Спектральная эффективность CDMA - CDMA spectral efficiency

Смотрите также: Спектральная эффективность и управление радиоресурсами

Спектральная эффективность CDMA относится к спектральная эффективность системы в бит / с / Гц / сайт или Erlang / MHz / site, которое может быть достигнуто в определенном CDMA на базе системы беспроводной связи. Методы CDMA (также известные как расширенный спектр ) характеризуются очень низким спектральная эффективность линии в (бит / с) / Гц по сравнению с системами без расширения спектра, но сопоставимая спектральная эффективность системы.

Спектральная эффективность системы может быть улучшена за счет управление радиоресурсами методы, приводящие к тому, что большее количество одновременных вызовов и более высокие скорости передачи данных могут быть достигнуты без добавления большего радиочастотного спектра или большего количества базовых станций. Эта статья посвящена управлению радиоресурсами специально для расширенный спектр прямой последовательности Сотовые системы на основе (DS-CDMA).

Стандарты на основе CDMA

Примеры сотовых систем на основе DS-CDMA:

Терминология, используемая в этой статье, в первую очередь основана на стандартах 3GPP2.

CDMA не предполагается использовать в 4G систем и не используется в системах до 4G, таких как LTE и WiMAX, но вскоре будет дополнен более спектрально эффективным частотная коррекция (FDE), такие как OFDMA.

Введение в управление радиоресурсами

Целью повышения спектральной эффективности системы является максимально эффективное использование ограниченных ресурсов радиочастотного спектра и инфраструктуры радиосети. Цель управление радиоресурсами обычно для максимизации спектральной эффективности системы при условии, что уровень обслуживания должен быть выше определенного уровня. Это включает в себя покрытие определенной области и избегание отключение из-за внутриканальная помеха, шум, затухание, вызванное большими расстояниями, угасание вызвано затенением и многолучевость, Доплеровский сдвиг и другие формы искажение. На качество обслуживания также влияют блокировка из-за входной контроль, планирование голодания или невозможность гарантировать качество обслуживания что запрашивают пользователи.

Есть много способов повысить спектральную эффективность системы. К ним относятся методы, которые должны быть реализованы на уровне телефонной трубки или на уровне сети. Они включают оптимизацию сети и инкапсуляцию скорости вокодера. Проблемы, с которыми сталкиваются при развертывании этих методов, включают стоимость, требования к обновлению, изменения оборудования и программного обеспечения (включая совместимость сотовых телефонов в соответствии с изменениями), которые необходимо внести, и соглашения, которые должны быть утверждены отделом электросвязи.

Квазилинейное подавление помех (QLIC)

Благодаря большой мощности передачи Общий пилотный канал (CPICH), вероятно, потребляет от 15 до 20 процентов пропускной способности прямой, а также обратной линии связи.[нужна цитата ]. Одноканальные помехи очевидно. Следовательно, важно инициализировать подавление помех такие методы, как подавление помех пилот-сигнала (PIC) и подавление помех прямой линии связи (FLIC) вместе в сети. Квазилинейное подавление помех (QLIC) - это метод, используемый как для FLIC, так и для PIC.

Наряду с прямой линией, подавление взаимных помех обратной линии также важно. Помехи будут уменьшены, и мобильные телефоны должны будут передавать меньше мощности, чтобы получить Поле зрения[требуется разъяснение ] с базовой станцией, что, в свою очередь, увеличит время автономной работы мобильного телефона.

1/8 скорости стробирования на R-FCH (обратный основной канал)

Оценка 1/8 ворота на обратный основной канал (R-FCH) - это метод, используемый для стробируемой передачи в системе связи CDMA. Мобильная станция (мобильный телефон ) в системе связи CDMA передает обратный пилот-сигнал со скоростью обратного стробирования, которая отличается от прямой скорости стробирования в закрытый режим, и базовая станция передает прямой пилот-сигнал со скоростью прямого стробирования, отличной от прямой скорости стробирования в стробируемом режиме.

Когда рабочий цикл составляет 1/8, только 1/8 от всего контроль мощности группы в одном кадре передаются. Такого поведения нет ни в каких других режимах CDMA.

Другое изобретение CDMA для обеспечения устройства и технологии для улучшения пропускной способности телефона нисходящей линии связи и производительности приема путем стробирования сигнала DPCCH восходящей линии связи в частичный период контроль мощности группа в системе мобильной связи. По умолчанию поддержка тестовым комплектом режима стробирования R-FCH отключена (выключена).

Если режим стробирования R-FCH испытательного комплекта включен (включен) и мобильная станция (MS) поддерживает режим стробирования, MS будет стробировать канал R-FCH / R-Pilot при передаче со скоростью 1/8. Это сэкономит около 75%[нужна цитата ] мощности в среднем по обратным каналам.

Конфигурация радио

Таблица конфигурации радио для TIA / EIA-98-E и C.S0002-A стандарты[требуется разъяснение ]
Конфигурация радиоПрограммирование
мнемонический		C.S0002-A СтандартныйТестовый режим в
TIA / EIA-98-E
Прямой канал трафика
Конфигурация радио		Обратный канал трафика
Конфигурация радио
(Fwd1, Rvs1)F1R1RC1RC11
(Fwd2, Rvs2)F2R2RC2RC22
(Fwd3, Rvs3)F3R3RC3RC33
(Fwd4, Rvs3)F4R3RC4RC34
(Fwd5, Rvs4)F5R4RC5RC45

Конфигурация радиосвязи CDMA определяется как комбинация форматов передачи прямого и обратного каналов трафика, которые характеризуются параметрами физического уровня, такими как скорости передачи данных, коды исправления ошибок, модуляция характеристики и факторы распространения. Канал трафика может состоять из одного или нескольких кодовых каналов, таких как основные каналы и дополнительные каналы.

Квазиортогональные функции (QOF)

Прямая линия связи системы множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA) 3G может стать ограничивающим фактором, когда количество пользователей увеличивает максимальную пропускную способность.

Обычный код разделения каналов, Код Уолша не имеет достаточного количества битов для максимального использования. Поэтому квазиортогональная функция (QOF), которая может обрабатывать оптимальную взаимную корреляцию с кодом Уолша, использовалась в качестве метода, позволяющего обойти ограничения кодов Уолша.

Для увеличения общей пропускной способности в таких сценариях используются альтернативные наборы ортогональных функций, называемые квазиортогональными функциями (QOF), которые обладают оптимальным минимакс взаимная корреляция с наборами кода Уолша переменной длины, была включена в ИС-2000.

Этот метод использует агрегацию нескольких квазиортогональных функций с меньшим размером алфавита созвездия для одного пользователя с совместным многоканальным детектором. Этот метод сравнивается с альтернативным методом увеличения максимальной пропускной способности с использованием агрегирования меньшего числа функций Уолша, но с более высоким размером алфавита созвездия (многоуровневая модуляция).

Было много промышленных и академических дискуссий по поводу компромиссов в отношении лучших методов увеличения пропускной способности в системах IS-2000 / 3G. QOF создает большое количество помех в сетевых каналах, что ограничивает его преимущества.

6 секторизация

6-ти секторный сайт в CDMA

Есть места, где загрузка участка очень высока, а избыток мягче. передача происходить. Для таких сайтов 6-секторная антенна является одним из решений, поскольку обеспечивает большую степень детализации покрытия, чем традиционная трехсекторная антенна. Вместо 1 BTS используются 2 BTS, поэтому антенны могут быть отделены друг от друга на 60 градусов вместо 120 градусов.

Разнообразие антенн

Разнообразие антенн, также известный как космическое разнообразие (микробиоразнообразие, а также макроразнообразие, т.е. мягкая передача, см. ниже), является любой из нескольких схем беспроводного разнесения, в которых используются две или более антенны для улучшения качества и надежности беспроводной связи.

Часто, особенно в городских условиях и внутри помещений, между передатчиком и приемником нет прямой видимости (LOS). Вместо этого сигнал отражается по нескольким путям, прежде чем будет окончательно принят. Каждый из этих отражений может вносить фазовые сдвиги, временные задержки, затухания и даже искажения, которые могут деструктивно мешать друг другу в апертуре приемной антенны.

Разнесение антенн особенно эффективно для смягчения таких ситуаций многолучевого распространения. Это связано с тем, что несколько антенн позволяют приемнику несколько наблюдений одного и того же сигнала. Каждая антенна будет испытывать разные помехи. Таким образом, если одна антенна испытывает глубокое замирание, вероятно, что другая имеет достаточный сигнал.

В совокупности такая система может обеспечить надежную связь. Хотя это в первую очередь наблюдается в приемных системах (разнесенный прием), аналог также оказался ценным для передающих систем (разнесение передачи).

По сути, схема с разнесением антенн требует дополнительного оборудования и интеграции по сравнению с системой с одной антенной, но из-за общности путей прохождения сигнала может использоваться совместное использование изрядного количества схем.

При использовании нескольких сигналов к приемнику предъявляются более высокие требования к обработке, что может привести к более жестким требованиям к конструкции базовой станции. Однако обычно надежность сигнала имеет первостепенное значение, и использование нескольких антенн является эффективным способом уменьшить количество пропаданий и потерянных соединений.

Вокодер 4-го поколения (4GV)

Qualcomm’s вокодер четвертого поколения (4GV) - это набор голосовых речевых кодеков, которые, как ожидается, будут использоваться в будущих сетях 4G, а также в сетях CDMA, который позволяет операторам сети динамически устанавливать приоритеты качества голоса для увеличения пропускной способности сети при сохранении качества голоса. В настоящее время пакет 4GV предлагает EVRC-B и EVRC-WB.

Улучшенный кодек с переменной скоростью B (EVRC-B ) - речевой кодек, используемый сетями CDMA. EVRC-B является расширением EVRC и сжимает каждые 20 миллисекунд 8000 Гц, 16-битный дискретизированный речевой ввод в выходные кадры одного из четырех различных размеров: скорость 1 - 171 бит, скорость 1/2 - 80 бит, скорость 1 / 4 - 40 бит, скорость 1/8 - 16 бит.

Кроме того, существует два типа кадров кодека с нулевым битом: нулевые кадры и кадры стирания, аналогичные EVRC. Одним из значительных улучшений в EVRC-B является использование кадров со скоростью 1/4, которые не использовались в EVRC. Это обеспечивает более низкие средние скорости передачи данных (ADR) по сравнению с EVRC для данного качества голоса. Новые кодеки 4GV, используемые в CDMA2000, основаны на EVRC-B. 4GV разработан, чтобы позволить поставщикам услуг динамически определять приоритеты пропускной способности голосовой связи в своей сети по мере необходимости.

В Улучшенный кодек с переменной скоростью (EVRC) - это речевой кодек, используемый для сотовой телефонии в системах cdma2000. EVRC предоставляет отличные[нужна цитата ] качество речи с использованием кодирования с переменной скоростью с 3 возможными скоростями: 8,55, 4,0 и 0,8 кбит / с. Тем не менее Качество обслуживания (QoS) в системах cdma2000 может значительно выиграть от кодека, который позволяет найти компромисс между качеством голоса и пропускной способностью сети, чего нельзя эффективно достичь с помощью EVRC.

Оптимизация сети

Оптимизация Ec / Io

Требуется более высокое комбинированное Ec / Io, более низкий канал трафика Ec / Io и сохраняется большая мощность BTS.Ec / Io представляет собой обозначение, используемое для представления безразмерного отношения средней мощности канала, обычно пилотного канала, к полной мощности сигнала. Выражается в дБ.

Дисбаланс прямой и обратной линии связи

Есть некоторые удаленные места, куда проникает сигнал BTS, но обратная линия связи мобильной связи не может вернуться к базовой станции. Решение похоже на уменьшение высоты антенны базовой станции, ее наклон вниз, выбор меньшего усиления и т. Д.

Чрезмерные области мягкой передачи обслуживания

Есть районы с большим количеством мягкая передача чем необходимо. Параметры передачи обслуживания должны быть уменьшены для экономии мощности базовой станции. Установите более высокие значения T_ADD и T_DROP и убедитесь, что покрытие сектора не должно быть слишком высоким или слишком низким.

Неправильные настройки параметров RF

Для лучшего качества уменьшите FPCH (Прямой пилотный канал) и FER (частота ошибок кадра) до 1%, а для увеличения пропускной способности высоконагруженных сайтов увеличьте значения этих параметров до более чем 3%.

Используйте повторители для малоиспользуемых секторов

Некоторые сайты имеют очень низкую загрузку, и из-за проблем с покрытием требуется новый сайт в близлежащих районах. Вместо нового сайта Сотовый ретранслятор могут быть эффективно использованы для предоставления решений для покрытия.

Смотрите также

Рекомендации