cdma系统中的远近效应

CDMA移动通信系统关键技术CDMA移动通信系统关键技术通信系统的性能衡量从有效性、可靠性和安全性三个方面着手，对移动通信而言，最为重要的就是可靠性了。

CDMA移动通信系统为此采取的措施主要包括用于抗慢衰落的功率控制技术、抗频率选择性衰落的Rake接收、抗空间选择性衰落的分集接收和发送技术、抗掉话现象的软切换技术和提高通话质量的线性预测语音编码技术等。

1．功率控制技术在一个移动小区从移动台到基站的上行链路中，所有移动台发射到基站的信号功率随着它们距离基站距离的不同而不同。

如果所有的移动台都以同样的发射功率工作，则离基站远的移动台的信号在到达基站时将受到离基站近的移动台信号的影响甚至被淹没，出现强信号压制弱信号的情况，即“远近效应!’现象。

解决上述现象的有效技术是功率控制。

(1)反向开环功率控制。

反向开环功率控制由移动台自己完成，用于控Nd,区内所有移动台发射信号在到达基站时都达到标称功率，以补偿阴影、拐弯等效应及平均路径衰落。

它由移动台根据在小区中接收功率的变化，自动调节移动台发射功率来达成。

它要求的动态调整范围较大，至少不低于_+32dB。

(2)反向闭环功率控制。

闭环功率控制根据接收信号估算出移动台的开环功率并立即进行调整或补偿，使移动台保持最适当的发射功率。

CDMA移动台根据在前向业务信道上接收到的有效功率控制比特来调整其发射功率、实现反向闭环功率控制。

该功率控制比特无间断地以800bit／s的速率进行发送，插入在前向信道的数据扰码之后。

当移动台收到0时，将增加其平均发射功率ldB；当移动台收到1时，其处理措施则正好相反。

(3)前向功率控制。

前向功率控制技术是基站对移动台的控制，即基站根据测量结果自行调整每个移动台的发射功率，对路径衰落小的移动台分派较小的前向链路功率，而对那些远离基站的和误码率较高的移动台分派较大的前向链路功率。

2．PN地址码的选择与实现对于离散序列，其自相关函数值的大小表征序列本身发生位移后的相似程度，而相关函数值则表示周期相同的两个不同序列之间的相似程度。

CDMA通信的基本原理功率控制CDMA通信与传统的通信系统像比较,发端多了扩频调制,收端多了扩频解调CDMA通信在发端将待传入的话音,通过A/D转换将模拟语音转变成了二进制数据信息,通过高速率的伪随机扩频调制,从原理上讲,两者相乘,扩展到一个很宽的频带,因而在信道中传输信号的带宽远大于信息带宽。

在接受端，接受机不仅接受到有用的信号，同时还接受到各种干扰信号和噪声。

利用本地产生的伪随机序列进行相关解扩。

本地伪码与接受到的扩频信号中伪码一致，通过相关运算可还原成原始窄带信号，顺利通过窄道滤波器，恢复原始数据，再通过数/模(D/A)转换，恢复原始语音。

接收机接收到的干扰和噪声，由于和本地伪随机序列不相关，经过接收扩解，将干扰和噪声频谱大大扩展，频谱功率密度大大下降，落入窄带滤波器的干扰和噪声分量大大下降，因此在窄带滤波器输出端的信噪比或信干比得到极大改善，其改善程度就是扩频的处理增益。

CDMA蜂窝网的关键技术--功率控制CDMA蜂窝移动通信系统中，所以的用户使用相同的频带发送信息,如果各移动台以相同的功率发射信号,则信号到达基站时,因为传输路程不同,基站接受到到的靠近基站的用户发送的信号比在小区边缘用户发射的信号强度大,因此远端的用户信号被近端的用户信号湮没,这时间所谓的"远近效应"。

通常，路径损耗的总动态范围在80dB的范围内。

为了获得高质量和高的容量，所有的信号不管离基站的远近，到达基站的信号功率都应该相同，这就是功率控制的目的：使每个用户到达基站的功率相同。

从不同的角度考虑有不同的功率控制方法。

比如若从通信的正向、反向链路角度来考虑,一般可以分为反向功率控制和正向功率控制；若从实现功控的方式则可划分为集中式功率控制和分布式控制；还可以从功率控制环路的类型来划分，有可分为开环功控、闭环功控(外环功控和内环功控)。

1.反向功控CDMA系统的通信质量和容量主要受限于收到干扰功率的大小。

远近效应远近效应(near-far effect)由于手机用户在一个小区内是随机分布的，而且是经常变化的，同一手机用户可能有时处在小区的边缘，有时靠近基站。

如果手机的发射功率按照最大通信距离设计，则当手机靠近基站时，功率必定有过剩，而且形成有害的电磁辐射。

解决这个问题的方法是根据通信距离的不同，实时地调整手机的发射功率，即功率控制。

功率控制的原则是，当信道的传播条件突然变好时，功率控制单元应在几微妙内快速响应，以防止信号突然增强而对其他用户产生附加干扰；相反当传播条件突然变坏时，功率调整的速度可以相对慢一些。

也就是说，宁愿单个用户的信号质量短时间恶化，也要防止对其他众多用户都产生较大的背景干扰。

远近效应是CDMA所独有的，GSM无此效应。

所谓远近效应，就是指当基站同时接收两个距离不同的移动台发来的信号时，由于两个移动台功率相同，则距离基站近的移动台将对另一移动台信号产生严重的干扰。

内环功控有效得解决了远近效应的问题孤岛效应服务小区由于各种原因（无线传输环境太好、基站位置过高或天线的倾角较小），导致覆盖太大以至于将邻小区覆盖在内，造成在某些小区的覆盖范围出现一片孤独区域（所谓的伞状覆盖），此孤独区域在地理上没有邻区，类似于“孤岛”。

如果移动台在此区域移动，由于没有邻区，移动台无法切换到其他的小区导致掉话发生。

“孤岛效应”多出现在网络扩容后。

随着新基站的割接入网，需对原来的小区覆盖范围作调整，但小区覆盖范围收缩太快会造成2个小区切换带上覆盖不好，反之，容易形成“孤岛效应”。

通常解决此类问题的手段可通过大量的DT测试发现问题，一般可减少小区的覆盖范围以及增加邻区列表。

用冗余相邻关系消除“孤岛”，减少掉话。

无线优化主要解决掉话、频率干扰、切换问题与及网络拥塞，在这里谈谈用冗余相邻关系降低掉话的方法。

造成掉话的原因有很多，如带内带外的频率干扰，切换关系的漏定错定，硬件故障，覆盖不够而导致弱信号掉话，用户手机掉电等。

CDMA 的呼吸效应及其解决方法CDMA (Code Division Multiple Access) 又称码分多址，是在无线通讯上使用的技术，CDMA 允许所有使用者同时使用全部频带(1.2288Mhz)，且把其他使用者发出讯号视为杂讯，完全不必考虑到讯号碰撞(collision) 问题。

CDMA中所提供语音编码技术，通话品质比目前GSM好，且可把用户对话时周围环境噪音降低，使通话更清晰。

就安全性能而言，CDMA 不但有良好的认证体制，更因其传输特性，用码来区分用户，防止被人盗听的能力大大增强。

Wideband CDMA(WCDMA)宽带码分多址传输技术，为IMT-2000的重要基础技术，将是第三代数字无线通信系统标准之一。

CDMA，就是利用展频的通讯技术，因而可以减少手机之间的干扰，并且可以增加用户的容量，而且手机的功率还可以做的比较低，不但可以使使用时间更长，更重要的是可以降低电磁波辐射对人的伤害。

CDMA的带宽可以扩展较大，还可以传输影像，这是第三代手机为什么选用CDMA的原因。

CDMA系统是基于码分技术（扩频技术）和多址技术的通信系统，系统为每个用户分配各自特定地址码。

地址码之间具有相互准正交性，从而在时间、空间和频率上都可以重叠；将需传送的具有一定信号带宽的信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的伪随机码进行调制，使原有的数据信号的带宽被扩展，接收端进行相反的过程，进行解扩，增强了抗干扰的能力。

CDMA系统属于自干扰系统。

CDMA系统只接收地址码一样的部分，其他部分变成噪音。

呼吸效应是CDMA固有的特性。

简单说来就是指小区的覆盖范围随着这个小区的用户增加，它的覆盖范围会缩小；但在小区用户减少后。

其覆盖范围又恢复原来的区域。

原因是用户增加了，小区内每一用户受的干扰就增加了，而分配给每用户用于通信的功率是有限的，这样，离基站远的用户的信躁比或E/N就会下降以至无法通信；从通信角度看就好像覆盖范围收缩了。

CDMA基础介绍CDMA（Code division Multi Access）即码分多址。

先解释一下多址的含义：可以认为是在有限资源范围内，互不干扰的实现多（组）通信的方式。

无线领域常用的多址方式有FDMA、TDMA、CDMA以及SDMA。

频分多址和时分多址我们容易理解，码分多址就牵强一些。

先举个例子：有十个人要在一个大厅里交谈（每两个人一组，假设1和6、2和7等）：FDMA：将大厅隔成5个小房间，每两个人占用一个房间（频率）交谈，可以做到互不干扰；TDMA：都坐在大厅里，大家轮流发言，1发言时，6在听（时隙1），其它人不听，2发言时，7在听（时隙2），其它人不听，依此类推。

当然轮流的时间很短，奈奎斯特定律可以保证在切换速度足够快的时候，对方能恢复出完整的信息；CDMA：都坐在大厅里，1和6用汉语交谈（码1），2和7用英语交谈（码2），3和8用法语交谈（码3），。

这里有一个假设，即每人只能听懂一种语言即自己使用的语言。

这时，只有1和6能听懂汉语，其它的语言对他们来说，只是噪音，2和7只能听懂英语，其它语言对他们来说也是噪音，依此类推。

希望这个例子能给大家建立一个最粗糙的概念。

FDMA是频分多址，即按照一定的方式将频率划分为不同的信道，用户在不同的信道上进行通信，第一代移动通信系统（如AMPS、TACS等）就采用这种方式。

TDMA是时分多址，即对一个载频划分时隙，用时隙来区分不同的信道，用户占用不同时隙即不同信道进行通信的方式，第二代移动通信系统中的GSM就是这种方式最成功的一个例子，美国的D－AMPS也是采用这种方式。

CDMA是码分多址，即用不同的码（后面讲）来调制信号，使其划分为不同的信道，各个用户占用不同的信道，需要特别提示的是此处的载频在时间上不必划分时隙，在频率上也不用划分。

IS95和即将到来的第三代移动通信系统主要采用这种方式。

关于CDMA的原理：当你真正的理解CDMA原理之后，你会发现CDMA有很多优越性，而且是一种极有发展潜力的多址方式。

1、块交织的主要作用是什么？GSM 采用怎样的交织技术？
4、简述什么是CDMA 系统中的“远近效应”，为什么说CDMA 系统的“远近效应”问题比FDMA 和TDMA 系统的更加突出？ 基站同时接收两个距离不同的移动台发来的信号时，由于两个移动台功率相同，则距离基站近的移动台将对另一移动台信号产生严重的干扰。

5、什么是GSM 所谓的不连续发送（DTX ），其作用是什么
6、DTX 在通话期间对话音和停顿期间各采用什么编码？
7、简述CDMA 系统中软切换的优
点
8、CDMA 系统的软容量是怎么回事？
9、问GSM 系统中的鉴权是如何进行的？
10、GPRS 系统的鉴权是如何进行的？
11、CDMA 系统中功率控制和话音激活技术对系统容量有什么影响 2、简述TD-SCDMA 系统的特点及其关键技术。

3、简述TMSI 号码的作用和分配方式。

1、RAKE接收技术移动通信是在复杂的电波环境下进行的，如何克服电波传输所造成的多径衰落现象是移动通信的一个基本问题。

在CDMA移动通信系统中，由于信号带宽较宽，因而在时间上可以分辨出比较细微的多径信号，对分辨出的多径信号分别进行加权调整，使合成之后的信号得以增强，从而可在较大程度上降低多径衰落信道所造成的负面影响。

这种技术称为Rake接收技术，也即多径分集接收技术。

Rake接收机在利用多径信号的基础上可以降低基站和移动台的发射功率。

而在GSM手机中只能通过时域均衡器抵消多径效应，不能通过多路信号的能量叠加而降低发射功率。

2、智能天线技术用智能天线对接收信号进行空域处理可减小多址干扰对信号的影响，采用具有一定方向性的扇形天线可以掏除某一角度内的其他干扰，提高系统性能。

以前由于智能天线的高度复杂性和能量消耗较大，对它的研究大都局限于在基站中的应用，直至近几年，智能天线技术才被引入到移动台中。

智能天线有望显著地提高第三代移动台的性能，因此也成为第三代移动通信系统的研究热点之一。

我国提出的具有自主知识产权的TD-SCDMA第三代移动通信系统，也采用了先进的智能天线技术。

偌站智能天线包括两个重要组成部分；一是对来自移动台发射的多径电波方向进行到达角估计，并进行空间滤波，抑制欺了移动台的干扰；二是对基站发送信号进行波束形成，使基站发送信号能够沿着移动台电波的到达方向发送回移动台，从而降低发射功率，减小对其他移动台的干扰。

智能天线技术用于TDD （时分双工）方式的CDMA系统是比较合适的，这是因为选用TDD方式后收发信道使用相同的频率，这样就可以利用接收电波的特点来调整发射信号。

智能天线技术能用接收电波的特点来调整发射信号。

智能天线技术能够在较大程度上抑制多用户干扰，从而提高系统容量。

当然智能天线技术也存在一些局限性，例如由于存在多径效应，每个天线均需一个Rake接收机，从而使基带处理单元复杂度明显提高。

3、多用户检测技术多用户检测理论和技术的基本思想是利用多址干扰中包含的用户间的互相关信息来估计干扰、降低或消除干扰的影响。

CDMA2000技术摘要：CDMA2000发展轨迹清晰，具有优越的信号处理方式，如：多载波，反向链路连续，前向链路的发射分集等等。

同样的它具有自己的空中接口。

关键字：CDMA2000、功率控制技术、空中接口CDMA2000的发展轨迹是IS-95、CDMA 1X、EV-DO、EV-DV，这是CDMA的演变过程。

CDMA 是历程有两条脉络清晰的线索可循，一是需求；二是3GPP2与3GPP的PK。

CDMA2000系统提供了与IS-95B的后向兼容，同时满足ITU关于第三代移动通信基本性能的要求。

CDMA2000系统是在IS-95系统的基础上发展而来的，因而在系统许多方面（如同步方式、帧结构、扩频方式和码片速率等）都与IS-95B系统有类似之处。

但为了灵活支持多种业务，提供可靠的服务质量和更高的系统容量，CDMA2000系统采用了许多新技术和性能更优异的信号处理方式，概括如下：（1）多载波工作。

CDMA2000系统的前向（下行）链路支持N*1.2288Mc/（N=1,3,6,9,12）的码片速率。

N=1时的扩频速率与IS-95B的扩频速率一致，称为扩频速率1.多载波方式将要发送的调制符号分解到N个相隔1.25MHz的载波上，每个载波的扩频速率为1.2288Mc/s。

反向（上行）链路的扩频方式在N=1时与前向链路类似，但在N=3时采用码片速率为3.6864Mc/s的直接序列扩频，而不是用多载波方式。

多载波和IS-95在频谱是用上的关系如图1所示。

IS-95(1X) 多载波（3X）图1 多载波和IS-95在频谱使用上的关系（2）反向链路连续发送。

CDMA2000系统的反向链路对所以的数据速率提供连续波形，包括连续导频和连续数据信道波形。

连续波形可以是干扰最小化，可以在低传输速率时增加覆盖范围，同时连续波形也允许整帧交织，而不像突发情况只能在发送的一段时间内进行交织，这样可以充分发挥交织的实践分集作用。

（3）反向链路独立的导频和数据信道。

CDMA知识要点1（CDMA基本原理）CDMA知识要点⼀、⽆线传播理论： (2)1. UHF（ultra high frequence）超⾼频300~3000MHZ (2)2. 慢衰落与快衰落的概念 (2)3. 对抗衰落，基站采取的措施是采⽤时间分集、空间分集（极化分集）和频率分集的办法(2)4. 绕射损耗和穿透损耗 (2)5.常见的⼏种传播模型： (2)6.CW测试的概念： (2)⼆、天线理论： (2)1.天线分类 (2)2.天线的性能指标 (3)3.dBd 和 dBi的区别，以及dBm的概念 (3)4. 波束宽度 (3)5.天线选型 (3)6. 天线下倾⾓与覆盖距离的计算公式 (3)三、CDMA基本原理： (5)1. CDMA （code division multiply access）码分多址接⼊。

(5)2.扩频通信的原理 (5)3.CDMA采⽤直序扩频频 (Direct Sequence Spread Spectrum) (5)4.⼏个常见概念 (5)5.系统框图 (6)6.三种码（短码、长码、WALSH码）： (7)四、CDMA信道： (7)1. IS-95中的前向信道和反向信道 (7)五、CDMA关键技术： (10)1. 功率控制技术 (10)2. Rake接收 (11)3.软切换/更软切换的概念 (11)六移动台⾏为 (12)1. 移动台初始化 (12)2.移动台空闲态 (12)3. 接⼊过程 (13)4. 掉话 (16)七、基站硬件 (17)1.系列基站 (17)⼋、切换算法： (18)1. CDMA切换的分类 (18)2. 导频集 (18)3. CDMA切换的主要参数 (18)4. 搜索窗⼝参数 (19)5. 切换算法可以分为以下的类型： (21)6 软切换动态门限 (21)7. 软切换过程 (22)⼋功率控制 (23)1. Radio Configuration简称为RC (23)2. 功控分类 (23)3. 反向功控 (24)4. 前向功控 (24)九负荷控制 (26)1. 前向负荷计算 (26)2. 反向负荷控制之准⼊算法描述 (28)⼗、系统消息 (29)1. 在CDMA系统中，⼏乎所有的呼叫流程由消息驱动 (29)2. 常见的消息 (29)3. 6种必选消息 (31)⼀、⽆线传播理论：1. UHF（ultra high frequence）超⾼频300~3000MHZ2. 慢衰落与快衰落的概念慢衰落：由障碍物阻挡造成阴影效应，接收信号强度下降，但该场强中值随地理改变变化缓慢，故称慢衰落。

《第三代移动通信》综合练习题(ver1 2007-9-15)一、填空题1. 3GPP（3rd Generation Partnership Project），即第三代合作伙伴计划，是3G （技术规范）的重要制定者。

目前负责WCDMA 和TD-SCDMA 标准的制定和维护。

2. 移动通信是指通信双方至少有一方在移动中进行（信息）传输和交换。

3. 在3GPP，E3G的正式名称为（长期演进LTE, ）。

在3GPP2，E3G的正式名称为（空中接口演进AIE ）。

4. 当3G开发和商用正在进行时，移动通信业界有关后IMT-2000（Beyond IMT-2000）的研究已经开始了。

后IMT-2000曾被称为第四代移动通信（4G），现在被称为（后3G（B3G））。

5. 1999年11月5日在芬兰赫尔辛基召开的ITU TG8/1第18次会议上最终确定了三类第三代移动通信的主流标准，分别是WCDMA、cdma2000、( TD-SCDMA )。

6. 3GPP和3GPP2都是IMT-2000（标准化，）组织。

也就是制定（3G标准）的组织。

7. CWTS是指（中国无线通信标准组织）。

8. 第三代移动通信最早是由ITU在1985年提出的，考虑到该系统于2000年左右进入商用，并且其工作频段在（2000 ）MHz附近，因此1996年第三代移动通信系统正式更名为（国际移动通信2000（即IMT-2000））。

9. 同一小区中，多个移动用户可以同时发送不同的多媒体业务，为了防止多个用户不同业务之间的干扰，需要一种可满足不同速率业务和不同扩频比的( 正交码 )，OVSF码是其中一种。

10. Gold码序列的互相关特性（优于，）m序列，但是Gold码序列的自相关性（不如）m序列。

11. （伪随机序列）具有两个功能：1）目标接收端能识别并易于同步产生此序列；2）对于非目标接收端而言该序列是不可识别的。

12. m序列在一个周期为“1”码和“0”码元的的个数（大致相等），这个特性保证了在扩频时有较高的（载频）抑制度。