1、i设计题目： 基于华为 cBSC6600 的 3G 接入网系统实现方案毕业设计目录目 录摘 要.1ABSTRACT.21 概述 .31.1 移动通信的发展概况 .31.2 研究目标 .42 数字移动通信技术 .52.1 多址技术 .52.1.1 频分多址 .52.1.2 时分多址 .52.1.3 码分多址 .62.2 RAKE 接收机 .62.3 功率控制 .62.3.1 反向开环功率控制 .72.3.2 反向闭环功率控制 .72.3.3 前向功率控制 .92.4 切换 .92.4.1 切换定义 .92.4.2 软切换的实现 .92.5 CDMA 系统结构 .102.5.1 系统的基本特点 .
2、102.5.2 系统的 结构与功能 .102.5.3 主要接口 .132.5.4 区域划分 .133 接入网硬件系统 .153.1 BSC 硬件功能结构 .153.1.1 总体结构特点 .15毕业设计目录3.1.2 交换模块 .163.1.3 集成处理模块 .173.1.4 资源和分组模块 .183.1.5 时钟系统 .183.2 BTS 硬件功能结构 .203.2.1 总体结构特点 .203.2.2 基带子系统 .213.2.3 射频子系统 .214 组网方案 .234.1 设计目标 .234.2 网络规划 .234.2.1 CDMA 系统容量分析 .234.2.2 覆盖分析 .254.3
3、系统设计 .264.3.1 组网方式 .264.3.2 硬件配置 .274.4 安装调试 .304.4.1 框间软切换地面链路配置 .304.4.2 载频相邻关系的配置 .314.5 总结 .31谢 辞 .32参考文献 .33毕业设计说明书1毕业设计摘要摘 要在整个研究过程中，本文首先对 CDMA 系统原理进行探讨，然后通过介绍移动通信技术原理等方面的知识，并且结合设备硬件部分的功能结构，说明了华为公司的Airbridge cBSC6600 设备在该通信领域内的优越性。并根据实际情况，针对具体的应用，通过合理的系统组网设计来满足某地区的移动通信需求，并且在此基础之上，对硬件设备的重要参数进行合
4、理的配置，使得系统的性能达到最佳效果，进而提高系统的整体性能。本方案力争做到能够根据具体的实际情况，灵活的制定相应的组网方案，建设一个高容量、广覆盖、性能稳定的无线通信网来满足该区域现代通信的需要。关键字：CDMA、功率控制、软切换、BSC 、BTS、容量毕业设计说明书2毕业设计摘要ABSTRACTIn the entire research process, this article first carries on the discussion to the CDMA system principle, then through aspect and so on introduction
5、mobile communication technology principle knowledge, and the union equipment hardware part function structure, showed HuaWei companys Airbridge the cBSC6600 equipment in this correspondence domain superiority. And acts according to the actual situation, in view of the concrete application, satisfies
6、 some local through the reasonable system network design the mobile communication demand, and above this foundation, carries on the reasonable disposition to the hardware equipment important parameter, causes the system performance to achieve the desired effect, then enhances the overall performance
7、 of the system. This plan argues vigorously achieves can act according to the concrete actual situation, the nimble formulation corresponding network plan, constructs high-capacity, the broad cover, the performance stable wireless communications network satisfies the need of Communications in this r
8、egion today.Keywords: CDMA、Power Control、Soft Cut、BSC、BTS、Capacity毕业设计说明书31 概述1.1 移动通信的发展概况移动通信是当今通信领域内最为活跃和发展最为迅速的领域之一，也是 21 世纪对人类的生活和社会发展将有重大影响的科学技术领域之一。移动通信是指通信双方或至少一方是处于移动中进行信息交流的通信。20 年代开始在军事及某些特殊领域使用，40 年代才逐步向民用扩展；最近十年间才是移动通信真正迅猛发展的时期，而且由于其诸多的优点，前景十分广阔。第一代移动通信系统最早在二十世纪七十年代末出现，即模拟话音通信系统，如AMP，TA
9、CS，NMT，NTT 等系统。在此基础之上，各国又推出了今天称为第二代移动通信系统的 GSM，PDC，D-AMPS，CDMA（IS95）等。它在第一代通信技术的基础上进步了许多，很好的解决了之前存在的种种问题，但是随着移动通信技术的日渐成熟和运营实践的不断成功，以及计算机技术的飞速发展和迅速普及，对移动通信系统的业务又有了更高的要求，由此第三代移动通信系统便应运而生了。自从 1981 年第一代以频分多址（FDMA，frequency Division Multiple Access）技术为基础的模拟通信系统建立使用以来，蜂窝移动通信的发展和需求大大超过了人们最初的预测。在短短几年的时间内，模拟
10、移动通信系统就面临着阻塞概率增高、呼叫中断率增高、系统干扰增大、容量受限的压力，此时的它已经远远不能满足需求了。紧接着，1992 年以时分多址（TDMA，Time Division Multiple Access）技术为基础的第二代移动通信系统相继投入使用。TDMA 系统较 FDMA 系统来说有诸多的优势：频谱效率提高、系统容量增大、保密性增强、标准化程度提高等等。但是 TDMA 系统并不能完全满足未来发展的需要。在这种情况下以美国 Qualcomm 公司为首的倡导者提出了码分多址（CDMA，Code Division Multiple Access）技术的系统实现方案。大量的实验证明 CDM
11、A 具有许多TDMA 技术所没有的独特属性，它是移动通信环境下获得大容量和高质量的一种灵活有效的技术，可以很好的满足未来通信发展的需求。CDMA 技术在 1993 年正式成为国际技术标准，目前其商用系统已经在许多国家和地区投入使用，取得了良好的用户反映。从历史的角度来看，第一、第二代移动通信系统是针对传统的话音和低速的数据业务的系统。而未来社会所需要的是能提供图像、话音、数据相结合的多媒体和高速数据业务稳定服务的通信系统，另外随着用户的不断增加，现有的系统远远不能满足用户容量的发展需求。而第三代移动通信系统毕业设计说明书4能提供多种类型、高质量的多媒体业务，能实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能力
12、，可与固定网络相兼容，并可以小型便携式终端在任何时候、任何地点进行任何种类的通信。由于其诸多的优点，吸引了全世界的运营商、生产厂家和广大用户。预计第三代移动通信系统的引入将经历一个渐变演进的过程，并充分考虑向下兼容的原则。通信业务方面，将以第二代出现的各种业务为基础。逐步引入宽带及多媒体业务；通信技术方面，网络技术和设施将与有线网的智能化、宽带化结合在一起，通过一种演变的过程进入第三代，而无线传输技术将经历一场革命，为第三代移动通信新业务的提供奠定基础。1.2 研究目标为了实现我们的研究目标，在此将采用理论和实际相结合的原则。在理论方面，我们需要掌握和分析 CDMA 移动通信系统的核心技术，例
13、如为什么要采用该项技术，它存在哪些优缺点，以及整个 CDMA 移动通信系统在实际当中是如何规划和实现的；在实际应用中，需要将技术理论同实际情况相结合，根据具体的实际需求合理的分配有限的资源，力争达到最优的组网效果。最后，还要运用现已掌握的技术手段，对硬件系统进行合理的优化配置，尽最大努力使之实际运行效果接近理论值，也就是利用华为公司所提供的接入网系统设备实现最佳的系统性能。除此之外，还需要在研究过程中不断的发现问题，解决问题，在具体的实践当中寻找“捷径” ，提高我们的工作效率，寻找更有效的研究方法。在此将采用华为技术有限公司提供的 CDMA 通信系统接入网设备实现网络的覆盖。该设备有着很强的系
14、统性能，一方面通过对移动通信技术原理和产品硬件知识的研究，更进一步的了解 CDMA 通信系统的技术特性，另一方面根据实际的用户需求，合理的对硬件系统进行配置，提供最优的方案来解决实际的网络覆盖。毕业设计说明书52 数字移动通信技术2.1 多址技术多址技术可以使众多的用户共用公共的通信线路。为使信号多路化而实现多址的方法基本上有三种，它们分别采用频率、时间或代码分隔的多址连接方式，即人们通常所称的频分多址（FDMA） 、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）三种接入方式。如图 2-1 表示了这三种方法简单的概念模型。TDMA时 间频 率时 间 FDMA频 率CDMA频 率时 间码图 2-1
15、三种多址方式概念示意图FDMA 是以不同的频率信道实现通信的；TDMA 是以不同的时隙实现通信的；CDMA 是以不同的代码序列实现通信的。2.1.1 频分多址频分，有时也称之为信道化，就是把整个可分配的频谱划分成许多单个无线电信道，每个信道可以传输一路话音或控制信息。在系统的控制下，任何一个用户都可以接入这些信道中的任何一个。模拟蜂窝系统是 FDMA 结构的一个典型例子，数字蜂窝系统中也同样可以采用FDMA，只是不会采用纯频分的方式，比如 GSM 和 CDMA 系统就采用了 FDMA。2.1.2 时分多址时分多址是在一个带宽的无线载波上，按时间划分为若干个时分信道，每一用户占用一个时隙，只在这
16、一指定的时隙内收发信号，故称为时分多址。此多址方式在数字蜂窝系统中采用，GSM 系统也采用了此种方式。TDMA 是一种较复杂的结构，最简单的情况是单路载频被划分成许多不同的时隙，每个时隙传输一路猝发式信息。TDMA 中关键部分为用户部分，每一个用户分配给一个时隙，用户与基站之间进行同步通信，并毕业设计说明书6对时隙进行计数。当自己的时隙到来时，移动台就启动接收和解调电路，对基站发来的猝发式信息进行解码。同样，当用户要发送信息时，首先将信息进行缓存，等到自己时隙的到来。在时隙到来时，再将信息以加倍的速率发射出去，然后又开始积累下一次猝发式传输。TDMA 的一个变形是在一个单频信道上进行发射和接收
17、，称之为时分双工（TDD） 。其最简单的结构就是利用两个时隙，一个发一个收。当移动台发射时基站接收，基站发射时移动台接收，交替进行。TDD 具有 TDMA 结构的许多优点：猝发式传输、不需要天线的收发共用装置等等。它的主要优点是可以在单一载频上实现发射和接收，而不需要上行和下行两个载频，不需要频率切换，因而可以降低成本。TDD 的主要缺点是满足不了大规模系统的容量要求。2.1.3 码分多址码分多址是一种利用扩频技术所形成的不同的码序列实现的多址方式。它不像FDMA、TDMA 那样把用户的信息从频率和时间上进行分离，它可在一个信道上同时传输多个用户的信息，也就是说，允许用户之间的相互干扰。其关键
18、是信息在传输以前要进行特殊的编码，编码后的信息混合后不会丢失原来的信息。有多少个互为正交的码序列，就可以有多少个用户同时在一个载波上通信。每个发射机都有自己唯一的代码（伪随机码） ，同时接收机也知道要接收的代码，用这个代码作为信号的滤波器，接收机就能从所有其他信号的背景中恢复成原来的信息码（这个过程称为解扩） 。第三代移动通信技术是建立在码分多址的基础之上的，之前已经介绍了码分多址技术的诸多优点，也正因如此，它才能够吸引全世界的目光，引领下一代通信网络的发展。下面我们所讨论的技术原理都是基于码分多址的。2.2 RAKE 接收机RAKE 接收机也称为多径接收机，即是指移动台中有多个 RAKE 接
19、收机，由于无线信号传播中存在多径效应，因此基站发出的信号会经过不同的路径到达移动台，经不同路径到达移动台的信号的时间是不同的，如果两个信号到达移动台处的时间差超过一个信号码元的宽度，RAKE 接收机就可将其分别成功解调，移动台将各个 RAKE 接收机收到的信号进行矢量相加（即对不同时间到达移动台的信号进行不同的时间延迟到达同相） ，每个接收机可单独接收一路多径信号，这样移动台就可以处理几个多径分量，达到抗多径衰落的目的，提高移动台的接收性能。基站对每个移动台信号的接收也是采用同样的道理，即也采用多个 RAKE 接收机。另外，在移动台进行软切换的时候，也正是由于使用不同的 RAKE 接收机接收不
20、同基 站的信号才得以实现。毕业设计说明书72.3 功率控制由于 CDMA 系统不同用户同一时间采用相同的频率，所以 CDMA 系统为自干扰系统，如果系统采用的扩频码不是完全正交的（实际系统中使用的地址码是近似正交的） ，则会造成相互之间的干扰。在一个 CDMA 系统中，每一码分信道都会受到来自其它码分信道的干扰，这种干扰是一种固有的内在干扰。由于各个用户距离基站距离不同而使得基站接收到各个用户的信号强弱不同，由于信号间存在干扰，尤其是强信号会对弱信号造成很大的干扰，甚至造成系统的崩溃，因此必须采用某种方式来控制各个用户的发射功率，使得各个用户到达基站的信号强度基本一致。CDMA 系统的容量主要
21、受限于系统内部移动台的相互干扰，所以每个移动台的信号达到基站时都达到最小所需的信噪比，系统容量将会达到最大值。CDMA 功率控制分为：前向功率控制和反向功率控制，反向功率控制又分为开环和闭环功率控制。2.3.1 反向开环功率控制反向开环功率控制是移动台根据在小区中所接收功率的变化，迅速调节移动台发射功率。其目的是试图使所有移动台发出的信号在到达基站时都有相同的标称功率。开环功率控制是为了补偿平均路径衰落的变化和阴影、拐弯等效应，它必须有一个很大的动态范围。在刚进入接入信道时：平均输出功率=平均输入功率73+NOM_PWRINIT_PWR其中平均功率是相对于 1.23 MHz 标称 CDMA 信
22、道带宽而言；INIT_PWR 是对第一个接入信道序列所需作的调整；NOM_PWR 是为了补偿由于前向 CDMA 信道和反向 CDMA 信道之间不相关造成的路径损耗，其后的试探序列不断增加发射功率，直到收到一个效应或序列结束。在反向业务信道开始发送之后一旦收到一个功率控制比特，移动台的平均输出功率变为：平均输出功率=平均输入功率73+NOM_PWRINIT_PWRPWR_STEP所有闭环功率校正之和其中 NOM_PWR 的范围为87dB，标称值为 0dB，INIT_PWR 的范围为1615dB，标称值为 0dB，PWR_STEP 的范围为 07dB。2.3.2 反向闭环功率控制闭环功率控制是指基站下发功率控制命令给移动台，同时根据移动台调整后的反馈结果来进行下一步的调整。闭环功率控制又可以分为内环功率控制与外环功率控制，如图 2-2 所示：
