第8章-CDMA数字通信系统-2

现代无线与移动通信系统第五章(下)六、CDMA系统组网与设计CDMA系统与FDMA系统组网的区别FDMA系统CDMA系统CDMA系统与FDMA系统组网的区别CDMA系统每一小区采用相同的频率(可有多个载波频率)，CDMA的小区如同FDMA系统中的簇。CDMA系统组网取决于每一小区的大小和小区内的容量。CDMA系统是干扰受限的系统，其干扰取决于邻区的同信道干扰和小区内的同信道干扰。CDMA系统与FDMA系统组网的区别在FDMA系统中组网的原则是从提高频率利用率的角度，在保持满意的通信质量的前提下，簇应取最小值最好。即平衡由同频干扰引起的服务质量和频谱效率，决定用户容量。在CDMA系统中核心的问题是限制减少区内和区外的干扰，得到最大容量。CDMA系统对Eb/It的要求低速移动台(速率≤5公里/小时)：5dB------衰落的持续时间大大长于功控更新时间中速移动台(速率≈30公里/小时)：7dB高速移动台(速率≥60公里/小时)：6－6.5dB-----衰落的持续时间短于码片长度，突发错误易被纠正前向链路同信道干扰相同小区的干扰在理论上由于前向链路是正交的,应没有相互干扰,但在实际系统中由于多径的存在,将出现多径信号引起的相互干扰。(序列不正交后，将出现互相关干扰)。一个常用的假设是多径引起的总干扰功率与直射路径功率相等。前向链路同信道干扰其他小区的干扰(主要干扰)与FDMA系统相拟，不同在于干扰由序列相关产生。前向链路同信道干扰反向链路同信道干扰相同小区的干扰反向链路的同小区干扰是由其它移动台的信号在基站接收机叠加而成的，是影响CDMA系统容量的主要因素。在功率控制下，干扰功率可表为：I＝(M－1)·S·α其中α为平均话音激活因子反向链路同信道干扰其它小区的干扰其它小区的干扰总功率大约是本小区接收总功率的1/3左右。定义再用系数ξ＝其它小区的干扰总功率/本小区接收总功率，0.33≤ξ≤0.42。定义Mc为单小区时容量,M为多小区时的容量则有M＝Mc/(1+ξ)CDMA系统容量CDMA系统中在一定的Eb/It下前向链路和反向链路能支持的最大用户数不同。由于反向链路受到的干扰大，因此CDMA系统容量主要受限于反向链路的容量。反向链路的容量反向链路的容量取决于下述主要因子Eb/It：6-7dBGp：处理增益Vf：话音激活因子0.4-0.6f：相邻小区的干扰因子0.6左右ηc：非理想功率控制因子0.7-0.85扇区增益：2.55ρ：小区负载因子M/Mmax0.7左右反向链路的容量：例Mmax≈Gp·{ηc/[(Eb/It)·Vf·(1+f)]}Eb/It：7dB(5)Gp：1.23Mbps/9.6kbpsVf：0.5f：0.67ηc：0.8Mmax≈25，若Eb/It：6dB(4)Mmax≈31扇区增益：2.55，Msector≈25·2.55/3≈21或31·2.55/3≈26ρ=0.7时,M≈15-18前向链路的容量前向链路的容量主要受限于邻区干扰，因此为了尽可能增加前向链路的容量，必须控制小区前向链路的功率。前向链路信道的功率分配P导频=15%-20%P小区总功率P同步=10%P导频=1.5%-2%P小区总功率P寻呼=30%-40%P导频=7%P小区总功率P业务=71%-76.5%P小区总功率前向链路的容量(仿真结果)在理想的功控时,B=0.01时，每扇区可同时支持38个移动台前向链路的容量(仿真结果)续当考虑非理想的功控,扇区容量损失15%，容量约为33在前向链路中系统采用软切换时，将开销信道，从而使实际容量下降。上例中考虑了软切换的信道开销后(开销因子0.35)则扇区容量减少到24CDMA小区大小在一个噪声受限的系统中，小区的大小主要取决于接收机的灵敏度。在干扰受限的CDMA系统中，小区大小主要由其他用户的干扰程度来确定，在反向链路上，信干比SIR、同时通信的用户数M、最大移动台发射功率确定了小区大小。CDMA小区大小前向和反向链路的平衡前向链路功率过大会对其它小区的移动台造成不必要的干扰。而反向链路的功率过大则会降低小区的有效容量。因此设计系统的目的就是使两个边界取得一致，对系统进行平衡，使前向链路覆盖区与反向链路损耗在容许范围的区域边界恰好重叠。链路平衡前向链路过强或反向链路过弱链路平衡前向链路过弱或反向链路过强导频信道规划移动台收到各基站有时间差，各基站导频码偏移大小应与小区半径大小相关联导频信道规划导频污染问题如果移动台收到三个以上的导频信号，其强度都超过门限，并且没有占主导的信号，则会造成导频污染，导频污染会使移动台在几个基站间频繁切换，掉话率增加。