3G移动通信实践报告.doc

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1、3G移动通信实践报告3G移动通信实践报告实验报告_CDMA2021信号的实时捕获与分析_WCDMA信号的实时捕获与分析_网络分析仪的使用班级：学号：姓名：一：CDMA2021信号的捕获与分析一、实验目的（1）深入了解CDMA2021信号的特性（2）学会使用频谱分析仪软件分析CDMA2021信号二、实验器材八木天线一副、频谱分析仪一台、PC机一台、CDMA2021微型直放站一台、衰减器若干、同轴线、双绞线若干三、实验原理1.CDMA2021系统概述CDMA2021技术室第三代移动通信系统IMT2021系统的一中模式，它是从IS-95演进而来的，采用了一系列新技术，大大提高了系统的性能。CDMA2

2、021系统包括前向快速功率控制，增加了前向信道的容量；提供反向导频信道，使反向相干解调成为可能，反向增益较IS95提高了3dB，反向链路容量增加了一倍；业务信道采用比卷积码更高的Turbo码，使容量进一步增加；引入例如快速寻呼信道，减少了移动台功率，增加了移动台的待机时间，采用发射分集方式OTD或STS，提高了信道的抗衰落能力。CDMA系统分为CDMA20211X和3X,由扩频速率SR决定。SR指的是前向或反向CDMA信道上的PN码片速率，有两种情况。一种为SR1，也通常记作1X，SR1的前向和反向CDMA信道在单载波上都采用码片速率为1.2288Mc/s的直接序列扩频。另一种SR3（X3），

3、SR3的前向CDMA信道有3个载波，每个载波上都采用1.2288Mc/s的DS扩频，总称多载波方式；SR3的反向CDMA信道在单载波上采用码片速率为3.6864Mc/s的DS扩频。1）前向信道CDMA20211X每载波最多可提供64个马粪信道。其中，前向信道课分为4种：导频信道，同步信道，寻呼信道，业务信道2）反向信道接入信道和反向业务信道2.频谱分析仪及VSA软件简介Alilent公司的E4445A频谱分析仪是AlilentPSA系列现代高性能频谱分析仪中的一种仪器，用于测量及监测频率高达13.2GHz的复杂的RF及微博信号。本实验采用的是89600系列矢量信号分析软件，能对多种信号进行高分

4、辨率频谱分析，并可进行解调等，课用于分析各项技术指标。3.实验模版划分及连接微型直放站_衰减器_频谱分析仪_PC机四、实验内容及步骤1.实验模块的连接（1）用同轴线依次连接八木天线一副、微型直放站、频谱分析仪。注意：在连接时保持电源断开，借口处的螺丝要对准、拧牢。（2）打开频谱分析仪及微型直放站的电源开关，等待频谱分析仪启动及初始化完毕后，按频谱分析仪面板左上角的“FrequencyChannel”键，设置分析的中心频率。本实验捕获的下行CDMA2021信号中心频率为848.49MHz，故在面板上输入878.49，选择单位MHz即可。按“spectrum”键，可以再频谱仪的县市区看到信号的频谱

5、。转动八木天线，可以看到频谱幅度有变化，说明信号正确接收。按“Waveform”键，可以看到接收信号的时域波形。（3）使用双绞线连接频谱仪和PC机，在网络连接中将其IP、子网掩码修改为与频谱仪相同的网段。在安装的IOLibrary中启动“AgilentConnectionExpert”,点击“Addaninstrument”,选择LAN，在配置相关参数即可。正确添加后，在InstrumentI/OonthisPC中会显示LAN，还会标出连接设备的型号及IP.（4）连接好频谱仪和PC机后，打开VSA软件，软件会自动检测连接的硬件设备。当软件连接成功后，频谱仪下方会显示Inuseby89600VS

6、Aon-frontpaneldisabled字样。尝试按动频谱仪的按键，会发现显示没有变化，说明品偶一已经被锁定。注意：在关闭VSA之前，一定要先在Control中选择Disconnect,即断开与频谱仪的链接后再关闭软件，否则容易造成频谱仪死机。2.下行信号的捕获及分析（1）点击“MeasStep”，选择Frequency，在出现的对话框中设置中心频率为878.49MHz这时可以看到显示窗口出现频谱图，与前边在频谱仪上记录的频谱波形一样。设置Span，即捕获的频谱宽度，这里我们设置为3MHz。单击ReBW选项卡，选择频点数，使之可以调整在一定的Span中看到的频点数。在Layout中设置矿口

7、布局。点击Input，选择Range，课设置最大显示功率，这里我们设置为-30dB（2）在MeasStep中点击Demodulator,选择3GCellular,再选择cdma2021/1XEC-DV,对捕获到信号进行解调。注意：这时显示窗口可能会没有图形，只显示BODATA，是由于我们有些设置不对，还需要进一步的设置。3.上行信道的捕获及分析上行信道的检测跟下行信号类似，测量前需要将微型直放站的输入输出端互换（注意：先将各种设备关闭，切除电源后进行连线）。二：WCDMA信号的实时捕获与分析一、实验目的（1）理解WCDMA系统的结构及关键技术（2）学会使用频谱分析仪分析WCDMA信号二、实验器

8、材3G壁挂天线一副、频谱分析仪一台、PC机一台、CDMA2021微型直放站一台、同轴线、双绞线若干三、实验原理WCDMA是英文WidebandCodeDivisionMultipleAccess（宽带码分多址）的英文简称，是一种第三代无线通讯技术。W-CDMAWidebandCDMA是一种由3GPP具体制定的，基于GSMMAP核心网，UTRAN（UMTS陆地无线接入网）为无线接口的第三代移动通信系统。目前WCDMA有Release99、Release4、Release5、Release6等版本。目前中国联通采用的此种3G通讯标准。1.WCDMA制式的主要技术特点（1）基站同步方式：支持异步和同

9、步的基站运行方式，组网灵活。（2）信号带宽：5MHz；码片速率：3.84Mchips。（3）发射分集方式：TSTD、STTD、FBTD。（4）信道编码：卷积码和Turbo码，支持2Mbits速率的数据业务。（5）调制方式：上行：BPSK，下行：QPSK。（6）功率控制：上、下行闭环功率控制，外环功率控制。（7）解调方式：导频辅助的相频解调。（8）语音编码：AMR与GSM兼容。（9）核心网络基于GSMGPRS网络的演进，并保持与GSMGPRS网络的兼容性。（10）MAP技术和GPRS隧道技术是WCDMA移动性管理机制的核心，保持与GPRS网络的兼容性。（11）支持软切换和更软切换。（12）基站无

10、需严格同步，组网方便。2.WCDMA产业化的关键技术WCDMA产业化的关键技术包括射频和基带处理技术。具体包括射频、中频数字化处理以及Rake接收机、信道编解码、功率控制等关键技术和多用户检测、智能天线等增强技术。3.WCDMA的物理层原理WCDMA的UE和UTRAN之间的空中接口Uu分为三层，最底层是物理层L1，位于物理层之上的是数据链路层L2和网络层L3。数据链路层L2又被划分为两个子层：媒体接入控制子层和无线链路控制子层。WCDMA无线接入系统分配给用户带宽及控制功能是由无线信道提供承载及交换协议信令来实现的。无线信道分三层：RLC和MAC之间的逻辑信道、MAC和PHY之间的传输信道以及

11、UE与NodeB之间的物理信道。4.实验模块划分及连接本实验使用频率范围为806960MHz/17102500MHz的壁挂天线接收WCDMA上行或下行信道，通过同轴电缆连接到频谱分析仪。使用双绞线连接频谱分析仪和PC机，然后在PC机上用VSA软件对接收到的信号进行测量分析。四、实验内容及步骤1.实验模块的连接（1）用同轴线依次连接八木天线一副、微型直放站、频谱分析仪。注意：在连接时保持电源断开，借口处的螺丝要对准、拧牢。（2）打开频谱分析仪及微型直放站的电源开关，等待频谱分析仪启动及初始化完毕后，按频谱分析仪面板左上角的“FrequencyChannel”键，设置分析的中心频率。本实验捕获的下

12、行CDMA2021信号中心频率为848.49MHz，故在面板上输入878.49，选择单位MHz即可。按“spectrum”键，可以再频谱仪的县市区看到信号的频谱。转动八木天线，可以看到频谱幅度有变化，说明信号正确接收。按“Waveform”键，可以看到接收信号的时域波形。（3）使用双绞线连接频谱仪和PC机，在网络连接中将其IP、子网掩码修改为与频谱仪相同的网段。在安装的IOLibrary中启动“AgilentConnectionExpert”,点击“Addaninstrument”,选择LAN，在配置相关参数即可。正确添加后，在InstrumentI/OonthisPC中会显示LAN，还会标出

13、连接设备的型号及IP.（4）连接好频谱仪和PC机后，打开VSA软件，软件会自动检测连接的硬件设备。当软件连接成功后，频谱仪下方会显示Inuseby89600VSAon-frontpaneldisabled字样。尝试按动频谱仪的按键，会发现显示没有变化，说明品偶一已经被锁定。注意：在关闭VSA之前，一定要先在Control中选择Disconnect,即断开与频谱仪的链接后再关闭软件，否则容易造成频谱仪死机。2.下行信号的捕获及分析（1）点击“MeasStep”，选择Frequency，在出现的对话框中设置中心频率为2.1426GHz这时可以看到显示窗口出现频谱图，与前边在频谱仪上记录的频谱波形一

14、样。设置Span，即捕获的频谱宽度，这里我们设置为8MHz。单击ReBW选项卡，选择频点数，使之可以调整在一定的Span中看到的频点数。在Layout中设置矿口布局。点击Input，选择Range，课设置最大显示功率，这里我们设置为-30dB（2）在MeasStep中点击Demodulator,选择3GCellular,再选择W-CDMA(3GPP)/HSDPA,对捕获到信号进行解调。注意：这时显示窗口可能会没有图形，只显示BODATA，是由于我们有些设置不对，还需要进一步的设置。WCDMA与CDMA的异同：WCDMA是平时我们说的3G的一个网络标准，它可以向下兼容2G和GSM网络。3G是英文

15、3rdGeneration的缩写，指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、TDMA等数字手机(2G)，第三代手机一般地讲，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆字节每秒)、384kbps(千字节每秒)以及144kbps的传输速度。而CDMA是码分多址(Code-DivisionMultipleAccess)技术的缩写，它能够满

16、足市场对移动通信容量和品质的高要求，具有频谱利用率高、话音质量好、保密性强、掉话率低、电磁辐射小、容量大、覆覆盖广等特点，可以大量减少投资和降低运营成本。CDMA最早由美国高通公司推出，与GSM相同，CDMA也有2代、2.5代和3代技术。中国联通将于今年下半年推出的CDMA属于2.5代技术。CDMA被认为是第3代移动通信技术的首选，目前的标准有WCDMA(中国移动将采用)、CDMA2021(中国联通将采用)、TD-SCDMA(中国自己发明的)。WCDMA与CDMA2021都是采用FDD（频分数字双工）模式，TD-SCDMA采用TDD（时分数字双工）模式。FDD是将上行（发送）和下行（接收）的传

17、输使用分离的两个对称频带的双工模式，需要成对的频率。TDD是将上行和下行的传输使用同一频带的双工模式，根据时间来区分上、下行并进行切换，上下行链路业务共享同一信道，可以不平均分配，特别适用于非对称的分组交换数据业务（如互联网）。WCDMA与CDMA2021能够支持移动终端在时速500公里左右时的正常通信，而TD-SCDMA只能支持移动终端在时速120公里左右时的正常通信。TD-SCDMA在高速公路及铁路等高速移动的环境中处于劣势。WCDMA(FDD-DS)采用直接序列扩频方式，其码片速率为3.84Mchip/s。CDMA20211x与CDMA20213x的区别在于载波数量不同，CDMA2021

18、1x为单载波，码片速率为1.2288Mchip/s，CDMA20213x为三载波，其码片速率为1.228833.6864Mchip/s。TD-SCDMA的码片速率为1.28Mchip/s。WCDMA在这方面最具优势。而WCDMA与CDMA2021要传送2Mbit/s的数据业务，均需要两个对称的带宽，分别作为上、下行频段，因而TD-SCDMA对频率资源的利用率是最高的。CDMA是指中国电信的；WCDMA是指中国联通的。三、网络分析仪的使用操作步骤1.按proset键将网络分析仪复位。设置中心频率为2.4GHz，频率范围为50或100MHz。2.接下来对仪器进行校准。按cal键开始校准，按calm

19、enu键选择端口，所以选择s111port。3.校准时将标准件的open，short，load端依次接在1端口，依次按下屏幕上的open，short，load按钮，当下划线时表示该端口校准完毕。三个端口都完毕后，要按完成键结束校准。4.按format键，分别选择smiths圆图和SWR选项，按marker键标记后观察标记点，若屏幕中无显示，可以按scale键和auto键自动将信号显示在屏幕中心。这时可以看到，校准后阻值为50欧，驻波比为1。5.然后把标准件拆下，连上天线。观察smiths圆图和SWR。扩展阅读：3G移动通信系统实训报告(定)3G移动通信系统实训报告学号姓名成绩一基本理论1.IT

20、U批准的3个3G标准分别是什么？我国的各通信运营商分别使用了哪几个标准？效果怎样？2.什么是TD-SCDMA？简述其所使用的关键技术？3.描述TD-SCDMA3G移动通信系统的网络结构。4.我国工信部于2021年12月4日向中国移动、中国电信和中国联通颁发“LTE/第四代数字蜂窝移动通信业务（TD-LTE）”经营许可，标志着我国即将进入4G网络时代，与3G网络相比，4G网络将有什么样的优势？5.画出实验室EPON网络拓扑图，并说明各个部分的作用。6.画出EPON的协议栈，并说明物理层、数据链路层中各个协议的作用。二TD-SCDMA3G移动通信系统测试1.小区建立参数2.系统测试项目及效果第 10 页 共 10 页