基于cdma网络的室内信号分布_与优化毕业设计(编辑修改稿)

基于cdma网络的室内信号分布_与优化毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

波，而不同的语言即被当作编码，我们可以不断地增加用户直到整个背景噪音限制住了我们。 如果能控制住用户的信号强度，在保持高质量通话的同时，我们就可以容纳更多的用户。 通话质量更佳 CDMA 的信道结构最多只能支持 4Kb 的 语音编码器 ，它不能支持 8Kb以上的语音编码器。 而 CDMA 的结构可以支持 13kb 的语音编码器。 因此可以提供更好的通话质量。 CDMA 系统的声码器可以动态地调整数据传输速率，并根据适当的门限值选择不同的电平级发射。 同时门限值根据背景噪声的改变而变，这样即使在背景 噪声较大的情况下，也可以得到较好的通话质量。 另外， TDMA 采用一种硬移交的方式，用户可以明显地感觉到通话的间断，在用户密集、基站密集的城市中，这种间断就尤为明显，因为在这样的地区每分钟会发生 2 至 4 次移交的情形。 而 CDMA 系统 “ 掉话 ” 的现象明显减少， CDMA系统采用 软切换 技术， “ 先连接再断开 ” ，这样完全克服了硬切换容易掉话的缺点。 频率规划简单 用户按不同的序列码区分，所以，相同 CDMA 载波可在相邻的小区内使用，网络规划灵活，扩展简单。 虽然 CDMA 系统频率规划简单，但 CDMA 系统存在着 PN 短码的规划，并且 PN 短码的规划相较频率规划并不一定更简单。 总体来说 CDMA 的规划并不简单。 相反，较之 GSM 系统要更为复杂。 优化概述 网络优化是一项贯穿于整个网络发展全过程的长期工程 ,同时它也是一项系统程 ,包 含一系列优化方式 ,包括覆盖优化、话务量优化、设备优化、干扰信号分析和资金的优化使用等。 网络优化要解决的是改善硬件环境和软件环境。 “硬件优化”主要包括天线优化和设备故障优化等工作“ , 软件优化”主要指频率优化、无线参数调整和配置参数核查等内容。 (1)硬件系统优化。 包括 :天馈系统优化 ,主要指天馈系统的性能 ,天线的方向、架高、 下倾角和方向角 ,以及周围障碍物的情况等方面的优化。 传输系统优化 ,主要指传输方式、错误连接和差错率等方面的优化。 设备故障优化 ,主要指各类告警和时钟偏移等方面的优化。 (2)参数优化。 包括 :BSS参数优化 ,主要指小区参数、切换参数、接入参数、功率控制参数和各类定时器等参数的优化。 MSC 参数优化 ,主要指路由数据、定时器、切换参数、功能选用参数和录音通知数据等参数的优化。 (3)网络结构优化。 包括 :多层、多频网络使用策略 ,网络容量均衡策略和位置区划分等方面的优化。 (4)PN优化。 包括导频 PN污染分析和外部干扰源处理等方面的优化。 (5)邻区优化。 包括 :邻集列表优化、控制合理邻区数量以及结合实际情况调整邻区参数等方面的优化。 (6)容量优化。 包括合理控制系统负荷和结合阻塞率等指标调整资源配置等 方面的优化。 (7)数据业务优化。 包括无线侧和网络侧优化 ,无线侧优主要包括 SCH功控参数优化 ,负荷控制参数的优化与信令时延的优化等。 网络侧的优化主要包括 TCP参数优化和 RLP参数优化等。 (8)异频切换优化。 包括载波过渡区优化 ,硬切换辅助设备优化等。 在多载波 CDMA网络中 ,数据业务和异频切换优化是不同于单载波 CDMA网络的 ,下一章我们将重点来研究如何对多载波 CDMA网络的数据业务异频切换进行优化。 第二章 CDMA原理及优缺点 CDMA原理 码分多址方式 (CDMA)是一 种先进的、有广阔发展前景的多址接入方式。 目前，它已成为世界许多国家研究开发的热点。 多址方式是许多用户地址共同使用同一资源（频段）相互通信的一种方式，对于 CDMA系统来说就是，许多的用户在同一时间使用相同的频点。 通常，这些用户多位于不同的地方并可能处于运动状态，例如多个卫星通信地球站使用同一卫星转发器相互通信或许多移动用户台站通过基站相互通信等均属于多址通信方式。 由于使用共同的传输频段，各用户间系统各单元之间可能会产生相互干扰称为多址干扰，同时也称为自干扰。 为了消除或减少多址干扰，不同用户的信号必须具有某种特征以便接收机能够将不同用户信号区分开，这一过程称作信号分割。 主要的信号分割方式有： 频分方式 FDMA、时分方式 TDMA、码分方式 CDMA和空间分割 PDMA方式等。 频分方式：不同用户使用不同频带实现信号分割；时分方 式：不同用户使用不同时隙实现信号分割；码分方式： 所有用户使用同一频带在同一时间传送信号，其信号分割是利用不同用户信号地址码波形之间的正交性或准正交性来实现的，这种方式即称为码分多址方式。 码分多址系统采用扩频调制信号，其频带宽度比信息信号的 CDMA频带宽度大得多，达到几十倍几百倍甚至上千倍以上。 扩频信号的功率谱密度极低，具有很好的隐蔽性和很强的抗多种干扰的能力，例如抗瞄准式干扰、抗多径干扰等。 早在六十年代扩频技术就已应用于军事保密和抗干扰通信。 八十年代以来，随着集成电路和计算机技术的迅速发展，码分多址扩频技 术越来越多地被用于民用通信系统，其中有代表性的就是九十年代由美国 Qualm公司研制的码分多址IS95数字移动 通 信系统。 早期的移动通信系统是信息模拟调频频分多址方式（ FMFDMA）， 这种系统沿用至今。 九十年代初由欧洲开发研制的数字调制时分多址（ GMSKTDMA）移动通信系统 GSM被看作是新一代移动通信的代表。 而 Qualm公司的 CDMA技术被认为是实现第三代移动通信的最主要的技术。 目前 CDMA技术除已应用于移动通信外，在数据传输、卫星通信以及遥控遥测空间通信等许多领域也得到越来越广泛的应用。 由于采用了扩频信号，这种系统具有很强的抗多种干扰的能力特别是具有抗多径干扰的能力。 扩频信号的功率谱密度很低，即在单位带宽中的功率很小，对于一般非扩频通信系统几乎不构成干扰，因此可以与其共用同一频段从而提高频带利用率。 由于所有用户使用同一载波频率，不存在交调干扰，可充分地利用频率资源。 可以采用分离多径技术提高抗多径干扰的能力。 利用现代计算机与数字电路技术可以较容易地实现多种地址码的产生变换等，并容易与计算机联接实现控制与变换。 实现通信，必须保证通信三个要素的实现信道、信元和信宿。 在 CDMA 系统中，这三个要 素的实现，主要是通过伪随机码来实现的，下面将分别介绍这三个要素的实现。 CDMA 系统 是一个自扰系统，所有移动用户都占用相同带宽和 频率 ，总样实现通信，如何来表示基站、用户和信道。 我们打个比方，我们将想象成一个大房子 ， 所有的人进入唯一的大房子。 如果他们使用完全不同的语言 ,他们就可以清楚地听到同伴的声音而只受到一些来自别人谈话的干扰。 在这里 ，屋里的空气可以被想象成宽带的载波 ,而不同的语言即被当作编码 ,我们可以不断地增加用户直到整个背景噪音限制住了我们。 同时我们可以这样来形容，如果我们每个人用最大的声音来说，对方刚好 能够听清楚，这时如果在有人进来说话，那么大家将水也听不清楚对方的说话。 因此， 如果能控制住用户的信号强度 ,在保持高质量通话的同时 ,我们就可以容纳更多的用户。 在 CDMA 系统中， 给每一用户分配一个唯一的码序列（扩频码 ，一般采用伪随机码 ），并用它对承载信息的信号进行编码。 知道该码序列用户的接收机对收到的信号进行解码，并恢复出原始数据，这是因为该用户码序列与其它用户 码序列的互相关是很小的 ，因此对每个用户都能够提供三个通信的要素。 由于码序列的带宽远大于所承载信息的信号的带宽，编码过程扩展了信号的频谱，所以也称为扩频 调制，其所产生的信号也称为扩频信号。 对所传信号频谱的扩展给予 CDMA 以多址能力。 CDMA 系统 同 GSM 系统 的主要区别在于多址技术的不同。 GSM 是用不同的时隙来区分不同的用户， CDMA 是用不同的 伪随机码 来将不同的用户分开。 CDMA 过程是这样的，首先用户的数据 ( 语音或数据 )，经过信道编码后送入扩频单元。 扩频单元产生一个各用户唯一的 伪随机码 ，并同用户数据相乘产生新的扩频序列，再送入射频单元发射出去。 接收方做一个逆过程，首先通过射频接收，然后再用解扩单元使用相同的 准 正交 伪随机码 对接收数据进行卷积解扩得到用户数 据 ， 如图 21： 图 21 CDMA 的发送接收过程概图 CDMA 又被人称作扩频 多址 通信，这是因为正交码频带往往大大大于用户数据，经过伪随机码同用户数据的运算后，信号被扩展到一个很宽的频谱上发送。 这样做的好处是信号的能量被分布到整个带宽上，在单位频谱上的信号能量可以很低，甚至 低 于背景噪声功率， 仍 能保证高的 接收信噪比和 保密性。 扩频调制技术必须满足两条基本要求： 1．所传信号的带宽必须远大于信息的带宽。 2．所产生的射频信号的带宽与所传信息无关。 接收机采用相同的扩频码 与收到的信号进行相关运算恢复出所携带的原始信息。 由于扩频信号扩展了信号的频谱，所以它具有一系列不同于窄带信号的性 能：多址能力 、 抗多径干扰的能力 、 具有隐私性能 、 抗人为干扰的能力 、 具有低截 获概率的性能 、 具有抗窄带干扰的能力 等。 由于码序列的带宽远大于所承载信息的信号的带宽，编码过程扩展了信号的频谱，所以也称为扩频调制，其所产生的信号也称为扩频信号。 CDMA通常也用扩频多址（ SSMA）来表征。 CDMA按照其采用的扩频调制方式的不同，可以分为直接序列扩频（ DSSS）、跳频扩频（ FHSS）、跳时扩频（ THSS） 和复合式扩频。 目前我们的系统中采用了直接序列扩频的方式，所以也称作 DSSSMA CDMA优缺点 系统容量大 理论上，在使用相同频率资源的情况下， CDMA 移动网比模拟网容量大 20 倍，实际使用中比模拟网大 10 倍，比 GSM 要大 45 倍。 系统容量的配置灵活 在 CDMA 系统中，用户数的增加相当于背景噪声的增加，造成话音质量的下降。 但对用户数并无限制，操作者可在容量和话音质量之间折衷考虑。 另外，多小区之间可根据话务量和干扰情况自动均衡。 这一特点与 CDMA 的机 理有关。 CDMA 是一个自扰系统，所有移动用户都占用相同带宽和频率，打个比方，将带宽想像成一个大房子，所有的人将进入惟一的大房子。 如果他们使用完全不同的语言，他们就可以清楚地听到同伴的声音而只受到一些来自别人谈话的干扰。 在这里，屋里的空气可以被想像成宽带的载波，而不同的语言即被当作编码，我们可以不断地增加用户直到整个背景噪音限制住了我们。 如果能控制住用户的信号强度，在保持高质量通话的同时，我们就可以容纳更多的用户。 频率规划简单 用户按不同的序列码区分，所以，相同 CDMA 载波可在相邻的小区内使用，网络规 划灵活，扩展简单。 虽然 CDMA 系统频率规划简单，但 CDMA 系统存在着 PN短码的规划，并且 PN 短码的规划相较频率规划并不一定更简单。 总体来说 CDMA 的规划并不简单。 相反，较之 GSM 系统要更为复杂。 低功率谱密度 由于 CDMA 的关键技术为扩频技术，所以它的功率谱被扩展的很宽，从而功率很低，好处有二： ① 防止其它信道的干扰； ② 防止干扰其它信道。 在扩频 CDMA 通信系统 中，由于采用了新的关键技术而具有一些新的特点： （ 1）采用了多种分集方式。 除了传统的空间分集外。 由于是宽带传输起到了频率分集的作用，同时在 基站 和移动台采用了 RAKE 接收机 技术，相当于时间分集的作用。 （ 2） 采用了话音激活技术和扇区化技术。 因为 CDMA 系统的容量直接与所受的干扰有关，采用话音激活和扇区化技术可以减少干扰，可以使整个系统的容量增大。 （ 3）采用了移动台辅助的 软切换。 通过它可以实现无缝切换，保证了通话的连续性，减少了掉话的可能性。 处于切换区域的移动台通过分集接收多个基站的信号，可以减低自身的发射功率，从而减少了对周围基站的干扰，这样有利于提高反向联路的容量和覆盖 范围。 （ 4）采用了 功率控制 技术，这样降低了平准发射功率。 （ 5）具有软容量特性。 可以。