cdma 系统中“小区呼吸”与接纳控制浅析.doc

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1、CDMA系统中“小区呼吸”与接纳控制浅析1CDMA系统的“软容量”分析CDMA蜂窝系统屮无线资源的概念与GSM系统冇着本质的区别。2G屮的GSM系统具冇基于信道规划的硕容量，是资源受限的系统。也就是说，GSM系统的容量就是网络规划所设计的所有信道数口。而在CDMA系统中，所有的频率和时间是每个用户都在同时亨m的公共资源而非单个用户所独有o无线信道是基于不同的扩频码字来定义的,理论上的系统容量自然也就取决于扩频码的数量，但是实际的系统容量(即实际对分配使用扩频码数口)却是受限于系统的自干扰，即不同用户间

2、由于扩频码并非理想正交而产生的多址干扰。所以说，CDMA系统是一个干扰受限系统，具有“软容量”概念。“软容量”概念可以解释如下：当CDMA网络中所有小区的业务强度相当时，各小区具有相同的容暈(如图1(a)所示)。当邻小区的用户数目较少，业务强度较低，对本小区的干扰也就较小时，本小区可以容纳更多的用户，即具有更人的容量(如图1(b)所示)。反之，当邻小区的业务强度很人时，对本小区的干扰较人，则本小区的容量就会减小。(a)(b)图1CDMA系统“软容量”概念示意图我们也可以通过下面的公式推导来获得一个定量

3、的“软容量”概念。假设CDMA系统处于理想功率控制下，即基站所接收到的来自各用户的功率完全相等，假定这一功率为PS；EB为用户比特能量；IO为干扰谱密度；f为小区间干扰因了；GP为系统处理增益；W为码片速率(即系统带宽)；RB为用户比特速率：NO为系统热噪声；N为小区内川户数口：【own代表小区内干扰；【other代表小区间干扰：Iown'表示除去自身信号的小区内干扰。贝『可定义出以下方程组：(a)Eb=(Psgp)/W二P“Rb(b)Io=(Iown+iotiier+No)/W(C)t=Io(her

4、/Iown(d)Iown=(N-l)PS(e)Iown=NPs联立以上各式，得到以用户数口N表示的小区容量为:由上式容易理解，当小区间干扰因子f较大，即来自邻小区的干扰较人时，本小区的容暈就会减小。反之，当小区间干扰因了f较小，即来自邻小区的干扰较小时，本小区的容量就会增大。“软容量”概念说明了CDMA网络在做覆盖和容量规划时，对系统干扰资源的管理可以具有很人的灵活性，同时也意味着网络规划将面临更人的难度。2CDMA系统负荷与“小区呼吸”分析事实上，在CDMA系统屮，小区的容量和覆盖是通过系统干扰而紧

5、密相关的。当小区内用户数量增长，也就是小区容量增人时，小区基站处接收到的干扰也随之增大，这就意味着小区边缘的一些用户即使在最大发射功率情形下也无法保证自身与基站之间连接的QOS,于是，这些用户便会被切换到相邻小区。也就是说，原小区的覆盖范围相対缩小了。反之，当小区内川户数口减少，也就是小区容量降低时，系统业务强度的降低使得基站接收的干扰功率水平下降，各用户设备(UE)可以发射更小的功率来维持与基站的连接。结果导致在小区内可容忍的最人路径损耗增人，等效为小区扩张。以上所描述的小区覆盖范用随区内业务强度而

6、变化的现象就是所谓的“小区呼吸”(如图2所示)。其最大的危害是可能由于小区的收缩而形成“覆盖漏洞”,即覆盖盲区，这是网络规划时必须注意的问题。为了更好的理解“小区呼吸”的概念，我们进行以下的数学推导和仿真实验。联立方程组(a)-(c),再考虑到业务激活因子v,解得基站处所接收到的来自各UE的信号功率PS表达式为：字Rb・N°Ps=——(2)W•Rb•r•(1+f)•(N—1)/o假设W=3.84MHz,Eb/I0=7dB,v=0.5,/=0.55,在不同比特速率Rb时，得到基站所需求的来自齐UE的信号

7、功率Ps随小区内用户数口变化的关系曲线如图3所示。相似地，我们在固定比特速率Rb不变的情况下(此处采用Rb=9.6kb/s),采用与上面相同的仿真参数，在不同业务激活MTv的作用下，得到Ps随小区内用户数口变化的关系曲线如图4所示。丿卜叵甲■戸戏目上行ft&n空煮求图3不同数据速率下小区内用户数11对基站接收功率需求的影响20406030100小区用户蛇自斗■025—^05十¥=075—-口095CJO0510■I—11上厅R忙功弗«•求I'dB•图4不同业务激活因了下小区内川户数口对基站接收功率需求

8、的影响从图3和图4屮能够明显地观察到小区川户数口、川户数据速率以及业务激活因了等因索对基站处接收信号功率需求的变化。而基站处接收信号功率需求变化则童味着小区内各UE与基站之间最人可容忍路径损耗的变化，也就意味着基站有效覆盖范围的变化。3运用接纳控制抑制“小区呼吸”事实上，我们可以将网络屮的诸多独立变量（如用户数口、数据速率、激活因子等）整合为一个物理量，叫做小区负荷（cellload）。以上行时为例，小区上行负荷Hul被定义为小区内所有连接的负荷因子之和