利用寬帶CDMA技術(shù)增加蜂窩系統(tǒng)容量研究

利用寬帶CDMA技術(shù)增加蜂窩系統(tǒng)容量研究（崔立偉、蔣磊、湯漢屏）
［摘要］本文介紹了寬帶CDMA技術(shù)的特點(diǎn)，分析了寬帶CDMA與GSM系統(tǒng)重疊覆蓋時(shí)的蜂
窩系統(tǒng)容量，通過計(jì)算得出用寬帶CDMA系統(tǒng)與GSM系統(tǒng)進(jìn)行頻帶共享，可以大大提高整
個(gè)系統(tǒng)的容量的結(jié)論。
［關(guān)鍵詞］移動(dòng)通信；寬帶CDMA；GSM；容量
1引言
    目前，在移動(dòng)通信系統(tǒng)中應(yīng)用的多址技術(shù)有三類，它們是頻分多址（FDMA）、時(shí)
分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）。其中，CDMA技術(shù)已經(jīng)被公認(rèn)為是性能最優(yōu)越、
最具有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)。這主要是因?yàn)镃DMA有著其它兩種多址技術(shù)無法比擬的如下優(yōu)
點(diǎn)：固有的抗多徑衰落能力；可以運(yùn)用話音激活技術(shù)增加系統(tǒng)的容量、減小傳輸功率；
具有軟切換和軟容量的特性；系統(tǒng)容量大、保密性好、組網(wǎng)簡(jiǎn)單；適合與窄帶系統(tǒng)共
享頻帶等等。
    在CDMA技術(shù)發(fā)展過程中，最先提出的窄帶CDMA系統(tǒng)發(fā)展迅猛，短短幾年就已經(jīng)完
成了從理論向商用產(chǎn)品轉(zhuǎn)變的全過程，而稍后提出的寬帶CDMA則更具有無限廣闊的發(fā)
展前景。寬帶CDMA，由于更寬的帶寬，使其具有更大的抗衰落能力，這就意味著在相
同的輸出功率下能提供范圍更廣泛的性能，或者在同樣的覆蓋范圍下可降低功率要求。
寬帶CDMA的寬廣頻譜使它對(duì)于市區(qū)環(huán)境中的干擾和多徑傳播環(huán)境具有更高的抗干擾能
力，在多蜂窩環(huán)境下能夠提供更大的容量和更高的話音質(zhì)量。另外，附加的帶寬意味
著有更大的能力支持更高帶寬業(yè)務(wù)和提供更靈活多樣的混合業(yè)務(wù)。
    寬帶CDMA與窄帶CDMA的一個(gè)重要區(qū)別在于窄帶CDMA只能在固定的1.25MHz帶寬范圍
內(nèi)有效，而寬帶CDMA則可根據(jù)特定的應(yīng)用需要使用不同的帶寬，而且可以更好地與現(xiàn)
有的任何窄帶系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)頻帶共享。這就為我們?nèi)绾胃�充分地利用寶貴的頻譜資源提供
了一種思路。本文就是根據(jù)這一思路，應(yīng)用寬帶CDMA技術(shù)與現(xiàn)有的蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)
進(jìn)行頻率共享，以求達(dá)到提高頻譜利用率、增加整個(gè)蜂窩系統(tǒng)容量的目的。
2寬帶CDMA與GSM系統(tǒng)頻帶共享
    在我國(guó)，GSM已經(jīng)成為主要的數(shù)字蜂窩系統(tǒng)，發(fā)展速度非�？�，用戶數(shù)量連年增
加，容量問題正逐漸暴露出來。如何在解決容量問題的同時(shí)，向大眾提供話音、傳真、
電子函件、錄像等各種靈活多樣的業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)多媒體通信，已經(jīng)成為擺在我們面前的
重要課題。而寬帶CDMA技術(shù)的提出使得這些難題迎刃而解。下面我們將對(duì)在GSM系統(tǒng)頻
帶上重疊覆蓋寬帶CDMA系統(tǒng)做一探討。
    GSM系統(tǒng)的蜂窩小區(qū)大小與結(jié)構(gòu)完全不變，寬帶CDMA系統(tǒng)的小區(qū)設(shè)置與GSM系統(tǒng)的
相同，基站與GSM基站建于同一地點(diǎn)，但發(fā)射機(jī)由兩個(gè)系統(tǒng)分別單獨(dú)控制。
3混合蜂窩容量分析
3.1容百分析模型
    在單一CDMA系統(tǒng)的情況下，系統(tǒng)容量主要取決于反向鏈路容量。然而在采用混合
蜂窩結(jié)構(gòu)時(shí)，反向鏈中移動(dòng)臺(tái)自由分布，這樣基站受到來自其它移動(dòng)臺(tái)的平均干擾要
小得多，所以其載干比（C／I）要大于前向鏈路的C／I。CDMA系統(tǒng)與模擬蜂窩系統(tǒng)重
疊覆蓋時(shí)，兩者的前向鏈路C／I均小于反向鏈路C／I的結(jié)論。TDMA只不過是在FDMA的
基礎(chǔ)上將載頻再分成幾個(gè)時(shí)隙，可以預(yù)見當(dāng)CDMA與TDMA進(jìn)行頻帶共享時(shí)，兩者的前向
鏈路C／I也是均小于反向鏈路C／I。所以混合蜂窩的容量是由GSM系統(tǒng)與CDMA系統(tǒng)的
前向鏈路來決定的。
    我們考慮最壞的情況，此時(shí)本地小區(qū)移動(dòng)臺(tái)
    下面我們將分別對(duì)GSM系統(tǒng)和寬帶CDMA系統(tǒng)的前向鏈路進(jìn)行分析，分析是在以下幾
個(gè)條件基礎(chǔ)之上進(jìn)行的：
    （1）電波傳播遵循4次的傳播損耗規(guī)律，忽略陰影效應(yīng)。
    （2）兩個(gè)系統(tǒng)各自均具有良好的前向鏈路與反向鏈路功率控制。
    （3）CDMA系統(tǒng)采用扇形化技術(shù)和話音激活技術(shù)，而GSM系統(tǒng)只采用扇形化技術(shù)。
設(shè)扇形化對(duì)干擾的減少因子為γ，話音激活因子為μ。
    （4）兩個(gè)系統(tǒng)的比特速率相同，GSM每載頻分為nG時(shí)隙，CDMA系統(tǒng)的處理增益
G＝nGWc/WG。

摘自《移動(dòng)通信》