頻率為800MHz的CDMA基站發(fā)射性能淺析

設(shè)備檢測的目的和作用是從源頭上減少和避免干擾，隨著無線電通信技術(shù)的發(fā)展，電磁環(huán)境日趨復(fù)雜，無線電干擾也日趨復(fù)雜，在這樣的形勢下，檢測工作的重要性不言而喻。要做好檢測工作需從四個環(huán)節(jié)入手，即測試儀表、被測設(shè)備、測試標(biāo)準(zhǔn)和測試方法。我們對測試儀表、測試標(biāo)準(zhǔn)和測試方法的分析探討比較多，然而對被測設(shè)備的分析研究，對我們的檢測工作同樣重要，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、無線發(fā)射信道及發(fā)射性能指標(biāo)三方面來闡述800 MHz CDMA基站發(fā)射性能。

1.CDMA通信原理概述

CDMA是英文Code Division Multiple Access的縮寫，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)序列來實(shí)現(xiàn)多址，換言之，CDMA通信系統(tǒng)中，不同用戶傳輸信息所用的信號不是靠頻率不同或時隙不同來區(qū)分的，而是用不同的編碼序列來區(qū)分的。

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

接收端經(jīng)過解擴(kuò)和解調(diào)兩個步驟恢復(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)頻信號相乘，也稱相關(guān)接收。解擴(kuò)后的信號再經(jīng)過常規(guī)解調(diào)即可恢復(fù)出信息。

要想使接收端正確檢測到發(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，為了減小檢測的差錯率，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.無線發(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威爾士碼為例來說明CDMA無線發(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個導(dǎo)頻信道、1個同步信道、7個尋呼信道和55個業(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。導(dǎo)頻信號是一種無調(diào)制的直接序列擴(kuò)頻信號，令移動臺迅速精確地捕獲信道的定時信息，并提取相干載波進(jìn)行信號的解調(diào)。移動臺通過對周圍不同基站的導(dǎo)頻信號進(jìn)行檢測比較，可以決定何時需要進(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，移動臺利用此同步信息進(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，也可臨時改作業(yè)務(wù)信道。

2.3 尋呼信道

尋呼信道在呼叫接續(xù)階段傳輸尋呼移動臺的信息。移動臺通常在建立同步后，接著就選擇一個尋呼信道(也可由基站來指定)來監(jiān)聽系統(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(9600 bit/s、4800 bit/s、2400 bit/s、1200 bit/s)，可以逐幀改變，以動態(tài)地適應(yīng)通信者的話音特性。

3.發(fā)射性能指標(biāo)

通過前兩部分對通信原理及無線信道的說明，使我們對CDMA的通信過程和無線接口的物理層結(jié)構(gòu)有了整體的認(rèn)識，接下來將結(jié)合工作實(shí)際從具體指標(biāo)來闡述CDMA基站發(fā)射性能。

檢測依據(jù)YD/T 1047-2000《800MHz CDMA 數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)設(shè)備總測試規(guī)范：基站部分》，對CDMA基站主要測試內(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)對網(wǎng)絡(luò)的影響：總功率過低，對相鄰基站的抗擾能力將降低，總功率過高，將對其它信道造成干擾。

(4)要求：在廠商指定的額定功率的+2 dB和-4 dB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：決定了基站對移動臺的覆蓋范圍。

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

(4)要求：在配置值的±0.5 dB之間。

3.3 碼域功率

(1)定義：每個威爾士碼的功率，基站檢測中主要指每個非激活威爾士碼的功率。

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

(3)對網(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：每個非激活信道的功率應(yīng)比輸出總功率低32 dB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)對網(wǎng)絡(luò)的影響：占用帶寬過窄會使信息失真，占用帶寬過寬會產(chǎn)生鄰道干擾。

(4)要求：符合頻率模板，目前小于2 MHz。

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)際測量時，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來表示。頻率的單位為赫茲。

(2)意義：保證發(fā)射信道不對相鄰信道造成干擾。

(3)對網(wǎng)絡(luò)的影響：頻率容限超出允許值會對相鄰信道造成干擾。

(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)±0.05 ppm。