CDMA系统中切换性能的界限和变动范围.pdf

vol No4 第25卷第4期 电子与信息学报 25 l ECHNoI。0GY2003 2003年4月JOuRNALOFELEcTRONIcsANDINFORMATl0N Apr cDMA系统中切换性能的界限和变动范围1 张铎 卫 国 朱近康 中同科学技术大学电子工程百信息科学乐个八通信与扩颇宴验审台肥230027) 摘 要 该文捉{“了GDMA系统中切换性能的3个界限的数学表达式．以厦建立在肄限基础上的硬 切换性能蔗异．软切换性能差异和软切换增益的变动范围的表达式，并通过这些公式对∽换的性能空间做 丁划分和限定．作为上述分析的数学基础，该文推导了硬切换和软切换中断概率的表达式．最后，通过对 WCDMA(FDD)系坑的仿真，怔明丁切换的界限、变动范隔年Ⅱ中断概章的公式的正确性，并且指出，使 用它扪刻向l实际切换算法的性能将比Viterbl的估计更为准确和恰当． 关髓词 硬切挽，戢切按，界限 4 中圉号 TN914 1引 言 切换是移动通信系统的一项关键技术．基于硬切换的系统．如GSM系统，用户在某一时刻 只能和一个基站通信．而基于CDMA的系统，除r硬切换，还可采用软切换，目l在与原基站的 链路没有断开前，用户就能与其它基站建立链路．因此，与硬切换相比，软切换通过分集合并 为用户提供了更高的服务质量，实现了无缝切换，并提高了系统容量【1|． 在第三代移动通信系统中．硬切换和软切换仍然是系统实现的关键技术，值得深入研究． 但是，国内外文献中，并没有针对CDMA系统，以硬切换和软切换性能的数学表达式为基础， 对切换性能的界限做准确描述，也没有对硬切换性能差异、软切换性能差异和软切换增益的变 动范围做出准确的限定。 针对这些问题，本文首先建立了切换模型，并给fU了晟基本的CDMA切换算法．在切换模 型和算法的基础上，本文推导出了软切换和硬切换中断概率的最终表达式．依据这两个公式， 本文提出了切揆}生能的3个界限和3个变动范围的表达式，并使用它们对切换的性能做了划分 和限定．最后，通过对wcDMA Division FDD(nequencyD“plexillg)系统的仿真，本文证明 了上述中断概率、界限和变动范围的公式的正确性，并且指出，使用它们刻划实际切换算法的 性能将比Viterbi的估计更为准确和恰当． 2切换模型和切换算法 2．1切换模型 切换模型包括环境模型和信道传播模型，环境模型如图1． 在图1中，MS首先与BS0通信，然后从BS0匀速移动到BSl．在此过程中，MS使H1 导频信道进行切换测量，使用业务信道承载用户语音或数据。 信道传播模型的构成如表1． 根据表1，MS接收到的业务信遭功率一(dBm)表示如(1)式口l： 3 r5=p5—376logLoD一∈一4 (1) (1)式中，p占(dBln)是Bs业务信道发射功率， D(km)是Bs与Ms间的距离，∈(dB)是阴 影衰落．类似地，若假定p9是导频发射功率，则导频接收功率r’(dBm)可表示为(2)式【21： rP=p”一37 3