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移动通信原理与系统
1.5.3.1 4.3.1 蜂窝小区构成

4.3.1 蜂窝小区构成

对于IS-95CDMA系统,其蜂窝小区的结构与GSM系统相同,但由于CDMA系统各蜂窝小区可以共享同一个频带,频率复用与蜂窝区群结构的关系大为减弱了。在CDMA蜂窝系统中,蜂窝结构(包括扇区结构)的考虑在于频带资源共享后的多用户干扰的影响。

1.CDMA蜂窝系统的频谱带宽

CDMA蜂窝系统频谱带宽的确定,是基于如下考虑:频谱资源的限制;系统容量;多径分离;扩频处理增益。

对于FDMA模拟蜂窝系统,其频谱效率主要取决于频率复用的蜂窝区群结构。一般需采用7小区(3扇区)的区群结构才能满足载干比(C/I)大于或等于18dB的要求,其频率复用效率为1/7。在TDMA数字蜂窝系统中,一般需采用3小区(3扇区)的区群结构,满足载干比(C/I)等于9dB的要求,其频率复用效率为1/3。对于CDMA数字蜂窝系统来说,频率复用的效率取决于相邻近小区用户的多用户干扰,考虑这些干扰后,其频率复用效率约为2/3,相当于1.5小区的区群结构。

为了使CDMA技术充分发挥其抗多径时延扩展的效果,考虑到陆地移动通信环境下的多径时延扩展为1μs或更大,要求扩频序列的码片持续时间应等于1μs或更小。同时考虑到采用QPSK调制技术,则要求信道的信号传输带宽必须大于1MHz。因此,1MHz的扩频信号可以保证大于1μs的多径分离。当然,扩频信号带宽越宽,可实现的多径分离也越精细,比如带宽为100MHz,可分离10ns的多径信号。但由于在900MHz频段不能提供如此之宽的频谱资源,以及技术和设备的复杂度的原因,采取1.23MHz CDMA的方案是折中考虑后的最优选择。

当然,为了传输高速率的语音和数据信息(比如2Mbit/s,甚至高达155Mbit/s),则必须采用宽带CDMA系统。未来移动通信系统需考虑开拓新的更高频段的频谱资源。

2.CDMA与蜂窝小区和扇区的关系

在FDMA和TDMA蜂窝系统中,小区和扇区都是靠频率来划分的。在CDMA蜂窝系统,不同的DS-CDMA蜂窝系统可采用不同的载频区分,而对同一个DS-CDMA蜂窝系统的某一个载频,则是采用地址码选择站址的,即对不同的小区和扇区基站分配不同的码型。

在IS-95CDMA系统中,这些不同的码型是由一个PN码序列生成的,PN序列周期为215=32 768个码片,并将此周期序列每隔64个码片移位序列作为一个码,共可得到32 768/64=512个码。这就是说,在1.23MHz带宽的CDMA蜂窝系统中,可区分多达512个基站(或扇区站)。

在一个小区(或扇区)内,基站与移动台之间的信道,是在PN序列上再采用正交序列进行码分的信道。

一般将基站到移动台方向的链路称为前向链路,将移动台到基站方向的链路称为反向链路。前向链路和反向链路均是由码分物理信道构成的。

利用码分物理信道可以传送不同功能的信息。依据所传送的信息功能不同而分类的信道,称为逻辑信道。