3G移動通信實踐報告

實驗報告

____CDMA201*信號的實時捕獲與分析

____WCDMA信號的實時捕獲與分析____網(wǎng)絡(luò)分析儀的使用

班級：

學(xué)號：姓名：

一：CDMA201*信號的捕獲與分析

一、實驗?zāi)康?/p>

（1）深入了解CDMA201*信號的特性

（2）學(xué)會使用頻譜分析儀軟件分析CDMA201*信號二、實驗器材

八木天線一副、頻譜分析儀一臺、PC機一臺、CDMA201*微型直放站一臺、衰減器若干、同軸線、雙絞線若干三、實驗原理

1.CDMA201*系統(tǒng)概述

CDMA201*技術(shù)室第三代移動通信系統(tǒng)IMT201*系統(tǒng)的一中模式，它是從IS-95演進而來的，采用了一系列新技術(shù)，大大提高了系統(tǒng)的性能。CDMA201*系統(tǒng)包括前向快速功率控制，增加了前向信道的容量；提供反向?qū)ьl信道，使反向相干解調(diào)成為可能，反向增益較IS95提高了3dB，反向鏈路容量增加了一倍；業(yè)務(wù)信道采用比卷積碼更高的Turbo碼，使容量進一步增加；引入例如快速尋呼信道，減少了移動臺功率，增加了移動臺的待機時間，采用發(fā)射分集方式OTD或STS，提高了信道的抗衰落能力。

CDMA系統(tǒng)分為CDMA201*1X和3X,由擴頻速率SR決定。SR指的是前向或反向CDMA信道上的PN碼片速率，有兩種情況。一種為SR1，也通常記作1X，SR1的前向和反向CDMA信道在單載波上都采用碼片速率為1.2288Mc/s的直接序列擴頻。另一種SR3（X3），SR3的前向CDMA信道有3個載波，每個載波上都采用1.2288Mc/s的DS擴頻，總稱多載波方式；SR3的反向CDMA信道在單載波上采用碼片速率為3.6864Mc/s的DS擴頻。1）前向信道

CDMA201*1X每載波最多可提供64個馬糞信道。其中，前向信道課分為4種：導(dǎo)頻信道，同步信道，尋呼信道，業(yè)務(wù)信道2）反向信道

接入信道和反向業(yè)務(wù)信道2.頻譜分析儀及VSA軟件簡介

Alilent公司的E4445A頻譜分析儀是AlilentPSA系列現(xiàn)代高性能頻譜分析儀中的一種儀器，用于測量及監(jiān)測頻率高達(dá)13.2GHz的復(fù)雜的RF及微博信號。本實驗采用的是89600系列矢量信號分析軟件，能對多種信號進行高分辨率頻譜分析，并可進行解調(diào)等，課用于分析各項技術(shù)指標(biāo)。

3.實驗?zāi)０鎰澐旨斑B接

微型直放站_____衰減器______頻譜分析儀_______PC機四、實驗內(nèi)容及步驟1.實驗?zāi)�塊的連接

（1）用同軸線依次連接八木天線一副、微型直放站、頻譜分析儀。注意：在連接時

保持電源斷開，借口處的螺絲要對準(zhǔn)、擰牢。

（2）打開頻譜分析儀及微型直放站的電源開關(guān)，等待頻譜分析儀啟動及初始化完畢

后，按頻譜分析儀面板左上角的“FrequencyChannel”鍵，設(shè)置分析的中心頻率。本實驗捕獲的下行CDMA201*信號中心頻率為848.49MHz，故在面板上輸入878.49，選擇單位MHz即可。按“spectrum”鍵，可以再頻譜儀的縣市區(qū)看到信號的頻譜。轉(zhuǎn)動八木天線，可以看到頻譜幅度有變化，說明信號正確接收。按“Waveform”鍵，可以看到接收信號的時域波形。

（3）使用雙絞線連接頻譜儀和PC機，在網(wǎng)絡(luò)連接中將其IP、子網(wǎng)掩碼修改為與頻譜

儀相同的網(wǎng)段。在安裝的IOLibrary中啟動“AgilentConnectionExpert”,點擊“Addaninstrument”,選擇LAN，在配置相關(guān)參數(shù)即可。正確添加后，在InstrumentI/OonthisPC中會顯示LAN，還會標(biāo)出連接設(shè)備的型號及IP.

（4）連接好頻譜儀和PC機后，打開VSA軟件，軟件會自動檢測連接的硬件設(shè)備。

當(dāng)軟件連接成功后，頻譜儀下方會顯示Inuseby89600VSAon…-frontpaneldisabled字樣。嘗試按動頻譜儀的按鍵，會發(fā)現(xiàn)顯示沒有變化，說明品偶一已經(jīng)被鎖定。注意：在關(guān)閉VSA之前，一定要先在Control中選擇Disconnect,即斷開與頻譜儀的鏈接后再關(guān)閉軟件，否則容易造成頻譜儀死機。

2.下行信號的捕獲及分析

（1）點擊“MeasStep”，選擇Frequency，在出現(xiàn)的對話框中設(shè)置中心頻率為

878.49MHz這時可以看到顯示窗口出現(xiàn)頻譜圖，與前邊在頻譜儀上記錄的頻譜波形一樣。設(shè)置Span，即捕獲的頻譜寬度，這里我們設(shè)置為3MHz。單擊ReBW選項卡，選擇頻點數(shù)，使之可以調(diào)整在一定的Span中看到的頻點數(shù)。在Layout中設(shè)置礦口布局。點擊Input，選擇Range，課設(shè)置最大顯示功率，這里我們設(shè)置為-30dB

（2）在MeasStep中點擊Demodulator,選擇3GCellular,再選擇

cdma201*/1XEC-DV,對捕獲到信號進行解調(diào)。注意：這時顯示窗口可能會沒有圖形，只顯示BODATA，是由于我們有些設(shè)置不對，還需要進一步的設(shè)置。

3.上行信道的捕獲及分析

上行信道的檢測跟下行信號類似，測量前需要將微型直放站的輸入輸出端互換（注意：先將各種設(shè)備關(guān)閉，切除電源后進行連線）。

二：WCDMA信號的實時捕獲與分析

一、實驗?zāi)康?/p>

（1）理解WCDMA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)（2）學(xué)會使用頻譜分析儀分析WCDMA信號二、實驗器材

3G壁掛天線一副、頻譜分析儀一臺、PC機一臺、CDMA201*微型直放站一臺、同軸線、雙絞線若干

三、實驗原理

WCDMA是英文WidebandCodeDivisionMultipleAccess（寬帶碼分多址）的英文簡稱，是一種第三代無線通訊技術(shù)。W-CDMAWidebandCDMA是一種由3GPP具體制定的，基于GSMMAP核心網(wǎng)，UTRAN（UMTS陸地?zé)o線接入網(wǎng)）為無線接口的第三代移動通信系統(tǒng)。目前WCDMA有Release99、Release4、Release5、Release6等版本。目前中國聯(lián)通采用的此種3G通訊標(biāo)準(zhǔn)。1.WCDMA制式的主要技術(shù)特點

（1）基站同步方式：支持異步和同步的基站運行方式，組網(wǎng)靈活。（2）信號帶寬：5MHz；碼片速率：3.84Mchip／s。（3）發(fā)射分集方式：TSTD、STTD、FBTD。

（4）信道編碼：卷積碼和Turbo碼，支持2Mbit／s速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。（5）調(diào)制方式：上行：BPSK，下行：QPSK。

（6）功率控制：上、下行閉環(huán)功率控制，外環(huán)功率控制。（7）解調(diào)方式：導(dǎo)頻輔助的相頻解調(diào)。（8）語音編碼：AMR與GSM兼容。

（9）核心網(wǎng)絡(luò)基于GSM／GPRS網(wǎng)絡(luò)的演進，并保持與GSM／GPRS網(wǎng)絡(luò)的兼容性。（10）MAP技術(shù)和GPRS隧道技術(shù)是WCDMA移動性管理機制的核心，保持與GPRS網(wǎng)絡(luò)的兼容性。

（11）支持軟切換和更軟切換。

（12）基站無需嚴(yán)格同步，組網(wǎng)方便。2.WCDMA產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)

WCDMA產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)包括射頻和基帶處理技術(shù)。具體包括射頻、中頻數(shù)字化處理以及Rake接收機、信道編解碼、功率控制等關(guān)鍵技術(shù)和多用戶檢測、智能天線等增強技術(shù)。

3.WCDMA的物理層原理

WCDMA的UE和UTRAN之間的空中接口Uu分為三層，最底層是物理層L1，位于物理層之上的是數(shù)據(jù)鏈路層L2和網(wǎng)絡(luò)層L3。數(shù)據(jù)鏈路層L2又被劃分為兩個子層：媒體接入控制子層和無線鏈路控制子層。WCDMA無線接入系統(tǒng)分配給用戶帶寬及控制功能是由無線信道提供承載及交換協(xié)議信令來實現(xiàn)的。無線信道分三層：RLC和MAC之間的邏輯信道、MAC和PHY之間的傳輸信道以及UE與NodeB之間的物理信道。4.實驗?zāi)�塊劃分及連接

本實驗使用頻率范圍為806~960MHz/1710~2500MHz的壁掛天線接收WCDMA上行或下行信道，通過同軸電纜連接到頻譜分析儀。使用雙絞線連接頻譜分析儀和PC機，然后在PC機上用VSA軟件對接收到的信號進行測量分析。四、實驗內(nèi)容及步驟1.實驗?zāi)�塊的連接

（1）用同軸線依次連接八木天線一副、微型直放站、頻譜分析儀。注意：在連接時保持電源斷開，借口處的螺絲要對準(zhǔn)、擰牢。（2）打開頻譜分析儀及微型直放站的電源開關(guān)，等待頻譜分析儀啟動及初始化完畢后，按頻譜分析儀面板左上角的“FrequencyChannel”鍵，設(shè)置分析的中心頻率。本實驗捕獲的下行CDMA201*信號中心頻率為848.49MHz，故在面板上輸入878.49，選擇單位MHz即可。按“spectrum”鍵，可以再頻譜儀的縣市區(qū)看到信號的頻譜。轉(zhuǎn)動八木天線，可以看到頻譜幅度有變化，說明信號正確接收。按“Waveform”鍵，可以看到接收信號的時域波形。

（3）使用雙絞線連接頻譜儀和PC機，在網(wǎng)絡(luò)連接中將其IP、子網(wǎng)掩碼修改為與頻譜儀相同的網(wǎng)段。在安裝的IOLibrary中啟動“AgilentConnectionExpert”,點擊“Addaninstrument”,選擇LAN，在配置相關(guān)參數(shù)即可。正確添加后，在InstrumentI/OonthisPC中會顯示LAN，還會標(biāo)出連接設(shè)備的型號及IP.

（4）連接好頻譜儀和PC機后，打開VSA軟件，軟件會自動檢測連接的硬件設(shè)備。當(dāng)軟件連接成功后，頻譜儀下方會顯示Inuseby89600VSAon…-frontpaneldisabled字樣。嘗試按動頻譜儀的按鍵，會發(fā)現(xiàn)顯示沒有變化，說明品偶一已經(jīng)被鎖定。注意：在關(guān)閉VSA之前，一定要先在Control中選擇Disconnect,即斷開與頻譜儀的鏈接后再關(guān)閉軟件，否則容易造成頻譜儀死機。2.下行信號的捕獲及分析（1）點擊“MeasStep”，選擇Frequency，在出現(xiàn)的對話框中設(shè)置中心頻率為2.1426GHz這時可以看到顯示窗口出現(xiàn)頻譜圖，與前邊在頻譜儀上記錄的頻譜波形一樣。設(shè)置Span，即捕獲的頻譜寬度，這里我們設(shè)置為8MHz。單擊ReBW選項卡，選擇頻點數(shù)，使之可以調(diào)整在一定的Span中看到的頻點數(shù)。在Layout中設(shè)置礦口布局。點擊Input，選擇Range，課設(shè)置最大顯示功率，這里我們設(shè)置為-30dB

（2）在MeasStep中點擊Demodulator,選擇3GCellular,再選擇W-CDMA(3GPP)/HSDPA,對捕獲到信號進行解調(diào)。注意：這時顯示窗口可能會沒有圖形，只顯示BODATA，是由于我們有些設(shè)置不對，還需要進一步的設(shè)置。

WCDMA與CDMA的異同：

WCDMA是平時我們說的3G的一個網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，它可以向下兼容2G和GSM網(wǎng)絡(luò)。3G是英文3rdGeneration的縮寫，指第三代移動通信技術(shù)。相對第一代模擬制式手機(1G)和第二代GSM、TDMA等數(shù)字手機(2G)，第三代手機一般地講，是指將無線通信與國際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動通信系統(tǒng)。它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁瀏覽、電話會議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。為了提供這種服務(wù)，無線網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度，也就是說在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中能夠分別支持至少2Mbps(兆字節(jié)／每秒)、384kbps(千字節(jié)／每秒)以及144kbps的傳輸速度。

而CDMA是碼分多址(Code-DivisionMultipleAccess)技術(shù)的縮寫，它能夠滿足市場對移動通信容量和品質(zhì)的高要求，具有頻譜利用率高、話音質(zhì)量好、保密性強、掉話率低、電磁輻射小、容量大、覆覆蓋廣等特點，可以大量減少投資和降低運營成本。CDMA最早由美國高通公司推出，與GSM相同，CDMA也有2代、2.5代和3代技術(shù)。中國聯(lián)通將于今年下半年推出的CDMA屬于2.5代技術(shù)。CDMA被認(rèn)為是第3代移動通信技術(shù)的首選，目前的標(biāo)準(zhǔn)有WCDMA(中國移動將采用)、CDMA201*(中國聯(lián)通將采用)、TD-SCDMA(中國自己發(fā)明的)。

WCDMA與CDMA201*都是采用FDD（頻分?jǐn)?shù)字雙工）模式，TD-SCDMA采用TDD（時分?jǐn)?shù)字雙工）模式。FDD是將上行（發(fā)送）和下行（接收）的傳輸使用分離的兩個對稱頻帶的雙工模式，需要成對的頻率。TDD是將上行和下行的傳輸使用同一頻帶的雙工模式，根據(jù)時間來區(qū)分上、下行并進行切換，上下行鏈路業(yè)務(wù)共享同一信道，可以不平均分配，特別適用于非對稱的分組交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（如互聯(lián)網(wǎng)）。WCDMA與CDMA201*能夠支持移動終端在時速500公里左右時的正常通信，而TD-SCDMA只能支持移動終端在時速120公里左右時的正常通信。TD-SCDMA在高速公路及鐵路等高速移動的環(huán)境中處于劣勢。

WCDMA(FDD-DS)采用直接序列擴頻方式，其碼片速率為3.84Mchip/s。CDMA201*1x與CDMA201*3x的區(qū)別在于載波數(shù)量不同，CDMA201*1x為單載波，碼片速率為1.2288Mchip/s，CDMA201*3x為三載波，其碼片速率為1.2288×3＝3.6864Mchip/s。TD-SCDMA的碼片速率為1.28Mchip/s。WCDMA在這方面最具優(yōu)勢。而WCDMA與CDMA201*要傳送2Mbit/s的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，均需要兩個對稱的帶寬，分別作為上、下行頻段，因而TD-SCDMA對頻率資源的利用率是最高的。CDMA是指中國電信的；WCDMA是指中國聯(lián)通的。

三、網(wǎng)絡(luò)分析儀的使用

操作步驟

1.按proset鍵將網(wǎng)絡(luò)分析儀復(fù)位。設(shè)置中心頻率為2.4GHz，頻率范圍為50或100MHz。2.接下來對儀器進行校準(zhǔn)。按cal鍵開始校準(zhǔn)，按calmenu鍵選擇端口，所以選擇s111port。3.校準(zhǔn)時將標(biāo)準(zhǔn)件的open，short，load端依次接在1端口，依次按下屏幕上的open，short，load按鈕，當(dāng)下劃線時表示該端口校準(zhǔn)完畢。三個端口都完畢后，要按完成鍵結(jié)束校準(zhǔn)。4.按format鍵，分別選擇smiths圓圖和SWR選項，按marker鍵標(biāo)記后觀察標(biāo)記點，若屏幕中無顯示，可以按scale鍵和auto鍵自動將信號顯示在屏幕中心。這時可以看到，校準(zhǔn)后阻值為50歐，駐波比為1。

5.然后把標(biāo)準(zhǔn)件拆下，連上天線。觀察smiths圓圖和SWR。

擴展閱讀：3G移動通信系統(tǒng)實訓(xùn)報告(定)

3G移動通信系統(tǒng)實訓(xùn)報告

學(xué)號姓名成績

一．基本理論

1.ITU批準(zhǔn)的3個3G標(biāo)準(zhǔn)分別是什么？我國的各通信運營商分別使用了哪幾個標(biāo)準(zhǔn)？效果怎樣？

2.什么是TD-SCDMA？簡述其所使用的關(guān)鍵技術(shù)？

3.描述TD-SCDMA3G移動通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。4.我國工信部于201*年12月4日向中國移動、中國電信和中國聯(lián)通頒發(fā)“LTE/第四代數(shù)字蜂窩移動通信業(yè)務(wù)（TD-LTE）”經(jīng)營許可，標(biāo)志著我國即將進入4G網(wǎng)絡(luò)時代，與3G網(wǎng)絡(luò)相比，4G網(wǎng)絡(luò)將有什么樣的優(yōu)勢？

5.畫出實驗室EPON網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，并說明各個部分的作用。

6.畫出EPON的協(xié)議棧，并說明物理層、數(shù)據(jù)鏈路層中各個協(xié)議的作用。二．TD-SCDMA3G移動通信系統(tǒng)測試

1.小區(qū)建立參數(shù)

2.系統(tǒng)測試項目及效果

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