【正文】 回切換的“乒乓效應(yīng)”，影響業(yè)務(wù)信道的傳輸。軟切換示意圖如下圖118所示：16 / 85圖 118　軟切換示意圖（3）更軟切換更軟切換是指發(fā)生在同一基站下不同扇區(qū)之間的切換。3. 硬切換當(dāng)移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)基站的覆蓋范圍移動(dòng)到另外一個(gè)基站的覆蓋范圍，通過(guò)切換移動(dòng)臺(tái)17 / 85保持與基站的通信。可以在同一個(gè)小區(qū)的不同載波之間，也可以在不同小區(qū)的不同載波之間。每當(dāng)與之相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度小于T_DROP時(shí)，移動(dòng)臺(tái)需要打開(kāi)定時(shí)器。? T_TDROP：切換去掉定時(shí)器，若該定時(shí)器超時(shí)，若該定時(shí)器所對(duì)應(yīng)的導(dǎo)頻信號(hào)是有效導(dǎo)頻信號(hào)集的一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)，就發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量消息。? SRCH_WIN_A：有效導(dǎo)頻信號(hào)集和候選導(dǎo)頻信號(hào)集搜索窗口大小，它對(duì)應(yīng)于移動(dòng)臺(tái)使用的有效導(dǎo)頻信號(hào)集和候選導(dǎo)頻信號(hào)集搜索窗口的大小。? SRCH_WIN_R：剩余導(dǎo)頻信號(hào)集搜索窗口大小，它對(duì)應(yīng)于移動(dòng)臺(tái)使用的相鄰導(dǎo)頻信號(hào)集搜索窗口大小的值。對(duì)于激活集與候選集，采用的搜索頻度很高，相鄰集搜索頻度次之，對(duì)剩余集搜索最慢。周而復(fù)始，完成對(duì)所有導(dǎo)頻集中的信號(hào)的搜索。IS2022 軟切換算法說(shuō)明：20 / 85圖 123　IS －2022 動(dòng)態(tài)軟切換過(guò)程? 導(dǎo)頻 P2 強(qiáng)度超過(guò) T_ADD， 移動(dòng)臺(tái)把導(dǎo)頻移入候選集。把導(dǎo)頻 P1 送入候選集并發(fā)送 HCM。如果不同路徑信號(hào)的延遲超過(guò)一個(gè)偽碼的碼片的時(shí)延，則在接收端可將不同的波束區(qū)別開(kāi)來(lái)。? 解調(diào)器完成信號(hào)的解擴(kuò)、解調(diào)。 CDMA 呼吸效應(yīng)1. 呼吸效應(yīng)的概念在 CDMA 系統(tǒng)中，所有的頻率和時(shí)間是每個(gè)用戶都在同時(shí)共享的公共資源，而非給某個(gè)用戶單獨(dú)所有。當(dāng)小區(qū)內(nèi)用戶數(shù)增多，也就是小區(qū)容量增大時(shí)，小區(qū)基站端接收到的干擾將增大，這就意味著在小區(qū)邊緣地區(qū)的用戶即使以最大發(fā)射功率發(fā)射信號(hào)，也無(wú)法保證自身與基站間的傳輸 QoS 能夠得到保證，于是這些用戶將會(huì)切換到鄰近小區(qū)，也就意味著本小區(qū)的半徑即覆蓋范圍相對(duì)減小了。如果開(kāi)始你還可以與在房間另一頭的客人交談，但是當(dāng)房間里的噪聲達(dá)到一定程度后，你就根本聽(tīng)不清對(duì)方的談話了，這就意味著談話區(qū)的半徑縮小了。23 / 85圖 126　“呼吸效應(yīng)”示意圖如圖 126 所示，我們可以看出 “呼吸效應(yīng)”最大的危害是可能由于小區(qū)的收縮而形成“覆蓋漏洞” ，即覆蓋盲區(qū)，這在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)是必須要注意到的問(wèn)題。但由于 CDMA 是一個(gè)干擾受限的系統(tǒng)，新基站增加的同時(shí)會(huì)對(duì)周圍基站帶來(lái)干擾，因此周圍基站的容量也就相應(yīng)降低。前向信道（FORWARD CHANNELS）：? 導(dǎo)頻（PILOT）信道? 同步（SYNC）信道? 尋呼（PAGING）信道? 業(yè)務(wù)（TRAFFIC）信道反向信道（REVERSE 　CHANNELS）：? 接入（ACCESS）信道? 業(yè)務(wù)(TRAFFIC)信道　　　　　　　　圖 21　IS95 系統(tǒng)前反向物理信道 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。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。反向業(yè)務(wù)信道支持 9600、4800、2400、1200bit/s 的可變數(shù)據(jù)速率。移動(dòng)臺(tái)在接入信道上發(fā)送信息的速率固定為 4800bit/s。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)。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)信道的時(shí)間偏置與前向業(yè)務(wù)信道的時(shí)間偏置相同。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。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。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。3. 反向接入信道移動(dòng)臺(tái)使用反向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)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)。反向 CDMA 信道的數(shù)據(jù)傳輸以 20ms 為一幀，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。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。由此可以看出， “呼吸效應(yīng)”增大了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的復(fù)雜性。而 CDMA 系統(tǒng)的“呼吸效應(yīng)”使得這種策略很難再得以實(shí)施，如果在 CDMA 網(wǎng)絡(luò)建網(wǎng)初期也象 GSM 一樣基于覆蓋建一層薄薄的網(wǎng)（低負(fù)荷） ，隨著容量的增加，基站間就會(huì)普遍的出現(xiàn)覆蓋漏洞。圖 125　CDMA 系統(tǒng)單基站的呼吸效應(yīng)2. “呼吸效應(yīng) ”的危害以上我們解釋了“呼吸效應(yīng)”的含義，并詳細(xì)分析了造成“呼吸效應(yīng)”出現(xiàn)的原因即 CDMA 系統(tǒng)的 “軟”容量特性。以上所描述的小區(qū)面積隨著小區(qū)內(nèi)業(yè)務(wù)量的變化而動(dòng)態(tài)變化的效應(yīng)稱之為“呼吸效應(yīng)” 。所以說(shuō)，CDMA 系統(tǒng)是一個(gè)干擾受限的系統(tǒng)，具有“軟”容量的特性。? 合并器完成多個(gè)解調(diào)器輸出的信號(hào)的合并處理，通用的合并算法有選擇式相加合并、等增益合并、最大比合并 3 種。圖 124　RAKE 接收機(jī)原理示意圖RAKE 接收機(jī)由搜索器（Searcher） 、解調(diào)器（Finger ） 、合并器（Combiner）3 個(gè)模塊組成。 RAKE 接收機(jī)工作原理如圖 124 所示，RAKE 接收機(jī)的基本原理是利用了空間分集技術(shù)。? 導(dǎo) 頻 P1 強(qiáng) 度 降 低 到 低 于 [(SOFT_SLOPE/8) 10 log10(PS2)+DROP_INTERCEPT/2]，移動(dòng)臺(tái)啟動(dòng)切換去掉定時(shí)器.? 切換去掉定時(shí)器超時(shí)，移動(dòng)臺(tái)發(fā)送 PSMM。6. 軟切換的過(guò)程（1）IS－95 的軟切換過(guò)程19 / 85圖 122　IS －95 的軟切換過(guò)程? MS檢測(cè)到某個(gè)導(dǎo)頻強(qiáng)度超過(guò)T_ADD，發(fā)送導(dǎo)頻強(qiáng)度測(cè)量消息PSMM給BS，并且將該導(dǎo)頻移到候選集中；? BS發(fā)送切換指示消息；? MS將該導(dǎo)頻轉(zhuǎn)移到有效導(dǎo)頻集中，并發(fā)送切換完成消息；? 有效集中的某個(gè)導(dǎo)頻強(qiáng)度低于T_DROP，MS 啟動(dòng)切換去定時(shí)器（ T_TDROP） ；? 切換去定時(shí)器超時(shí)，導(dǎo)頻強(qiáng)度仍然低于T_DROP，MS發(fā)送PSMM ；? BS發(fā)送切換指示消息；? MS將該導(dǎo)頻從有效導(dǎo)頻集移到相鄰集中，并發(fā)送切換完成消息。然后再一次完成激活集與候選集中所有導(dǎo)頻搜索后，搜索另一個(gè)相鄰集中的導(dǎo)頻信號(hào)。? 1X系統(tǒng)關(guān)于切換的參數(shù)還有以下三個(gè)：軟切換斜率、切換加截距、切換去截距。? SRCH_WIN_N：相鄰導(dǎo)頻信號(hào)集搜索窗口大小，它對(duì)應(yīng)于移動(dòng)臺(tái)使用的相鄰導(dǎo)引信號(hào)集搜索窗口大小的值。? T_COMP：有效導(dǎo)頻信號(hào)集與候選導(dǎo)頻信號(hào)集比較門限，當(dāng)候選導(dǎo)頻信號(hào)集里的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度比有效導(dǎo)頻信號(hào)集中的導(dǎo)頻信號(hào)超過(guò)此門限時(shí)，移動(dòng)臺(tái)發(fā)送一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量報(bào)告消息。如果達(dá)到T_TDROP，移動(dòng)臺(tái)復(fù)位該定時(shí)器，并向基站發(fā)送PSMM消息。4. 軟切換的相關(guān)參數(shù)? T_ADD：導(dǎo)頻信號(hào)加入門限，如果移動(dòng)臺(tái)檢查相鄰導(dǎo)頻信號(hào)集或剩余導(dǎo)頻信號(hào)集中的某一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)的強(qiáng)度達(dá)到T_ADD，移動(dòng)臺(tái)將把這一導(dǎo)頻信號(hào)加到候選導(dǎo)頻信號(hào)集中，并向基站發(fā)送導(dǎo)頻強(qiáng)度測(cè)量報(bào)告消息（PSMM） 。在呼叫過(guò)程中，根據(jù)候選導(dǎo)頻強(qiáng)度測(cè)量報(bào)告和門限值的設(shè)置，基站可能指示移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行硬切換。而軟切換是由 BSC 完成的，將來(lái)自不同基站的信號(hào)都送至選擇器，由選擇器選擇最好的一路，再進(jìn)行話音編解碼。? 軟切換進(jìn)行過(guò)程中，移動(dòng)臺(tái)和基站均采用了分集接收的技術(shù)，有抵抗衰落的能力，不用過(guò)多增加移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率；同時(shí)，基站宏分集接收保證在參與軟切換的基站中，只需要有一個(gè)基站能正確接收移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)就可以進(jìn)行正常的通信，由于通過(guò)反向功率控制，可以使移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率降至最小，這進(jìn)一步降低移動(dòng)臺(tái)對(duì)其它用戶的干擾，增加了系統(tǒng)反向容量。軟切換有以下幾種方式：? 同一BTS內(nèi)相同載頻不同扇區(qū)之間的切換，也就是通常說(shuō)的更軟切換（softer handoff）；? 同一BSC內(nèi)不同BTS之間相同載頻的切換；? 同一MSC內(nèi)，不同BSC的之間相同載頻的切換。剩余導(dǎo)頻信號(hào)集：在當(dāng)前 CDMA 載頻上，當(dāng)前系統(tǒng)里的所有可能的導(dǎo)頻信號(hào)集合（PILOT_INCs 的整數(shù)倍） ，但不包括在相鄰導(dǎo)頻信號(hào)集，候選導(dǎo)頻信號(hào)集和有效導(dǎo)頻信號(hào)集里的導(dǎo)頻信號(hào)。移動(dòng)臺(tái)搜索導(dǎo)頻信號(hào)以探測(cè)現(xiàn)有的 CDMA 信道，并測(cè)量它們的強(qiáng)度，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)探測(cè)了一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)具有足夠的強(qiáng)度，但并不與任何分配給它的前向業(yè)務(wù)信道相聯(lián)系時(shí)，它就發(fā)送一條導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量消息至基站，基站分配一條前向業(yè)務(wù)信道給移動(dòng)臺(tái)，并指示移動(dòng)臺(tái)開(kāi)始切換。外環(huán)的作用是對(duì)內(nèi)環(huán)門限進(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。 在實(shí)際系統(tǒng)中，反向功率控制是由上述三種功率控制共同完成的，即首先對(duì)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率作開(kāi)環(huán)估計(jì)，然后由閉環(huán)功率控制和外環(huán)功率控制對(duì)開(kāi)環(huán)估計(jì)作進(jìn)一步修正，力圖做到精確的功率控制。前向快速功率控制雖然發(fā)生作用的點(diǎn)是在基站側(cè)，但是進(jìn)行功率控制的外環(huán)參數(shù)和功率控制比特都是移動(dòng)臺(tái)檢測(cè)前向鏈路的信號(hào)質(zhì)量得出輸出結(jié)果，并把最后的結(jié)果通過(guò)反向?qū)ьl信道上的功率控制子信道傳給基站。前向快速功率控制就是實(shí)現(xiàn)合理分配前向業(yè)務(wù)信道功率，在保證通訊質(zhì)量的前提下，使其對(duì)相鄰基站/扇區(qū)產(chǎn)生的干擾最小，也就是使前向信道的發(fā)射功率在滿足移動(dòng)臺(tái)解調(diào)最小需求信噪比的情況下盡可能小。前向功控的原理如下圖所示：圖 113　前向功控的原理圖移動(dòng)臺(tái)通過(guò) Power Measurement Report Message 上報(bào)當(dāng)前信道的質(zhì)量狀況：上報(bào)周期內(nèi)的壞幀數(shù)，總幀數(shù)。? 距離基站越近的移動(dòng)臺(tái)比距離基站越遠(yuǎn)的或者處于衰落區(qū)的移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率要小。CDMA 系統(tǒng)中某個(gè)用戶信號(hào)的功率（包括前反向）較強(qiáng)，對(duì)該用戶被正確接收是有利的，但卻會(huì)增加對(duì)共享的頻帶內(nèi)其它的用戶的干擾，甚至淹沒(méi)其它用戶的信號(hào)，結(jié)果使其它用戶通信質(zhì)量劣化，導(dǎo)致系統(tǒng)容量下降。 三種擴(kuò)頻碼的比較下面對(duì) CDMA2022 1x 系統(tǒng)中的三種擴(kuò)頻碼進(jìn)行比較，具體說(shuō)明如表 12 所示。每個(gè)寄存器產(chǎn)生的比特均經(jīng)過(guò)掩碼，不同的掩碼產(chǎn)生不同的偏移。2. PN 長(zhǎng)碼的功能PN 長(zhǎng)碼序列的主要功能用于反向信道。PN長(zhǎng)碼序列只有一個(gè)，為了對(duì)同一載扇下的反向信道（接入信道和反向業(yè)務(wù)信道）進(jìn)行區(qū)分，PN長(zhǎng)碼序列應(yīng)用偏移的方式。我們可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃將 PN 短碼分配給不同的載扇。? 實(shí)際中以64chips偏移做為一個(gè)偏移序號(hào)(PN_OFFSET_INDEX)， 即可用的PN碼是0511。PN短碼序列由提供32767chips的15比特寄存器產(chǎn)生（2 151），比特 0加在序列的最后一位使其成為32768chips。 PN 短碼1. PN 短碼的產(chǎn)生過(guò)程如下：偽隨機(jī)序列(PN 碼)具有類似噪聲序列的性質(zhì)，是一種貌似隨機(jī)但實(shí)際上有規(guī)律的周期性二進(jìn)制序列，如果知道當(dāng)前 PN 碼的狀態(tài)和產(chǎn)生公式，則可推出以后 PN 碼的狀態(tài)。用 Walsh 碼區(qū)分這些前向信道的方法是：每個(gè)扇區(qū)有 64 個(gè)不同的 Walsh 碼，每個(gè) Walsh 碼是 64Chips，每一個(gè) Walsh 碼經(jīng)過(guò)擴(kuò)頻后分配給一條信道，擴(kuò)頻速率是 。圖 18 中，Walsh 碼在 CDMA 中的應(yīng)用基站在相同頻率下同時(shí)發(fā)送幾條信道，一個(gè)扇區(qū)下的所有手機(jī)都將收到包含所有信道的復(fù)合信號(hào)，并且必須識(shí)別需要解調(diào)的信道。它有多種等價(jià)定義方法，最常用的是 Hadamard 編號(hào)法。其中：(1)、(2)多用于反向信道，以移動(dòng)臺(tái)為主；(3) 、(4) 多用于正向信道，以基站為6 / 85主。甚至在信號(hào)被噪聲湮沒(méi)的情況下，只要相應(yīng)地增加信號(hào)帶寬，也能保持5 / 85，即用擴(kuò)展頻譜的方法以換取信噪比的增益。信息論中的仙農(nóng)（Shannon）公式描述如下：其中 C信道容量（比特/ 秒）N噪聲功率W信道帶寬（赫茲）S信號(hào)功率此公式原意是說(shuō)：在給定信號(hào)功率 S 和白噪聲功率 N 的情況下，只要采用某種編碼系統(tǒng)，我們就能以任意小的差錯(cuò)概率，以接近于 C 的傳輸信息的速率來(lái)傳送信息。展寬后的信號(hào)調(diào)制到射頻發(fā)送出去，在收端接收到的寬帶射頻信號(hào)，變頻至中頻，然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴(kuò)頻碼序列去解擴(kuò)，最后經(jīng)信息解調(diào)，恢復(fù)成原始信息輸出。228。202。每個(gè)發(fā)射機(jī)都有自己唯一的代碼（偽隨機(jī)碼） ，同時(shí)接收機(jī)也知道要接收的代碼，用這個(gè)代碼作為信號(hào)的濾波器，接收機(jī)就能從所有其他信號(hào)的背景中恢復(fù)成原來(lái)的信息碼（這個(gè)過(guò)程稱為解擴(kuò)） 。TDD 的主要缺點(diǎn)是滿足不了大規(guī)模系統(tǒng)的容量要求。其最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)就是利用兩個(gè)時(shí)隙，一個(gè)發(fā)一個(gè)收。TDMA 是一種較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，最簡(jiǎn)單的情況是單路載頻被劃分成許多不同的時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙傳輸一路突發(fā)式信息，TDMA 中關(guān)鍵部分為用戶部分，每一個(gè)用戶分配給一個(gè)時(shí)隙（在呼叫開(kāi)始時(shí)分配） ，用戶與基站之間進(jìn)行同步通信，并對(duì)時(shí)隙進(jìn)行計(jì)數(shù)。在系統(tǒng)的控制下，任何一個(gè)用戶都可以接入這些信道中的任何一個(gè)。5 / 85對(duì)應(yīng) CDMA2022 技術(shù)的演進(jìn)過(guò)程，CDMA 各階段系統(tǒng)的描述如表所示。圖 12　CDMA2022 技術(shù)的演進(jìn)過(guò)程　　 真正在全球得到廣泛應(yīng)用的第一個(gè) CDMA 標(biāo)準(zhǔn)是 IS95A，這一標(biāo)準(zhǔn)支持 8K 語(yǔ)音編碼服務(wù)、13K 語(yǔ)音編碼服務(wù)，其中 13K 語(yǔ)音編碼服務(wù)質(zhì)量已非常接近有線電話的語(yǔ)音質(zhì)量。其技術(shù)特點(diǎn)是：反向鏈路相干接收、前向鏈路發(fā)送分集；基站之間