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相關(guān)專(zhuān)題：
1 引言
中國(guó)聯(lián)通WCDMA網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)通、中國(guó)電信cdma2000網(wǎng)絡(luò)升級(jí)到EV-DO的過(guò)程中，路測(cè)系統(tǒng)一直在工程測(cè)試、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化測(cè)試中起著重要的作用。路測(cè)系統(tǒng)中有兩個(gè)重要測(cè)試設(shè)備，即測(cè)試手機(jī)和網(wǎng)絡(luò)掃頻儀，它們分別起著不同的作用：測(cè)試手機(jī)一般負(fù)責(zé)語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)測(cè)試，信令記錄以及空口信號(hào)的低速測(cè)量，而網(wǎng)絡(luò)掃頻儀則負(fù)責(zé)路測(cè)過(guò)程中最為關(guān)鍵的空口信號(hào)的高性能解調(diào)以及頻譜測(cè)量和干擾分析。
雖然測(cè)試手機(jī)（移動(dòng)臺(tái)）和網(wǎng)絡(luò)掃頻儀各有側(cè)重，但有的空口參數(shù)則二者都可以測(cè)試到。通過(guò)對(duì)比兩者的測(cè)試值（以cdma2000和WCDMA為例），工程師發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題：
問(wèn)題一：在相同的測(cè)試環(huán)境下，移動(dòng)臺(tái)匯報(bào)的RSCP（接收信號(hào)碼域功率）， （載干比）與掃頻儀測(cè)得的存在差異。
問(wèn)題二：在相同的測(cè)試環(huán)境下，有時(shí)移動(dòng)臺(tái)搜索到的PN Off Set（cdma2000短碼偏置）或PSC（WCDMA主擾碼）比掃頻儀多。
測(cè)試工程師因此感到疑惑，不知該相信掃頻儀（掃頻儀的測(cè)試精度高于測(cè)試手機(jī)）還是測(cè)試手機(jī)。在下結(jié)論之前，我們先進(jìn)行分析。
2 對(duì)于問(wèn)題一
（1）分析
首先，移動(dòng)臺(tái)、掃頻儀各自RAKE接收機(jī)的相關(guān)器的數(shù)量存在不同。
WCDMA和cdma2000的移動(dòng)臺(tái)、掃頻儀都是采用RAKE接收機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的接收與解調(diào)，但是各自RAKE接收機(jī)的相關(guān)器的數(shù)量存在不同：移動(dòng)臺(tái)的RAKE接收機(jī)是由3個(gè)并行相關(guān)器和一個(gè)搜索相關(guān)器組成。搜索相關(guān)器負(fù)責(zé)搜索、檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度最好的多徑并解調(diào)對(duì)應(yīng)的PN Off Set和PSC，而另外3個(gè)并行相關(guān)器則對(duì)相同的PN Off Set和PSC的多徑進(jìn)行合并，我們通常稱(chēng)它們?yōu)樗褜ぶ�、合并指；網(wǎng)絡(luò)掃頻儀的RAKE接收機(jī)的相關(guān)器則比移動(dòng)臺(tái)多得多。根據(jù)資料得知：R/S的TSMX網(wǎng)絡(luò)掃頻儀可同時(shí)使用2500個(gè)相關(guān)器。假設(shè)每個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)都存在10個(gè)多徑，掃頻儀也可以檢測(cè)到250個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)。當(dāng)然，實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中不存在某一區(qū)域的導(dǎo)頻達(dá)到250個(gè)的情況。因此，我們可以認(rèn)為掃頻儀能捕捉到在空中傳輸?shù)娜繉?dǎo)頻信號(hào)。
其次，通常RAKE接收機(jī)存在3種不同的合并方式。
RAKE接收機(jī)的搜索相關(guān)器搜索到了多徑信號(hào)后會(huì)把其送到合并相關(guān)器中，合并相關(guān)器對(duì)同一信號(hào)的不同多徑在完成時(shí)延、加權(quán)后合并信號(hào)。合并方式主要分為選擇性合并、等增益合并、最大增益合并3種�，F(xiàn)在我們就這3種合并方式推導(dǎo)合并后的信號(hào)信噪比與分支平均信噪比之間的關(guān)系。
假設(shè) N 個(gè)獨(dú)立衰落信號(hào)分別為r1(t),r2(t),…rN(t)，則通過(guò)N路支路接收后合并為：
（1）
式中，ai為第i路信號(hào)的加權(quán)系數(shù)。
選擇不同的加權(quán)系數(shù)，即得到不同的合并方式。
●選擇式合并
選擇式合并是所有合并方式中最簡(jiǎn)單的一種，其原理是檢測(cè)所有接收機(jī)輸入信號(hào)的信噪比，選擇其中信噪比最大的那一路信號(hào)作為合并器的輸出（見(jiàn)圖1）。
圖1 選擇式合并原理圖
根據(jù)資料可知選擇式合并的平均輸出信噪比為：
（2）
為合并器平均輸出信噪比，為支路信號(hào)最大平均信噪比。
●等增益合并
當(dāng)加權(quán)系數(shù)k1=k2=L=kN時(shí)，即為等增益合并（見(jiàn)圖2）。假設(shè)每條支路的平均噪聲功率是相等的，則根據(jù)資料，等增益合并的平均輸出信噪比為：
圖2 等增益合并、最大值合并原理
（3）
為合并前每條支路的平均信噪比。
●最大比值合并
最大比值合并原理是各條支路加權(quán)系數(shù)與該支路信噪比成正比。信噪比越大，加權(quán)系數(shù)越大，對(duì)合并后信號(hào)貢獻(xiàn)也越大。根據(jù)資料得知：若每條支路的平均噪聲功率是相等的，可以證明，當(dāng)各支路加權(quán)系數(shù)為：
（4）
分集合并后的平均輸出信噪比最大。公式中， Ak為第k條支路信號(hào)幅度，σ2為每條支路噪聲平均功率。最大比值合并后的平均輸出信噪比為：
（5）
3種分集合并的性能如圖3所示�？梢钥闯觯谶@3種合并方式中，最大比值合并的性能最好，選擇式合并的性能最差。比較公式（3）和（5）可以看出，當(dāng) N 較大時(shí)，等增益合并的合并增益接近于最大比值合并的合并增益。
圖3 3種分集合并的性能比較
存在軟切換情況下，移動(dòng)臺(tái)有其合并原則。
當(dāng)移動(dòng)臺(tái)既接收到某一導(dǎo)頻的多路多徑信號(hào)又接收到若干其它導(dǎo)頻信號(hào)的時(shí)候，由于移動(dòng)臺(tái)只有1個(gè)搜索相關(guān)器和3個(gè)并行相關(guān)器，因此將會(huì)按照以下原則來(lái)處理信號(hào)：
當(dāng)未發(fā)生軟切換時(shí)，移動(dòng)臺(tái)RAKE接收機(jī)解調(diào)、合并來(lái)自同一個(gè)基站的不同多徑信號(hào)。
當(dāng)發(fā)生二方、三方軟切換時(shí)，移動(dòng)臺(tái)RAKE接收機(jī)優(yōu)先解調(diào)、合并來(lái)自不同基站的多徑信號(hào)。如果處于三方軟切換時(shí)，即使來(lái)自其中一個(gè)基站來(lái)的第二條多徑信號(hào)強(qiáng)度大于來(lái)自其它基站的信號(hào)強(qiáng)度，移動(dòng)臺(tái)也不會(huì)對(duì)其予以解調(diào)，而盡可能多地解調(diào)來(lái)自不同基站的信號(hào)。
因此，移動(dòng)臺(tái)與掃頻儀的測(cè)量結(jié)果的差異情況會(huì)根據(jù)實(shí)際情況不同而不同，具體有以下兩種情況：
假設(shè)移動(dòng)臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)掃頻儀都采用最大值合并方法，且只收到一個(gè)小區(qū)信號(hào)，根據(jù)公式（5）可以得到移動(dòng)臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)掃頻儀的RAKE接收機(jī)的輸出信噪比：
移動(dòng)臺(tái)： （6）
掃頻儀： （7）
式中j為多徑數(shù)，為合并前每條支路的平均信噪比。
可見(jiàn)，當(dāng)只收到一個(gè)小區(qū)信號(hào)時(shí)，如果多徑數(shù)不超過(guò)3時(shí)，移動(dòng)臺(tái)與掃頻儀測(cè)得導(dǎo)頻信噪比相同。
如果數(shù)據(jù)比特速率為Rb，碼片速率為Rc，則一個(gè)數(shù)據(jù)比特包含碼片數(shù)為：
（8）
那么解調(diào)后每一個(gè)數(shù)據(jù)比特的能量為：
（9）
如果數(shù)據(jù)信號(hào)功率用S表示，則：
（10）
N是工作頻帶內(nèi)的噪聲+干擾的功率譜密度 (無(wú)用信號(hào)譜密度) 。Io是工作頻帶內(nèi)的總功率譜密度比。因此，工作頻帶內(nèi)總功率為：
（11）
根據(jù)N的定義及公式（10），得到：
（12）
因此，把公式（10）代入公式（12），可以得到：
（13）
由公式（13）同樣可以得到：
（14）
