CDMA个人笔记

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    CDMA网络中，手机通过PN码来辩别不同扇区。同一扇区的不同的逻辑信道通过Walsh码来区分。
一、几个主要概念
EC/I0 ：导频信号的每码片的能量与接收总频谱能量的比值
PN-Offset：CDMA扩频伪随机码的偏置
       ——激活、候选、相邻和剩余导频集合
T-ADD，T-DROP，T-TDROP：用于CDMA软切换门限参数
       ——T-ADD：导频信号的Ec/Io上门限
       ——T-DROP：导频信号的Ec/Io下门限
       ——T-TDROP：Ec/Io小于T-DROP的延时计时器
SRCH_WIN_A，SRCH_WIN_N，SRCH_WIN_R：搜索窗口尺寸的定义（用于搜索小区的信号）。
单位：chip
    ——SRCH_WIN_A：用于搜索有效（激活）和侯选导频信号
    ——SRCH_WIN_N：用于搜索相邻导频信号
    ——SRCH_WIN_R：用于搜索剩余导频信号
FER：MS 接收到的业务信道上的误帧率
二、技术指标
信道数：64（码分信道）/每个载频，调制方式：前向：QPSK，反向：OQPSK
话音编码：8K、13K及8Kbps EVRC
码片速率：1.2288 M chip/s
三、关键技术
    1、同步技术。CDMA系统由PN码的不同偏置来区分不同的小区，为此要求全系统与公共参考点保持同步。
    2、话音激活技术与可变速率声码器，该技术提高了频谱效率。
话音激活在典型的全双工双向通话中，每次通话的占空比小于35%，CDMA在不讲话时传输速率降低，减轻了对其它用户的干扰。（FDMA与TDMA无法实现）
    可变速率声码器分为全速率、半速率、1/4速率与1/8速率，使话音质量的进一步改进，13Kbps声码器保证话音质量与有线电话相同，基站覆盖与容量受到影响，8Kbps EVRC近似13Kbps的话音质量，并提升基站覆盖范围与容量
    3、Rake接收机技术。基站侧：对应于某一个反向信道，都有四个数字解调器，而每个数字解调器又包含两个搜索单元，一个解调单元。这样，对应于每一个反向信道，每个基站都可以同时解调四个多径信号，进行相干合并。
移动台侧：一个搜索单元（用于搜索所有的导频多径）与三个数字解调单元。移动台最多可同时解调三个多径信号进行相干合并。
4、功率控制技术。功率控制是CDMA系统能成功运行的重要条件，反向功率控制克服“远近效应”，正向功率控制克服邻小区干扰，即角效应。功率控制算法：开环、闭环、外环
参数：
额定功率偏移(NOM-PWR)
扩展切换额定功率(NOM-PWR-EXT)
初始调整值(INIT-PWR)
范围:-16~15dB，额定值为0dB
功率增加步长(PWR-STEP)
范围：0~7dB
CDMA系统的目标是确保所有移动台在基站达到相同接收功率电平。
5、切换技术

软切换 — 不同的基站之间


注:在1处当导频强度达到T_ADD，移动台发送一个PSMM（导频强度测量消息），并将该导频转入候选导频集；在2处基站发送一个HDM（切换指示消息）；在3处移动台将该导频转到激活导频集，并发送一个HCM（切换完成消息）；在4处导频强度掉到T_DROP以下，移动台启动切换去掉计时器；在5处切换去掉计时器到期，移动台发送一个PSMM；在6处基站发送一个HDM；在7处移动台将导频从有效导频移至相邻导频集并发送切换完成消息。
* 不同BSC间的切换以软切换的方式实现可在载波范围内消除硬切换的界线，从而提高系统性能及客户满意度。
* BSC间的软切换与系统间的软切换即可通过E1的方式，也可通过ATM的方式实现。使组网更加灵活。
* 基于ATM的传输方式，可节省传输链路。
* 源链路断开后，通过声码器/选择器的工作由源系统转移到目的系统。

更软切换 -- 同一基站具有相同频率的不同扇区之间

硬切换 — 不同频率的CDMA信道之间

6、多载波技术。有效解决高话务量的问题。

联通新时空CDMA占用的载频上行（825MHz-835MHz）下行（870MHz-880MHz）
载频计算：
上行：载频=0.030MHz*载频号+825.000MHz
下行：载频=0.030MHz*载频号+870.000MHz
载频号
信道号
上行（MHz）
下行（MHz）
  7       283       833.49       878.49
  6       242       832.26       877.26
  5       201       831.03       876.03
  4       160       829.80       874.80
  3       119       828.57       873.57
  2       78        827.34       872.34
  1       37        826.11       871.11

Access Channel 选址信道
    用户站用来与基站通信的反向码分多址信道。选址信道用于呼出、寻呼应答和登记等简短信号消息交换。
CDMA Channel 码分多址信道
　 基站和用户站在指定的码分多址频率分配范围内进行传输的频道。
Code Channel 代码信道
　前向码分多址信道的分信道。前向码分多址信道包括64条代码信道。0号代码信道被指定为导频信道。1至7号代码信道可被指定为寻呼信道或业务信道。32号代码信道可被指定为同步信道或业务信道。其余的代码信道则可被指定为业务信道。
Code Division Multiple Access (CDMA) 码分多址
　 一种扩频多址数字式通信技术，通过独特的代码序列建立信道。
Forward CDMA Channel 前向码分多址信道
　从基站到用户站的码分多址信道。前向码分多址信道包含在指定的码分多址频率上利用特定导频时间偏移发射的一条或多条代码信道。这些代码信道是导频信道、同步信道、寻呼信道和业务信道。
Forward Traffic Channel 前向业务信道
　 从基站到用户站传输用户业务和信令信号的代码信道。
Handoff 切换
　从一个基站向另一个基站转移用户站通信之动作。硬切换的特点是，通信信道短暂中断。软切换的特点是，一个以上的基站同时与同一个用户站保持通信。
Paging Channel 寻呼信道
　前向码分多址信道中的一种代码信道，用于从基站向用户站传输控制信息和寻呼信息。
Paging 寻呼
　 有人向用户站呼叫时，寻找该用户站之动作。
Pilot Channel 导频信道
　每个码分多址基站连续发射的未调制直接序列扩频信号。导频信道使得用户站能够获得前向码分多址信道时限，提供相干解调相位参考，并且为各基站提供信号强度比较手段籍以确定何时进行切换。
Reverse CDMA Channel 反向码分多址信道
　从用户站到基站的码分多址信道。从基站的角度来看，反向码分多址信道是某个码分多址分配频率上所有用户站的发射信道之和。
Reverse Link Power Control 反向链路功率控制
　 一种程序，可确保所有的用户信号皆按其设定功率到达基站。
Reverse Traffic Channel 反向业务信道
　从一个用户站向一个或几个基站传输用户业务和信令信号的反向码分多址信道。
Sync Channel 同步信道
　 前向码分多址信道中的32号代码信道，向用户传输同步信息。
Traffic Channel 业务信道
　用户站和基站之间的通信通路，用于用户业务和信令信号传输。业务信道实际上包括成对的前向业务信道和反向业务信道。

1、dB dB是一个表征相对值的值，纯粹的比值，只表示两个量的相对大小关系，没有单位，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时，按下面计算公式：10log（甲功率/乙功率），如果采用两者的电压比计算，要用20log（甲电压/乙电压）。
[例] 甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也就是说，甲的功率比乙的功率大3 dB。反之，如果甲的功率是乙的功率的一半，则甲的功率比乙的功率小3 dB。
2、dBi 和dBd dBi和dBd是表示天线功率增益的量，两者都是一个相对值，但参考基准不一样。dBi的参考基准为全方向性天线，dBd的参考基准为偶极子，所以两者略有不同。一般认为，表示同一个增益，用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2.15。
[例] 对于一面增益为16dBd的天线，其增益折算成单位为dBi时，则为18.15dBi（一般忽略小数位，为18dBi）。
[例] 0dBd=2.15dBi。
3、dBc dBc也是一个表示功率相对值的单位，与dB的计算方法完全一样。一般来说，dBc 是相对于载波（Carrier）功率而言，在许多情况下，用来度量与载波功率的相对值，如用来度量干扰（同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等）以及耦合、杂散等的相对量值。在采用dBc的地方，原则上也可以使用dB替代。
4、dBm dBm是一个表示功率绝对值的值（也可以认为是以1mW功率为基准的一个比值），计算公式为：10log（功率值/1mw）。
[例] 如果功率P为1mw，折算为dBm后为0dBm。
[例] 对于40W的功率，按dBm单位进行折算后的值应为： 10log（40W/1mw)=10log（40000）=10log4+10log10000=46dBm。
5、dBw 与dBm一样，dBw是一个表示功率绝对值的单位（也可以认为是以1W功率为基准的一个比值），计算公式为：10log（功率值/1w）。dBw与dBm之间的换算关系为：0 dBw = 10log1 W = 10log1000 mw = 30 dBm。
[例] 如果功率P为1w，折算为dBw后为0dBw。
总之，dB，dBi, dBd, dBc是两个量之间的比值，表示两个量间的相对大小，而dBm、dBw则是表示功率绝对大小的值。在dB，dBm，dBw计算中，要注意基本概念，用一个dBm（或dBw）减另外一个dBm（dBw）时，得到的结果是dB，如：30dBm - 0dBm = 30dB。一般来讲，在工程中，dBm（或dBw）和dBm（或dBw）之间只有加减，没有乘除。而用得最多的是减法：dBm 减 dBm 实际上是两个功率相除，信号功率和噪声功率相除就是信噪比（SNR）。dBm 加 dBm 实际上是两个功率相乘

概念辨析：dBm, dBi, dBd, dB, dBc, dBuV
1、 dBm
dBm是一个考征功率绝对值的值，计算公式为：10lgP（功率值/1mw）。
[例1] 如果发射功率P为1mw，折算为dBm后为0dBm。
[例2] 对于40W的功率，按dBm单位进行折算后的值应为：
10lg（40W/1mw)=10lg（40000）=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。
2、dBi 和dBd
dBi和dBd是考征增益的值（功率增益），两者都是一个相对值，但参考基准不一样。dBi的参考基准为全方向性天线，dBd的参考基准为偶极子，所以两者略有不同。一般认为，表示同一个增益，用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2. 15。
[例3] 对于一面增益为16dBd的天线，其增益折算成单位为dBi时，则为18.15dBi（一般忽略小数位，为18dBi）。
[例4] 0dBd=2.15dBi。
[例5] GSM900天线增益可以为13dBd（15dBi），GSM1800天线增益可以为15dBd（17dBi)。
3、dB
dB是一个表征相对值的值，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时，按下面计算公式：10lg（甲功率/乙功率）
[例6] 甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也就是说，甲的功率比乙的功率大3 dB。
[例7] 7/8 英寸GSM900馈线的100米传输损耗约为3.9dB。
[例8] 如果甲的功率为46dBm，乙的功率为40dBm，则可以说，甲比乙大6 dB。
[例9] 如果甲天线为12dBd，乙天线为14dBd，可以说甲比乙小2 dB。
4、dBc
有时也会看到dBc，它也是一个表示功率相对值的单位，与dB的计算方法完全一样。一般来说，dBc 是相对于载波（Carrier）功率而言，在许多情况下，用来度量与载波功率的相对值，如用来度量干扰（同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等）以及耦合、杂散等的相对量值。在采用dBc的地方，原则上也可以使用dB替代。
5、dBuV
根据功率与电平之间的基本公式V^2=P*R，可知 dBuV=90+dBm+10*log(R),R为电阻值。
载PHS系统中正确应该是dBm=dBuv-107，因为其天馈阻抗为50欧。
6、dBuVemf 和dBuV
emf:electromotive force(电动势)
对于一个信号源来讲,dBuVemf是指开路时的端口电压,dBuV是接匹配负载时的端口电

7.有个土办法就是.1mW等于0db,每加3分贝,功率加一倍.以此类推.
接收机灵敏度
　　接收机的灵敏度是表征光接收机调整到最佳工作状态时，光接收机接收微弱光信号的能力。
　　在数字接收机中，允许脉冲判决有一定的误差范围。如果接收机将“1”码误判为“0”码，或者将“0”码误判为“1”码，这就叫1个错误比特。如果在100个比特中判错了一个比特，则称误比特率为1／100，即10-2。数字通信要求，如果误比特率小于10-6，则基本上可以恢复原来的数字信号。如果误比特率大于10-3，则基本上不能进行正常的电话通信。对于数字光通信系统来说，一般要求系统的误比特率小于10-9，即10亿个脉冲中只容许发生一个误码。
　　因此，光接收机灵敏度定义为：在保证达到所要求的误比特率的条件下，接收机所需要的最小输入光功率。接收灵敏度一般用dBm来表示，它是以lmW光功率为基础的绝对功率，或写为
　　　　　　　　　　　　　
　　其中，Pmin指在给定误比特率的条件下，接收机能接收的最小平均光功率。例如，在给定的误比特率为10-9时，接收机能接收的最小平均光功率为InW（即10-9W），光接收机灵敏度为-60dBm。
　　影响接收机灵敏度的主要因素是噪声，表现为信噪比。信噪比越大，表明接收电路的噪声越小，对灵敏度影响越小。光接收机灵敏度是系统性能的综合反映，除了上述接收机本身的特性以外，接收信号的波形也对灵敏度产生影响，而接收信号的波形主要由光发送机的消光比和光纤的色散来决定。光接收机灵敏度还与传输信号的码速有关，码速越高，接收灵敏度就越差。这就影响了高速传输系统的中继距离。速率越高，接收机灵敏度越差，中继距离就越短。
接收机的动态范围
　　光接收机前置放大器输出的信号一般较弱，不能满足幅度判决的要求，因此还必须加以放大。在实际光纤通信系统中，光接收机的输入信号将随具体的使用条件而变化。造成这种变化的原因，可能是由于温度变化引起了光纤损耗的变化，也可能是由于一个标准化设计的光接收机，使用在不同的系统中，光源的强弱不同，光纤的传输距离也不同。这样，传给光接收机的光功率就不可能一样。
　　为了使光接收机正常工作，接收信号不能太弱，否则会造成过大的误码。但接收信号也不能太强，否则会使接收机放大器过载，而造成失真。因此光接收机正常工作时，接收光信号的强度应该有一个范围。把光接收机在保证一定的误比特率条件下，所能接收的最大光功率与最小光功率之差，称作光接收机的动态范围。一般希望光接收机的动态范围越大越好，实际中一般为16～20dB。

容量
  CDMA系统是自干扰系统，其容量为软容量，当降低话音编码速率或增加FER时均可增加系统容量。小区容量取决于本小区及邻区的干扰，因此经系统优化后可做到小区容量随话务量的动态分布而变化
影响CDMA基站容量的因素
1. RF反向信道容量— 噪声容量
2. RF前向信道容量 — 功率容量
3. 信道单元( CE ) 数量
4. Walsh码数量

这里实际的瓶颈就是Walsh码的容量了.Walsh码固定为64个，除去开销信道，其余才提供给话音信道使用。在Walsh码够用的情况下，噪声容量就会成为瓶颈。
    这里功率容量和噪声容量都有算法，自己查去。
   


优化步骤：

设计一个CDMA网络时，会有许多因素影响预测的准确性，如传播模式、数字地图数据库的质量、话务量分布等。网络安装以后，需要进行无线优化，确保网络按照我们所设计的性能标准。为了减少割接前小区调试所需的时间和周期，我们把优化过程分为三个阶段：单个基站配置确认、小区局域优化和全系统范围内的优化（或叫全域优化），每个阶段完成不同的任务。
单个基站配置确认.
这个阶段的目标是确认BTS的安装完整性和数据的准确性。
    由于各种原因，基站安装后的数据有可能与设计的数据不一致，因此，在基站安装完成后，我们需要对每一个基站的参数进行核查。这些参数包括：
1.基站经纬度
基站经纬度直接关系到整个网络的基础结构，对区域覆盖、PN规划、领小区参数配置和其他CDMA系统参数的设置将产生直接的影响。因此，在基站开通前我们必须应用GPS对基站经纬度进行核查，确保它与设计时相同。发现不一致的地方，利用规划工具，检查此站址是否符合设计要求，若符合设计要求，则更改规划数据库。
2.系统间的互干扰
由于中国联通此次CDMA网络建设采取与GSM网络共站址的建设方案，绝大部分CDMA基站与GSM基站共站址建设，此时不同系统站点之间的互干扰必然存在，使接收机灵敏度降低、过载或出现互调干扰，并最终导致系统性能的下降。因此，我们必须考虑两种基站之间的天线隔离度。
3.分集接收天线间距
检验天线是否采用空间分集接收天线。若采用空间分集接收天线，应考虑天线的空间间距能否满足要求。一般来说，收发天线间间距在2～5米可以达到较理想效果，水平空间分集的性能较垂直空间分集好。
4.天线高度和方位角
验证天线高度和方位角是否与规划数据库一致，特别要留意天线有没有装反和天线方位角。
5.天线阻挡
由于数字地图数据库的非及时性，部分天线周围可能存在建筑物阻挡，此时应该及时调整天线高度和倾角，并及时更新规划数据库。
6.其他测试
以上参数校准后，我们需要开通基站进行频谱监测和简单的试呼功能，以检验频谱是否足够干净，每个基站的软硬件、配置和传输是否有误。
小区局域优化

在某特定区域的基站安装完成，并且保证所有BTS正确安装、校准，各种软硬件、配置和传输正确时，我们可以进行小区局域优化。对局部区域的要求是：这个区域应该有至少一个中心小区带有两层环绕小区，以提供足够的前向信道干扰并能在中心小区和第一层环绕小区附近产生实际的切换边界。不同区域之间大致需要一列重叠小区，以保证边界的连续性。这个阶段的主要目标是优化中心小区的邻小区表、切换关系，确认本地覆盖范围。由于在这个阶段整个网络中的基站没有完全建立，可能大区域的干扰情况不够真实，此时FER/容量指标可能比较乐观，干扰情况也不真实，因此，系统干扰留在全域优化阶段完成。
通过空载导频测量和加载覆盖范围测试可确定覆盖范围盲区、切换区域、多重导频覆盖区域、以及有负载情况下的小区收缩特性。
在CDMA系统空中接口中，有许多关键参数的设置只有建议值，而具体的数值则要根据当地传播环境、负载情况等条件进行调整。
1.天线下倾角
天线下倾角调节包括机械下倾调节和电子下倾调节两种。
机械下倾调节波瓣会产生失真，严重时会在主辐射方向上出现凹陷失真（大于15度），需要慎重考虑，最好使用系统仿真工具进行仿真分析。但是如果应用得好，在城区基站密集区域也可以利用主辐射方向上的凹陷失真，降低相邻基站之间的干扰。
电子下倾调节波瓣失真较小，能量进一步集中，减小同频干扰，无需机械下倾，美观、增强抗风能力，是以后使用较多的一种天线下倾角调节方法。由于其波瓣失真较小，工程人员可以根据需要现场调节。
2.天线类型
天线是辐射及接收空间电磁波的重要设备，是发信系统的末级、收信系统的初级设备。1dB天线性能的改善等于2dB系统性能的改善！3dB天线的改善等于1倍系统发射功率的改善及1倍系统接收功率的改善！因此，天线类型的选择，对系统的改善较前面几个参数要明显。天线类型的选择需要考虑以下因素：
水平波束宽度考虑因素
一般用于CDMA系统上的水平波束宽度为33°、65°、85°和90°。
对于三扇区站点应用，一般规定水平波束宽度为85°（在3dB点），以便为郊区和农村地区提供适当的叠加和覆盖面。在密集的城市、市中心地区，天线的波束宽度选择65°比较好，因为密集城市和城区的小区半径为1公里至2公里。为密集的城市和城区部署65°水平波束宽度天线，扇区之间的多余叠加部分可以减少，从而减少了软切换，因而减少了信道单元使用和系统噪音。
　两个天线背对背安装的双扇区站点一般沿农村地区的公路部署。65°天线波束宽度通常用于郊区的公路。使用65°而不是85°水平波束宽度可以增加1.5dB链路预算。
对于狭长的高速公路，覆盖是一个主要的问题。覆盖沿着狭长的公路延伸越长，在硬件（即BTS）上的花费就越少。这需要使用33°水平波束宽度的天线。
前后比考虑因素
前后比（front—to—back）也需要考虑。水平模式的前后比一般在20dB到35dB之间变化。一般使用前后比最小为25dB的天线。
垂直波束宽度考虑因素
增益越高，天线的垂直波束就越窄，天线的尺寸也越长。天线的垂直波束宽度最窄不能超过4°，因为垂直波束宽度小于4°的天线很难准确地调准，需要为天线安装一个稳定的结构。而且垂直波束宽度低于4°的天线还很容易因有风而改向和振动。
垂直波束宽度的选择取决于稳定的应用。密集的城市，一般城市和市中心地区一般部署垂直波束宽度在7°～10°之间的天线。郊区和农村地区可使用垂直波束宽度在4°～7°之间的天线。
上旁瓣考虑因素
几乎所有优化后的网络都要求站点天线有下倾，无论是机械的还是电气的或二者兼有。无上旁瓣抑制的天线会产生不可预测的干扰，导频污染，增加系统噪音，不必要地软切换到相邻扇区。因此需要抑制主波束20°内的所有垂直旁瓣对于主波束至少19dB。
3.切换门限
改变切换门限参数可以增加或减少切换区域所占的比例，它主要包括四个参数：T—ADD、T—DROP、T—TDROP、T—COM。
在CDMA系统中，导频的PN码相同，但每个导频有不同的时间偏置，移动台根据这个特性来确认不同的导频信号。移动台将它识别的导频以及服务扇区指定的其他导频分为如下四类：
活动组：由目前正在支持移动台呼叫的小区/扇区的导频组成。
候补组：由导频强度能够支持移动台呼叫的小区/扇区的导频组成。
邻近组：由不属于活动组或候补组，但极有可能成为软切换的候选者的小区/扇区的导频组成。
剩余组：由属于CDMA系统，但不包含在其他3组中的小区/扇区的导频组成。
根据设计需要，要减少切换区大小，就需要提高T—ADD和T—DROP值。反之，如果要增加切换区大小，就需要降低T—ADD和T—DROP值。
4.搜索窗口
搜索窗口宽度可以决定移动台寻找导引信道信号所需要的时间。移动台搜索导频时使用3种不同的搜索窗口参数：
SRCH—WIN—A，用于搜索活动组和候选组中的导频。
SRCH—WIN—N，用于搜索邻近组中的导频。
SRCH—WIN—R，用于搜索剩余组中的导频。
5.开销信道发射功率
开销信道发射功率指的是导频信道功率、同步信道功率和寻呼信道功率。导频信道功率占总功率的大小直接影响前向小区半径的大小。在建网初期，由于话务量较少，要求大的CDMA网络覆盖半径。此时可以考虑增大总发射功率，也可以考虑增大开销信道发射功率占总功率的百分比。根据仿真结果，增大开销信道发射功率占总功率的百分比能更好地增大前向小区半径。
全域优化
    通过上一个阶段的优化后，系统中的盲区和切换区域基本确定，此时，把所有小区激活，开始进行系统优化。它在一簇完整的站点中对天线和RF参数在更真实的环境中进行最后的优化，所有站点都使用OCNS（正交信道噪音源）仿真前向链路业务。对覆盖和切换有一个新的了解，同时，要解决系统范围的干扰问题。
关于直放站，
直放站是对于施主基站的覆盖区域不足的地方进行加强或补充覆盖，对原基站数据不存在组网问题，无邻区关系设置等问题

关于二载频切换
对于二载频基站，覆盖范围与一载频一致，不一样的是所用的频点（或载波）不一样，同扇区二载频切换到一载频称作为下切，边界扇区是MS占用二载频扇区切换到另一个一载频扇区（说明：被切换的扇区只有一载频）