【正文】 WCDMA 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化系統(tǒng)的研究，硅谷，2022 年 20 期[17]朱江南，解建超。System View 軟件在通信系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用，天津通信技術(shù)，2022 年 04 期 [9]雍愛(ài)霞，李東生。參考文獻(xiàn)[1]張捷，羅衛(wèi)兵，孫樺。感謝母校為我們提供的良好學(xué)習(xí)環(huán)境，使我們能夠在此專(zhuān)心學(xué)習(xí)，陶冶情操。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。在不斷的努力下我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。系統(tǒng)中各圖標(biāo)的電路參數(shù)如表 43 所示。在接收端有一個(gè)本地導(dǎo)頻符號(hào)發(fā)生器，它產(chǎn)生的導(dǎo)頻符號(hào)的復(fù)共軛與接收信號(hào)在圖標(biāo) 10 中進(jìn)行復(fù)乘，以估計(jì)接收信號(hào)的幅度相位。偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器圖標(biāo) 5 和 20 產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼輸出分別經(jīng)過(guò)采樣器圖標(biāo)4 和 19 采樣后，再進(jìn)入提取器圖標(biāo) 6 和 21。估計(jì)得到的相位用來(lái)將接收信號(hào)的星座圖旋轉(zhuǎn)回原有位置。③從觀察窗 12228 分別可以看到 DPCCH 的數(shù)據(jù)、導(dǎo)頻符號(hào)、傳輸格式聯(lián)合指示信息和功率控制信息。圖標(biāo) 19 和 20 分別對(duì) DPDCH 和 DPCCH 的信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)难舆t，再分別經(jīng)圖標(biāo) 222 采樣，即可得到 60kb/s 的數(shù)據(jù)信息和15kb/s 的控制信息。觀察窗圖標(biāo) 5 用于觀察 Q 路基帶信號(hào)輸出（I、Q 信號(hào)分別為加擾后信號(hào)的虛部） 。設(shè)計(jì)過(guò)程如圖 46：信號(hào)發(fā)生器通信濾波（基帶脈沖成行）采樣采樣DPDCH和DPCCH的解擴(kuò)采樣 輸出圖 46 基帶頻分雙工寬帶 CDMA 上行鏈路設(shè)計(jì)過(guò)程圖 仿真電路及參數(shù) 設(shè)置系統(tǒng)的 System View 仿真電路如圖 47 所示。圖 44 組合圖標(biāo)編碼輸出與單個(gè)圖標(biāo)編碼輸出的對(duì)比由圖 44 可以看出，使用單個(gè)圖標(biāo)仿真?zhèn)鬏斝诺谰幋a與用分立的圖標(biāo)組成的系統(tǒng)相比延時(shí)要小。在本設(shè)計(jì)中，交織器圖標(biāo) 5 的每個(gè)交織塊大小為 1950 位，所以 3900 位要分為兩個(gè)部分交織。為了簡(jiǎn)化仿真，在不影響仿真原理的條件下，本例中僅對(duì)一個(gè) DTCH 進(jìn)行仿真，傳輸速率為 64kb/s，幀長(zhǎng)度變?yōu)?20ms，數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度不變。DCCH 的傳輸塊大小為 96 位，而 DTCH 傳輸塊大小為 1280 位。在上行鏈路中，這幾種速率對(duì)應(yīng)的 DPDCH 的碼速率分別為60kb/s、240kb/s、480 kb/s 和 960kb/s。如果要觀察新的結(jié)果，需要用工具欄最左端藍(lán)色的刷新按鈕，載入新的數(shù)據(jù)以形成當(dāng)前運(yùn)行結(jié)果的波形圖像。如圖 33 所示。另外，還有真實(shí)而靈活的分析窗口用以檢查系統(tǒng)波形。除了一般的方案論證外，System View 還提供了與多種硬件設(shè)計(jì)工具的接口：與 Xilinx 公司的軟件 CORE Generato 配套，可以將System View 系統(tǒng)中的部分器件生成下載 FPGA 芯片所需的數(shù)據(jù)文件；通過(guò)與 TI 公司 DSP 設(shè)計(jì)工具 CCS（Code Cmposer Ssudio）的接口，可以將其 DSP 庫(kù)中的部分器件生成 DSP 芯片編程的 C 語(yǔ)言源代碼，或在系統(tǒng)仿真中嵌入實(shí)際硬件電路；通過(guò)與 Xpedion 公司的射頻 /微波仿真工具的接口，可以將系統(tǒng)仿真與電路級(jí)仿真結(jié)合起來(lái)，對(duì)分立元期間的射頻/微波特性進(jìn)行仿真。（3）開(kāi)放友好的用戶界面。它還可以實(shí)時(shí)地仿真各種位真的 DSP 結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行各種系統(tǒng)的時(shí)域和頻域分析、譜分析，以及對(duì)各種邏輯電路、射頻/模擬電路進(jìn)行理論分析和失真分析等。然后所有下行鏈路的物理信道經(jīng)過(guò)復(fù)雜的相加組合起來(lái)[9 ][10]。cd βdCc Βc jIQI+jQ Srmsg, nPRACH 信息數(shù)據(jù)部分PRACH 信息控制部分圖 23 上行鏈路 PRACH 的擴(kuò)頻過(guò)程PCPCH的擴(kuò)頻過(guò)程如圖 24所示。 傳輸信道編碼和復(fù)用在傳輸信道中，數(shù)據(jù)是以傳輸塊的形式傳輸?shù)骄幋a/復(fù)用單元的，其信息的處理過(guò)程如下：? 在每個(gè)傳輸塊中加上循環(huán)冗余碼校驗(yàn)位（循環(huán)冗余校驗(yàn) CRC 編碼） ；? 傳輸塊串聯(lián)和編碼塊分割；? 信道編碼（包括卷積碼和 Turbo 碼，不同的傳輸信道可能有所不同） ；? 速率匹配；? 插入不連續(xù)傳輸（DTX）指示位；? 交織；? 無(wú)線幀映射；? 傳輸信道復(fù)用；? 物理信道分割；? 映射至物理信道。上行鏈路的專(zhuān)用物理信道包括專(zhuān)用物理數(shù)據(jù)信道（DPDCH）和專(zhuān)用物理控制信道（DPCCH） 。功率控制速率為 1500 次/s，控制步長(zhǎng)可變，能有效滿足抗衰落的要求。在仿真電路中，設(shè)置參數(shù)，調(diào)參數(shù)，輸出仿真結(jié)果波形圖，觀察結(jié)果。與窄帶的第二代系統(tǒng)相比，較高的碼片速率還會(huì)帶來(lái)較高的集群增益——尤其在高比特速率的情況下。例如，為支持更高的比特速率，需要 5MHz 這一更寬的帶寬。不難看出，WCDMA 商用已呈現(xiàn)燎原之勢(shì)。龐大的、成功的 2G 市場(chǎng)造就了成功的運(yùn)營(yíng)企業(yè)，從技術(shù)應(yīng)用角度看，中國(guó)的移動(dòng)通信的網(wǎng)絡(luò)裝備、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和提供的業(yè)務(wù)在國(guó)際上均屬于先進(jìn)水平。最后主要在 System View 系統(tǒng)軟件平臺(tái)上分別從電路交換承載業(yè)務(wù) DTCH 上行鏈路編碼過(guò)程、基帶頻分雙工寬帶 CDMA 上行鏈路及導(dǎo)頻符號(hào)相干檢測(cè)過(guò)程三個(gè)方向仿真了 WCDMA 系統(tǒng)，著重于參數(shù)設(shè)置，電路設(shè)計(jì)，仿真運(yùn)行，得出相應(yīng)的仿真結(jié)果，驗(yàn)證 WCDMA 的可實(shí)行性，System View 平臺(tái)的仿真精密性及功能完整性。采用仿真工具合理的仿真WCDMA 系統(tǒng)對(duì) WCDMA 網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和優(yōu)化具有重要的指導(dǎo)作用。今天，手機(jī)早已不是當(dāng)初的奢侈品，而是作為人們生活中不可缺少的通信工具融入了尋常百姓的日常生活。3G 技術(shù)主要包括 WCDMA、TDSCDMA 和 CDMA2022 三種標(biāo)準(zhǔn)，而WCDMA 又叫寬帶碼分多址，它的研究起步與上世紀(jì) 80 年代，已經(jīng)經(jīng)歷了大規(guī)模的標(biāo)準(zhǔn)化工作，在國(guó)際上核心頻段發(fā)放的 G 牌照中占多數(shù)。在標(biāo)準(zhǔn)化論壇中，WCDMA 技術(shù)已經(jīng)成為了被廣泛采納的第三代空中接口，其規(guī)范已在 3GPP（the 3rd Generation Partnership Project,第三代移動(dòng)通信伙伴計(jì)劃）中指定，3GPP 是由來(lái)自歐洲、日本、韓國(guó)、美國(guó)和中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)化組織組成的一個(gè)聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目。而 WCDMA 與 IS95 相比，WCDMA 系統(tǒng)中采用 片速率有助于支持更高的比特速率，能夠提供更多的多徑分集，尤其是在小的市內(nèi)小區(qū)時(shí)。 論文的主要 任務(wù)①.熟悉利用 System View 軟件設(shè)計(jì)方法；②.掌握第三代移動(dòng)通信系統(tǒng) WCDMA 系統(tǒng)的原理；③.對(duì)電路交換承載業(yè)務(wù) DTCH 上行鏈路編碼過(guò)程仿真；基帶頻分雙工寬帶 CDMA 上行鏈路仿真；導(dǎo)頻符號(hào)相干檢測(cè)過(guò)程的仿真；④.分析仿真結(jié)果。系統(tǒng)不采用 GPS 精確定時(shí)，不同基站可選擇同步和不同步兩種方式。無(wú)線發(fā)送幀和時(shí)隙的結(jié)構(gòu)取決于該物理信道的符號(hào)速率。根據(jù) 3GPP 的標(biāo)準(zhǔn)，將整個(gè)系統(tǒng)分為 3 層，即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層[6]。上行鏈路最多可同時(shí)傳輸 6 個(gè) DPDCH 和 1 個(gè) DPCCH。輸入的符號(hào)經(jīng)過(guò)串并轉(zhuǎn)換映射到 I、Q 支路，然后用相同的信道化編碼擴(kuò)頻，再用擾碼，對(duì)擴(kuò)展后的復(fù)數(shù)序列加擾。（1）強(qiáng)大的仿真設(shè)計(jì)功能。利用 System View 帶有的 IS95 和 3GPPFDD 擴(kuò)展庫(kù)，即可十分方便地完成第二代無(wú)線移動(dòng)通信 QCDMA 系統(tǒng)以及第三代無(wú)線移動(dòng)通信 WCDMA 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真。也可將處理結(jié)果輸出到外部數(shù)據(jù)文件。其帶有的 APG 功能可以利用C++環(huán)境，將系統(tǒng)編譯成可脫離 System View 獨(dú)立運(yùn)行的可執(zhí)行文件，同時(shí)可大大提高運(yùn)行速度和仿真效率，在內(nèi)存較大時(shí)效果尤為明顯。在設(shè)計(jì)窗口內(nèi)，只須單擊鼠標(biāo)及輸入必要的參數(shù)，就可以通過(guò)設(shè)置各圖標(biāo)、對(duì)各圖標(biāo)進(jìn)行連接等操作，完成一個(gè)完整系統(tǒng)的基本搭建工作，創(chuàng)建各種連續(xù)域或離散域的系統(tǒng)。可通過(guò)單擊工具欄中的按鈕或下拉菜單中的命令來(lái)使用這些選項(xiàng)功能。它可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行各種復(fù)雜的計(jì)算、分析和處理等。DPDCH 用于承載專(zhuān)用控制信道（DCCH ）信息和專(zhuān)用業(yè)務(wù)信道（DTCH）信息。兩者在無(wú)線幀傳輸通道中的位置是固定的。采樣數(shù)據(jù)在圖標(biāo) 4 進(jìn)行 CRC 編碼，每次輸入的信息快為 1280 位，對(duì)應(yīng)時(shí)間為 20ms。系統(tǒng)的解碼輸出由觀察窗圖標(biāo) 14 來(lái)觀察。圖 45 輸入數(shù)據(jù)與單個(gè)圖標(biāo)解碼輸出、組合圖標(biāo)解碼輸出的對(duì)比從圖 45 中可以看出，采用單個(gè)圖標(biāo)和圖標(biāo)組解碼輸出的結(jié)果與輸入信息一致。階躍信號(hào)發(fā)生器圖標(biāo) 2 提供固定電平分別應(yīng)用于控制其 TPC 和TFCI 的數(shù)據(jù)。圖標(biāo) 15 用于 DPDCH 的解擴(kuò)。表 42 基帶頻分雙工 WCDMA 上行鏈路仿真電路圖標(biāo)參數(shù)設(shè)置圖標(biāo)序號(hào) 圖標(biāo)名稱(chēng) 參數(shù)設(shè)置0 FDD 庫(kù)，上行鏈路發(fā)生器 InformationSource=PN15,Channel=60kb/s，Chip=3.840MHz, DPCCH Ch=0,DPDCH Ch=16Scr=10, DPCCH Gain=11/15, DPDCH Gain=1,Pulse Shaping Filter Enable,Default FilterModulator Output=1,Frequency=0,Vpk1,2 信號(hào)源庫(kù)，階躍信號(hào)發(fā)生器 Amp=1V, Start=0s, Offset=0V3 信號(hào)源庫(kù)，階躍信號(hào)發(fā)生器 Amp=0V, Start=0s, Offset=0V6,7 算子庫(kù)，通信濾波器 RollOff Factor=,Symbol Rate=,FIR Taps=2568,9 算子庫(kù)，采樣器 Sample Rate=10 FDD 庫(kù)，擴(kuò)頻調(diào)制/解調(diào)器 Mode=Despread,Enable Scrambling,Uplink,Scrambling=10,Code=3840011 算子庫(kù)，采樣點(diǎn)延遲器 Delay=256samples12 信號(hào)源庫(kù)，方波脈沖發(fā)生器 Amp=1V,Freq=,Pulse Width=130e9,Offset=13 算子庫(kù)，平均計(jì)算器 Time Window=14 算子庫(kù)，平均計(jì)算器 Time Window=15 FDD 庫(kù)，擴(kuò)頻調(diào)制/解調(diào)器 Mode=Despread,Enable Spreading, Code Number=16,CodeClass=C6 SF=64, Code=3840016 Router 無(wú)19 算子庫(kù)，采樣點(diǎn)延遲器 Delay=256Samples20 算子庫(kù)，采樣點(diǎn)延遲器 Delay=1800Samples21 算子庫(kù)，采樣器 Sample Rate=60KHz22 算子庫(kù)，采樣器 Sample Rate=15KHz23 FDD 庫(kù)，解復(fù)用器 Output 0 Length=2, Output 1 Length=8, Delay Offset=924 FDD 庫(kù)，解復(fù)用器 Output 0 Length=2, Output 1 Length=8, Delay Offset=925 FDD 庫(kù)，解復(fù)用器 Output 0 Length=2, Output 1 Length=8, Delay Offset=114。在本節(jié)介紹的例子中，導(dǎo)頻符號(hào)圖標(biāo)用于在發(fā)送端以 QPSK 模式插入 8 位導(dǎo)頻信號(hào)，同時(shí)也用于在接收端產(chǎn)生本地 8 位 QPSK 模式的參考導(dǎo)