800MHz CDMA基站發(fā)射性能淺析

要做好檢測(cè)工作需從四個(gè)環(huán)節(jié)入手，即測(cè)試儀表、被測(cè)設(shè)備、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試方法。我們對(duì)測(cè)試儀表、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試方法的分析探討比較多，然而對(duì)被測(cè)設(shè)備的分析研究，對(duì)我們的檢測(cè)工作同樣重要，知己知彼才能百戰(zhàn)百勝。

本文結(jié)合我們的工作實(shí)際，從CDMA通信原理概述、無(wú)線(xiàn)發(fā)射信道及發(fā)射性能指標(biāo)三方面來(lái)闡述800MHzCDMA基站發(fā)射性能。

1.CDMA通信原理概述

CDMA是英文CodeDivisionMultipleAccess的縮寫(xiě)，中文譯為碼分多址，即編碼劃分多址聯(lián)接，是通信領(lǐng)域廣泛使用的先進(jìn)技術(shù)之一。它以擴(kuò)頻技術(shù)為基礎(chǔ)，利用擴(kuò)頻技術(shù)形成的偽隨機(jī)序列來(lái)實(shí)現(xiàn)多址，換言之，CDMA通信系統(tǒng)中，不同用戶(hù)傳輸信息所用的信號(hào)不是靠頻率不同或時(shí)隙不同來(lái)區(qū)分的，而是用不同的編碼序列來(lái)區(qū)分的。

發(fā)射端經(jīng)過(guò)調(diào)制和擴(kuò)頻兩個(gè)步驟產(chǎn)生擴(kuò)頻信號(hào)。先用要傳送的信息比特對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，再用偽隨機(jī)序列擴(kuò)展信號(hào)的頻譜；或者先用擴(kuò)頻序列與信息比特相乘（擴(kuò)展信息的頻譜），再對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制。

接收端經(jīng)過(guò)解擴(kuò)和解調(diào)兩個(gè)步驟恢復(fù)原信息。解擴(kuò)就是接收機(jī)以相同的偽隨機(jī)序列與接收到的擴(kuò)頻信號(hào)相乘，也稱(chēng)相關(guān)接收。解擴(kuò)后的信號(hào)再經(jīng)過(guò)常規(guī)解調(diào)即可恢復(fù)出信息。

要想使接收端正確檢測(cè)到發(fā)射端發(fā)射的信息，接收機(jī)本地產(chǎn)生的偽隨機(jī)序列必須與發(fā)射端相同且同步，但是偽隨機(jī)序列本身具有隨機(jī)性，不可能做到收發(fā)兩端的序列完全相同，為了減小檢測(cè)的差錯(cuò)率，偽隨機(jī)序列必須具有良好的相關(guān)特性。在CDMA系統(tǒng)中用到特定的正交序列，如威爾士序列，進(jìn)行頻譜擴(kuò)展。

2.無(wú)線(xiàn)發(fā)射信道

正如第一部分所講到的，偽隨機(jī)序列在CDMA通信中是非常重要和關(guān)鍵的。CDMA系統(tǒng)中用到的威爾士序列是長(zhǎng)度可變的，有64威爾士碼、128威爾士碼和256威爾士碼，下面我們以64威爾士碼為例來(lái)說(shuō)明CDMA無(wú)線(xiàn)發(fā)射信道。

圖1是以64威爾士碼為例的CDMA蜂窩系統(tǒng)的物理信道結(jié)構(gòu)圖，含1個(gè)導(dǎo)頻信道、1個(gè)同步信道、7個(gè)尋呼信道和55個(gè)業(yè)務(wù)信道。

2.1導(dǎo)頻信道

導(dǎo)頻信道傳輸由基站發(fā)送的連續(xù)導(dǎo)頻信號(hào)。導(dǎo)頻信號(hào)是一種無(wú)調(diào)制的直接序列擴(kuò)頻信號(hào)，令移動(dòng)臺(tái)迅速精確地捕獲信道的定時(shí)信息，并提取相干載波進(jìn)行信號(hào)的解調(diào)。移動(dòng)臺(tái)通過(guò)對(duì)周?chē)煌镜膶?dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)比較，可以決定何時(shí)需要進(jìn)行越區(qū)切換。

2.2同步信道

同步信道主要傳輸同步信息。在同步期間，移動(dòng)臺(tái)利用此同步信息進(jìn)行同步調(diào)整。一旦同步完成，通常不再使用，當(dāng)通信業(yè)務(wù)多時(shí)，也可臨時(shí)改作業(yè)務(wù)信道。

2.3尋呼信道

尋呼信道在呼叫接續(xù)階段傳輸尋呼移動(dòng)臺(tái)的信息。移動(dòng)臺(tái)通常在建立同步后，接著就選擇一個(gè)尋呼信道（也可由基站來(lái)指定）來(lái)監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)發(fā)出的尋呼信息和其它指令。當(dāng)通信業(yè)務(wù)多時(shí)也可改作業(yè)務(wù)信道，直至全部用完。

2.4業(yè)務(wù)信道

正向業(yè)務(wù)信道共有四種傳輸速率（9600bit/s、4800bit/s、2400bit/s、1200bit/s），可以逐幀改變，以動(dòng)態(tài)地適應(yīng)通信者的話(huà)音特性。

3.發(fā)射性能指標(biāo)

通過(guò)前兩部分對(duì)通信原理及無(wú)線(xiàn)信道的說(shuō)明，使我們對(duì)CDMA的通信過(guò)程和無(wú)線(xiàn)接口的物理層結(jié)構(gòu)有了整體的認(rèn)識(shí)，接下來(lái)將結(jié)合工作實(shí)際從具體指標(biāo)來(lái)闡述CDMA基站發(fā)射性能。

檢測(cè)依據(jù)YD/T1047-2000《800MHzCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)設(shè)備總測(cè)試規(guī)范：基站部分》，對(duì)CDMA基站主要測(cè)試內(nèi)容包括:射頻輸出總功率、導(dǎo)頻功率、碼域功率、占用帶寬、頻率容限、波形質(zhì)量、傳導(dǎo)雜散發(fā)射等發(fā)射性能指標(biāo)。

3.1射頻輸出總功率

(1)定義:指基站在滿(mǎn)負(fù)荷狀態(tài)下總的發(fā)射功率。

（2）意義:功率特性是基站的基本特性。

（3）對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響:總功率過(guò)低，對(duì)相鄰基站的抗擾能力將降低，總功率過(guò)高，將對(duì)其它信道造成干擾。

（4）要求:在廠(chǎng)商指定的額定功率的+2dB和-4dB之間。

3.2導(dǎo)頻功率

（1）定義:導(dǎo)頻信道功率與總功率之比。

（2）意義:決定了基站對(duì)移動(dòng)臺(tái)的覆蓋范圍。

（3）對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響:導(dǎo)頻功率嚴(yán)重偏離理想值時(shí)，將影響網(wǎng)絡(luò)的覆蓋特性。

（4）要求:在配置值的±0.5dB之間。

3.3碼域功率

（1）定義:每個(gè)威爾士碼的功率，基站檢測(cè)中主要指每個(gè)非激活威爾士碼的功率。

（2）意義:基站精確控制每個(gè)威爾士碼的功率的能力是處理易受損害的射頻多用戶(hù)鏈路，保證無(wú)干擾傳輸?shù)南葲Q條件。

（3）對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響:碼域功率偏離標(biāo)準(zhǔn)值將影響通信質(zhì)量。

（4）要求:每個(gè)非激活信道的功率應(yīng)比輸出總功率低32dB或更低。

3.4占用帶寬

（1）定義:在該頻帶的頻率下限之下和頻率上限之上所發(fā)射的平均功率分別等于某一給定發(fā)射的總平均功率的規(guī)定百分?jǐn)?shù)β/2，一般β/2值應(yīng)取0.05％。

（2）意義:占用帶寬是基站的基本特性。

（3）對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響:占用帶寬過(guò)窄會(huì)使信息失真，占用帶寬過(guò)寬會(huì)產(chǎn)生鄰道干擾。

（4）要求:符合頻率模板，目前小于2MHz。

3.5頻率容限

（1）定義:指實(shí)際CDMA發(fā)射載頻頻率與指定CDMA發(fā)射載頻頻率之間允許的最大差異。

實(shí)際測(cè)量時(shí)，為了易于表示，也可用允許的最大差異與指定CDMA發(fā)射載頻頻率的比值表示，該比值為一無(wú)量綱值，用“ppm”表示。如實(shí)際頻率用f表示，指定頻率用f0表示，則可用（︳f-f0︳／f0）×106ppm來(lái)表示。頻率的單位為赫茲。

（2）意義:保證發(fā)射信道不對(duì)相鄰信道造成干擾。

（3）對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響:頻率容限超出允許值會(huì)對(duì)相鄰信道造成干擾。

（4）要求:實(shí)際CDMA發(fā)射載頻頻率與指定CDMA發(fā)射載頻頻率之間允許的最大差異＜指定頻率的±5×108;或（︳f-f0︳／f0）＜±0.05ppm。

3.6波形質(zhì)量ρ

（1）定義:ρ是一個(gè)相關(guān)系數(shù)，是實(shí)際發(fā)射信號(hào)功率分布與理想CDMA信號(hào)功率分布的比。

（2）意義:ρ表示實(shí)際發(fā)射信號(hào)與理想CDMA信號(hào)功率分布的接近程度，可以判斷調(diào)制質(zhì)量的好壞，ρ值越接近1表示實(shí)際信號(hào)越接近理想信號(hào)。

（3）對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響:波形質(zhì)量差會(huì)降低系統(tǒng)的效率和通信質(zhì)量。

（4）要求:ρ＞0.912。

3.7傳導(dǎo)雜散發(fā)射

（1）定義:在指配CDMA頻率的帶外頻率的發(fā)射。

（2）意義:檢驗(yàn)CDMA信號(hào)對(duì)信道外的輻射。

（3）對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響:雜散過(guò)大將對(duì)其它CDMA信道或其它通信頻段造成干擾。

（4）要求:

①蜂窩頻帶內(nèi)雜散發(fā)射

在869MHz～894MHz的帶寬內(nèi)，30kHz分辨帶寬時(shí)，測(cè)量的總雜散發(fā)射功率電平與平均輸出功率電平的比值應(yīng)滿(mǎn)足以下要求:

（a）對(duì)于頻率偏離CDMA信道中心頻率＞750kHz的功率比≤-45dB

（b）對(duì)于頻率偏離CDMA信道中心頻率＞1.98MHz的功率比≤-60dB

②蜂窩頻帶外雜散發(fā)射

對(duì)于869MHz～894MHz之外的頻率，雜散發(fā)射指標(biāo)如表1所示。

參考資料

⑴YD/T1047-2000《800MHzCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)設(shè)備總測(cè)試規(guī)范：基站部分》。

⑵2004年全國(guó)無(wú)線(xiàn)電設(shè)備檢測(cè)技術(shù)培訓(xùn)會(huì)·材料之四（A）。

⑶《移動(dòng)通信》西安電子科技大學(xué)出版社。

⑷《NetTek新一代的便攜式基站測(cè)試儀》。