5.2.2 CDMA关键技术视频在线视频

同学们好

本知识点我们讲解CDMA关键技术

我们将从CDMA功控技术

切换技术 RAKE接收机三个方面进行讲解

1 CDMA功控技术

CDMA系统是自干扰系统

限制CDMA系统容量的因素是总的干扰

当达到以下条件时 系统容量最大

当在可接受的信号质量下 功率最小

基站从各个移动台接收到的功率相同

在CDMA系统中

功率控制被认为是所有关键技术的核心

功率控制作为对CDMA系统功率资源的分配

如果不能很好解决

则CDMA系统的优点就无法体现

高容量 高质量的CDMA系统也不可能实现

如果小区中的所有用户均以相同功率发射

则靠近基站的移动台到达基站的信号强

远离基站的移动台到达基站的信号弱

会导致强信号掩盖弱信号

这就是移动通信中的“远近效应”问题

由于CDMA所有用户共同使用同一频率

所以“远近效应”问题更加突出

CDMA系统中某个用户信号的功率较强

对该用户的信号被正确接收是有利的

但却会增加对共享频带内其它的用户的干扰

甚至淹没有用信号

结果使其它用户通信质量劣化

导致系统容量下降

为了克服远近效应

必须根据通信距离的不同

实时地调整发射机所需的功率

这就是“功率控制”

CDMA的功率控制包括反向功率控制

和前向功率控制

按方向分 分为前向功控和反向功控

前向功控是指 手机控制基站的发射功率

而反向功控是指 BSS控制手机的发射功率

按控制是否闭环分类

分为开环功控和闭环功控

闭环功控 终端或基站发射功率后

接收端检测信道误码率

根据误码率的高低

自动控制发送端降低或提高功率

使信道误码率维持在一定水平

开环功控是指

直接控制终端或基站发射一定的功率

但不会根据信道误码率的高低

来自动调整发射功率

在实际系统中

由于移动台的移动性

使移动台信号的传播环境随时变化

接受信号的功率在期望值附近起伏变化

引入了反向功率控制来解决这个问题

反向功率控制通过调整移动台发射机功率

使信号到达基站接收机的功率相同

且刚刚达到信噪比要求的门限值

同时满足通信质量要求

反向功率控制包括三部分

反向开环功率控制

反向闭环功率控制和反向外环功率控制

反向开环功率控制是指

当移动台接收到的信号很弱时

它就增加发送功率 以抵消衰耗

反向闭环功率控制

是指由基站检测来自移动台的信号强度或信噪比

根据测得结果与预定的标准值相比较

形成功率调整指令

通过前向功率控制子信道

通知移动台调整其发射功率

反向外环功率控制是指

基站统计接收反向信道的误帧率

如果误帧率高于误帧率门限值

说明反向信道衰落较大

于是通过上调信噪比门限来提高移动台的发射功率

反之 如果误帧率低于误帧率门限值

则通过下调信噪比门限来降低移动台的发射功率

在实际的系统中

反向功率控制是由上述三种功率控制共同完成的

即首先对移动台发射功率作开环估计

然后由闭环功率控制和外环功率控制

对开环估计作进一步修正

力图做到精确的功率控制

在前向链路中

当移动台向小区边缘移动时

移动台受到邻区基站的干扰会明显增加

当移动台向基站方向移动时

移动台受到本区的多径干扰会增加

这两种干扰将影响信号的接收

使通信质量下降

甚至无法建链

此时需引入了前向功率控制

前向功率控制通过在各个前向业务信道上

合理地分配功率来确保各个用户的通信质量

使前向业务信道的发射功率

在满足移动台解调最小需求信噪比的情况下

尽可能的小

以减少对邻区业务信道的干扰

使前向链路的用户容量最大

前向闭环功率控制

闭环功率控制把前向业务信道接收信号的Eb/Nt

这里Eb是平均比特能量

Nt 指的是总的噪声

包括白噪声 来自其他小区的干扰

与相应的外环功率控制设置值相比较

来判定在反向功率控制子信道上

发送给基站的功率控制比特的值

前向外环功率控制

它是指前向快速功率控制

虽然发生作用的点是在基站侧

但是进行功率控制的外环参数

和功率控制比特都是移动台检测

前向链路的信号质量得出输出结果

并把最后的结果通过反向导频信道上的

功率控制子信道传给基站

CDMA采用完善的功率控制 话音激活技术

降低了手机发射功率 增加了系统容量

延长了电池使用时间

对人体健康的影响最小

也被称为绿色手机

与GSM相比

CDMA的平均发射功率与最大发射功率明显小的多

2 CDMA切换技术

切换的含义是指

当移动台靠近原来服务小区的边缘

将要进入另一个服务小区时

原基站与移动台之间的链路

将逐渐由新基站与移动台之间的链路来取代

切换的目的是

保证移动用户通话的连续性

这是在一切蜂窝移动通信系统中

进行移动通信的必然要求

恰当的切换算法有利于降低系统掉话率

增加网络容量

无线信道上的90%掉话是在切换过程中发生的

切换进一步来看

是指将一个正在进行的呼叫

从一个小区转移到另外一个小区的过程

切换是用于无线传播 业务分配

激活操作维护 设备故障等原因而产生

CDMA系统中的切换有两类

硬切换和软切换

发生在扇区之间的软切换也称为更软切换

硬切换是指在切换过程中

移动台与新的基站联系前

先中断与原基站的通信

再与新基站建立联系

硬切换过程中有短暂的中断

容易掉话

不同频率间的切换

到其它系统的切换都是硬切换

软切换指在当移动台处于同一个BSC控制下的

相邻BTS之间区域时

移动台在维持与源BTS无线连接同时

又与目标BTS建立无线连接

之后再释放与源BTS的无线连接

发生在同一个BSC控制下的同一个

BTS间的不同扇区间的软切换又称为更软切换

软切换会带来更好的话音质量

实现无缝切换 减少掉话可能

且有利于增加反向容量

3 RAKE接收机

由于无线传输中存在多径效应

如果不加以处理

会对正常的接收造成干扰

根据同相加强

反相抵消的原理

在通话时会感觉时断时续

由于在多径信号中含有可以利用的信息

所以CDMA接收机可以通过合并多径信号

来改善接收信号的信噪比

其实RAKE接收机所作的就是

通过多个相关检测器接收多径信号中的各路信号

并把它们合并在一起

图中所示为一个RAKE接收机

它是专为CDMA系统设计的经典的分集接收器

其理论基础就是

当传播时延超过一个码片周期时

多径信号实际上可被看作是互不相关的

RAKE接收就是指 发射机发出的射频信号

在传输过程中

受到各种障碍物的影响

产生反射和折射等

达到接收端时多路信号具有不同时延

形成多径信号

如果不同多径信号的延时超过1个码片宽度

比如78米

接收端能够把不同路径的信号区分开来

经过接收机的延时处理后

进行合并

从而最大限度地利用不同路径的信息

变有害为有利

学习了本知识点 请同学们思考

CDMA为什么要进行功率控制

软切换的前提是什么

RAKE接收机解决什么问题

谢谢