畢業設計-基于cdma室內分布系統設計與優化(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ............................................................................................................................... 38 參考文獻 .............................................................................................................................................. 39 附 錄 ......................................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 致 謝 ................................................................................................................................................... 45 10 第一章 緒 論 選題的背景及其意義 網絡優化工作，就是對整個網絡的資源根據需求和發展的情況進行調配，達到合理的運用。因此，網絡優化是一個長期的過程，貫穿于網絡發展的全過程 。 網絡優化是 CDMA 系統實際運營過程中的 一 個重要環節。 CDMA 系統在運營過程中需要對系統進行擴容和不斷的網絡優化，一是為了能夠給系統當前的用戶提供更加優質的服務，二是為了提高系統容量， 以接納越來越多的系統未來用戶。目前 CDMA 技術已成為中國移動通信技術領域的新熱點， CDMA 網絡優化技術正成為中國移動網絡優化工程師關注的新方向。 CDMA 的發展歷程 CDMA2021 也稱為 CDMA MultiCarrier，由 美國高通北美公司 為主導提出， 摩托羅拉 、Lucent 和後來加入的 韓國三星 都有參與， 韓國 現在成為該標準的主導者。這套系統是從窄頻CDMA One 數字標準衍生出來的，可以從原有的 CDMA One 結構直接升級到 3G，建設成本低廉。但目前使用 CDMA 的地區只有日、韓和 北美 ，所以 CDMA2021 的支持者不如 WCDMA 多。不過CDMA2021 的研發技術卻是目前各標準中進度最快的，許多 3G 手機已經率先面世。 CDMA2021 是一個 3G 移動通訊標準 ,國際電信聯盟 ITU 的 IMT2021 標準認可的無線電接口，也是 2G CDMA 標準 (IS95, 標志 CDMA1X)的延伸。 根本的信令標準是 IS2021。 CDMA2021與另一個主要的 3G 標準 WCDMA 不兼容。 CDMA2021是 美國通訊行業協會 (TIAUSA) 的注冊商標 , 并不是一個象 CDMA一樣的通用術語。 TIA 也注冊了他們的 2G CDMA 標準 (AKA IS95)對應 CDMA1X。 CDMA2021 有多個不同的類型。下面按照復雜度排列： (1) CDMA2021 1x CDMA2021 1x 就是眾所周知的 3G 1X 或者 1xRTT, 它是 3G CDMA2021 技術的核心。標志 1x習慣上指使用一對 無線電信道的 CDMA2021 無線技術。 日本運行商 KDDI 的 CDMA2021 1xEVDO 網絡使用商標 CDMA 1X WIN，不過這只是用于市場促銷罷了。 (2) CDMA2021 1xRTT CDMA2021 1xRTT (RTT－無線電傳輸技術 ) 是 CDMA2021 一個基礎層 ,支持最高 144kbps 數據速率 .盡管獲得 3G 技術的官方資格，但是通常被認為是 或者 技術，因為它的速率只是其他 3G 技術幾分之一。另外它擁有雙倍的語音容量較之之前的 CDMA 網絡。 (3) CDMA2021 1xEV CDMA2021 1xEV (Evolution－發展 )是 CDMA2021 1x 附加了高數據速率 (HDR) 能力。 1xEV一般分成 2 個階段： CDMA2021 1xEV 第一階段， CDMA2021 1xEVDO (EvolutionData Only－發展－只是數據 )在一個無線信道傳送高速數據報文數據的情況下，支持下行 (向前鏈路 )數據速率最高，上行 (反向鏈路 ) 速率最高到 Mbps。 CDMA2021 1xEV 第二階段， CDMA2021 1xEVDV (EvolutionData and Voice 發展－數據和語音 ), 支持下行 (向前鏈路 數據速率最高 Mbps and 上行 (反相鏈路 )速率最高 Mbps。 1xEVDV 還能支持 1x 語音用戶， 1xRTT 數據用戶和高速 1xEVDV 數據用戶使用同一無線信道并行操作。 1xEVDO 已經開始商業化運營。 歐洲 市場稍微早于美國市場。 2021 年夏 捷克 移動運營商Eurotel 開始運營 sinceCDMA2021 1xEVDO網絡，他們提供的上行速率大約 1Mbps。這項服務每月大約花費 30歐元 無流量限制。如果使用這項服務，你需要購買一個大約 300歐元的 Gtran 11 GPC6420 調制解調器 。 當前部署情況 盡管有些運營商已經完成測試或者有線的試用 ,但是到 2021 年 7 月還沒有一個商業化運營的 1xEVDV。 美國運營商 Sprint PCS 已經宣布計劃在他們已有的 CDMA 網絡基礎上部署1xEVDV網絡 。 由于可用的 1xEVDV 設備延遲交貨和來自美國其他正在部署 3G 網絡的運營商的壓力 , Sprint 宣布， 2021 年 6 月計劃廣泛部署 1xEVDV 計劃好像還不確定 (though their current roadmap states a 2021 deployment of EVDV). Qualm高通最近由于缺乏運營利潤可能已經停止 EVDV的開發 , 更可能是因為 Sprint和 Verizon 都在使用 EVDO. CDMA2021 3x CDMA2021 3x 利用一對 MHz 無線信道 (., 3 X MHz)來實現高速數據速率。3X 版本的 CDMA2021 有時被叫做多載波（ MultiCarrier 或者 MC），這一版本還沒有部署正處在研究開發階段。 圖 CDMA 標準演進 論文結構 論文分為 四 大部分： 第一部分 緒論 介紹網絡優化的發展，選題的背景及其意義 。 第二部分 室內系統原理及關鍵技術 CDMA原理，關鍵技術，天線設計要求，傳輸線的基本知識，工程常用儀器儀表知識 。 第三部分 基于 圖書館的設計方案 以 工業職業技術學院的圖書館 為例，介紹具體步驟 。 第四部分 基于 CDMA的網絡優化 網絡優化基本概念，網絡優化的分類，以及 CDMA 無線網絡優化流程 。 12 第二章 CDMA 室內分布系統原理及關鍵技術 CDMA 基本原理 多址技術 多址方式是許多用戶共同使用同一資源（頻段）相互通信的一種方式。通常，這些用戶位于不同 的地方并可能處于運動狀態。例如：多個衛星通信地球站使用同一衛星轉發器相互通信、多個移動臺通過基站相互通信等均屬于多址通信方式。由于使用共同的傳輸頻段，各用戶系統之間可能會產生相互干擾，即多址干擾，同時也稱為自干擾。為了消除或減少多址干擾，不同用戶的信號必須具有某種特征以便接收機能夠將不同用戶信號區分開，這一過程稱作信號分割。多址接入方式的數學基礎是信號的正交分割原理。傳輸信號可以表達為時間、頻率和碼型的函數。 根據傳輸信號不同特性來區分信道的多址接入方式 : 頻分方式 FDMA：在同一時間內不同用戶使用不同頻帶 。 時分方式 TDMA：在同一頻帶內不同用戶使用不同時隙。 碼分方式 CDMA：所有用戶使用同一頻帶在同一時間傳送信號，它利用不同用戶信號地址碼波形之間的正交性或準正交性來實現信號分割。 CDMA（ Code Division Multiple Access）：碼分多址， CDMA 是采用擴頻的碼分多址技術，它利用不同用戶信號地址碼波形之間的正交性或準正交性來實現信號分割，即所有用戶在同一時間、同一頻段上，根據不同的編碼獲得業務信道。 CDMA 原理如圖 21所示。 圖 CDMA 技術原理 碼分多址抗干擾最強、頻 率利用率更高 ,技術難度大。 擴頻通信 1. 擴頻通信定義 擴頻通信，即擴展頻譜通信 (Spread Spectrum Communication)，它與光纖通信、衛星通信，一同被譽為進入信息時代的三大高技術通信傳輸方式。擴頻通信技術是一種信息傳輸方式，在發端采用擴頻碼調制，使信號所占的頻帶寬度遠大于所傳信息必須的帶寬，在收端采用相同的擴頻碼進行相關解調來解擴以恢復所傳信息數據。 2. 擴頻通信的理論基礎 擴頻通信的基本思想和理論依據是香農（ Shannon）公式。 香農在信息論的研究中得出了信道容量的公式： log (1 ) 2 C = B + S N 其中， C：信道容量，單位 bit/s； B：信號頻帶寬度，單位 Hz； S：信號平均功率，單位 W；N：噪聲平均功率，單位 W。 這個公式指出：如果信道容量 C 不變，則信號帶寬 B 和信噪比 S/N 是可以互換的。只要增加信號帶寬，就可以在較低的信噪比的情況下，以相同的信息速率來可靠地傳輸信息。甚 13 至在信號被噪聲淹沒的情況下，只要相應地增加信號帶寬，仍然能保持可靠的通信。也就是說，可以用擴頻方法以寬帶傳輸信息來換取信噪比上的好處。 3. 擴頻通信基本原理 擴頻通信系統有三 種實現方式：直接序列擴頻（ DSSS）、跳頻擴頻（ FHSS）和跳時擴頻（ THSS）。 CDMA 采用直接序列擴頻通信技術。如圖 22 所示。 圖 CDMA 擴頻通信原理 在發端，有用信號經擴頻處理后，頻譜被展寬；在終接端，利用偽碼的相關性作解擴處理后，有用信號頻譜被恢復成窄帶譜。 寬帶無用信號與本地偽碼不相關，因此不能解擴，仍為寬帶譜；窄帶無用信號被本地偽碼擴展為寬帶譜。由于無用的干擾信號為寬帶譜，而有用信號為窄帶譜，我們可以用一個窄帶濾波器排除帶外的干擾電平，于是窄帶內的信噪比就大大提高了。 通常 CDMA 可以采用連續多個擴頻序列進行擴頻，然后以相反的順序進行頻譜壓縮，恢復出原始數據，如圖 23 所示。 圖 多次連續擴頻 4. 擴頻通信的 特點 ? 抗干擾能力強。 在擴頻通信技術中，在發送端信號被擴展到很寬的頻帶上發送，在接收端擴頻信號帶寬被壓縮，恢復成窄帶信號。干擾信號與擴頻偽隨機碼不相關，被擴展到很寬的頻帶上后，進入與有用信號同頻帶內的干擾功率大大降低，從而增加了輸出信號 /干擾比，因此具有很強的抗干擾能力。抗干擾能力與頻帶的擴展倍數成正比，頻譜擴展得越寬，抗干擾的能力越強 。 ? 可進行多址通信。 14 CDMA 擴頻通信系統雖然占用了很寬的頻帶，但由于各網在同一時刻共用同一頻段，其頻譜利用率高，因此可支持多址通信。 ? 保密性好。 擴頻通信系統將傳送的信息擴展到很寬的頻帶上去，其功率密度隨頻譜的展寬而降低，甚至可以將信號淹沒在噪聲中，因此，其保密性很強。要截獲、竊聽或偵察這樣的信號 是非常困難的。除非采用與發送端所用的擴頻碼且與之同步后進行相關檢測，否則對擴頻信號的截獲、竊聽或偵察無能為力。 ? 抗多徑干擾。 在移動通信、室內通信等通信環境下，多徑干擾非常嚴重。系統必須具有很強的抗干擾能力，才能保證通信的暢通。擴頻通信技 術利用擴頻所用的擴頻碼的相關特性來達到抗多徑干擾，甚至可利用多徑能量來提高系統的性能。 當然，擴頻通信還有很多其他優點。例如：精確地定時和測距、抗噪音、功率譜密度低、可任意選址等。 CDMA 信道 一、 CDMA 1x 信道 1. 前向信道 ? 前向導頻信道（ FPICH） 基站通過此信道發送導頻信號供移動臺識別基站并引導移動臺入網。 ? 前向同步信道（ FSYNCH） 用于為移動臺提供系統時間和幀同步信息。基站通過此信道向移動臺發送同步信息以建立移動臺與系統的定時和同步。 ? 前向尋呼信道（ FPCH） 功能等同于 IS95中的尋呼信道，基站通過此信道向移動臺發送有關尋呼、指令以及業務信道指配信息。 ? 前向廣播控制信道（ FBCH） 基站通過此信道發送