GSMWCDMA通信系统回声产生原理及控制实例
GSM手机RF工作原理
GSM手机RF工作原理
1.发射：当用户拨号或发送短信时，手机的处理器会根据输入的命令
和数据生成相应的无线信号。
首先，数字音频数据会经过模数转换器（ADC）将其转换为模拟信号。
然后，模拟音频信号经过数字信号处理器（DSP）进行编码和压缩，转换为数字信号。
接下来，数字信号通过基频
合成器生成载波信号，载波信号再经过射频设备进行调制（调制方式通常
为GMSK，即高斯最小频移键控），形成射频信号。
2.天线传输：射频信号通过手机内部连接到天线，天线将信号辐射出去。
这个过程中，射频信号会经过滤波器和放大器进行相应的处理，以增
强信号的传输质量和范围。
3.基站接收：射频信号到达基站后，经过基站的天线接收和放大处理。
接收的射频信号通过滤波器去除一部分噪声和干扰，并进行放大和解调处理，最终得到数字信号。
WCDMA系统原理概述
探究WCDMA系统的未来发展趋势，以及可能的改进和扩展。
频带分配
探讨WCDMA系统中的频带分配方式，以及如何实现多用户之间的并行传输。
网络架构
介绍WCDMA系统的网络架构，包括基站、无线电接入网络和核心网络。
物理层和数据链路层结构
这部分将深入讨论WCDMA系统的物理层和数据链路层结构，以及它们在数据传输中起到的作用。
1
物理层结构
介绍WCDMA系统的物理层结构，包括系
3
网络优化
讲解如何进行网络优化，以提高系统的覆盖范围、容量和性能。
WCDMA系统优缺点分析
在最后一节中，我们将对WCDMA系统的优缺点进行全面分析，以帮助您更好地了解该系统的特 点和适用性。
1 优点
介绍WCDMA系统的优点，包括高速数据传输、宽广的覆盖范围和优秀的语音质量。
2 缺点
讨论WCDMA系统的缺点，如系统容量限制和复杂的设备要求。
负载均衡
讲解负载均衡技术在WCDMA系统中的应用，以提高系统的容量和性能。
覆盖和容量规划
在本节中，我们将探讨WCDMA系统的覆盖和容量规划策略，以确保系统的信号质量和可靠性。
1
覆盖规划
介绍如何进行覆盖规划，包括站址选址、天线参数和功率控制的考虑。
2
容量规划
讨论容量规划的概念和方法，以确保系统能够支持足够数量的用户并保持良好的性能。
数据链路层结构
2
统的频率、时隙分
段、编码和解码过程。
3
实时传输
讲解实时传输在WCDMA系统中的应用， 以及实时传输的特点和限制。
扩展通道和多址技术
在本节中，我们将研究WCDMA系统中的扩展通道和多址技术，以实现高效的数据传输和频谱利用。
WCDMA零中频发射机(TX)之调校指南与原理剖析 (1)
DCT ( Direct Conversion Transmitter)由于现今智能手机要求的RF功能越来越多，这连带使得零件数目越来越多，且越来越要求轻薄短小[1]，而DCT架构，又称ZIF (Zero IF)架构，顾名思义，去除掉了中频的零件，由于具备了低成本，低复杂度，以及高整合度，这使得DCT架构的收发器，在手持装置，越来越受欢迎[2]。
但连带也有一些缺失，例如I/Q Imbalance，Carrier Leakage，DC-offset，VCO Pulling……等[2]，下面章节将逐一介绍。
下图为典型的DCT架构:2I/Q Imbalance由[4]可知，DCT架构，容易有I/Q Imbalance现象，以电路角度而言，会发生在DAC到Mixer的路径上，以及Phase Shifter中[6]而由[5]可知，差分讯号具有较佳的抗干扰能力，因此I/Q 讯号多半都会设计成差分形式，如上图所示，而差分讯号需符合等长，间距固定，以及间距不宜过大的要求，但实际Layout很难完全符合这些需求，因此也容易有I/Q Imbalance现象，导致EVM与Iamge的问题，进而引起讯号质量劣化[4]，若将LO与Mixer设计成差分型式，以及透过校正，都有助于I/Q Imbalance的改善[7-8]。
DC Offset & Carr若LO 与Mixer 的隔离度RF的发射端路径上[11]。
成分，称之为DC Offset[4]，会产生LO Leakage，即LO另外，若Mixer的线性度不佳，。
当LO直接泄漏至RF的发射端路径上时，会出现在讯号邻近处[13]，而上图中的Image，便是来自于I/Q Imbalance。
至于DC Offset，则是会产生Carrier Leakage，直接座落在主频上，影响讯号质量[10]。
由上图可知，当讯号振幅很低时，Carrier Leakage的振幅远比讯号还大，这使得EVM也连带变差[14]。
《WCDMA基本原理》课件
本节介绍《WCDMA基本原理》的内容，包括WCDMA的定义、技术原理、优 点和特点、网络结构、工作原理、应用领域，以及总结和展望。
1. 什么是WCDMA
WCDMA是一种广泛应用于第三代（3G）移动通信系统的无线通信技术，通过 将语音和数据传输到移动设备，实现高速、可靠的无线通信。
用户终端接收到信号后，将信号解析为原始语音和数据，用户也可以同时进 行通话和数据传输。
6. WCDMA的应用领域
移动通信
WCDMA广泛应用于移动电话、手机蜂窝网络和移动宽带通用于互联网接入、视频流媒体和移动办公等领域。
物联网
WCDMA可用于物联网设备的远程监控、数据收集和远程控制。
4. WCDMA网络结构
用户终端
用户通过WCDMA终端设备接入网 络，进行语音通话和数据传输。
基站
基站负责无线信号的接收和发送， 将用户数据传输到核心网络。
核心网络
核心网络提供用户身份认证、鉴 权、数据传输和接口与其他网络 的互连功能。
5. WCDMA系统的工作原理
WCDMA系统通过将语音和数据信号分成多个码片，利用CDMA技术实现多用 户同时传输。
7. 总结和展望
WCDMA作为一种重要的无线通信技术，在移动通信、数据传输和物联网等领 域具有广泛应用前景。
随着5G技术的发展，WCDMA将逐渐演进为更高速的通信技术，为用户提供更 快、更可靠的无线通信服务。
2 广域覆盖
WCDMA支持最高达384kbps的数据传输速率，满 足用户对高速互联网和多媒体应用的需求。
WCDMA网络覆盖范围广，能够实现无缝漫游和 全球范围的通信服务。
3 高质量通话
基于CDMA技术，WCDMA具有抗干扰能力强、 通话质量清晰的特点。
GSM手机射频工作原理与电路分析 (2)
0 1 LC
变容二极管的等效电容量由加在其两端 的电压控制，这样通过电压的变化就能转 换成回路谐振频率的变化，就构成了压控 振荡器VCO。
4/15/2020
RF DBTEL
20
分频器（DIV）
锁相环通常用于N倍参考频率的发生器：
f 0 N fr
其中N为分频比，它由环路中分频器DIV提供
4/15/2020
参见《分频器》 返回
RF DBTEL
21
锁相环在手机中应用举例
RX（接收）频率合成器
4/15/2020
RF DBTEL
22
TX-VCO锁相环路
4/15/2020
RF DBTEL
23
收发器（Transceiver）
收发器即调制解调器
调制：发射时基带信号加载到射频信号
RF DBTEL
VCO
To further reduce the phase noise of the charge pump
18
环路低通滤波器的应用举例
4/15/2020
RF DBTEL
返回
19
压控振荡器
（Voltage Controlled Oscillator）
压控振荡器一般是由变容二极管为主构成 的谐振回路：
目前手机用PA一般是厚膜模拟电路制成，它要求将
低功率射频信号线性无失真的放大到一定功率值。
它的主要参数有：
工作频率、带宽
最大线性输出功率（压缩点）
线性放大对输入功率要求
输入、输出需要的匹配阻抗
工作电源及电压、电流的要求
控制信号的形式及要求
噪声特性等等
GSM-WCDMA鉴权原理
AUC上的鉴权参数
用户数据（IMSI，用来对移动签约 者身份进行识别）； 鉴 权 密 钥 Ki （ 注 意 ： 该 值 与 用 户 SIM卡上的Ki值是一致的）； 密码密钥（即密钥K4）：K4是Ki的 密钥，用来对Ki进行加密和解密， 长度为8B。 密钥序号：是K4的索引（数据库中 的外密钥），用来获取K4，若其值 为0，表明Ki没有用K4加密（即当前 的Ki值为解密后的值）。 安全算法（A3和A8）； 用于生成随机数的随机数发生器
华为机密， 华为机密，未经许可不得扩散
文档密级： 文档密级：内部公开
WCDMA鉴权原理 之 鉴权五元组 鉴权原理
五元组（Quintet Vector）组成 RAND（Random Challenge 随机数）： （ 随机数） 由随机数发生器产生，长16B，主要作为计算五元组中其他参数的基础。 XRES（Expected Response 期望响应）： （ 期望响应） 是UMTS对鉴权请求的期望响应，长4－16字节 CK（Cipher Key 加密密钥）: （ 加密密钥） 长16字节：用来实现存取数据的完整性（Access link data confidentially），以加密被认为是机密的信令 信息元素。（即对某些逻辑信道进行加密），针对不同的网络类型（CS：Circuit Switch和PS：Packet Switch），分别对应了一个CK：CKCS和CKPS。 IK （Integrity Key 完整性密钥）： 完整性密钥） 长16字节；用来实现用来实现连接数据存取的保密性（Access link data confidentially）。因为大多数发 送给MS和网络的控制信令信息都被认为是敏感数据，必须进行完整性保护。 针对不同的网络类型（CS： Circuit Switch和PS：Packet Switch），分别对应了一个IK：IKCS和IKPS。 AUTN （Authentication Token 鉴权标记），长16字节，包括以下内容 鉴权标记） 字节， 字节 SQN^ AK，其中SQN（序列号）与AK（匿名密钥）分别长6字节；USIM将验证AUC产生的SQN是否是 最新的，并作为鉴权过程的一个重要组成部分。 AMF（鉴权管理域）长2字节。 MAC（消息鉴权编码）长8字节 ；MAC-A用来验证RAND、SQN、AMF的数据完整性并提供数据源； MAC-S则由USIM发送给AUC作为重新同步过程中鉴权的数据源。
GSM手机射频原理与电路分析
GSM手机射频原理与电路分析GSM手机的射频原理主要涉及射频信号的接收和发送。
在接收信号方面，手机的射频接收器接收到来自基站的无线信号，经过一系列的处理后，转换成数字信号供手机处理和显示。
在发送信号方面，手机的射频发射器将数字信号转换成无线射频信号，并发送给基站进行处理。
在射频接收方面，手机的射频接收器主要包括低噪声放大器（LNA）、混频器（Mixer）和中频放大器（IF Amplifier）。
LNA的作用是放大微弱的射频信号，使其能够被后续的处理电路处理。
混频器的作用是将高频射频信号与本地振荡器产生的信号进行混频，得到中频信号。
中频放大器对中频信号进行放大，以供后续处理。
在射频发送方面，手机的射频发射器主要包括数字到模拟转换器（DAC）和功率放大器（Power Amplifier，PA）。
DAC将数字信号转换成模拟信号，供功率放大器进行放大。
功率放大器将模拟信号进一步放大，以便发送给基站。
GSM手机的射频电路是一个复杂的系统，涉及到多个电路元件的协同工作。
为了保证射频信号质量，需要进行射频功率控制和频率合成。
射频功率控制主要通过调整功率放大器的工作状态来实现，以保证发送信号的强度和稳定性。
频率合成则通过频率合成器（Frequency Synthesizer）来实现，它能够产生精确的射频信号频率。
除了射频电路，GSM手机还涉及到其他电路，如基带电路和数字信号处理电路。
基带电路主要负责数字信号的调制和解调，将数字信号转换成模拟信号供射频电路处理，或将接收到的射频信号转换成数字信号供数字信号处理电路处理。
数字信号处理电路则负责对数字信号进行处理和解码，以实现手机通信功能。
总之，GSM手机的射频原理与电路是手机通信功能的核心。
射频接收器负责接收来自基站的无线信号，将其转换成数字信号供手机处理。
射频发射器则将数字信号转换成无线射频信号发送给基站。
射频电路涉及到多个电路元件的协同工作，如低噪声放大器、混频器、中频放大器、功率放大器等。
最新3G基础知识(WCDMA无线原理与关键技术)
开环功率控制
UE
Node B
开环功率控制的目的就是提供： 初始发射功率的粗略估计
UE
闭环功率控制
TPC
1500Hz
设置SIRtar
10-100Hz
设置BLERtar
内环
Node B
外环
RNC
UE
3G基础知识(WCDMA无线原 理与关键技术)
课程内容
3G概述 WCDMA无线原理 WCDMA关键技术
无线传播特性(信号衰落)
接收功率(dBm)
-20
快衰落
慢衰落
-40
-60
10
20
30
距离(m)
无线传播特性
电磁传播－直射、反射、散射和绕射 无线环境中的信号衰减分成三部分
路径损耗：幅度衰减较大 慢衰落:由障碍物阻挡造成阴影效应，接收信号强度下降，但该场强中值随地理
S（f）
信号
S（f）
f0
f
扩频前的信号频谱
信号
f0
f
扩频后的信号频谱
S（f）
信号
干扰噪声
S（f）
f0
f
解扩频前的信号频谱
信号
脉冲干扰
信号
干扰噪声
f0
f
解扩频后的信号频谱
白噪声
扩频原理介绍
在上图所示的例子中，将原始数据与扩频码序列混合后（相乘），恰 好在原始数据的每个比特周期内插入了8个码片，传输的频率大为展宽。 在接收端的解扩就是在比特周期内用与发端相同的扩频序列对扩频后的码 片积分，使得数据得到恢复。处理增益就是码片周期与原始数据比特周期 的比值。在比特周期固定的情况下，码片周期取决于扩频带宽，扩频带宽 越宽，处理增益越大，更有利于数据序列恢复。由于无线频谱资源有限， 扩频带宽的大小是一个综合平衡的选择，不可能一味求大。在目前制式中 WCDMA的扩频带宽为5MHZ，CDMA2000扩频带宽为1.25MHZ。
WCDMA网络话音质量问题分析及解决方案
网络与PSTN网络之间，给问题的分析和定位带来很大的困难。
除此之外，还涉及到网络的各个网元，分析操作起来有较大难度。
2.2 语音处理模块语音业务是移动通信系统最基本的业务类型。
WCDMA系统涉及的网元和协议处理模块如图1所示。
图1 WCDMA网络协议结构栈图1的协议栈简略解释如下：AMR：WCDMA语音编码协议。
UU接口：主要指空口的物理层处理，包括信道编解码、加扰、扩频、调制、发射等。
FP：IUB接口用户面协议。
IUUP：IU接口的用户面协议。
MAC-D：可以认为是UU接口的一部分，分别在UE 和RNC处理。
分析上述协议处理模块，有助于解决语音质量问题：UMTS接入网没有参与语音的编码、解码处理，只是在加密、解密、帧格式转换上进行处理。
据此判断，如果出现错误，较大可能是丢帧、错帧，造成的影响，一般表现为杂音、丢字、咔哒声等，很少会因为接入网原因导致回声、串音等问题；而GSM和CDMA系统，TC模块都划分在接入网侧。
U M T S系统中3G-2G切换比较普遍，系统间切换比较容易出现语音质量问题，尤其是在解密算法的协商上。
IU和IUB接口都是ATM交换，和传统E1时隙交换有显著区别，导致的问题特点也不一致，而且语音业务和该连接的信令通道是承载在一起的，即使出现完全不通的情况，也基本上会导致信令的失败而拆链。
IU和IUB接口都有时间调整机制，这也是和E1交换不同的地方。
这种时间调整机制在不同网元配合，尤其是和其他设备商的IU接口对接、IUB传输质量不太好的条件下，可能会出现问题。
而空口质量非常关键，当受到无线信号覆盖、外界干扰等影响时，将直接影响到语音质量。
2.3 语音业务处理流程（1）协商建立流程普通的语音电话建立流程是最基本的流程，是分析可能出现的语音质量问题的基础，一切相关的语音处理参数都在此协商；而语音速率、加密算法重要参数等都需要从这个流程获得。
语音业务类型参数如图2所示。
图2 RAB支配请求（2）加密流程加密流程即CS和PS分开协商的过程。
GSM-NSS回声专题
GSM-NSS回声专题在每一个涉及到PSTN的呼叫过程中，都有可能产生回音，当回声路径时延大于30ms 时，PSTN近端产生的回声就会使远端的用户感觉到，这会影响通话的效果。
因此，在GSM 系统中需要配备回波抵消设备。
一、回声生成原理回声包括电学回声和声学回声。
电学回声是由于PSTN一端2/4线转换混合线圈阻抗不匹配，声学回声是由于固定话机收发隔离不好。
当回声路径时延大于30ms时，PSTN近端产生的回声就会使远端的用户感觉到，这会影响通话的效果。
PLMN虽然不产生回声，但是由于如下几个方面的原因，使得移动台与PSTN用户连接时，回波的时延路径被明显地加长，接近64ms。
电学回声（图1）是回波的主要来源，一般的回波消除器主要用来消除电学回声；图1 电学回声示意图无线路径上产生回波时延的主要原因：1.无线链路传输信息的延时；2.BTS（基站）或MS（移动台）为了克服多径延迟采用的均衡而带来的延时；3.TRAU（码变换器）为了实现码变换而产生的延时。
二、感受到回声的条件电学回声和声学回声在电话网中总是存在的，但需要以下条件电话用户才能感受到回声：1、回波通路延时足够长对于大多数电话用户来说，如果讲话者的回波通路延时时间：小于30ms，不易察觉；大于30ms，可以察觉，并影响听话效果；大于50ms，非常严重，需要控制。
在GSM网络中，延时有以下几个原因：无线链路传输信息的延时；BTS或MS为了克服多径延时采用的均衡带来的延时；TC为了实现话音编解码产生的延时。
所有的延时总量不超过188.5ms。
所以GSM系统中必须使用回波消除技术。
2、返回的回波信号足够强返回的回波信号必须足够让用户能够听见，即回波信号必须足够强。
三、回波消除器工作原理回波消除器是在4线发送路径上减去根据4线接收路径的话音信号计算出来的回音估值实现。
简单说来，回波消除器监测接收路径上从远端(farend)来的话音，计算出回波的估值，然后在发送路径上减去这个估值。
WCDMA原理
复用技术
复用技术是指将具有(jùyǒu)相同或不同QoS要求的业务复用到一 个物理信道中进行传输的技术。
由于业务种类及其QoS要求千变万化，但物理信道的能力只是有限的几个 等级。如何在保证各种业务QoS要求的前提下高效地复用到一个物理信道中传 输是复用算法首要考虑的问题。
这就牵涉到速率匹配的问题，它是复用技术的核心之所在，同时还牵 涉到信道编码方案等其它技术的选用问题。
典型信道划分(huà fēn)——车速环境
•宏蜂窝
•大功率
•高速移动
•存在阴影 •多路反射 •路径损耗(sǔnhào)和环境有关
共六十一页
WCDMA移动通信(tōng xìn)环境——业务环 境
• 数据业务将占很大的比重 • 不同的业务具有不同的QoS
• 大量的突发业务
• 业务在不同地理位置分布(fēnbù)密度不同 • 用户业务速率相差很大
(cǎiyòng)交织来将突发干扰造成的连续差错化解为随机独立差错，使其适合于译 码器的错误纠正。
交织，就是打乱原来的数据排列规则，按照一定顺序重新排列。
举例：
输入数据 A = (x1 x2 x3 x4 x5 … x25)
x1 x6 x11 x16 x21 x2 x7 … x22 x3 x8 … x23 x4 x9 … x24 x5 x10 … x25
扰码
DATA Symbol rate
Chip rate 3.84MHz
Chip rate 3.84MHz
符号(fúhào)速率 × SF = 3.84Mbps
WCDMA中，上行信道码的SF为：4~256 下行信道码的SF为：4~512
共六十一页
正交可变扩频因子(yīnzǐ)（OVSF）码
wcdmabts接收机灵敏度和整机噪声系数的理论计算
wcdmabts接收机灵敏度和整机噪声系数的理论计算WCDMA BTS 接收机灵敏度和整机噪声系数的理论计算1 概述灵敏度是衡量接收机在一定条件下能够接收小信号的能力，它和诸多因素有关。
例如，在不同的误码率、信纳比、信噪比等条件及不同的接收环境(静态、多径信道模型)情况下灵敏度概念和数值可能各不相同。
静态参考灵敏度是指接收机在静态理想传播环境(相当于有用信号直接输入接收机，没有任何外界干扰)下，错误比特率小于某一规定值时接收机可以接收最小有用信号的能力。
它是各种传播条件中最高的灵敏度，也就是说在任何情况下的接收机灵敏度数值都不可能超过静态参考灵敏度。
通常所讲的基站灵敏度一般是指它的静态参考灵敏度。
2 接收机灵敏度计算基站接收机系统可以分为射频滤波、LNA、混频、中频滤波、放大、A/D变换、DSP处理、解调等几部分组成，如图1所示。
f N b/Nt ELNA 混频 VGA 射频滤波器解码 A/D变换、DSP处理 Pnoise Pmin LO图1 接收机原理框图进入接收机输入端的信号有两种，有用信号Pmin 和热噪声信号Pnoise，由于接收机通道中电路本身也会产生噪声Nf，因而在解调处有用信号和噪声信号的比例为:Eb/Nt=Pmin-Pnoise-Nf (1)其中Eb/Nt 是有用信号平均比特能量与噪声和干扰功率谱密度的比值，又称为解调门限，相当于模拟FM调制的C/I(载干比)，是衡量数字调制和编码方式品质因素的标准。
Eb/Nt 的值取决于该系统的调制方式和解调算法。
Pnoise 为接收机输入口处的热噪声信号，又称本-23底噪声，其数值为Pnoise=10Log(KT?BW)，其中K是波尔兹曼常数，K=1.3810J/K;，0T为标准噪声温度，T=290K。
则: 00Pnoise=10Log(KT)+10Log(BW)=-174dBm+10Log(BW) (2) 0式中BW为系统信道带宽。
对于WCDMA系统而言，BW=3.84MHz，由式(1)、(2)可以推出WCDMA基站接收机理论上静态参考灵敏度Pmin为:Pmin=-174dBm+10Log(BW)+ Nf+ Eb/Nt=-108.15+ Nf+ Eb/Nt (3)静态参考灵敏度是在静态传播情况下测得的数值，是衡量接收机性能好坏的一个重要指标。
WCDMA之零中频接收机原理剖析大全
WCDMA之零中频接收机原理剖析大全在WCDMA系统中，零中频接收机的主要功能是将接收到的射频信号转化为基带信号，以便进行解调和处理。
零中频接收机由射频前端和中频部分组成。
射频前端负责将接收到的射频信号进行放大、滤波和频率转换，以方便后续的处理。
射频前端通常由低噪声放大器、混频器和滤波器等组成。
低噪声放大器负责将射频信号放大到合适的水平，以提高系统的灵敏度和抗干扰能力。
混频器则负责将射频信号的频率转换到中频，并通过滤波器对不需要的频率进行滤波。
中频部分负责将转换后的中频信号进行进一步处理，以提取出所需的基带信号。
中频部分通常由中频放大器、低通滤波器和解调器等组成。
中频放大器负责将中频信号放大到适当的水平，以提高系统的灵敏度和动态范围。
低通滤波器则负责将不需要的高频成分滤除，以达到提取基带信号的目的。
解调器则负责对经过滤波的信号进行解调，以提取出所需的基带信号。
WCDMA零中频接收机的核心原理是基于码分多址技术。
在WCDMA系统中，每个用户具有唯一的扩频码或信道码，不同用户之间的扩频码是正交的。
当多个用户同时传输信号时，接收机可以通过将收到的信号与相应的扩频码进行相关运算，实现对特定用户的信号的提取。
具体而言，接收机首先将接收到的射频信号与自身的扩频码进行相关处理，以提取出所需用户的信号。
然后，经过滤波和放大处理后的信号通过解调器进行解调，并通过数字信号处理器进行进一步的处理和解码，最终得到原始的基带信号。
总结起来，WCDMA零中频接收机的原理是将接收到的射频信号通过射频前端的放大、滤波和频率转换，将其转化为中频信号。
然后，通过中频部分的放大、滤波和解调，实现对所需用户信号的提取和解调。
这样，我们就可以得到原始的基带信号，以进行后续的处理和解码。
这就是WCDMA零中频接收机原理的详细剖析。
通过对WCDMA零中频接收机原理的深入了解，可以更好地理解WCDMA系统的工作原理，并为相关技术的设计和优化提供指导。
WCDMA之零中频接收机原理剖析大全
WCDMA相较于2G时代的GSM技术，WCDMA在Data Rate与信道容量，都大大提升[1]，采用了几个不同于GSM的技术。
一个是CDMA技术，也就是分码多任务，用简单的比喻来比较TDMA, FDMA, CDMA的不同[2] :在会议室内，若要保持通话时不被干扰，一种分别是选择不同时间通话(TDMA)一种是同时间通话，但分别在不同的隔间(FDMA)还有一种是同时间又同隔间通话，但讲不同语言(CDMA)这三种技术，分别在时域跟频域的比较 :由上图可知，CDMA 不分时也不分频，但因为分码，采正交码技术，不同码之间完全没有相关，因此大大提高了安全性。
C另外则是展频技术，将讯号的带宽拓宽，使其带以拓宽，与前述的正交码有送数据没有关系，故的传送数据，因此使得讯号得知，带宽拓宽后，其信道由上式可知，信道容量也跟个位的SNR ，b E 即每个位的式 :便可算出系统的SNR ，使其带宽远大于未作展频调变之原始数据带宽交码有关。
由于Tx 端会采用一组正交码，且该Rx 端也需使用该组正交码，才能解开展频，得讯号不易被干扰与撷取[3]，同时也由Shanno 其信道容量也提升了，连带提高了Data Rate[4]量也跟SNR 有关，但在CDMA 中，会先以EN个位的能量，而0N 即噪声的功率频谱密度，其中b f 是Data Rate ，因此若提升0bE N ，则可提升另外，由于原始数据的Chip Rate ，会在展频后大大提升，使得讯号会额外获得增益，进而再提高SNR ，该增益称为处理增益，Processing Gain ，P G()10log()CP R G dB R=R 是原始资料的Chip Rate ，C R 是展频后的Chip Rate ，由[5]可知，R 与C R 分别为12.2Kbps 与3.84Mcps ，带入上式，而得知0bE N 与P G 后，便可算出JM (Jamming Margin) :()10log()10log(bP E JM dB G N =−当然JM 值越大，则表示抗干扰能力越好[3]。
GSM／WCDMA通信系统回声产生原理及控制实例
GSM／WCDMA通信系统回声产生原理及控制实例
刘海英
【期刊名称】《《管理观察》》
【年(卷),期】2009(000)035
【摘要】GSM／WCDMA移动通信系统的回声主要包括声学回声和电学回声，声学回声的引入是由于某些手机声学隔离性能不符合GSM协议要求，使对端手机听到回声。
电学回声源于PSTN端混合变换器（Hybrid）阻抗不匹配，导致发送信号被耦合到接收线路中，会在四线端产生回波。
本文详细记录了秦皇岛WCDMA 建网之初对回声问题处理经过，希望能为类似问题的处理提供一些经验。
【总页数】1页(P25)
【作者】刘海英
【作者单位】中国联通秦皇岛分公司河北秦皇岛066004
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.5
【相关文献】
1.WCDMA无线通信系统中的调制解调原理 [J], 陈星;王召巴
2.WCDMA和GSM/GPRS移动通信系统间的漫游和切换 [J], 李文宇;李波
3.WCDMA系统扰码规划原理与实例 [J], 梅辉
4.WCDMA与GSM1800通信系统基站间干扰的研究 [J], 郭新琦
5.WCDMA数字移动通信系统信道化原理及其在计量中的应用 [J], 周鑫;赵海宁;何昭;卞昕;蒋志清;侯立新
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
GSMWCDMA通信系统回声产生原理及控制实例
摘要:GSM/WCDMA移动通信系统的回声主要包括声学回声和电学回声,声学回声的引入是由于某些手机声学隔离性能不符合GSM协议要求,使对端手机听到回声。
电学回声源于PSTN端混合变换器(Hybrid)阻抗不匹配,导致发送信号被耦合到接收线路中,会在四线端产生回波。
本文详细记录了秦皇岛WCDMA建网之初对回声问题处理经过,希望能为类似问题的处理提供一些经验。
关键词:声学回声电学回声回声抑制
一、声学回声产生原理
手机产生的声学回声主要是因为移动终端的MIC和扬声器一般靠得比较近,声腔耦合器的隔离度不够,造成听筒输出的声音泄漏到话筒,加之无线通信系统的固有时延,最终形成了声学回声。
当终端设计指标满足要求时,另一个可能导致声学回声的原因是通话环境刚好对话音具有较强的反射。
一般说来,回波延时在30毫秒左右,可明显的被人查觉;延时大于50毫秒,就会严重影响通话质量。
ITU-T G.131和ITU-T G.161认为当回波延时超过25毫秒时,回波可以被人感
觉出来。
对于声学回声,主要是由于终端指标不符合要求所致,出现概率很小,不认为是系统设备的问题。
但在必要时也可以通过在系统中调节话音电平增益或增加声学回声消除设备
解决。
二、电学回声产生原理
电学回声是由于PSTN一端2/4线转换混合线圈阻抗不匹配,声学回声是由于固定话机收发隔离不好。
当回声路径时延大于30ms时,PSTN近端产生的回声就会使远端的用户感觉到,这会影响通话的效果。
PLMN虽然不产生回声,但是由于如下几个方面的原因,使得移动台与PSTN用户连接时,回波的时延路径被明显地加长,接近64ms。
因此,在GSM系统中需要配备回波抵消设备。
三、回声控制实例
针对秦皇岛联通用户反映回声问题,我们跟踪重现了投诉现象,基本确认网络中两种回声都存在,根据回声产生原理我们确定了在BSC侧解决声学回声和在联通移动综合关口局侧解决电学回声的原则。
首先是声学回声的处理。
由于BSC对声音的处理完全符
合GSM协议,GSM协议对BSS系统没有作出声学回声处理的规定。
协议规定应该由手机加强其隔离性设计,从而避免声学回声的出现。
BSC对声音的处理是一视同仁的,无法判断收到的声音到底是回声,还是正常通话,都将原封不动的送到对端手机,对端手机听到回声。
因此,声学回声和TC的时隙,基站载频时隙,以及数据的重新加载均没有关系,而和手机的类型有关系。
秦皇岛联通BSC为华为BSC6000设备,开启回声抑制功能的做法是通过开启BSC6000 的DSP的AEC功能实现的。
为了确保该功能开启不影响其他正常的手机,我们首先将测试手机的呼叫TC资源绑定到指定DSP上面,开启该DSP芯片的AEC功能,进行大量指定拨测,调整参数,找到一组合适的消除回声的AEC参数,经过大量测试和分析,我们采用了下述参数:
1、回波延迟处理范围默认为400MS,回波返回损耗值17DB
2、确保AEC版本选择为收敛较快的版本
3、打开下行ALC将下行的语音固定向下调整3db,将下行输出的音量降下来
将BSC上所有DSP芯片的AEC功能开启后,测试正常,拨打问题手机基本听不到回声。
两天后进行投诉用户回访,基本听不到回声。
针对上述原因,我们首先对综合关口局ECPOOL资源单板
进行逐一测试,结果资源单板全部正常,参数设置满足要求。
接下来我们根据回声产生的投诉主要为秦皇岛本地手机拨
打唐山(深圳等地)固话存在回声这一现象,对具体的来话和去话路由进行了详细梳理:
联通省内长途话务模型,手机拨打长途固定电话时,端局
将70%的话务送关口局,30%直接送长途TMGW局。
经过长途
T局时没有回声,经过关口局时有回声。
确定存在回声时路径如下:秦皇岛BSC-秦皇岛软交换端局-秦皇岛关口局(2个负荷
分担)-长途193局-唐山联通关口局(2个负荷分担)-唐山固网
汇接局(2个负荷分担)-唐山固定交换机端局)。
由于是手机和PSTN之间的回声,而且是手机侧听到回声,因此确定是电学回声,电学回声应该在最接近固网侧进行抑制,问题较大可能是唐山联通关口局的回声抑制问题。
原则上落地关口局必须在固网局向提供回声抑制,也就是唐山关口
局到固网汇接局的两个中继群,经唐山检查现网正确配置了
回声抑制,所以通过TMGW长途汇接局的通路中具备回声抑
制功能。
唐山关口局目前到193长途局的中继群是配置了回声抑制的,因此通过关口局由193汇接的话路上存在2个回声抑制,这两个回声抑制功能相互抵消,导致回声抑制功能失效。
为了解决长途回声问题,必须确保所有通路上的回声抑
制是奇数的,这样才能确保对回声的有效抑制。
为此我们关口局到193汇接局的中继群上也配置了回声抑制。
经过测试验
证到唐山的长途回声问题不再出现。
四、结论
由于声学回声处理时对在BSC侧对所有终端通话采用一致的抑制参数,实际上很多地方都是从手机上传过来的声音已经被剪切了,所以原来正常的手机可能通话时会出现不太明显的断续,而且这种剪切也只是在rin与sin的能量差大于配置的ERL(17db)以上,里面夹杂着回声的。
但AEC算法在回波消除能力和双讲剪切之间很难折中,只能寻求最优的参数,但不能根除剪切感,现在的算法能够保证rin与sin能量差小于配置ERL(17dB)的双讲时不会引入额外的剪切,也就是说正常通话情况下不影响。
根据GSM 的组网原则,EC设备一般放在“最靠近回声产生的地方”,所以现网一般在综合关口局连接固定网的中继群上使用回声抑制功能。
但由于联通网络构成比较复杂,虽然关口局在对固定网的中继群侧都采用了回声抑制,但对网内互联时不仅有移动网设备,还有长途网、VOIP网、10010话务台等设备,在对这些中继群是否采用回声抑制的问题上,全网应有统一的规范,以避免在网内多重设置造成混乱。
◆
参考文献:
韩斌杰GSM通信原理及网络优化机械工业出版社。