【正文】 ) 室內(nèi) LOW DELAY DATA Uplink： (全向站 ), (3扇區(qū) ) Downlink： (全向站 ), (3扇區(qū) ) (注： long delay data的容量估計(jì)是假設(shè)軟切換的。 ) 65 響應(yīng)控制的要求： 受 round trip delay影響。 (注：編解碼器的延遲由ITU－ T定義，如果有其它可選編解碼器的建議，也全部包括 ) 移動(dòng)臺(tái)需要響應(yīng)控制 固網(wǎng)中不需要。 在對(duì) PSTN時(shí)需要。 由于 vocoder不同，延遲也不同，下面的延時(shí)預(yù)算假定使用的EVRC，典型的前 /反向時(shí)延如下 (前反向時(shí)延差不多 )： 移動(dòng)臺(tái) Delay (ms) Vocoder delay Vocoder processing Channel processing 空中傳輸 Frame Trans. Time Base Station Channel processing Viterbi decoding Vocoder Speech Generation Total Delay 沒(méi)有 Vocoder的時(shí)延是 ms. 上面的時(shí)延都是單方向的時(shí)延 大致可以估計(jì) round trip delays為其兩倍。 話音業(yè)務(wù)需要響應(yīng)控制。 峰值發(fā)射功率： 需要考慮基站的峰值發(fā)射功率，因?yàn)榘l(fā)射越低，成本越低。注意峰值發(fā)射功率隨測(cè)試環(huán)境不同而變化。 RTT對(duì)峰值發(fā)射功率沒(méi)有影響。 限制來(lái)自于規(guī)范。 基站功率水平受限于無(wú)線規(guī)范機(jī)構(gòu) (如美國(guó)的 FCC)。 規(guī)定在傳輸帶寬上總 EIRP小于 1640 W 最大發(fā)射功率小于 100 W 基站用于鏈路預(yù)算計(jì)算的最大總發(fā)射功率是 47 dBm 。 移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率分為五類： Class I： 28 dBm EIRP 33 dBm Class II： 23 dBm EIRP 30 dBm Class III： 18 dBm EIRP 27 dBm Class IV： 13 dBm EIRP 24 dBm Class V： 8 dBm EIRP 21 dBm 66 前反向鏈路信道編碼 /錯(cuò)誤處理 缺?。?卷積內(nèi)部碼 (比率 1/3或 1/2，約束長(zhǎng)度 K = 9) 可選外部 ReedSolomon碼 (BER = 10^－ 6電路交換業(yè)務(wù) ) 正在考慮高速數(shù)據(jù)采用 Turbo碼。 特殊的 FEC機(jī)制。例如：可能采用不對(duì)等錯(cuò)誤保護(hù)等。 Forward Link (Downlink) –– 6bit, 8bit, 10bit, 12bit, or 16bit CRC 幀錯(cuò)誤檢驗(yàn)； –– 9/16, 1/2, 1/3, 1/4 rate, K = 9 卷積碼 (通過(guò)穿孔可以得到其它速率 ) –– 在補(bǔ)充信道使用 K= 4的 Turbo碼得到相當(dāng)?shù)乃俾剩? 20ms and 5ms交織 Reverse Link (Uplink) –– 6bit, 8bit, 10bit, 12bit, or 16bit CRC 幀錯(cuò)誤檢驗(yàn)； –– 9/16, 1/2, 1/3, 1/4 rate, K = 9 卷積碼 ––在補(bǔ)充信道使用 K= 4的 Turbo碼得到相當(dāng)?shù)乃俾剩? –– 20ms and 5ms 交織； 每個(gè)補(bǔ)充信道可以使用不同的編碼機(jī)制 67 分集機(jī)制： 如微分集 和宏分集 時(shí)間分集 在上下行鏈路信道編碼和交織。 多徑分集 RAKE 接收機(jī)，相干檢測(cè)或者類似于 BS和 MS中常用的最大比合并的接收機(jī)結(jié)構(gòu)。 空間分集 通常，上下行都可以使用最大比合并的接收天線分集。 下行鏈路的發(fā)射天線分集也在考慮之中。 宏分集 軟切換 (站點(diǎn)間 )：下行通常最大比合并，上行選擇性合并 更軟切換 (扇區(qū)間 )：上下行通常都是最大比合并。 頻率分集 寬帶載波 (相當(dāng)于多徑分集 ) 分集后的功能增進(jìn)： 對(duì)接收天線分集， BER＝ 10^3時(shí) Eb/No分集增益是 。如果不用功率控制，在低速情形中增益會(huì)更高。 在此增益減小 Eb/No之外，還有一個(gè)增益減小發(fā)射功率，它最高達(dá)，取決于環(huán)境。 也可采用傳輸分集，尤其在下行鏈路。其增益大概與接收天線分集相近。 其它分集方式是 RTT概念固有的，因此很難確定外在的分集增益數(shù)字。 時(shí)間分集 符號(hào)交織、誤碼編碼和糾正。 多徑分集 RAKE接收機(jī) 空間分集 BS使用 2根天線 MS天線分集是可選項(xiàng) l 正交發(fā)射分集 可用于前向鏈路。 頻率分集 , , , MHz擴(kuò)頻 延遲發(fā)射分集 多載波和直接擴(kuò)頻都可以使用。 分集合并 使用 RAKE臂，最大比合并或等增益合并都可以。 解調(diào)器 /接收機(jī)的最小數(shù)目 1 per MS 2 per BS 天線的最小數(shù)目 1 per MS (天線分集是可選項(xiàng) ) 2 per BS 由于分集總的性能改善 看情形而定，一般 1%FER時(shí)最高可達(dá)10dB。 68 基站頻率同步 /定時(shí)要求 FDD模式： 不需要 BSBS同步 TDD模式： 推薦時(shí)隙同步以減小鄰小區(qū)的干擾。 推薦幀同步以加速鄰小區(qū)信標(biāo) (beacon)信息的收聽。 需要 BSBS同步。 同步需求為： –– 短期定時(shí)精度 = 177。 10us –– 短期頻率精度 = –– Bs間比特時(shí)間隊(duì)列超過(guò) 24小時(shí)周期＝177。 10us 手機(jī)在接入和操作時(shí)通過(guò)連續(xù)的公共導(dǎo)頻糾 正自己的參考頻率并調(diào)節(jié)到 BS的頻率上。 BS－ BS 同步允許： –– 快速捕獲 –– 簡(jiǎn)單、更快和更可靠的切換過(guò)程 –– 增強(qiáng)的緊急情況位置定位 –– 允許公共信道軟切換增強(qiáng)容量和可靠度 –– 使用很惡劣的同步網(wǎng)絡(luò) (發(fā)展中國(guó)家等 ) RTT支持的每載波 /頻率信道用戶數(shù)目 (這會(huì)影響總體成本－尤其當(dāng)用戶業(yè)務(wù)量增加或者地理業(yè)務(wù)量隨時(shí)間變化很大時(shí)。 ) FDD模式 最多提供 256個(gè)正交下行信道，一些必須作為下行公共傳輸信 道，剩下大約 250個(gè)正交信道用于用戶業(yè)務(wù)，如話音等。通常， 小區(qū)容量受限于干擾，例如，實(shí)際話音信道比這個(gè)數(shù)目低 (確切 的語(yǔ)音信道數(shù)目取決于操作環(huán)境 )。在上行鏈路由于使用的時(shí)區(qū) 分用戶的正交碼，因此不受正交碼信道數(shù)目的限制。 在某些情況下，例如采用了自適應(yīng)天線，每小區(qū)的話音信道在下 行鏈路使用多址非正交碼集合，數(shù)目可能增長(zhǎng)到超過(guò) 250個(gè)。 仿真結(jié)果 ： –– 車載 A ： 85 –– 步行 A： 154 (設(shè)使用 2碼集合 ) –– Indoor A ： 85 TDD Mode 最多提供 128個(gè)正交下行信道，一些必須作為下行公共傳輸信 道，剩下大約 120個(gè)正交信道用于用戶業(yè)務(wù)。 為何 TDD的信道只有大約 FDD的的一半是因?yàn)?FDD在上下行鏈 路用 TDD模式共享一個(gè) 5MHz。 對(duì) 5MHz的配置，每個(gè) BS扇區(qū)為話音提供253個(gè) Walsh碼 (也就是相同數(shù)目的信道 )。因此依據(jù)一個(gè) BS的扇區(qū)數(shù)目可以依比例確定這個(gè)結(jié)果。 不同環(huán)境下用戶話音信道的最大數(shù)目： –– 車載 ： 109 –– 步行 ： 118 –– Indoor ： 112 69 切換復(fù)雜度 FDD模式 切換方案是基于移動(dòng)臺(tái)輔助的軟 /更軟切換機(jī)制和硬切換的。手機(jī)檢測(cè)從相 鄰小區(qū)接收的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度，當(dāng)其超過(guò)一個(gè)給定的動(dòng)態(tài)門限集合時(shí)向網(wǎng)絡(luò) 報(bào)告?；谶@個(gè)信息，網(wǎng)絡(luò)命令手機(jī)在活動(dòng)集中增添或移除這個(gè)導(dǎo)頻。 活動(dòng)集定義為同時(shí)調(diào)制和相干合并用戶信號(hào)的基站的集合。由某個(gè)基站編 碼調(diào)制的信號(hào)從多個(gè)基站發(fā)出。手機(jī)通過(guò)使用 RAKE接收機(jī)相干合并這些來(lái) 自不同扇區(qū)天線、不同基站或同一天線但是不同路徑的信號(hào)。 手機(jī)在進(jìn)行軟切換的基站處理手機(jī)發(fā)射的信號(hào)?；灸芎喜?lái)自不同扇區(qū) 的接收信號(hào)；而網(wǎng)絡(luò)中的控制器能合并不同基站的信號(hào)。軟切換結(jié)果增強(qiáng) 了上行鏈路的覆蓋范圍。軟切換機(jī)制真正能實(shí)現(xiàn)不中斷業(yè)務(wù)的無(wú)縫切換。 獲得的空間分集增益減小了切換區(qū)域的誤幀率并提高了困難無(wú)線環(huán)境的性 能。此外， RTT支持不同類型的硬切換，例如：頻率間切換。通過(guò)使用測(cè) 量時(shí)隙可以檢測(cè)提供的其它載頻。 TDD模式 TDD依據(jù)業(yè)務(wù)類型提供兩種不同的切換機(jī)制：面向連接或包交換業(yè)務(wù)。 對(duì)面向連接業(yè)務(wù)，基本的切換方案是移動(dòng)臺(tái)輔助，網(wǎng)絡(luò)使用后向信令評(píng)估 和決定是否硬切換。采取適當(dāng)?shù)臏y(cè)量來(lái)加速切換過(guò)程。 RTT也不反對(duì)軟切 換的引入，目前正在進(jìn)一步研究。 對(duì)包交換業(yè)務(wù)，基本的切換方案是在使用前向信令 (小區(qū)重選 )網(wǎng)絡(luò)控制的背 景下，由手機(jī)評(píng)估和決定是否硬切換。 支持不同類型的切換 ––同頻率相鄰 CDMA基站之間的軟切換 增加了反向鏈路的覆蓋范圍，不中斷業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換。獲得的空間分集增益減小了切換區(qū)域的誤幀率并提高了困難無(wú)線環(huán)境的性能。 ––CDMA不同頻率基站間的硬切換。 ––CDMA到其它頻段或技術(shù)間的硬切換 ––支持 Mobile Assisted Handover (MAHO)。 使用完整的基本信道活動(dòng)集時(shí)補(bǔ)充信道切換不是必須的。最佳的方案隨信道環(huán)境而變化。 系統(tǒng)負(fù)荷性能 在一定負(fù)荷下如： 125％，150％， 175％， 200％估計(jì)對(duì)小區(qū)系統(tǒng)阻塞率和質(zhì)量的影響。 FDD模式 符合引起系統(tǒng)性能的降低，如降低了話音編碼比特率或增高了 BER。 處理符合的一種附加手段叫“小區(qū)呼吸”，干擾增加，小區(qū)邊界縮小，將靠近邊界的用戶劃分到相鄰小區(qū)，以期減少本小區(qū)負(fù)荷。 TDD模式 采用 DCA (Dynamic Channel Allocation)，通過(guò)犧牲鄰小區(qū)的容量來(lái)增加本小區(qū)的可分配資源。 符合引起系統(tǒng)性能降低 采用“小區(qū)呼吸”，因?yàn)榉显黾樱聪蚋蓴_增加，由于手機(jī)功率沖突反向鏈路范圍減小，通過(guò)調(diào)節(jié)前向發(fā)射功率，將邊界手機(jī)切換到相鄰小區(qū)去。 另一個(gè)方法是可變比特率話音編碼，當(dāng)高負(fù)載時(shí)如果需要可以降低話音編碼率來(lái)提高覆蓋范圍。 70 WCDMA (ETSI UTRA) Cdma2022 手機(jī)性能： 發(fā)射機(jī)和接收機(jī)間的隔離度 (手機(jī)的尺寸和重量對(duì)之有影響。 ) FDD模式 要求是雙工機(jī)，發(fā)射機(jī) /接收機(jī)隔離度是 50dB。 TDD模式 不要求是雙工機(jī)。 FDD：要求是雙工機(jī) TDD：不要求是雙工機(jī) 不同類型手機(jī)要求不同，一般 Class ||手機(jī)的雙工接收機(jī)分支要提供 55dB的發(fā)射 /接收隔離度。 BS要求 90dB的發(fā)射 /接收隔離度?？捎商炀€間隔和 RX分支的合并取得。 終端平均輸出功率(mW) (低功率意味著更長(zhǎng)的電池壽命和更長(zhǎng)的通話時(shí)間 ) FDD模式 當(dāng)手機(jī)在專用信道上操作，發(fā)射活動(dòng)性 100% 對(duì)公共信道上的包交換，可能 TX要小一些。 平均輸出功率依環(huán)境而定。 仿真結(jié)果基于下列數(shù)據(jù)： Indoor： mW (4 dBm) 步行： 25 mW (14 dBm) 車載： 250 mW (24 dBm) TDD模式 － 1 code (peak/average ratio dB)： 最?。? dBm (1時(shí)隙 ), 最大： dBm (15時(shí)隙 ) － 8 codes (peak/average ratio dB)： 最?。? dBm (使用 1時(shí)隙 ), 最大： 21 dBm (使用 15時(shí)隙 ). 計(jì)算： 平均功率 = 30dBm – peak/average ratio + 10 * log10(使用的時(shí)隙數(shù) /幀數(shù) /16) 在激活狀態(tài)，平均輸出功率等于最大EIRP 然而，確切的平均發(fā)射功率要小并且依業(yè)務(wù)而定 (例如，對(duì)話音業(yè)務(wù)，話音激活因子顯著地減小了發(fā)射功率 )。 用于鏈路預(yù)算地?cái)?shù)值： －車載 24 dBm －步行 14 dBm －室內(nèi) 4 dBm 71 峰值發(fā)射功率 采用了三種功率控制策略 一種是“快速閉環(huán)功率控制” (只有 FDD模式 )，基于 SI