西安科技大学
移动通信课程设计报告
CDMA系统基站覆盖设计
目 录
1设计任务………………………………………………………………2 1.1设计背景…………………………………………………………2 1.2设计要求…………………………………………………………2 1.3设计提示…………………………………………………………2 1.4设计完成时间……………………………………………………2 2.基本原理及论证………………………………………………………2 2.1CDMA基本原理……………………………………………………2 2.2CDMA关键技术……………………………………………………5 2.3CDMA基站子系统…………………………………………………6 3.设计思路及技术指标的确定…………………………………………8 3.1CDMA网络规划……………………………………………………8 3.2技术指标的确定…………………………………………………9 3.3天线高度及倾角……………………………………………… 11
3.4链路预算……………………………………………………… 11 4.分析与总结…………………………………………………………12 4.1上下行链路平衡的计算……………………………………… 12 4.2总结…………………………………………………………… 14 参考文献………………………………………………………………17 1.设计任务
1.1 设计背景
CDMA系统基站设计是网络规划的重要部分,直接关系到网络覆盖,系统容量和建设成本。将所学的移动通信等相关知识运用到CDMA网络工程设计中。
1.2 设计要求
1. 在我校临潼校区综合楼放置CDMA系统丁香天线及基站(BTS),要求该基站能
服务到半径2公里的区域,根据相关理论知识设计天线高度,基站发射功率。
2. 计算传播路径损耗时,试比较两种传播预测模型的计算差异。
3. 5-6合作完成设计报告,要有明确的设计分工,报告最后要有每个人总结,
包括所做的工作和感受。 4. 设计报告装订成册。
1.3 设计提示
1. 熟悉CDMA系统相关理论,熟悉传播预测模型,查找基站相关硬件损耗值和手
机灵敏度等技术指标。 2. 确定基站覆盖半径。 3. 选择传播预测模型。
4. 确定基站发射功率、天线高度、天线俯仰角等值。
1.4 设计完成时间
2013年7月8日—2013年7月12日
2.基本原理及论证
2.1 CDMA 基本原理 2.1.1多址技术
多址方式是许多用户共同使用同一资源(频段)相互通信的一种方式。通常,这些用户位于不同的地方并可能处于运动状态。多址接入方式的数学基础是信号的正交分割原
理。传输信号可以表达为时间、频率和码型的函数。
根据传输信号不同特性来区分信道的多址接入方式: 频分方式FDMA:在同一时间内不同用户使用不同频带。 时分方式TDMA:在同一频带内不同用户使用不同时隙。
码分方式CDMA:所有用户使用同一频带在同一时间传送信号,它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信号分割。
CDMA(Code Division Multiple Access):码分多址,CDMA是采用扩频的码分多址技术,它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信号分割,即所有用户在同一时间、同一频段上,根据不同的编码获得业务信道。CDMA原理如图2-1所示。
图2-1 CDMA技术原理
码分多址抗干扰最强、频率利用率更高,技术难度大。 2.1.2 扩频通信
1. 扩频通信定义
扩频通信,即扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication),它与光纤通信、卫星通信,一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。扩频通信技术是一种信息传输方式,在发端采用扩频码调制,使信号所占的频带宽度远大于所传信息必须的带宽,在收端采用相同的扩频码进行相关解调来解扩以恢复所传信息数据。 2. 扩频通信基本原理
扩频通信系统有三种实现方式:直接序列扩频(DSSS)、跳频扩频(FHSS)和跳时扩频(THSS)。
CDMA 采用直接序列扩频通信技术。如图2-2 所示。
图2-2 CDMA 扩频通信原理
在发端,有用信号经扩频处理后,频谱被展宽;在终接端,利用伪码的相关性作解扩处理后,有用信号频谱被恢复成窄带谱。
宽带无用信号与本地伪码不相关,因此不能解扩,仍为宽带谱;窄带无用信号被本地伪码扩展为宽带谱。由于无用的干扰信号为宽带谱,而有用信号为窄带谱,我们可以用一个窄带滤波器排除带外的干扰电平,于是窄带内的信噪比就大大提高了。
通常CDMA 可以采用连续多个扩频序列进行扩频,然后以相反的顺序进行频谱压缩,恢复出原始数据,如图2-3 所示。
图2-3 多次连续扩频
3. 扩频通信的特点
? 抗干扰能力强。 ? 可进行多址通信。 ? 保密性好。 ? 抗多径干扰。
当然,扩频通信还有很多其他优点。例如:精确地定时和测距、抗噪音、功率谱密度低、可任意选址等。
2.1.3 CDMA 信道 CDMA 1x 信道
1. 前向信道
? 前向导频信道(F-PICH)
基站通过此信道发送导频信号供移动台识别基站并引导移动台入网。 ? 前向同步信道(F-SYNCH)
用于为移动台提供系统时间和帧同步信息。基站通过此信道向移动台发送同步信息以建立移动台与系统的定时和同步。
? 前向寻呼信道(F-PCH)
功能等同于IS-95中的寻呼信道,基站通过此信道向移动台发送有关寻呼、指令以及业务信道指配信息。
? 前向广播控制信道(F-BCH) 基站通过此信道发送系统消息给移动台。 ? 前向快速寻呼信道(F-QPCH)
基站通过此信道快速指示移动台在哪一个时隙上接收F-PCH或F-CCCH上的控制消息。移动台不用长时间监视F-PCH或F-CCCH时隙,所以可以较大幅度的节省移动台电能。
? 前向公共功率控制信道(F-CPCCH)
当移动台在R-CCCH上发送数据时,基站通过此信道向移动台发送反向功率控制比特。 ? 前向公共指配信道(F-CACH)
F-CACH通常与F-CPCCH(前向公共功率控制信道)、R-EACH(反向增强接入信道)、R-CCCH(反向公共控制信道)配合使用。当基站解调出一个R-EACH Header后,通过F-CACH指示移动台在哪一个R-CCCH信道上发送接入消息,接收哪个F-CPCCH子信道的功率控制比特。
? 前向公共控制信道(F-CCCH)
当移动台处于业务信道状态时,基站通过此信道向移动台发送一些消息或低速的分组数据业务、电路数据业务。
? 前向基本业务信道(F-FCH)
当移动台进入到业务信道状态后,此信道用于承载前向链路上的信令、语音、低速的分组数据业务、电路数据业务或辅助业务。
? 前向专用控制信道(F-DCCH)
当移动台处于业务信道状态时,基站通过此信道向移动台发送一些消息或低速的分组数据业务、电路数据业务。
? 前向补充信道(F-SCH)
当移动台进入到业务信道状态后,此信道用于承载前向链路上的高速分组数据业务。 2. 反向信道
? 反向导频信道(R-PICH)
用于辅助基站检测移动台所发射的数据。 ? 反向接入信道(R-ACH)
移动台使用接入信道来发起同基站的通信,以及响应基站发来的寻呼信道消息。它是一种随机接入信道,每个寻呼信道能同时支持32个接入信道。
? 反向公共控制信道(R-CCCH)
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