【正文】 制提供校正。 ? 糾正：通過移動臺捕獲到前向業(yè)務信道，并開始處理功率控制比特，閉環(huán)功率控制機制開始生效后，才能糾正。關鍵的原則是移動臺的發(fā)射功率與接收功率成反比。 ? 在開環(huán)功率控制中不包括基站 —只有移動臺進行開環(huán)功率控制。 反向功率控制 10 第 7章 碼分多址 (CDMA)移動通信系統(tǒng) 1 反向鏈路開環(huán)功率控制 ? 原則：距離基站越近的移動臺與距離基站較遠或處于衰落區(qū)的移動臺相比發(fā)射功率要更小。 反向功率控制分為開環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制 (1) 開環(huán)功率控制：移動臺接收并測量基站發(fā)來的信號強度，并估計正向傳輸的損耗，然后根據這種估計調節(jié)移動臺的反向發(fā)射功率。 如果接收信號增強 ， 就降低其發(fā)射功率；接收信號減弱 ， 就增加其發(fā)射功率 。 其主要要求是使任一移動臺無論處于什么位置上 ， 其信號在到達基站的接收機時 ， 都具有相同的電平 ， 而且剛剛達到信干比要求的門限 。 ? 功率控制的原則（要求）： 當信道的傳播條件突然改善時，功率控制應作出快速反應；當信道傳播條件突然變壞時，功率控制的速度可以相對慢一些。如果移動臺發(fā)射功率按照最大通信距離設計，則當移動臺靠近基站時，必然會有過量而又有害的功率輻射。 減少多址干擾的主要技術： 7 第 7章 碼分多址 (CDMA)移動通信系統(tǒng) ? 遠近效應： CDMA蜂窩系統(tǒng)的 “ 遠近效應 ” 很突出，主要發(fā)生在反向傳輸鏈路上。 5 第 7章 碼分多址 (CDMA)移動通信系統(tǒng) 圖 CDMA蜂窩系統(tǒng)的多址干擾 ( a )( b ) CDMA蜂窩通信系統(tǒng)的多址干擾分兩種情況： ① 基站在接收某一移動臺的信號時 ， 會受到本小區(qū)和臨近小區(qū)其他 MS所發(fā)信號的干擾 ， 如圖 （ a） 所示 ， 基站對 MS產生的正向多址干擾； ② 移動臺在接收所屬基站發(fā)來的信號時 ， 會受到所屬基站和鄰近基站向其他 MS所發(fā)信號的干擾 ， 如圖 （ b） 所示 ， MS對基站產生的反向多址干擾 。 FDMA與 TDMA蜂窩系統(tǒng)的共道干擾和 CDMA蜂窩系統(tǒng)的多址干擾都是系統(tǒng)本身存在的內部干擾 。 解擴后的信號再經過常規(guī)的解調 ， 即可恢復出其中傳送的信息 。 接收端要從收到的擴頻信號中恢復出它攜帶的信息 ， 必須經過解擴和解調兩個步驟 。 二者是等效的 。 ? 擴頻信號的產生包括調制和擴頻兩個步驟 。 第二次世界大戰(zhàn)期間因戰(zhàn)爭的需要而研究開發(fā)出 CDMA技術 ， 其思想初衷是防止敵方對己方通訊的干擾 ， 在戰(zhàn)爭期間廣泛應用于軍事抗干擾通信 ， 后來由美國高通公司更新成為商用蜂窩電信技術 。 擴頻技術用于通信系統(tǒng)具有抗干擾 、 抗多徑 、 隱蔽 、 保密和多址能力 。1 第 7章 碼分多址 (CDMA)移動通信系統(tǒng) 第 7章 碼分多址 (CDMA)移動通信系統(tǒng) 概述 CDMA蜂窩通信系統(tǒng)的通信容量 CDMA蜂窩系統(tǒng)的無線傳輸 * CDMA蜂窩系統(tǒng)的消息格式和信道結構 CDMA蜂窩系統(tǒng)的控制功能 2 第 7章 碼分多址 (CDMA)移動通信系統(tǒng) ? 碼分多址 (CDMA)是以擴頻技術為基礎的 。 擴頻是把信息的頻譜擴展到寬帶中進行傳輸的技術 。 ?CDMA技術的出現(xiàn)源自于人類對更高質量無線通信的需求 。 ? 適用于碼分多址蜂窩通信系統(tǒng)的擴頻技術是直接序列擴頻 (DS)或簡稱直擴 。 比如 ， 先用要傳送的信息比特對載波進行調制 ， 再用偽隨機序列 (PN序列 )擴展信號的頻譜；也可以先用偽隨機序列與信息比特相乘 (把信息的頻譜擴展 )， 再對載波進行調制 。 擴頻的概念 3 第 7章 碼分多址 (CDMA)移動通信系統(tǒng) ? 設信息速率為 Rb (bit/s), 偽隨機序列的速率為 Rp (子碼 /秒 )， 定義擴頻因子為 bPRRL ? 通常 L1， 且為整數 ， 它是信號頻譜的擴展倍數 ， 也等于擴頻系統(tǒng)抑制噪聲的處理增益 。 解擴是接收機以相同的偽隨機序列與接收的擴頻信號相乘 ， 也稱相關接收 。 4 第 7章 碼分多址 (CDMA)移動通信系統(tǒng) 碼分多址的特征 1. CDMA 蜂窩通信系統(tǒng)無論是采用何種多址方式都會存在各種各樣的外部干擾和系統(tǒng)本身產生的特定干擾 。 對于各種干擾來說 ， 對蜂窩系統(tǒng)的容量起主要制約作用的是系統(tǒng)本身存在的自我干擾 。 6 第 7章 碼分多址 (CDMA)移動通信系統(tǒng) 1. 話音激活技術； 2. 扇區(qū) 3. 功率控制 CDMA提高容量的條件：進行功率控制。移動臺在小區(qū)內的位置是隨機移動的，而且是經常變化的，同一部移動臺可能有時處于小區(qū)邊緣，有時靠近基站。解決方法就是根據通信距離的不同，實時調整發(fā)射機所需的功率，即功率控制。 ? 功率控制分為 ① 反向功率控制 ② 正向功率控制 CDMA蜂窩通信系統(tǒng)的功率控制 8 第 7章 碼分多址 (CDMA)移動通信系統(tǒng) 反向功率控制 ? 反向功率控制也稱上行鏈路功率控制 。 ? 進行反向功率控制的辦法可以在移動臺接收并測量基站發(fā)來的信號強度 ， 并估計正向傳輸損耗 ， 然后根據這種估計來調節(jié)移動臺的反向發(fā)射功率 。 9 第 7章 碼分多址 (CDMA)移動通信系統(tǒng) 反向鏈路功率控制影響接入和反向業(yè)務信道。 (2) 閉環(huán)功率控制：由基站檢測來自移動臺的信號強度，根據檢測結果形成功率調整指令，通知移動臺來調整發(fā)射功率。 ? 移動臺根據在 (導頻、尋呼、同步、業(yè)務信道的功率 )來調整發(fā)射功率。 ? CDMA系統(tǒng)的主要目的是發(fā)射剛好滿足必需的性能目標的功率，因此移動臺試圖通過發(fā)射一個極低的功率信號首先引起基站的注意。 ? 缺點：反向鏈路傳播的統(tǒng)計量是根據前向鏈路的傳播統(tǒng)計量進行估測的，但由于兩個鏈路是不相關的，可能會出現(xiàn)大的差錯。 反向功率控制 11 第 7章 碼分多址 (CDMA)移動通信系統(tǒng) 2. 反向鏈路閉環(huán)功率控制 ?兩種獨立的功率控制機制結合起來能在 80dB (48dB閉環(huán)+32dB開環(huán) )的動態(tài)范圍對功率進行調節(jié)。 ?移動臺根據來自基站的功率控制比特增加或降低反向業(yè)務信道的發(fā)射功率，從而接近 Eb/It額定值的目標值或控制長期 FER的設定值。 ?基站在每個長度為 20ms的幀內發(fā)送對 Eb/It的修正 16次。 12 第 7章 碼分多址 (CDMA)移動通信系統(tǒng) 13 第 7章 碼分多址 (CDMA)移動通信系統(tǒng) 正向功率控制也稱下行鏈路功率控制 。 ?作用：可以避免基站向距離近的移動臺輻射過大的信號功率 ， 也可以防止或減少由于移動臺進入傳播條件惡劣或背景干擾過強的地區(qū)而發(fā)生誤碼率增大或通信質量下降的現(xiàn)象 。 ② 具有 “ 軟容量 ” 的特點 。 CDMA蜂窩系統(tǒng)的這種特征 ， 使系統(tǒng)容量與用戶數之間存在一種 “ 軟 ” 的關系 。即在過區(qū)切換的起始階段，由原小區(qū)的基站與新小區(qū)的基站同時為過區(qū)的 MS服務，直到該 MS與新基站建立起可靠的通信鏈路后，原基站才中斷它和該 MS的聯(lián)系。 ⑤ CDMA蜂窩系統(tǒng)以擴頻技術為基站 ， 因而它 具有擴頻通信系統(tǒng)所固有的優(yōu)點 ， 如抗干擾 、 抗多徑衰落和具有保密性等 。 ? 這種移動臺在模擬調頻和碼分多址兩種制式不同的蜂窩系統(tǒng)中 ， 均能向網中其他用戶發(fā)起呼叫和接受其呼叫 ，而兩種制式不同的蜂窩系統(tǒng)也均能向網中這種雙模式移動臺發(fā)起呼叫和接受其呼叫 ， 而且這種呼叫無論在定點上或在移動漫游過程中都是自動完成的 。 ? 雙模 CDMA蜂窩系統(tǒng)使用美國聯(lián)邦通信委員會 (FCC)分配給蜂窩通信系統(tǒng)使用的頻段 。 對一個指定的系統(tǒng)可以分配多個 CDMA頻道 ， 同一個系統(tǒng)中的小區(qū)和扇區(qū)要使用其中的任一個 CDMA頻道 。 ? 各基站都配有 GPS接收機 ， 保持系統(tǒng)中各基站有統(tǒng)一的時間基準 ， 稱為 CDMA系統(tǒng)的公共時間基準 。如果另一條多徑分量變成了最先到達并用于解調的多徑分量 ， 則移動臺的時間基準要跟蹤到這個新的多徑分 。 ? 其基本速率是 8 kb/s， 但是可隨輸入話音消息的特征而動態(tài)地分為四種 ， 即 1 kb/s， 可以 , , , kb/s的信道速率分別傳輸 。 碼分多址 (CDMA)概述 ? 從原理上講，無論 FDMA， TDMA， CDMA所能提供的系統(tǒng)容量都是一定的（香農公式） 結合具體的應用條件和工作環(huán)境，能得到的通信容量可以是不同的，甚至有較大的差異。 ? 影響頻率再用距離的原因：受載干比的限制。 ? CDMA提高容量的根本方法：減少多址干擾。為此，在基站到移動臺的方向設置了導頻信道、同步信道、尋呼信道、正向業(yè)務信道，在移動臺到基站的方向上設置了接入信道和反向業(yè)務信道。 ? 導頻信道是由 Walsh函數 W0進行擴頻調制的 ， 用來傳送未調制的擴頻信號 。 ? 移動臺通過對周圍不同基站的導頻信號進行檢測和比較 ，可以決定什么時候需要進行過區(qū)切換 。 ?同步信道是由 Walsh函數 W32進行擴頻調制的用來傳送一個經過編碼、重復、交織擴頻和調制的同步信號。 ? 在同步期間，移動臺利用此同步信息進行同步調整 。 ?當通信業(yè)務量很多 , 所有業(yè)務信道均被占用而不敷應用時，此同步信道也可臨時改作業(yè)務信道使用。 ?移動臺通常在建立同步后 ， 接著就選擇一個尋呼信道 (也可以由基站指定 )來監(jiān)聽系統(tǒng)發(fā)出的尋呼信息和其它指令 。 ?尋呼信道是由 Walsh函數 W1～ W7進行擴頻調制的 ， 尋呼信道的工作速率固定在 。 CDMA蜂窩系統(tǒng)的無線傳輸 4. 接入信道 ? 當移動臺沒有使用業(yè)務信道時，提供移動臺到基站的傳輸通路，在其中發(fā)起呼叫、對尋呼進行響應以及傳送登記注冊等短信息。 ?不過， 接入信道是一種分時隙的隨機接入信道，允許多個用戶同時搶占同一接入信道。 CDMA蜂窩系統(tǒng)的無線傳輸 5.