《CDMA无线网络-PN算法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CDMA无线网络-PN算法（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、PN 规划算法摘要：本文主要介绍了 PN 规划的原理，并结合现网 PN 规划的要求提出了相应的 PN 规划的算法。关键词：PN 规划，邻区，复用距离，码片1.前言CDMA 系统是采用比值为 1 的频率复用方式，通过导频的不同相位来区分不同的基站（或者扇区） ，即在上下行链路上的每一个逻辑信道与相同的配置给特殊基站（或者扇区）的码序列相乘。这样避免了 GSM 系统那样复杂的频率规划，但是却可能由于传播时延（邻 PN-Offset 干扰）和导频偏置复用距离不够（同 PN-Offset 干扰） ，使得一些非相关的导频信号看起来一样。邻近的 PN-Offset 干扰是影响宏小区基站覆盖的主要因素，而相
2、同PN-Offset 干扰是影响微小区基站覆盖的主要因素。因此，PN 码序列偏置规划是 CDMA 系统特有的问题。2.基础理论2.1 相同的 PN 码序列偏置2.1.1 保证非理想指峰不出现在激活集搜索窗中假设两个基站正在使用相同的 PN 码序列（即有相同 PN 偏置的 PN 码序列） ，那么这两个基站之间所必须的最小距离是多少呢？图 2.1 显示了这种情况。X 个码片 Y 个码片基站移动台PN1=PN2图 2.1 有相同 PN 偏置码序列的 PN 偏置规划所显示的情况在图 2.1 中，移动台位于蜂窝 2 的边缘，并且基站 2 为这个移动台服务。在移动台和基站 2 之间的距离而造成的传输时延是
3、 Y 个码片。而在移动台和基站 1 之间的距离而造成的传输时延是 X 个码片。基站 1 是由 PN 码序列 1 定义的，而基站 2 是由 PN 码序列 2 定义的。在这个说明中，PN 码序列有相同的 PILOT_PN，或者是相同的 PN 偏置。图 2.2 显示了时域中的 PN 码序列。X发射 PN1接收 PN1Y发射 PN2接收 PN2SRCH_WIN_AW/2图 2.2 在时域中的 PN 码序列，对图 2.1 中情况的相应说明当不同的基站发射 PN 码序列（PN1）和 PN 码序列（PN2 ）时，当它们被排列成一行。但是，在被移动台接收之前，PN 码序列 1 延迟了 X 个码片，而 PN 码
4、序列延迟了 Y 个码片。移动台使用搜索窗口 SRCH_WIN_A 来截获和接收经历了传输延迟的导频信号。注意SRCH_WIN_A 是始终在最早到达导频的中央。当前移动台正在由基站 2 服务。如图 2.2 所示，假如接收到的 PN 码序列 1 落入了移动台的 SRCH_WIN_A 之中，被移动台截获的信号而成为 PN 码序列 2 的一个多径分量。然后移动台将在 SRCH_WIN_A 之中解调两个导频信号并且对它们进行组合尝试。结果由于这两个信号没有相同的信息内容就出现了干扰。在这种情况下，PN 码序列 1 被认为是 PN码序列 2 的别名干扰（即移动台错误的认为接收到的 PN 码序列 1 是 P
5、N 码序列 2 的多径分量） 。为了避免 PN 码序列的别名干扰，延迟 X 对于 PN1 必须足够的大以落到SRCH_WIN_A 的外面。换句话讲，X 必须大于 Y 与 W/2 之和，其中 W 是以码片为单位的SRCH_WIN_A 的大小。所以避免 PN 偏置别名干扰的必要条件是：XY+W/2 （2.1）假如我们将 Y 当做蜂窝 2 的覆盖半径 R（以码片为单位） ，则我们能够利用（2.1）式得：X-YW/2X-Y+(X+Y)W/2+(X+Y)或者DW/2+(X+Y)-X+YDW/2+2R由于一个码片相应的距离为 244m，在使用相同 PN 偏置的两个基站之间物理距离的条件为：d244(W/2
6、+2R)=122W+2r其中 d 是以 m 为单位，r 是基站 2 的覆盖半径，以 m 为单位，W 是 SRCH_WIN_A 的大小，以码片为单位。注意在时域中的分离不是避免 PN 偏置别名干扰的唯一办法。我们也能够使用接收到的导频强度来分离具有相同 PN 偏置的两个导频。假如在基站 1 和移动台之间的路径损耗足够的大，则 PN1 在到达移动台之前将经历衰减。因此，即使 PN1 落入了 SRCH_WIN_A之中，PN1 只有非常低的导频强度，而导致移动台对于这个码序列没有解调能力。2.1.2 避免在相邻搜索窗中无法区别具有相同偏置的扇区D 表示小区 1、3 间距（以码片为单位） ；d 表示小区
7、 3（或小区 1）与小区 2 之间的距离；表示 i 基站半径；ir表示 i 基站导频相位偏置；i表示 i 基站到移动台时延；i表示 i 基站激活集搜索窗单边宽度；Ais表示基站 2 的邻近组搜索窗与剩余组搜索窗中的较大值；2表示路径损耗指数；表示 i 基站的导频信号的发射功率。iPd3d1 d2a brD21 D23 扇区小区 1 小区 2 小区 331D图 2.3 三扇区满足该准则的模型为了保证小区 2 能独立判别移动台送来的导频信号，小区 1、3 至多有 1 个位于小区 2的移动台的监听距离内，因此，如果该移动台运动到小区 2 的另一位置时，判别关系也不应改变。如满足下式可达到上面的要求：
8、 213or S即使 取最小值时该式也必须满足，此时移动台位于小区 2 的边缘，且与小区213or 2、3（或 1）有直达路径。 ， ，上式变为小区 1、3 中至少有一个到小区2r 23rd2 的距离 d 应大于 chipsSr2当小区 1、3 的距离满足下式，则这一条件可以保证。 （考虑 3 基站直线排列的最坏情况）（2.2）224)(srsrD式（2.2）是一充分条件，可确保小区 1、3 离小区 2 至少为 。对于相同chipsSr2面积小区，相邻搜索窗大于剩余组搜索窗和活动组搜索窗的典型情况，式（2.2）比式（2.1）的约束更严。也即复用距离满足：（2.3）NsrD4当窗宽极大时（例如
9、） ，采用导频功率表述该准则。为防止无法分辨，干扰信rsN号应低于检测门限。即：或 （2.4）dTLP21d23其中 是检测导频载干比 的门限。dTocIE令 表示基站到移动台的净损耗（包括阴影衰落和天线增益） ，则iLii baribarii eddL10/其中 表示 i 基站到移动台的距离， 、a=b=1/ 、 表示移动台和基id/ln2i、站 i 的阴影衰落，服从对数正态分布。在上述表达式中，假设移动台在小区 2 中位置如图 2.3 所示，则图 2.3 中的最差情况为：若移动台位于 a 点：则（2.5） 12121 2211221LP 12xTPrDTerDPTLTd dbdd此处 12
10、bex为找到满足上式最差情况下的 D 值，我们需要知道该不等式右边的最大值。因 x 服从对数正态分布，是无界的。退而求其次，取常数 使之满足：90x（2.6）.Pr该式表示在 90%的时间内 x 小于 ，我们可将 作为最差情况值。这里的9090x， 是阴影衰落的标准差。29.10x式（2.5）变为（2.7）1902121xTPrDd对于小区面积相同的系统，导频发射功率是相等的。因此式（2.7）可进一步简化为（2.8）19021xTrd同理，可计算得到（2.9）19023xTGrDdfb若移动台位于 b 点：or （2.10）19021xTrd 19023xTrdfb由式（2.8） 、式（2.9
11、） 、式（2.10）说明复用距离满足下式： 1901231 xTGrDdfb2.2 邻近的 PN 码序列偏置假如两个基站正在使用邻近的 PN 序列，即由（PILOT_INC64）码片分离的 PN 码序列，什么是没有 PN 偏置别名干扰的必要条件呢？图 2.4 显示了这种情况。 基站 1 基站 2X 个码片 Y 个码片基站移动台PN1PN2图 2.4 有邻近 PN 偏置码序列的 PN 偏置规划所显示的情况图 2.4 显示了时域中的 PN 码序列。如图 2.4 所示，当 PN 码序列 1（PN1）和 PN 码序列 2（PN2）分别由它们的基站发射时没有排列成一行；而是在两个序列之间存在一个码片的相
12、移。在被移动台接收之前，PN码序列 1 延迟了 X 个码片，而 PN 码序列 2 延迟了 Y 个码片。由于基站 2 是为移动台服务的，通常 SRCH_WIN_A 会集中接收 PN 码序列 2（假设这个导频分量是最早到达的多径分量） 。如图 2.4 所示，假如所接收的 PN 码序列 1 没有落入移动台的 SRCH_WIN_A 中，则信号将被移动台作为 PN 码序列 2 的多径分量。由于 PN 码序列 1 别名干扰表面上是在 PN 码序列 2 之前到达的，移动台应该将它的 SRCH_WIN_A移位以对准 PN 码序列 1 并且试图解调以及合并这两个信号。结果就是造成了别名干扰，而且常常会丢掉一个呼
13、叫。I发射 PN1接收 PN1XY发射 PN2接收 PN2SRCH_WIN_AW/2图 2.5 在时域中的 PN 码序列，对图 2.4 中情况的对应说明图 2.4 显示了为了避免 PN 偏置的别名干扰，需要采取的下列措施：X=N PN4i=1;M=-1;?PN3M=-1;i+;PN5图 3.1 PN 规划算法总的流程图3.2.2 计算基站的覆盖半径 BTSjR 2图 3.2 计算基站的覆盖半径1. 由于目前没有电子地图格式，无法进行电子地图的读取，该步骤可在以后实现；2. 最大路径损耗的计算方法为：=（-1）*（137.77+该基站的最大天线增益(dBi)-基站天馈损耗）maxL此处的 132
14、.77 是参考目前部门使用的链路预算表。3. 覆盖半径的计算方法)()( )()()()()(1052431max10 101051002max efcluterdef clutermeffHLogKKLdog KdLogHKL 将计算得到的 乘以该基站的覆盖半径裕量值，就得到基站的覆盖半径。注意这里 d 的单m位是米。公式中 的计算均跟电子地图有关系，具体计算方法可参见接收cluterdefLH、 功率预测算法 1.0 。由于目前还不能读取电子地图，因此将以上三项进行简化：天线挂高；ef均为 0；cluterdKL、将计算得到的各基站半径保存起来。4. 路径损耗的计算方法就是计算半径的逆运算，将计算得到的各点的路径值保存起来。5. 接收功率的计算方法 msBSbtr
