Исследование автоматической регулировки мощности в РпдУ АС системы сотовой связи cdma2000

Министерство Образования Республики Беларусь

Белорусский Государственный Университет

Информатики и Радиоэлектроники

Факультет Радиотехники и Электроники

Кафедра РТС

          "К защите допускаю: "

Руководитель проекта________________

                                                                                         "_____"________________________2003г.   

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К курсовой работе

По курсу  “Радиопередающие устройства”

на тему:

" Исследование автоматической регулировки мощности в РпдУ АС системы сотовой связи cdma2000. ”

                                                                                          Студент гр.040101

      Образцов В.В.                         

                                                                                           Руководитель проекта

                                                                                           Демидович Г.Н.

                                                                                            Подпись____________

Минск 2003

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………….

1.Стандарт  CDMA………………………………………………….. ..

2.Алгоритм регулировки мощности………………………………….

3.Передающий тракт ………………………………………………….

3.1.Квадратурный фазовый модулятор………………………………

3.2.Генератор Псевдослучайной последовательности………………

Заключение……………………………………………………………..

Список использованной литературы…………………………………

Приложение…………………………………………………………….

ВВЕДЕНИЕ

В последние годы значительный прогресс в телекоммуникационных технологиях достигнут благодаря переходу на цифровые виды связи, которые, в свою очередь, базируются на стремительном развитии микропроцессоров. Один из ярких примеров этого - появление и быстрое внедрение технологии связи с цифровыми шумоподобными сигналами на основе метода многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA - Code Division Multiple Access), в ближайшие годы нового столетия затмит собой все остальные, вытесняя аналоговые NMT, AMPS и др. и составляя серьезную конкуренцию цифровым технологиям, таким как GSM.

Замечательное свойство цифровой связи с шумоподобными сигналами защищенность канала связи от перехвата, помех и подслушивания. Именно поэтому данная технология была изначально разработана и использовалась для вооруженных сил США, и лишь недавно американская компания Qualcom на основе этой технологии создала стандарт IS-95 (CDMA one) и передала его для коммерческого использования. Оборудование для этого стандарта уже выпускают шесть компаний: Hughes Network Systems, Motorola и Samsung.

1. СТАНДАРТ  CDMA

CDMA основан на использовании шумоподобных сигналов (ШПС) обычно с двоичной фазовой манипуляцией (ФМн) чрезвычайно коротких элементарных импульсов длительностью, заполняющих информационный импульс длительностью. Отношение ,определяет, во сколько раз расширяется спектр в системе с CDMA по сравнению с шириной спектра , требуемого для передачи полезной информации со скоростью. В то же время это отношение определяет, сколько элементарных импульсов уместится в, т.е. равно длине псевдослучайной последовательности (ПСП). Фазовая манипуляция осуществляется по закону ПСП, т.е. кодов. Ширина спектра ФМн ШПС равна ,где — тактовая частота элементарных импульсов в ПСП, на основе которых формируется ШПС. Поэтому радиотехнические системы с ШПС называют широкополосными.

Системы связи с ШПС в СССР и США были разработаны более 30 лет назад для специального назначения и использовались для обеспечения как многостанционного МДКР, так и в целях обеспечения требуемой скрытности и помехоустойчивости при воздействии совокупности помех. В сотовых системах связи ШПС впервые стали использоваться в США в начале 90-х годов в стандарте IS-95.

В приемнике систем связи с CDMA осуществляется сжатие ШПС либо по спектру в корреляторе в раз, либо по времени в согласованном фильтре (СФ) в  раз. Благодаря сжатию сигнала в приемнике улучшается отношение сигнал/помеха в раз. При этом, где В называется базой ШПС. В корреляторе спектр принятого ШПС становится узкополосным, равным ширине спектра полезной информации; если на входе приемника воздействует гармоническая помеха, то ее спектр, наоборот, расширяется в корреляторе до F. В полосу пропускания интегратора, который является узкополосным фильтром с полосой  пропускания, энергия полезного сигнала попадает полностью. Большая часть энергии гармонической помехи оказывается вне полосы пропускания фильтр; приемника и  многократно ослабляется.

В стандарте CDMA-450 для передачи информации от БС к абонентским станциям [АС] используется ансамбль ортогональных в точке при отсутствии относительных времен- ных смещений (т.е. после вхождения в синхронизм) ПСП Рида — Мюллера (РМ), иначе их называют ПСП Уолша, их длина = 64.

Для синхронизации работы аппаратуры БС и всех АС используется общая ПСП максимального периода, т.е. М-последовательность МП_СИНХ с длиной =32-10³ элементарных импульсов. Кроме того, используется вторая М-последовательность чрезвычайно большой длины = 2⁴² -1. Она обозначается МПд и предназначена в линии АС — БС для идентификации каждой из АС, которым придается соответствующий сегмент МПд с начальным блоком = 42.

Таким образом, после вхождения в синхронизм АС и БС ПСП РМ являются ортогональными и не создают взаимных помех при передаче информации от БС ко всем АС, что резко повышает пропускную способность сотовой системы связи.

Передача информации от БС к каждой из АС производится двоичными информационными импульсами с использованием основной и негативной ПСП РМ, назначенной БС для конкретного разговора на момент регистрации АС.

Вначале все ПСП РМ, назначенные разным АС, суммируются по модулю 2 с непрерывно меняющейся МПд этим осуществляется скремблирование для дополни тельной защиты информации от несанкционированного доступа. Затем все ПСП РМ объединяются путем мажоритарного суммирования в информационную результирующую ПСП, которая в свою очередь суммируется по модулю 2 с синхропоследовательностью МП_СИНХ образуя результирующую ПСП. Начала всех ПСП РМ совмещены с началом начального блока МП_СИНХ. Затем в модуляторе БС результирующая, ПСП путем четверичной фазовой манипуляции преобразуется в результирующий сложный сигнал (РСлС).

В приемнике каждой АС после вхождения в синхронизм производится выделение полезной информации, для чего принимаемая результирующая ПСП вначале в аналоговой форме умножается на опорную МП_СИНХ, формируемую опорным генератором. В результате при синхронности опорной и принимаемой МП_СИНХ взаимные помехи между принимаемыми ПСП РМ, передающими информацию на соответствующие АС, не будут возникать в приемниках АС. При этом число АС, информация для которых может передаваться с помощью РСлС, теоретически равняется объему ансамбля используемых ПСП РМ и равно их длине .В системе мобильной связи с CDMA происходит многократное высокоэффективное переиспользование одного и того же частотного диапазона в соседних сотах системы связи.

В АС результирующая ПСП формируется путем суммирования по модулю 2 трех ПСП: МП_СИНХ, МПд и ПСП РМ. В АС для повышения помехоустойчивости используются ПСП РМ путем объединения нескольких Z информационных импульсов в блочный код. В приемнике БС взаимные помехи от других АС определяются длиной сегмента МП_Д, где Т_ЭМПд — длительность элементарного импульса МП_Д, так как после умножения в приемнике БС принимаемого РСлС на опорную МП_СИНХ она с РСлС снимается. Значение Z = 10 соответствует выделенной полосе частот = 1,25 МГц.

В приемнике БС допустимое число одновременно действующих АС при требуемой помехоустойчивости, определяемой допустимой вероятностью ошибки, т.е. вероятностью переименования полярности информационных импульсов, зависит как от взаимных помех АС рассматриваемой соты, так и от АС соседних сот.

При когерентном приеме для передачи информации используют основную и негативную ей ПСП, у которой фаза каждого из элементарных импульсов инвертирована на противоположную. Фаза ШПС от различных АС на входе корреляционного приемника БС, создающих взаимные помехи, распределена равномерно от 0 до. На входе схемы решения приемника формируется результирующий процесс, состоящий из основного выброса автокорреляционной функции (АКФ) полезного сигнала U_Bосн, суммы выбросов взаимно корреляционных функций (ВКФ) ШПС других АС и флюктуационного шума. В среднем, выбросы ВКФ от ШПС других АС следует уменьшить на 3 дБ из-за случайности фазы опорного сигнала по отношению к фазам ШПС других АС.

Если— общее число одновременно действующих АС при одинаковой пиковой мощности на входе приемника БС, то мощность совокупности помех на входе перемножителя корреляционного приемника равна

                                                            (1)              

мощность взаимных помех на входе перемножителя;  — мощность информационного сигнала. Обозначим, тогда мощность шумов на входе приемника.В результате сжатия по частоте на выходе интегратора амплитуда полезного