利用宽带CDMA技术增加蜂窝系统容量研究

利用宽带CDMA技术增加蜂窝系统容量研究








[摘要]本文介绍了宽带CDMA技术的特点,分析了宽带CDMA与GSM系统重叠覆盖时的蜂窝系统容
量,通过计算得出用宽带CDMA系统与GSM系统进行频带共享,可以大大提高整个系统的容量的结
论。



[关键词]移动通信;宽带CDMA;GSM;容量



1引言



目前,在移动通信系统中应用的多址技术有三类,它们是频分多址(FDMA)、时分多址
(TDMA)和码分多址(CDMA)。其中,CDMA技术已经被公认为是性能最优越、最具有发展潜力的
技术。这主要是因为CDMA有着其它两种多址技术无法比拟的如下优点:固有的抗多径衰落能力;
可以运用话音激活技术增加系统的容量、减小传输功率;具有软切换和软容量的特性;系统容量
大、保密性好、组网简单;适合与窄带系统共享频带等等。



在CDMA技术发展过程中,最先提出的窄带CDMA系统发展迅猛,短短几年就已经完成了从理论
向商用产品转变的全过程,而稍后提出的宽带CDMA则更具有无限广阔的发展前景。宽带CDMA,由
于更宽的带宽,使其具有更大的抗衰落能力,这就意味着在相同的输出功率下能提供范围更广泛的
性能,或者在同样的覆盖范围下可降低功率要求。宽带CDMA的宽广频谱使它对于市区环境中的干
扰和多径传播环境具有更高的抗干扰能

力,在多蜂窝环境下能够提供更大的容量和更高的话音质量。另外,附加的带宽意味着有更大的能
力支持更高带宽业务和提供更灵活多样的混合业务。



宽带CDMA与窄带CDMA的一个重要区别在于窄带CDMA只能在固定的1.25MHz带宽范围内有效,
而宽带CDMA则可根据特定的应用需要使用不同的带宽,而且可以更好地与现有的任何窄带系统实
现频带共享。这就为我们如何更充分地利用宝贵的频谱资源提供了一种思路。本文就是根据这一思
路,应用宽带CDMA技术与现有的蜂窝移动通信系统进行频率共享,以求达到提高频谱利用率、增
加整个蜂窝系统容量的目的。



2宽带CDMA与GSM系统频带共享



在我国,GSM已经成为主要的数字蜂窝系统,发展速度非常快,用户数量连年增加,容量问题
正逐渐暴露出来。如何在解决容量问题的同时,向大众提供话音、传真、电子函件、录像等各种灵
活多样的业务,实现多媒体通信,已经成为摆在我们面前的重要课题。而宽带CDMA技术的提出使
得这些难题迎刃而解。下面我们将对在GSM系统频带上重叠覆盖宽带CDMA系统做一探讨。



GSM系统的蜂窝小区大小与结构完全不变,宽带CDMA系统的小区设置与GSM系统的相同,基站
与GSM基站建于同一地点,但发射机由两个系统分别单独控制。



3混合蜂窝容量分析



3.1容百分析模型



在单一CDMA系统的情况下,系统容量主要取决于反向链路容量。然而在采用混合蜂窝结构
时,反向链中移动台自由分布,这样基站受到来自其它移动台的平均干扰要小得多,所以其载干比
(C/I)要大于前向链路的C/I。CDMA系统与模拟蜂窝系统重叠覆盖时,两者的前向链路C/I均
小于反向链路C/I的结论。TDMA只不过是在FDMA的基础上将载频再分成几个时隙,可以预见当
CDMA与TDMA进行频带共享时,两者的前向链路C/I也是均小于反向链路C/I。所以混合蜂窝的容
量是由GSM系统与CDMA系统的前向链路来决定的。



我们考虑最坏的情况,此时本地小区移动台



下面我们将分别对GSM系统和宽带CDMA系统的前向链路进行分析,分析是在以下几个条件基础
之上进行的:



(1)电波传播遵循4次的传播损耗规律,忽略阴影效应。



(2)两个系统各自均具有良好的前向链路与反向链路功率控制。



(3)CDMA系统采用扇形化技术和话音激活技术,而GSM系统只采用扇形化技术。设扇形化对
干扰的减少因子为γ,话音激活因子为μ。



(4)两个系统的比特速率相同,GSM每载频分为nG时隙,CDMA系统的处理增益G=nGWc/WG。




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