800MHz CDMA基站發(fā)射性能淺析

要做好檢測工作需從四個環(huán)節(jié)入手，即測試儀表、被測設備、測試標準和測試方法。我們對測試儀表、測試標準和測試方法的分析探討比較多，然而對被測設備的分析研究，對我們的檢測工作同樣重要，知己知彼才能百戰(zhàn)百勝。

本文結合我們的工作實際，從CDMA通信原理概述、無線發(fā)射信道及發(fā)射性能指標三方面來闡述800MHzCDMA基站發(fā)射性能。

1.CDMA通信原理概述

CDMA是英文CodeDivisionMultipleAccess的縮寫，中文譯為碼分多址，即編碼劃分多址聯(lián)接，是通信領域廣泛使用的先進技術之一。它以擴頻技術為基礎，利用擴頻技術形成的偽隨機序列來實現(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)制和擴頻兩個步驟產(chǎn)生擴頻信號。先用要傳送的信息比特對載波進行調(diào)制，再用偽隨機序列擴展信號的頻譜；或者先用擴頻序列與信息比特相乘（擴展信息的頻譜），再對載波進行調(diào)制。

接收端經(jīng)過解擴和解調(diào)兩個步驟恢復原信息。解擴就是接收機以相同的偽隨機序列與接收到的擴頻信號相乘，也稱相關接收。解擴后的信號再經(jīng)過常規(guī)解調(diào)即可恢復出信息。

要想使接收端正確檢測到發(fā)射端發(fā)射的信息，接收機本地產(chǎn)生的偽隨機序列必須與發(fā)射端相同且同步，但是偽隨機序列本身具有隨機性，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，偽隨機序列必須具有良好的相關特性。在CDMA系統(tǒng)中用到特定的正交序列，如威爾士序列，進行頻譜擴展。

2.無線發(fā)射信道

正如第一部分所講到的，偽隨機序列在CDMA通信中是非常重要和關鍵的。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)的物理信道結構圖，含1個導頻信道、1個同步信道、7個尋呼信道和55個業(yè)務信道。

2.1導頻信道

導頻信道傳輸由基站發(fā)送的連續(xù)導頻信號。導頻信號是一種無調(diào)制的直接序列擴頻信號，令移動臺迅速精確地捕獲信道的定時信息，并提取相干載波進行信號的解調(diào)。移動臺通過對周圍不同基站的導頻信號進行檢測比較，可以決定何時需要進行越區(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行同步調(diào)整。一旦同步完成，通常不再使用，當通信業(yè)務多時，也可臨時改作業(yè)務信道。

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。當通信業(yè)務多時也可改作業(yè)務信道，直至全部用完。

2.4業(yè)務信道

正向業(yè)務信道共有四種傳輸速率（9600bit/s、4800bit/s、2400bit/s、1200bit/s），可以逐幀改變，以動態(tài)地適應通信者的話音特性。

3.發(fā)射性能指標

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構有了整體的認識，接下來將結合工作實際從具體指標來闡述CDMA基站發(fā)射性能。

檢測依據(jù)YD/T1047-2000《800MHzCDMA數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)設備總測試規(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、導頻功率、碼域功率、占用帶寬、頻率容限、波形質(zhì)量、傳導雜散發(fā)射等發(fā)射性能指標。

3.1射頻輸出總功率

(1)定義:指基站在滿負荷狀態(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+2dB和-4dB之間。

3.2導頻功率

（1）定義:導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)絡的影響:導頻功率嚴重偏離理想值時，將影響網(wǎng)絡的覆蓋特性。

（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)絡的影響:碼域功率偏離標準值將影響通信質(zhì)量。

（4）要求:每個非激活信道的功率應比輸出總功率低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)定百分數(shù)β/2，一般β/2值應取0.05％。

（2）意義:占用帶寬是基站的基本特性。

（3）對網(wǎng)絡的影響: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2MHz。

3.5頻率容限

（1）定義:指實際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是一個相關系數(shù)，是實際發(fā)射信號功率分布與理想CDMA信號功率分布的比。

（2）意義:ρ表示實際發(fā)射信號與理想CDMA信號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表示實際信號越接近理想信號。

（3）對網(wǎng)絡的影響:波形質(zhì)量差會降低系統(tǒng)的效率和通信質(zhì)量。

（4）要求:ρ＞0.912。

3.7傳導雜散發(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CDMA信號對信道外的輻射。

（3）對網(wǎng)絡的影響:雜散過大將對其它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，測量的總雜散發(fā)射功率電平與平均輸出功率電平的比值應滿足以下要求:

（a）對于頻率偏離CDMA信道中心頻率＞750kHz的功率比≤-45dB

（b）對于頻率偏離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

對于869MHz～894MHz之外的頻率，雜散發(fā)射指標如表1所示。

參考資料

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

⑵2004年全國無線電設備檢測技術培訓會·材料之四（A）。

⑶《移動通信》西安電子科技大學出版社。

⑷《NetTek新一代的便攜式基站測試儀》。