CDMA直放站工程技术应用目 录第一章 CDMA系统概论第二章 CDMA直放站工程技术参数第三章 CDMA直放站工程验收标准第四章 CDMA直放站常见故障分析第一章 CDMA系统概论
1.1 移动通信系统中的多址方式
· 单个用户 /频道 · 8个用户 /较宽频带
· 多个用户 /宽带频道频分多址( FDMA)
在频分多址系统中,把可以使用的总频段划分为若干占用较小带宽的频道,这些频道在频域上互不重叠,每个频道就是一个通信信道,分配给一个用户。
BS
MS
1
MS
2
MS
k
f
1
f
2
f
k
F
1
F
2
F
k
.
.
.
时分多址( TDMA)
在时分多址系统中,把时间分成周期性的帧,每一帧再分割成若干时隙(无论帧或时隙都是互不重叠的),每一个时隙就是一个通信信道,分配给一个用户。
BS
MS
1
MS
2
MS
k
.
.
.
.
.
.
帧 时隙码分多址( CDMA)
CDMA通信系统不同用户传输信息是用各自不同的编码序列来区分。
从频域或时域来观察多个 CDMA信号是互相重叠的。接收机用相关器可以在多个 CDMA信号中选出使用预定码型的信号。
BS
MS
1
MS
2
MS
k
c
1
c
2
c
k
C
1
C
2
C
k
.
.
.
码分多址的比喻
Buon Giorno 你好吗
Good MorningO-Hi-Yo
1.2 我国 CDMA系统的频段
1.3 CDMA系统的特点
1.3.1 低功率
1.3.2 大容量
1.3.3 所有基站使用相同频率
1.3.4 通话质量好
1.3.5 保密性能高
C D M A 上行 C D M A 下行
825 835
联通C D M A
870 880
联通C D M A
G S M 上行
890 909 915
移动G S M 联通G S M
G S M 下行移动G S M 联通G S M
935 954 960
我国C D M A 工作频段
MHz
1.3.1 低功率由于采用了更精确的功率控制技术,使得手机发射功率更低。
最大发射功率是 GSM900的 1/10,是 GSM1800的 1/5。
1.3.2 大容量
◆ 软容量,用户数和服务级别之间有着灵活的关系。
例如运营商可在话务量高峰期将误帧率稍微提高,便可增加可用信道数。
◆ 小区呼吸功能:各小区的覆盖功能是动态的,当相邻两小区负荷一轻一重时,负荷重的小区通过减小导频发射功率,使本小区的边缘用户由于导频强度不足,切换到邻小区。使负荷分担,即相当于增加了容量。
◆ CDMA数字蜂窝系统容量的计算:
Npole= Gp/[VAF*(1+Beta)*(Eb/No)]+1
其中,Npole为反向链路单载频单扇区极限用户数量 ;
Gp为处理增益,即 W/R; 在本计算中 W=1.2288MHz,R=9600bit,
VAF为语音激活系数,常取 0.4
Beta为其它扇区对本扇区的干扰因子,此值通过计算机仿真得出,
全向 =0.6; 扇区型 =0.85
Eb/No为能噪比,是决定基站反向容量的主要因素;是指一个基站为了实现良好话音质量和误帧率 (FER),而采用的平均 Eb/No,常取 5.01。
根据上述取值的极限容量为:全向 41channels 扇区型 35channels/sector
建议负荷 57%; 可得反向链路容量,全向 23channels,20channels/sector。
1.3.3 所有基站使用相同频率是一个自干扰系统自干扰系统
Ec of Base Station 1
Total Power Received from BS 1 Pilot
Channel,Shaded Yellow in Diagram.
Ec/Io of Base Station 1
Total Power from BS 1 Pilot
Total Power in 1.23 MHz Band=
BS 1 Walsh 0 (Pilot)
BS 2 Walsh 0 Pilot
1.23 MHz wide
frequency channel
for CDMA
BS 1 Walsh 1-63
BS 2 Walsh 1-63
..
.
Io
Noise +Broadband
Ext Interference
第 二章 CDMA直放站工程技术参数一、各种 CDMA手机工程模式的启用方式
1、三星 X199,Menu 8 * 123580 OK
2,普天 SCP-600,在开机后 5秒内输入 #020202*激活工程模式 按,F891进入工程模式
3、海信,在开机后 5秒内输入 *464689#199
4、摩托 V730,V680,*# 三次录音键 两次 OK 退出
5,大显 510X,##81900002 END
6,京瓷 KZ-820,#2248502# 000000
7,高科 SC9988,##27732726 END选择 debug
8,波导 C58,##1111END
二,CDMA各种技术参数
1、频率中国目前窄带 CDMA共有 10M带宽,上行,825-835MHz
下行,870-880MHz 每载波带宽 1.23M,共有 7个载频。
目前 CDMA-IS95用的是第 7号载频,信道号是 283,中心频率为:
833.49/878.49MHz,CDMA1X增加了第二个载频,
一般地区为第 5号载频,信道号是 201,中心频率为,831.03/876.03MHz。
上行中心频率 =825MHz+0.03MHz*信道号下行中心频率 =870MHz+0.03MHz*信道号其中 0.03MHz为模拟制式载频带宽。
CDMA每载频之间间隔 41* 0.03MHz=1.23MHz即 CDMA的单载波带宽。
2,PN码及规划
CDMA系统中用 PN码来区分各基站小区,类似于 GSM中的 CID。
每个 CDMA基站小区不断的发射一个长度为 215的导频 PN序列,共有
215/64=512个 PN码可用。由于相近的 PN码容易造成 PN混乱,因此从 512个
PN中抽取一部分来用,如果每 4个抽一个,那么 4就叫做 PN增量因子,这样所被利用的 PN码就是,4,8,12,16…… 508。
由于相邻基站小区所用 PN码不能重复,所以必须对 PN码进行规划。
多数厂家这样来规划:尽量使基站三个扇区的 PN码相差一样且最大。例如某基站 CellA的 PN为,4,CellB就为 172,CellC就为 340。不管 PN增量因子是多少,每个基站相邻小区之间的 PN码都相差 168。也有个别厂家每个基站相邻小区之间的 PN码都相差 4。这样我们完全可以根据所接收到信号的 PN码来确定是否是一个基站的信号或是第几扇区的信号,给工程设计带来很大方便。
3、信号接收强度指示 RSSI
RSSI类似于 GSM中的 RX,RX是某一个 BCCH上的信号接收场强,而
CDMA共用一个频率,因此把 RSSI定义为在某一个频率上收到的信号场强,包括有用导频在内的所有信号的场强。
RX是某一个 PN上的接收功率 。 RX是基站在开环功率控制时的主要参数,
也是我们计算路径损耗的主要参数。
例 1:手机在接入时的初始发射功率为,TX=-(Ec +73)。
也就是说,如果手机在刚刚发射信号的时候主导 PN的 Ec是
-73dBm时,它的初始发射功率就为 0dBm。 然后基站再根据接收到的实际强度进一步调整手机的发射功率。
例:基站的导频输出功率为 PPilot=35dBm,用频谱仪接收到的信号强度为 RSSI=-50dBm,手机测得信号的 Ec/Io为 -5,则路径损耗 = PPilot- Ec
=PPilot- (RSSI+ Ec/Io)=35-(-50-5)=90dB。
4,Eb/N0,Ec/Io
Eb/N0是每个 bit上的能量与干扰功率谱密度的比值。
Ec/Io是每个 Chip上的能量与干扰功率谱密度的比值。也可以定义为是导频功率与载频带宽内总的信号功率的比值,也叫做导频强度。是衡量导频是否被激活以及小区之间切换的参数。
例如:手机的测试窗口显示如下
PN255 D072
255/08A 057/12A
270/16N 393/23N
438/26N 300/31N
那么,PN255的 Ec = Io +Ec/Io=-72+(-8)=-80dBm
PN057的 Ec = Io +Ec/Io=-72+(-12)=-84dBm。
5、发射功率 Tx
大家都知道手机为了使信号到达基站并能够被接收机识别,必须保证一定的发射功率,但是发射功率太大了也不行。 CDMA系统中手机的发射功率是受到严格控制的,这是因为整个系统共用一个频率,必须保证一个小区内所有手机到达基站接收机的信号电平都一样才不至于对其他用户产生干扰,从而使系统达到最大容量。
那么 CDMA手机的发射功率是由什么决定的呢?
无论 G网还是 C网归一化信燥比通常取 5~ 7dB,也就是说每 Bit的能量要高出噪声功率谱密度 5~ 7dB才能被解调。对于,信噪比,由于 CDMA系统中具有一个 21dB的处理增益,使得 CDMA的有导频信号强度可以低于干扰信号强度低 21dB-7dB=14dB时也能被解调。例如:某时刻某基站只有一个手机 MS1通话时的基底噪声电平为 -110dBm,那么手机到达基站的信号电平就为 -110-14=-124dBm。 如果从手机到达基站接收机的总的路径损耗为 100dB,那么手机的发射功率就为,-124+100=-24dBm。
当有多个手机同时通话时,假如基站的噪声电平增加了 1dB,那么 MS1在相同的路径损耗情况下的发射功率为 -23 dBm才能保证正常通话。
7、误帧率 FER
误帧率分前向误帧率 FFER和反向误帧率 RFER。
基站根据反向误帧率决定是否给用户增加前向业务信道功率。
基站根据反向误帧率决定是否让手机增加发射功率。
反向误帧率我们是看不到的,我们在手机上看到的是前向误帧率。 FFER
在以下情况下会出现:
1)、接收信号很弱时。
2),导频污染的时候。
3)、在小区间切换时。
4)、在切换区域内无法切换时。
前三种情况误帧率很小,后一种情况误帧率很大。
第三章 CDMA直放站工程验收标准覆盖指标验收标准
1,信号接收场强 RSSI,Ec,Ec/Io
RSSI定义为在 1.23M内的功率普密度积分,由于基站的发射功率随着用户的数量而变化,因此在同样的环境 中测试在不同时刻其测得的
RSSI是不同的 。
Ec为导频信号功率 。 导频功率一旦在基站总功率的比率确定 ( 一般为 10% ~ 20% ),则在同样的环境中测试在不同时刻其测得的 Ec是不变的 。
Ec/Io为导频功率与 RSSI的比值 Ec/Io(dB) = Ec-RSSI
因此评估覆盖指标应以 Ec为准,RSSI 作为参考指标,
一,覆盖指标验收标准
1,信号接收场强 RSSI,Ec,Ec/Io
室外覆盖:市区 Ec>-85dBm,Ec/Io>-12dB ; 郊区由于有信号盲区存在一般要求 Ec>- 90dBm,Ec/Io>-12dB 。
室内覆盖,一般区域 Ec>-85dBm,电梯 Ec>-90dBm,Ec/Io>-12dB 。
2,发射功率 Tx
小于 +15dBm。
3,能噪比 Ec/Io
覆盖范围内激活导频要大于 -12dB,越大越好 。
临近导频要小于 -15,越小越好 。
即尽量保证一个激活导频集 。
4,误帧率 FFER
95% 的覆盖区域小于 3%。
二,输出功率余量计算由于 CDMA是一个具有呼吸效应的系统,基站的输出功率是随用户的增加而增加的,因此在直放站开通时要留一定的余量。直放站的输出功率和 Ec/Io是随基站的增加而增加的,因此 Ec与最大输出功率的差值和基站应该相同。
假设基站的最大输出功率为 20瓦,直放站最大输出功率 10瓦,导频信道占总功率 15%,寻呼信道占总功率 5%,同步信道占总功率 2%。求:
1、基站导频输出功率 Ec为多少? (答案,34.8dBm)
2、基站空闲时的输出功率为多少? (答案,36.4dBm)
3、如何调试直放站最大输出功率? (答案:应调试直放站输出 Ec功率为,31.8dBm)。
一、直放站输出信号弱
1、无输入信号或接收信号很弱
2、下行衰减过大
3、频谱仪故障或接线、接头有问题
4、机器内部连线松动
5、下行功放损坏第四章 CDMA直放站故障现象分析二、手机发射功率高
1、信源小区本身反向噪声很高
2、覆盖区域场强弱
3、覆盖区域 Ec/Io小
4、直放站上行增益设定比正常值小三、无法接入或接入时间过长
1、上行增益不足
2、系统搜索窗开的过大
3、信源小区搜索窗不够大
4、上行光路断或损耗过大四、基站反向噪声高
1、基站本身反向噪声高。
可以通过关掉直放站来观察。
2、基站周围有强干扰
3、直放站上行增益设置比正常大
4、直放站上行低噪放坏
5、直放站上行选频模块坏
6、基站所带直放站过多
7、基站话务量超负荷五、直放站和周围小区不切换
1、由于搜索窗不够宽造成,光纤直放站居多。
2、相邻小区没有切换关系,移频直放站居多
Q&A