农 村等 ) 密 下所需要 的基站间距 以及 不 同业 务 ( 话音 、数据 等 ) 需要不 同的无线 承载 ,需要不 同的物理 覆盖面积 ,结合客户提供 的初选站址信息得 出基站 的初始布局 。 信道 ,使用不 同的扩频 因子 ,获得不 同的处理 增益 ,其 抗干扰 能 根据 网络预规 划结果提供 的基站 数量及站 间距 ,在 建站的可 力不 同,由此产生不 同的接 收机所需信 噪比 (N ) S R 门限要求 ,支持 行性分 析基础上 ,寻找合 适的站址 并进行 筛选 ,同时建立基 站信 不 同的覆盖范 嗣。 息数据库 ,主要 包括 :基站经 纬度 、基站可能 的天线 高度 、 方位角 、 个 小 区的业 务量越 大 ,就意 昧着干扰 越大 ,在 相同的处 理 基站周边环境 、天馈线 、天线与机房的位置等 。 增益 下 ,小 区半 径就较 小 ,小 区覆盖 随系统负 载的这种 动态变化 在 站 址 确 定 以 后 , 为 了进 行 更 精 确 的 设 计 , 提 早 发 现 网 络 设 称为 “ 小区呼 吸” 效应 。WC MA系统 中 ,当负荷较小 时 ,小 区 计的不 足 ,必须借 助网络 规划工具 对 网络 进行全 面的仿 真分析 , D 上行链 路覆 盖受 限 ( vrgl t ) c eaei e ,因为上行小 区覆 盖取决 于手 根据仿 真分析结 果对 网络 进行优 化处理 ,以得到尽 可能满 意的网 o mid 机的发 射功率 和基站热 噪声 ;而当负荷较 大时 ,小 区下行链 路容 络覆盖 。 量受 限 (aai l i d。 即在 WC MA网络 规划 时 ,覆 盖和 容量 C p c yi t ) t me D 2WC MA无线 网络设计 及仿 真 ) D 的规划 对于上 、下 行链路 是不 吲的 ,此外还 要将它们 二 者之间的 本 次 WC MA 无 线 网 络 设 计 拟 建 规 模 为 全 套 最 小 配 置 化 的 核 D 规划联合起来 考虑 。 心网系统 以及 无线子 系统 ,其 中 R NC配置两套 、基 站配置 6套 ,

WCDMA系统中的功率控制技术仿真与分析

WCDMA系统中的功率控制技术仿真与分析

WCDMA系统中的功率控制技术仿真与分析摘要功率控制是新一代无线通信网络系统的关键技术之一。

在WCDMA系统中,如何有效地进行功率控制,并且在保证用户要求的QoS前提下,最大程度降低发射功率,减少系统干扰从而增加系统容量,是WCDMA技术中的重点。

在CDMA系统中,由于存在着“多址干扰”、“远近效应”、“阴影效应"而使得通信质量恶化,最终结果是导致整个通信系统的容量下降,而功率控制技术的出现有很效地解决这些问题。

功率控制技术的采用,一方面减小了干扰的影响,另一方面在满足信噪比要求的情况下,使移动台的发射功率控制在最低电平,这既降低了发射功率,又减小了不同用户之间的干扰,从而提高了系统的容量。

本文主要研究了3G WCDMA移动通信系统中的功率控制技术,具体研究了其中的上行开环功率控制、上行内环功率控制和上行外环功率控制并对其进行仿真与分析。

关键字:功率控制;WCDMA;SIR;QOS;远近效应;THE SIMULATION AND ANALYSIS OF POWER CONTROL TECHNOLOGY IN WCDMACOMMUNICATION SYSTEMSABSTRUCTPower control is a key technology for the wireless comunication network system of the new generation.How to use the power control to decrease the transmittion power and lessen the system interference, and thus to raise the system capacity while ensureing the QoS required by users, is of great importance in WCDMA Technology.InCDMAsystem,¨multi—addressinterference","near-farproblem”and ’’shading effect”deteriorate the quality of communication system,which leading to the system capacity decrease.Power control is introduced to solve these problems effectively.Power control technology is introduced to weak the influence of interference,and to make the transmit power maintain the lowest level satisfying SIR requirement.Power control technology both help the transmit and reduce the interference to other users.Thus system capacity can be improved.In this thesis,I mainly have all in—depth study on power control in radio resource management for 3G WCDMA network,particularly,on uplink open loop power control 、uplink inner loop power control、uplink out loop loop power control technology and we also simulink and analyse the power control system.KEY WORDS: power control; WCDMA; SIR; QOS; near-far effect目录第一章绪论1.1第三代移动通信的发展概况第三代移动通信,简称3G,全称为3rd Generation,中文含义就是指第三代数字通信。

WCDMA无线网络优化方案的研究与设计.doc

WCDMA无线网络优化方案的研究与设计.doc

WCDMA无线网络优化方案的研究与设计
WCDMA系统是一个干扰受限的通信系统,网络优化在WCDMA网络的建设中显得尤为重要。

3G网络的一个最主要特征就是新业务种类繁多,用户对业务的体验取决于端到端的网络性能。

所以在网络商用前就要开展网优工作,对应不同阶段WCDMA网络优化工作的重点和内容也是不同的。

网络优化是网络规划工作的自然延续,是不断提高网络整体质量的过程,从而提高移动终端用户的满意度。

同时,网络规划和优化也是一个交织在一起相互作用的过程。

当网络已被设计和建好时就需要进行相应的网络优化工作,从而找到网络的最佳工作状态。

但是随着网络中业务量的增长,通常又需要进行网络扩容工作,因此又需要新的规划和优化工作,这是一个不断循环的过程。

本论文第一章引言主要描述该论文课题的研究背景以及本人的具体研究工作,该论文以WCDMA网络优化工程为出发点展开了论文课题的研究工作,并且结合本企业实际,具有非常强的实用性。

第二章简要综述了WCDMA技术理论,从相关技术基础理论原理以及实现方式等方面做了阐述,为以下章节的设计做了技术铺垫。

第三章、第四章为本论文的重点章节。

第三章详细分析和阐述了赤峰联通WCDMA网络专项优化工程的整体流程。

第四章介绍了日常优化和专项优化工程的几个重点问题的实施步骤。

第五章对网络优化工作做了总结,并提出下一步工作中需要研究解决的问题,希望能对公司业务的发展有所帮助。

WCDMA中单载波系统上行链路性能仿真分析

WCDMA中单载波系统上行链路性能仿真分析
Upi kSn l a r ig— v y tm CDMA l igeC ryn — n wa eS se i W n



Hu i

主 研 方向 要 究 为
要 针对 WC M D A中单载波系统布局 、上行链路的容量与覆
WC MA 上行链 路 D 容量 覆盖
盖诸方面因素进行 了比较深入的分析 , 通过仿真得到相应的结论。
纳 的用户 则在 减少 。 同时 , 于 同一种 业 务 随着激 活 对 r
业 务 种类 用 户 比特 率 激 活 因 (bt ) 静 态 信 道 多 径 信 道 多径 信 道 k is / 子 ( mh) (2 m h 3k / 10k / )
话 音 业 务 1. 22 29 . 42 . 50 . O5 .
因子 的调整 , 用户数和负荷的关 系也会发生变化。 激
活 因子越 大 . 同样 的负 荷 能容 纳 的用 户数越 少 。 这 从 个 现 象 可 以解 释 子 图 ( 到 子 图 ( 中话 音 业 务 的 A) C) 曲线 远 离其他 三 根数据 业 务 的 曲线 的原 因 。正是 因 为激 活 因子 的影 响 ,使 得话 音业 务 曲线 的斜 率 降低 了“ 活 因子 ” 。 激 倍 22 话音 业 务用户 和 数据 业 务用 户 的共存 情 况 _
29 .
1 . 0 1 . O
当小 区同时存 在话音 和数据 业务 的用户 的时候 , 因为不 同业务 的用户造 成 的小 区 内干扰 都不一 样 , 当

数据业务 数据业务
数 据 业 务
6 4 14 4
34 8
1 . 0 04 .
06 .

基于MATLAB的WCDMA扩频通信系统的仿真设计与分析

基于MATLAB的WCDMA扩频通信系统的仿真设计与分析

基于MATLAB的WCDMA扩频通信系统的仿真设计与分析学院:通信工程学院专业:电子与通信工程姓名:李小瑜学号:1501120442摘要在当今信息快速传递的时代,在频带资源有限的情况下仍要求更高的通信功能和通信资源,而扩频通信技术应用频谱展宽原理使频带利用率大大提高。

随着通信技术的不断发展,第三代移动通信系统已经趋于成熟,扩频通信技术正是其中的关键技术,使得第三代移动通信具有很好的频谱效率和更大系统容量等优点。

本文首先对扩频通信技术的理论基础、基本原理及其优点进行了简单的介绍,然后对WCDMA系统的基本原理以及扩频技术在WCDMA中的应用进行了简单论述,最后通过Simulink对WCDMA扩频通信系统进行了仿真模型的建立并对仿真结果进行了比较分析,实现了信号的扩频、解扩、加扰、解扰、调制、解调等部分。

关键词:扩频WCDMA Simulink 仿真1. 扩频通信技术1.1 扩频通信技术的发展扩频通信技术最先主要应用于军事通信、电子对抗以及导航、测量等各个领域,直到80年代初才被应用于民用通信领域。

为了满足日益增长的民用通信容量的需求和有效地利用频谱资源,各国都纷纷提出在数字峰窝移动通信、卫星移动通信和未来的个人通信中采用扩频技术,扩频技术现已广泛应用于蜂窝电话、数字通信、微波通信、无线定位系统、无线局域网、全球个人通信等系统中。

1.2 扩频通信系统的分类扩频通信按其工作方式的不同,可分为直接序列扩频(DS),跳频(FH),跳时(TH),以及它们的组合方式,如:FH/DS,TH/DS,FH/TH等。

不同的扩频技术,其抗干扰机理和对不同干扰的抵抗能力是不同的。

在民用中应用较为广泛的是直接序列扩频系统和跳频扩频系统。

下面主要对这两种扩频技术进行简单介绍。

(1)直接序列扩频系统直接序列扩频是直接利用具有高码率的扩频码系列采用各种调制方式在发端与扩展信号的频谱,而在收端,用相同的扩频码序去进行解码,把扩展宽的扩频信号还原成原始的信息。

关于WCDMA无线网络技术的论文

关于WCDMA无线网络技术的论文文章介绍了WCDMA系统优化的一般过程及其关键指标,详细研究和分析了WCDMA无线网络在覆盖、容量以及质量方面的优化办法。

以下是店铺为大家整理到的关于WCDMA无线网络技术的论文,欢迎大家前来阅读。

关于WCDMA无线网络技术的论文一:WCDMA无线网络在当前的网路建设中占有重要地位,具有非常多的优点,例如低能耗、高传输速率、低成本等。

随着网络技术的发展,人们对网络服务质量提升了更高的要求,而WCDMA无线网络的优化是网络建设、提升网络服务质量的组成部分[1]。

本文针对WCDMA无线网络优化等相关的内容进行研究分析,通过WCDMA无线网络优化,将网络通信质量提升。

一、WCDMA无线网络技术优化中存在的问题随着我国通信业的快速发展,网络的发展规模不断的扩大,人们对网络的需求也在不断的增加,但是网络问题也就随之而出,为了保证网络通信质量,只有进行网络优化。

我们国家提出网络优化研究和国外相比较晚,国外的网络优化研究进行的比较早,并且取得了不错的成绩。

但是我国的网络优化研究起步较晚,进而也影响了我国网络优化技术的发展,在我国网络优化技术的不断发展下,虽然有很多网络优化软件的产生,网络优化取得了一定的进步,但是网络优化还是存在一定的问题。

(一)无线网络的自动化水平较低。

当前已有的网络优化软件,还没有完全的自动化,在使用这些软件进行网络优化时,需要人工的进行操作干预。

出现这一现状的原因是,目前我国在网络优化研究上没有丰富的经验和网络优化运行数据作为支撑,进而导致网络优化软件在设计的过程中自动化程度较低[2]。

(二)网络优化软件功能少。

在当前我国网络建设中已经有的网络优化软件中,其网络优化的功能较少,而且都带有片面性,只能针对某一个问题进行分析优化,没有办法对整个网络优化。

(三)网络优化的数据不能共享。

我国现有的网络优化软件,因为不能实现资源、数据等的共享,进而导致负责网络优化的工作人员将大量的工作时间花费在数据的处理上,在网络的调整和优化上只花费很少的时间,对其相应的工作效率产生了严重影响。

WCDMA网络仿真与实测对比分析

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通 西 公 网 运 部 级 术l 工 师 广 分 司,络 行 高 技 : 程 管.
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W CDMA
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切换 区域 等 ,对实 际组 网有 着重 要 的指 导和借 鉴作
用。
量 的特性 , 系统 容量 在本 质上 是受 功率 限制 的 , 功 与
为评 估仿 真 的准确 度 ,中兴 通讯 在 国 内外 的 多
率 相 关联 ,且功率 变化 与用 户 数 和数 据吞 吐量 的变 化 关 系 是 非 线 性 的 和 可 变 的 。 软 容 量 的 存 在 给
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朱 永 军
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e p a l a g . i e e i v rf st a C e tb e r n e W t t s , t e i e tW DMA ewo k sn— h h i h n t r i u a in r s l ma e a g ie t C l t e u t y b u d W DM A n t o k p a n p i o o ew r ln a d o t —

关于华为WCDMA网络规划优化毕业论文

关于华为WCDMA网络规划优化毕业论文WCDMA无线网络规划及优化第一章WCDMA原理第一节WCDMA的技术特点WCDMA由欧洲标准化组织3GPP所制定,受全球标准化组织、设备制造商、器件供应商、运营商的广泛支持,将成为未来3G的主流体制。

核心网基于GSM/GPRS网络的演进,保持与GSM/GPRS网络的兼容性。

核心网络可以基于TDM、ATM和IP技术,并向全IP的网络结构演进。

核心网络逻辑上分为电路域和分组域两部分,分别完成电路型业务和分组型业务。

UTRAN基于ATM技术,统一处理语音和分组业务,并向IP方向发展。

MAP技术和GPRS隧道技术是WCDMA体制移动性管理机制的核心。

空中接口采用WCDMA:信号带宽5MHz,码片速率3.84Mcps,AMR 语音编码,支持同步/异步基站运营模式,上下行闭环加外环功率控制方式,开环(STTD、TSTD)和闭环(FBTD)发射分集方式,导频辅助的相干解调方式,卷积码和Turbo码的编码方式,上行和下行采用QPSK调制方式。

第二节3G频谱情况国际电联对第三代移动通信系统IMT-2000划分了230MHz频率,即上行1885~2025MHz、下行2110~2200MHz,共230MHz。

其中,1980~2010 MHz(地对空)和2170~2200MHz(空对地)用于移动卫星业务。

上下行频带不对称,主要考虑可使用双频FDD方式和虽然经过调整,但调整后IMT-2000的上行与PCS 的下行频段仍需共用。

这种安排不大符合一般基站发高收低的配置。

日本1893.5~1919.6MHz已用于PHS频段,还可以提供2×60MHz+15MHz=135MHz的3G 频段(1920~1980MHz,2110~2170MHz,2010~2025MHz)。

目前,日本正在致力于清除与第三代移动通信频率有冲突的问题。

韩国和ITU建议一样,共计170MHz。

WCDMA FDD模式使用频谱为(3GPP并不排斥使用其他频段):上行:1920~1980MHz,下行:2110~2170MHz。

WCDMA系统仿真

L(Urban) 46.3 33.9log F 13.82log Hb (44.9 6.55log Hb)log d a(Hm) Cm
其中,L(Urban)为平坦市区的中值传播损耗(dB) F为频率,范围1500MHz-2000MHz Hb为基站天线高度,范围30-200m Hm为移动台天线高度,范围1-10m d为传播距离,范围1-20km a(Hm)为移动台天线修正因子 Cm = 0dB,对于中小城市、郊区 Cm = 3dB,对于大城市
WCDMA CELL 参数 Pilot Power Max TX Power Pri Cmn Channel Power Sec Cmn Channel Power Pri Sync Channel Power Sec Sync Channel Power AMR12.2kb/s 最大发射功率 CS/PS 64kb/s 最大发射功率 PS 128kb/s 最大发射功率 PS 384kb/s 最大发射功率
20
终端参数
终端性能参数设置
21
话务参数
为每一种业务创建一种终端类型;并将不同终端分布在仿真区域 上来模拟实际用户。 话务分布的方法有多种,下表为基于Clutter的话务分布方法。
Param eter High building Parallel and low building Large and low building Common building Dense urban Town in suburban Others lower building
24
Best server
Best server图用来评价各个小区各自负责的最佳覆盖区域是否合理 ,是否符合覆盖区的业务密度要求。可以结合上行负载统计检查各个 小区负荷十分均匀。同时观测有无出现过大或者过小、越区覆盖的情 况。合理的Best server对软切换和导频污染的控制都是重要的前提 条件。Best server的调整可以通过天线的挂高,方向角和下倾角等 来实现。
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WCDMA系统研究与仿真摘要:WCDMA(宽带码分多址)是一种无线通信技术,是中国联通目前采用的3G通讯标准,作为3G的主流标准,WCDMA技术已逐步走向成熟。

本文首先对第三代通信系统中的WCDMA系统的发展历程和基本原理作了简要介绍,然后对其进行了系统的研究分析,分析了通信各个环节的运行机理,并利用Matlab软件中的Simulink模块对WCDMA的扩频系统进行仿真设计,并给出了实现方法和仿真结果,在给定条件下运行了仿真程序,得到了预期的结果。

关键词:WCDMA;扩频;SimulinkResearch and Simulation of WCDMA SystemsAbstract: WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) is a wireless communication technology, China Unicom's 3G communication standard currently used as the mainstream 3G standard, WCDMA technology has gradually matured. This article first third-generation WCDMA communication system in a systematic study of the system were analyzed using Matlab Simulink software module for WCDMA, spread spectrum system simulation design, and gives an implementation and simulation results, then run the design under emulation program to get the desired results.Keywords: WCDMA; spread spectrum; Simulink目录1.引言 (4)1.1移动通信系统发展历程和WCDMA的产生 (4)1.3 本文主要内容 (3)2.WCDMA系统构成 (3)2.1WCDMA通信基本模型和主要参数: (3)2.2信源编码与信源解码 (4)3.基于MATLAB的WCDMA系统的扩频实现方案 (13)3.1 Simulink简介 (13)3.2Simulink的功能 (13)3.3 Simulink 中常用的模块库 (14)3.4直接序列扩频通信的基本原理 (15)3.5扩频系统的总设计模型 (15)3.6BPSK 调制与解调 (20)3.7解扩与检波 (21)4.仿真参数设置以及结果分析 (22)4.1参数设置 (22)4.2 仿真分析 (25)致谢 ..................................... 错误!未定义书签。

参考文献 (27)1.引言1.1移动通信系统发展历程和WCDMA的产生上个世纪80年代,第一代(IG)模拟蜂窝移动通信系统虽然频谱利用率低、保密性能差,但是其实现了无线的语音通信,是人类从有线通信进入无线通信的标志。

90年代初期,第二代(2G)数字蜂窝移动通信系统开始应用,它弥补了模拟无线通信的一些缺陷,并在无线话音的业务上增加了低速率的数据传输业务,但是其主要还是为了实现话音通信的无线化,不能为高速率的数据通信业务提供支持。

所以近年来出现了2.5代移动通信系统,在一定程度上加强第二代移动通信系统数据传输的能力,但还是不能有效地支持高速率的数据通信业务,因此其进一步发展受到很大的限制。

第三代移动通信系统是基于因特网的飞速发展、各种无线通信业务需求量的加大,人们对高速率数据传输迫切要求下应运而生。

WCDMA全名是 Wideband Code Division Multiple Aeeess,中文译名为“宽带分码多工存取”,是在欧洲和日本几种技术的基础上,采用 MCFDD双工模式的一个ITU(国际电信联盟)标准,与GSM(Global System for Mobile Communications)网络具有很好的兼容性和互操作性,并能够为各种无线设备提供较高速率的数据传输。

WCDMA系统的传输速率在局域网可达ZMb/S,在宽带网能达到384Kb/s,因此能够有效的支持无线话音、图像、数据以及视频通信业务。

在人口密集的地方,第二代通信系统的语音线路容易产生堵塞,为了在一条线路上传送更多的语音呼叫信号,WCDMA采用了异步传输模式(ATM),从而把呼叫数目成倍的提高,由原来的30个提高到300个。

WCDMA系统解决了第二代移动通信系统在同一条传输通道中,同一时间内不能同时进行语音通信和数据传输的问题,它采用了电路交换和分包交换技术。

其中用电路交换技术实现语音通信,通过分包交换技术用户在接听电话时可以访问因特网,大大提高了移动电话的使用效率。

费用方面,由于第三代移动通信承载了语音业务和高速率的数据业务,因此它的费用可分为两部分。

第一部分:语音通信所产生的费用,按照用户语音通信接入的时间进行计算。

第二部分:数据业务,由于数据业务是通过分包交换技术实现的,因此它的费用计算不同与语音业务的按接入时间计算,而是通过数据的传送量来计算。

1.2 3G移动通信几种技术方案的比较WCDMA CDMA 2000 TD-SCDMA 多址接入方式DS-CDMA MC-CDMA DS-CDMA双工方式FDD/TDD FDD TDD载频间隔(MHz) 5 1.25 / 3.75 1.6 码片速率(Mchip/s)3.84 1.2288 / 3.6864 1.28帧长10ms 20ms 10ms(含两个子帧)基站同步方式不需要GPS/GLONASS同步方式GPS或者网络同步方式功率控制快速闭环功控:1500Hz;外环功控快速闭环功控:800Hz;外环功控闭环功控:0~200Hz;外环功控切换方式扇区间软切换、小支持软切换和接力切换区间软切换和载频间硬切换更软切换语音编码AMR8k/13k QCELP / 8kEVRCAMR1.3 本文主要内容本文的主要内容可分为三个部分。

第一部分主要介绍WCDMA系统的发展历程和基本原理以及与其他3G无线通信技术的区别;第二部分介绍系统的信号传输机理,并分析了各个环节的运行方式。

最后一部分,利用MATLAB中的Simulink组件对WCDMA 系统中的重要模块——扩频部分进行了仿真设计,列出了具体的仿真方法,并进行了仿真实现,然后针对已经设计的扩频系统进行结果分析,主要包括关键步骤的结果分析,并得出最后结论,达到了预期的效果。

2.WCDMA系统构成2.1WCDMA通信基本模型和主要参数:系统组成如图1所示。

信源编码信道编码交织加扰调制扩频射频发射信源解码去交织信道解码解扩解扰解调射频接收无线信道图1 WCDMA系统的信号传输过程WCDMA是一个带宽直扩码分多址(DS-CDMA)系统,即通过用户数据与由CDMA扩频码得来的伪随机比特(称为码片)相乘,从而把用户信息比特扩展到宽的带宽上去。

为支持很高的比特速率(最高可达2Mbps),采用了可变扩频因子和多码连接。

使用3.84Mbps的码片速率需要大概5MHz的载波带宽。

带宽约为1MHz的DS-CDMA 系统,通常被称为窄带CDMA系统。

WCDMA所固有的较宽的载波带宽使其能够支持高的用户数据速率,并且也具有某些性能方面的优势,例如增强的多径分集能力。

网络运营商可以依据其运营牌照,以等级式的小区分层的形式,使用多个这样的5MHz 载频来增加容量。

实际的载频要根据载频间的干扰情况,以200kHz为一个基本单位在大约4.4-5MHz之间选择。

WCDMA支持各种可变的用户数据速率,换句话说,就是它能很好地支持带宽需求的概念。

在每个10ms期间,用户数据速率是恒定的。

然而这些用户之间的数据容量帧与帧之间是可变的。

这种快速的无线容量分配一般由网络来控制,以达到分组数据业务的最佳吞吐量。

WCDMA支持两种基本的工作模式:频分双工(FDD)和时分双工(TDD)。

在FDD 模式下,上行链路和下行链路分别使用两个独立的5MHz的载波;在TDD模式下只使用一个5MHz的载波,在上下行链路之间分时共享。

上行链路是移动台到基站的连接,下行链路是基站到移动台之间的连接。

TDD模式在很大程度上是基于FDD模式的概念和思想的,加入它是为了弥补基本WCDMA系统的不足,也是为了能使用ITU为IMT-2000分配的那些不成对频谱。

2.2信源编码与信源解码WCDMA系统采用自适应多速率(Adaptive Multi-Rate,AMR)语音编解码技术,多速率声编码器是一个带8种信源速率的集成声码器,这8种速率包括:12.2kbps (GSM-EFR)、10.2kbps、7.95kbps、7.40kbps、(IS-641)、6.70kbps(PDC-EFR)、5.90kbps、5.15kbps和4.75kbps。

AMR比特速率可以由无线接入网来控制。

为了实现与现有无线网络的互连互通,有些模式与现有网络是相同的,比如,12.2kbpsAMR声码器相当于GSM-EFR编解码器,7.4bps相当于US-TDMA的声码器,而6.7kbps的相当于日本的PDC声码器。

AMR声码器能够根据指令在20ms的语音帧间进行比特速率的切换,但是进行AMR模式切换时,需要使用带内信令。

AMR声码器处理基于20ms的语音帧,相当于在采样频率为8000/s点时要处理160个样本。

多速率声码器的编码方式为代数码激励线性预测编码。

话音编码器输出的话音参数比特在传输之前需要按照它们的主观重要性来重新排序,并且重排后,还需要根据它们对错误的敏感性进一步重排。

这些参数分为3种不同的重要级别:A、B、C级。

A级是最敏感的,因此要采用最好的信道编码。

AMR还包括了错误隐蔽机制。

详细的说,帧置换的目的是隐蔽由丢失的语音帧带来的影响。

当发生多个语音帧丢失时,通过消音来指示到用户的信道中断,以避免产生讨厌的杂音,这就是帧置换过程的好处。

AMR声码器可以容忍A类比特大约1%的误帧率而不会带来话音质量的恶化。

对应的A类比特的误比特率为万分之一左右。

对于B类和C类来说,可以相对高一些。

根据空中接口的负荷以及话音连接的质量,无线接入网络控制AMR语音连接的比特速率。

在高负荷期间,比如忙时,就有可能采用较低的AMR速率在保证略低的语音质量的同时提供较高的容量。

当然,如果移动终端离开了小区覆盖范围,并且已经达到了它的最大发射功率,可以利用较低的AMR速率来扩展小区的覆盖范围。

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