图1-22 IS-95的软切换过程
? MS检测到某个导频强度超过T_ADD,发送导频强度测量消息PSMM给BS,并且将该
导频移到候选集中; ? BS发送切换指示消息;
? MS将该导频转移到有效导频集中,并发送切换完成消息;
? 有效集中的某个导频强度低于T_DROP,MS启动切换去定时器(T_TDROP); ? 切换去定时器超时,导频强度仍然低于T_DROP,MS发送PSMM; ? BS发送切换指示消息;
? MS将该导频从有效导频集移到相邻集中,并发送切换完成消息。 (2)IS-2000动态软切换过程
IS2000-1X 的软切换流程中,我们采用动态门限,而非 IS-95 中采用的绝对门限。 IS2000 软切换算法说明:
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图1-23 IS-2000动态软切换过程
? 导频 P2 强度超过 T_ADD, 移动台把导频移入候选集。
? 导频 P2 强度超过 [(SOFT_SLOPE/8)×10×log10(PS1) + ADD_INTERCEPT/2].移动
台发送 PSMM
? 移动台收到 EHDM, GHDM 或 UHDM, 把导频 P2 加入到有效集, 并发送HCM。 ? 导 频 P1 强 度 降 低 到 低 于 [(SOFT_SLOPE/8) × 10 × log10(PS2)+DROP_I
NTERCEPT/2],移动台启动切换去掉定时器. ? 切换去掉定时器超时,移动台发送 PSMM。
? 移动台收到 EHDM, GHDM 或 UHDM。把导频 P1 送入候选集并发送 HCM。 ? 导频 P1 强度降低到低于 T_DROP. 移动台启动切换去掉定时器. ? 切换去掉定时器超时,移动台把导频 P1 从候选集移入相邻集
其中,SOFT_SLOPE表示软切换斜率、ADD_INTERCEPT表示切换加截距、DROP_INTERCEPT表示切换去截距。 1.5.3 RAKE接收机工作原理
如图1-24所示,RAKE接收机的基本原理是利用了空间分集技术。发射机发出的扩频信号,在传输过程中受到不同建筑物、山岗等各种障碍物的反射和折射,到达接收机时每个波束具有不同的延迟,形成多径信号。如果不同路径信号的延迟超过一个伪码的码片的时延,则在接收端可将不同的波束区别开来。将这些不同波束分别经过不同的延迟线,对齐以及合并在一起,则可达到变害为利,把原来是干扰的信号变成有用信号组合在一起。
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图1-24 RAKE接收机原理示意图
RAKE接收机由搜索器(Searcher)、解调器(Finger)、合并器(Combiner)3个模块组成。 ? 搜索器完成路径搜索,主要原理是利用码的自相关及互相关特性。
? 解调器完成信号的解扩、解调。解调器的个数决定了解调的路径数,通常一个RAKE
接收机由4个Finger组成,移动台由3个Finger组成。
? 合并器完成多个解调器输出的信号的合并处理,通用的合并算法有选择式相加合并、
等增益合并、最大比合并3种。合并后的信号输出到译码单元,进行信道译码处理。 1.5.4 CDMA呼吸效应 1. 呼吸效应的概念
在CDMA系统中,所有的频率和时间是每个用户都在同时共享的公共资源,而非给某个用户单独所有。无线信道是基于不同的扩频码字来区分的,理论上来说系统容量也就自然取决于码字资源即扩频码的数量,但实际的系统容量(实际可以分配的扩频码数量),却是受限于系统的自干扰,即不同用户间由于扩频码并非理想正交而产生的多址干扰,同时包括本小区用户干扰及其他小区干扰。所以说,CDMA系统是一个干扰受限的系统,具有“软”容量的特性。
在CDMA系统中,小区的容量和覆盖是通过系统干扰紧密相连的。当小区内用户数增多,也就是小区容量增大时,小区基站端接收到的干扰将增大,这就意味着在小区边缘地区的用户即使以最大发射功率发射信号,也无法保证自身与基站间的传输QoS能够得到保证,于是这些用户将会切换到邻近小区,也就意味着本小区的半径即覆盖范围相对减小了。反之,当小区用户数目减少,也就是小区容量减小时,系统业务强度的降低使得基站接收的干扰功率水平降低,各用户将可以发射更小的功率来维持与基站的连接,结果导致在小区内可以容忍的最大路径损耗增大,等效于小区半径增加,覆盖范围增大。
以上所描述的小区面积随着小区内业务量的变化而动态变化的效应称之为“呼吸效
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应”。我们也可以利用CDMA系统中常提及的“鸡尾酒会”的例子更加形象的来说明,在一个鸡尾酒会上,来了很多客人,同时讲话的人数越多,就越难听清对方的声音。如果开始你还可以与在房间另一头的客人交谈,但是当房间里的噪声达到一定程度后,你就根本听不清对方的谈话了,这就意味着谈话区的半径缩小了。图1-25给出了呼吸效应与覆盖距离之间的关系。
图1-25 CDMA系统单基站的呼吸效应
2. “呼吸效应”的危害
以上我们解释了“呼吸效应”的含义,并详细分析了造成“呼吸效应”出现的原因即CDMA系统的“软”容量特性。接下来我们将分析一下由于小区的“呼吸效应”所带来的危害。
图1-26 “呼吸效应”示意图
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如图1-26所示,我们可以看出“呼吸效应”最大的危害是可能由于小区的收缩而形成“覆盖漏洞”,即覆盖盲区,这在网络规划时是必须要注意到的问题。在进行网络规划时,运营商一般会采用“先覆盖,后容量”的策略,即在建网初期先进行薄容量的覆盖,在后期再逐渐进行扩容。而CDMA系统的“呼吸效应”使得这种策略很难再得以实施,如果在CDMA网络建网初期也象GSM一样基于覆盖建一层薄薄的网(低负荷),随着容量的增加,基站间就会普遍的出现覆盖漏洞。这时就不得不通过建一些新基站来弥补这些漏洞。但由于CDMA是一个干扰受限的系统,新基站增加的同时会对周围基站带来干扰,因此周围基站的容量也就相应降低。因此,CDMA网络中由于容量需求而增加新基站,并不能使网络容量像GSM网络一样线性增长,尤其是在城市密集区,基站间距本身就很小,这种现象也就更加严重。由此可以看出,“呼吸效应”增大了网络规划的复杂性。
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