第1章 CDMA原理
频率复用的理论依据是：微波在地面上的传输功率的衰减大约是距离的4次幂。也就是说无线信号的传输损耗非常大，非常快。一定功率发射的信号在一段距离后，不会对距离外的相同频率造成干扰。
CDMA仍然采用传统的蜂窝覆盖，但每个小区使用相同的频率（或称为载频），如图1.2-2所示。
f1f1f1f1f1f1f1f1f1f1f1f1f1f1 图1.2-2 CDMA频率复用方式
cdma2000 1x中，每个载频的带宽是1.25MHz，所有小区中的所有用户使用相同的载频通信。由于频率统一，每个用户对于其它的用户来说是一个干扰。系统通过一种长度为215－1的伪随机码（一种PN码，又称为短码）来区分不同小区，通过walsh码来区分不同的信道，通过一种长度为242－1的PN码（又称为长码）来区分来自不同终端的信道。
由于统一的频率复用，用户之间的信号互相干扰。对每用户的信道资源的定位是能量（功率），降低功率即可降低干扰，增加容量。因此对于CDMA系统，功率控制尤其显得重要。
1.2.2 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。在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
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量劣化，导致系统容量下降。为了克服这个问题，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”。
1.2.3 软切换
软切换是CDMA移动通信系统所特有的。其基本原理如下：当移动台处于相邻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。
1.2.4 分集接收技术
在频带较窄的调制系统中，如果采用模拟的FM调制的第一代蜂窝电话系统，多径的存在导致严重的衰落。
在CDMA调制系统中，不同的路径可以各自独立接收，从而显著的降低多径衰落的严重性。但多径衰落并没有完全消除，因为有时仍会出现解调器无法独立处理的多路径，这种情况导致某些衰落现象。
分集接收是减少衰落的好方法。它充分利用传输中的多径信号能量，把时域、空域、频域中分散的能量收集起来，以改善传输的可靠性。
分集接收有三种类型：时间分集、空间分集、频率分集，它们在CDMA中都有应用。
1.3 1xEV-DO的关键技术
本节介绍了1xEV-DO系统使用的一些关键技术。
1.3.1 反向链路功率控制
功率控制是最大化系统容量的基础。在1xEV-DO系统中，由于前向功率恒定，不存在功率控制的问题。功率控制主要应用于反向链路。
反向链路功率控制的目的是：在最小化干扰的同时，对AT的输出功率加以控制，以保持高质量反向数据链路。当平均每个用户的反向链路信噪比（SNR）为可接受性能所需的最小值时，得到的容量最大。
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1.3.2 反向链路速率控制
在1xEV-DO标准中，AT的反向速率可以在9.6 kbit/s到307.2 kbit/s之间由AT自由调节。系统必须有一种方法控制反向链路的负荷，防止同一个扇区有太多的用户使用高的速率向AN发射，从而导致所有的AT都不可用。前向链路TDM 1xEV-DO前向链路不同于1x，它采用TDM（时分复用）的方式服务所有AT，在同一扇区下一个时隙只能服务一个用户。
像IS-95/1x一样，1xEV-DO的前向导频信道帮助AT完成系统捕获和解调制过程中的信道估算。
在1xEV-DO系统中，由AT决定为它服务的扇区和此扇区可支持的最大速率。所有这些都是通过测量前向导频质量，估算AT所在环境的无线信道质量来进行的。由于所有BTS都同时发送导频，并且以全功率发送，所以AT可以计算出精确的导频强度，快速反映每个BTS的信号和干扰。
1.3.3 前向链路调度策略
为了保证能提供给用户最高的业务速率，AT（接入终端）根据测得AN（接入网络）的C/I值请求最佳数据速率。AN根据AT的请求，利用调度算法决定不同用户获得的服务。
调度算法的目的是最大化系统吞吐量，同时在用户之间保证公平。由于无线环境的复杂性，用户告诉系统其通过DRC信道可接收的最高数据速率。如果系统想要达到最大吞吐量，则向上报DRC Value最大的AT发送数据。但是，这时其它用户则得不到系统的服务，因此调度算法的目的是平衡吞吐量和公平性。
1.3.4 前向链路虚拟软切换
1xEV-DO的切换控制除了跟1x系统一样，支持各种软/更软切换，1xEV-DO还引入了一种新模式的切换：前向虚拟切换（Virtual Handoff）。
所谓前向虚拟切换是指在终端的有效集内，在任何一个时刻只有一个扇区在前向信道上给终端发送数据。终端可以根据接收的各导频信号的好坏，使用DRC信道中的DRC Cover指定期望发送数据的扇区。网络中所有有效集内的扇区都在监听该终端的反向信道，根据收到的DRC信道，网络决定哪一个扇区是该终端的服务扇区（Serving Sector）。
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前向虚拟切换过程中，终端与网络没有任何信令消息的交换，整个切换过程非常快，而且在切换持续期间，任何时候只占用一个扇区的前向空中资源，这些都极大地增强了前向信道的利用率。
1.3.5 自适应调制编码技术
根据前向射频链路的传输质量，AT可以要求9种数据速率，最低为38.4kbit/s，最高为3.1Mbit/s 。在1.25MHz的载波上能传输如此高速的数据，其原因是采用了高阶调制解调并结合了纠错编码技术。
1.3.6 R-P会话的建立
在1xEV-DO网络中，选路不需要国际移动用户识别符和移动识别号码（IMSI/MIN），所以1xEV-DO AT不需要提前分配IMSI/MIN。对于R-P会话在BSC和PDSN之间的切换需要另外的解决方案。为了成功地在同一个PDSN的BSC（PDSN内部，BSC之间）之间传送会话，AT的IMSI应该一样。 由于AT没有IMSI，当BSC在AT和PDSN之间开始一个会话时，就给AT分配一个IMSI。在1xEV-DO的标准中，引入了一个新的接口A12。它是BSC和AN-AAA服务器之间的接口。 AN-AAA有两个功能： 1． 完成对AT的鉴权。
2． 在它的鉴权接受消息中向BSC返送一个IMSI值，这个IMSI用于BSC与
PDSN建立R-P会话。
如果1xEV-DO网络中未部署AN-AAA服务器，BSC必须用其它的专用方法为AT分配IMSI，但必须保证IMSI在整个网络中是唯一的。没有AN-AAA服务器时，不能完成1xEV-DO BSC和1x BSC之间的R-P会话切换，AT只能依靠移动IP来保持它的IP地址在穿过网络边缘时不变。部署AN-AAA有利于快速切换和改善AT通过网络边缘时的性能。
系统的一个重要分支，到目前为止依然局限在专业移动通信领域中应用。
1.4 CDMA系统常用频谱及频点计算
在CDMA系统中，已知系统使用的频点后，根据频点计算公式得到对应的具体频率，该频率就是系统使用的频带的中心频率，然后在该中心频率上下加减0.625MHz，就是该频点对应使用的频带。
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对于CDMA常用的450M、800M和1.9G频段，根据细分的频段，频点和频率之间有不同的换算关系，具体可以参见IS-97标准，下面给出的是常用频段的换算关系。 1． 450M
目前主要使用的是A段，常用频谱范围为： 上行频段： 450MHz~458MHz； 下行频段： 460MHz~468MHz； 上下行固定相差10MHz。
频点换算成频率（中心频率）的公式为： 基站收（上行）： 450.00+0.025（N-1）（MHz） 基站发（下行）： 460.00+0.025（N-1）（MHz）
450M系统推荐使用的频点如表1.4-1所示，450M频段的划分如图1.4-1所示。
表1.4-1 450M系统推荐使用的频点
上行频段（MHZ） 下行频段（MHZ） 160频点范围 453.35~454.60 463.35~464.60 210频点范围 454.60~455.85 464.60~465.85 260频点范围 455.85~457.10 465.85~467.10 9