WCDMA系统研究与仿真论文
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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
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。
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。
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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。
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。
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。
WCDMA系统引入了多种类型的数据业务,使整个网络业务特性的复杂程度大大超越了以语音业务为主、以少量低速数据业务为辅的传统2G无线网络。
采用仿真工具合理的仿真WCDMA系统对WCDMA网络的规划和优化具有重要的指导作用。
本文首先介绍了WCDMA的基本概念,发展现状和基本技术特点,其中着重介绍了WCDMA的主要参数、信道特征及扩频与调制。
其次介绍了System View仿真平台的功能与使用简介。
最后主要在System View系统软件平台上分别从电路交换承载业务DTCH上行链路编码过程、基带频分双工宽带CDMA上行链路及导频符号相干检测过程三个方向仿真了WCDMA系统,着重于参数设置,电路设计,仿真运行,得出相应的仿真结果,验证WCDMA的可实行性,System View平台的仿真精密性及功能完整性。
关键词:WCDMA; System View;系统仿真AbstractWCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) is a wireless communication technology, China Unicom is currently used in 3G communication standards, as the mainstream 3G standards, WCDMA technology has gradually matured. WCDMA system, the introduction of various types of data services, the complexity of the characteristics of the entire network business far beyond voice services, a small amount of low-speed data services, supplemented by a traditional 2G wireless network. Reasonable simulation tools Simulation WCDMA WCDMA network planning and optimization has an important role in guiding.This paper first introduces the WCDMA, the basic concept, development status and the basic technical characteristics, which highlights the main parameters of the WCDMA channel characteristics, and spread spectrum modulation. Second, it describes the function and use of profiles of the System View simulation platform. The last major system software platform in the System View from circuit-switched bearer service DTCH uplink encoding process, the base-band frequency division duplex wideband CDMA uplink and pilot symbols in coherent detection process in three directions simulated WCDMA system, focusing on parameter settings, circuit design, simulation run, draw the corresponding simulation results, validation of WCDMA can be implemented, the simulation precision and functional integrity of the System View platform.Key words: WCDMA; the System View; system simulation目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1WCDMA的发展 (2)1.2论文的主要任务 (3)1.3整体方案设计 (3)第2章WCDMA的基本原理 (4)2.1WCDMA主要系统参数 (4)2.2传输信道和物理信道 (4)2.3传输信道编码和复用 (5)2.4扩频与调制 (6)第3章System View软件介绍 (10)3.1SystemView简介 (10)3.2设计窗口 (11)3.3分析窗口 (12)第4章WCDMA系统在System View上的仿真 (14)4.164KB/S电路交换承载业务DTCH上行链路编码过程仿真 (14)4.1.1 仿真基础 (14)4.1.2 仿真电路及参数设置 (16)4.1.3 仿真结果及分析 (18)4.2基带频分双工宽带CDMA上行链路仿真 (20)4.2.1 仿真基础 (20)4.2.2 仿真电路及参数设置 (20)4.2.3 仿真结果及分析 (22)4.3导频符号相干检测过程的仿真 (25)4.3.1 仿真基础 (25)4.3.2 仿真电路及参数设置 (25)4.3.3 仿真结果及分析 (27)总结 (29)致谢 (30)参考文献 (31)前言自1987年至今,中国的移动通信经历了从无到有、从第一代模拟移动通信(1G)GSM到CDMA第二代移动通信(2G)的发展过程,历经了由小变大的奋斗过程。
名称:基于MATLAB—SIMULINK的WCDMA基本原理的仿真学院:研究生院专业:通信与信息系统年级: 2010学号: *********第一章WCDMA中得关键技术WCD MA移动通信系统是在复杂的无线通信环境里进行的,建立无线信道模型,实现对无线信道的仿真,是对WCDMA进行系统仿真的基础。
整个WCDMA 系统由三部分组成,即CN(核心网) 、UTRAN(无线接入网) 和UE(用户装置) 。
CN与UTRAN 的接口定义为Iu 接口,UTRAN 与UE 的接口定义为Uu 接口。
Uu 接口分为3 个协议层:物理层、数据链路层和网络层。
物理层是衡量不同体制的移动通信系统的主要方面之一。
终端与基站间的单纯物理链路采用何种信号处理的结构,直接关系到整体的业务性能,并且对其他层的协议也有很大的影响。
从手机和基站设备的基带处理能力而言,物理层关系到设备的复杂度。
另外,第三代系统同样着眼于业务的宽带,所以物理层不仅围绕单一的业务,而且也考虑到将来引入的业务所需的更多变化。
物理层提供物理信道,并在此信道上传输原始比特,为MAC 层和更高层提供信息传输服务,包括物理信道的调制与扩频、信道的编译码、软切换的实施、频率和时间(chip ,bit ,slot ,frame) 的同步及闭环功率控制等。
物理信道分为专用物理信道(DPCH) 和公共物理信道(CPCH) 。
此次的设计中,物理层由信道编/解码、扩频解扩、加扰解扰、调制解调、加性高斯白噪声信道几部分组成,以下是对这几部分的简单介绍。
1.1 扩频与扰码在WCDMA系统中,WCD MA 的扩频码称为信道化码,下行链路采用的信道化码与上行链路相同,称之为正交可变扩频因子(OSVF)码。
WCDMA 系统中,发送端做的处理除了扩频之外还包括了扰码操作。
扰码的目的是为了将不同的终端或基站区分开来,上行链路中,扰码区分用户,扩频码(也叫信道化码)区分同一个用户的不同信道(物理数据(DPDCH)和控制信道(DPCCH));下行链路中,扰码可以用来区分不同的小区,用扩频码区分同一小区中不同的用户。
万博科技职业学院毕业设计(论文)报告系别电子信息工程专业通信技术年级11级学制3年学号1101012008姓名/二〇一四年五月题目WCDMA系统研究与分析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的概念、基本原理;第二部分系统介绍信号传输机理,并分析了各个关键环节的运行方式。
第三部分介绍了WCDMA的技术现状和发展趋势。
导师评语成绩导师WCDMA系统研究与分析摘要:移动通信技术开始是各自发展的状态,各个国家、技术组织都不断发展自己的技术,美国有AMPS、D-AMPS、IS-136、IS-95,日本有PHS、PDC,欧洲则是GSM。
这种格局一方面在移动通信发展的初期满足了用户的需求,开拓了移动通信市场,另一方面也人为造成地区间的隔离,引发了全球统一移动通信制式的需求。
ITU正是在这个背景下于1985年启动了第三代移动通信系统的规范工作。
在第三代移动通信规范提案的概念评估过程中,宽带码分多址(WCDMA)技术以其自身的技术优势成为3G的主流技术之一。
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。
关键词:WCDMA;扩频;RAKE目录1.引言 (1)1.1 WCDMA的概念....................................................错误!未定义书签。
1.2 WCDMA 的发展历程2.2 WCDMA关键技术 (6)3 应用现状与前景 (9)致谢 (10)参考文献 (11)1 引言1.1 WCDMA的概念上个世纪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,人类从有线通信进入无线通信。
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。
WCDMA下行链路扩频调制的仿真与浅析目录目录摘要: (1)0 前言 (2)1 概述 (2)1.1 3G概述 (2)1.2 WCDMA简介 (2)1.3 WCDMA系统模型 (3)1.4 WCDMA的发展 (4)2 WCDMA扩频 (5)2.1 扩频简介 (5)2.2 扩频编码 (6)2.3下行链路扩频过程 (9)3 WCDMA调制 (10)3.1调制简介 (10)3.2 QPSK数字调制 (11)3.3 下行链路调制过程 (11)4 WCDMA下行链路扩频调制的仿真 (12)4.1 仿真模型 (12)4.2 仿真结果及分析 (13)5 结论 (18)参考文献 (18)IIWCDMA下行链路扩频调制的仿真与浅析摘要:移动通信系统已经历了第一代模拟通信系统和第二代数字通信系统(GSM、CDMA),目前正朝第三代移动通信系统发展。
WCDMA作为未来的主流技术,已经得到业界的广泛认可。
WCDMA是基于GSM网发展出来的3G技术规范,是欧洲提出的宽带CDMA技术。
它具有较高的扩频增益,发展空间较大,全球漫游能力最强,技术成熟性最佳。
本文首先简单介绍了第三代移动通信系统WCDMA扩频调制的基本原理以及操作过程,然后利用MATLAB工具建立了WCDMA的下行链路扩频调制过程的仿真模型,最后给出了各个处理阶段信号的频谱图等仿真结果,并进行了分析,得出利用OVSF 扩频码进行扩频调制能够很好地解决不同业务传送及多用户干扰的问题。
关键词:WCDMA;扩频;调制;MATLAB仿真Study and Simulation of WCDMA Downlink Channel’sSpreading and ModulationAbstract:Mobile communication system has experienced a first-generation analog communications system and the second generation of digital communication system (GSM, CDMA), is currently facing the third generation mobile communication system development. WCDMA as my future mainstream technologies has been widely recognized in the industry. WCDMA is developed based on GSM network 3G technology standard, is the European proposed broadband CDMA technology. It has higher spread spectrum gain; development space bigger, global roaming ability to recognize the strongest, technology is the best. This paper firstly illustrates the theory and operational process of WCDMA Downlink channel's spread spectrum and modulation briefly. Secondly the simulation module of WCDMA uplink channel is founded by MATLAB, and then the result of the simulation is given. Based on the preceding study and simulation the conclusions that the OVSF which is used in WCDMA can primal solve the problems of the different operation ‘transmission and the different user's disturbance are educed at last.Key words:WCDMA;spreading;modulation; MATLAB simulation10 前言自从电话进入人类社会以来,人们对它的依赖与日剧增,这主要是由于电话使用方便快捷,可以节约大量的时间。
WCDMA网络规划、优化及仿真随着第三代移动通信技术的兴起,3G的商用已经迫在眉睫,而在网络建设的初期,网络规划尤为重要,对于运营商而言,从客户的满意度中提高ARPU(Average Revenue Per User),前期的网络规划是关键竞争因素。
2005-09-07 17:55 出处:通信世界作者:邱真南京邮电大学邱真随着第三代移动通信技术的兴起,3G的商用已经迫在眉睫,而在网络建设的初期,网络规划尤为重要,对于运营商而言,从客户的满意度中提高ARPU(Average Revenue Per User),前期的网络规划是关键竞争因素。
在全球范围内,人们正紧锣密鼓地开发和研制新的规划工具和计算方法。
而作为三大标准之一的WCDMA已经开始在欧洲和亚洲的一些国家和地区进行商用,并取得了良好的效果。
WCDMA与传统的GSM网络有着本质的不同,由此对网络规划便提出了更高的要求,规划的好坏将直接影响到网络性能和建设成本。
本文旨在对WCDMA网络规划的特点和步骤做一阐述。
一、WCDMA无线网络规划的关键特点1.功率控制是关键WCDMA的规划和目前的GSM网络规划有着本质的不同,比GSM规划更复杂,因WCDMA是一个自干扰系统,单一地提高发射功率只能改善某一小区的接收信号(当网络的发射功率提高一倍时,小区的容量只增加10%),反而增加了对所有相邻小区的干扰,从而影响了整个网络的通信质量。
网络的容量越大,容纳的用户越多,就越容易产生背景噪音,每个用户都对其他用户构成干扰,每个小区都对其他小区构成干扰,过多的干扰势必影响解调的效果。
所以采用合理的功率控制方法,降低干扰便是WCDMA无线网络规划的关键, 链路性能和系统容量都取决于干扰功率的控制结果。
简要的讲,既要保证一定的通话效果和服务质量,又要把干扰降低到最小。
2.业务模型为导向3G系统将不局限于提供语音业务和低速电路型数据业务,而且支持包括高速分组数据业务在内的多种业务接入。
WCDMA和HSDPA的单系统的系统的容量以及系统间干扰进行仿真分析高速下行分组接入HSDPA(HighSpeedDownlink Package Access)是第三代移动通信中非常重要的增强技术,特别适用于多媒体、远程会议、Internet 等大量下载信息的业务。
HSDPA是在R5协议中为了满足上/下行数据业务不对称的需求而提出的,它可以在不改变已经建设的WCDMA网络结构的情况下,把下行数据业务速率提高到10Mb/s。
该技术是WCDMA网络建设后期提高下行容量和数据业务速率的一种重要技术。
为了达到提高下行分组数据速率和减少时延的目的,HSDPA主要采用了自适应的编码和调制(AMC adapTIve modulaTIon and coding)、混合自动重传(HARQ Hybrid ARQ)和快速分组调度等技术。
其实,上述三种技术都属于链路自适应技术,也可以看成是WCDMA 技术中可变扩频技术和功率控制技术的进一步提升。
由于在系统级仿真中我们侧重于容量分析以及系统间干扰分析,我们采用的是静态系统级仿真方法。
首先我们会分别对WCDMA和HSDPA的单系统进行仿真,以获得WCDMA 独立运行时的系统容量以及HSDPA系统独立运行时的数据吞吐量。
然后我们运行双系统仿真,研究这两个系统共存时的相互干扰情况以及共存时的系统容量和吞吐量。
单系统和双系统仿真均在宏蜂窝环境下进行。
建立的系统模型及其参数参照了3GPP规范中的TR25.950、25.848、25.996、25.942,及UMTS30.03等协议。
2 系统建模静态系统仿真既可以进行单个无线网络环境的仿真,也可以进行多个移动网络的仿真。
主要采用MonteCarlo统计方法,系统生成随机分布于一定地理区域的用户,然后保持这些用户位置固定不变,进行切换和功率控制。
下面我们从小区拓扑、信道模型、切换、功率控制等五个方面来说明系统建模方法。
2.1小区拓扑网络拓扑为宏蜂窝,每个小区采用3扇区,采用48扇区/16个小区结构,扇区半径为577米,小区半径为1000米,如图1所示。
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。