CDMA的几大特点Word文档格式.docx
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5.2.接入状态30
5.3.登记34
5.3.1.介绍34
5.3.2.系统和网络35
5.3.3.漫游的类型36
5.3.4.登记的类型37
5.4.导频搜索及切换41
5.4.1.切换过程41
5.4.2.切换的类型42
5.4.3.切换信令43
5.4.4.软切换要求51
5.4.5.切换参数51
5.4.6.移动台的搜索窗口52
5.4.7.软切换过程中的呼叫处理53
5.5.硬切换56
5.5.1.IS-95中不同厂商设备间的硬切换56
5.5.2.CDMA2000中的硬切换58
6.影响网络性能的有关参数69
6.1.功率分配69
6.2.主要的接入参数69
6.2.1.PAM_SZ69
6.2.2.MAX_CAP_SZ70
6.2.3.PROBE_PN_RANDOM70
6.2.4.PROBE_BKOFF72
6.2.5.NUM_STEP73
6.2.6.BKOFF74
6.2.7.ACC_CHAN74
6.2.8.ACC_TMO74
6.2.9.MAX_REQ_SEQ75
6.2.10.MAX_RSP_SEQ76
6.3.系统参数（登记参数）76
6.3.1.PAGE_CHAN77
6.3.2.MAX_SLOT_CYCLE_INDEX77
6.3.3.BCAST_INDEX77
6.3.4.PARAMETER_REG77
6.3.5.REG_PRD78
6.3.6.REG_DIST78
6.4.功率控制参数（开环功控）78
6.4.1.NOM_PWR78
6.4.2.INIT_PWR79
6.4.3.PWR_STEP79
6.5.切换参数80
6.5.1.NGHBR_PN/PILOT_PN_OFFSET80
6.5.2.SERACH_WIN_A80
6.5.3.SEARCH_WIN_N81
6.5.4.SEARCH_WIN_R82
6.5.5.NGHBR_MAX_AGE82
6.5.6.PILOT_INC83
6.5.7.NGHBR_CONFIG83
6.6.导频检测参数84
6.6.1.T_ADD84
6.6.2.T_DROP84
6.6.3.T_TDROP85
6.6.4.T_COMP86
6.7.硬切换参数88
6.7.1.T_COMP88
6.7.2.GUARD_LEVEL88
6.7.3.GUARD_TIME88
7.CDMA系统性能分析的具体步骤90
7.1.了解系统90
7.2.确认系统是否稳定91
7.2.1.稳定性的定义91
7.2.2.检查系统的稳定性92
7.3.初始化邻集列表92
7.4.导频扫描93
7.5.更新邻集列表94
7.6.数据采集（路测）94
7.7.性能分析95
8.CDMA系统的性能评估路测方法（以QUALCOMM的CAIT为例）96
8.1.前向导频覆盖测试96
8.1.1.描述96
8.1.2.测试过程96
8.2.FER误帧率测试96
8.2.1.测试过程97
8.3.接入失败率测试97
8.3.1.描述97
8.3.2.测试过程98
8.4.掉话率测试99
8.4.1.描述99
8.4.2.测试过程99
8.5.可以接受的参数值100
9.CDMA系统的性能分析102
9.1.接入失败原因分析102
9.1.1.呼叫发起的定义102
9.1.2.系统接入状态定时102
9.1.3.呼叫发起过程概述103
9.1.4.典型的接入时间103
9.1.5.呼叫发起过程中激活的进程104
9.1.6.呼叫发起过程中各个阶段的约束限制104
9.1.7.各种情况的分析105
9.2.掉话原因分析110
9.2.1.移动台的掉话机制110
9.2.2.基站掉话机制111
9.2.3.掉话分析模版111
9.2.4.接入/切换掉话模版112
9.2.5.前向干扰掉话（长时干扰）112
9.2.6.前向干扰掉话（短时干扰）113
9.2.7.前反向链路不平衡导致的掉话114
9.2.8.覆盖不好造成的掉话（长时覆盖不好）114
9.2.9.覆盖不好造成的掉话（短时覆盖不好）115
9.2.10.业务信道发射功率受限造成的掉话116
9.3.切换失败原因分析116
9.3.1.导频强度的指示功能117
9.3.2.切换过程117
9.3.3.切换失败118
9.3.4.软切换失败情况1：
资源分配问题118
9.3.5.软切换失败情况2：
切换信令问题118
9.3.6.利用PilotBeacon指示硬切换119
9.4.FER分析120
9.4.1.前向链路高FER原因分析120
9.4.2.反向链路高FER原因分析122
1.
CDMA系统的主要优点
CDMA系统采用码分多址的技术及扩频通信的原理，使得可以在系统中使用多种先进的信号处理技术，为系统带来许多优点。
以下介绍了CDMA无线通信系统的几个显著特点。
1.1.大容量
根据理论计算及现场试验表明，CDMA系统的信道容量是模拟系统的10~20倍，是TDMA系统的4倍。
CDMA系统的高容量很大一部分因素是因为它的频率复用系数远远超过其它制式的蜂窝系统，同时CDMA使用了话音激活和扇区化，快速功率控制等。
按照香农定理，各种多址方式（FDMA、TDMA和CDMA）都应有相同的容量。
但这种考虑有几种欠缺。
一是假设所有的用户在同一时间内连续不断地传送消息，这对话音通信来说是不符合实际的；
二是没有考虑在地理上重新分配频率的问题；
三是没有考虑信号传输中的多径衰落。
决定CDMA数字蜂窝系统容量的主要参数是：
处理增益、Eb/No、话音负载周期、频率复用效率和基站天线扇区数。
若不考虑蜂窝系统的特点，只考虑一般扩频通信系统，接收信号的载干比定义为载波功率与干扰功率的比值，可以写成：
其中：
Eb：
信息的比特能量；
Rb：
信息的比特率；
Io：
干扰的功率谱密度；
W：
总频段宽度（这里也是CDMA信号所占的频谱宽度，即扩频宽度）；
Eb/Io：
类似与通常所说的归一化信噪比，其取值决定于系统对误比特率或话音质量的要求，并与系统的调制方式和编码方案有关；
W/Rb：
系统的处理增益。
若N个用户共用一个无线信道，显然，每一个用户的信号都受到其它N-1个用户信号的干扰。
假定到达一个接收机的信号强度和各干扰强度都相等，则载干比为：
或
若N>
>
1，于是
结果说明，在误比特率一定的条件下，所需要的归一化信噪比越小，系统可以同时容纳的用户数越多。
应该注意这里的假定条件，所谓到达接收机的信号强度和各个干扰强度都一样，对单一小区（没有邻近小区的干扰）而言，在前向传输时，不加功率控制即可满足；
但是在反向传输时，各个移动台向基站发送的信号必须进行理想的功率控制才能满足。
其次，应根据CDMA蜂窝通信系统的特征对这里得到的公式进行修正。
1）话音激活期的影响
在典型的全双工通话中，每次通话中话音存在时间一般为40%。
如果在话音停顿时停止信号发射，对CDMA系统而言，减少了对其它用户的干扰，使系统的容量提高到原来的1/0.35=2.86倍。
虽然FDMA和TDMA两种系统都可以利用这种停顿，使容量获得一定程度的提高，但是要做到这一点，必须增加额外的控制开销，而且要实现信道的动态分配必然会带来时间上的延迟，而CDMA系统可以很容易地实现。
2）扇区化
CDMA小区扇区化有很好的容量扩充作用，其效果好于扇区化对FDMA和TDMA系统的影响。
小区一般划分为三个扇区，天线波束宽度一般小于120度，因为天线方向幅度宽而且经常出现传播异常，这些天线覆盖区域有很大的重叠，扇区之间的隔离并不可靠。
因此，窄带系统在小区扇区化时小区频率复用并无改善。
而对于CDMA系统来说，扇区化之后（采用方向性天线），干扰可以看成近似减少为原来的三分之一，因此网络容量增加为原来的三倍。
3）频率再用
在CDMA系统中，若干小区的基站都工作在同一频率上，这些小区内的移动台也工作在同一频率上。
因此，任一小区的移动台都会受到相邻小区基站的干扰，任一小区的基站也都会受到相邻小区移动台的干扰。
这些干扰的存在必然会影响系统的容量。
因此必须采取措施限制来自临近小区的干扰，才能提高系统的频率再用效率。
4）低的Eb/No
Eb/No是数字调制和编码技术藉以比较的标准。
由于CDMA系统采用很宽的信道带宽，可以采用高冗余的强纠错编码技术，而窄带数字系统由于信道带宽限制，只能采用低冗余的纠错编码，纠错能力也较低。
因此，CDMA系统要求的Eb/No比窄带系统要低，降低干扰，扩大了容量。
考虑这些因素，CDMA的容量公式要进行修正，具体见第四章的容量估算。
1.2.软容量
在FDMA、TDMA系统中，当小区服务的用户数达到最大信道数，已满载的系统再无法增添一个信号，此时若有新的呼叫，该用户只能听到忙音。
而在CDMA系统中，用户数目和服务质量之间可以相互折中，灵活确定。
例如系统运营者可以在话务量高峰期将某些参数进行调整，例如可以将目标误帧率稍稍提高，从而增加可用信道数。
同时，在相邻小区的负荷较轻时，本小区受到的干扰较小，容量就可以适当增加。
体现软容量的另外一种形式是小区呼吸功能。
所谓小区呼吸功能就是指各个小区的覆盖大小是动态的。
当相邻两个小区负荷一轻一重时，负荷重的小区通过减小导频发射功率，使本小区的边缘用户由于导频强度不够，切换到相邻的小区，使负荷分担，即相当于增加了容量。
这项功能可以避免在切换过程中由于信道短缺造成的掉话。
在模拟系统和数字TDMA系统中，如果没有可用信道，呼叫必须重新被分配到另一条候选信道，或者在切换时中断。
但是在CDMA中，建议可以适当提高用户的可接受的误比特率直到另外一个呼叫结束。
1.3.软切换
所谓软切换是指移动台需要切换时，先与新的基站连通再与原基站切断联系，而不是先切断与原基站的联系再与新的基站连通。
软切换只能在同一频率的信道间进行，因此，模拟系统、TDMA系统不具有这种功能。
软切换可以有效地提高切换的可靠性，大大减少切换造成的掉话，因为据统计，模拟系统、TDMA系统无线信道上的掉话90%发生在切换中。
同时，软切换还提供分集，在软切换中，由于各个小区采用同一频带，因而移动台可同时与小区A和邻近小区B同时进行通信。
在反向信道，两基站分别接收来自移动台的有用信号，以帧为单位译码分别传给移动交换中心，移动交换中心内的声码器/选择器（Vocoder/Selector）也以帧为单位，通过对每一帧数据后面的CRC校验码来分别校验这两帧的好坏，如果只有一帧为好帧，则声码器就选择这一好帧进行声码变换；
如果两帧都为好帧，则声码器就任选一帧进行声码变换；
如果两帧都为坏帧，则声码器放弃当前帧，取出前面的一个好帧进行声码变换。
这样就保证了基站最佳的接收结果。
在前向信道，两个小区的基站同时向移动台发射有用信号，移动台把其中一个基站来的有用信号实际作为多径信号进行分集接收。
这样在软切换中，由于采用了空间分集技术，大大提高了移动台在小区边缘的通信质量，增加了系统的容量。
从反向链路来说，移动台根据传播状况好的基站情况来调整发射功率（在第三章的反向功控中有详细的介绍），减少了反向链路的干扰，从而增加了反向链路的容量。
1.4.采用多种分集技术
分集技术是指系统能同时接收并有效利用两个或更多个输入信号，这些输入信号的衰落互不相关。
系统分别解调这些信号然后将它们相加，这样可以接收到更多的有用信号，克服衰落。
移动通信信道是一种多径衰落信道，发射的信号要经过直射、反射、散射等多条传播路径才能到达接收端，而且随着移动台的移动，各条传播路径上的信号负担、时延及相位随时随地发生变化，所以接收到的信号的电平是起伏的、不稳定的，这些不同相位的多径信号相互迭加就形成衰落。
迭加后的信号幅度变化符合瑞利分布，因而又称瑞利衰落。
瑞利衰落随时间急剧变化时，称为“快衰落”。
而阴影衰落是由于地形的影响（例如建筑物的阻挡等）而造成的信号中值的缓慢变化。
分集接收是克服多径衰落的一个有效方法，采用这种方法，接收机可对多个携有相同信息且衰落特性相互独立的接收信号在合并处理之后进行判决。
由于衰落具有频率、时间和空间的选择性，因此分集技术包括频率分集、时间分集和空间分集。
减弱慢衰落的影响可采用空间分集，即用几个独立天线或在不同的场地分别发送和接收信号，以保证各信号之间的衰落独立。
由于这些信号在传输过程中的地理环境不同，所以各信号的衰落各不相同。
采用选择性合成技术选择较强的一个输出，降低了地形等因素对信号的影响。
根据衰落的频率选择性，当两个频率间隔大于信道的相关带宽时，接收到的此两种频率的衰落信号不相关。
市区的相关带宽一般为50kHz左右，郊区的相关带宽一般为250kHz左右。
而码分多址的一个信道带宽为1.23MHz，无论在郊区还是在市区都远远大于相关带宽的要求，所以码分多址的宽带传输本身就是频率分集。
时间分集是利用基站和移动台的Rake接收机来完成的。
对于一个信道带宽为1.23MHz的码分多址系统，当来自两个不同路径的信号的时延差为1us，也就是这两条路径相差大约为0.3Km时，Rake就可以将它们分别提取出来而不互相混淆。
CDMA系统对多径的接收能力在基站和移动台是不同的。
在基站处，对应与每一个反向信道，都有四个数字解调器，而每个数字数字解调器又包含两个搜索单元和一个解调单元。
搜索单元的作用是在规定的窗口内迅速搜索多径，搜索到之后再交给数字解调单元。
这样对于一条反向业务信道，每个基站都同时解调四个多径信号，进行矢量合并，再进行数字判决恢复信号。
如果移动台处在三方软切换中，三个基站同时解调同一个反向业务信道（空间分集），这样最多时相当于12个解调器同时解调同一反向信道，这在TDMA中是不可能实现的。
而在移动台里，一般只有三个数字解调单元，一个搜索单元。
搜索单元的作用也是迅速搜索可用的多径。
当只接收到一个基站的信号时，移动台可同时解调三个多径信号进行矢量合并。
如果移动台处在三方软切换中，三个基站同时向该移动台发送信号，移动台最多也只能同时解调三个多径信号进行矢量合并，也就是说，在移动台端，对从不同基站来的信号与从不同基站来的多径信号一起解调。
但这里也有一定的规则，如果处在三方软切换中，即使从其中一个基站来的第二条路径信号强度大于从另外两个基站来的信号的强度，移动台也不解调这条多径信号，而是尽量多地解调从不同基站来的信号，以便获得来自不同基站的功率控制比特，使自身发射功率总处于最低的状态，以减少对系统的干扰。
这样就加强了空间分集的作用。
CDMA系统中就这样综合利用了频率分集、空间分集和时间分集来抵抗衰落对信号的影响，从而获得高质量的通信性能。
1.5.话音激活
典型的全双工双向通话中，每次的通话的占空比小于35%，在FDMA和TDMA系统中，由于通话停顿等重新分配信道存在一定的时延，所以难以利用话音激活因素。
CDMA系统因为使用了可变速率声码器，在不讲话时传输速率低，减轻了对其它用户的干扰，这即是CDMA系统的话音激活技术。
1.6.保密
CDMA系统的信号扰码方式提供了高度的保密性，使这种数字蜂窝系统在防止串话、盗用等方面具有其它系统不可比拟的优点。
1.7.低发射功率
众所周知，由于CDMA（IS-95）系统中采用快速的反向功率控制、软切换、语音激活等技术，以及IS-95规范对手机最大发射功率的限制，使CDMA手机在通信过程中辐射功率很小而享有“绿色手机”的美誉，这是与GSM相比，CDMA的重要优点之一。
从手机发射功率限制的角度来比较：
目前普遍使用的GSM手机900MHz频段最大发射功率为2W（33dBm），1800MHz频段最大发射功率为1W（30dBm），同时规范要求，对于GSM900和1800频段，通信过程中手机最小发射功率分别不能低于5dBm和0dBm。
CDMAIS-95A规范对手机最大发射功率要求为0.2W–1W（23dBm–30dBm），实际上目前网络上允许手机的最大发射功率为23dBm（0.2W），规范对CDMA手机最小发射功率没有要求。
在实际通信过程中，在某个时刻某个地点，手机的实际发射功率取决于环境，系统对通信质量的要求,语音激活等诸多因素,实际上就是取决于系统的链路预算。
在通常的网络设计和规划中,对于基本相同的误帧率要求,GSM系统要求到达基站的手机信号的载干比通常为9dB左右，由于CDMA系统采用扩频技术,扩频增益对全速率编码的增益为21dB,（对其他低速率编码的增益更大）,所以对解扩前信号的等效载干比的要求为-14dB!
（CDMA系统通常要解扩后信号的
值为7dB左右）。
从手机发射功率的初始值的取定及功率控制机制的角度来进行比较：
手机与系统的通信可分为两个阶段，一是接入阶段，二是通话阶段。
对于GSM系统，手机在随机接入阶段没有进入专用模式以前，是没有功率控制的，为保证接入成功，手机以系统能允许的最大功率发射（通常是手机的最大发射功率）。
在分配专用信道（SDCCH或TCH）后，手机会根据基站的指令调整手机的发射功率，调整的步长通常为2dB。
调整的频率为60ms一次。
对于CDMA系统，在随机接入状态下，手机会根据接收到的基站信号电平估计一个较小的值作为手机的初始发射功率,发送第一个接入试探，如果在规定的时间内没有得到基站的应答信息，手机会加大发射功率，发送第二个接入试探，如果在规定时间内还没有得到基站的应答信息，手机会再加大发射功率。
这个过程重复下去，直到收到基站的应答或者到达设定的最多尝试次数为止。
在通话状态下，每1.25ms基站会向手机发送一个功率控制命令信息，命令手机增大或减少发射功率,步长通常为1dB。
由上面的比较可以看出，总体而言,考虑到CDMA系统其他独有的技术,如软切换,RAKE接收机对多径的分集作用，强有力的前向纠错算法对对上行链路预算的改善,CDMA系统对手机的发射功率的要求比GSM系统对手机发射功的要求要小得多.而且GSM手机在接入过程中以最大的功率发射，在通话过程中功率控制速度较慢，所以手机以大功率发射的机率较大；
而CDMA手机独特的随机接入机制和快速的反向功率控制，可以使手机平均发射功率维持在一个较低的水平。
1.8.大覆盖范围
从第四章的链路预算表中我们可以看出，在CDMA的链路预算中包含以下的一些因素：
软切换增益、分集增益等，这些都是CDMA技术本身带来的，是GSM中所没有的。
虽然CDMA在链路预算中还要考虑自干扰对覆盖范围的影响（加入了干扰余量因子）以及CDMA手机最大发射功率低于GSM手机的最大发射功率，但是从总体来说，CDMA的链路预算所得出的允许的最大路径损耗要比GSM大（一般是5-10dB）。
这意味着，在相同的发射功率和相同的天线高度条件下，CDMA有更大的覆盖半径，因此需要的基站也更少（对于覆盖受限的区域这一点意义重大）；
另外的好处是，对于相同的覆盖半径，CDMA所需要的发射功率更低。
下图描述了当允许的最大的路径损耗增大时对基站设置的影响。
2.
CDMA的信道
2.1.CDMA中使用的地址码
地址码的选择直接影响到CDMA系统的容量、抗干扰能力、接入和切换锁定等性能。
所选择的地址码应能够提高足够数量的相关函数特性尖锐的码系列，保证信号经过地址码解扩之后具有较高的信噪比。
地址码提供的码序列应接近白噪声特性，同时编码方案简单，保证具有较快的同步建立速度。
伪随机序列（或称PN码）具有类似于噪声序列的性质，是一种貌似随机但实际上是有规律的周期性二进制序列。
在采用码分多址方式的通信技术中，地址码都是从伪随机序列中选取的，但是不同的用途选用不同的伪随机序列。
在所有的伪随机序列中，m序列是最重要、最基本的伪随机序列，在定时严格的系统中，我们采用m序列作为地址码，利用它的不同相位来区分不同的用户，目前的CDMA系统就是采用这种方法。
在CDMA系统中，用到两个m序列，一个长度是215-1，一个长度是242-1，各自的用处不同。
在前向信道中，长度为242-1的m序列被用作对业务信道进行扰码（注意不是被用作扩频，在前向信道中使用正交的Walsh函数进行扩频）。
长度为215-1的m序列被用于对前向信道进行正交调制，不同的基站采用不同相位的m序列进行调制，其相位差至少为64个码片，这样最多可有512个不同的相位可用。
在反向CDMA信道中，长度为242-1的m序列被用作直接扩频，每个用户被分配一个m序列的相位，这个相位是由用户的ESN计算出来的，这些相位是随机分别且不会重复的，这些用户的反向信道之间基本是正交的。
长度为215-1的PN码也被用于对反向业务信道进行正交调制，但因为在反向因为信道上不需要标识属于哪个基站，所以对于所有移动台而言都使用同一相位的m序列，其相位偏置是0。
2.2.反向CDMA信道
反向CDMA信道由接入信道和反向业务信道组成。
这些信道采用直接序列扩频的CDMA技术共用于同一CDMA频率。
在这一反向CDMA信道上，基站和用户使用不同的长码掩码区分每一个接入信道和反向业务信道。
当长码掩码输入长码发生器时，会产生唯一的用户长码序列，其长度为242-1。
对于接入信道，不同基站或同一基站的不同接入信道使用不同的长码掩码，而同一基站的同一接入信道用户使用的长码掩码则是一致的。
进入业务信道以后，不同的用户使用不同的长码掩码，也就是不同的用户使用不同的相位偏置。
反向CDMA信道的数据传输以20ms为一帧，所有的数据在发送之前均要经过卷积编码、块交织、64阶正交调制、直接序列扩频以及基带滤波。
接入信道和业务信道调制的区别在于：
接入信道调制不经过最初的“增加帧指示比特”和“数据突发随机化”这两个步骤，也就是说，反向接入信道调制中没有加CRC校验比特，而且接入信道的发送速率是固定的4800bit/s，而反向业务信道选择不同的速率发送。
反向业务信道支持9600、4800、2400、1200bit/s的可变数据速率。
但是反向业务信道只对9600bit/s和4800bit/s两种速率使用CRC校验。
2.2.1.接入信道
移动台使用接入信道的功能包括：
∙发起同基站的通信、
∙响应基站发来
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