（信號(hào)與信息處理專業(yè)論文）tdscdma與wcdma系統(tǒng)共存研究.pdf

摘要 本課題是天津市科技創(chuàng)新專項(xiàng)重點(diǎn)基金項(xiàng)目 新一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋關(guān)鍵技術(shù) 研發(fā)及示范應(yīng)用 的子課題 它主要對(duì)系統(tǒng)間的共存干擾進(jìn)行研究 分析共存干擾對(duì)系 統(tǒng)性能的影響 以及提出相應(yīng)的改善措施 隨著移動(dòng)通信用戶數(shù)量的增多 以及人們對(duì)移動(dòng)通信數(shù)據(jù)量需求的增加 第三代通 信網(wǎng)絡(luò)得到了飛速的發(fā)展 在我國 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)同時(shí)存在并使用著三種不同的 通信標(biāo)準(zhǔn) 即t d s c d m a w c d m a 以及c d m a 2 0 0 0 并且目前它們?nèi)源嬖谥形赐度胧褂玫?補(bǔ)充頻段 因此 為了保證將來可能會(huì)投入使用的補(bǔ)充頻段系統(tǒng)能夠高性能的運(yùn)行 必 須對(duì)它們的共存干擾問題進(jìn)行研究 本文主要對(duì)t d s c d m a 系統(tǒng)的核心頻段與w c d m a 系統(tǒng)的補(bǔ)充頻段的共存問題進(jìn)行了 研究 完成的工作包括以下幾點(diǎn) 1 分析了共存系統(tǒng)間干擾產(chǎn)生的主要原因 研究了目前尚未投入使用的w c d m a 系 統(tǒng)補(bǔ)充頻段與t d s c d m a 系統(tǒng)核心頻段在共存時(shí)存在的干擾類型 確定了對(duì)共存系統(tǒng)性 能起主要作用的干擾類型 同時(shí) 為了保證系統(tǒng)在共存及共站時(shí)能夠平穩(wěn)運(yùn)行 用確定 性算法獲得了系統(tǒng)問所需的附加隔離損耗要求 2 對(duì)在w c d m a 系統(tǒng)干擾情形下的t d s c d m a 系統(tǒng)性能進(jìn)行了研究 建立了系統(tǒng)的共 存仿真模型 分析了共存干擾對(duì)用戶通信質(zhì)量和系統(tǒng)容量的影響 同時(shí) 研究了功率控 制技術(shù)對(duì)共存系統(tǒng)性能的改善作用 3 對(duì)影響共存系統(tǒng)性能顯著的功率控制技術(shù)進(jìn)行了分析研究 重點(diǎn)對(duì)上行鏈路的 內(nèi)環(huán)功率控制技術(shù)進(jìn)行研究 分析了影響上行鏈路內(nèi)環(huán)功率控制的因素和可用作功率控 制的反饋信息 建立了功率控制的仿真過程模型 對(duì)決定其性能的功率控制算法進(jìn)行了 研究 在現(xiàn)有的d c p c 算法及c s o p c 算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn) 并對(duì)它們性能進(jìn)行了仿真 分析 從仿真的結(jié)果可以看出改進(jìn)后的功率控制算法的綜合性能得到了明顯提升 關(guān)鍵詞 t d s c d m aw c d m a 共存容量功率控制 a b s t r a c t t l l i sp a p e ri st l l es u b t o p i co ft l l er e s e a r c ha i l d 印p l i c a t i o no ft l l en e x tg e n e r 砒i o n t e l e c o m m 砌c a t i o nn e 鉚o r kc o v e r a g ek e yt e c h i l o l o g yw h i c hi st i a n j i ns c i e n c e 鋤dt e c h n o l o g y i r u l o v a t i o ns p e c i a lf h n d sp r o j e c t i ti sm a i n l yt os t u d yt h ei s s u eo fc o e x i s t e l l c eb e 帆e 鉍 t e l e c 0 徹n u i l i c a t i o ns y s t e m s 鋤a l y z et h ei m p a c to fi n t e r 陸 c eo nt h es y s t e mc 印a c i t y 肌d p r o p o s em e 髂u r e sf o ri m p r 0 v 鋤e 1 1 t w j mt l l ei n c 托弱e so ft h en u m b e ro fm o b i l e 潞e r s 鋤dd e m 鋤df o rm o b i l ed a t 鞏t l l et l l i r d g e n e r a t i o nt e l e c o 刪m l m i c a t i o nn e 帆o r kh 弱b e o b t a i n e dr a p i dd e v e l o p m e n t s t h e r ea r et l l r e e s t 鋤d a r d sf o r l eg e i l e r a t i o nt e l e c 0 刪m u n i c a t i o nn e m o r ka d o p t e db ym ei n t 鋤a t i o n a l t e l e c o i n m u n i c a t i o nu n i o n n e ya r et d s c d m a w c d m a 鋤dc d m a 2 0 0 0r e s p e v e l y t h e ya r eu s e db yd i f j f e r e n to p e r a t o ri nc h i n a a n dt h e r ea r es o m e6 嘲u e n c yb a n d s w h i c hh a v e n o ty e tb e e nu s c d t h e r e f o r e i no r d e rt o s u r em es y s t 鋤 so p e r a t i o nw i mh i 曲p e r f o n n 鋤c e i tn e e d st 0s t u d yt h ec 0 e x i s t e n c eb e t w e e nm ed i 仃 e r e n ts y s t 唧s t h i sp a p e ri sm a i n l yt os t u d ym ei s s u eo fc o e x i s t e n c eb e t v e 肌t d s c d m as y s t 鋤u s i n g t h ec o 他f e q u c yb 鋤d 鋤dw c d m as y s t 鋤u s i n gt h es u p p l e m e n t a r y 仔e q u e n c yb a n d i ti s m a i n l yt oc o m p l e t et h ef o l l o w i n gw o r l 1 t h i sp a p 盯觚a l y z e dt h ec a u s e so fi n t e r 衙 c eo fc o e x i s t e n c es y s t e m s s t u d i e dt h e i n t e r 矗朗啪c eb e t i e e i lt t l et d s c d m aa i l dw c d m a s y s t e m s 1 1 1o r d e rt 0e n s u r et l l es y s t 啪s c 觚mi l lh i g hp e r f 0 肌a 1 1 c e i tg o tt h ea d d i t i o n a li s o l a t i o nl o s sr e q u i r e m e n t sf o rm et w o c o e x i s t e i l c es y s t 鋤s 2 t h et d s c d m as y s t e l i l sp e r f o 冊(cè)a n c eh 嬲b e c i ls t u d i e dw h 鋤i tc o e x i s t sw i d l w c d m as y s t 鋤 t h es i m u l a t i o nm o d e lo ft h e 似oc o e x i s t e l l c es y s t e n l sh a sb e 鉍e s t a b l i s h e d t h ec o m m i m i c a t i o nq u a l i t ya n ds y s t 鋤c a p a c i t yh a v eb e e n 鋤a l y z e du n d c rt l l ec o e x i s t e l l c eo f t l l e 觚os y s t 鋤s a tt l l es a m et i m e t l l ee 伺溉to fp o w e rc o n 缸 0 lo nt l l ec o e x i s t 鋤c es y s t e m s p e r f o 姍鋤c eh 弱b e e ns t u d i e d 3 f i n a l l y t l l e p o w e rc o n 仃d lt e c l l i l o l o g w h i c hh 嬲 s i 印i f i c a n ti m p a c t s o nt l l e t d s c d m as y s t e mp e r f o m 觚c eh 弱b e s t u d i e d i np a r t i c u l 碣i n n e rl o o pp o w e rc o n 仃0 l t e c h n o l o g yo fm eu p l i n kh a sb e r e s e 疵h a i 試t h ep r o c e s so fi n n e rl o o pp o w e r c o n t l 0 lh 弱 b e 饑a l s o 觚a l y z e d i na d d i t i o n m ep o w e rc o n 仃0 la l g o n t h l t l sh a v eb e 鋤s t u d i e d i th 鶴b e 饑 i m p r o v e db 嬲e do nd c p c 鋤dc s o p ca l g o r i t h m f r o mt h er e s u l t so fs i m u l a t i o n i tc 鋤b e s e t h a tt h ep 酬f 0 咖鋤c eo ft h ep o w 盯c o n 仃d la l g o r i t h mp r o p o s e di nt h i sp a p c rh a sb e 鋤 i m p m v e ds i 朗i f i c 觚t l y k e yw o r d s t d s c d m a w c d m a c o e x i s t e i l c e c 印a c i t y p o w e rc o n 仃d l 第一章緒論 1 1 移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展 第一章緒論 在過去的十年里 通信領(lǐng)域取得了巨大的發(fā)展 特別是無線通信領(lǐng)域 無線通信的 高速發(fā)展使得世界變?yōu)榱说厍虼?同時(shí)通信標(biāo)準(zhǔn)和制度的統(tǒng)一也成了一個(gè)必須解決的問 題 當(dāng)前第三代通信標(biāo)準(zhǔn)主要有w c d m a t d s c d m a 以及c d m a 2 0 0 0 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng) 的主要目標(biāo)是為全球范圍內(nèi)的任何移動(dòng)通信用戶提供無縫的通信服務(wù) 這些基本的通信 服務(wù)包括高速率的語音 視頻以及多媒體業(yè)務(wù) 第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)采用的是模擬調(diào)頻技術(shù) f m 其典型的代表有a m p s 它是由貝 爾電話系統(tǒng)發(fā)展而來的 它使用調(diào)頻技術(shù)傳輸語音業(yè)務(wù)并且使用數(shù)字信號(hào)作為控制信 息 除了a m p s 外 第一代通信系統(tǒng)還包括窄帶a m p s t a c s 以及n m t 一9 0 0 這些系統(tǒng) 都利用了頻分多址的技術(shù) 小區(qū)中的每一信道都配置在唯一的載頻上 隨著移動(dòng)用戶數(shù)量的快速增長(zhǎng) 采用單一頻分多址技術(shù)的第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)已不 能滿足系統(tǒng)的容量要求 因此 第二代通信系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生 第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)充分地 應(yīng)用了數(shù)字技術(shù)以及壓縮和編碼技術(shù) 除了第一代移動(dòng)通信所使用的頻分多址技術(shù)外 它還應(yīng)用了時(shí)分多址 t d m a 以及碼分多址 c d m a 技術(shù) 其中最著名的第二代通信系統(tǒng)有 g s m i s 一9 5 列 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)支持寬帶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 如高速的i n t e r n e t 訪問 視頻以及高 質(zhì)量的圖像傳輸 它要求語音質(zhì)量與公共的電話網(wǎng)質(zhì)量相當(dāng) 更高的頻譜利用率 與現(xiàn) 存的網(wǎng)絡(luò)兼容 同時(shí)引進(jìn)新的服務(wù)和技術(shù) 以及支持高速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 3 g 的數(shù)據(jù)速率 要求為車載情況下 1 4 4 k b p s 步行情況下 3 8 4 k b p s 室內(nèi)情況下 2 m b p s 1 2 課題的研究背景和意義 在中國 不同的運(yùn)營(yíng)商同時(shí)運(yùn)營(yíng)著三種不同的第三代通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) 分別為中國移 動(dòng)的t d s c d m a 中國聯(lián)通的w c d m a 以及中國電信的c d m a 2 0 0 0 h 1 在3 g 系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的同時(shí) 2 g 系統(tǒng)也同時(shí)還在運(yùn)行著 因此 在中國不僅有3 g 系統(tǒng)與2 g 系統(tǒng) 問的干擾 同時(shí)也有3 g 系統(tǒng)間的干擾 由于不同的通信系統(tǒng)所使用的頻段不同 并且 所采用的雙工模式也可能存在差別 因此不同的共存系統(tǒng)存在的共存干擾類型是不同 的 必須對(duì)具體的共存系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的研究 隨著移動(dòng)通信用戶數(shù)量的增多 第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)得到了飛速的發(fā)展 2 0 1 1 年9 月 中國的三大運(yùn)營(yíng)商先后公布了各自的3 g 移動(dòng)用戶數(shù) 中國移動(dòng)的t d s c d m a 系統(tǒng)用 戶數(shù)達(dá)到4 0 3 1 8 萬 中國聯(lián)通w c d m a 系統(tǒng)用戶數(shù)為2 7 8 6 8 力 中國電信c d m a 2 0 0 0 系 第一章緒論 統(tǒng)用戶數(shù)為2 5 6 l 萬 使得目前中國總的3 g 移動(dòng)用戶數(shù)已達(dá)到9 3 7 9 6 萬 并且各個(gè)運(yùn) 營(yíng)商在7 月和8 月都保持著2 0 0 萬以上的新增3 g 用戶數(shù)的強(qiáng)勁增長(zhǎng)勢(shì)頭 可以看出在 未來幾年里 中國的3 g 用戶數(shù)仍會(huì)持續(xù)高速的增長(zhǎng)晦1 第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展必然會(huì)導(dǎo)致頻譜資源使用的同趨緊張 從而使得尚 未投入使用的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的補(bǔ)充頻段投入使用成為必然 目前 中國信息產(chǎn)業(yè) 部劃歸給第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的補(bǔ)充頻段包括頻分雙工頻段1 7 5 5 m h z 1 7 8 5 m h z 1 8 5 0 1 8 8 0 m h z 以及時(shí)分雙工頻段2 3 0 0 m h z 2 4 0 0 m h z 哺1 由于時(shí)分雙工頻段與其它通信系統(tǒng) 所使用的頻段的頻率間隔較大 因此系統(tǒng)間的干擾并不十分嚴(yán)重 而w c d m a 系統(tǒng)的補(bǔ)充 頻段的下行頻段1 8 5 0 1 8 8 0 洲z 與t d s c d m a 系統(tǒng)的核心頻段1 8 8 0 m h z 1 9 2 0 m h z 鄰頻 此時(shí)兩系統(tǒng)問會(huì)存在明顯的共存干擾問題 兩個(gè)通信系統(tǒng)共存時(shí) 存在系統(tǒng)間相互干擾問題口叫羽 為了使共存系統(tǒng)能順利的運(yùn) 行 需要確保系統(tǒng)間所需的隔離損耗要求得到滿足 引 同時(shí) 系統(tǒng)間的共存干擾會(huì)導(dǎo)致 移動(dòng)臺(tái)用戶的信號(hào)傳輸鏈路質(zhì)量的下降 系統(tǒng)誤碼率的增大n 引 影響用戶的通信質(zhì)量 更重要的是還會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)容量的損失 引 基于上述考慮 非常有必要對(duì)尚未投入使用的w c d m a 系統(tǒng)的補(bǔ)充頻段與鄰頻的 t d s c d m a 系統(tǒng)的核心頻段的共存問題進(jìn)行研究 并尋求一種能有效緩解共存干擾對(duì)系統(tǒng) 性能造成損失的措施 1 3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 近年來 無線通信系統(tǒng)的共存已成為通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題 卯5 1 由于采用的雙工模式和工作頻段的不同 不同的共存系統(tǒng)存在的共存干擾類型是不同 的 因此需要對(duì)針對(duì)不同的共存系統(tǒng)進(jìn)行具體的研究 文獻(xiàn) 2 6 分析了2 g 系統(tǒng)間的共存干擾問題 獲得了兩系統(tǒng)共存時(shí)基站所需的空間 隔離距離 文獻(xiàn) 2 7 對(duì)3 g 與2 g 系統(tǒng)間的共存干擾問題進(jìn)行了研究 說明了3 g 系統(tǒng)容 量受共存干擾的影響比2 g 系統(tǒng)大 文獻(xiàn) 2 8 分析了w c d m a 與c d m a 2 0 0 0 系統(tǒng)共存時(shí) 兩 系統(tǒng)問的頻率保護(hù)間隔和c d m a 2 0 0 0 系統(tǒng)的用戶數(shù)對(duì)w c d m a 系統(tǒng)容量的影響 文獻(xiàn) 2 9 分析了1 9 2 0 m h z 處使用核心頻段的兩個(gè)3 g 系統(tǒng)間的干擾問題 仿真了代表發(fā)射機(jī)和接 收機(jī)綜合特性的鄰信道干擾功率比 a c i r 對(duì)系統(tǒng)容量的影響 文獻(xiàn) 3 0 分析了1 9 2 0 m h z 處的t d s c d m a 和w c d m a 系統(tǒng)的核心頻段的系統(tǒng)共存問題 說明了系統(tǒng)間基站的偏移對(duì) 共存系統(tǒng)容量的影響 可以看出 目前對(duì)共存系統(tǒng)的研究主要集中在2 g 頻段和3 g 系統(tǒng)的核心頻段 對(duì)將 來可能投入使用的3 g 系統(tǒng)的補(bǔ)充頻段的研究相對(duì)較少 為了提高共存系統(tǒng)的性能 人們提出了許多減小共存干擾影響的措施 文獻(xiàn) 3 1 對(duì) 1 9 2 0 洲z 頻點(diǎn)處使用核心頻段的t d s c d m a 與w c d m a 鄰頻系統(tǒng)的共存干擾問題進(jìn)行了分 析 同時(shí)設(shè)計(jì)了一種波導(dǎo)帶通濾波器用于改善接收機(jī)與發(fā)射機(jī)的特性 減小了共存干擾 對(duì)系統(tǒng)性能的影響 文獻(xiàn) 3 2 通過改進(jìn)接收機(jī)前端的濾波器結(jié)構(gòu) 使接收的信號(hào)分為兩 路 一路將有用信號(hào)濾除 另一路信號(hào)不變 然后兩路信號(hào)相減合并 來抑制系統(tǒng)問的 第一章緒論 共存干擾 改善了用戶的通信質(zhì)量 文獻(xiàn) 3 3 對(duì)使用核心頻段的w c d m a 系統(tǒng)與其他系統(tǒng) 問的共存問題進(jìn)行了研究 說明了可以采用增加系統(tǒng)基站空間隔離來較小共存干擾對(duì)系 統(tǒng)性能的影響 文獻(xiàn) 3 4 仿真了系統(tǒng)載波問隔對(duì)誤碼率的影響 得出可以通過加大系統(tǒng) 間載波間隔來改善共存系統(tǒng)的通信質(zhì)量 文獻(xiàn) 3 5 提出了可以通過增大符號(hào)的傳送時(shí)間 間隔來抑制系統(tǒng)間的共存干擾 減小系統(tǒng)的的誤碼率 文獻(xiàn) 3 6 說明了1 9 2 0 m h z 處鄰頻 共存t d s c d m a 與w c d m a 系統(tǒng)采使用智能天線取代全向天線后 可以減小共存系統(tǒng)容量 的損失 這些改善共存系統(tǒng)性能的措施雖然都能減小共存干擾的影響 但它們也存在各自的 不足之處 通常高性能的濾波器難于實(shí)現(xiàn) 且成本較高 增大空間和載波頻率的隔離減 小了資源的利用率 加大傳輸符號(hào)的時(shí)間間隔會(huì)造成用戶數(shù)據(jù)傳輸率的下降 智能天線 技術(shù)僅能在一些特定的系統(tǒng)中運(yùn)用 因此 有必要改進(jìn)現(xiàn)有的抗共存干擾措施 以提高 共存系統(tǒng)的性能 1 4 論文的研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排 本文主要對(duì)t d s c d m a 系統(tǒng)與w c d m a 系統(tǒng)的共存問題進(jìn)行了研究 分析t d s c d m a 系 統(tǒng)與w c d m a 系統(tǒng)在共存時(shí)存在的干擾類型 采用確定性算法去分析了兩系統(tǒng)共存及共站 情形下所需的附加隔離損耗 同時(shí) 研究了t d s c d m a 系統(tǒng)在w c d 姒系統(tǒng)干擾情形下的 系統(tǒng)性能問題 重點(diǎn)分析了共存干擾對(duì)系統(tǒng)通信質(zhì)量和容量影響 并且研究了功率控制 技術(shù)對(duì)共存系統(tǒng)性能的改善作用 最后 對(duì)影響共存系統(tǒng)性能較大的功率控制技術(shù)進(jìn)行 了研究 改進(jìn)了功率控制算法的性能 本文的結(jié)構(gòu)安排如下 第一章介紹了移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程 并論述了本文研究的背景意義 以及國內(nèi) 外的研究現(xiàn)狀 第二章對(duì)t d s c d m a 系統(tǒng)和w c d m a 系統(tǒng)進(jìn)行概述 分別介紹了t d s c d m a 和w c d m a 系 統(tǒng)中所采用的一些關(guān)鍵技術(shù) 并對(duì)t d s c d 姒系統(tǒng)和w c d m a 系統(tǒng)的一些特性進(jìn)行了對(duì)比 第三章對(duì)t d s c d m a 系統(tǒng)與w c d m a 系統(tǒng)間的干擾進(jìn)行分析 確定它們共存時(shí)系統(tǒng)間 存在的干擾類型 并用確定性算法分析兩個(gè)系統(tǒng)共存及共站時(shí)系統(tǒng)所需要的附加隔離損 耗要求 第四章對(duì)t d s c d m a 系統(tǒng)在w c d m a 系統(tǒng)干擾下的系統(tǒng)性能進(jìn)行了研究 分析了共存 干擾對(duì)系統(tǒng)性能的影響 同時(shí) 研究了功率控制技術(shù)對(duì)共存系統(tǒng)性能的改善作用 第五章對(duì)在共存干擾下影響系統(tǒng)性能較大的功率控制技術(shù)進(jìn)行研究 介紹了功率控 制技術(shù)的分類 特別對(duì)系統(tǒng)性能起主要作用的上行鏈路內(nèi)環(huán)功率控制技術(shù)進(jìn)行了分析 同時(shí) 對(duì)現(xiàn)有的典型功率控制算法進(jìn)行了研究 并在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn) 改善了 其收斂性 對(duì)用戶發(fā)射功率的要求以及對(duì)小區(qū)用戶數(shù)的適應(yīng)性 提高了功率控制算法的 性能 第六章對(duì)全文的研究?jī)?nèi)容進(jìn)行了簡(jiǎn)要的總結(jié) 并對(duì)接下來的一些工作進(jìn)行展望 第二章t d s c d m a 與w c d m a 系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 第二章t d s c d m a 與w c d m a 系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 第三代蜂窩通信系統(tǒng)能更好地提供多媒體業(yè)務(wù) 如高速的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù) 視頻電話以 及視頻會(huì)議等 為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo) 歐洲 同本 美國 韓國和中國分別向國際電信聯(lián) 盟 i t u 提交了各自不同的方案 目前被國際電信聯(lián)盟認(rèn)可的第三代無線通信標(biāo)準(zhǔn)主要 有三種 分別為t d s c d m a w c d m a 以及c d m a 2 0 0 0 值得一提的是t d s c d m a 標(biāo)準(zhǔn)是由中 國提出的 本章主要對(duì)t d s c d m a 與w c d m a 通信系統(tǒng)各自所使用的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行介紹 并對(duì) 兩系統(tǒng)的關(guān)鍵特性參數(shù)進(jìn)行比較 2 1t d s c d m a 系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn) t d s c d m a t i m ed i v i s i o n s y n c h r o n o u sc o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s 雖l 時(shí) 分同步碼分多址技術(shù)是由國際電信聯(lián)盟認(rèn)可的第三代通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一 它是由中國電 信科學(xué)技術(shù)研究院提出來的 并得到了中國大唐和德國西門子公司的支持 最后發(fā)展成 具有中國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) t d s c d m a 系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)使它能很好地滿足移 動(dòng)臺(tái)用戶對(duì)語音以及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)高質(zhì)量的需求 接下來將對(duì)它所采用的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行 介紹 2 1 1 時(shí)分雙工技術(shù) 時(shí)分雙工技術(shù) t d d 在移動(dòng)通信系統(tǒng)中占有重要的地位 它是移動(dòng)通信系統(tǒng)的一種 雙工方式 但它與頻分雙工技術(shù)有著明顯的區(qū)別 它采用不同的時(shí)隙來實(shí)現(xiàn)上行鏈路和 下行鏈路通信信號(hào)的傳輸 而頻分雙工技術(shù)是采用不同的頻率信道來完成的 正因?yàn)闀r(shí) 分雙工技術(shù)通過不同的時(shí)隙來實(shí)現(xiàn)上下鏈路的通信 因此它具有一些有別于頻分雙工技 術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 由于時(shí)分雙工技術(shù)不用通過不同的頻點(diǎn)來進(jìn)行上下行鏈路的通信 因此它不需要成 對(duì)的頻譜資源 這對(duì)于隨著移動(dòng)臺(tái)用戶數(shù)增加 而變得同益稀缺的頻譜資源來說 無疑 帶來了極大的益處 它可極大的提高頻譜資源的利用率 時(shí)分雙工和頻分雙工的工作原 理 如圖2 1 所示 第二章t d s c d m a 與w c d m a 系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 頻率 時(shí)問 圖2 1 時(shí)分雙 r 和頻分雙t 原理圖 u l 上行鏈路 d l 下行鏈路 g 保護(hù)時(shí)隙 因?yàn)闀r(shí)分雙工技術(shù)采用不同的時(shí)隙去實(shí)現(xiàn)上下行鏈路的通信 在時(shí)分雙工時(shí)隙的幀 結(jié)構(gòu)中 可以通過靈活地配置上下行鏈路的時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn) 來滿足移動(dòng)通信系統(tǒng)中對(duì)上下 行鏈路數(shù)據(jù)通信量的不同需求 例如 在移動(dòng)臺(tái)的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中 下行鏈路所需的數(shù)據(jù) 量明顯大于上行鏈路所需的數(shù)據(jù)量 此時(shí) 可以通過調(diào)整幀結(jié)構(gòu)中上下鏈路行時(shí)隙轉(zhuǎn)換 點(diǎn) 使下行鏈路獲得較多的時(shí)隙數(shù)以此來滿足其數(shù)據(jù)量多的需求 時(shí)分雙工系統(tǒng)的幀結(jié) 構(gòu)的示意圖 如圖2 2 所示 l o m s i 1 1 7 i l 幀i幀i l i 5 m s 1 l i 子幀l子幀2 i l o 6 7 5 m s i 一 一 i 一 一 一 t s ot s lt s 2t s 3t s 4t s 5t s 6 p 盯s 旦p 地 t 可變時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn) 1 2 5 坤 7 5 岬 1 2 5 爐 一 圖2 2t d s c d m a 幀結(jié)構(gòu)圖 時(shí)分雙工的上下行鏈路通信使用相同的頻點(diǎn) 使得上下行鏈路的無線通信信道的傳 播特性相同 有利于智能天線等技術(shù)的應(yīng)用 從而達(dá)到增加系統(tǒng)小區(qū)容量的目的 由于時(shí)分雙工通信系統(tǒng)的上下行鏈路通信由系統(tǒng)中幀不同的時(shí)隙來完成 時(shí)隙問必 須要有一定的保護(hù)時(shí)問間隔 若通信系統(tǒng)的小區(qū)半徑較大 為了避免時(shí)隙 日j 的干擾 則 第二章t d s c d m a 與w c d m a 系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 需要較大的上下行鏈路間的時(shí)隙轉(zhuǎn)換保護(hù)時(shí)間間隔 此時(shí)會(huì)造成數(shù)據(jù)傳輸率變低 影響 系統(tǒng)的性能 此外 在采用時(shí)分雙工技術(shù)通信系統(tǒng)的相鄰小區(qū)間 若它們彼此的幀結(jié)構(gòu)中的時(shí)隙 配置不同 即使系統(tǒng)的基站間完全的同步 也同樣會(huì)造成小區(qū)間不同移動(dòng)臺(tái)用戶的時(shí)隙 間干擾 例如 如果在相鄰小區(qū)的小區(qū)邊緣移動(dòng)臺(tái)用戶以最大功率進(jìn)行上行鏈路通信 并且本小區(qū)邊緣的移動(dòng)臺(tái)用戶的時(shí)隙與鄰小區(qū)移動(dòng)臺(tái)用戶的時(shí)隙配置不相同 這樣就會(huì) 造成移動(dòng)臺(tái)用戶間的干擾 盡管時(shí)分雙工技術(shù)存在一些它本身固有的缺點(diǎn) 但是它的優(yōu)點(diǎn)也是非常明顯的 因 而它在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中獲得了足夠的重視 也使得它在t d s c d m a 通信系統(tǒng)中 得到了充分的應(yīng)用 2 1 2 智能天線技術(shù) 進(jìn)年來 智能天線技術(shù)已成為了移動(dòng)通信系統(tǒng)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn) 許多先進(jìn)的通信系 統(tǒng)都采用了這種技術(shù) 智能天線是一種自適應(yīng)天線陣列 它能根據(jù)反饋的信息去調(diào)整天線陣列單元的波束 賦形模型 它與傳統(tǒng)的天線系統(tǒng)不同 它可以產(chǎn)生多個(gè)波束 每個(gè)波束自適應(yīng)的跟蹤移 動(dòng)臺(tái)用戶 并根據(jù)各自的信道傳播環(huán)境及時(shí)地調(diào)整天線陣列單元的幅度和相位 在智能天線的波束賦形過程中通常采用自適應(yīng)波束賦形技術(shù) 它通過調(diào)整各個(gè)天線 陣元的幅度和相位 使得天線的波束方向圖指向特定的方向 以適應(yīng)目標(biāo)位置以及信號(hào) 傳播信道環(huán)境的變化 它最早應(yīng)用于雷達(dá)系統(tǒng)中 以增強(qiáng)雷達(dá)系統(tǒng)的電子對(duì)抗性能 隨 后 自適應(yīng)波束賦形技術(shù)被引入到無線通信系統(tǒng)中 t d s c d m a 系統(tǒng)的智能天線采用了自 適應(yīng)波束賦形技術(shù) 它可以用來補(bǔ)償信號(hào)的慢衰落和降低干擾 基站所使用的智能天線由多個(gè)天線的陣列單元組成 可以通過改變各個(gè)陣列單元的 幅度和相位去調(diào)整信號(hào)的波束賦形方向圖 達(dá)到減小干擾 提高信噪比的目的 它可以 根據(jù)各個(gè)用戶的實(shí)時(shí)位置 去改變基站發(fā)射信號(hào)波束的方向來跟蹤各個(gè)用戶 從而減小 基站天線總的發(fā)射功率 增大系統(tǒng)的容量 因?yàn)橹悄芴炀€采用軟件控制天線的方向圖 所以它可以靈活地調(diào)整波束的方向 智能天線波束賦形跟蹤用戶的示意圖如圖2 3 所示 在系統(tǒng)接收機(jī)中所使用的功率放大器通常較為昂貴 而采用智能天線后 便可以用價(jià)格 相對(duì)較低的低性能功率放大器代替高性能功率放大器 從而降低系統(tǒng)接收機(jī)所需的成 本 第二章t d s c d m a 與w c d m a 系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 圖2 3 智能天線波束賦形示意圖 采用智能天線的移動(dòng)臺(tái)用戶 可以降低其發(fā)射功率 從而減小系統(tǒng)小區(qū)內(nèi)用戶間的 相互干擾 因?yàn)榇a分多址系統(tǒng)為白干擾系統(tǒng) 減小系統(tǒng)所受的干擾 便可以增加系統(tǒng)的 小區(qū)容量 同時(shí)也可以減小移動(dòng)臺(tái)發(fā)射的電磁信號(hào)對(duì)人體輻射危害 此外 減小用戶的 發(fā)射功率 也能延長(zhǎng)用戶電池的使用壽命 在智能天線系統(tǒng)中若使用m 個(gè)天線陣列單元 可以讓天線的輸出信號(hào)變?yōu)檎姆?向波束 從而使得基站的信噪比為采用全向天線時(shí)的m 倍 并且可以讓系統(tǒng)所受的外 部干擾減小為采用全向天線時(shí)的m 倍 系統(tǒng)的容量也隨之提升為原來的m 倍 為了提高系統(tǒng)性能 智能天線一般都會(huì)配合其它抗干擾技術(shù)一起運(yùn)作 在智能天線 的實(shí)時(shí)性與復(fù)雜性間必須尋求平衡 智能天線對(duì)由于移動(dòng)臺(tái)用戶的高速移動(dòng)造成的多普 勒效應(yīng)而引起的信號(hào)惡化不能很好的適應(yīng) 此時(shí) 需要與多用戶聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合才 能得到改善 2 1 3 聯(lián)合檢測(cè) 通常 碼分多址系統(tǒng)中所使用的擴(kuò)頻碼并非是完全理想正交的 從而造成各個(gè)移動(dòng) 臺(tái)用戶的信號(hào)在經(jīng)過惡劣的信道環(huán)境傳播后 出現(xiàn)信號(hào)的相關(guān)性 產(chǎn)生小區(qū)內(nèi)移動(dòng)臺(tái)用 戶的多址干擾 當(dāng)系統(tǒng)的負(fù)荷較小時(shí) 即系統(tǒng)內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)用戶數(shù)量較少時(shí) 這種干擾并 不十分明顯 但隨著系統(tǒng)負(fù)荷的增大 這種干擾明顯增強(qiáng) 因此 在碼分多址系統(tǒng)中需 要對(duì)其進(jìn)行抑制 在傳統(tǒng)的系統(tǒng)接收機(jī)中 通常采用單用戶檢測(cè) 即把系統(tǒng)接收機(jī)接收到的其它用戶 的干擾信號(hào)當(dāng)成一般的熱噪聲來處理 而不是作為多址干擾來處理 這使得系統(tǒng)基站接 收的信噪比產(chǎn)生惡化 造成系統(tǒng)容量減小 如在傳統(tǒng)的r a k e 接收機(jī)系統(tǒng)中 采用的就是 單用戶檢測(cè) 它不能很好地滿足對(duì)于單載頻容量要求較高的系統(tǒng) 多用戶檢測(cè)技術(shù)充分利用了其它移動(dòng)臺(tái)用戶的多址干擾信息 而不是把它與一般的 第二章t d s c d m a 與w c d m a 系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 熱噪聲等同處理 因此能較好地分離各個(gè)移動(dòng)臺(tái)用戶的信號(hào) 在其它移動(dòng)臺(tái)用戶的多址 干擾中包含許多有用的信息 如無線傳播信道的信息 以及用戶所使用的擴(kuò)頻碼信息 通常多用戶檢測(cè)技術(shù)分為兩種 一種是干擾消除技術(shù) 另一種是聯(lián)合檢測(cè)技術(shù) 干擾消 除技術(shù)采用反饋判決和反復(fù)的迭代過程恢復(fù)原始的傳輸信號(hào) 在此過程中 根據(jù)反饋判 決出來的部分移動(dòng)臺(tái)用戶的信號(hào)數(shù)據(jù) 以及用戶所使用的擴(kuò)頻碼 訓(xùn)練序列等信息逐步 迭代以獲得小區(qū)中所有用戶的信號(hào)數(shù)據(jù) 而聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)充分利用移動(dòng)臺(tái)用戶的多址干 擾信息 并不需要反復(fù)迭代過程 僅需一次就可以將各個(gè)移動(dòng)臺(tái)用戶的信號(hào)進(jìn)行分離 因此聯(lián)合檢測(cè)的性能抗干擾性能比干擾消除技術(shù)強(qiáng) 但是它具體實(shí)現(xiàn)起來要比干擾消除 技術(shù)困難呻1 通常情況下 聯(lián)合檢測(cè)只能獲得本小區(qū)用戶的一些先驗(yàn)信息如擴(kuò)頻碼和用于信道估 計(jì)的訓(xùn)練序列等 而不能獲得相鄰小區(qū)的移動(dòng)臺(tái)用戶的信息 因此它僅能用于消除本小 區(qū)內(nèi)的多址干擾 對(duì)于鄰小區(qū)的其它用戶強(qiáng)干擾信號(hào)并不能消除 此時(shí) 聯(lián)合檢測(cè)技術(shù) 需要與其它技術(shù)配合才能很好地發(fā)揮其作用 智能天線對(duì)于解決系統(tǒng)內(nèi)小區(qū)間的移動(dòng)臺(tái) 用戶干擾十分有效 因此 它可以和聯(lián)合檢測(cè)結(jié)合起來消除移動(dòng)通信系統(tǒng)中的系統(tǒng)內(nèi)部 干擾 增加系統(tǒng)的容量 聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)可為系統(tǒng)帶來以下幾個(gè)方面的益處 首先 它不再將移動(dòng)臺(tái)用戶間的 多址干擾當(dāng)成熱噪聲來處理 增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾能力 提高了系統(tǒng)小區(qū)的容量 其次 它也可以在保證用戶通話質(zhì)量的前提下 降低移動(dòng)臺(tái)用戶發(fā)射信號(hào)的功率 延長(zhǎng)用戶設(shè) 備的待機(jī)時(shí)間 提高電池的使用壽命 但是 聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)也存在一些不足之處 雖然 從理論上說 小區(qū)內(nèi)的多址干擾可以用聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)來消除 但是在實(shí)際的通信系統(tǒng)中 對(duì)移動(dòng)臺(tái)用戶信號(hào)的信道估計(jì)往往存在一定的偏差 使得聯(lián)合檢測(cè)的性能受到抑制 同 時(shí) 聯(lián)合檢測(cè)的復(fù)雜度與小區(qū)中移動(dòng)臺(tái)用戶數(shù)相關(guān) 移動(dòng)臺(tái)用戶數(shù)越多 則聯(lián)合檢測(cè)的 實(shí)現(xiàn)復(fù)雜程度就越大 2 1 4 接力切換 接力切換技術(shù)同樣在t d s c d 姒系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用 它用于移動(dòng)臺(tái)用戶在小區(qū)邊 緣移動(dòng)時(shí) 為用戶選擇并連接到合適的基站以滿足基站接收的目標(biāo)信噪比要求 從而保 證用戶的通信質(zhì)量 接力切換技術(shù)是在智能天線和上行同步技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的 通過它們 接力切換 可以獲得移動(dòng)臺(tái)用戶在小區(qū)中的精確位置信息 從而判斷其是否處于切換區(qū)內(nèi) 引 若移 動(dòng)臺(tái)用戶進(jìn)入了切換區(qū)域 則啟動(dòng)切換判決過程 由于在進(jìn)行切換的過程中 已經(jīng)獲知 了用戶的位置信息 則可以減小移動(dòng)臺(tái)準(zhǔn)備切換的目標(biāo)基站候選集 縮短了測(cè)量時(shí)間 加快了切換速度 通過智能天線技術(shù) 基站可以實(shí)時(shí)跟蹤各個(gè)移動(dòng)臺(tái)用戶 獲得用戶到達(dá)角 d o a 信 息 進(jìn)而確定移動(dòng)臺(tái)用戶與基站問的方位信息 而通過t d s c d m a 系統(tǒng)的上行同步技術(shù) 基站可以得到移動(dòng)臺(tái)用戶傳輸信號(hào)的延時(shí) 由延時(shí)信息便能計(jì)算出移動(dòng)臺(tái)與基站之問的 距離 根據(jù)基站與移動(dòng)臺(tái)用戶問的距離及方位信息 系統(tǒng)便可以準(zhǔn)確地獲得移動(dòng)臺(tái)用戶 在小區(qū)中的具體位置信息 8 第二章t d s c d m a 與w c d m a 系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 接力切換充分利用了t d s c d m a 系統(tǒng)的智能天線及上行同步的技術(shù)優(yōu)勢(shì) 能實(shí)時(shí)跟蹤 移動(dòng)臺(tái)用戶 確定其位置 利用這些位置信息可以在用戶進(jìn)行切換時(shí) 僅需測(cè)量靠近用 戶的鄰小區(qū)的信息 減小需要測(cè)量的鄰小區(qū)數(shù) 縮短了測(cè)量的時(shí)間 降低了用戶的掉話 率 而軟切換和硬切換技術(shù)均需要測(cè)量所有的鄰小區(qū)信息 使得測(cè)量時(shí)間明顯大于接力 切換所需的時(shí)間 2 2w c d m a 系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn) w c d m a 同樣是被國際電信聯(lián)盟所采納的第三代通信系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一 它主要在 歐洲及一些亞洲國家使用 中國除了使用t d s c d m a 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)外 同時(shí)也使用了 w c d m a 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) w c d m a 系統(tǒng)為了滿足用戶業(yè)務(wù)的需求 采用了一些關(guān)鍵技術(shù)如 r a l e 接收機(jī) 接力切換等 2 2 1r a k e 接收機(jī) 在無線通信系統(tǒng)中 由于用戶信號(hào)在傳播過程中受到建筑物 地形等傳播環(huán)境的影 響 會(huì)呈現(xiàn)出多徑傳播 若不能對(duì)這些多徑信號(hào)進(jìn)行很好的處理 則它們陽j 會(huì)產(chǎn)生相互 干擾 一般接收機(jī)的分集技術(shù)將這些多徑信號(hào)視為用戶信號(hào)的干擾 但在這些多徑信號(hào)中 卻包含了移動(dòng)臺(tái)用戶發(fā)射信號(hào)的有用信息 若能充分地利用這些多徑信號(hào) 就能有效地 降低多徑信號(hào)間的干擾 同時(shí)也可以提高接收機(jī)接收的用戶信號(hào)信噪比 改善用戶的通 信質(zhì)量 r a k e 接收機(jī)中有多個(gè)相關(guān)檢測(cè)器 這些檢測(cè)器利用用戶擴(kuò)頻信號(hào)相關(guān)性 分別對(duì)各 路多徑信號(hào)進(jìn)行處理 接著對(duì)各路處理后的信號(hào)按一定的算法進(jìn)行合并 從而增加了用 戶信號(hào)的增益 同時(shí)也減小了用戶信號(hào)的多徑干擾 達(dá)到了改善基站接收機(jī)接收移動(dòng)臺(tái) 用戶信號(hào)信噪比的目的 通常在r a k e 接收機(jī)中采用的合并信號(hào)的算法有最大比 等增益 以及最小均方誤差合并算法h 訓(xùn) s t t 1 s t t m 幽2 4r a k e 接收機(jī) i 作原理幽 9 第二章t d s c d m a 與w c d m a 系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) r a k e 接收機(jī)的工作原理 如圖2 4 所示 該r a k e 接收機(jī)包含m 個(gè)相關(guān)檢測(cè)器 它們分 別在m 條支路上 同時(shí)各條支路的相關(guān)器具有不同的延時(shí) t t t 和加權(quán)因子 a a a i 由于用戶信號(hào)的傳播環(huán)境是時(shí)變的 因此各個(gè)延時(shí)和加權(quán)因子也必 須及時(shí)地進(jìn)行調(diào)整 2 2 2 軟切換 在移動(dòng)臺(tái)用戶從一個(gè)小區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)的過程中 移動(dòng)臺(tái)用戶通常需要經(jīng)歷切 換的過程 切換是指移動(dòng)臺(tái)用戶在小區(qū)邊緣附近運(yùn)動(dòng)時(shí) 為了滿足基站的目標(biāo)信噪比要 求 而對(duì)與之通信的基站進(jìn)行相應(yīng)選擇的過程 切換技術(shù)一般分為兩種 硬切換和軟切換技術(shù) 硬切換是指移動(dòng)臺(tái)用戶在切換的過 程中 首先會(huì)中斷與原通信基站之間的鏈路連接 再與將要通信的基站建立鏈路進(jìn)行通 信 此過程中會(huì)出現(xiàn)短暫的中斷 與硬切換不同 軟切換是指在移動(dòng)臺(tái)用戶切換的過程 中 并不立即終止與原通信基站間的鏈路連接 而是在與將要通信的基站建立連接的同 時(shí)保持原連接 此時(shí)用戶與兩基站同時(shí)進(jìn)行通信 直至與新的通信基站間的鏈路穩(wěn)定后 才會(huì)中斷原有的連接h 軟切換比硬切換更具優(yōu)勢(shì) 它可以讓移動(dòng)臺(tái)用戶進(jìn)行無間斷的 切換 有效地降低了移動(dòng)臺(tái)用戶的掉話率 保證了通信質(zhì)量的要求 圖2 5 切換過程原理圖 切換過程的原理如圖2 5 所示 從圖中可以看出移動(dòng)臺(tái)用戶的切換過程主要由3 個(gè)部 分組成 包括測(cè)量信號(hào)的強(qiáng)度 判斷是否滿足切換準(zhǔn)則和執(zhí)行切換n 刳 2 3t d s c d m a 與w c d m a 系統(tǒng)比較 t d s c d m a 與w c d m a 都是第三代無線通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn) 并且在中國它們分別被不同的 運(yùn)營(yíng)商所使用 但是它們之問也存在著一定的差異 下面對(duì)它們間的一些關(guān)鍵特性進(jìn)行 比較 第二章t d s c d m a 與w c d m a 系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) w c d m a 系統(tǒng)采用頻分雙工技術(shù) 而t d s c d m a 系統(tǒng)采用的是時(shí)分雙工技術(shù) 由于時(shí)分 雙工系統(tǒng)上下行通信鏈路使用同一頻點(diǎn)進(jìn)行傳輸 不需要成對(duì)的頻譜 因此t d s c d m a 系統(tǒng)能更有效地利用頻譜資源 這對(duì)于稀缺的頻譜資源帶來了極大的益處 w c d m a 系統(tǒng) 的上下行鏈路通信必須使用成對(duì)出現(xiàn)的頻譜 使得一些頻譜資源不能被合理的使用 降 低了頻譜的利用率 t d s c d m a 系統(tǒng)可以靈活地配置其上下行鏈路的時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn) 使系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)中的上下 行鏈路時(shí)隙數(shù)的分配更有利于非對(duì)稱業(yè)務(wù)的傳輸需求 而w c d m a 系統(tǒng)并不具有這一優(yōu)勢(shì) 同時(shí)為了更好地配合通信系統(tǒng)中的非對(duì)稱業(yè)務(wù)的需求 t d s c d m a 系統(tǒng)采用了智能天線 聯(lián)合檢測(cè)等技術(shù) w c d m a 通信系統(tǒng)所采用的帶寬為5 m h z 而t d s c d m a 系統(tǒng)所采用的帶 寬為1 6 m h z 因此w c d m a 系統(tǒng)擁有更大的碼片速率 為3 8 4 m c h i p s 而t d s c d m a 系 統(tǒng)碼片速率為1 2 8 m c h i p s t d s c d m a 基站之間需要完全同步 從而保證移動(dòng)臺(tái)用戶通 過上行鏈路發(fā)射的信號(hào)到達(dá)基站接收機(jī)時(shí)完全j 下交 從而減小用戶間的多址干擾 增加 系統(tǒng)的容量 而在w c d m a 系統(tǒng)中 基站之間沒有同步要求 表2 1 中列出了兩個(gè)系統(tǒng)的 主要特性參數(shù) 表2 一lt d s c d m a 系統(tǒng)與w c d m a 系統(tǒng)特性的比較 t d s c d m a w c d m a 系統(tǒng)帶寬 1 6 m h z5 m h z 碼片速率1 2 8 m c h i p s3 8 4 m c h i p s 幀時(shí)隙數(shù) 71 5 雙 i 方式 時(shí)分雙j i 頻分雙l 基站同步 同步同步 異步 接收技術(shù)聯(lián)合檢測(cè) 智能大線 r a k e 切換 接力切換軟切換 2 4 本章小結(jié) 本章主要討論了t d s c d m a 通信系統(tǒng)所采用的一些關(guān)鍵技術(shù) 同時(shí)也對(duì)w c d m a 通信 系統(tǒng)采用的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了介紹 接著對(duì)t d s c d m a 系統(tǒng)與w c d m a 系統(tǒng)的主要特性 參數(shù)進(jìn)行了比較 第二章t d s c d m a 與w c d m a 系統(tǒng)間的干擾分析 第三章t d s c d m 與w c d m a 系統(tǒng)間的干擾分析 共存的通信系統(tǒng)因其使用的頻段和雙工模式的不同 它們問存在的相互干擾類型也 不相同 目前對(duì)已經(jīng)投入使用的3 g 核心頻段的共存干擾問題的研究已經(jīng)相對(duì)較為成熟 但對(duì)尚未投入使用的3 g 補(bǔ)充頻段的共存研究相對(duì)較少 為了保證共存系統(tǒng)的性能 對(duì) 系統(tǒng)進(jìn)行干擾分析是必不可少的 它是獲得保證共存系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行所需附加隔離損耗要 求的基礎(chǔ) 同時(shí)也是進(jìn)行共存系統(tǒng)性能改善的重要依據(jù) 特別地 位于同一區(qū)域的兩個(gè) 鄰頻系統(tǒng)問的共存干擾一般較大 對(duì)它的分析顯得尤為重要 本章將對(duì)尚未投入使用的w c d m a 系統(tǒng)的補(bǔ)充頻段與鄰頻共存的t d s c d m a 系統(tǒng)的核心 頻段間的共存干擾問題進(jìn)行分析研究 同時(shí) 使用確定性算法來分析兩系統(tǒng)間的相互干 擾程度 獲得t d s c d m a 與w c d m a 系統(tǒng)共存及共站時(shí)系統(tǒng)所需的附加耦合損耗要求 3 1 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻率劃分 根據(jù)中國工業(yè)和信息化部發(fā)布的 關(guān)于第三代公眾移動(dòng)通信系統(tǒng)頻率規(guī)劃問題的通 知 1 可得到中國分配給第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)使用的頻譜段 如圖3 1 所示 w c d m at d s c d m at d s c d m aw c d m at d s c d m a 1 7 5 51 7 8 51 8 5 01 8 8 01 9 2 01 9 8 02 0 l o2 0 2 52 1 1 0 2 1 7 02 3 0 0 2 4 0 0m h z 圖3 一l 第三代移動(dòng)通信頻譜劃分 從圖3 1 可以看出 t d s c d m a 系統(tǒng)有三個(gè)可用的系統(tǒng)頻段 而w c d m a 系統(tǒng)有兩個(gè)對(duì) 稱的可用系統(tǒng)頻段 對(duì)于兩系統(tǒng)各自頻段的使用可由表3 一l 來表示 表3 1 頻段的使用情況 系統(tǒng)核心頻段補(bǔ)充頻段 t d s c d m a1 8 8 0 m h z 1 9 2 0 刪z 2 0 1 0 刪z 2 0 2 5 刪z2 3 0 0 m h z 2 4 0 0 刪z w c d m a1 9 2 0 刪z 1 9 8 0 刪z 2 l l o 刪z 2 1 7 0 m h z1 7 5 5 m h z 1 7 8 5 眥z 1 8 5 0 刪z 1 8 8 0 刪z 如圖3 一l 中所反映的 t d s c d m a 系統(tǒng)所使用的核心頻段1 8 8 0 m h z 1 9 2 0 m h z 與w c d m a 系統(tǒng)的補(bǔ)充頻段1 8 5 0 m h z 1 8 8 0 m h z 以及1 9 2 0 m h z 1 9 8 0 m h z 的上行頻段相鄰 t d s c d m a 第三章t d s c d m a 與w c d m a 系統(tǒng)間的干擾分析 系統(tǒng)所使用的其它頻段與w c d m a 系統(tǒng)使用的頻段的頻率相隔較大 因此有較大的頻率保 護(hù)帶 使得它們系統(tǒng)間的干擾較小 而系統(tǒng)間的干擾主要發(fā)生在頻率相鄰的兩系統(tǒng)之間 w c d m a 系統(tǒng)的核心頻段1 9 2 0 m h z 1 9 8 0 m h z 與t d s c d m a 系統(tǒng)核心頻段1 8 8 0 洲z 1 9 2 0 刪z 共存干擾的研究已經(jīng)比較成熟 而對(duì)于尚未投入使用的w c d m a 系統(tǒng)的補(bǔ)充頻段 1 8 5 0 刪z 1 8 8 0 洲z 與t d s c d m a 系統(tǒng)核心頻段1 8 8 0 m h z 1 9 2 0 m h z 間的干擾研究相對(duì)較 少 因此本文主要研究w c d m a 系統(tǒng)的補(bǔ)充頻段1 8 5 0 m h z 1 8 8 0 洲z 與t d s c d m a 系統(tǒng)核心 頻段1 8 8 0 m h z 1 9 2 0 m h z 間的干擾 3 2 共存系統(tǒng)干擾產(chǎn)生的原因 發(fā)射過程中的干擾信號(hào)主要是由發(fā)射機(jī)的帶外發(fā)射特性和雜散發(fā)射特性決定的 發(fā) 射機(jī)的非線性特性導(dǎo)致了在信號(hào)調(diào)制過程中產(chǎn)生帶外發(fā)生信號(hào) 鄰道泄漏功率比 a c l r a d j a c e n tc h a n n e ll e a k a g ep o w e rr a t i o 可以用來表征發(fā)射機(jī)的雜散發(fā)射特性 它是指發(fā)射信號(hào)落入到相鄰信道接收機(jī)通帶內(nèi)的能力 可用發(fā)射信號(hào)的功率與落入到相 鄰頻率信道上的測(cè)得功率之比來表示 也就是中心頻率為載波頻點(diǎn)處得到的輸出功率與 中心頻率在相鄰信道頻率頻點(diǎn)得到的輸出功率的比值 q 圖3 2 典型發(fā)射機(jī)系統(tǒng)原理圖 典型的發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)原理圖h 朝 如圖3 2 所示 在發(fā)射機(jī)信號(hào)發(fā)射過程中 若發(fā)射 機(jī)射頻前端的射頻濾波器濾波特性不夠理想 則會(huì)導(dǎo)致發(fā)射的有用信號(hào)中包含一些帶外 干擾信號(hào)成分 從而造成對(duì)同一區(qū)域中的其它系統(tǒng)接收過程的干擾 在接收機(jī)接收信號(hào)的過程中 過大的干擾信號(hào)會(huì)導(dǎo)致其靈敏度的損失 同時(shí)會(huì)出現(xiàn) 阻塞現(xiàn)象 鄰信道選擇因子a c s a d j a c e n tc h a n n e ls e l e c t i v i t y 反應(yīng)了接收機(jī)的接收 特性 鄰道選擇因子是指接收機(jī)在受到鄰頻信號(hào)干擾時(shí) 其在用戶信號(hào)頻率上接收有用 信號(hào)的能力 其值為接收機(jī)在接收用戶信號(hào)信道上的衰減與在接收相鄰信道上的干擾信 號(hào)衰減之比 第三章t d s c d m a 與w c d m a 系統(tǒng)間的干擾分析 圖3 3 典型接收機(jī)系統(tǒng)原理圖 q 典型的接收機(jī)原理圖h 鍆 如圖3 3 所示 在接收機(jī)信號(hào)接收過程中 若接收機(jī)的射 頻前端接收濾波器特性不夠理想 則會(huì)使接收的移動(dòng)臺(tái)用戶的有用信號(hào)包含未被濾除的 干擾信號(hào) 造成接收用戶有用信號(hào)的偏差 圖3 4 共存系統(tǒng)干擾原理圖 共存系統(tǒng)的干擾原理圖 如圖3 4 所示 發(fā)射單元的a c l r 表