【正文】 “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(chēng)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 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(mén)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(mén)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(mén)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(mén)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(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 。 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) CDMA2020 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（ 2151） ， 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(lèi)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，也能保持可靠的通信 .此公式指明了采用擴(kuò)展頻譜信號(hào)進(jìn)行通信的優(yōu)越性，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。 CDMA 按照獲得帶寬信號(hào)所采取的調(diào)制方式分為 直接序列擴(kuò)頻（ DS） 、 跳頻（ FH） 和 跳時(shí)（ TH） ，如下 圖 所示： 圖 14 三種 CDMA擴(kuò)頻方式概念示意圖 擴(kuò)頻通信原理 擴(kuò)頻通信基本概念 所謂擴(kuò)展頻譜通信，可定義如下：擴(kuò)頻通信技術(shù)是一種信息傳輸方式，其信號(hào)所占有的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息所必需的最小帶寬； 頻帶的展寬是通過(guò)編碼及調(diào)制的方法實(shí)現(xiàn)的，與所傳信息數(shù)據(jù)無(wú)關(guān) ；在接收端則用相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)解調(diào)來(lái)解擴(kuò)及恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)。 碼分多址 碼分多址 是一種利用擴(kuò)頻技術(shù)所形成的不同的碼序列實(shí)現(xiàn)的多址方式，它不像 FDMA、TDMA 那樣把用戶 的信息從頻率和時(shí)間上進(jìn)行分離，它可在一個(gè)信道上同時(shí)傳輸多個(gè)用戶的信息，也就是說(shuō)，允許用戶之間的相互干擾。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射時(shí)基站接收、基站發(fā)射時(shí)移動(dòng)臺(tái)接收，交替進(jìn)行。當(dāng)自己的時(shí)隙到來(lái)時(shí)，移動(dòng)臺(tái)就啟動(dòng)接收和解調(diào)電路，對(duì)基站發(fā)來(lái)的突發(fā)式信息進(jìn)行解碼。 模擬蜂窩系統(tǒng)是 FDMA 結(jié)構(gòu)的一個(gè)典型例子，數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中也同樣可以采用 FDMA，比如 GSM 和 CDMA 系統(tǒng)也采用了 FDMA。 多址技術(shù) 多址技術(shù)使眾多的用戶共用公共的通信線路。 20 年代開(kāi)始在軍事及某些特殊領(lǐng)域使用， 40 年代才逐步向民用擴(kuò)展，最近十年間才是移動(dòng)通信真正迅猛發(fā)展的時(shí)期，而且由于其許多的優(yōu)點(diǎn)，前景十分廣闊。 所屬學(xué)科： 通信科技 (一級(jí)學(xué)科 ) ；通信原理與基本技術(shù) (二級(jí)學(xué)科 ) 移動(dòng)通信系統(tǒng)構(gòu)成 編號(hào) ： 為每個(gè)用戶入網(wǎng)接口指定一個(gè)唯一的標(biāo)號(hào)。單位時(shí)間平均呼叫次數(shù)與平均呼叫時(shí)長(zhǎng)乘積 阻塞率 ：當(dāng)我們呼叫時(shí)，有時(shí)候發(fā)現(xiàn)所有鏈路都處于繁忙狀態(tài)。信息 信息調(diào)制 擴(kuò)頻調(diào)制 射頻調(diào)制 … CDMA碼序列 CDMA關(guān)鍵技術(shù)（軟切換、功率控制、 RAKE接收、呼吸效應(yīng)等） 2. CDMA空中接口協(xié)議及信道結(jié)構(gòu) CDMA空中接口協(xié)議架構(gòu)及層次結(jié)構(gòu) IS－ 95信道 CDMA2020 1X信道 3. CDMA空口信令流程 CDMA移動(dòng)臺(tái)狀態(tài)及變遷 CDMA始呼和被呼、位置登記、切換、語(yǔ)音業(yè)務(wù)釋放、 1X數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等流程。 第二部分： CDMA技術(shù)原理 1. CDMA基礎(chǔ) CDMA技術(shù)的發(fā)展及演進(jìn) 多址技術(shù) 擴(kuò)頻通信原理 。 四、初級(jí)網(wǎng)優(yōu)工程師資質(zhì)考試重點(diǎn)整理 : 第一部分：移動(dòng)通信基礎(chǔ)知識(shí) （第一部分是基本概念自己填寫(xiě)答案并記憶） 1. 移動(dòng)通信基本概念 如： 愛(ài)爾蘭 ：用來(lái)統(tǒng)計(jì)話務(wù)量的 A=CT。由多個(gè)扇區(qū)組成的一個(gè)集合 調(diào)制 ：把窄帶信號(hào)變成寬帶信號(hào)有利傳輸 編碼 ： 用代碼表示信息的過(guò)程。RAKE接收技術(shù) 分集技術(shù) 第二部分： CDMA 技術(shù)原理 CDMA 技術(shù)的發(fā)展 移動(dòng)通信系指通信雙方或至少一方是處于移動(dòng)中進(jìn)行信息交流的通信。 第二代半： 1996年出現(xiàn)，用于解決中速數(shù)據(jù)傳遞的數(shù)字通信系統(tǒng)，如 GPRS、 IS95B 等 第三代：用于傳遞高速數(shù)據(jù)，以支持多媒體應(yīng)用，如 WCDMA、 CDMA20 TDSCDMA等。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)。 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)。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。 TDD 的主要缺點(diǎn)是滿足不了大規(guī)模系統(tǒng)的容 量要求。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(chēng)為解擴(kuò)）。 擴(kuò)頻通信的基本原理 擴(kuò)頻通信的基本原理如圖 15 所示： 圖 15 擴(kuò)頻通信基本原理 在發(fā)端輸入的信息 (比特率 bit)先經(jīng)過(guò)信息調(diào)制形成數(shù)字信號(hào) (符號(hào)率 symbol） ，然后由擴(kuò)頻發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號(hào)以展寬信號(hào)的 頻譜 (碼片率 chip)。 擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ) 在擴(kuò)頻通信中采用寬頻帶的信號(hào)來(lái)傳送信息，主要是為了通信的安全可靠，這可用信息論和抗干擾理論的基本觀點(diǎn)來(lái)解釋。如果增加頻帶寬度，就可以在較低的信噪比的情況下用相同的信息率以任意小的差錯(cuò)概率來(lái)傳輸信息。 在 CDMA 中需要采用地址碼來(lái)區(qū)分不同的地址，其中主要有以下四種不同類(lèi)型： (1)用戶地址： 用于區(qū)分不同移動(dòng)用戶； (2)多速率 (多媒體 )業(yè)務(wù)地址： 用于多媒體業(yè)務(wù)中區(qū)分不同速率類(lèi)型的業(yè)務(wù)； (3)信道地址： 用于區(qū)分每個(gè)小區(qū)或每個(gè)扇區(qū)內(nèi)的不同信道； (4)基站地址： 用于區(qū)分不同基站或扇區(qū)。 Walsh 函數(shù)是一類(lèi)取值介于 1與 1的二元正交函數(shù)系。 Walsh 碼在前向信道中的應(yīng)用如圖 18 所示。 圖 18 Walsh 碼前向信道區(qū)分圖 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。導(dǎo)頻信道占用 Wals