聯(lián)通新時(shí)空CDMA工程技術(shù)手冊(cè)

1、目錄1.CDMA系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)51.1.大容量51.2.軟容量81.3.軟切換91.4.采用多種分集技術(shù)91.5.話音激活121.6.保密121.7.低發(fā)射功率121.8.大覆蓋范圍142.CDMA的信道152.1.CDMA中使用的地址碼152.2.反向CDMA信道162.2.1.接入信道172.2.2.反向業(yè)務(wù)信道172.3.前向CDMA信道182.3.1.導(dǎo)頻信道182.3.2.同步信道192.3.3.尋呼信道202.3.4.前向業(yè)務(wù)信道203.功率控制223.1.介紹223.2.前向功控233.3.反向功控234.鏈路預(yù)算與容量估算254.1.介紹254.2.CDMA鏈路分析舉例264.

2、3.容量估算315.呼叫處理355.1.空閑狀態(tài)355.2.接入狀態(tài)355.3.登記405.3.1.介紹405.3.2.系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)405.3.3.漫游的類(lèi)型425.3.4.登記的類(lèi)型435.4.導(dǎo)頻搜索及切換485.4.1.切換過(guò)程485.4.2.切換的類(lèi)型495.4.3.切換信令505.4.4.軟切換要求595.4.5.切換參數(shù)595.4.6.移動(dòng)臺(tái)的搜索窗口615.4.7.軟切換過(guò)程中的呼叫處理615.5.硬切換655.5.1.IS-95中不同廠商設(shè)備間的硬切換655.5.2.CDMA2000中的硬切換676.影響網(wǎng)絡(luò)性能的有關(guān)參數(shù)796.1.功率分配796.2.主要的接入?yún)?shù)796.2.

3、1.PAM_SZ796.2.2.MAX_CAP_SZ806.2.3.PROBE_PN_RANDOM816.2.4.PROBE_BKOFF826.2.5.NUM_STEP846.2.6.BKOFF846.2.7.ACC_CHAN856.2.8.ACC_TMO856.2.9.MAX_REQ_SEQ866.2.10.MAX_RSP_SEQ876.3.系統(tǒng)參數(shù)（登記參數(shù)）876.3.1.PAGE_CHAN886.3.2.MAX_SLOT_CYCLE_INDEX886.3.3.BCAST_INDEX886.3.4.PARAMETER_REG896.3.5.REG_PRD896.3.6.REG_DIST8

4、96.4.功率控制參數(shù)（開(kāi)環(huán)功控）906.4.1.NOM_PWR906.4.2.INIT_PWR906.4.3.PWR_STEP916.5.切換參數(shù)926.5.1.NGHBR_PN/PILOT_PN_OFFSET926.5.2.SERACH_WIN_A926.5.3.SEARCH_WIN_N936.5.4.SEARCH_WIN_R946.5.5.NGHBR_MAX_AGE956.5.6.PILOT_INC966.5.7.NGHBR_CONFIG966.6.導(dǎo)頻檢測(cè)參數(shù)966.6.1.T_ADD966.6.2.T_DROP976.6.3.T_TDROP986.6.4.T_COMP996.7.硬切

5、換參數(shù)1016.7.1.T_COMP1016.7.2.GUARD_LEVEL1016.7.3.GUARD_TIME1027.CDMA系統(tǒng)性能分析的具體步驟1037.1.了解系統(tǒng)1037.2.確認(rèn)系統(tǒng)是否穩(wěn)定1047.2.1.穩(wěn)定性的定義1047.2.2.檢查系統(tǒng)的穩(wěn)定性1057.3.初始化鄰集列表1067.4.導(dǎo)頻掃描1077.5.更新鄰集列表1077.6.數(shù)據(jù)采集（路測(cè)）1087.7.性能分析1088.CDMA系統(tǒng)的性能評(píng)估路測(cè)方法（以QUALCOMM的CAIT為例）1108.1.前向?qū)ьl覆蓋測(cè)試1108.1.1.描述1108.1.2.測(cè)試過(guò)程1108.2.FER誤幀率測(cè)試1118.2.1.

6、測(cè)試過(guò)程1118.3.接入失敗率測(cè)試1128.3.1.描述1128.3.2.測(cè)試過(guò)程1128.4.掉話率測(cè)試1138.4.1.描述1148.4.2.測(cè)試過(guò)程1148.5.可以接受的參數(shù)值1159.CDMA系統(tǒng)的性能分析1179.1.接入失敗原因分析1179.1.1.呼叫發(fā)起的定義1179.1.2.系統(tǒng)接入狀態(tài)定時(shí)1179.1.3.呼叫發(fā)起過(guò)程概述1189.1.4.典型的接入時(shí)間1199.1.5.呼叫發(fā)起過(guò)程中激活的進(jìn)程1199.1.6.呼叫發(fā)起過(guò)程中各個(gè)階段的約束限制1209.1.7.各種情況的分析1209.2.掉話原因分析1279.2.1.移動(dòng)臺(tái)的掉話機(jī)制1279.2.2.基站掉話機(jī)制127

7、9.2.3.掉話分析模版1289.2.4.接入/切換掉話模版1289.2.5.前向干擾掉話（長(zhǎng)時(shí)干擾）1299.2.6.前向干擾掉話（短時(shí)干擾）1309.2.7.前反向鏈路不平衡導(dǎo)致的掉話1319.2.8.覆蓋不好造成的掉話（長(zhǎng)時(shí)覆蓋不好）1329.2.9.覆蓋不好造成的掉話（短時(shí)覆蓋不好）1329.2.10.業(yè)務(wù)信道發(fā)射功率受限造成的掉話1339.3.切換失敗原因分析1349.3.1.導(dǎo)頻強(qiáng)度的指示功能1349.3.2.切換過(guò)程1359.3.3.切換失敗1359.3.4.軟切換失敗情況1：資源分配問(wèn)題1369.3.5.軟切換失敗情況2：切換信令問(wèn)題1369.3.6.利用Pilot Beaco

8、n指示硬切換1389.4.FER分析1389.4.1.前向鏈路高FER原因分析1389.4.2.反向鏈路高FER原因分析1401. CDMA系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)CDMA系統(tǒng)采用碼分多址的技術(shù)及擴(kuò)頻通信的原理，使得可以在系統(tǒng)中使用多種先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)，為系統(tǒng)帶來(lái)許多優(yōu)點(diǎn)。以下介紹了CDMA無(wú)線通信系統(tǒng)的幾個(gè)顯著特點(diǎn)。1.1. 大容量根據(jù)理論計(jì)算及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，CDMA系統(tǒng)的信道容量是模擬系統(tǒng)的1020倍，是TDMA系統(tǒng)的4倍。CDMA系統(tǒng)的高容量很大一部分因素是因?yàn)樗念l率復(fù)用系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其它制式的蜂窩系統(tǒng)，同時(shí)CDMA使用了話音激活和扇區(qū)化，快速功率控制等。按照香農(nóng)定理，各種多址方式（FDMA、T

9、DMA和CDMA）都應(yīng)有相同的容量。但這種考慮有幾種欠缺。一是假設(shè)所有的用戶在同一時(shí)間內(nèi)連續(xù)不斷地傳送消息，這對(duì)話音通信來(lái)說(shuō)是不符合實(shí)際的；二是沒(méi)有考慮在地理上重新分配頻率的問(wèn)題；三是沒(méi)有考慮信號(hào)傳輸中的多徑衰落。決定CDMA數(shù)字蜂窩系統(tǒng)容量的主要參數(shù)是：處理增益、Eb/No、話音負(fù)載周期、頻率復(fù)用效率和基站天線扇區(qū)數(shù)。若不考慮蜂窩系統(tǒng)的特點(diǎn)，只考慮一般擴(kuò)頻通信系統(tǒng)，接收信號(hào)的載干比定義為載波功率與干擾功率的比值，可以寫(xiě)成：其中：Eb：信息的比特能量；Rb：信息的比特率；Io：干擾的功率譜密度；W：總頻段寬度（這里也是CDMA信號(hào)所占的頻譜寬度，即擴(kuò)頻寬度）；Eb/Io：類(lèi)似與通常所說(shuō)的歸一化

10、信噪比，其取值決定于系統(tǒng)對(duì)誤比特率或話音質(zhì)量的要求，并與系統(tǒng)的調(diào)制方式和編碼方案有關(guān)；W/Rb：系統(tǒng)的處理增益。若N個(gè)用戶共用一個(gè)無(wú)線信道，顯然，每一個(gè)用戶的信號(hào)都受到其它N-1個(gè)用戶信號(hào)的干擾。假定到達(dá)一個(gè)接收機(jī)的信號(hào)強(qiáng)度和各干擾強(qiáng)度都相等，則載干比為：或若N>>1，于是結(jié)果說(shuō)明，在誤比特率一定的條件下，所需要的歸一化信噪比越小，系統(tǒng)可以同時(shí)容納的用戶數(shù)越多。應(yīng)該注意這里的假定條件，所謂到達(dá)接收機(jī)的信號(hào)強(qiáng)度和各個(gè)干擾強(qiáng)度都一樣，對(duì)單一小區(qū)（沒(méi)有鄰近小區(qū)的干擾）而言，在前向傳輸時(shí)，不加功率控制即可滿足；但是在反向傳輸時(shí)，各個(gè)移動(dòng)臺(tái)向基站發(fā)送的信號(hào)必須進(jìn)行理想的功率控制才能滿足。其次

11、，應(yīng)根據(jù)CDMA蜂窩通信系統(tǒng)的特征對(duì)這里得到的公式進(jìn)行修正。1) 話音激活期的影響在典型的全雙工通話中，每次通話中話音存在時(shí)間一般為40%。如果在話音停頓時(shí)停止信號(hào)發(fā)射，對(duì)CDMA系統(tǒng)而言，減少了對(duì)其它用戶的干擾，使系統(tǒng)的容量提高到原來(lái)的1/0.35=2.86倍。雖然FDMA和TDMA兩種系統(tǒng)都可以利用這種停頓，使容量獲得一定程度的提高，但是要做到這一點(diǎn)，必須增加額外的控制開(kāi)銷(xiāo)，而且要實(shí)現(xiàn)信道的動(dòng)態(tài)分配必然會(huì)帶來(lái)時(shí)間上的延遲，而CDMA系統(tǒng)可以很容易地實(shí)現(xiàn)。2) 扇區(qū)化CDMA小區(qū)扇區(qū)化有很好的容量擴(kuò)充作用，其效果好于扇區(qū)化對(duì)FDMA和TDMA系統(tǒng)的影響。小區(qū)一般劃分為三個(gè)扇區(qū)，天線波束寬度一

12、般小于120度，因?yàn)樘炀€方向幅度寬而且經(jīng)常出現(xiàn)傳播異常，這些天線覆蓋區(qū)域有很大的重疊，扇區(qū)之間的隔離并不可靠。因此，窄帶系統(tǒng)在小區(qū)扇區(qū)化時(shí)小區(qū)頻率復(fù)用并無(wú)改善。而對(duì)于CDMA系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，扇區(qū)化之后（采用方向性天線），干擾可以看成近似減少為原來(lái)的三分之一，因此網(wǎng)絡(luò)容量增加為原來(lái)的三倍。3) 頻率再用在CDMA系統(tǒng)中，若干小區(qū)的基站都工作在同一頻率上，這些小區(qū)內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)也工作在同一頻率上。因此，任一小區(qū)的移動(dòng)臺(tái)都會(huì)受到相鄰小區(qū)基站的干擾，任一小區(qū)的基站也都會(huì)受到相鄰小區(qū)移動(dòng)臺(tái)的干擾。這些干擾的存在必然會(huì)影響系統(tǒng)的容量。因此必須采取措施限制來(lái)自臨近小區(qū)的干擾，才能提高系統(tǒng)的頻率再用效率。4) 低的Eb

13、/NoEb/No是數(shù)字調(diào)制和編碼技術(shù)藉以比較的標(biāo)準(zhǔn)。由于CDMA系統(tǒng)采用很寬的信道帶寬，可以采用高冗余的強(qiáng)糾錯(cuò)編碼技術(shù)，而窄帶數(shù)字系統(tǒng)由于信道帶寬限制，只能采用低冗余的糾錯(cuò)編碼，糾錯(cuò)能力也較低。因此，CDMA系統(tǒng)要求的Eb/No比窄帶系統(tǒng)要低，降低干擾，擴(kuò)大了容量?？紤]這些因素，CDMA的容量公式要進(jìn)行修正，具體見(jiàn)第四章的容量估算。1.2. 軟容量在FDMA、TDMA系統(tǒng)中，當(dāng)小區(qū)服務(wù)的用戶數(shù)達(dá)到最大信道數(shù)，已滿載的系統(tǒng)再無(wú)法增添一個(gè)信號(hào)，此時(shí)若有新的呼叫，該用戶只能聽(tīng)到忙音。而在CDMA系統(tǒng)中，用戶數(shù)目和服務(wù)質(zhì)量之間可以相互折中，靈活確定。例如系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)者可以在話務(wù)量高峰期將某些參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，

14、例如可以將目標(biāo)誤幀率稍稍提高，從而增加可用信道數(shù)。同時(shí)，在相鄰小區(qū)的負(fù)荷較輕時(shí)，本小區(qū)受到的干擾較小，容量就可以適當(dāng)增加。體現(xiàn)軟容量的另外一種形式是小區(qū)呼吸功能。所謂小區(qū)呼吸功能就是指各個(gè)小區(qū)的覆蓋大小是動(dòng)態(tài)的。當(dāng)相鄰兩個(gè)小區(qū)負(fù)荷一輕一重時(shí)，負(fù)荷重的小區(qū)通過(guò)減小導(dǎo)頻發(fā)射功率，使本小區(qū)的邊緣用戶由于導(dǎo)頻強(qiáng)度不夠，切換到相鄰的小區(qū)，使負(fù)荷分擔(dān)，即相當(dāng)于增加了容量。這項(xiàng)功能可以避免在切換過(guò)程中由于信道短缺造成的掉話。在模擬系統(tǒng)和數(shù)字TDMA系統(tǒng)中，如果沒(méi)有可用信道，呼叫必須重新被分配到另一條候選信道，或者在切換時(shí)中斷。但是在CDMA中，建議可以適當(dāng)提高用戶的可接受的誤比特率直到另外一個(gè)呼叫結(jié)束。1.

15、3. 軟切換所謂軟切換是指移動(dòng)臺(tái)需要切換時(shí)，先與新的基站連通再與原基站切斷聯(lián)系，而不是先切斷與原基站的聯(lián)系再與新的基站連通。軟切換只能在同一頻率的信道間進(jìn)行，因此，模擬系統(tǒng)、TDMA系統(tǒng)不具有這種功能。軟切換可以有效地提高切換的可靠性，大大減少切換造成的掉話，因?yàn)閾?jù)統(tǒng)計(jì)，模擬系統(tǒng)、TDMA系統(tǒng)無(wú)線信道上的掉話90%發(fā)生在切換中。同時(shí)，軟切換還提供分集，在軟切換中，由于各個(gè)小區(qū)采用同一頻帶，因而移動(dòng)臺(tái)可同時(shí)與小區(qū)A和鄰近小區(qū)B同時(shí)進(jìn)行通信。在反向信道，兩基站分別接收來(lái)自移動(dòng)臺(tái)的有用信號(hào)，以幀為單位譯碼分別傳給移動(dòng)交換中心，移動(dòng)交換中心內(nèi)的聲碼器/選擇器（Vocoder/Selector）也以幀為

16、單位，通過(guò)對(duì)每一幀數(shù)據(jù)后面的CRC校驗(yàn)碼來(lái)分別校驗(yàn)這兩幀的好壞，如果只有一幀為好幀，則聲碼器就選擇這一好幀進(jìn)行聲碼變換；如果兩幀都為好幀，則聲碼器就任選一幀進(jìn)行聲碼變換；如果兩幀都為壞幀，則聲碼器放棄當(dāng)前幀，取出前面的一個(gè)好幀進(jìn)行聲碼變換。這樣就保證了基站最佳的接收結(jié)果。在前向信道，兩個(gè)小區(qū)的基站同時(shí)向移動(dòng)臺(tái)發(fā)射有用信號(hào)，移動(dòng)臺(tái)把其中一個(gè)基站來(lái)的有用信號(hào)實(shí)際作為多徑信號(hào)進(jìn)行分集接收。這樣在軟切換中，由于采用了空間分集技術(shù)，大大提高了移動(dòng)臺(tái)在小區(qū)邊緣的通信質(zhì)量，增加了系統(tǒng)的容量。從反向鏈路來(lái)說(shuō)，移動(dòng)臺(tái)根據(jù)傳播狀況好的基站情況來(lái)調(diào)整發(fā)射功率（在第三章的反向功控中有詳細(xì)的介紹），減少了反向鏈路的干擾

17、，從而增加了反向鏈路的容量。1.4. 采用多種分集技術(shù)分集技術(shù)是指系統(tǒng)能同時(shí)接收并有效利用兩個(gè)或更多個(gè)輸入信號(hào)，這些輸入信號(hào)的衰落互不相關(guān)。系統(tǒng)分別解調(diào)這些信號(hào)然后將它們相加，這樣可以接收到更多的有用信號(hào)，克服衰落。移動(dòng)通信信道是一種多徑衰落信道，發(fā)射的信號(hào)要經(jīng)過(guò)直射、反射、散射等多條傳播路徑才能到達(dá)接收端，而且隨著移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)，各條傳播路徑上的信號(hào)負(fù)擔(dān)、時(shí)延及相位隨時(shí)隨地發(fā)生變化，所以接收到的信號(hào)的電平是起伏的、不穩(wěn)定的，這些不同相位的多徑信號(hào)相互迭加就形成衰落。迭加后的信號(hào)幅度變化符合瑞利分布，因而又稱瑞利衰落。瑞利衰落隨時(shí)間急劇變化時(shí)，稱為“快衰落”。而陰影衰落是由于地形的影響（例如建筑

18、物的阻擋等）而造成的信號(hào)中值的緩慢變化。分集接收是克服多徑衰落的一個(gè)有效方法，采用這種方法，接收機(jī)可對(duì)多個(gè)攜有相同信息且衰落特性相互獨(dú)立的接收信號(hào)在合并處理之后進(jìn)行判決。由于衰落具有頻率、時(shí)間和空間的選擇性，因此分集技術(shù)包括頻率分集、時(shí)間分集和空間分集。減弱慢衰落的影響可采用空間分集，即用幾個(gè)獨(dú)立天線或在不同的場(chǎng)地分別發(fā)送和接收信號(hào)，以保證各信號(hào)之間的衰落獨(dú)立。由于這些信號(hào)在傳輸過(guò)程中的地理環(huán)境不同，所以各信號(hào)的衰落各不相同。采用選擇性合成技術(shù)選擇較強(qiáng)的一個(gè)輸出，降低了地形等因素對(duì)信號(hào)的影響。根據(jù)衰落的頻率選擇性，當(dāng)兩個(gè)頻率間隔大于信道的相關(guān)帶寬時(shí)，接收到的此兩種頻率的衰落信號(hào)不相關(guān)。市區(qū)的相

19、關(guān)帶寬一般為50kHz左右，郊區(qū)的相關(guān)帶寬一般為250kHz左右。而碼分多址的一個(gè)信道帶寬為1.23MHz，無(wú)論在郊區(qū)還是在市區(qū)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于相關(guān)帶寬的要求，所以碼分多址的寬帶傳輸本身就是頻率分集。時(shí)間分集是利用基站和移動(dòng)臺(tái)的Rake接收機(jī)來(lái)完成的。對(duì)于一個(gè)信道帶寬為1.23MHz的碼分多址系統(tǒng)，當(dāng)來(lái)自兩個(gè)不同路徑的信號(hào)的時(shí)延差為1us，也就是這兩條路徑相差大約為0.3Km時(shí)，Rake就可以將它們分別提取出來(lái)而不互相混淆。CDMA系統(tǒng)對(duì)多徑的接收能力在基站和移動(dòng)臺(tái)是不同的。在基站處，對(duì)應(yīng)與每一個(gè)反向信道，都有四個(gè)數(shù)字解調(diào)器，而每個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)字解調(diào)器又包含兩個(gè)搜索單元和一個(gè)解調(diào)單元。搜索單元的作用是在規(guī)

20、定的窗口內(nèi)迅速搜索多徑，搜索到之后再交給數(shù)字解調(diào)單元。這樣對(duì)于一條反向業(yè)務(wù)信道，每個(gè)基站都同時(shí)解調(diào)四個(gè)多徑信號(hào)，進(jìn)行矢量合并，再進(jìn)行數(shù)字判決恢復(fù)信號(hào)。如果移動(dòng)臺(tái)處在三方軟切換中，三個(gè)基站同時(shí)解調(diào)同一個(gè)反向業(yè)務(wù)信道（空間分集），這樣最多時(shí)相當(dāng)于12個(gè)解調(diào)器同時(shí)解調(diào)同一反向信道，這在TDMA中是不可能實(shí)現(xiàn)的。而在移動(dòng)臺(tái)里，一般只有三個(gè)數(shù)字解調(diào)單元，一個(gè)搜索單元。搜索單元的作用也是迅速搜索可用的多徑。當(dāng)只接收到一個(gè)基站的信號(hào)時(shí)，移動(dòng)臺(tái)可同時(shí)解調(diào)三個(gè)多徑信號(hào)進(jìn)行矢量合并。如果移動(dòng)臺(tái)處在三方軟切換中，三個(gè)基站同時(shí)向該移動(dòng)臺(tái)發(fā)送信號(hào)，移動(dòng)臺(tái)最多也只能同時(shí)解調(diào)三個(gè)多徑信號(hào)進(jìn)行矢量合并，也就是說(shuō)，在移動(dòng)臺(tái)端，

21、對(duì)從不同基站來(lái)的信號(hào)與從不同基站來(lái)的多徑信號(hào)一起解調(diào)。但這里也有一定的規(guī)則，如果處在三方軟切換中，即使從其中一個(gè)基站來(lái)的第二條路徑信號(hào)強(qiáng)度大于從另外兩個(gè)基站來(lái)的信號(hào)的強(qiáng)度，移動(dòng)臺(tái)也不解調(diào)這條多徑信號(hào)，而是盡量多地解調(diào)從不同基站來(lái)的信號(hào)，以便獲得來(lái)自不同基站的功率控制比特，使自身發(fā)射功率總處于最低的狀態(tài)，以減少對(duì)系統(tǒng)的干擾。這樣就加強(qiáng)了空間分集的作用。CDMA系統(tǒng)中就這樣綜合利用了頻率分集、空間分集和時(shí)間分集來(lái)抵抗衰落對(duì)信號(hào)的影響，從而獲得高質(zhì)量的通信性能。1.5. 話音激活典型的全雙工雙向通話中，每次的通話的占空比小于35%，在FDMA和TDMA系統(tǒng)中，由于通話停頓等重新分配信道存在一定的時(shí)延

22、，所以難以利用話音激活因素。CDMA系統(tǒng)因?yàn)槭褂昧丝勺兯俾事暣a器，在不講話時(shí)傳輸速率低，減輕了對(duì)其它用戶的干擾，這即是CDMA系統(tǒng)的話音激活技術(shù)。1.6. 保密CDMA系統(tǒng)的信號(hào)擾碼方式提供了高度的保密性，使這種數(shù)字蜂窩系統(tǒng)在防止串話、盜用等方面具有其它系統(tǒng)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。1.7. 低發(fā)射功率眾所周知，由于CDMA (IS-95) 系統(tǒng)中采用快速的反向功率控制、軟切換、語(yǔ)音激活等技術(shù)，以及IS-95規(guī)范對(duì)手機(jī)最大發(fā)射功率的限制，使CDMA手機(jī)在通信過(guò)程中輻射功率很小而享有“綠色手機(jī)”的美譽(yù)，這是與GSM相比，CDMA的重要優(yōu)點(diǎn)之一。從手機(jī)發(fā)射功率限制的角度來(lái)比較：目前普遍使用的GSM手機(jī)900

23、MHz頻段最大發(fā)射功率為2W （33dBm），1800MHz頻段最大發(fā)射功率為1W （30dBm），同時(shí)規(guī)范要求，對(duì)于GSM900和1800頻段，通信過(guò)程中手機(jī)最小發(fā)射功率分別不能低于5dBm和0dBm。CDMA IS-95A規(guī)范對(duì)手機(jī)最大發(fā)射功率要求為0.2W1W（23dBm30dBm），實(shí)際上目前網(wǎng)絡(luò)上允許手機(jī)的最大發(fā)射功率為23dBm (0.2W)，規(guī)范對(duì)CDMA手機(jī)最小發(fā)射功率沒(méi)有要求。在實(shí)際通信過(guò)程中，在某個(gè)時(shí)刻某個(gè)地點(diǎn)，手機(jī)的實(shí)際發(fā)射功率取決于環(huán)境，系統(tǒng)對(duì)通信質(zhì)量的要求,語(yǔ)音激活等諸多因素, 實(shí)際上就是取決于系統(tǒng)的鏈路預(yù)算。在通常的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和規(guī)劃中, 對(duì)于基本相同的誤幀率要求, G

24、SM系統(tǒng)要求到達(dá)基站的手機(jī)信號(hào)的載干比通常為9dB左右，由于CDMA系統(tǒng)采用擴(kuò)頻技術(shù), 擴(kuò)頻增益對(duì)全速率編碼的增益為21dB, (對(duì)其他低速率編碼的增益更大), 所以對(duì)解擴(kuò)前信號(hào)的等效載干比的要求為 -14dB! (CDMA系統(tǒng)通常要解擴(kuò)后信號(hào)的值為7dB左右)。從手機(jī)發(fā)射功率的初始值的取定及功率控制機(jī)制的角度來(lái)進(jìn)行比較：手機(jī)與系統(tǒng)的通信可分為兩個(gè)階段，一是接入階段，二是通話階段。對(duì)于GSM系統(tǒng)，手機(jī)在隨機(jī)接入階段沒(méi)有進(jìn)入專用模式以前，是沒(méi)有功率控制的，為保證接入成功，手機(jī)以系統(tǒng)能允許的最大功率發(fā)射 (通常是手機(jī)的最大發(fā)射功率)。在分配專用信道（SDCCH或TCH）后，手機(jī)會(huì)根據(jù)基站的指令調(diào)整

25、手機(jī)的發(fā)射功率，調(diào)整的步長(zhǎng)通常為2dB。調(diào)整的頻率為60ms一次。對(duì)于CDMA系統(tǒng)，在隨機(jī)接入狀態(tài)下，手機(jī)會(huì)根據(jù)接收到的基站信號(hào)電平估計(jì)一個(gè)較小的值作為手機(jī)的初始發(fā)射功率, 發(fā)送第一個(gè)接入試探，如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有得到基站的應(yīng)答信息，手機(jī)會(huì)加大發(fā)射功率，發(fā)送第二個(gè)接入試探，如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)還沒(méi)有得到基站的應(yīng)答信息，手機(jī)會(huì)再加大發(fā)射功率。這個(gè)過(guò)程重復(fù)下去，直到收到基站的應(yīng)答或者到達(dá)設(shè)定的最多嘗試次數(shù)為止。在通話狀態(tài)下，每1.25ms 基站會(huì)向手機(jī)發(fā)送一個(gè)功率控制命令信息，命令手機(jī)增大或減少發(fā)射功率, 步長(zhǎng)通常為1dB。由上面的比較可以看出，總體而言,考慮到CDMA系統(tǒng)其他獨(dú)有的技術(shù), 如軟切換

26、, RAKE接收機(jī)對(duì)多徑的分集作用，強(qiáng)有力的前向糾錯(cuò)算法對(duì)對(duì)上行鏈路預(yù)算的改善, CDMA系統(tǒng)對(duì)手機(jī)的發(fā)射功率的要求比GSM系統(tǒng)對(duì)手機(jī)發(fā)射功的要求要小得多. 而且GSM手機(jī)在接入過(guò)程中以最大的功率發(fā)射，在通話過(guò)程中功率控制速度較慢，所以手機(jī)以大功率發(fā)射的機(jī)率較大；而CDMA手機(jī)獨(dú)特的隨機(jī)接入機(jī)制和快速的反向功率控制，可以使手機(jī)平均發(fā)射功率維持在一個(gè)較低的水平。1.8. 大覆蓋范圍從第四章的鏈路預(yù)算表中我們可以看出，在CDMA的鏈路預(yù)算中包含以下的一些因素：軟切換增益、分集增益等，這些都是CDMA技術(shù)本身帶來(lái)的，是GSM中所沒(méi)有的。雖然CDMA在鏈路預(yù)算中還要考慮自干擾對(duì)覆蓋范圍的影響（加入了干

27、擾余量因子）以及CDMA手機(jī)最大發(fā)射功率低于GSM手機(jī)的最大發(fā)射功率，但是從總體來(lái)說(shuō)，CDMA的鏈路預(yù)算所得出的允許的最大路徑損耗要比GSM大（一般是5-10dB）。這意味著，在相同的發(fā)射功率和相同的天線高度條件下，CDMA有更大的覆蓋半徑，因此需要的基站也更少（對(duì)于覆蓋受限的區(qū)域這一點(diǎn)意義重大）；另外的好處是，對(duì)于相同的覆蓋半徑，CDMA所需要的發(fā)射功率更低。下圖描述了當(dāng)允許的最大的路徑損耗增大時(shí)對(duì)基站設(shè)置的影響。2. CDMA的信道2.1. CDMA中使用的地址碼地址碼的選擇直接影響到CDMA系統(tǒng)的容量、抗干擾能力、接入和切換鎖定等性能。所選擇的地址碼應(yīng)能夠提高足夠數(shù)量的相關(guān)函數(shù)特性尖銳的

28、碼系列，保證信號(hào)經(jīng)過(guò)地址碼解擴(kuò)之后具有較高的信噪比。地址碼提供的碼序列應(yīng)接近白噪聲特性，同時(shí)編碼方案簡(jiǎn)單，保證具有較快的同步建立速度。偽隨機(jī)序列（或稱PN碼）具有類(lèi)似于噪聲序列的性質(zhì)，是一種貌似隨機(jī)但實(shí)際上是有規(guī)律的周期性二進(jìn)制序列。在采用碼分多址方式的通信技術(shù)中，地址碼都是從偽隨機(jī)序列中選取的，但是不同的用途選用不同的偽隨機(jī)序列。在所有的偽隨機(jī)序列中，m序列是最重要、最基本的偽隨機(jī)序列，在定時(shí)嚴(yán)格的系統(tǒng)中，我們采用m序列作為地址碼，利用它的不同相位來(lái)區(qū)分不同的用戶，目前的CDMA系統(tǒng)就是采用這種方法。在CDMA系統(tǒng)中，用到兩個(gè)m序列，一個(gè)長(zhǎng)度是215-1，一個(gè)長(zhǎng)度是242-1，各自的用處不同

29、。在前向信道中，長(zhǎng)度為242-1的m序列被用作對(duì)業(yè)務(wù)信道進(jìn)行擾碼（注意不是被用作擴(kuò)頻，在前向信道中使用正交的Walsh函數(shù)進(jìn)行擴(kuò)頻）。長(zhǎng)度為215-1的m序列被用于對(duì)前向信道進(jìn)行正交調(diào)制，不同的基站采用不同相位的m序列進(jìn)行調(diào)制，其相位差至少為64個(gè)碼片，這樣最多可有512個(gè)不同的相位可用。在反向CDMA信道中，長(zhǎng)度為242-1的m序列被用作直接擴(kuò)頻，每個(gè)用戶被分配一個(gè)m序列的相位，這個(gè)相位是由用戶的ESN計(jì)算出來(lái)的，這些相位是隨機(jī)分別且不會(huì)重復(fù)的，這些用戶的反向信道之間基本是正交的。長(zhǎng)度為215-1的PN碼也被用于對(duì)反向業(yè)務(wù)信道進(jìn)行正交調(diào)制，但因?yàn)樵诜聪蛞驗(yàn)樾诺郎喜恍枰獦?biāo)識(shí)屬于哪個(gè)基站，所以對(duì)

30、于所有移動(dòng)臺(tái)而言都使用同一相位的m序列，其相位偏置是0。2.2. 反向CDMA信道反向CDMA信道由接入信道和反向業(yè)務(wù)信道組成。這些信道采用直接序列擴(kuò)頻的CDMA技術(shù)共用于同一CDMA頻率。在這一反向CDMA信道上，基站和用戶使用不同的長(zhǎng)碼掩碼區(qū)分每一個(gè)接入信道和反向業(yè)務(wù)信道。當(dāng)長(zhǎng)碼掩碼輸入長(zhǎng)碼發(fā)生器時(shí)，會(huì)產(chǎn)生唯一的用戶長(zhǎng)碼序列，其長(zhǎng)度為242-1。對(duì)于接入信道，不同基站或同一基站的不同接入信道使用不同的長(zhǎng)碼掩碼，而同一基站的同一接入信道用戶使用的長(zhǎng)碼掩碼則是一致的。進(jìn)入業(yè)務(wù)信道以后，不同的用戶使用不同的長(zhǎng)碼掩碼，也就是不同的用戶使用不同的相位偏置。反向CDMA信道的數(shù)據(jù)傳輸以20ms為一幀，

31、所有的數(shù)據(jù)在發(fā)送之前均要經(jīng)過(guò)卷積編碼、塊交織、64階正交調(diào)制、直接序列擴(kuò)頻以及基帶濾波。接入信道和業(yè)務(wù)信道調(diào)制的區(qū)別在于：接入信道調(diào)制不經(jīng)過(guò)最初的“增加幀指示比特”和“數(shù)據(jù)突發(fā)隨機(jī)化”這兩個(gè)步驟，也就是說(shuō)，反向接入信道調(diào)制中沒(méi)有加CRC校驗(yàn)比特，而且接入信道的發(fā)送速率是固定的4800bit/s，而反向業(yè)務(wù)信道選擇不同的速率發(fā)送。反向業(yè)務(wù)信道支持9600、4800、2400、1200bit/s的可變數(shù)據(jù)速率。但是反向業(yè)務(wù)信道只對(duì)9600bit/s和4800bit/s兩種速率使用CRC校驗(yàn)。2.2.1. 接入信道移動(dòng)臺(tái)使用接入信道的功能包括：· 發(fā)起同基站的通信、· 響應(yīng)基站發(fā)

32、來(lái)的尋呼信道消息· 進(jìn)行系統(tǒng)注冊(cè)· 在沒(méi)有業(yè)務(wù)時(shí)接入系統(tǒng)和對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)情況的回應(yīng)接入信道傳輸?shù)氖且粋€(gè)經(jīng)過(guò)編碼、交織以及調(diào)制的擴(kuò)頻信號(hào)。接入信道由其共用長(zhǎng)碼掩碼唯一識(shí)別。移動(dòng)臺(tái)在接入信道上發(fā)送信息的速率固定為4800bit/s。接入信道幀長(zhǎng)度為20ms。僅當(dāng)系統(tǒng)時(shí)間是20ms的整數(shù)倍時(shí)，接入信道幀才可能開(kāi)始。一個(gè)尋呼信道最多可對(duì)應(yīng)32個(gè)反向CDMA接入信道，標(biāo)號(hào)從0至31。對(duì)于每一個(gè)尋呼信道，至少應(yīng)有一個(gè)反向接入信道與之對(duì)應(yīng)，每個(gè)接入信道都應(yīng)與一個(gè)尋呼信道相關(guān)聯(lián)。在移動(dòng)臺(tái)剛剛進(jìn)入接入信道時(shí)，首先發(fā)送一個(gè)接入信道前綴，它的幀由96全零組成，也是以4800bit/s的速率發(fā)射。

33、發(fā)射接入信道前綴是為了幫助基站捕獲移動(dòng)臺(tái)的接入信道消息。2.2.2. 反向業(yè)務(wù)信道反向業(yè)務(wù)信道是用來(lái)在建立呼叫期間傳輸用戶信息和信令信息。移動(dòng)臺(tái)在反向業(yè)務(wù)信道上以可變速率9600、4800、2400、1200bit/s的數(shù)據(jù)速率發(fā)送信息。反向業(yè)務(wù)信道幀的長(zhǎng)度為20ms。速率的選擇以一幀（即20ms）為單位，即上一幀是9600bit/s，下一幀就可能是4800bit/s。移動(dòng)臺(tái)業(yè)務(wù)信道初始幀的時(shí)間偏置由尋呼信道的信道支配消息中的幀偏置參數(shù)定義。反向業(yè)務(wù)信道的時(shí)間偏置與前向業(yè)務(wù)信道的時(shí)間偏置相同。僅當(dāng)系統(tǒng)時(shí)間是20ms的整數(shù)倍時(shí)，零偏置的反向業(yè)務(wù)信道幀才開(kāi)始，幀偏置參數(shù)被指定為FRAME_OFFS

34、ET的業(yè)務(wù)信道幀在比零片業(yè)務(wù)信道幀晚1.25×FRAME_OFFSET毫秒時(shí)開(kāi)始。2.3. 前向CDMA信道前向CDMA信道由以下碼分信道組成：導(dǎo)頻信道、同步信道、尋呼信道（最多可以有7個(gè)）和若干個(gè)業(yè)務(wù)信道。每一個(gè)碼分信道都要經(jīng)過(guò)一個(gè)Walsh函數(shù)進(jìn)行正交擴(kuò)頻，然后又由1.2288Mchip/s速率的偽噪聲序列擴(kuò)頻。在基站可按照頻分多路方式使用多個(gè)前向CDMA信道（1.23MHz）。前向碼分信道最多為64個(gè)，但前向碼分信道的配置并不是固定的，其中導(dǎo)頻信道一定要有，其余的碼分信道可根據(jù)情況配置。例如可以用業(yè)務(wù)信道一對(duì)一地取代尋呼信道和同步信道，這樣最多可以達(dá)到有一個(gè)導(dǎo)頻信道、0個(gè)尋呼信

35、道、0個(gè)同步信道和63個(gè)業(yè)務(wù)信道，這種情況只可能發(fā)生在基站擁有兩個(gè)以上的CDMA信道（即帶寬大于2.5MHz），其中一個(gè)為基站CDMA信道（1.23MHz），所有的移動(dòng)臺(tái)都先集中在基本信道上工作，此時(shí)，若基本CDMA業(yè)務(wù)信道忙，可由基站在基本CDMA信道的尋呼信道上發(fā)生信道支配消息或其它相應(yīng)的消息將某個(gè)移動(dòng)臺(tái)指配到另一個(gè)CDMA信道（輔助CDMA信道）上進(jìn)行業(yè)務(wù)通信，這時(shí)這個(gè)輔助CDMA信道只需要一個(gè)導(dǎo)頻信道，而不在需要同步信道和尋呼信道。2.3.1. 導(dǎo)頻信道導(dǎo)頻信道在CDMA前向信道上是不停發(fā)射的。它的主要功能包括：· 移動(dòng)臺(tái)用它來(lái)捕獲系統(tǒng)· 提供時(shí)間與相位跟蹤的參數(shù)&

36、#183; 用于使所有在基站覆蓋區(qū)中的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行同步和切換· 導(dǎo)頻相位的偏置用于扇區(qū)或基站的識(shí)別基站利用導(dǎo)頻PN序列的時(shí)間偏置來(lái)標(biāo)識(shí)每個(gè)前向CDMA信道。由于CDMA系統(tǒng)的頻率復(fù)用系數(shù)為“1”，即相鄰小區(qū)可以使用相同的頻率，所以頻率規(guī)劃變得簡(jiǎn)單了，在某種程度上相當(dāng)于相鄰小區(qū)導(dǎo)頻PN序列的時(shí)間偏置的規(guī)劃。在CDMA蜂窩系統(tǒng)中，可以重復(fù)使用相同的時(shí)間偏置（只有使用相同時(shí)間偏置的基站的間隔距離足夠大）。導(dǎo)頻信道用偏置指數(shù)（0511）來(lái)區(qū)別。偏置指數(shù)是指相當(dāng)于0偏置導(dǎo)頻PN序列的偏置值。雖然導(dǎo)頻PN序列的偏置值有215個(gè)，但實(shí)際取值只能是512個(gè)值中的一個(gè)（215/64=512）。一個(gè)導(dǎo)頻P

37、N序列的偏置（用比特片表示）等于其偏置指數(shù)乘以64。例如，若導(dǎo)頻PN序列偏置指數(shù)是4，則該導(dǎo)頻的PN序列偏置為4×64=320chips。一個(gè)前向CDMA信道的所以碼分信道使用相同的導(dǎo)頻PN序列。2.3.2. 同步信道同步信道在發(fā)射前要經(jīng)過(guò)卷積編碼、碼符號(hào)重復(fù)、交織、擴(kuò)頻可調(diào)制等步驟。在基站覆蓋區(qū)中開(kāi)機(jī)狀態(tài)的移動(dòng)臺(tái)利用它來(lái)獲得初始的時(shí)間同步?；景l(fā)送的同步信道消息包括以下信息：· 該同步信道對(duì)應(yīng)的導(dǎo)頻信道的PN偏置· 系統(tǒng)時(shí)間· 長(zhǎng)碼狀態(tài)· 系統(tǒng)標(biāo)識(shí)· 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)· 尋呼信道的比特率同步信道的比特率是1200bit/s，其幀長(zhǎng)

38、為26.666ms。同步信道上使用的PN序列偏置與同一前向信道的導(dǎo)頻信道使用的相同。一旦移動(dòng)臺(tái)捕獲到導(dǎo)頻信道，即與導(dǎo)頻PN序列同步，這時(shí)可認(rèn)為移動(dòng)臺(tái)在這個(gè)前向信道也達(dá)到同步。這是因?yàn)橥叫诺篮推渌源a分信道是用相同的導(dǎo)頻PN序列進(jìn)行擴(kuò)頻的，并且同一前向信道上的整和交織器定時(shí)也是用導(dǎo)頻PN序列進(jìn)行校準(zhǔn)的。2.3.3. 尋呼信道尋呼信道是經(jīng)過(guò)卷積編碼、碼符號(hào)重復(fù)、交織、擾碼、擴(kuò)頻和調(diào)制的擴(kuò)頻信號(hào)?；臼褂脤ず粜诺腊l(fā)送系統(tǒng)信息和對(duì)移動(dòng)臺(tái)的尋呼消息?；居?xùn)信道是編號(hào)為1的尋呼信道。尋呼信道發(fā)送9600bit/s或4800bit/s固定數(shù)據(jù)速率的信息。在一給定的系統(tǒng)中所有尋呼信道發(fā)送數(shù)據(jù)速率相同。尋呼

39、信道幀長(zhǎng)為20ms。尋呼信道使用的導(dǎo)頻序列偏置與同一前向CDMA信道上實(shí)體的相同。尋呼信道分為許多尋呼信道時(shí)隙，每個(gè)為80ms長(zhǎng)。2.3.4. 前向業(yè)務(wù)信道前向業(yè)務(wù)信道是用于呼叫中，基站向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送用戶信息和信令信息的。一個(gè)前向CDMA信道所能支持的最大前向業(yè)務(wù)信道數(shù)等于63減去尋呼信道和同步信道數(shù)?；驹谇跋驑I(yè)務(wù)信道上以9600、4800、2400、1200bit/s可變數(shù)據(jù)速率發(fā)送信息。前向業(yè)務(wù)信道幀長(zhǎng)是20ms，隨機(jī)速率的選擇是按幀進(jìn)行的。同一CDMA信道 的不同前向業(yè)務(wù)信道所用的導(dǎo)頻偏置不同，幀偏置是由FRAME_OFFSET參數(shù)決定的。前向業(yè)務(wù)信道的幀偏置和反向業(yè)務(wù)信道的幀偏置相同。

40、幀偏置為0的前向業(yè)務(wù)信道與基站發(fā)送時(shí)間（系統(tǒng)參考時(shí)間）的偶數(shù)秒對(duì)準(zhǔn)。幀偏置為FRAME_OFFSET的前向業(yè)務(wù)信道幀比0偏置的業(yè)務(wù)信道幀滯后1.25×FRAME_OFFSETms。 3. 功率控制3.1. 介紹進(jìn)行功率控制是最大化系統(tǒng)容量的主要方法，同時(shí)也是CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)能夠正常工作的先決條件之一。移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率必須進(jìn)行控制使其在盡量降低對(duì)其它用戶干擾的前提下到達(dá)基站時(shí)有足夠的能量，以保證系統(tǒng)預(yù)定的通話質(zhì)量。在CDMA中，所有的基站共用同一個(gè)寬帶信道，因此由同一小區(qū)中的其它用戶和周?chē)^(qū)中的其它用戶所造成的自干擾成為限制系統(tǒng)容量的主要因素。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)每一個(gè)用戶到達(dá)基站時(shí)的信

41、噪比（SNR）是達(dá)到系統(tǒng)性能要求可以接受的最小值時(shí)，系統(tǒng)容量達(dá)到最大。既然絕大部分噪聲是由其它用戶造成的，因此各個(gè)用戶到達(dá)基站接收機(jī)時(shí)應(yīng)該具有相同的能量。在移動(dòng)傳播環(huán)境中這需要移動(dòng)臺(tái)和基站共同協(xié)調(diào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的功率控制才能夠?qū)崿F(xiàn)。在功率控制中需要考慮系統(tǒng)負(fù)載的變化、信道狀態(tài)的快速和慢速的變化以及信道的衰落。在所有的移動(dòng)通信系統(tǒng)中都存在遠(yuǎn)近效應(yīng)。因?yàn)橐苿?dòng)臺(tái)在給定的小區(qū)中是移動(dòng)的，一些移動(dòng)臺(tái)距離基站近，而另外一些移動(dòng)臺(tái)距離基站遠(yuǎn)，如果不進(jìn)行功率控制，距離基站近的移動(dòng)臺(tái)到達(dá)基站時(shí)的信號(hào)比較強(qiáng)，因此在反向鏈路上會(huì)對(duì)其它移動(dòng)臺(tái)造成很大的干擾。在功率控制中，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)的信噪比（SNR）超過(guò)給定的門(mén)限時(shí)，基站命令

42、該移動(dòng)臺(tái)降低發(fā)射功率，反之則要求其提高發(fā)射功率。在前向鏈路，如果要使各個(gè)移動(dòng)臺(tái)的話音質(zhì)量相同，則在小區(qū)邊緣附近的移動(dòng)臺(tái)所需要的功率比距離基站近的移動(dòng)臺(tái)要高。在移動(dòng)臺(tái)的輔助下，基站調(diào)整分配給每一個(gè)業(yè)務(wù)信道的功率以使每一個(gè)移動(dòng)臺(tái)的SNR基本上相同。3.2. 前向功控CDMA的前向信道功率要分配給導(dǎo)頻信道、同步信道、尋呼信道和各個(gè)業(yè)務(wù)信道?；拘枰{(diào)整分配給每一個(gè)業(yè)務(wù)信道的功率，使處于不同傳播環(huán)境下的各個(gè)移動(dòng)臺(tái)都得到足夠的信號(hào)能量。一般來(lái)說(shuō)，該調(diào)整范圍很小，在標(biāo)稱功率上下浮動(dòng)范圍建議是 ± 3到 ± 4 dB（各個(gè)設(shè)備廠家可能不同）?；就ㄟ^(guò)移動(dòng)臺(tái)對(duì)前向鏈路誤幀率的報(bào)告來(lái)決定是增

43、加發(fā)射功率還是減小發(fā)射功率。移動(dòng)臺(tái)的報(bào)告分為定期報(bào)告和門(mén)限報(bào)告。定期報(bào)告顧名思義就是隔一段時(shí)間匯報(bào)一次，門(mén)限報(bào)告就是當(dāng)FER（誤幀率）達(dá)到一定門(mén)限時(shí)才報(bào)告。這個(gè)門(mén)限是由運(yùn)營(yíng)者根據(jù)對(duì)話音質(zhì)量的不同要求設(shè)置的。這兩種報(bào)告可以同時(shí)存在，也可以只要一種，可以根據(jù)運(yùn)營(yíng)者的具體要求來(lái)設(shè)定。3.3. 反向功控反向功控設(shè)計(jì)到開(kāi)環(huán)估計(jì)等概念，開(kāi)環(huán)估計(jì)是指移動(dòng)臺(tái)僅僅根據(jù)接收到的來(lái)自基站的信號(hào)強(qiáng)度來(lái)粗略估計(jì)信道傳播環(huán)境，并相應(yīng)調(diào)整自己的反向發(fā)射功率，是單方面的調(diào)整。例如當(dāng)移動(dòng)臺(tái)檢測(cè)到所接收到的前向功率比較高時(shí)，通常表明它離基站較近，傳播環(huán)境較好，因此移動(dòng)臺(tái)可以可以降低其平均發(fā)射功率。當(dāng)然，這樣就忽略了前向信道和反向

44、信道并不相關(guān)的的事實(shí)，會(huì)導(dǎo)致在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)較大的誤差，并且由于無(wú)線信道的快衰特性，開(kāi)環(huán)功控還需要更快速更準(zhǔn)確的校準(zhǔn)，這由閉環(huán)功控來(lái)完成。閉環(huán)校準(zhǔn)是指在開(kāi)環(huán)估計(jì)的基礎(chǔ)上，移動(dòng)臺(tái)根據(jù)在前向業(yè)務(wù)信道上收到的功率控制指令快速校正自己的發(fā)射功率（每秒800次），其中的功率控制指令（升或降）是由基站根據(jù)它所接收的移動(dòng)臺(tái)信號(hào)的質(zhì)量來(lái)決定的；由于功率控制指令由基站根據(jù)反向業(yè)務(wù)信道指令產(chǎn)生，再通過(guò)前向信道發(fā)送移動(dòng)臺(tái)調(diào)整反向發(fā)射功率，形成了控制環(huán)路，因此稱這種方式為閉環(huán)校正。閉環(huán)校正又分為內(nèi)環(huán)和外環(huán)兩部分，內(nèi)環(huán)指基站接收移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)后，將其強(qiáng)度與一門(mén)限（下面稱為“閉環(huán)門(mén)限”）相比，如果高于該門(mén)限，向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送“降

45、低發(fā)射功率”的功率控制指令；否則發(fā)送“增加發(fā)射功率”的指令。外環(huán)的作用是對(duì)內(nèi)環(huán)門(mén)限進(jìn)行調(diào)整，這種調(diào)整是根據(jù)基站所接收到的反向業(yè)務(wù)信道的指令指標(biāo)（誤幀率）的變化來(lái)進(jìn)行的。通常FER都有一定的目標(biāo)值，當(dāng)實(shí)際接收的FER高于目標(biāo)值時(shí)，基站就需要提高內(nèi)環(huán)門(mén)限，以增加移動(dòng)臺(tái)的反向發(fā)射功率；反之，當(dāng)實(shí)際接收的FER低于目標(biāo)值時(shí)，基站就適當(dāng)降低內(nèi)環(huán)門(mén)限，以降低移動(dòng)臺(tái)的反向發(fā)射功率。最后，在基站和移動(dòng)臺(tái)的共同作用下，使基站能夠在保證一定接收質(zhì)量的前提下，讓移動(dòng)臺(tái)以盡可能低的功率發(fā)射信號(hào)，以減小對(duì)其它用戶的干擾，提高容量。4. 鏈路預(yù)算與容量估算4.1. 介紹鏈路預(yù)算是進(jìn)行通信資源分配的有效工具。鏈路預(yù)算從根本

46、上來(lái)說(shuō)是一個(gè)計(jì)算無(wú)線覆蓋范圍的等式，該等式是一些影響無(wú)線鏈路的增益和損耗的代數(shù)和。對(duì)于反向鏈路來(lái)說(shuō)，該等式估計(jì)的是在不同的多址機(jī)制下和不同的傳播環(huán)境中移動(dòng)臺(tái)所能達(dá)到的最大覆蓋范圍。在評(píng)估系統(tǒng)性能時(shí)，我們所關(guān)心的其中一個(gè)參數(shù)是信噪比（SNR）。這是因?yàn)樵谶M(jìn)行基本的系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)我們所關(guān)心的是如何在可以接受的差錯(cuò)概率下檢測(cè)信號(hào)。然而對(duì)于數(shù)字接收機(jī)，信噪比一般是用每比特的能量與噪聲功率譜密度的比值（Eb/Nt）來(lái)表示。為了計(jì)算方便，我們需要區(qū)分達(dá)到一定的差錯(cuò)概率所需要的Eb/Nt 和實(shí)際接收到的Eb/Nt，我們把前者記為(Eb/Nt)req ，后者記為(Eb/Nt)r。對(duì)于反向鏈路來(lái)說(shuō)以分貝表示的二者之

47、差即為容限參數(shù)：M (dB) = (Eb/Nt)r - (Eb/Nt)req如果M是正值，說(shuō)明有一定的衰落和干擾容限。如果M是負(fù)值，說(shuō)明該鏈路不能正常工作。各個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)參數(shù)(Eb/Nt)req可能會(huì)不同，因?yàn)樗鼈兊恼{(diào)制方式、編碼方案和分集方式不同。為了保持正的容限值，我們需要在各個(gè)參數(shù)間進(jìn)行折衷。但是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中究竟需要多大的鏈路容限還依賴于鏈路預(yù)算中的各個(gè)參數(shù)。如果各個(gè)參數(shù)都是按照最壞的情況選擇的，并且鏈路的參數(shù)中包含了大量的表征衰落等的統(tǒng)計(jì)變量，所需要的鏈路容限是很小的。4.2. CDMA鏈路分析舉例覆蓋預(yù)測(cè)主要是對(duì)小區(qū)進(jìn)行鏈路預(yù)算，求出允許的最大路徑損耗，套用適用于本規(guī)劃區(qū)的傳播

48、模型，即可得到小區(qū)的最大覆蓋范圍。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)由于條件的限制，發(fā)射功率不可能做得很高，因此，通常小區(qū)覆蓋受限于反向鏈路。項(xiàng)目前向反向環(huán)境類(lèi)型業(yè)務(wù)類(lèi)型(a0) 每個(gè)業(yè)務(wù)信道平均發(fā)射功率dBmdBm(a1) 每個(gè)業(yè)務(wù)信道最大發(fā)射功率dBmdBm(a2) 發(fā)射機(jī)最大總發(fā)射功率dBmdBm(b) 發(fā)射端饋線、連接器與合并器等損耗2 dB0 dB(c) 發(fā)射天線增益13 dBi 車(chē)速10 dBi 行人2 dBi 室內(nèi)0 dBi(d1) 每個(gè)業(yè)務(wù)信道的有效發(fā)射功率=(a1-b+c)dBmdBm(d2) 發(fā)射機(jī)有效發(fā)射的總功率= (a2-b+c)dBmdBm(e) 接收天線增益0 dBi13 d

49、Bi 車(chē)速10 dBi 行人2 dBi 室內(nèi)(f) 接收端電纜、連接器與合并器等損耗0 dB2 dB(g) 接收機(jī)噪聲系數(shù)5 dB5 dB(h) 熱噪聲密度(H) (線性單位)-174 dBm/Hz3.98x10-18 mW/Hz-174 dBm/Hz3.98x10-18 mW/Hz(i) 干擾余量dBdB(j) 總有效噪聲加干擾密度=g+h+i dBm/HzdBm/Hz(k) 信息速率 (10 log (Rb)dBHzdBHz(l) Eb/(No+Io)dBdB(m) 接收機(jī)靈敏度 = (j+k+l)(n) 軟切換增益dBdB(o) 分集增益 dBdB(o') 其它增益/損耗dBdB

50、(o) 人體損耗dBdB(p) 對(duì)數(shù)正態(tài)衰落邊限 dBdB(q) 最大路徑損耗= d1-m+(e-f)+o+n+o -pdBdB(r) 最大范圍 mm表 4-1 鏈路預(yù)算表下面是各參數(shù)的說(shuō)明：(a0) 每信道的平均發(fā)射功率 (dBm)每信道的平均發(fā)射功率定義為以最大發(fā)射功率發(fā)射的整個(gè)發(fā)射周期上的總發(fā)射功率的平均值。(a1) 每業(yè)務(wù)信道的最大發(fā)射功率 (dBm)每業(yè)務(wù)信道發(fā)射功率定義為對(duì)于一個(gè)業(yè)務(wù)信道，發(fā)射機(jī)輸出的最大功率。 (a2) 最大總發(fā)射功率 (dBm)最大總發(fā)射功率是發(fā)射機(jī)輸出的所有信道的功率集合的最大值。 (b) 饋線、連接器和合并器等損耗（發(fā)射端）(dB) 發(fā)射端從發(fā)射機(jī)輸出到天線

51、輸入這一段的損耗值。 (c)發(fā)射天線增益 (dBi)發(fā)射端天線的最大增益。(d1)每業(yè)務(wù)信道的有效發(fā)射功率 (dBm)發(fā)射機(jī)輸出的每業(yè)務(wù)信道最大發(fā)射功率（dBm）、發(fā)射端系統(tǒng)損耗(-dB)、以及發(fā)射天線增益的總和。(d2)發(fā)射機(jī)總有效發(fā)射功率 (dBm)發(fā)射機(jī)輸出的最大總發(fā)射功率（dBm）、發(fā)射端系統(tǒng)損耗(-dB)、以及發(fā)射天線增益的總和。(e)接收天線增益 (dBi) 接收天線的最大增益。(f)電纜、連接器和合并器等損耗（接收端）(dB) 接收端從接收天線輸出到接收機(jī)輸入這一段的損耗值。(g)接收機(jī)噪聲系數(shù) (dB) 接收系統(tǒng)在接收機(jī)處的噪聲系數(shù)。(h), (H)熱噪聲密度 (dBm/Hz)

52、 熱噪聲密度, No, 定義為接收機(jī)輸入端每Hz的噪聲功率。注意，(h)是對(duì)數(shù)表示的單位， (H)是線性的單位。(i) 干擾余量 (dB)接收機(jī)不僅存在熱噪聲，還存在干擾，干擾余量是由于系統(tǒng)的帶內(nèi)干擾引起的有效噪聲的增加。假設(shè)系統(tǒng)負(fù)荷因子是（前向鏈路的定義為總發(fā)射功率與最大發(fā)射功率之比，反向鏈路的定義為1-No/(No+Io)，No是熱噪聲密度，Io干擾密度），那么，對(duì)于反向鏈路，干擾余量=10log1/(1-)。(j)總有效噪聲加干擾密度 (dBm/Hz)總有效噪聲加干擾密度(dBm/Hz)是接收機(jī)噪聲系數(shù)、熱噪聲密度和干擾余量之和，也就是j = g+h+I(k)信息速率(10Log(Rb)

53、 (dBHz)信息速率是業(yè)務(wù)信道的比特速率。(l)Eb/(No+Io) (dB)每信息比特能量與總有效噪聲和干擾密度之比。Eb/(No+Io) 必須滿足特定環(huán)境下的質(zhì)量要求。(m)接收機(jī)靈敏度 (j+k+l) (dBm)為滿足要求的Eb/(No+Io)所需的接收機(jī)輸入端的信號(hào)功率。(n)軟切換增益Hand-off Gain/Loss (dB)在小區(qū)邊界進(jìn)行軟切換而獲得的增益。假設(shè)兩個(gè)小區(qū)的平均路徑損耗相同，軟切換增益應(yīng)按50%的陰影相關(guān)性計(jì)算出。(o)分集增益 (dB)采用分集技術(shù)帶來(lái)的增益。分集增益可以根據(jù)接收路徑的相關(guān)性計(jì)算出來(lái)。注意，分集增益不能計(jì)算兩次。例如：如果分集增益在Eb/(No

54、+Io)的要求中已經(jīng)包括了，那么這里就不能再加進(jìn)來(lái)。(o'') 人體損耗 (dB)人體損耗是因?yàn)槿梭w本身導(dǎo)致的損耗。(o')其它增益 (dB)附加的增益是為今后采用更先進(jìn)的技術(shù)留下的。.(p)對(duì)數(shù)正態(tài)陰影邊界 (dB)對(duì)數(shù)正態(tài)陰影邊界定義為獨(dú)立小區(qū)的小區(qū)邊限，它是為達(dá)到一定的覆蓋效率而留的，由覆蓋效率和陰影衰落的標(biāo)準(zhǔn)差決定。(q)最大路徑損耗 (dB)最大路徑損耗是小區(qū)邊界處允許的最大損耗。 = d1-m+(e-f)+o+o+n-o-p 注意，實(shí)際計(jì)算中，還根據(jù)室內(nèi)覆蓋或車(chē)內(nèi)覆蓋減去相應(yīng)的穿透損耗。(r) 最大范圍(km)最大范圍根據(jù)最大路徑損耗計(jì)算出來(lái)。4.3. 容量

55、估算由于前向鏈路是一對(duì)多的通信，而反向鏈路是多對(duì)一的通信，同時(shí)，前向鏈路的各個(gè)信道是同步的，而且還有公共導(dǎo)頻信道，所以前向鏈路的容量要大于反向鏈路的容量。因此一般來(lái)說(shuō)容量受限于反向鏈路。在下面的容量估算中對(duì)反向鏈路進(jìn)行的。在CDMA中，基站對(duì)每一個(gè)移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)接收都受到了本小區(qū)其它移動(dòng)臺(tái)以及相鄰小區(qū)移動(dòng)臺(tái)的干擾。(1) 同一小區(qū)移動(dòng)臺(tái)的干擾X1在CDMA系統(tǒng)中，只有當(dāng)每個(gè)用戶的Eb/Nt（每一個(gè)信息比特的能量與總噪聲功率頻譜密度的比值）在達(dá)到滿足信道性能的條件下最小，系統(tǒng)才能達(dá)到最大容量。由于Nt幾乎全部是由其它用戶干擾造成的，所以所有移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)在到達(dá)基站的接收機(jī)時(shí)必須（或近似）是相同的功率電平。這是由反向功率控制完成的，功率控制是減少反向鏈路干擾的最佳方法。在CDMA系統(tǒng)的一個(gè)無(wú)線信道里，所有的用戶同時(shí)占用同一帶寬（1.25MHz）。因此干擾源覆蓋整個(gè)區(qū)域并且小區(qū)間沒(méi)有保護(hù)頻帶。在計(jì)算反向