CDMA系统中导频功率之优化配置.doc

CDMA 系统中导频功率之优化配置 许鹰 中国联通有限公司合肥分公司网络建设部 摘　要: 在CDMA 系统中, 导频功率比是一个重要的工程设计参数, 能否正确的选取导频功率比将直接影响系统性能 和链路容量。文中就导频功率比对系统容量及链路平衡的影响进行了探讨和研究, 给出了在满足链路平衡条件下恰当的导频功率比范围。 关键词: 码分多址; 导频功率比; 链路平衡 引言 CDMA(码分多址) 系统尽管拥有先进的技术,但是要成为一个优秀的无线网络就意味着必须正确选取关键参数,导频功率就是其中之一。这些参数的最优值可能在建网初期就选好,也可能要根据外界条件的变化而不断调整、优化。 CDMA 系统是一种干扰受限的通信系统,减少干扰或者适当的降低发射功率,都可以增加网络容量。在前向链路上(基站到移动台) ,对不同类型的信道功率进行合理优化配置被认为是一种行之有效的提高容量、改善性能的方法。CDMA 前向链路共 有4 种类型的逻辑信道:导频信道(pilot channel) 、同步信道( sync channel) 、寻呼信道(page channel) 和业务信道(traffic channel) 。基站使用导频信道为所有的移动台提供基准时间,为移动台接收机的相干解调提供初始相位以确保相干解调,移动台连续监测主小区和相邻小区的导频强度从而决定何时进行切换。所以导频信道的功率一定要足够大。如果移动台没有能够检测到某一小区的导频信息,就无法接入系统;同时,在小区边界上的移动台如果不能同时收到多个小区的导频信息的话,也就无法实现软切换。同步信道传递系统配置信息,使移动台达到时间同步和帧同步。寻呼信道传递系统控制命令,信道分配等信息,短消息(SMS) 数据也是通过寻呼信道传递的。业务信道则主要传递语音和数据信号。 前向链路中导频信道占有特殊的地位,导频强度的大小决定移动台的归属、小区的覆盖范围。由于基站的发射功率一定,导频功率过高或者过低都会影响系统容量,并导致前向和反向链路不平衡。本文分析了导频功率比对系统容量的影响;在满足前向和反向链路平衡的情况下,给出了导频功率占总发射功率的最优比例范围。 1．前向链路中导频信道特性 CDMA 系统中,前向链路特性与反向链路相差很大: ·接入方式是一个到多个,而不是多个到一个; ·使用共用的导频信道,提高了同步检测和相干检测能力; ·干扰来自一些集中的大的信号源(小区) ,而不是来自多个分散的小的信号源(移动台) 。 前向链路共有64 个沃尔什编码信道,其中1 个导频信道,1 个同步信道,1～7 个寻呼信道,最多55个业务信道。基站通过沃尔什函数正交调制,将这些信道同时发射出去。由于前向链路信道在同一个载波上同时发射,所以它们有相同的功率容限增益和损耗参数。不过不同的信道类型有不同的基带数据率,它们所需的( Eb/ I0) ( Eb :每比特能量; I0 :干扰功率谱密度) 也不同,因此基站分配给每一类信道不同的发射功率,以满足不同的需要[1 ,2 ] 。 导频信道由码片速率为1. 228 8Mchip/ s 的沃尔什函数w0 进行调制,由于它的基带数据都是逻辑“0”,所以实际上并不传送任何信息,主要是为解调其他信道提供相干相位标准。因此,导频信道的有效数据率就是PN 码(伪随机码) 的码片速率,导频信道每比特能量与噪声和干扰的功率谱密度比值( Eb/ I0) pilot表达式如下: ( Eb/ I0) pilot =（PpilotLf/ Rc）/(N0 + IT/ W)=(Gpilot PpilotLf)/（Nm + kf PtotalLf）≥γpilot　(1) 其中: Ptotal为发射机总功率; Ppilot为前向链路中导频信道功率;W 为信道带宽,W = 1. 228 8MHz ; Rc 为导频信道数据速率, Rc = 1. 228 8Mbit/ s ; Gpilot为导频信道处理增益, Gpilot = W/ Rc = 1 ; Lf 为前向链路的净损耗,它等于路径损耗+ 发射机端损耗+ 接收机端损耗- 基站天线增益- 移动台天线增益; IT 为本小区干扰功率+ 其他小区干扰功率; kf = kother + ksome为小区干扰因子(包括邻小区和主小区) ; Nm 为移动台接收机热噪声功率, Nm = N0W ;γpilot 为( Eb/I0) pilot的门限值。IS295 推荐γpilot为- 15 dB ,这样低的值是可行的。因为导频信道相当于无调制的,所以它的能量可通过相当长的观察时间累加得到。 其他前向信道也有类似的表达形式(γsync 、γpag、γtraf分别表示同步、寻呼、业务信道( Eb/ I0)的门限值) : ( Eb/ I0) sync =（PsyncLf/ Rs）/（N0