TD-SCDMA接收机灵敏度问题讨论
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基站灵敏度概念辩析一、静态参考灵敏度灵敏度是衡量接收机在一定条件下能够接收小信号的能力,它和诸多因素有关。
例如,在不同的误码率、信纳比、信噪比等条件及不同的接收环境(静态、多径信道模型)情况下灵敏度概念和数值可能各不相同。
静态参考灵敏度是指接收机在静态理想传播环境(相当于有用信号直接输入接收机,没有任何外界干扰)下,错误比特率小于某一规定值(GSM为2%)时接收机可以接收最小有用信号的能力。
它是各种传播条件中最高的灵敏度,也就是说在任何情况下的接收灵敏度数值都不可能超过静态参考灵敏度。
通常所讲的GSM基站灵敏度一般是指它的静态参考灵敏度。
那么GSM基站的静态参考灵敏度在理论上可以做到多大呢?众所周知,GSM接收机系统可以分为射频滤波、 LNA、混频、中频滤波、放大、A/D变换、DSP处理、解调等几部分组成,如图1所示。
图1 接收机原理框图进入接收机输入端的信号有两种,有用信号P min和热噪声信号P noise,由于接收通道中电路本身也会产生噪声N f,因而在解调处有用信号和噪声信号的比例为:E b/N t=P min-P noise -N f------------------(1)其中E b/N t是有用信号平均比特能量与噪声和干扰功率谱密度的比值,又称为解调门限,相当于模拟 FM 调制的 C/I (载干比),是衡量数字调制和编码方式品质因素的标准。
E b/N t需求值取决于该系统的调制方式和解调算法,在GSM系统中,E b/N t的理论值一般为9 dB(有余量),由于华为公司采用性能优良的解调算法,接收机解调门限可以做到低于7dB(取E b/N t=7dB)。
P noise为接收机输入口处的热噪声信号,又称本底噪声,其数值为P noise=10Log(KT0 BW),其中K是波尔兹曼常数,K=1.38×10-23 J/K;T0为标准噪声温度,T0=290K。
则:P noise=10Log(KT0)+10LogBW=-174dBm+10LogBW------(2)式中BW为系统信道带宽,对于GSM系统而言BW=2×10+5 Hz ,由式(1)、(2)可以推出GSM基站接收机理论上静态参考灵敏度P min为:P min=-174dBm +10LogBW+N f+E b/N t=-121dBm+N f+E b/N t(常温)---------(3)其实这也是所有接收机静态接收灵敏度的计算公式,只是不同的通信系统BW 不同而已。
接收机灵敏度分析
噪声性能是影响接收机灵敏度的关键因素之一、在接收机的前端,会存在各种噪声源,包括热噪声、放大器的噪声等。
热噪声是由于接收机系统中的电阻上的热运动所引起的,它是一个与频率无关的噪声源,可以通过降低系统的温度来减小热噪声。
而放大器的噪声主要来自于放大器自身的噪声系数,噪声系数越小,接收机的灵敏度就越高。
因此,要提高接收机的灵敏度,需要在设计中降低噪声源,并提高放大器的噪声系数。
增益控制技术也对接收机的灵敏度有很大影响。
在接收机中,信号会经过多个放大器进行放大,每个放大器的增益都会对接收机的灵敏度产生影响。
一般来说,增益越大,接收机的灵敏度就越高。
但是,过大的增益也会带来一些问题,比如增加了噪声源的放大、增加了信号的非线性失真等。
所以,在接收机设计中需要合理选择放大器的增益,避免灵敏度过高导致系统性能下降。
射频前端的设计也是接收机灵敏度分析的重要方面之一、射频前端是指接收机的前置放大器、滤波器、混频器等部分。
合理设计射频前端可以提高接收机的灵敏度。
在射频前端设计中,要尽量减小信号的损耗,提高信号的输入功率。
同时,还要设计适当的滤波器来抑制杂散信号,提高接收机对目标信号的检测和区分能力。
另外,混频器的选择和设计也是必不可少的一环,它是将高频信号转换为中频信号的关键组件,直接影响到接收机的灵敏度和动态范围。
总的来说,接收机灵敏度的分析需要综合考虑噪声性能、增益控制技术和射频前端的设计等方面。
通过合理的设计和调整,可以提高接收机的灵敏度,实现更远距离、更高质量和更大容量的无线通信。
GSm移动通信系统接收机的噪声系数和接受灵敏度(txx23)摘要当今世界已经进入到飞速发展的信息时代,而在这信息时代中通信特别是移动通信是发展最快的产业。
手机现在已经成为人们日常生活中必不可少的设备。
为了防止某些人利用手机从事某些违法的行为,或者在某些不允许使用手机的地方切断手机的使用,本文设计了一个针对gsm手机发射信号的接收机。
论文首先阐述了gsm移动通信系统的特性、频段分配、功率控制、信号接收等相关知识,而后对本接收机设计所需要的各个主要元器件——天线、宽带滤波器、低噪声放大器、混频器、数字解调器——的功能和参数意义作了说明,并且把所选用的各类器件参数作了详细地分析,将各元器件之间的连接方法也进行了说明。
在文章最后从总体上论证了接收机的噪声系数和接受灵敏度。
关键词:gsm,天线,宽带滤波器,低噪声放大器,混频器,中频放大器,gmsk第一章绪论1.1 引言近年来,移动通信事业得到了高速发展,手提电话(手机)用户量急剧增长,这一方面促进了经济和科技得发展,推动了社会的进步,但另一方面,手机制造的噪声污染也变得愈来愈严重。
例如,在会议室、法庭、医院剧场、图书馆等公共场所,由于手机的随意使用,破坏了原有的安静、严肃气氛、影响了这些活动的正常进行。
又如,利用手机泄密也成为不可忽视的问题,在涉及到政治、经济、军事等保密场所,常有人有意无意地利用手机将重要机密泄露出去,给党和国家的事业造成严重损失。
这已引起政府和军方的密切关注。
1.2 国内外研究概况和发展动态1.干扰发射机2.智能蜂窝失效器3.智能灯塔失效器4.直接接收&发射阻塞器5.电磁干扰屏蔽设计(详略)付费论文:22000多字有中、英文摘要、图、表300元备注:此文版权归本站所有;本站保证购买者的省唯一性。
基于SCDMA的基站接收机性能测试与优化方法研究概述:随着无线通信技术的发展,SCDMA(Synchronous Code Division Multiple Access)作为一种无线通信技术,在当前的移动通信领域具有广泛应用的前景。
然而,为了确保其高效运行,基站接收机的性能测试和优化是必不可少的。
本文将探讨基于SCDMA的基站接收机性能测试与优化方法的研究。
首先,我们将简要介绍SCDMA技术的基本原理和优势。
然后,我们将重点讨论基站接收机的性能测试方法以及相应的优化方法。
一、SCDMA技术的基本原理和优势SCDMA作为无线通信领域的一种关键技术,具有以下几点优势:1. 高频谱利用率:SCDMA通过CDMA技术实现多用户间的频率复用,大大提高了频谱利用效率。
2. 抗多径干扰能力强:SCDMA技术具备良好的抗多径干扰能力,能够减少多径效应对通信质量的影响。
3. 延迟低:SCDMA技术的传输延迟较低,适用于对实时性要求较高的应用场景。
二、基站接收机的性能测试方法基站接收机的性能测试是确保通信系统正常运行的关键环节。
以下是几种常用的基站接收机性能测试方法:1. 灵敏度测试:灵敏度测试用于评估接收机在最低信号水平下的工作性能。
通过在不同信号水平下测试接收机的接收灵敏度,可以确定系统的有效传输范围。
2. 动态范围测试:动态范围测试用于评估接收机在不同信号幅度下的性能表现。
通过测试接收机在高信号强度下的非线性失真特性,可以确定系统的工作范围。
3. 抗干扰性能测试:抗干扰性能测试用于评估接收机在受到外部干扰时的工作能力。
通过模拟外部干扰条件进行测试,可以确定接收机对干扰的抵抗能力。
4. 误码率测试:误码率测试用于评估接收机在不同信道条件下的误码率性能。
通过发送一系列已知的数据流并统计接收机正确接收的比特数量,可以得出误码率的性能指标。
三、基站接收机性能优化方法为了确保基站接收机的良好性能,可以采取以下优化方法:1. 频偏补偿:由于多普勒频偏等因素的影响,接收机在接收信号时可能会存在频偏问题。
TDSCDMA的缺点不足缺陷要说TD-SCDMA/TD-HSPA不好,总结起来不外乎两个缺点:1、速度比WCDMA慢太多;2、信号覆盖不好。
先说说速度问题,TD采用1.6M*1载波,WCDMA采用5M*2载波:R4版本下,TD和WCDMA 提供PS速率都是U384kbps/D384kbps,但到R5版本WCDMA立马提升到,TD的R5提升有限,为,而且TD因为TDD模式,还是UD时隙比为1:5时、开启5个HSDPA时隙才能达到,CMCC 实际组网选择的UD时隙比为2:4,只开启3个HSDPA时隙,因此实际速度只能达到。
到R6版本,WCDMA更是提升到,TD则仅仅是,而且TD的UD时隙配比对业务配置影响的问题更加严重,现网仅能开启1个HSUPA时隙,上行速度与WCDMA的R6版本差了10倍以上……后续演进差距就更大了,HSAP+阶段,WCDMA通过引入64QAM高阶调制,可以轻松达到D21Mbps,再引入MIMO,可以达到D42Mbps,再引入DC-HSPA+,可以达到D84Mbps;相比之下,TD即便引入64QAM、DC等技术,也只能达到,与WCDMA的差距仍然是10倍。
其实TD与WCMDA同属UMTS,只是前者为UMTS的TDD模式,后者为UMTS的FDD模式,TD 与WCMDA采用的多址技术完全一样,调制方式也相同,而两者速度差距在高阶调制阶段,差距越来越大。
很明显,调制方式决定频谱利用率,如果两者采用相同的调制方式,决定速度的主要因素就是载波带宽。
再说信号覆盖问题,撇开CMCC之前对TD投资因素,单纯从技术上说,一般都认为TD与WCDMA 在相近的频段,WCDMA因为扩频增益上的优势,覆盖能力远强于TD。
从扩频增益上说,TD也是因为载波带宽过小导致扩频增益远小于WCMDA。
从上面两点分析看,TD不论是速度问题,还是覆盖问题,都是前期做标准时选择的载波带宽过小所致。
如果TD做标准时选择10M带宽的载波,情况又如何?10M带宽的载波下,联合检测、智能天线因为算法太过复杂,肯定会被放弃,但扩频增益优势就很明显了,相同频段的覆盖能力甚至会超过WCDMA;10M带宽的载波也可以让上下行时隙设置更丰富、让运营商有更多码道可选。
基站接收灵敏度和信噪比优化随着通信技术的不断发展,人们对移动通信的需求也越来越高。
然而,移动通信信号受到各种干扰的影响,其中最主要的就是信号强弱和噪声干扰。
因此,提高基站接收灵敏度和优化信噪比成为移动通信领域中的重要任务。
在移动通信系统中,基站起着至关重要的作用,它负责接收用户发送的信号,并将其转发给目标接收设备。
为了保证通信质量和稳定性,基站的接收灵敏度和信噪比的优化就显得尤为重要。
首先,接收灵敏度是指基站能够接收到的最弱信号的幅度。
提高接收灵敏度可以扩大基站的覆盖范围,改善通信质量。
在实际设置中,我们可以通过增加天线的高度、增加功率放大器的增益、优化天线方向等方式来提高接收灵敏度。
例如,可以将基站天线设置在较高的建筑物或者山顶上,以便更好地接收到远处用户发送的信号。
此外,通过增加功率放大器的增益,可以增强基站对弱信号的接收能力,从而提高接收灵敏度。
其次,信噪比是指接收信号与背景噪声之比。
在移动通信中,背景噪声来自于天气条件、电子设备等干扰源,对于信号的接收和解码带来了很大的挑战。
为了优化信噪比,我们可以采取一系列措施。
首先,通过增加天线数量和优化其方向,可以减少多径传播路径带来的干扰。
此外,采用先进的编码技术,如Turbo编码和LDPC编码,可以在传输过程中纠正一定数量的错误,提高信号的可靠性和抗干扰能力。
另外,使用自适应调制技术,根据信道条件自动调整传输速率和调制方式,可以提高信噪比。
最后,进行信道估计和均衡等技术,可以减小信号传输过程中的失真和干扰。
除了上述方法,我们还可以利用多天线技术来提升基站的接收灵敏度和优化信噪比。
多天线技术包括MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)和Beamforming等。
通过在基站处设置多个天线和使用适当的天线阵列算法,可以获得多个独立的传输通道,从而提高接收灵敏度和优化信噪比。
此外,利用波束赋形技术,可以减小多径干扰并增强目标信号的接收。
浅谈TD-SCDMA系统干扰问题2008-10-10 20:221、序言TD-SCDMA(时分同步码分多址,Time Division Synchronous Code Division Multiple Access)是我国提出来的通信标准,在物理层核心技术上拥有自主知识产权。
目前在多个大型城市建立实验网,实验结果优势突出。
但由于自身的特点也存在一定的问题,例如不同制式系统的邻频干扰、时隙干扰等问题,有些系统自身可以克服的,如多址干扰,但有些如与PHS系统共存问题,就需要在网络规划、优化中根据实际情况采用不同方法解决。
无论哪种制式系统,干扰一定存在,只是干扰类型不同而已,本文就有别于其他系统干扰问题进行分析,以提高该系统运营质量。
2、TD-SCDMA系统内干扰TD-SCDMA系统的业务时隙可根据业务的需要动态分配,这样就有可能在转换点处出现干扰,同时系统的组网方式也有别于其他系统等等这些因素,会给TD-SCDMA系统内的干扰有别于其他系统。
具体分析如下:2.1 交叉时隙干扰TD-SCDMA系统的业务时隙是动态分配的,当这种方式出现在相邻小区之间或同小区频率间的上下行转换点不一致时就可能产生干扰。
如当第一个小区使用一个时隙传输上行链路信息,而第二个相邻小区使用该时隙传输下行链路信息,则这两个小区之间存在干扰。
另外基站之间帧信号不同步时,也会出现这种干扰,如图1。
图1 帧同步偏差对于交叉时隙干扰,目前有多种解决方案,例如在不同切换点的小区之间设置一个交叉时隙隔离带,在交叉时隙中不传输数据2;以交叉时隙的2个基站为圆心,应用导频信号确定的2个圆形区域作为交叉时隙用户所在区域3;还可以调整上下行时隙比例等。
当然,同步引起的干扰,需要让系统恢复同步状态,这在其他系统同步干扰优化中也积累了丰富的经验。
3、频率规划和组网方式不同引起的干扰在TD-SCDMA系统中,主要是多载波异频网络和同频网络。
其中单频点多载波技术组网干扰比较大(单频点即一个频点一个小区,每个频点都有自己的公共信道),由于公共信道不进行波束赋形,不能消除干扰而带来基站间公共信道干扰。
1.覆盖问题掉话2.干扰问题掉话4. 其他解决掉话问题的思路:1.改善覆盖减少信号弱引起的掉话。
(如增大发射功率、增加室分覆盖)2.改善无线环境,降低干扰,减少由于干扰引起的质量掉话。
3.改善切换,提高切换成功率,减少切换的掉话。
(如配置邻区关系、修改无线参数)4.提高传输质量,减少由于传输质量差引起的掉话。
5.对于基站设备或交换设备引起的掉话因及时解决。
3.孤岛效应切换 2.越区覆盖问题 1.覆盖空洞导致掉话(盲区)4.导频杂乱5.阴影衰落 1.同频干扰 2.相关性强的扰码引起的干扰 3.上下行交叉性干扰 4.导频污染5.上下行导频同干扰6.卫星接收器干扰等(外干扰) 1.硬件故障导致的切换异常 6.无线参数设置不合理导致切换不及时2.同频同扰小区越区覆盖导致切换异常3.越区孤岛切换问题引起掉话4.目标小区上行同步失败导致切换失败5.原小区下行干扰严重导致切换失败 1.设备原因 2.覆盖差,导频RSCP 低,不同业务有不同覆盖指标要求3.下行干扰大,导频RSCP 不低,Ec/Io 差,不同业务有不同要求4.上行干扰大,RSSI 扫描结果存在上行干扰5.切换区小6.邻区漏配3.切换问题掉话掉话优化手段:覆盖调整、干扰排查、寻呼优化。
呼叫失败1.RRC 连接建立超时3.寻呼超时4.其他2.RRC connection setup 终端未收到,弱场、C/I 较差3.设备BUG 或者RNC 本地资源配置失败导致的Reject 1.RRC connection Request 网络侧未收到,可能由于弱场干扰引起 2.RAB 建立超时 1.弱覆盖导致RAB 建立超时2.干扰导致建立超时3.设备BUG 或者RNC 本地资源配置失败导致的RAB setup 未下发4.Iu-b 或者Iu 接口无线链路建立失败 4.Iu-b 接口无线链路建立失败 终端手机故障2.频繁小区重选3.弱覆盖、干扰等导致的寻呼超时1.被叫位置更新过程引起的超时内部公开1.覆盖问题弱覆盖同频干扰邻道干扰 外部干扰随机接入问题RRC 连接建立问题RAB 建立失败问题1.NodeB 没有收到SYNC_UL 码2.基站无法识别SYNC_UL 码或发生了随机接入冲突3.UE 没有收到FPACH4.其他接入失败设备异常2.RNC 发出RRC connection setup 消息,但UE 没有收到1.RNC 没有收到RRC connection Request 消息2.干扰问题3.链路问题乒乓切换 3.UE 没有发出RRC connection setup complete 消息4.RNC 没有收到RRC connection setup complete 消息5.RNC 收到RRC connection Request 消息后,响应RRC connection Reject6.Iu-b 接口无线链路建立失败7.Iu-b 接口ALCAP 链路建立失败8.RNC 本地资源分配失败 1.Iu 接口链路配置失败 2.Iu 接口ALCAP 链路配置失败3.RNC 本地资源分配失败 7.同步问题造成的RAB 建立失败6.Uu 接口RAB 建立失败 5.Iu-b 接口ALCAP 链路建立失败 4.Iu-b 接口无线链路重配失败被叫寻呼失败。
摘要:射频收发信机是移动通信系统中的一个重要组成部分,射频收发信机性能对整个移动通信系统的性能有着重要的影响。
本文基于第三代移动通信标准TD-SCDMA系统用户终端设备射频收发信机的研究开发,分析了TD-SCDMA用户终端射频收发信机的主要性能指标要求,并对射频收发信机主要指标的测试进行了论述。
1、引言:在ITU最终确定的5种RTT(无线传输技术)建议中,TD-SCDMA是由中国标准化组织(CWTS)代表中国向ITU提交的。
TD-SCDMA提案是在SCDMA无线本地环路(SCDMA-WLL)先进技术以及成功应用的基础上提出的。
它采用时分双工(TDD)方式,运用了多项先进的技术,如:智能天线(Smart Antenna)技术、多用户检测(Joint Detection)技术、同步码分多址(SCDMA)技术、软件无线电(Software Radio)技术等。
前不久,大唐电信中央研究院与重庆邮电学院联合成功开发了TD-SCDMA 试验系统用户终端设备。
TD-SCDMA终端无线接口的相关特性指标与射频收发信机息息相关。
本文介绍分析了TD-SCDMA系统用户终端收射频收发信机的主要性能指标,并对一些收发信机射频指标的测试进行了论述。
2、指标分析下面结合TD-SCDMA相关标准文档,对TD-SCDMA用户终端收发信机的一些指标参数进行分析,并作为射频收发信机设计的重要依据。
这里主要分析如下几个指标参数:1.接收灵敏度;2.邻道选择性(ACS)与干扰;3.线性和动态范围。
接收灵敏度接收灵敏度(Psen)是TD-SCDMA终端射频收信机重要的指标参数,合理地确定接收灵敏度直接地决定了TD-SCDMA终端射频收发信机的性能及其可实现性。
接收灵敏度是指在确保误比特率(BER)不超过某一特定值的情况下,在用户终端天线端口测得的最小接收功率,这里BER通常取为0.001。
接收灵敏度表征着TD-SCDMA终端接收机接收能力的强弱。
TD-SCDMA接收机灵敏度问题讨论
由于该系统是典型的扩频系统,扩频增益GP=10LOG(1.28M/12.2K)=20.21dB,
按照扩频系统的接收机灵敏度公式有:
Sin=-174+NF+SNR+10LOGB-PG=-174+NF+5+61.07-20.21=-128.14+NF
即灵敏度与NF直接相关,要实现标准要求的-108dBm的灵敏度,只要保证接收机的NF小于
128.14-108=20.14dB即可
这个结论对吗?值得讨论。
TD-SCDMA接收机灵敏度问题讨论
抛砖引玉一下:
可是在3GPP TR25.945中却另有说法,标准中不止一处提到NF=9dB,比如:在5.3.3.3及9.2.2.2均有提及,为什么会与上述结论区别如此之大?
进一步,本人又查了一下TD-SCDMA的扩频因子,定义为1,2,4,6,16。
对应1.28M Chip Rate,扩频因子为16,而扩频因子1对应的Chip Rate为80K, 如果按照80K计算处理增益GP=8.17dB,代入灵敏度公式得
Sin=NF-116.1dBm
要实现-108dBm, 需要NF<8.1dB,这到很接近9dB。
可是标准在定义灵敏度的时候已经明确1.28M Chip Rate。
困惑。
td的扩频增益不能简单的用码片速率除以信息速率了,还要考虑信道编码、调制方式、帧结构的构成(一般要除去midamble)等等方面,好复杂,我在不同地方看到的公式也有不同的,但是对于12.2k语音,目前比较公认的处理增益是11dB左右。
基站的噪声系数算6dB比较合适,9dB太大了点吧?
这里有一个在单载波下的12.2k的一个算法,可以借鉴:
对于12.2kbps语音业务,下行采用SF=16,占用两个码道;上行采用SF=8,占用一个码道。
以下行12.2kbps语音业务为例进行定量说明:语音经过采样编码后形成12.2kbps的数字信号,并且是按照每20ms一个语音块进行传输的。
每个20ms语音块的长度为12.2kbit/50=244 bit(每秒包含50个语音块),其中包括最重要比特81 bit,重要比特103 bit,不重要比特60 bit。
接下来进行编码:81bit+12bitCRC 校验+8bit尾比特=101 bit,采用编码速率为1/3的卷积编码,则101*3=303 bit;103bit+8bit尾比特=111 bit,111*3=333 bit (编码速率为1/3); 60bit+8bit尾比特=68 bit,68*2=136 bit (编码速率为1/2);
303+333+136=772 bit;然后进行无线帧分割,即每10ms传送的比特数:772/2=386 bit; 进行速率匹配后变成352bit,其中包括TFCI 16bit,TPC 4bit,SS 4bit;每个子帧(5ms)需传送的bit为:352/2=176 bit; 接下来进行QPSK数字调制,176/2=88 symbol, 再用SF=16进行扩频,88*16=1408 chip; 也就是说要想传送12.2kbps的语音数据,在一个子帧即5ms内必须传输1408 chip;
基站的接收机噪声系数为7dB,UE的jNF为9
都是根据灵敏度要求和DPCH上的Eb/Io计算出来的,因为用到BER作为判断依据,所以使用了仿真结果作为典型值来处理的。