CDMA通信系統(tǒng)中的接入信道部分進(jìn)行仿真與分析

1、cdma通信系統(tǒng)中的接入信道部分仿真與分析cdma通信系統(tǒng)中的接入信道部分進(jìn)行仿真與分析摘 要碼分多址(cdma)技術(shù)以其優(yōu)越的性能已發(fā)展成為第三代移動(dòng)通信的核心技術(shù)。本文基于is-95規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，首先介紹了cdma 系統(tǒng)的通信原理，前向鏈路和反向鏈路的工作流程以及同步、導(dǎo)頻等各個(gè)信道的功能，并剖析了cdma 系統(tǒng)接入信道的結(jié)構(gòu)和特性。 隨后給出了接入信道容量的概念和計(jì)算方法，并提出了優(yōu)化接入信道容量的建議。移動(dòng)臺(tái)在接入信道上使用一種時(shí)隙化的隨機(jī)接入?yún)f(xié)議(slotted aloha)進(jìn)行接入，允許多個(gè)用戶以競(jìng)爭(zhēng)的方式占用信道。這種接入方式使得接入信道可以在大量的移動(dòng)臺(tái)中有效共享。接入信道的容量與

2、它這種獨(dú)特的接入方式密切相關(guān)，本文對(duì)接入信道的容量和占用率進(jìn)行了詳細(xì)的探討。最后，本文基于matlabsimulink工具箱對(duì)接入信道部分的各類干擾進(jìn)行建模與仿真；詳細(xì)分析各類干擾信道的特性及信號(hào)的衰落情況，并提出了改善方案，給出了抗衰落的措施。關(guān)鍵詞：接入信道，信道容量，多徑效應(yīng)，matlab仿真 iv the analysis and simulation for cdma access channelabstractcode division multiple access (cdma) technology has been developed into the core techno

3、logy of the third-generation mobile communications for its superior performance. based on the is-95 codeslstandards, this paper first introduced the principle of cdma communication system, work flow of the forward link and reverse link, as well as the function of all the channels such as synchronizi

4、ng channel and so on, and a detailed analysis of structure and characteristics of access channel of the cdma system.subsequently the paper gave access to the concept of channel capacity and the calculation method, and then proposed the way of optimization of access channel capacity. the mobile stati

5、on using a time slot of the random access protocol (slotted aloha) for access, allows multiple users to occupy competitive channel. such access allows the access channels to be effectively shared in a large number of mobile stations. the capacity of access channel is closely related to its unique ac

6、cess mode. the paper is going to discuss the capacity of channel access and the occupancy rate deeply.finally, based on the matlab/simulink toolbox to access all kinds of channel interference modeling and simulation; detailed analysis of various types of channel interference and signal fading charac

7、teristics, and proposed to improve the program, given the antifading measures.key words: access channel, channel capability, multipath effect, simulink目 錄cdma通信系統(tǒng)中的接入信道部分進(jìn)行仿真與分析i摘 要ithe analysis and simulation for cdma access channeliiabstractii第一章 基本原理介紹11.1 cdma通信系統(tǒng)的基本原理11.2 cdma通信系統(tǒng)的信道結(jié)構(gòu)21.2.1 cd

8、ma 前向鏈路信道31.2.2 cdma 反向鏈路信道5第二章 接入信道的容量分析82.1 接入信道的特性82.2 接入信道的結(jié)構(gòu)82.3 接入信道的容量分析與估算102.4 接入信道容量的優(yōu)化122.4.1登記消息122.4.2 參數(shù)優(yōu)化13第三章 接入信道的干擾分析與仿真153.1噪聲和干擾153.1.1 加性噪聲153.1.2 鄰道干擾153.1.3 多徑效應(yīng)153.1.4 瑞利衰落173.1.5 萊斯分布183.2 噪聲及干擾的仿真結(jié)果193.2.1 simulink模擬瑞利衰落203.2.2 simulink模擬萊斯衰落213.2.3 simulink模擬白高斯噪聲信道223.2.4

9、 仿真結(jié)果及分析233.3 改善辦法cdma通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)273.3.1 直接序列擴(kuò)頻273.3.2 多種分集技術(shù)273.3.3自動(dòng)功率控制283.3.4 相關(guān)接收293.3.5 語(yǔ)音編碼293.3.6越區(qū)軟切換293.3.7 rake 接收機(jī)29總 結(jié)30參考文獻(xiàn)31致 謝32 第一章 基本原理介紹自20世紀(jì)70年代以來(lái)，移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)一直迅猛發(fā)展，目前已成為當(dāng)代通信領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展?jié)摿ψ畲?、市?chǎng)前景最廣的熱點(diǎn)技術(shù)。從第一代模擬通信系統(tǒng)的建立，到第二代蜂窩移動(dòng)通信的全球普及，以及當(dāng)前正蓬勃興起的以寬帶化、多媒體業(yè)務(wù)為標(biāo)志的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)，移動(dòng)通信在技術(shù)水平、覆蓋能力、業(yè)務(wù)范圍、有效性和可靠性

10、等方面都取得了舉世矚目的進(jìn)展，其中碼分多址(cdma)技術(shù)以其各方面的優(yōu)勢(shì)已發(fā)展成為第三代移動(dòng)通信的核心技術(shù)?？梢哉f(shuō)，移動(dòng)通信已深刻地影響了人們的生活和工作方式，為社會(huì)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。cdma是在擴(kuò)頻通信技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種嶄新而成熟的無(wú)線通信技術(shù)，由于cdma具有頻譜利用率高、容量大、抗干擾能力強(qiáng)、保密性好、掉話率低等諸多優(yōu)點(diǎn)，在第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)的研究發(fā)展過(guò)程中，很多國(guó)家都在原有的體制下，積極研發(fā)cdma系統(tǒng)的使用技術(shù)。它綜合采用了頻率分集、時(shí)間分集、空間分集、功率控制、話音激活、軟切換、保密等許多新技術(shù)，大大地提高了系統(tǒng)的容量和性能，它還可以很方便地進(jìn)行從模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換，

11、是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的首選多址方式。1.1 cdma通信系統(tǒng)的基本原理cdma的基本通信原理如下圖1-1所示。具有一定信號(hào)帶寬的信息數(shù)據(jù)在發(fā)送之前，用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制，使原始數(shù)據(jù)信號(hào)帶寬被擴(kuò)展，再經(jīng)載波調(diào)制后發(fā)送出去。接收端使用完全相同的偽隨機(jī)碼，對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理，將原始信息數(shù)據(jù)從寬帶信號(hào)中還原出來(lái)（即解擴(kuò)），從而實(shí)現(xiàn)信息通信。圖1-1 cdma通信原理圖擴(kuò)頻通信按擴(kuò)頻方式主要分為以下三種：（1）直接序列擴(kuò)頻（ds-ss）：采用高碼率的直接序列，相互正交的偽隨機(jī)碼（pn碼）在發(fā)送端對(duì)信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻，在接收端通過(guò)與發(fā)送端完全相同的碼序列進(jìn)行解擴(kuò)，從而還原出原始

12、信息。cdma通信采用ds-ss擴(kuò)頻。ds-ss抗干擾原理圖如圖1-2所示。（2）跳頻擴(kuò)頻（fh-ss）：用一定碼序列進(jìn)行選擇的多頻率頻移鍵控。（3）跳時(shí)擴(kuò)頻（th-ss）：一種用碼序列進(jìn)行選擇的多時(shí)隙時(shí)移鍵控。圖1-2 ds-ss抗干擾原理圖1.2 cdma通信系統(tǒng)的信道結(jié)構(gòu)cdma系統(tǒng)的服務(wù)區(qū)域被劃分為一個(gè)個(gè)六邊形的蜂窩小區(qū)，每個(gè)小區(qū)包含一個(gè)基站，在移動(dòng)臺(tái)與基站之間存在由前向和反向cdma信道組成的鏈路。前向信道指從基站到移動(dòng)臺(tái)的下行傳輸鏈路，反向信道指從移動(dòng)臺(tái)到基站的上行傳輸鏈路。信道結(jié)構(gòu)如下圖1-3所示。圖1-3 cdma蜂窩系統(tǒng)的信道示意圖1.2.1 cdma 前向鏈路信道cdma前

13、向鏈路以64階walsh碼劃分成64個(gè)邏輯信道，典型配置為1個(gè)導(dǎo)頻信道、一個(gè)同步信道、7個(gè)尋呼信道和55個(gè)前向業(yè)務(wù)信道。前向cdma信道結(jié)構(gòu)如圖1-4所示。圖 1-4正向cdma信道的電路框圖由此可以看出，cdma系統(tǒng)前向鏈路是由pn長(zhǎng)碼（碼長(zhǎng)為碼片）、walsh碼（碼長(zhǎng)為64碼片，共有64個(gè)不同的正交碼）和pn短碼（碼片）組成的三階系統(tǒng)，分別完成數(shù)據(jù)擾碼（數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)卷碼功能）、信道識(shí)別（碼分多址，即通過(guò)walsh碼正交相關(guān)處理，實(shí)現(xiàn)基站多路發(fā)射信號(hào)之間的理想分離）、基站識(shí)別（基站多址）功能。可以把前向鏈路信號(hào)歸納為由分配的無(wú)線頻帶、一對(duì)具有確定相位偏置的正交pn碼的四相調(diào)制信號(hào)、正交wa

14、lsh 函數(shù)二相調(diào)制信號(hào)、卷積編碼、擾碼信息綜合組成的系統(tǒng)。l 導(dǎo)頻信道（1）基站在此信道發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)供移動(dòng)臺(tái)識(shí)別基站并引導(dǎo)移動(dòng)臺(tái)入網(wǎng)；（2）導(dǎo)頻信道不傳送任何信息，它在cdma前向信道上不停發(fā)射導(dǎo)頻信號(hào)，被在基站覆蓋區(qū)內(nèi)的所有移動(dòng)臺(tái)用來(lái)進(jìn)行同步和切換。移動(dòng)臺(tái)通過(guò)對(duì)周圍不同基站的導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和比較，可以決定什么時(shí)候需要進(jìn)行過(guò)境切換；（3）使用零walsh函數(shù)（64個(gè)0），導(dǎo)頻信號(hào)是一種無(wú)調(diào)制的直接序列擴(kuò)頻信號(hào)，只由正交的pn碼對(duì)構(gòu)成，每個(gè)基站就由這一對(duì)經(jīng)過(guò)時(shí)間偏置的pn序列來(lái)作為識(shí)別前向連路的標(biāo)志，移動(dòng)臺(tái)可迅速而精確地捕獲信道的定時(shí)信息，并提取相干載波進(jìn)行信號(hào)的解調(diào)；（4）采用walsh

15、碼和pn短碼。l 同步信道 （1）基站在此信道發(fā)送同步信息（還包括提供移動(dòng)臺(tái)選用的尋呼信道數(shù)據(jù)率）提供移動(dòng)臺(tái)建立與系統(tǒng)的定時(shí)和同步，一旦同步完成，通常不再使用同步信道， 但當(dāng)設(shè)備關(guān)機(jī)后重新開(kāi)機(jī)時(shí)，還需要重新進(jìn)行同步；（2）同步信道傳送的是一個(gè)經(jīng)過(guò)編碼、交織、擴(kuò)頻和調(diào)制的擴(kuò)頻信號(hào)，被本小區(qū)移動(dòng)臺(tái)用來(lái)捕獲初始時(shí)間同步，未對(duì)同步信道數(shù)據(jù)進(jìn)行擾碼；（3）當(dāng)通信業(yè)務(wù)量很多, 所有業(yè)務(wù)信道均被占用而不敷應(yīng)用時(shí)，此同步信道也可臨時(shí)改作業(yè)務(wù)信道使用； （4）采用walsh 碼和pn短碼。l 尋呼信道 （1）基站在此信道向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送有關(guān)尋呼、指令以及業(yè)務(wù)信道指配信息；（2）尋呼信道傳送的是一個(gè)經(jīng)過(guò)編碼、交織、擴(kuò)

16、頻和調(diào)制的信號(hào)，用來(lái)傳送系統(tǒng)開(kāi)銷信息和移動(dòng)臺(tái)特定消息，對(duì)尋呼信道數(shù)據(jù)進(jìn)行了擾碼；（3）移動(dòng)臺(tái)通常在建立同步后，接著就選擇一個(gè)尋呼信道（也可以由基站指定）來(lái)監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)發(fā)出的尋呼信息和其它指令。在需要時(shí)，尋呼信道可以改作業(yè)務(wù)信道使用，直至全部用完。 （4）采用pn長(zhǎng)碼、walsh碼和pn短碼。l 業(yè)務(wù)信道 （1）基站在此信道向移動(dòng)臺(tái)傳送前向通信數(shù)據(jù)及信令，共有四種傳輸速率（9 600、4 800、2 400、1 200 b/s），業(yè)務(wù)速率可以逐幀（20ms）改變，以動(dòng)態(tài)地適應(yīng)通信者的話音特征，減少cdma通信系統(tǒng)的多址干擾；（2）業(yè)務(wù)信道用來(lái)傳送用戶信息和信令信息。在每個(gè)業(yè)務(wù)信道中，包含有向移動(dòng)臺(tái)傳

17、送的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、功率控制的信息（功率控制子信道）和過(guò)區(qū)切換指令等，功率控制子信道用于向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送功率控制的信息，對(duì)業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù)進(jìn)行了擾碼；（3）采用pn長(zhǎng)碼、walsh 碼和pn短碼。1.2.2 cdma 反向鏈路信道反向cdma鏈路由接入信道和業(yè)務(wù)信道組成，其結(jié)構(gòu)與前向鏈路信道相似。如下圖1-5所示。反向鏈路的碼分物理信道由周期為的pn長(zhǎng)碼構(gòu)成，用長(zhǎng)碼的不同相位偏置來(lái)區(qū)分不同的用戶，實(shí)現(xiàn)多址接入。cdma反向鏈路與前向鏈路的根本區(qū)別是，前向鏈路采用彼此正交的walsh碼進(jìn)行信道化，而反向鏈路使用pn長(zhǎng)碼進(jìn)行信道化。每個(gè)cdma信道能有高達(dá)62個(gè)業(yè)務(wù)信道，每個(gè)尋呼信道能支持高達(dá)32個(gè)接入信道。p

18、n長(zhǎng)碼直接用來(lái)擴(kuò)頻，用它來(lái)區(qū)別不同的移動(dòng)臺(tái)。由于這個(gè)長(zhǎng)pn碼每一個(gè)可能的相位偏差都對(duì)應(yīng)于一個(gè)有效地址，因而可以提供一個(gè)非常大的地址空間，并且具有較高的保密性。圖 1-5 反向cdma信道的電路框圖l 業(yè)務(wù)信道移動(dòng)臺(tái)在通信過(guò)程中用反向業(yè)務(wù)信道向基站傳輸話音、數(shù)據(jù)和信令信息，因而它的許多特征和正向業(yè)務(wù)信道一樣。業(yè)務(wù)信道被不同的用戶占用時(shí)，不同的用戶由不同的用戶長(zhǎng)碼定義，反向業(yè)務(wù)信道也以可變數(shù)據(jù)速率 9600、4800、2400、1200b/s傳送信息，幀長(zhǎng)也是20ms，數(shù)據(jù)速率也可逐幀選擇。l 接入信道 （1）是移動(dòng)臺(tái)用來(lái)啟動(dòng)與基站的通信及對(duì)尋呼信道的消息作出響應(yīng)，它是一種分時(shí)隙的隨機(jī)接入信道，允

19、許多個(gè)用戶同時(shí)搶占同一接入信道；（2）登記消息。移動(dòng)臺(tái)發(fā)送消息通知基站它所處的位置、狀態(tài)、標(biāo)識(shí)符和其他登記系統(tǒng)所需要的參數(shù)；（3）一個(gè)接入信道由特定的公用長(zhǎng)碼標(biāo)識(shí)，與尋呼信道配合使用，以傳送相應(yīng)指令、應(yīng)答和其它有關(guān)的信息，每個(gè)尋呼信道可以與高達(dá)32個(gè)接入信道配合；（4）鑒權(quán)查詢響應(yīng)消息：包含驗(yàn)證移動(dòng)臺(tái)身份的必要信息；（5）功率測(cè)量報(bào)告消息向基站發(fā)送fer統(tǒng)計(jì)量；（6）切換完成消息：移動(dòng)臺(tái)對(duì)切換指示消息的響應(yīng)。綜上可得到cdma蜂窩系統(tǒng)各信道所傳輸?shù)拇a序列和其應(yīng)用位置和目的，見(jiàn)表1-1。表1-1 cdma通信系統(tǒng)中各信道的比較碼序列長(zhǎng)度應(yīng)用位置應(yīng)用目的碼速率m序列（最大周期線性移位寄存器）反向接

20、入信道直接序列擴(kuò)頻1.2288m反向業(yè)務(wù)信道標(biāo)識(shí)移動(dòng)臺(tái)前向?qū)ず粜诺烙糜跀?shù)據(jù)擾碼19.2k前向業(yè)務(wù)信道m(xù)序列（最大非線性移位寄存器）所有反向信道正交擴(kuò)頻利于調(diào)制1.2288m所有正向信道正交擴(kuò)頻利于調(diào)制，標(biāo)識(shí)基站walsh函數(shù)64所有反向信道正交調(diào)制307.2k所有正向信道正交擴(kuò)頻，標(biāo)識(shí)各前向信道1.2288m33第二章 接入信道的容量分析2.1 接入信道的特性cdma反向信道利用具有不同相位偏置的長(zhǎng)pn序列碼作為連接地址，許多用戶共享cdma信道。每個(gè)接入信道對(duì)應(yīng)正向信道中的一個(gè)尋呼信道，但每個(gè)尋呼信道可以對(duì)應(yīng)多個(gè)接入信道，至多有32個(gè)接入信道。移動(dòng)臺(tái)通過(guò)接入信道向基站進(jìn)行登記，發(fā)起呼叫，響應(yīng)

21、基站發(fā)來(lái)的呼叫，注冊(cè)以及短信息服務(wù)等。在移動(dòng)臺(tái)沒(méi)有轉(zhuǎn)入業(yè)務(wù)信道之前，移動(dòng)臺(tái)通過(guò)接入信道向基站傳送控制信令。接入信道的工作速率固定為4800bit/s，信號(hào)幀長(zhǎng)為20ms，僅當(dāng)系統(tǒng)時(shí)間是20ms整數(shù)倍時(shí)，信號(hào)幀才開(kāi)始。移動(dòng)臺(tái)在接入信道上使用一種時(shí)隙化的隨機(jī)接入?yún)f(xié)議（slotted aloha）進(jìn)行接入，允許多個(gè)用戶以競(jìng)爭(zhēng)的方式占用信道。這種接入方式使得接入信道可以在大量的移動(dòng)臺(tái)中有效共享。接入信道的容量與它這種獨(dú)特的接入方式密切相關(guān)，如何在工程上使用簡(jiǎn)單易行的方法估算和分析接入信道的容量和占用率是運(yùn)行維護(hù)中常需面臨的問(wèn)題。移動(dòng)臺(tái)從發(fā)送一則信息到接收到（或接收失敗）該消息的確認(rèn)消息的整個(gè)過(guò)程稱為接

22、入嘗試（access attempt）。接入嘗試的每次發(fā)送稱為接入試探（access probe），同一個(gè)接入嘗試的每個(gè)接入試探發(fā)送相同的消息，每個(gè)接入試探包括一個(gè)接入信道報(bào)頭（preamble）和一個(gè)接入信道信息體（message capsule）。2.2 接入信道的結(jié)構(gòu)一個(gè)接入信道時(shí)隙由一個(gè)含多幀的接入報(bào)頭和多幀的消息封裝組成。報(bào)頭含有（一個(gè)報(bào)頭中所含接入信道幀的編號(hào)，即接入信道報(bào)頭長(zhǎng)度）個(gè)幀，每幀由96個(gè)0bit組成，其作用是幫助基站捕獲接入信道。接入信道報(bào)頭在時(shí)隙開(kāi)始處發(fā)送；緊隨報(bào)頭的是含（一個(gè)消息容器中所含接入信道幀的最大編號(hào)，即最大接入信道封裝長(zhǎng)度）個(gè)幀的消息封裝，消息封裝中的每幀

23、長(zhǎng)度同樣是96bit，接入信道時(shí)隙是接入信道幀的整數(shù)倍，在接入信道幀的分界處開(kāi)始和結(jié)束。因此，每一個(gè)接入信道時(shí)隙的持續(xù)時(shí)間是個(gè)幀，如下圖2-1所示。pam_sz和是從尋呼信道發(fā)送的接入?yún)?shù)消息中獲得的。接入信道報(bào)頭實(shí)際是一個(gè)確定的全0序列，基站可以容易地獲取此消息，提高了接入試探的接入速度。圖 2-1 接入信道時(shí)隙的構(gòu)成與同一尋呼信道相對(duì)應(yīng)的所有接入信道具有相同的時(shí)隙長(zhǎng)度和時(shí)隙開(kāi)始時(shí)間。不同的基站可以有不同的時(shí)隙長(zhǎng)度。接入信道的時(shí)隙結(jié)構(gòu)使得每時(shí)隙最多只可能有一個(gè)消息成功發(fā)送，如果多個(gè)移動(dòng)臺(tái)試圖在同一個(gè)時(shí)隙接入就會(huì)發(fā)生碰撞，碰撞發(fā)生時(shí)消息就無(wú)法發(fā)送。實(shí)際上接入信道傳送的開(kāi)始時(shí)間是隨機(jī)的，這樣一來(lái)

24、就能減少多個(gè)移動(dòng)臺(tái)同時(shí)接入系統(tǒng)而產(chǎn)生碰撞。（2）接入信道的消息結(jié)構(gòu)接入信道報(bào)文包括一個(gè)8bit用來(lái)表示報(bào)文長(zhǎng)度的報(bào)頭，最少2bit最多842bit的報(bào)文正文和長(zhǎng)度為30bit的crc代碼。在報(bào)文之后添加填充比特使得報(bào)文長(zhǎng)度達(dá)到幀的邊界。報(bào)文長(zhǎng)度包括報(bào)頭，正文和crc，但不包括填充比特。每一個(gè)接入信道幀包含報(bào)頭比特（全0）和消息比特，包含消息比特的幀有88個(gè)消息比特和8個(gè)編碼器尾比特（設(shè)置為全0），如圖2-2所示。圖2-2 接入信道消息的結(jié)構(gòu)（3）接入信道的消息類型移動(dòng)臺(tái)在接入信道傳送兩類信息：請(qǐng)求信息和響應(yīng)信息，接入信道傳送的消息主要包括如下：登記消息。移動(dòng)臺(tái)發(fā)送消息通知基站它所處的位置，狀態(tài)

25、，標(biāo)識(shí)符和其它登記系統(tǒng)所需的參數(shù)。使得一個(gè)呼叫無(wú)論什么時(shí)間發(fā)送給移動(dòng)臺(tái)，基站都能尋呼到該移動(dòng)臺(tái)。始呼消息。該消息允許移動(dòng)臺(tái)發(fā)起呼叫，基站收到此消息后，會(huì)判斷始呼過(guò)程是否有效，是否存在可分配的空閑信道，然后通過(guò)尋呼信道發(fā)送release order（釋放指令）, feature notification message（特征通知信息）, channel assignment message（信道分配信息）3種消息之一。指令消息。典型的指令消息包括基站查詢，ssd更新確認(rèn)，ssd更新登記，移動(dòng)臺(tái)確認(rèn)，局部控制響應(yīng)和移動(dòng)臺(tái)拒收。尋呼響應(yīng)消息。移動(dòng)臺(tái)利用該消息在接收一個(gè)呼叫的過(guò)程中對(duì)尋呼發(fā)出響應(yīng)?；?/p>

26、收到該消息后，要向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送release order, channel assignment message兩種消息之一。sms。短信服務(wù)的始呼消息和尋呼響應(yīng)消息。2.3 接入信道的容量分析與估算接入信道的容量與每小時(shí)接入信道時(shí)隙數(shù)成比例，的計(jì)算公式：?？梢?jiàn)， 每小時(shí)接入信道時(shí)隙數(shù)與和的值成反比。表2-1是等于3的情況下，不同對(duì)應(yīng)的每小時(shí)接入信道時(shí)隙數(shù)量。表2-1 與接入信道時(shí)隙數(shù)23456最大接入信道消息比特?cái)?shù)402490578666754接入信道時(shí)隙數(shù)/小時(shí)2000018000163641500013846。取樣時(shí)間的設(shè)置長(zhǎng)度不同會(huì)得出精確度不同的結(jié)果，若取樣時(shí)間精確到一個(gè)接入信道時(shí)隙，

27、占用率實(shí)際就等同于接入消息的到達(dá)速率。在射頻系統(tǒng)的性能統(tǒng)計(jì)中，這個(gè)時(shí)長(zhǎng)通常被設(shè)定為1020個(gè)接入信道時(shí)隙的長(zhǎng)度。在工程估算中，我們可粗略的取時(shí)長(zhǎng)為一個(gè)忙時(shí)。假設(shè)某扇區(qū)內(nèi)用戶數(shù)量為每用戶的接入信道忙時(shí)業(yè)務(wù)模型可定義如下：呼叫起始和終止(ot)：條/用戶；短信業(yè)務(wù)(sms)：條/用戶；登記消息(reg)：條/用戶（多種登記方式消息總和），則此扇區(qū)內(nèi)忙時(shí)接入消息數(shù)量大致計(jì)為：。對(duì)于pam_sz=3，的接入信道設(shè)置，接入信道時(shí)隙長(zhǎng)度為10幀，接入信道的最大容量為。從以上兩值可以計(jì)算出接入信道占用率。由于話務(wù)量的分布在整個(gè)系統(tǒng)中并不均勻，所以在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的范圍內(nèi)分析接入信道的占用率和參數(shù)設(shè)置是不必要的，而

28、是通過(guò)收集基站每扇區(qū)的數(shù)據(jù)，針對(duì)接入業(yè)務(wù)量高的扇區(qū)，以現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立接入信道模型進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。大量接入信道消息的發(fā)送會(huì)對(duì)反向業(yè)務(wù)信道造成很大的干擾，當(dāng)一個(gè)接入探測(cè)的沒(méi)有達(dá)到基站接收的門限時(shí)，隨后的接入探測(cè)會(huì)以更高的功率發(fā)射，直至基站成功接收。而這個(gè)功率不斷加大的過(guò)程勢(shì)必會(huì)對(duì)反向鏈路造成干擾，從而影響反向鏈路的容量。為了保證業(yè)務(wù)信道的容量不受影響，接入信道的過(guò)量使用是應(yīng)該被限制的。考慮到接入信道干擾對(duì)容量的影響，接入信道利用率的工程門限通常取在50%。2.4 接入信道容量的優(yōu)化影響接入信道容量的最主要因素是登記消息的數(shù)量，一般來(lái)說(shuō)，登記消息要占用接入信道容量的大部分；當(dāng)sms有快速增長(zhǎng)時(shí)，

29、sms origination和sms termination消息對(duì)接入信道容量的影響也不能忽視；而鑒權(quán)消息對(duì)接入信道和尋呼信道容量的影響并不大，除非有頻繁的ssd更新。2.4.1登記消息登記就是移動(dòng)臺(tái)向基站通知其位置信息，狀態(tài)信息，時(shí)隙信息，密鑰參數(shù)及其它參數(shù)的過(guò)程。這些信息是基站及交換機(jī)準(zhǔn)確尋呼定位移動(dòng)臺(tái)，建立通信鏈路所必須的。cdma系統(tǒng)常用的登記方式如下。（1）開(kāi)機(jī)登記。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)開(kāi)機(jī)或從替代的服務(wù)系統(tǒng)返回，移動(dòng)臺(tái)會(huì)進(jìn)行開(kāi)機(jī)登記，由標(biāo)志位power_up_reg控制。（2）關(guān)機(jī)登記。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)執(zhí)行關(guān)機(jī)指令，移動(dòng)臺(tái)會(huì)進(jìn)行關(guān)機(jī)登記，在登記結(jié)束后，才關(guān)掉電源，由標(biāo)志位power_down_reg

30、控制。（3）基于計(jì)時(shí)器的登記。移動(dòng)臺(tái)在登記計(jì)時(shí)器（reg_count）截至，即到達(dá)一個(gè)最大值時(shí)(reg_count_max )，進(jìn)行基于計(jì)時(shí)器的登記，它可以使移動(dòng)臺(tái)以固定時(shí)間間隔登記。由參數(shù)reg_count_max和reg_prd（登記周期）控制，reg_count_max=2reg_prd/4。（4）基于區(qū)域的登記。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入新區(qū)域時(shí)進(jìn)行基于區(qū)域的登記，如果登記完成，則在列表中添加一個(gè)區(qū)域。由參數(shù)reg_zone，total_zones，zone_timer控制。（5）參數(shù)改變登記。當(dāng)首選時(shí)隙循環(huán)序號(hào)，基站類型標(biāo)識(shí)或呼叫終端被激活的指示器3個(gè)參數(shù)任何一個(gè)改變時(shí)，將進(jìn)行參數(shù)改變登記。（6）

31、基于距離的登記。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)當(dāng)前的基站與上次登記的基站距離超過(guò)門限值時(shí)，進(jìn)行基于距離的登記。由參數(shù)reg_dist控制。由于登記消息需要基站發(fā)送確認(rèn)消息，所以如果接入信道稍有擁塞或?qū)ず粜诺廊萘匡柡停蜆O易引起雪崩效應(yīng)，造成接入信道的登記消息指數(shù)倍增長(zhǎng)，導(dǎo)致接入信道更嚴(yán)重的擁塞，容量進(jìn)一步減小。還有一種極易造成接入信道擁塞的情況就是易產(chǎn)生乒乓登記效應(yīng)的交換機(jī)或?qū)ず魠^(qū)域的邊界。另外，在人口稠密的熱點(diǎn)地區(qū)對(duì)登記消息數(shù)量的控制也是值得考慮的問(wèn)題。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，可考慮以下建議控制和優(yōu)化登記消息對(duì)接入信道的影響。（1）廣泛使用基于區(qū)域的登記（zone-based registration），關(guān)閉參數(shù)改變的登記

32、（parameter-change registration）方式。（2）采用基于區(qū)域的登記方式時(shí)，zone_timer的設(shè)置應(yīng)在15min之間以減小乒乓登記的發(fā)生。（3）在人流稠密的活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，如體育賽場(chǎng)，演唱會(huì)會(huì)場(chǎng)，熱點(diǎn)地區(qū)的基站可以暫時(shí)關(guān)閉基于計(jì)時(shí)器的登記（timer-based registration）。2.4.2 參數(shù)優(yōu)化通過(guò)優(yōu)化參數(shù)的設(shè)置，也可以達(dá)到減少接入信道擁塞，提高容量的目的。在接入信道容量?jī)?yōu)化中，常被涉及的接入?yún)?shù)如下所示。（1）最大請(qǐng)求試探序列數(shù)（max_req_seq）。這個(gè)參數(shù)定義了移動(dòng)臺(tái)在一次請(qǐng)求類接入嘗試中，請(qǐng)求試探序列的最大數(shù)目。此參數(shù)的取值范圍是015，建議值

33、為2。如果設(shè)置過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致一次接入嘗試中重復(fù)發(fā)送探測(cè)序列的次數(shù)大大增加，影響接入信道容量；若設(shè)置過(guò)小，則會(huì)降低接入成功率。（2）最大響應(yīng)試探序列數(shù)（max_rsp_seq）。這個(gè)參數(shù)定義了移動(dòng)臺(tái)在一次響應(yīng)類接入嘗試中，響應(yīng)試探序列的最大數(shù)目。此參數(shù)的取值范圍是015，建議值為2。如果設(shè)置過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致重復(fù)發(fā)送響應(yīng)探測(cè)序列的次數(shù)大大增加，影響接入信道容量；若設(shè)置過(guò)小，則會(huì)降低接入成功率。（3）接入試探報(bào)頭最大量（pam_sz）。pam_sz的數(shù)值范圍是015，默認(rèn)值為3。如果此參數(shù)設(shè)置過(guò)大，而實(shí)際可以用一個(gè)更短的序列使基站獲取移動(dòng)臺(tái)情況，就會(huì)造成接入信道容量的浪費(fèi)。若設(shè)置過(guò)小，降低了接入試探得到基

34、站成功確認(rèn)的可能性。（4）接入試探消息封裝最大量（max_cap_sz）。此參數(shù)等于移動(dòng)臺(tái)接入試探的消息段允許的最大幀數(shù)減3, max_cap_sz的數(shù)值范圍是07，默認(rèn)值為2。此參數(shù)設(shè)置過(guò)大，會(huì)使消息的長(zhǎng)度超過(guò)實(shí)際的需求，浪費(fèi)了接入信道容量。如果設(shè)置過(guò)小，可能會(huì)造成撥叫號(hào)碼等信息不足，這樣移動(dòng)臺(tái)會(huì)發(fā)起持續(xù)消息來(lái)結(jié)束呼叫的發(fā)起，從而降低了移動(dòng)臺(tái)的接人成功率。結(jié)合接入信道的特點(diǎn)和業(yè)務(wù)模型，針對(duì)特定接入信道業(yè)務(wù)模型計(jì)算出接入消息數(shù)量，進(jìn)而計(jì)算出接入信道所能支持的最大消息數(shù)量，得出接入信道占用率。反之，也可以推斷出在接入信道占用率達(dá)到工程門限時(shí)，系統(tǒng)可支持的最大bhca或用戶數(shù)量。同時(shí)為了確保接入信

35、道的性能，提高接入信道的容量，需要慎重的選擇移動(dòng)臺(tái)的登記方式。第三章 接入信道的干擾分析與仿真除了提高接入信道的容量，如何消除接入信道的各類干擾也是亟待解決的問(wèn)題。信號(hào)在無(wú)線傳輸?shù)倪^(guò)程中，由于不穩(wěn)定性，即使在同一地點(diǎn)不同時(shí)間收到的場(chǎng)強(qiáng)也不同，時(shí)強(qiáng)時(shí)弱，在移動(dòng)通信中，由于城市建筑及地面復(fù)雜地形的影響，移動(dòng)臺(tái)收到的信號(hào)是經(jīng)過(guò)多次反射和散射路徑傳輸?shù)?，任何一點(diǎn)接收到的場(chǎng)強(qiáng)是多個(gè)信號(hào)矢量迭加的結(jié)果，即多徑效應(yīng)，這樣就形成了場(chǎng)強(qiáng)變化很大的快衰落，嚴(yán)重影響通信質(zhì)量,引起信噪比下降,造成大片差錯(cuò)（誤碼），甚至?xí)鹜ㄐ潘矔r(shí)中斷。此外大氣中的自然噪聲等加性噪聲也是不容忽視的。3.1噪聲和干擾3.1.1 加性噪

36、聲移動(dòng)信道中加性噪聲（簡(jiǎn)稱噪聲）的來(lái)源是多方面的，一般可分為： 內(nèi)部噪聲；自然噪聲； 人為噪聲。內(nèi)部噪聲是系統(tǒng)設(shè)備本身產(chǎn)生的各種噪聲。不能預(yù)測(cè)的噪聲統(tǒng)稱為隨機(jī)噪聲。自然噪聲及人為噪聲為外部噪聲，它們也屬于隨機(jī)噪聲。依據(jù)噪聲特征又可分為脈沖噪聲和起伏噪聲。脈沖噪聲是在時(shí)間上無(wú)規(guī)則的突發(fā)噪聲，例如，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的點(diǎn)火噪聲，這種噪聲的主要特點(diǎn)是其突發(fā)的脈沖幅度較大，而持續(xù)時(shí)間較短；從頻譜上看，脈沖噪聲通常有較寬頻帶；熱噪聲、散彈噪聲及宇宙噪聲是典型的起伏噪聲。 3.1.2 鄰道干擾所謂鄰道干擾是相鄰的或鄰近頻道的信號(hào)相互干擾。目前，移動(dòng)通信系統(tǒng)廣泛使用的vhf、uhf電臺(tái)，頻道間隔是25khz。

37、然而，調(diào)頻信號(hào)的頻譜是很寬的，理論上說(shuō)，調(diào)頻信號(hào)含有無(wú)窮多個(gè)邊頻分量，當(dāng)其中某些邊頻分量落入鄰道接收機(jī)的通帶內(nèi)，就會(huì)造成鄰道干擾。3.1.3 多徑效應(yīng)在無(wú)線通信領(lǐng)域，多徑指無(wú)線電信號(hào)從發(fā)射天線經(jīng)過(guò)多個(gè)路徑抵達(dá)接收天線的傳播現(xiàn)象。多徑效應(yīng)移動(dòng)體（如汽車）往來(lái)于建筑群與障礙物之間，其接收信號(hào)的強(qiáng)度，將由各直射波和反射波疊加合成。各條路徑的長(zhǎng)度會(huì)隨時(shí)間而變化，故到達(dá)接收點(diǎn)的各分量場(chǎng)之間的相位關(guān)系也是隨時(shí)間而變化的。這些分量場(chǎng)的隨機(jī)干涉，形成總的接收?qǐng)龅乃ヂ?。各分量之間的相位關(guān)系對(duì)不同的頻率是不同的。因此，它們的干涉效果也因頻率而異，這種特性稱為頻率選擇性。在寬帶信號(hào)傳輸中，頻率選擇性可能表現(xiàn)明顯，形

38、成交調(diào)。與此相應(yīng)，由于不同路徑有不同時(shí)延，同一時(shí)刻發(fā)出的信號(hào)因分別沿著不同路徑而在接收點(diǎn)前后散開(kāi)，而窄脈沖信號(hào)則前后重疊。在數(shù)字無(wú)線通信系統(tǒng)中，多徑效應(yīng)產(chǎn)生的符號(hào)間干擾（inter symbol interference，isi）也會(huì)影響到信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量?；陬愃频脑颍瑔蝹€(gè)目標(biāo)會(huì)由于地形反射在雷達(dá)接收機(jī)上產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)虛像。這些虛像的運(yùn)動(dòng)方式與它們反射的實(shí)際物體相同，因此影響到雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的識(shí)別。在電視信號(hào)傳輸中可以直觀地看到多徑對(duì)于通信質(zhì)量的影響。通過(guò)較長(zhǎng)的路徑到達(dá)接收天線的信號(hào)分量比以較短路徑到達(dá)天線的信號(hào)稍遲。因?yàn)殡娨曤娮訕寬呙枋怯勺蟮接?，遲到的信號(hào)會(huì)在早到的信號(hào)形成的電視畫面上疊加一個(gè)

39、稍稍靠右的虛像。為克服這一問(wèn)題，雷達(dá)接收端需要將信號(hào)與附近的地形圖相比對(duì)，將由反射產(chǎn)生的看上去在地面以下或者在一定高度以上的信號(hào)去除。l 電離層短波的多徑效應(yīng)傳播的多徑效應(yīng)經(jīng)常發(fā)生而且很嚴(yán)重。它有兩種形式的多徑現(xiàn)象：一種是分離的多徑，由不同跳數(shù)的射線、高角和低角射線等形成，其多徑傳播時(shí)延差較大；另一種是微分的多徑，多由電離層不均勻體所引起，其多徑傳播時(shí)延差很小。對(duì)流層電波傳播信道中的多徑效應(yīng)問(wèn)題也很突出。多徑產(chǎn)生于湍流團(tuán)和對(duì)流層層結(jié)。在視距電波傳播中，地面反射也是多徑的一種來(lái)源。 l 多徑效應(yīng)描述多徑時(shí)延特性可用時(shí)延譜或多徑散布譜（即不同時(shí)延的信號(hào)分量平均功率構(gòu)成的譜）來(lái)描述。與時(shí)延譜等價(jià)的是

40、頻率相關(guān)函數(shù)。實(shí)際上，人們只簡(jiǎn)單利用時(shí)延譜的某個(gè)特征量來(lái)表征。例如，用最大時(shí)延與最小時(shí)延的差，表征時(shí)延譜的尖銳度和信道容許傳輸帶寬。這個(gè)值越小，信道容許傳輸頻帶越寬。l 應(yīng)用多徑效應(yīng)不僅是衰落的經(jīng)常性成因，而且是限制傳輸帶寬或傳輸速率的根本因素之一。在短波通信中，為保證電路在多徑傳輸中的最大時(shí)延與最小時(shí)延差不大于某個(gè)規(guī)定值，工作頻率要求不低于電路最高可用頻率的某個(gè)百分?jǐn)?shù)。這個(gè)百分?jǐn)?shù)稱為多徑縮減因子，是確定電路最低可用頻率的重要依據(jù)之一。3.1.4 瑞利衰落在基站發(fā)射機(jī)和移動(dòng)（或固定）接收機(jī)之間的通信質(zhì)量取決于多種因素，其中包括信號(hào)傳播信道的總體質(zhì)量。由于空氣吸收作用以及建筑物和樹(shù)木的反射作用，

41、信號(hào)在傳播中的幅度和相位都將產(chǎn)生量值不定的波動(dòng)。這種現(xiàn)象通常被稱為衰落（fading），有時(shí)稱為多徑衰落（一種特殊類型的衰落），或者更一般地稱為信道損害（impairment）。信道損害可以依靠模仿衰落信道響應(yīng)的數(shù)學(xué)模型模擬出來(lái)。這些模型使用統(tǒng)計(jì)方法來(lái)表達(dá)當(dāng)電磁波遇到物理障礙時(shí)將發(fā)生的變化，包括瑞利衰落、 rician 衰落和鈴木衰落。瑞利衰落是一個(gè)用來(lái)描述信道傳播規(guī)律的數(shù)學(xué)分布，適用于在從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)之間沒(méi)有強(qiáng)視距（line-of-sight）路徑的情況。這個(gè)分布可以表達(dá)在一個(gè)繁忙的城市街道上看到的信道條件，這種情況下基站被隱藏在幾個(gè)街區(qū)之外的建筑物背后。在鄉(xiāng)村環(huán)境中，多徑衰落模型由幾個(gè)反

42、射路徑與一個(gè)強(qiáng)視距路徑組合而成，其頻譜功率遵循 rician分布。直接射束和多徑射束的能量之比被稱為k系數(shù)。如果在頻域觀察這個(gè)效應(yīng)，會(huì)看到一個(gè)功率毛刺，其幅度由k系數(shù)決定。鈴木衰落把來(lái)自多路徑的小幅度衰落疊加在反射和散射造成的大幅度衰落之上。大幅度衰落遵循對(duì)數(shù)正態(tài)分布，小幅度衰落遵循瑞利分布。雖然來(lái)自遮蔽和大幅度反射的平均路徑損失呈正態(tài)（高斯）分布，信號(hào)衰減的典型值為6-10db，但在非視距小幅度衰落的最壞情況下，多徑各部分完全反相而發(fā)生最深度衰落，此時(shí)的信號(hào)衰減將達(dá)到 20-30db。瑞利衰落屬于小尺度的衰落效應(yīng)，它總是疊加于如陰影、衰減等大尺度衰落效應(yīng)上。一般來(lái)說(shuō)，多路信號(hào)到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間

43、有先有后，即有相對(duì)時(shí)間延遲。如果這些相對(duì)時(shí)延遠(yuǎn)小于一個(gè)符號(hào)的時(shí)間，則可以認(rèn)為多路信號(hào)幾乎是同時(shí)到達(dá)接收機(jī)的。這種情況下多徑不會(huì)造成符號(hào)間的干擾。這種衰落稱為平坦衰落，因?yàn)檫@種信道的頻率響應(yīng)在所用的頻段內(nèi)是平坦的。相反地，如果多路信號(hào)的相對(duì)時(shí)延與一個(gè)符號(hào)的時(shí)間相比不可忽略，那么當(dāng)多路信號(hào)迭加時(shí)，不同時(shí)間的符號(hào)就會(huì)重迭在一起，造成符號(hào)間的干擾。這種衰落稱為頻率選擇性衰落，因?yàn)檫@種信道的頻率響應(yīng)在所用的頻段內(nèi)是不平坦的。瑞利分布是一個(gè)均值為0，方差為的平穩(wěn)窄帶高斯過(guò)程，其表達(dá)式為： （3-1）瑞利分布是最常見(jiàn)的用于描述平坦衰落信號(hào)接收包絡(luò)或獨(dú)立多徑分量接受包絡(luò)統(tǒng)計(jì)時(shí)變特性的一種分布類型。瑞利衰落能有

44、效描述存在大量散射無(wú)線電信號(hào)的障礙物的無(wú)線傳播環(huán)境。若傳播環(huán)境中存在足夠多的散射，則沖激信號(hào)到達(dá)接收機(jī)后表現(xiàn)為大量統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的隨機(jī)變量的疊加，根據(jù)中心極限定理，則這一無(wú)線信道的沖激響應(yīng)將是一個(gè)高斯過(guò)程。如果這一散射信道中不存在主要的信號(hào)分量，通常這一條件是指不存在直射信號(hào)（los），則這一過(guò)程的均值為0，且相位服從0到的均勻分布。即信道響應(yīng)的能量或包絡(luò)服從瑞利分布。設(shè)隨機(jī)變量，于是其概率密度函數(shù)為，其中。 （3-2）3.1.5 萊斯分布如果收到的信號(hào)中除了經(jīng)反射、折射、散射等來(lái)的信號(hào)外，還有從發(fā)射機(jī)直接到達(dá)接收機(jī)（如從衛(wèi)星直接到達(dá)地面接收機(jī)）的信號(hào)，即直射信號(hào)（los），那么總信號(hào)的強(qiáng)度服從萊斯

45、分布，故稱為萊斯衰落，對(duì)應(yīng)的信道模型為萊斯衰落信道。正弦波加窄帶高斯過(guò)程的概率密度函數(shù)分布稱為萊斯（rice）密度函數(shù)，也稱廣義瑞利分布。即 （3-3）其中，參數(shù)a指主信號(hào)幅度的峰值，是修正的0階第一類貝塞爾函數(shù)。萊斯分布常用參數(shù)k來(lái)描述，即萊斯因子，完全確定了萊斯分布。k定義為確定信號(hào)的功率與多徑分量方差之比。 （3-4） 圖3-1 萊斯分布 當(dāng)，且主信號(hào)幅度減小時(shí)，萊斯分布轉(zhuǎn)變?yōu)槿鹄植?。如右圖3-1所示。 通常將信道增益以等效基帶信號(hào)表示，即用一復(fù)數(shù)表示信道的幅度和相位特性。由此瑞利衰落即可由這一復(fù)數(shù)表示，它的實(shí)部和虛部服從于零均值的獨(dú)立同分布高斯過(guò)程。綜上，信號(hào)衰落分類：圖3-2 信號(hào)

46、衰落圖3.2 噪聲及干擾的仿真結(jié)果下圖3-3即為cdma反向接入信道三類噪聲和干擾的仿真設(shè)計(jì)圖。圖3-3 is-95a反向信道發(fā)射機(jī)和干擾信道圖3.2.1 simulink模擬瑞利衰落右圖3-4為瑞利衰落的參數(shù)設(shè)置：最大多普勒頻移為10hz，該模擬設(shè)計(jì)了兩徑干擾，時(shí)延差為2.11s，衰減為2db。下圖3-5和3-6分別為瑞利衰落的散布圖和帶限脈沖響應(yīng)。圖3-4 瑞利衰落的參數(shù)設(shè)置 圖3-5瑞利衰落的散布圖 圖3-6 瑞利衰落的帶限脈沖響應(yīng) 3.2.2 simulink模擬萊斯衰落右圖3-7為萊斯衰落的參數(shù)設(shè)置：直射多普勒頻移為10hz，最大多普勒頻移為40hz，該模擬設(shè)計(jì)了兩徑干擾，時(shí)延差為2

47、.11s，衰減為3db，萊斯因子為2。下圖3-8和3-9分別為萊斯衰落的散布圖和帶限脈沖響應(yīng)。 圖3-7 萊斯衰落的參數(shù)設(shè)置 圖3-8 萊斯衰落散布圖 圖3-9 萊斯衰落的帶限脈沖相應(yīng) 3.2.3 simulink模擬白高斯噪聲信道右圖3-10為白高斯噪聲信道的參數(shù)設(shè)置：為3db。下圖3-11為高斯白噪下的信號(hào)散布圖。圖3-10白高斯噪聲信道的參數(shù)設(shè)置圖3-11 白高斯噪聲下信號(hào)散布圖3.2.4 仿真結(jié)果及分析分別在每個(gè)信道輸出端連接simout模塊，即可得到信號(hào)經(jīng)過(guò)衰落的波形圖。圖3-12 經(jīng)過(guò)瑞利衰落后的信號(hào)波形圖圖3-13 經(jīng)過(guò)萊斯衰落后的信號(hào)波形圖圖3-14 經(jīng)過(guò)白高斯噪聲后的信號(hào)波形

48、圖圖3-15 is-95a反向信道發(fā)射機(jī)和各級(jí)干擾信道級(jí)聯(lián)圖如上圖3-15所示，在無(wú)線信道傳輸?shù)倪^(guò)程中，信號(hào)所受到得加性噪聲和多徑衰落是同時(shí)存在的，因此上圖更接近實(shí)際中的信號(hào)傳輸。下圖3-16、3-17、3-18分別為通過(guò)混合信道的限帶脈沖響應(yīng)，散布圖和最終信號(hào)輸出圖。3-16經(jīng)過(guò)混合信道的限帶脈沖響應(yīng)3-17經(jīng)過(guò)混合信道的散布圖3-18經(jīng)過(guò)混合信道的輸出信號(hào)圖3.3 改善辦法cdma通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)3.3.1 直接序列擴(kuò)頻cdma利用自相關(guān)性非常大而互相關(guān)性小的碼序列作為地址碼，對(duì)已被原始用戶信息信號(hào)調(diào)制的載頻進(jìn)行二次調(diào)制，擴(kuò)展其信號(hào)頻譜。is-95采用 180度相移鍵控qpsk。有效的降

49、低功率譜密度提高信噪比，保密性好，同時(shí)，用戶共用同一寬帶頻譜不存在互調(diào)干擾。cdma采用三層編碼結(jié)構(gòu)：用戶碼（42比特長(zhǎng)碼）、基站碼（15比特時(shí)間偏移碼）、信道的正交碼（64正交walsh碼）。3.3.2 多種分集技術(shù)分集合成技術(shù)是指系統(tǒng)提供二個(gè)或更多個(gè)輸入信號(hào)到接收端，這些輸入信號(hào)的衰落各不相關(guān)，系統(tǒng)分別接收它們?cè)賹⑺鼈兒铣商幚砗筮M(jìn)行判決，大大降低衰落對(duì)信號(hào)的影響。依據(jù)衰落的頻率、時(shí)間和空間的選擇性，相應(yīng)有頻率分集、時(shí)間分集和空間分集?？臻g分集通過(guò)幾個(gè)獨(dú)立天線或在不同位置分別發(fā)射和接收信號(hào)，采用選擇性合成技術(shù)總是選擇信號(hào)較強(qiáng)的一個(gè)輸出，降低了地形等因素對(duì)信號(hào)的影響。cdma越區(qū)軟切換就是空間

50、分集的一個(gè)有利例證。cdma采用擴(kuò)頻技術(shù)，根據(jù)寬帶信號(hào)不會(huì)在使用頻率均衰落這一特性，其寬帶傳輸即為頻率分集，克服了因信號(hào)傳送的多條路徑以及用戶的移動(dòng)性帶來(lái)的多徑衰落。cdma利用交織編碼、糾錯(cuò)和檢錯(cuò)編碼等技術(shù)在不同時(shí)隙發(fā)送信號(hào)，利用衰落的時(shí)間選擇性來(lái)進(jìn)行時(shí)間分集。此外通過(guò)比特交織技術(shù)可以使成群誤差趨向于更隨機(jī)的分布，從而改善了碼組誤碼率的性能，通常誤碼率可以從交織中獲得顯著改善，一般能改善兩個(gè)數(shù)量級(jí)左右。同時(shí)cdma采用rake接受機(jī)（基站采用4finger接受機(jī)，手機(jī)采用3finger接受機(jī)）分別接收時(shí)延較大的不同路徑強(qiáng)信號(hào)然后合并，采用數(shù)字判別恢復(fù)信號(hào)。cdma采用多種分集技術(shù)減少衰落對(duì)信

51、號(hào)的影響，獲取高質(zhì)量的通信。在mimo中，傳統(tǒng)的多天線被用來(lái)增加分集度從而克服信道衰落。具有相同信息的信號(hào)通過(guò)不同的路徑被發(fā)送出去，在接收機(jī)端可以獲得數(shù)據(jù)符號(hào)多個(gè)獨(dú)立衰落的復(fù)制品，從而獲得更高的接收可靠性。舉例來(lái)說(shuō)，在慢瑞利衰落信道中，使用1根發(fā)射天線n根接收天線，發(fā)送信號(hào)通過(guò)n個(gè)不同的路徑。對(duì)于發(fā)射分集技術(shù)來(lái)說(shuō)，同樣是利用多條路徑的增益來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性。在一個(gè)具有m根發(fā)射天線n根接收天線的系統(tǒng)中，如果天線對(duì)之間的路徑增益是獨(dú)立均勻分布的瑞利衰落，可以獲得的最大分集增益為mn。智能天線技術(shù)也是通過(guò)不同的發(fā)射天線來(lái)發(fā)送相同的數(shù)據(jù)，形成指向某些用戶的賦形波束，從而有效的提高天線增益，降低用戶間的干擾。廣義上來(lái)說(shuō)，智能天線技術(shù)也可以算一種天線分集技術(shù)。分集技術(shù)主要用來(lái)對(duì)抗信道衰落。相反，mimo信道中的衰落特性可以提供額外的信息來(lái)增加通信中的自由度（degrees of freedom）。從本質(zhì)上來(lái)講，如果每對(duì)發(fā)送接收天線之間的衰落是獨(dú)立的，那么可以產(chǎn)生多個(gè)并行的子信道。如果在這些并行的子信道上傳輸不同的信息流，可以提供傳輸