【資料名稱】：CDMA知識要點(上）

【資料作者】：wuxi

【資料日期】：2013.2

【資料語言】：中文

【資料格式】：DOC

【資料目錄和簡介】：

(3) 軟切換
　　軟切換是CDMA移動通信系統(tǒng)所特有的，其基本原理如下，當移動臺處于同一個BSC控制下的相鄰BTS之間區(qū)域時，移動臺在維持與源BTS無線連接同時，又與目標BTS建立無線連接，之后再釋放與源BTS的無線連接。發(fā)生在同一個BSC控制下的同一個BTS間的不同扇區(qū)間的軟切換又稱為更軟切換。
　　在CDMA數(shù)字移動系統(tǒng)中，切換的標準主要為導頻信號的強度，導頻信號強度為接收到的導頻能量與全部接收到的能量的比值。導頻信號是每個基站連續(xù)發(fā)射的未經(jīng)調(diào)制的、直接序列擴頻的信號，它主要用于使所有在基站覆蓋區(qū)中工作的移動臺進行同步和切換。基站利用一周期為215=32768的最大長度偽隨機序列(PN)的時間偏置來標識每個前向CDMA信道(由基站到移動臺)，此序列PN也稱為導頻序列。不同前向信道使用不同相位的m序列進行調(diào)制，其相位至少相差64bit，因此導頻PN序列可使用的相位為512個。在CDMA系統(tǒng)中所有CDMA小區(qū)都采用同一個頻率，移動臺使用根據(jù)接收到的基站導頻信號的不同偏置來區(qū)分各個基站。每個小區(qū)的導頻要與其同一CDMA信道中的正向業(yè)務信道相配合才有效，當移動臺檢測到一個足夠強度的導頻而它未與任何一正向業(yè)務信道相配合時，就向基站發(fā)送一導頻強度測量報告，基站根據(jù)此報告決定是否切換。在CDMA的切換技術中一個顯著的優(yōu)點是可以使用軟切換。所謂軟切換是指當移動臺需要跟一個新的基站通信時，并不先中斷與原先基站的聯(lián)系。
　　由于CDMA系統(tǒng)中移動臺獨特的RAKE接收機可以同時接收兩個或兩個以上基站發(fā)來的信號，從而保證了CDMA系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)軟切換。軟切換引入大大地改善了切換的性能，消除了切換過程中通信的中斷、小區(qū)邊界處的“乒乓效應”以及切換引入的噪聲。盡管軟切換對前向鏈路的容量有一定的影響，但在切換區(qū)域由于需要，兩個前向業(yè)務信道為一個移動臺所用，所以理論分析前向鏈路的容量損失相對于語音激活因子3/8或1/2分別為0.2%或0.1%，而這點損失對整個系統(tǒng)不會產(chǎn)生什么影響。
(4) 功率控制
　　功率控制在CDMA系統(tǒng)中非常重要，根據(jù)傳輸方向的不同，分為反向功率控制及正向功率控制兩種，其中，反向功率控制尤其重要，因為，反向是依靠準正交碼區(qū)分的，因此，用戶之間存在相互間干擾，只有保證到達基站各用戶間功率一致(防止遠近效應)，才能保證用戶容量及質(zhì)量。
　　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)來的導頻信號，根據(jù)導頻信號的強弱估計正確的傳輸損耗，并根據(jù)這種估計來調(diào)節(jié)移動臺的反向發(fā)射功率。接收信號增強就降低其發(fā)射功率，接收信號減弱就增強其發(fā)射功率。
　　功率控制的原則是：當信道的傳播條件突然改善時，功率控制應作出快速反應(例如幾微秒)，以防止信號突然增強而對其他用戶產(chǎn)生附加干擾，相反，當傳播條件突然變壞時，功率調(diào)整的速度可以相對慢一些。也就是說，寧愿單個用戶的信號質(zhì)量短時間惡化，也要防止許多用戶因為單個用戶的信號電平突然變大而增大背景干擾。
　　這種功率控制辦法簡單、直接、不需要在移動臺和基站之間交換信息，因而控制速度快并節(jié)省開銷。對于某些情況，例如車載移動臺快速駛?cè)牖蝰偝龅匦纹鸱鼌^(qū)或高大建筑物遮蔽區(qū)而引起的信號強度變化是十分有效的，但是對于信號因多徑傳播而引起的瑞利衰落變化則效果不好。因為前向傳輸和反向傳輸使用的頻率不同，通常兩個頻率的間隔大大超過信道的相干帶寬，因而不能認為移動臺在前向信道上測得的衰落特性，就等于反向信道上的衰落特性。為了解決這個問題，可以由基站檢測來自移動臺的信號強度，并根據(jù)測得的結(jié)果，形成功率調(diào)整指令，通知移動臺，使移動臺根據(jù)此調(diào)整指令來調(diào)節(jié)其發(fā)射功率。實現(xiàn)這種辦法的條件是傳輸調(diào)整指令的速度要快，處理和執(zhí)行調(diào)整指令的速度也要快。一般情況下，這種調(diào)整指令每毫秒發(fā)送一次就可以了。
　　以上這些技術只是項目中我們已研究并實現(xiàn)的很少一部分，還有很多技術我們已實現(xiàn)但未列在此處。
4 項目研發(fā)的成果
　　經(jīng)過2年多的努力，我們將CDMA原理概念最終形成了FPGA信道板，完成了Abis自定義接口規(guī)范的制定、實現(xiàn)及測試，采用高性能的嵌入式CPU處理器實現(xiàn)了多CPU通信，設計并實現(xiàn)了高速包交換技術構造的內(nèi)部網(wǎng)絡，完成了中、射頻子系統(tǒng)的設計，第一次實現(xiàn)了與商用手機通話。
　　1998年12月，國家“863”專家組對項目進行了驗收，全部指標滿足“863”項目合同要求，順利通過了專家組的驗收。
　　為了將國家“863”項目成果轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品，我們繼續(xù)進行研發(fā)，最終完成了軟切換設計及實現(xiàn)，并通過軟硬件聯(lián)測進行了驗證，完成了與多家商用手機的通話，完成了與商用交換機聯(lián)調(diào)，并成功運行在試驗環(huán)境。2000年9月28日通過信息產(chǎn)業(yè)部項目驗收。
　　CDMA基站系統(tǒng)研制的成功，不僅完善了專用儀表設備和開發(fā)工具、軟件的配置、建立了BTS\BSC實驗室以及MSC交換機系統(tǒng)室；更重要的是培養(yǎng)和建立了一支在CDMA關鍵技術和系統(tǒng)集成方面積累了豐富經(jīng)驗的研發(fā)隊伍。