利用宽带CDMA技术增加蜂窝系统容量研究

发布: 2010-10-20 00:52 | 作者: | 来源: | 字体: 小中大

利用宽带CDMA技术增加蜂窝系统容量研究（崔立伟、蒋磊、汤汉屏）
［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。

摘自《移动通信》