题目:基于IS-95CDMA前向链路技术与仿真(7)

2019-08-03 11:50

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的情形,即对信道中存在多址干扰进行分析。仿真中通过以下方式来实现多址干扰.

用于干扰的其他用户的数据帧随指定用户的帧一起产生并进行累加。假定所有用户的信号都以相同的功率到达接收端。也就是说,系统具有理想的功率控制。信噪比的提高对误码率的改善几乎没有明显的作用。对于任何使用CDMA作为多址技术的通信系统来说,这一点是可以预见的。

下面对数据速率是9600bps时高FER作简要分析:当使用9600bps的数据速率时,用户需要通过功率测量报告消息(Power Measurement Report Message)向基站报告错帧的数目。移动台是否发送该消息取决于基站,它可以是基于门限触发(例如当误帧到达一定的数目)也可以是周期性触发(例如每收到100个帧报告一次)。前向业务信道太差当前向链路的FER很高的时候,移动台的接收功率和导频Eb/No都很高,说明可能是前向业务信道太差。导频信号很强说明移动台在覆盖范围内。在这种情况下,业务信道差的原因可能是前向功控的反应速度太慢或者CDMA的前向链路相关性干扰太高。

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前向链路功控的反应速度太慢。既然导频信号很强,那么有可能是分配给前向业务信道的功率不足。前向链路的功率控制算法各个设备厂商不同,有可能算法的反应速度太慢。但是一般来说,运营者可以对分配给业务信道功率的比例进行调节。

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业务信道的最大增益太低。如果业务信道的最大增益太低,系统将不允许为前向业务信道分配足够的功率。

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基站已经终止前向业务信道。当反向链路失败的时候,基站将终止前向业务的发送

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相关干扰太大。这是由导频相位分配不当导致的。当来自不同基站的多径信号落在移动台的同一个导频搜索窗口内,使导频的Eb/No很高。但是业务信道合并来自不同的两个呼叫信号的时候会导致很高的FER这种情况在前面讨论过

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导频信号太差导频信号太差说明已经发生了系统丢失,在这种情况下移动台的接收功率可能高也可能低。

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切换失败:在移动台的呼叫过程中有可能需要切换到另外一个小区,如果必需进行软切换时失败了,会造成很高的误帧率,从而导致掉话。在这种情况下误帧率的升高是因为切换失败。关于切换失败前面已经讨论过。

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确认失败:这里所说的确认失败是指移动台没能检测到比较强的多径信号。这种情况的特征是导频信号很低,移动台的接收功率或者很高或者很低。原因分析如下:

o 搜索窗口问题。如果搜索窗口很小,会导致移动台搜索不到落在搜索窗口之外的比较强的多径。

o 前向链路干扰。如果接收功率很高,而且搜索窗口很大,有可能是有比较强的干扰落在了搜索窗口之内。

o 覆盖问题。如果导频信号和业务信号的强度都很低,说明移动台在呼叫的过程中可能已经走出了系统的覆盖范围。

第5章结论

本文以第二代数字蜂窝系统的代表IS-95为例,对移动通信系统进行了初步的探讨。本文按照IS-95 CDMA系统的物理层规范,在MATLAB下实现了前向链路业务信道的仿真。最终,得到了以下结论:

1.实现了IS-95 CDMA系统调制解调过程的链路仿真。针对9600bps数据速率下的前向链路业务信道,将按帧产生的数据依次经过卷积编码、块交织、长码扰码、沃尔什复用、正交扩频和基带滤波,完成了IS-95系统的调制。在不考虑信道的前提下,实现了数据的无差错解调,证明对IS-95系统的仿真是可行的。

2.对信道进行建模并分析IS-95系统在不同信道下的误码性能。本文根据移动通信的特点,分别讨论了两种不同的信道,即:加性高斯白噪声信道、多径平坦衰落信道。仿真的结果在与纯QPSK调制的理论值进行比较之后,可以看出IS-95系统的优越性。

3.分析了IS-95系统中存在的多址干扰。本文验证了在其他用户的干扰下,

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IS-95系统的容量是有一定限度的。

从设计当中,我学到了通信系统的许多具体实现方法。这样的设计有助于我复习从通信原理和数字信号处理等课程中学到的各种知识。对我来说,这是一次非常有益的经历,特别是处理实现过程中遇到的问题。

设计中有一些值得改进的地方。在数据帧中,可以加入帧质量指示位来进行循环冗余校验,这样做是为了正确地判定帧中是否有误码。在接收端,可以加入RAKE接收机区分多径分量以供相干合并,这样做能有效地对抗多径衰落。仿真程序也有待优化,以提高仿真运行的效率并提供对更大数据量的支持。

总而言之,这次设计对移动通信的研究是一次很好的尝试。尽管所研究的 IS95只是第二代移动通信系统,但考虑到Cdma2000是对IS-95的平滑升级,这就将仿真扩展到第三代系统打下了基础。

致谢

本论文是在我尊敬的导师张猛老师悉心指导下完成的,在此我特向他致以最诚挚的谢意。能够成为张老师的学生,对于我来说,称得上是一件莫大的幸

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事。张老师渊博的学识,严谨的治学态度,孜孜不倦的精神,以及谦逊的人格,都深深地感染着我并激励我前进。师恩重于泰山,再多的言语都不以表达我对张老师的感激之情。此时此刻,我只想送上一句祝福:老师,您多珍重!

从我开题到论文的修缮过程中,杨文彦和于欣老师都给予我很多宝贵的意见,指导我顺利完成论文,在此向两位师长表示深深的感谢。还要特别感谢的是,培养和教育过我的诸位老师:张猛、于欣,杨文彦、阎洪森、宋家驹、肖冰、孙颖、王宪伟、王实等。

感谢叶皖平同学经常和我一起进行讨论,并提供相关的书籍和资料,使我获益不浅。另外,我还有幸生活在一个温暖的集体,实验室的同窗及师弟师妹都对我给予了关心和帮助。这一切无不令我感动。

最后,很高兴提到我的父母及家人,感谢他们对我的关怀及鼓励。

参考文献

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