【正文】 ..........................錯誤 !未定義書簽。 附錄 3 ....................................................................................錯誤 !未定義書簽。 附錄 4 ....................................................................................錯誤 !未定義書簽。 第 1章 緒論 1 第 1 章 緒論 課題背景 TDSCDMA 是英文 Time DivisionSynchronous Code Division Multiple Access（時分同步碼分多址）的簡稱， 是 中國提出的第三代移動通信標準 （ 簡稱 3G)， 也是 ITU 批準的三個 3G 標準中的一個，以我國知識產(chǎn)權(quán)為主的、被國際上廣泛接受和認可的無線通信國際標準。是我國電信史上重要的里程碑 [1]。 TDSCDMA 技術(shù)和美國主導的 CDMA2021 及歐洲主導的 WCDMA 兩個標準比起來有七個方面突出的優(yōu)勢 [2]： (1)技術(shù)優(yōu)勢： TDSCDMA 作為中國提出的第三代移動通信標準，其關(guān)鍵技術(shù)有可調(diào)整上下行切換點的時分雙工技術(shù)、智能天線技術(shù) 、 聯(lián)合檢測技術(shù)。 TDSCDMA 的優(yōu)勢突出表現(xiàn)在系統(tǒng)抗干擾和系統(tǒng)容量之間得到了很好的均衡、對混合業(yè)務的高效支持、系統(tǒng)自身有良好的持續(xù)發(fā)展和技術(shù)演進性。 (2)業(yè)務優(yōu)勢： TDSCDMA 十分適合適用互聯(lián)網(wǎng)的上下行不對稱的傳輸業(yè)務。據(jù)權(quán)威機構(gòu)估計，到 2021 年 ， 話音業(yè)務和數(shù)據(jù)業(yè)務的比值將達到 1：10 的關(guān)系。由于數(shù)據(jù)業(yè)務的不對稱性，下行數(shù)據(jù)處于支配地位。對于WCDMA 和 CDMA2021 兩種制式的 3G 標準 ， 由于其上下行數(shù)據(jù)是在已經(jīng)分配好的兩個不同的頻段上傳輸，因此不能動態(tài)地根據(jù)上下行的數(shù)據(jù)傳輸量調(diào)整資源的分配，因此達不到資源的充分利用，頻譜效率比 較低。而對于TDSCDMA，由于上下行的分配是通過時隙調(diào)度來實現(xiàn)的，所以可以根據(jù)業(yè)務的具體情況，動態(tài)地分配資源，獲得較高的頻譜利用率。 (3)頻率優(yōu)勢： TDSCDMA 采用 TDD（ 時分雙工 ） 模式，所以頻譜利用率比較高。 ITU給 TDSCDMA劃分的頻段是 50MHZ，我國又增加了 105MHZ，所以它有很大的頻率資源 ， 有頻段的優(yōu)勢。 TDSCDMA 擁有全球一致的頻率劃分，為 TDSCMDA 在全球的推廣和漫游創(chuàng)造了得天獨厚的有利條件。擁有全球一致的頻率劃分是 3G 技術(shù)的一個基本初哀 ， 而一個標準的影響范圍必然與頻率 的劃定息息相關(guān)，由于各個國家，各個團體的利益博弈，采用燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 2 FDD（ 頻分雙工 ） 模式的 WCDMA 及 CDMA2021 在頻譜的實際劃分上難免出現(xiàn)分歧，而 TDSCDMA 在這方面則具有天然的優(yōu)勢。 (4)組網(wǎng)優(yōu)勢：首先 ， TDSCDMA 系統(tǒng)能同時保證各業(yè)務的連續(xù)覆蓋，WCDMA 和 CDMA2021 覆蓋采用同心覆蓋。其次， TDSCDMA 系統(tǒng)沒有呼吸效應 （ 用戶數(shù)的增加使覆蓋半徑收縮的現(xiàn)象稱之為呼吸效應 ） ， WCDMA和 CDMA2021 的呼吸效應比較明顯。 (5)成本優(yōu)勢： TDSCDMA 的成本優(yōu)勢來源于技術(shù)優(yōu)勢、頻率優(yōu)勢、組網(wǎng)優(yōu)勢和業(yè)務優(yōu)勢， TDSCDMA 的系統(tǒng)設備成本、組網(wǎng)成本、建設成本具有明顯優(yōu)勢。此外， TDSCDMA 在其他方面也具有成本優(yōu)勢。頻率利用率比較高，可以節(jié)省大量的頻率使用費用。擁有自己的知識產(chǎn)權(quán)，掌握核心技術(shù) ， 使得專利費用低和終端價格低。干擾可控、支持異頻疊加覆蓋、碼資源規(guī)劃靈活等特點使網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)設計可以簡單實施，為運營商節(jié)省大量的技術(shù)培訓費用和人力資本費用。 (6)質(zhì)量優(yōu)勢： TDSCDMA 網(wǎng)絡的質(zhì)量優(yōu)勢蘊藏在系統(tǒng)原理、網(wǎng)絡規(guī)劃和網(wǎng)絡優(yōu)化的方方面面 ， 始終讓運營商在網(wǎng)絡建設 、 網(wǎng)絡運營和網(wǎng)絡維護的各個階段擁有一個高品質(zhì)的網(wǎng)絡，解除網(wǎng)絡運營的無后顧之憂。 (7)市場優(yōu)勢： TDSCDMA 技術(shù)優(yōu)勢是市場優(yōu)勢的源動力， TDSCDMA的發(fā)展勢頭迅猛，產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)成熟 ， 多廠家供貨環(huán)境日趨完善。隨著TDSCDMA 的發(fā)展，對 TDSCDMA 進行關(guān)注和評估研究的國內(nèi)外運營商越來越多，同時 ， 國內(nèi)外主要系統(tǒng)和終端制造商紛紛開始 TDSCDMA 的產(chǎn)業(yè)化部局 ， 全球跨國公司的參與將進一步推動 TDSCDMA 在全球市場的發(fā)展。 TDSCDMA 具有廣闊的發(fā)展和應用前景，市場優(yōu)勢將隨著 TDSCDMA的商用而逐漸明朗。 正是由于 TDSCDMA具有技術(shù)、頻率、組網(wǎng)、業(yè)務、成本、質(zhì)量和市場等方面突出的優(yōu)勢，因此，中國 3G標準 TDSCDMA表現(xiàn)出誘人的市場前景。 TDSCDMA技術(shù)優(yōu)勢在行業(yè)內(nèi)得到普遍認同。 TDSCDMA 的長期演進技術(shù) TDLTE ： Time Division Long Term Evolution（ 分時 長期演進） 也在不斷趨于成熟，近年將在我國步入商用階段。 TDLTE 的技術(shù)特點主要有 [3]： 第 1章 緒論 3 (1)靈活支持 ,3,5,10,15,20MHz 帶寬 ； (2)下行使用 OFDMA（ 正交頻分多址 ），最高速率達到 100Mbits/s,滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅? (3)上行使用 OFDM 衍生技術(shù) SCFDMA（單載波頻分復用），在保證系統(tǒng)性能的同時能有效降低峰均比 (PAPR)，減小終端發(fā)射功率，延長使用時間 ， 上行最大速率達到 50Mbits/s； (4)充分利用信道對稱性等 TDD 的特性，在簡化系統(tǒng)設計的同時提高系統(tǒng)性能； (5)系統(tǒng)的高層總體上與 FDD 系統(tǒng)保持一致； (6)將智能天線與 MIMO 技術(shù)相結(jié)合，提高系統(tǒng)在不同應用場景的性能； (7)應用 智能天線技術(shù) 降低小區(qū)間干擾，提高小區(qū)邊緣用戶的服務質(zhì)量； (8)進行時間 /空間 /頻率三維的快速無線資源調(diào)度，保證系統(tǒng)吞吐量和服務質(zhì)量。 屆時， TD 技術(shù)的成熟和產(chǎn)業(yè)鏈的不斷完善將會對通信市場帶來很大的影響和市場占有率 [4]。 國內(nèi)外關(guān)于 TDSCDMA 的研究現(xiàn)狀 TDSCDMA 的發(fā)展過程始于 1998 年初，在當時的郵電部科技司的直接領(lǐng)導下，由原 電信科學技術(shù)研究院 組織隊伍在 SCDMA 技術(shù)的基礎(chǔ)上，研究和起草符合 IMT2021 要求的我國的 TDSCDMA 建議草案。該標準草案以 智能天線 、同步碼分多址、 接力切換 、 時分雙工 為主要特點，于 ITU 征集 IMT2021 第三代移動通信 無線傳輸技術(shù)候選方案的截止日 1998 年 6 月30 日提交到 ITU，從而成為 IMT2021 的 15 個候選方案之一。 ITU 綜合了各 評估組的評估結(jié)果。在 1999 年 11 月 赫爾辛基 ITURTG8/1 第 18 次會議上和 2021 年 5 月 伊斯坦布爾 的 ITUR 全會上， TDSCDMA 被正式接納為CDMATDD 制式的方案之一 [5]。 CWTS（ 中國無線通信標準研究組 ） 作為代表中國的區(qū)域性標準化組織，從 1999 年 5 月加入 3GPP 以后，經(jīng)過 4 個月的充分準備，并與 3GPPPCG（ 項目協(xié)調(diào)組 ） 、 TSG（ 技術(shù)規(guī)范組 ） 進行了大量協(xié)調(diào)工作后，在同年 9 月向燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 4 3GPP 建議將 TDSCDMA 納入 3GPP 標準規(guī)范的工作內(nèi)容。 1999 年 12 月在法國 尼斯 的 3GPP 會議上，我國的提案被 3GPPTSGRAN（ 無線接入網(wǎng) ） 全會所接受，正式確定將 TDSCDMA 納入到 Release 2021（ 后拆分為 R4 和R5） 的工作計劃中，并將 TDSCDMA 簡稱為 LCRTDD（ Low Code Rate，即低碼片速率 TDD 方案 ） 。 經(jīng)過一年多的時間，經(jīng)歷了幾十次工作組會議幾百篇提交文稿的討論，在 2021 年 3 月 棕櫚泉 的 RAN 全會上，隨著包含 TDSCDMA 標準在內(nèi)的3GPPR4 版本規(guī)范的正式發(fā)布， TDSCDMA 在 3GPP 中的融合工作達到了第一個目標。 至此， TDSCDMA 不論在形式上還是在實質(zhì)上，都已在國際上被廣大運營商、設備制造商所認可和接受，形成了真正的國際標準。 TDSCDMA 作為中國提出的第三代移動通信標準，自 1998 年正式向ITU 提交以來，已經(jīng)歷十多年的時間，完成 了標準的專家組評估、 ITU 認可并發(fā)布、與 3GPP（ 第三代伙伴項目 ） 體系的融合、新技術(shù)特性的引入等一系列的國際標準化工作，從而使 TDSCDMA 標準成為第一個由中國提出的，以我國 知識產(chǎn)權(quán) 為主的、被國際上廣泛接受和認可的無線通信國際標準。這是我國 電信 史上重要的里程碑。 2021 年，羅馬尼亞建成了 TDSCDMA 試驗網(wǎng)。 2021 年，韓國最大的移動通信運營商 SK 電訊在韓國首都首爾建成了TDSCDMA 試驗網(wǎng)。同年，歐洲第二大電信運營商法國電信建成了TDSCDMA 試驗網(wǎng)。 2021 年 10 月，日本電信運營商 IP Mobile 原本計劃建設并運營TDSCDMA 網(wǎng)絡，但該公司最終受限于資金困境而破產(chǎn)。 2021 年 1 月，中國移動在中國北京、上海、天津、沈陽、廣州、深圳、廈門、 秦皇島 市建成了 TDSCDMA 試驗網(wǎng)；中國電信集團股份有限公司在中國保定市建成了 TDSCDMA 試驗網(wǎng)；原 中國網(wǎng)絡通信集團公司 （現(xiàn)中國聯(lián)合網(wǎng)絡通信集團股份有限公司）在中國青島市建成了 TDSCDMA 試驗網(wǎng)。 2021 年 4 月 1 日，中國移動在中國北京、上海、天津、沈陽、青島、廣州、深圳、廈門、秦皇島 和保定等 10 個城市啟動 TDSCDMA 社會化業(yè)第 1章 緒論 5 務測試和試商用。截至 2021 年年末，在中國使用 TDSCDMA 網(wǎng)絡的 3G 手機用戶已達到 萬人 [6]。 2021 年 9 月，中國普天信息產(chǎn)業(yè)集團公司為意大利的一家通信公司MYWAVE 建設了 TDSCDMA 試驗網(wǎng)，該網(wǎng)絡于 9 月 12 日建成并開通 。 2021 年 1 月 7 日，中國政府正式向中國移動頒發(fā)了 TDSCDMA 業(yè)務的經(jīng)營許可，中國移動也已 經(jīng)開始在中國的 28 個直轄市、省會城市和計劃單列市進行 TDSCDMA 的二期網(wǎng)絡建設，預計于 2021 年 6 月建成并投入商業(yè)化運營。該公司計劃到 2021 年， TDSCDMA 網(wǎng)絡能夠覆蓋中國大陸 100%的地市 [6]。 本論文研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排 TDSCDMA 通信系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)部分大致分為信息調(diào)制與解調(diào)、擴頻調(diào)制與解調(diào)和數(shù)據(jù)的調(diào)制與解調(diào)三大部分 [9]， 本設計的重點部分是TDSCDMA 系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的調(diào)制與解調(diào)。在 TDSCDMA 系統(tǒng)中采用的數(shù)據(jù)調(diào)制技術(shù)是 QPSK，對于 2M bit/s 的業(yè)務，將使用 8PSK 調(diào)制方式 [7]。本次設計的研究內(nèi)容和 論文的結(jié)構(gòu)安排如下 ： 研究內(nèi)容： (1)對于 TDSCDMA 通信系統(tǒng) 的調(diào)制解調(diào) 基本原理進行 詳細了解 ； (2)對于 TDSCDMA 通信系統(tǒng)中采用的數(shù)據(jù)調(diào)制技術(shù)進行詳細了解； (3)對于 TDSCDMA 通信系統(tǒng)中采用的擴頻調(diào)制技術(shù)進行詳細了解； (4)在 MATLAB 軟件中 建立 QPSK 調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)仿真 模型 ； (5)在 MATLAB 軟件中建立 8PSK 調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)仿真模型； (6)在 MATLAB 軟件中建立帶有 QPSK 數(shù)據(jù)調(diào)制與解調(diào)和 OVSF 擴頻調(diào)制與解調(diào)的 TDSCDMA 系統(tǒng)仿真模型； (7)對于最后得出的仿真 結(jié)果 進行詳細分析并進行改進； 論文的結(jié)構(gòu)安排如下： 第 2 章 本章從總體上介紹了 TDSCDMA 通信系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)部分的基本內(nèi)容，其中 包括 擴頻通信系統(tǒng)的基本原理和 TDSCDMA 系統(tǒng) 擴頻調(diào)制使用的正交可變擴頻因子碼 (OVSF 碼 ）， 然后從整體上描述了 TDSCDMA燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 6 系統(tǒng)的調(diào)制過程。 第 3 章 本章 介紹的是 TDSCDMA 通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)調(diào)制與解調(diào)模塊 ，分為 QPSK 和 8PSK 兩部分進行了明說，分別說明了這兩種調(diào)制方式的原理和實現(xiàn)方法 。 第 4 章 本章 是建立在前兩章的理論基礎(chǔ)上進行的 TDSCDMA 通信系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)模型仿真， 分為三個部分， 第一部分是建立 TDSCDMA 系統(tǒng)的標準數(shù)據(jù)調(diào)制與解調(diào)的仿真模型即 QPSK 系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)的仿真 ， 第二部分是建立 TDSCDMA 系統(tǒng)針對于 2Mbit/s 業(yè)務的 數(shù)據(jù)調(diào)制與解調(diào)的仿真模型即 8PSK 系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)的仿真，第三部分是建立 TDSCDMA 系統(tǒng)的標準數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)和擴頻調(diào)制解調(diào)合為一體的仿真模型，最后對其仿真結(jié)果進行分析， 得出相關(guān)結(jié)論 。 最后，對本 次 研究工作進行了總結(jié)。