1.4.3 PN长码 1. PN长码的产生过程
PN长码序列由42位反馈移位寄存器产生，产生原理如图1-11所示。
图1-11 PN长码产生原理
这个序列需要41天10小时12分19.4秒循环一次，因此我们称之为PN长码。PN长码序列只有一个，为了对同一载扇下的反向信道（接入信道和反向业务信道）进行区分，PN长码序列应用偏移的方式。每个寄存器产生的比特均经过掩码，不同的掩码产生不同的偏移。该序列是根据42位长码寄存器的内容、32位的ESN及掩码生成的，然后结果再经过一个异或门，输出的序列为PN长码序列。
PN长码序列的扩频速率为1.2288 Mcps。 2. PN长码的功能
PN长码序列的主要功能用于反向信道。
当一个基站为几个用户服务时，因为所有的用户都在相同载频上，基站很难区分这些用户，PN长码序列则用于在反向信道上用户的识别和区分。
在前向信道PN长码序列用于建立用户与前向业务信道和寻呼信道的连接。 PN长码序列只有一个，因此PN长码序列应用偏移的方式对同一载扇下的反向信道（接入信道和反向业务信道）进行区分。每个寄存器产生的比特均经过掩码，不同的掩码产生不同的偏移。MS用ESN/UIM提供唯一的长码序列序列偏移，ESN/UIM只有32比特，而移位寄存器有42比特，因此我们给ESM/UIM加上10比特的前缀（1100011000）。PN长码序列是根据42位长码寄存器的内容、32位的ESN/UIM及掩码生成的，然后结果再经过一个异或门，输出的序列为最终PN长码序列。
在接入信道，接入信道掩码用于所有向基站发送消息的MS。 1.4.4 三种扩频码的比较
下面对CDMA2000 1x系统中的三种扩频码进行比较，具体说明如表1-2所示。
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表1-2 三种扩频码比较
码序列 PN长码 长度 242－1 应用位置 反向接入信道 反向业务信道 前向寻呼信道 前向业务信道 PN短码 215－1 所有前向信道 所有反向信道 正交扩频，利于调制 正交扩频，利于调制，并且用于标识基站 Walsh码 64 4/8/16/32 128 16 32 2或4 所有前向信道 前向补充信道 前向快速寻呼信道 反向基本信道 反向导频信道 反向补充信道 正交扩频， 反向信道化区分 正交扩频， 前向信道化区分 正交性 平衡性 用于数据扰码 应用目的 标识移动台用户 主要特性 具有尖锐的二值自相关特性 1.5 CDMA关键技术
1.5.1 功率控制 1. 功率控制目的
CDMA的功率控制包括前向功率控制、反向功率控制。
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，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。
因为CDMA是一个自干扰系统，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（包括前反向）较强，对该用户被正确接收是有利的，但却会增加对共享的频带内其它的用户的干扰，甚至淹没其它用户的信号，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”。“远近效应”如下图所示：
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信号被离基站近的手机信号“淹没”，无法通信 一个MS就能阻塞整个小区
图1-12 CDMA远近效应
功率控制的原则如下：
? 控制基站、移动台的发射功率：首先保证信号经过复杂多变的无线空间传输后到达对方接收机时，能满足正确解调所需的解调门限。
? 在满足上一条的原则下，尽可能降低基站、移动台的发射功率，以降低用户之间的干扰，使网络性能达到最优。
? 距离基站越近的移动台比距离基站越远的或者处于衰落区的移动台发射功率要小。 2. 前向功控
CDMA的前向信道功率要分配给前向导频信道、同步信道、寻呼信道和各个业务信道。基站需要调整分配给每一个信道的功率，使处于不同传播环境下的各个移动台都得到足够的信号能量。前向功率控制的目的就是实现合理分配前向业务信道功率，在保证通讯质量的前提下，使其对相邻基站/扇区产生的干扰最小，也就是使前向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小。前向功控的原理如下图所示：
图1-13 前向功控的原理图
移动台通过Power Measurement Report Message上报当前信道的质量状况：上报周期内的坏帧数，总帧数。BSC据此计算出当前的FER，与目标FER相比，以此来控制基站进行前向功率调整。
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3. 1X中的前向快速功率控制
CDMA系统的实际应用表明，系统的容量并不仅仅是取决于反向容量，往往还受限于前向链路的容量。这就对前向链路的功率控制提出了更高的要求。
前向快速功率控制就是实现合理分配前向业务信道功率，在保证通讯质量的前提下，使其对相邻基站/扇区产生的干扰最小，也就是使前向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小。通过调整，既能维持基站与位于小区边缘的移动台之间的通信，又能在较好的通信传输特性时最大限度地降低前向发射功率，减少对相邻小区的干扰，增加前向链路的相对容量。
前向快速功率控制分为前向外环功率控制和前向闭环功率控制。在外环使能的情况下，两种功率控制机制共同起作用，达到前向快速功率控制的目标。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。原理图如下图所示：
图1-14 前向快速功率控制原理
4. 反向功控
在CDMA系统的反向链路中引入了功率控制，通过调整用户发射机功率，使各用户不论在基站覆盖区的什么位置和经过何种传播环境，都能保证各个用户信号到达基站接收机时具有相同的功率。在实际系统中，由于用户的移动性，使用户信号的传播环境随时变
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化，致使每时每刻到达基站时所经历的传播路径、信号强度、时延、相移都随机变化，接受信号的功率在期望值附近起伏变化。
反向功率控制包括三部分：开环功率控制、闭环功率控制和外环功率控制。 在实际系统中，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。 （1）反向开环功控
CDMA系统的每一个移动台都一直在计算从基站到移动台的路径损耗，当移动台接收到从基站来的信号很强时，表明要么离基站很近，要么有一个特别好的传播路径，这时移动台可降低它的发送功率，而基站依然可以正常接收；相反，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，这就是开环功率控制。开环功率控制简单、直接，不需在移动台和基站之间交换控制信息，同时控制速度快并节省开销。反向开环功控的原理如下图所示：
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图1-15 反向开环功控的原理图
（2）反向闭环功控
反向闭环功控正又分为内环和外环两部分，内环指基站接收移动台的信号后，将其强度与一门限（下面称为“闭环门限”）相比，如果高于该门限，向移动台发送“降低发射功率”的功率控制指令；否则发送“增加发射功率”的指令。外环的作用是对内环门限进行调整，这种调整是根据基站所接收到的反向业务信道的指令指标（误帧率）的变化来进行的。通常FER都有一定的目标值，当实际接收的FER高于目标值时，基站就需要提高内环门限，以增加移动台的反向发射功率；反之，当实际接收的FER低于目标值时，基站就适当降低内环门限，以降低移动台的反向发射功率。最后，在基站和移动台的共同作用下，使基站能够在保证一定接收质量的前提下，让移动台以尽可能低的功率发射信号，以减小对其它用户的干扰，提高容量。反向闭环功控原理如下所示：
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