毕业设计论文CDMA蜂窝移动通信系统的研究Word文档格式.docx
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完成日期：
2016年5月15日
中文摘要
本文详细的介绍了蜂窝移动通信的工作原理，主要技术指标，以及什么是码分多址技术，码分多址技术的工作原理，对CDMA蜂窝移动通信系统的网络结构、工作原理的研究和内部工作网络的功能部件的了解。
采用的方法是查阅有关书籍，报刊等文献。
主要通过对蜂窝系统和码分多址技术的研究来讨论CDMA蜂窝移动通信如何工作的，这一系统应用在通信方面有何优缺点，也将讨论CDMA蜂窝移动通信未来发展方向如何。
关键词：
CDMA蜂窝移动通信系统；
蜂窝系统；
码分多址技术。
ResearchonCDMAcellularmobilecommunicationsystem
Abstract
Thispaperdetailedintroducestheworkingprincipleofthecellularmobilecommunication,themaintechnicalindicators,aswellaswhatiscodedivisionmultipleaccess（CDMA）technology.Theprincipleofcodedivisionmultipleaccess（CDMA）technology,forCDMAcellularmobilecommunicationsystemnetworkstructureandworkingprincipleoftheresearchandtheinternalnetworkofthefunctionalcomponentsofunderstanding.Themethodusedistoconsultrelevantbooks,newspapersandperiodicals.MainlythroughthestudyofcellularsystemandCDMAtechnologytodiscusshowtheCDMAcellularmobilecommunicationwork,theapplicationofthissystemincommunicationwithwhatadvantagesanddisadvantages,willalsobediscussedandthefuturedevelopmentdirectionoftheCDMAcellularmobilecommunication.
Keywords:
CDMAcellularmobilecommunicationsystem;
cellularsystem;
codedivisionmultipleaccesstechnology.
目录
中文摘要1
Abstract2
引言5
1.码分多址技术和蜂窝通信网络概述6
1.1码分多址技术的发展6
1.2蜂窝移动通信系统基础6
1.2.1蜂窝通信系统的概述6
1.2.2蜂窝移动通信系统的基本特点7
1.2.3蜂窝移动通信系统的分类7
2.蜂窝通信网与码分多址9
2.1蜂窝系统的工作原理9
2.1.1蜂窝概述9
2.1.2频率复用技术12
2.2CDMA通信原理15
2.2.1CDMA概念15
2.2.2CDMA工作原理15
2.2.3CDMA的优缺点16
3.对CDMA蜂窝移动通信系统的研究18
3.1CDMA蜂窝移动通信系统的结构和功能18
3.2CDMA蜂窝移动通信系统的关键技术20
3.3CDMA技术应用于蜂窝移动通信系统的优点21
4.总结及展望23
4.1总结23
4.2蜂窝移动通信的未来前景23
参考文献24
致谢25
引言
蜂窝移动通信（CellularMobileCommunication）是采用蜂窝无线组网方式，在终端和网络设备之间通过无线通道连接起来，进而实现用户在活动中可相互通信。
其主要特征是终端的移动性，并具有越区切换和跨本地网自动漫游功能。
蜂窝移动通信业务是指经过由基站子系统和移动交换子系统等设备组成蜂窝移动通信网提供的话音、数据、视频图像等业务。
1.码分多址技术和蜂窝通信网络概述
1.1码分多址技术的发展
码分多址英文缩写是CDMA技术（CodeDivisionMultipleAccess），是基于扩频通信的原理衍生出的一项无线通信技术。
因为人们对好的传输质量的无线通信的要求逐渐增强，CDMA技术起源就是这样的。
第二次世界大战的爆发，使得抗战中的双方为防止敌方对我方信号进行干扰，从而采取了更为高级的技术，CDMA技术由此广泛地应用到军事战争中抗干扰通信方面。
在20世纪末，CDMA用于商业用途的系统发布运营后，它的优点在生活中得到了广泛验证，在多个地方得到了普及和运营。
CDMA技术发展历经几个变革:
首先IS-95为第一次发表的标准，但在全世界运营的是IS-95A;
其次提出TSB74标准，它运行13K话音编码器，很靠近话音的通话质量，和运行1.9GHz的CDMAPCS系统的J-STD-008标准；
1998年2月美国高通公司把可以供给64kbps数据业务满足一大部分客户需求的IS-95B标准应用到CDMA基础平台上，之后提出CDMA20001X和CDMA20003X的发展方向，然而研究表明CDMA20001X和CDMA20001X增强型（EVDO、EVDV）技术代表了未来发展方向。
在2002年，韩国已经开始大规模实现3G标准之一CDMA2000标准中的EVDO的商用。
[1]
1.2蜂窝移动通信系统基础
1.2.1蜂窝通信系统的概述
无线通信发展历史追根到19世纪80年代赫兹进行的基础性实验，以及马可尼从事的研究工作。
移动通信的祖先马可尼是第一个证明海上运行的轮船之间互相通信的可能性。
马可尼在1897年的实验中：
验证了运动中无线通信的可实施性。
人类从此开始走向对移动通信的兴趣和追求。
也因奈奎斯特在20世纪20年代末提出的采样定理，是人类走向数字化的重要条件。
[2]
移动通信是两个人正在通信，其中一人或者两人都在运动中，在这个运动过程中交换信息的通信方式。
本文所研究的蜂窝移动通信是未来移动通信主要研究对象。
最初的移动通信系统是在大区制的基础上的，但因为大区制不能实现频率复用，为了解决大区制带来的频率资源少的难题，在20世纪40年代末，贝尔实验室的人把蜂窝概念使用到移动通信领域，提出了蜂窝移动通信的概念，并以此设立了实验蜂窝系统，最早的时候，该系统仅有一个基站和多个移动终端。
通过重新构造无线通信系统的覆盖面积，蜂窝移动通信系统限定了每个基站的覆盖范围，利用小区间的频率复用提高了频谱利用率，在很少的资源内获得了大的容量，解决了频率资源紧张难题。
[3]
蜂窝系统的构成：
终端子系统、基站子系统、网络子系统、PSTN的网络相连接的中继线，如图1-1所示。
1.2.2蜂窝移动通信系统的基本特点
1.高容量。
原理上，通过合理规划和扩展的蜂窝系统，提供的容量是无限的。
2.小区制。
在蜂窝系统中，每个蜂窝是相对独立，即每个小区可独立提供一组信道。
3.频率复用。
分配给一个小区的频率，也可以由另一个小区使用。
[4]
1.2.3蜂窝移动通信系统的分类
1.模拟蜂窝移动通信系统
在20世纪70年代中后期，模拟蜂窝移通信系统逐渐完善，在1980年广泛应用于商用中，因此人们不再局限于固定电话通讯，是第一代移动通信技术是基于频分复用（FDMA）技术。
在1985年-1989年间，对于移动通信要求的提高使得模拟通信系统所存在的缺点更加明显，比如，信道容量小，通话质量差，信息易泄漏，兼容性不强，也不能提供数据业务等。
还有，该系统体制混乱，没有国际漫游，使用价格高等等，使很多国家关闭了该系统。
2.数字蜂窝通信系统
我们把第二代之后的移动通信系统叫做数字蜂窝移动通信系统，是基于时分多址（TDMA）技术，在时间轴上对特定频率分割，形成很多通话信道。
数字蜂窝移动通信系统相比模拟蜂窝移动通信系统在一些地方得到了改进，比如，话音的保密性和通话质量得到了提高抗干扰能力增强，可以进行提供数据业务，像图片、文字等传输，还有短信业务语音通话，呼叫等多项服务。
2.蜂窝通信网与码分多址
2.1蜂窝系统的工作原理
2.1.1蜂窝概述
1.大区制与小区制
传统的移动通信方式是借鉴了广播电视系统，把大功率发射机设置在覆盖区域的中间位置，整个区域由一个焊点去覆盖，这就是我们所说的大区制。
大区制的特点是由一个基站来对整个区域进行覆盖，其覆盖面积很大，达几十千米，但是，缺点是可提供的信道数是很有限的，在业务量不是很大时就有可能出现阻塞。
蜂窝系统实现服务区的覆盖所用的方式是和大区制完全不同，把服务区域划分成多个小的区域，采用发射功率较小的基站来进行覆盖，可达到多个小区覆盖整个区域的效果。
具体到某个站点可以根据容量需求、地形地貌等因素，调节天线挂高的升降、发射功率以及天线参数等来控制覆盖范围，就可以保证蜂窝通信系统提供足够的容量。
使不同区域的覆盖面积和容量得到满足。
2.蜂窝小区的特征
（1）.频率复用功能。
一般来说，相互紧靠的两个小区是不能够使用相同频道的，所以把许多相邻的小区通过计算，按计算的个数来划分成区群，且同时把能够用于通信的无线频道划分成多个频率组，在一个区群内的小区使用不相同的频率组，而其他区群中的小区可以使用一样的频率组，但区群内的小区的频率组一定是不同的，这就是频率复用。
频率复用技术高效的提高了移动通信系统的容量，保证了系统在有限的频率段内为更多客户服务。
（2）.越区切换功能。
正在运动中的客户从这个小区到那个小区，为了保持通话联系，系统内部会自动进行信道的切换，即改变发信机、收信机的无线频率。
在这个变换过程中，客户没有参与其中，其关键是在切换的过程中一定要使通信连贯。
所以越区切换是必备功能。
（3）.信道分配与小区分裂。
一个区群内的所有小区的信道数量是不同的，是根据话务量的多少来计算的，目的是满足客户的话务量要求。
由于话务量在服务区分布是极其不均衡的，所以这种信道的分配也很复杂。
闹市区相比郊区，在吵闹的市场中的话务量是郊区的几百倍，所以用话务量来计算小区的半径以及分到的信道数都是不相同的，并且话务量变大会使原小区又一次分裂成新的更小的小区，这样的裂变叫做小区分裂，完成这一变换是需要蜂窝系统来进行的。
那么，有人就会问：
小区分裂是不是就可以无限制地分裂下去，减小小区面积?
答案当然是否定的，因为如果小区无限制分裂反而会增加小区基站等的建设费用，同时也会增加同频干扰等问题，所以要控制小区分裂使之在合理的数量中。
[5]
小区分裂后，不同话务需求区域的小区分布情况如图2-1所示。
3.蜂窝小区的分类
在实际的蜂窝网络当中，由于地形地貌、用户分布和周边其他小区等的影响使小区的覆盖范围受到很大影响，变得非常不规则，且不同小区之间差别很大。
如果对这种不规则的小区模型进行网络规划，设计上将有很大的难度。
为了改变这种情况，简化网络规划，在设计时有必要采用简化模型来代替蜂窝小区的实际覆盖，这种简化模型必须要接近实际小区的覆盖范围。
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