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浅析IS—95CDMA的导频干扰问题
2024年7月17日发(作者:养未央)
维普资讯
周慧茹 徐立勤
(南京邮电学院
摘要
210003)
主要论述Is.95 CDMA的导频干扰问题,即PN-offset相同小区间的导频干扰、
PN-offset相邻小区间的导频干扰和切换过程中小区间的导频干扰,并分析参数Pilot—INC
的设置问题。
关键词
lot
INC
PN—offset SRCH
WIN
A Pi
—
—
—
从而可用初始相位值(码偏移)变为32 768/64=512
个短码。IS-95 CDMA用这5l2个短码区分不同的
导频干扰是指许多导频共同存在于同一区域。
基站和扇区。即使是这样,不同基站与扇区之间仍会
并可能超过移动台的解调能力,从而导致位于该区
域移动台的QoS恶化。并产生较大的前向链路干扰
等问题。
因多径和传输时延造成混淆。因此CDMA设计重点
不是对频率进行规划。而是对PN.offset进行规划。
CDMA系统的PN-offset规划与GSM系统的
在CDMA中。通过使用Rake接收机和其它改
进的信号处理技术,每个移动台利用跟踪有效集和
候选集导频的搜索窗SRCH
、
一
频率规划有些类似,目的是为了避免不同小区或同
小区不同扇区PN.ofset间的相互干扰。这种干扰主 f
要来源于传播时延引起的附加PN码相位偏移。因
此,IS.95 CDMA规范中定义的5l2个PN.offset值
A,选择3个最
强的多径信号,并把它们同相叠加,产生一个增强信
号,用来作为移动台真正接收到的CDMA信号。
CDMA信号若不包含在SRCH WIN A中,则不能
并不一定能全部用到,要根据网络规模等实际情况
确定步长Pilot INC(导频增量因子)后,才能最终
被Rake接收机接收,并将成为背景噪声。若非本小
区的导频信号落人搜索窗中,并成为SRCH WIN A
中3个最强信号之一的话,移动台就会把这个信号
确定可用PN-offset的值。可见PN.ofset规划决定 f
的首要参数是步长Pilot_INC。确定Pilot
INC的因
—
素主要有:
误当成本小区信号的多径信号,并把这两种不相关
的信号相干合成,从而导致强信号干扰。
通过合适的码相位偏移(PN-offset)规划,可减
少导频干扰。PN.offset规划的目的是避免由于PN
混乱所引起的干扰,但对于普通干扰只能控制而无
法避免。
(1)若远端基站距离超过l5km以上,则它的差
分延迟可能大于64个码片,远端基站导频信号就有
可能落在近端基站导频信号的活动集(active set)搜
索窗内。为了避免这种情况,应仔细规划远近基站的
码偏移,或加大Pilot INC。另外,由于传播中的较大
差异,远端导频会被Rake接收机解扩,产生一定增
益(IS-95规定2ldB)。为了减少远端导频产生的这
种效应,远端导频传输路径损耗应超过2ldB。
在CDMA系统中,所有基站的导频信号都使用
相同的PN短码和不同的PN-offset,通过正交调制
正弦波获得,移动台利用PN-offset识别不同基站的
(2)为了避免切换中的导频干扰,两个邻近的邻
域集(neighbor set)搜索窗不能重叠,同样也应避免
剩余集(remaining set)搜索窗重叠。
Pilot INC的取值范围一般为1-15,在实际运
导频信号。理论上,PN短码的周期为32 768码片,
因此有32 768种不同相位的码片;而在实际情况
下,多径和传输时延会造成PN码混淆。IS.95
CDMA建议两个PN-offset码之间间隔64个码片,
营的网络中,常用值有2、3、4。步长取值越大,PN偏
置之间的隔离就越大,而相应的可用PN偏置数目
越少。一般情况如下:
维普资讯
当Pilot
INC=2时,
可用PN.offset值共256 W 是移动台的活动集搜索窗(码片),R 是小区A
—
个,适用于基站密集区域;
当Pilot INC=3时,可用PN-ofsfet值共170
的半径(m)。当小区A和B的半径相同时,D>半W
个,适用于基站较密集区域;
+2R。又因为1码片对应的距离为244m,则相邻复
当Pilot INC=4时,可用PN-ofsfet值共128
用小区间距离为D>(244 +2R)。PN.。凰et复
个,适用于基站站距较大区域;
当Pilot INC>4时,可用PN-ofsfet值较少,适
用距离与小区数目关系为D=R、/ ,较小小区因
用于中小城市、远郊县或某些实验系统。
其复用距离小,就更容易造成同PN-ofsfet导频干
即使设计好Pilot INC,当把所得PN-ofsfet运
扰。
用于移动网络中时,仍会出现导频干扰问题。
在PN.offset规划中,使用同一PN-ofsfet的两
小区之间的复用距离和相邻小区所用的PN-ofsfet
传播时延差较大会引起相邻PN-ofsfet小区间导
之间的PN间隔是两个主要因素。PN-offset规划的
频干扰。假设两个小区的导频信号分配为相邻的
好,就可避免导频干扰。IS-95 CDMA中有3种
PN.ofsfet,当它们到达移动台时,若相位较前的导频
PN.ofsfet导频干扰:相同PN-offset小区间的导频干
信号传播的附加距离足够大,就可能会导致其相位
扰、邻PN.offset小区间导频干扰和切换过程中小区
向后移动,并落人相位靠后的导频搜索窗中,从而使
间导频干扰。
移动台误认为这两个导频是同一导频的两个多径信
号。因此,相邻PN导频干扰产生的条件就是两个导
频信号间存在足够大的传播时延差。
当不同小区分配到相同PN-offset时,导频信号
IS-95指定两个相邻的有效PN-offset间最小距离
会落人移动台的同一个SRCH WIN A中,并可能
是64个码片,这比大多数的多径扩展都大。为了进
成为3个最强信号之一,造成相同PN-ofsfet小区间
一
步减少相邻PN码小区间干扰,可通过进一步设
的导频干扰。但通常由于远端小区导频信号比本地
置Pilot INC的值来增大最小距离(如前所述)。相
小区导频信号的传播时间长,传播时延差使远端小
邻PN码间最小距离为64 X Pilot_INC(码片)。因为
区导频信号不会落在移动台的SRCH WIN A内, 射频波速为244m/chip,若相邻64xPilot
—
NIC的两
避免了相同PN.offset远端小区导频信号产生的小
个导频信号发生干扰,则相位较前的导频传播额外
区间导频干扰。
距离为:
如图1所示,假设相同PN-offset的两个小区为
r W
A和B,区间距离为D。若小区B导频落在小区A
AD=l
【
46 X Pilot INC一
J
I×24J4 (1)
移动台的搜索窗中,则将造成干扰。若移动台到小区
式中,AD是本地小区导频信号与远端相邻
A距离为d,到远端小区B距离为D—d,为了保证远
PN-ofsfet小区导频信号间的传播距离差,W 是移
端小区引起的非理想指峰不出现(即B对A不造成
动台的活动集搜索窗。有效PN-offset间隔S可表示
干扰),则可得到两基站系统(BTS)复用相同 为:
W
r W 1
PN-offset的最小分隔距离为D> +2R ,其中
s=l
L
46×Pilot—INC-半
二 J
I(码片) (2)
为了避免PN混乱,要求S大于传播距离差或
远端导频信号比本地导频信号强度至少弱21dB。可
以证明,最小相邻PN间隔必须是:
f L 1
S>R X l 10 一1 J (3)
【 J
式中,0【是传播路径损耗指数。从上式可知,最小PN
间距与小区半径R成正比。若在整个系统中使用相
图1相同PN.offset小区间导频干扰
同的相邻PN间距,则较大的小区更容易产生PN
维普资讯
0ii u 。-。
曩 _ 瑶警髫 ≈
码相邻小区间的导频干扰。
式。较小小区复用簇内的小区数远大于较大小区簇,
因此较小小区簇更容易产生同PN—offset小区间导
频干扰。
假设小区1和2具有相同的PN—offset,小区1
高天线发射的信号传播距离远,所以高天线的
较大小区很容易对较小小区造成干扰。对较大小区
分配相位迟后的PN码,对较小小区分配相位超前
距移动台较近,并存在于邻小区列表中。但由于天
线方向或地形条件,从小区2传来的信号较强。若
小区2的信号落入移动台相邻集搜索窗中,则移动
台会误认为这个信号是小区1的,并切换到小区1。
臻嚣舞
的PN码,这样传播时延只会使相位迟后的较大小
区的导频相位更迟后,从而减少较大小区对较小小
区的导频干扰。
这会导致强的前向链路干扰。
在实际网络中,同PN—offset小区间导频干扰是
较小小区簇中的主要干扰,而相邻PN.ofset小区间 f
0l^^
导频干扰往往发生在较大小区中。若较小小区簇和
较大小区簇使用相同的复用模式,则可能无法达到
复用距离的要求。
导频干扰是IS一95CDMA系统的一个重要问
题。当PN—offset值被复用时,复用距离要足够大,以
避免同PN—offset小区间产生导频干扰;为了区分远
在非均匀网络中,对较大小区簇和较小小区簇
采取不同的复用方式可解决导频干扰。较大小区簇
端BTS的导频和本地导频的多径分量,邻PN—ofsetf
间距离应该足够大,以避免相邻PN—ofset小区间的 f
导频干扰。在实际网络中,同PN.ofset小区间导频 f
干扰是较小小区簇中的主要干扰;在较大小区中,相
邻小区PN—offset的导频干扰更常发生。
周慧茹 南京邮电学院通信系硕士研究生
覆盖的是农村、郊区和高速公路等,而较小小区簇
覆盖用户密集区。因此,把可用的PN—offset分为两
个独立的部分:一部分用于较大小区簇,另一部分
用于较小小区簇。这样,较大小区簇和较小小区簇
所用的PN码不同,复用距离也就可设置成不同模
(上接第25页) C2:“00000011”(锁定的TU—n)
C2=“00000100”(34M/45M异步映射进C一3)
节的默认值为“00000010”,根据ITU—T建议,对于
II)业务,C2=“11001111”。这样,要实现SDH设备
与II)路由器互联,必须通过SDH网管或SDH本地
C2=“00010010”(140M异步映射进C-4)
C2=“0001001 1’’(ATM、
C2=“00010100”(MAN(DQDB))
C2=“0oo10101”(FDDI)
操作终端,对SDH设备的C2字节进行相关配置,
使其由原来默认的“00000010”变成可适配承载II)
的“11001111”标识,否则SDH系统会产生高阶通道
信号标签失配(}【P—SLM)告警,影响SDH设备与II)
路由器互联。
4.3不能自适应.且人工适配C2字节也受限制
不能提供C2=“1 1001 11 1”(PPP协议)的选项,因为
这样就无法顺利完成SDH设备与II)路由器互联。
在这种情况下,只能在II)路由器上更改相关配
置,将ITU—T建议表示PPP或PPP/HDLC协议的
C2=“1 1001 1 1 1”改为SDH设备默认的C2=‘'00000010”
前面已经提到,在ITU—T最初对SDH信号标
签C2字节的建议中,并未定义虚容器(vc)装载II)
(TUG结构),以实现SDH设备与II)路由器互联。
业务(PPP协议)的C2编码。因此,在当前的传输网
中,采用人工适配方式的SDH设备在通过SDH网
管或SDH本地维护终端对C2字节进行配置时.只
提供下列人工适配的选择菜单:
但这只是权宜之计,因为SDH网络中实际承载的信
号是II),而C2却表示SDH承载的是TUG结构信
号,这时信号标签C2所表示的含义显然是不真实
的。在用仪表进行测试或进行SDH开销分析时,应
该特别注意这一点。
周 蓉 福建省电信公司建设部高级工程师
C2=“00000000”(通道未装载信号)
C2=“00000001”(通道装载非特定净负荷)
C2:“00000010”(TUG结构)
2024年7月17日发(作者:养未央)
维普资讯
周慧茹 徐立勤
(南京邮电学院
摘要
210003)
主要论述Is.95 CDMA的导频干扰问题,即PN-offset相同小区间的导频干扰、
PN-offset相邻小区间的导频干扰和切换过程中小区间的导频干扰,并分析参数Pilot—INC
的设置问题。
关键词
lot
INC
PN—offset SRCH
WIN
A Pi
—
—
—
从而可用初始相位值(码偏移)变为32 768/64=512
个短码。IS-95 CDMA用这5l2个短码区分不同的
导频干扰是指许多导频共同存在于同一区域。
基站和扇区。即使是这样,不同基站与扇区之间仍会
并可能超过移动台的解调能力,从而导致位于该区
域移动台的QoS恶化。并产生较大的前向链路干扰
等问题。
因多径和传输时延造成混淆。因此CDMA设计重点
不是对频率进行规划。而是对PN.offset进行规划。
CDMA系统的PN-offset规划与GSM系统的
在CDMA中。通过使用Rake接收机和其它改
进的信号处理技术,每个移动台利用跟踪有效集和
候选集导频的搜索窗SRCH
、
一
频率规划有些类似,目的是为了避免不同小区或同
小区不同扇区PN.ofset间的相互干扰。这种干扰主 f
要来源于传播时延引起的附加PN码相位偏移。因
此,IS.95 CDMA规范中定义的5l2个PN.offset值
A,选择3个最
强的多径信号,并把它们同相叠加,产生一个增强信
号,用来作为移动台真正接收到的CDMA信号。
CDMA信号若不包含在SRCH WIN A中,则不能
并不一定能全部用到,要根据网络规模等实际情况
确定步长Pilot INC(导频增量因子)后,才能最终
被Rake接收机接收,并将成为背景噪声。若非本小
区的导频信号落人搜索窗中,并成为SRCH WIN A
中3个最强信号之一的话,移动台就会把这个信号
确定可用PN-offset的值。可见PN.ofset规划决定 f
的首要参数是步长Pilot_INC。确定Pilot
INC的因
—
素主要有:
误当成本小区信号的多径信号,并把这两种不相关
的信号相干合成,从而导致强信号干扰。
通过合适的码相位偏移(PN-offset)规划,可减
少导频干扰。PN.offset规划的目的是避免由于PN
混乱所引起的干扰,但对于普通干扰只能控制而无
法避免。
(1)若远端基站距离超过l5km以上,则它的差
分延迟可能大于64个码片,远端基站导频信号就有
可能落在近端基站导频信号的活动集(active set)搜
索窗内。为了避免这种情况,应仔细规划远近基站的
码偏移,或加大Pilot INC。另外,由于传播中的较大
差异,远端导频会被Rake接收机解扩,产生一定增
益(IS-95规定2ldB)。为了减少远端导频产生的这
种效应,远端导频传输路径损耗应超过2ldB。
在CDMA系统中,所有基站的导频信号都使用
相同的PN短码和不同的PN-offset,通过正交调制
正弦波获得,移动台利用PN-offset识别不同基站的
(2)为了避免切换中的导频干扰,两个邻近的邻
域集(neighbor set)搜索窗不能重叠,同样也应避免
剩余集(remaining set)搜索窗重叠。
Pilot INC的取值范围一般为1-15,在实际运
导频信号。理论上,PN短码的周期为32 768码片,
因此有32 768种不同相位的码片;而在实际情况
下,多径和传输时延会造成PN码混淆。IS.95
CDMA建议两个PN-offset码之间间隔64个码片,
营的网络中,常用值有2、3、4。步长取值越大,PN偏
置之间的隔离就越大,而相应的可用PN偏置数目
越少。一般情况如下:
维普资讯
当Pilot
INC=2时,
可用PN.offset值共256 W 是移动台的活动集搜索窗(码片),R 是小区A
—
个,适用于基站密集区域;
当Pilot INC=3时,可用PN-ofsfet值共170
的半径(m)。当小区A和B的半径相同时,D>半W
个,适用于基站较密集区域;
+2R。又因为1码片对应的距离为244m,则相邻复
当Pilot INC=4时,可用PN-ofsfet值共128
用小区间距离为D>(244 +2R)。PN.。凰et复
个,适用于基站站距较大区域;
当Pilot INC>4时,可用PN-ofsfet值较少,适
用距离与小区数目关系为D=R、/ ,较小小区因
用于中小城市、远郊县或某些实验系统。
其复用距离小,就更容易造成同PN-ofsfet导频干
即使设计好Pilot INC,当把所得PN-ofsfet运
扰。
用于移动网络中时,仍会出现导频干扰问题。
在PN.offset规划中,使用同一PN-ofsfet的两
小区之间的复用距离和相邻小区所用的PN-ofsfet
传播时延差较大会引起相邻PN-ofsfet小区间导
之间的PN间隔是两个主要因素。PN-offset规划的
频干扰。假设两个小区的导频信号分配为相邻的
好,就可避免导频干扰。IS-95 CDMA中有3种
PN.ofsfet,当它们到达移动台时,若相位较前的导频
PN.ofsfet导频干扰:相同PN-offset小区间的导频干
信号传播的附加距离足够大,就可能会导致其相位
扰、邻PN.offset小区间导频干扰和切换过程中小区
向后移动,并落人相位靠后的导频搜索窗中,从而使
间导频干扰。
移动台误认为这两个导频是同一导频的两个多径信
号。因此,相邻PN导频干扰产生的条件就是两个导
频信号间存在足够大的传播时延差。
当不同小区分配到相同PN-offset时,导频信号
IS-95指定两个相邻的有效PN-offset间最小距离
会落人移动台的同一个SRCH WIN A中,并可能
是64个码片,这比大多数的多径扩展都大。为了进
成为3个最强信号之一,造成相同PN-ofsfet小区间
一
步减少相邻PN码小区间干扰,可通过进一步设
的导频干扰。但通常由于远端小区导频信号比本地
置Pilot INC的值来增大最小距离(如前所述)。相
小区导频信号的传播时间长,传播时延差使远端小
邻PN码间最小距离为64 X Pilot_INC(码片)。因为
区导频信号不会落在移动台的SRCH WIN A内, 射频波速为244m/chip,若相邻64xPilot
—
NIC的两
避免了相同PN.offset远端小区导频信号产生的小
个导频信号发生干扰,则相位较前的导频传播额外
区间导频干扰。
距离为:
如图1所示,假设相同PN-offset的两个小区为
r W
A和B,区间距离为D。若小区B导频落在小区A
AD=l
【
46 X Pilot INC一
J
I×24J4 (1)
移动台的搜索窗中,则将造成干扰。若移动台到小区
式中,AD是本地小区导频信号与远端相邻
A距离为d,到远端小区B距离为D—d,为了保证远
PN-ofsfet小区导频信号间的传播距离差,W 是移
端小区引起的非理想指峰不出现(即B对A不造成
动台的活动集搜索窗。有效PN-offset间隔S可表示
干扰),则可得到两基站系统(BTS)复用相同 为:
W
r W 1
PN-offset的最小分隔距离为D> +2R ,其中
s=l
L
46×Pilot—INC-半
二 J
I(码片) (2)
为了避免PN混乱,要求S大于传播距离差或
远端导频信号比本地导频信号强度至少弱21dB。可
以证明,最小相邻PN间隔必须是:
f L 1
S>R X l 10 一1 J (3)
【 J
式中,0【是传播路径损耗指数。从上式可知,最小PN
间距与小区半径R成正比。若在整个系统中使用相
图1相同PN.offset小区间导频干扰
同的相邻PN间距,则较大的小区更容易产生PN
维普资讯
0ii u 。-。
曩 _ 瑶警髫 ≈
码相邻小区间的导频干扰。
式。较小小区复用簇内的小区数远大于较大小区簇,
因此较小小区簇更容易产生同PN—offset小区间导
频干扰。
假设小区1和2具有相同的PN—offset,小区1
高天线发射的信号传播距离远,所以高天线的
较大小区很容易对较小小区造成干扰。对较大小区
分配相位迟后的PN码,对较小小区分配相位超前
距移动台较近,并存在于邻小区列表中。但由于天
线方向或地形条件,从小区2传来的信号较强。若
小区2的信号落入移动台相邻集搜索窗中,则移动
台会误认为这个信号是小区1的,并切换到小区1。
臻嚣舞
的PN码,这样传播时延只会使相位迟后的较大小
区的导频相位更迟后,从而减少较大小区对较小小
区的导频干扰。
这会导致强的前向链路干扰。
在实际网络中,同PN—offset小区间导频干扰是
较小小区簇中的主要干扰,而相邻PN.ofset小区间 f
0l^^
导频干扰往往发生在较大小区中。若较小小区簇和
较大小区簇使用相同的复用模式,则可能无法达到
复用距离的要求。
导频干扰是IS一95CDMA系统的一个重要问
题。当PN—offset值被复用时,复用距离要足够大,以
避免同PN—offset小区间产生导频干扰;为了区分远
在非均匀网络中,对较大小区簇和较小小区簇
采取不同的复用方式可解决导频干扰。较大小区簇
端BTS的导频和本地导频的多径分量,邻PN—ofsetf
间距离应该足够大,以避免相邻PN—ofset小区间的 f
导频干扰。在实际网络中,同PN.ofset小区间导频 f
干扰是较小小区簇中的主要干扰;在较大小区中,相
邻小区PN—offset的导频干扰更常发生。
周慧茹 南京邮电学院通信系硕士研究生
覆盖的是农村、郊区和高速公路等,而较小小区簇
覆盖用户密集区。因此,把可用的PN—offset分为两
个独立的部分:一部分用于较大小区簇,另一部分
用于较小小区簇。这样,较大小区簇和较小小区簇
所用的PN码不同,复用距离也就可设置成不同模
(上接第25页) C2:“00000011”(锁定的TU—n)
C2=“00000100”(34M/45M异步映射进C一3)
节的默认值为“00000010”,根据ITU—T建议,对于
II)业务,C2=“11001111”。这样,要实现SDH设备
与II)路由器互联,必须通过SDH网管或SDH本地
C2=“00010010”(140M异步映射进C-4)
C2=“0001001 1’’(ATM、
C2=“00010100”(MAN(DQDB))
C2=“0oo10101”(FDDI)
操作终端,对SDH设备的C2字节进行相关配置,
使其由原来默认的“00000010”变成可适配承载II)
的“11001111”标识,否则SDH系统会产生高阶通道
信号标签失配(}【P—SLM)告警,影响SDH设备与II)
路由器互联。
4.3不能自适应.且人工适配C2字节也受限制
不能提供C2=“1 1001 11 1”(PPP协议)的选项,因为
这样就无法顺利完成SDH设备与II)路由器互联。
在这种情况下,只能在II)路由器上更改相关配
置,将ITU—T建议表示PPP或PPP/HDLC协议的
C2=“1 1001 1 1 1”改为SDH设备默认的C2=‘'00000010”
前面已经提到,在ITU—T最初对SDH信号标
签C2字节的建议中,并未定义虚容器(vc)装载II)
(TUG结构),以实现SDH设备与II)路由器互联。
业务(PPP协议)的C2编码。因此,在当前的传输网
中,采用人工适配方式的SDH设备在通过SDH网
管或SDH本地维护终端对C2字节进行配置时.只
提供下列人工适配的选择菜单:
但这只是权宜之计,因为SDH网络中实际承载的信
号是II),而C2却表示SDH承载的是TUG结构信
号,这时信号标签C2所表示的含义显然是不真实
的。在用仪表进行测试或进行SDH开销分析时,应
该特别注意这一点。
周 蓉 福建省电信公司建设部高级工程师
C2=“00000000”(通道未装载信号)
C2=“00000001”(通道装载非特定净负荷)
C2:“00000010”(TUG结构)