【正文】 信號(hào)經(jīng)過(guò)基帶濾波器之后，進(jìn)行四相調(diào)制。 CDMA反向信道采用 OQPSK調(diào)制 ， Q導(dǎo)頻 PN序列擴(kuò)頻的數(shù)據(jù)相對(duì)于 I導(dǎo)頻 PN序列擴(kuò)頻的數(shù)據(jù)將延時(shí)半個(gè) PN比特片的時(shí)間。 OQPSK調(diào)制使用功率效率高，非線性，完全飽和的 C類放大器，節(jié)省了移動(dòng) 合成信號(hào)的相位點(diǎn)及其轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖 614 所示。 (1,0)(0,0)(0,1)(1,1)I 信道Q 信道圖 614 反向 CDMS信道的信號(hào)相位點(diǎn)及其轉(zhuǎn)換關(guān)系 反向業(yè)務(wù)信道的參數(shù) 功率控制 ? 在 CDMA系統(tǒng)中，功率控制被認(rèn)為是所有關(guān)鍵技術(shù)的核心。如果小區(qū)中的所有用戶均以相同功率發(fā)射，則靠近基站的移動(dòng)臺(tái)到達(dá)基站的信號(hào)強(qiáng)，遠(yuǎn)離基站的移動(dòng)臺(tái)到達(dá)基站的信號(hào)弱，導(dǎo)致強(qiáng)信號(hào)掩蓋弱信號(hào)，這就是移動(dòng)通信中的“遠(yuǎn)近效應(yīng)”問(wèn)題。因?yàn)?CDMA是一個(gè)自干擾系統(tǒng)，所有用戶共同使用同一頻率，所以“遠(yuǎn)近效應(yīng)”問(wèn)題更加突出。 CDMA功率控制的目的就是克服遠(yuǎn)近效應(yīng)，使系統(tǒng)既能維持高質(zhì)量通信，又不對(duì)占用同一信道的其它用戶產(chǎn)生不應(yīng)有的干擾。 功率控制的原則 是：當(dāng)信道的傳播條件突然改善時(shí) ， 功率控制應(yīng)作出快速反應(yīng) (例如在幾微秒時(shí)間內(nèi) )， 以防止信號(hào)突然增強(qiáng)而對(duì)其它用戶產(chǎn)生附加干擾；相反 ， 當(dāng)傳播條件突然變壞時(shí) ， 功率調(diào)整的速度可以相對(duì)慢一些 。 也就是說(shuō) ， 寧愿單個(gè)用戶的信號(hào)質(zhì)量短時(shí)間惡化 ， 也要防止許多用戶都增大背景干擾 。 ? 功率控制分為前向功率控制和反向功率控制。 ? 反向功率控制又分為僅由移動(dòng)臺(tái)參與的開(kāi)環(huán)功率控制和移動(dòng)臺(tái)、基站同時(shí)參與的閉環(huán)功率控制。 反向開(kāi)環(huán)功率控制 ? CDMA系統(tǒng)的每一個(gè)移動(dòng)臺(tái)都一直在計(jì)算從基站到移動(dòng)臺(tái)的路徑衰耗，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)接收到的信號(hào)很強(qiáng)時(shí)，表明要么離基站很近，要么有一個(gè)特別好的傳播路徑。這時(shí)移動(dòng)臺(tái)可降低它的發(fā)射功率，而基站依然可以正常接收。相反當(dāng)移動(dòng)臺(tái)接收的來(lái)自基站的信號(hào)很弱時(shí)，它就增加發(fā)射功率，以抵消衰耗，開(kāi)環(huán)功率控制的目的是試圖使所有移動(dòng)臺(tái)發(fā)出的信號(hào)在到達(dá)基站時(shí)都有相同的標(biāo)稱功率，它完全是移動(dòng)臺(tái)自己進(jìn)行的功率控制。 ? 開(kāi)環(huán)功率控制只是對(duì)發(fā)送電平的粗略估計(jì)，因此它的反應(yīng)時(shí)間既不應(yīng)太快，也不應(yīng)太慢。如反應(yīng)太慢，在開(kāi)機(jī)或進(jìn)入陰影、拐彎效應(yīng)時(shí)，開(kāi)環(huán)起不到應(yīng)有的作用；而如果反應(yīng)太快，將會(huì)由于前向鏈路中的快衰落而浪費(fèi)功率。 ? 移動(dòng)臺(tái)通過(guò)開(kāi)環(huán)功率控制計(jì)算發(fā)射功率的方法： （ 1）剛進(jìn)入接入信道時(shí)（閉環(huán)校正尚未激活），移動(dòng)臺(tái)將按下式計(jì)算平均輸出功率，以發(fā)射其第一個(gè)試探序列。 平均輸出功率（ dBm） = 平均輸入功率（ dBm） 73+NOM_PWR（ dB） +INIT_PWR（ dB） 其中：平均功率是相對(duì)于 CDMA信道帶寬而言的。 INIT_PWR是對(duì)第一個(gè)接入信道序列所需要作的調(diào)整， NOM_PWR是為了補(bǔ)償由于前向CDMA信道和反向 CDMA信道之間不相關(guān)造成的路徑損耗。這兩個(gè)參數(shù)都需要根據(jù)具體傳播環(huán)境通訊當(dāng)?shù)卦肼曤娖酵ㄟ^(guò)計(jì)算得出。 （ 2）其后的試探序列不斷增加發(fā)射功率（增加的步長(zhǎng)為 PRW_STEP），直到收到一個(gè)響應(yīng)或序列結(jié)束。這時(shí)移動(dòng)臺(tái)開(kāi)始在反向業(yè)務(wù)信道上發(fā)送信號(hào)，其平均輸出功率電平為： 平均輸出功率（ dBm） =－平均輸入功率（ dBm）－ 73+nom pwr（ dB） +INIT PWR（ dB）+PWR STEP之和（ dB） ⑶ 在反向業(yè)務(wù)信道開(kāi)始發(fā)送之后一旦收到一個(gè)功率控制比特，移動(dòng)臺(tái)的平均輸出功率將變?yōu)椋? 平均輸出功率（ dBm） = 平均輸入功率（ dBm）73+ NOM_PWR（ dB） + INIT_PWR（ dB） +PWR_STEP之和（ dB） +所有閉環(huán)功率控制校正之和（ dB） 其中， NOM_PWR， INIT_PWR和PWR_STEP均為在接入?yún)?shù)消息中定義的參數(shù)，在移動(dòng)臺(tái)發(fā)射之前便可得到這些參數(shù)。NOM_PWR參數(shù)的范圍為（ 8～ 7） dB，標(biāo)稱值為 0dB。 INIT_PWR參數(shù)的范圍為（ 16～15） dB，標(biāo)稱值為 0dB。 PWR_STEP參數(shù)的范圍為（ 0～ 7） dB。 根據(jù) CDMA空中接口的標(biāo)準(zhǔn)，移動(dòng)臺(tái)平均輸出功率可調(diào)整的動(dòng)態(tài)范圍至少應(yīng)為177。 32dB。 反向閉環(huán)功率控制 ? CDMA系統(tǒng)的前向、反向信道分別占用不同的頻段，收、發(fā)間隔為 45MHz，這使得這兩個(gè)頻道衰減的相關(guān)性很弱，在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中，兩個(gè)信道衰減的平均值應(yīng)該相等，但在具體某一時(shí)刻，則很可能不等。這就需要基站根據(jù)目前所需信噪比與實(shí)際接收的信噪比之差隨時(shí)命令移動(dòng)臺(tái)調(diào)整發(fā)射功率（即閉環(huán)調(diào)整）。基站目前所需的信噪比是根據(jù)初始設(shè)定的誤幀率隨時(shí)調(diào)整的（即外環(huán)調(diào)整）。 ? 從 BTS來(lái)的語(yǔ)音幀以每秒 50幀的速率送到選擇器 V/S（該選擇器放在 MSC還是 BSC，各公司有不同的做法），選擇器每過(guò)一定的時(shí)間就統(tǒng)計(jì)所收到的壞幀與總幀數(shù)之比是否超過(guò) 1%，如果超過(guò) 1%，說(shuō)明目前所設(shè)的目標(biāo) Eb/N0還不夠，就指令 BTS將目標(biāo) Eb/N0上升幾個(gè)步階；如果小于 1%，說(shuō)明目前所設(shè)的目標(biāo) Eb/N0還有余量，就指令 BTS針目標(biāo) Eb/N0。下降一個(gè)步階。這就是所說(shuō)的 外環(huán)調(diào)整 。 ? 閉環(huán)高速 是這樣一個(gè)過(guò)程： BTS對(duì)從 MS收到的信號(hào)進(jìn)行 Eb/N0測(cè)量，每幀分階段 6次（即以一個(gè)功率控制組為單位）。測(cè)量過(guò)程如下： ① 對(duì)于收到的每一個(gè) Walsh符號(hào)進(jìn)行解調(diào)，取64個(gè)解調(diào)值中的最大值。 ② 把每六個(gè)最大值加在一起（ 6個(gè) Walsh符號(hào)=1個(gè)功率控制組）。 ③ 總和與一個(gè)門限相比。 測(cè)驗(yàn)量結(jié)果如果大于門限，則發(fā)送“下降”命令（ 1dB）；而如果小于門限，則發(fā)送“上升”命令（ 1dB）。移動(dòng)臺(tái)則根據(jù)收到的命令調(diào)整它的發(fā)射功率，直到最佳。 ? 在反向閉環(huán)功率控制中，基站起著很重要的作用。在對(duì)反向業(yè)務(wù)信道進(jìn)行閉環(huán)功率控制時(shí)，移動(dòng)臺(tái)將根據(jù)在前向業(yè)務(wù)信道上收到有的效功率控制比特（在功率控制子信道上）來(lái)調(diào)整其平均輸出功率。功率控制比特（“ 0”或“ 1”）是連續(xù)發(fā)送的，其速率為每比特 （即 800bit/s）?！?0”比特指示移動(dòng)臺(tái)增加平均輸出功率，“ 1”比特指示移動(dòng)臺(tái)減少平均輸出功率。每個(gè)功率控制比特使移動(dòng)臺(tái)增加或減少功率的大小為 1dB。 ? 一個(gè)功率控制比特的長(zhǎng)度正好等于前向業(yè)務(wù)信道兩個(gè)調(diào)制符號(hào)的長(zhǎng)度（即 106166us）。每個(gè)功率控制比特將替代兩個(gè)邊續(xù)的前向業(yè)務(wù)信道調(diào)制符號(hào)，這個(gè)技術(shù)就是通常所說(shuō)的符號(hào)抽取技術(shù)。功率控制比特將按 Eb的能量發(fā)送， Eb為9600bit/s速率時(shí)前向信道每個(gè)信息比特能量。功率控制比特在前向業(yè)務(wù)信道進(jìn)行數(shù)據(jù)擾碼后插到數(shù)據(jù)流中傳送。 ? 只有在緊隨移動(dòng)臺(tái)發(fā)射時(shí)隙后的第二個(gè)認(rèn)為是有效的。每個(gè)功率控制比特導(dǎo)致移動(dòng)臺(tái)的輸出功率變化范圍為 1dB。 ? 移動(dòng)臺(tái)將忽略當(dāng)發(fā)射機(jī)關(guān)掉時(shí)（非連續(xù)發(fā)射過(guò)程中）收到的功率控制比特。在開(kāi)環(huán)估計(jì)的基礎(chǔ)上，移動(dòng)臺(tái)將提供 24dB的閉環(huán)調(diào)整范圍。 ? 在軟切換時(shí)，移動(dòng)臺(tái)同時(shí)接收兩個(gè)或兩個(gè)以上基站對(duì)它的功率控制命令，如果有上有下，執(zhí)行讓它功率下降的命令。 前向功率控制 ? 前向信道總功率按一定比例分配給導(dǎo)頻信道、同步信道、尋呼信道以及所有的前向業(yè)務(wù)信道。 ? 因?yàn)椴煌苿?dòng)臺(tái)可能處在不同的距離和不同的環(huán)境，基站到每一個(gè)移動(dòng)臺(tái)的傳輸損耗都不一樣，因此基站必須控制發(fā)射功率，給每個(gè)用戶的前向業(yè)務(wù)信道都分配以適當(dāng)?shù)墓β省；具@種視具體情況而分配給不同業(yè)務(wù)信道不同功率的方法就叫前向功率控制。 ? 在前向功率控制中，基站根據(jù)移動(dòng)臺(tái)提供的測(cè)量結(jié)果，調(diào)整對(duì)每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率。其目的是對(duì)路徑衰落小的移動(dòng)臺(tái)分配較小的前向鏈路功率，而對(duì)那些遠(yuǎn)離基站和路徑衰落大的移動(dòng)臺(tái)分配較大的前向鏈路功率。 ? 基站通過(guò)移動(dòng)臺(tái)對(duì)前向誤幀率的報(bào)告決定是增加發(fā)射功率還是減少發(fā)射功率。移動(dòng)臺(tái)的報(bào)告分為定期報(bào)告和門限報(bào)告。定期報(bào)告就是隔一段時(shí)間匯報(bào)一次，門限報(bào)告就是當(dāng)FER（誤幀率）達(dá)到一定門限時(shí)才報(bào)告。這個(gè)門限是由運(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)告方式可同時(shí)存在，也可只用一種，或者兩種都不用，這可根據(jù)運(yùn)營(yíng)者的具體要求進(jìn)行設(shè)定。 RAKE 接收機(jī) ? 作用 ：通過(guò)多個(gè)相關(guān)檢測(cè)器接收多徑信號(hào)中的各路信號(hào)，并把它們合并在一起。由于在多徑信號(hào)中含有可以利用的信息，所以 CDMA接收機(jī)可以通過(guò)合并多徑信號(hào)來(lái)改善接收信號(hào)的信噪比。 ? 理論基礎(chǔ) ：當(dāng)傳播時(shí)延超過(guò)一個(gè)碼片周期時(shí)，多徑信號(hào)實(shí)際上可被看作是互不相關(guān)的。 ? 工作過(guò)程 ： RAKE接收機(jī)利用多個(gè)相關(guān)器分別檢測(cè)多徑信號(hào)中最強(qiáng)的 M個(gè)支路信號(hào)，然后對(duì)每個(gè)相關(guān)器的輸出進(jìn)行加權(quán)，以提供優(yōu)于單路相關(guān)器的信號(hào)檢測(cè)，然后再在此基礎(chǔ)上進(jìn)行解調(diào)和判決。 相關(guān)器 1 相關(guān)器 2 相關(guān)器 M T ∫( ﹒ )dt 0 門限判決 Z1 Z2 ZM r(t) 中頻或基帶CDMA多徑信號(hào) Z‘ Z m’ 圖 615 M支路 RAKE接收機(jī) CDMA 系統(tǒng)的容量 首先考慮一般擴(kuò)頻通信系統(tǒng) (即暫不考慮蜂窩網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) )的通信容量 。 載干比可以表示為： bbbbbRWIEWIERIC//0??式中 ， Eb是消息的一比特能量； Rb是信息的比特率； I0是干擾的功率譜密度 (每赫干擾功率 )； W是總頻段寬度 (在這里 W也是 CDMA信號(hào)所占的頻譜寬度 ， 即擴(kuò)頻帶寬 )； (Eb/I0） 類似于通常所謂的歸一化信噪比 (Eb/N0)， 其取值決定于系統(tǒng)對(duì)誤碼率或話音質(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)是系統(tǒng)的擴(kuò)頻因子 ， 即系統(tǒng)的處理增益 。 n個(gè)用戶共用一個(gè)無(wú)線頻道 ， 每一用戶的信號(hào)都受到其他 n1個(gè)用戶的信號(hào)干擾 。 若到達(dá)一接收機(jī)的信號(hào)強(qiáng)度和各個(gè)干擾強(qiáng)度都一樣 ， 則載干比為： 11?? nIC0//1IERWnbb??0//IERWnbb?通常 n1, 故 C/I≈1/n，即 或 （ 61） 1. 話音激活期的影響 人類對(duì)話的特征是不連續(xù)的，對(duì)話的激活期(占空比 d)通常只有 35%左右。在許多用戶共享一個(gè)無(wú)線頻道時(shí)， 如果利用話音激活技術(shù)，使通信中的用戶有話音才發(fā)射信號(hào)，沒(méi)有話音就停止發(fā)射信號(hào)，那么任一用戶在話音發(fā)生停頓時(shí)，所有其他通信中的用戶都會(huì)因?yàn)楸尘案蓴_減小而受益。這就是說(shuō)，話音停頓可以使背景干擾減小65%，能提高系統(tǒng)容量到 1/= 倍。 令話音的占空比為 d, 則式 (61)變成 dIERWnbb 1//0??（ 62） 2. 扇區(qū)的作用 在 CDMA蜂窩系統(tǒng)中采用有向天線進(jìn)行分區(qū)能明顯地提高系統(tǒng)容量。比如，用 120176。的定向天線把小區(qū)分成三個(gè)扇區(qū)， 可以把背景干擾減少到原值的 1/3, 因而可以提高容量 3倍。 FDMA蜂窩系統(tǒng)和 TDMA蜂窩系統(tǒng)利用扇形分區(qū)同樣可以減小來(lái)自共道小區(qū)的共道干擾，從而減小共道再用距離，以提高系統(tǒng)容量。但是，達(dá)不到像 CDMA蜂窩系統(tǒng)那樣，分成三個(gè)扇區(qū)系統(tǒng)容量就會(huì)增大 3 倍的效果。令 G為扇區(qū)數(shù)，式 (62）變成 ： ?????????????dGIERWnbb0//（ 63） 3. 干擾的影響 CDMA系統(tǒng)的容量是干擾受限的，而在 FDMA和 TDMA中是帶寬受限的。干擾的減少將導(dǎo)致CDMA容量的線性增加。 首先考慮一單小區(qū)系統(tǒng)。蜂窩網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)與基站保持通信的移動(dòng)用戶組成（在一個(gè)多小區(qū)系統(tǒng)中，所有的基站被移動(dòng)交換中心相互連接起來(lái)）。小區(qū)發(fā)射機(jī)包含一個(gè)線性合路機(jī)，這個(gè)合路機(jī)把所有用戶的擴(kuò)頻信號(hào)加起來(lái)，并且對(duì)每一信號(hào)使用一個(gè)加權(quán)因子來(lái)實(shí)現(xiàn)前向鏈路功率控制。當(dāng)只考慮一個(gè)單小區(qū)系統(tǒng)時(shí)，假設(shè)這些加權(quán)因子都相等。一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)也包括在小區(qū)發(fā)射機(jī)中，并被每個(gè)移動(dòng)臺(tái)用來(lái)為反向鏈路設(shè)置功率控制。在一個(gè)具有功率控制的單小區(qū)系統(tǒng)中，反向信道上的所有信號(hào)在基站以相同功率水平被接收 設(shè)用戶數(shù)為 N。那么，在當(dāng)前小區(qū)中的每一解調(diào)器接收到一個(gè)復(fù)合波形，此復(fù)合波形含有所需信號(hào)功率 S和（ N1）個(gè)干擾用戶的功率，其中每一干擾用戶的功率為 S。因此，信噪比為： SNR=S/[（ N1） S]=1/（ N1） （ 64） 基站接收機(jī)處的 SNR可用 Eb/NO表示： Eb/NO=（ S/N） /[（ N1）（ S/W） ]=（