第三章CDMA的原理与应用（2）

基于 $W-CDMA$完全可以满足 $UMTS/IMT-2000$的需求。

1空中接口

1.1概述

WCDMA在无线接口上有三种信道：物理信道，传输信道和逻辑信道

• WCDMA空中接口的主要参数
  • 码片速率：3.84Mchip/s
  • 扩频系数：256到4可变（上行），调制符号速率变化范围：960ksymbol/s到15ksymbol/s,512到4可变（下行），调制符号速率变化范围960ksymbol/s到7.5ksymbol/s
  • 工作频带
  • 信道安排：标称信道间隔为5MHz，中心频率必须是200khz的整数倍
  • 无线帧：帧长10ms,分为15个时隙，每时隙2560chip

1.2物理信道结构

一个无线帧（10ms）由15个时隙组成，其长度为38400chip，一个时隙长度为2560chip。

1.2.1上行物理信道结构

专用上行物理数据信道：DPDCH，专用上行物理控制信道DPCCH，他们是在一个时隙内并行传输的。

如何并行传输呢？其将两种数据分别放在I路和Q路，然后传输

1.2.2下行物理信道结构

数据是放在一起传输的，如下图所示

数据速率可以用以下方法求得： $SF=512/2^k\rightarrow k=3,Rate=\frac{10\times 2^3\times 15}{10}=120kbps$

• 当总比特速率超过一个下行物理信道最大比特速率时，可采用多码传输
• 发送已知信号做信道估计
  
• 也分为 $I,Q$两路传输，可以提高传输速率
  

2自适应CDMA

2.1传统功率控制

我们知道功率会随着距离的增加而减小，为了避免出现基站接收距它较近的用户的功率大，距它较远的用户功率小的情况发生，我们会使离基站较近的用户以较小的功率发送，离基站较远的用户以较大的功率发送，使得到达基站的功率一致，这就是传统的功率控制了。

但是其有着一定缺点。

• 发送功率： $P_i=P_r/h_i$
• 增加对其他小区的干扰
• 减小容量
• 减弱连续干扰消除和MUD的性能。

2.2自适应功率控制

• 目标：满足Qos需求而且传输功率最小化
• 取决于扩展频带宽度，需要的数据速率和SIR

2.2.1功率控制原则

推导过程简单但比较繁琐，就不详细推导了，下面写出结论
$\sqrt{\gamma_1\gamma_2}<W$,在 $\gamma_1=\gamma_2=\gamma$和 $n_1=n_2=n$的情况下
$S_j\geq \frac{\gamma^2n+W\gamma n}{W^2-\gamma^2}=\frac{\gamma n}{W-\gamma},\gamma<W,j=1,2,...$

2.2.2例子

例一：当M=2时：
分析结果：

• 业务需求量的上限是扩展带宽 $W,$即 $\sqrt{\gamma_1\gamma_2}<W$。
• 业务量需求越接近带宽，传输功率也就越大，当 $\sqrt{\gamma_1\gamma_2}\rightarrow W$时， $S_j\rightarrow \infty$
• 由于 $\sqrt{\gamma_1\gamma_2}<（\gamma_1+\gamma_2)/2$,均匀到达的业务流将是系统达到最小的容量，均匀业务流是算法收敛的充分条件
  
  例二：业务需求的上界

1. 如果 $\sum_{i=1}^M\gamma_i<\frac{MW}{M-1}$,则接入（相等的时候最小的界，比他还小肯定可以接入）
2. 如果 $(\prod_{j=1}^M\gamma_j)^{1/M}\geq \frac{\eta W}{1-\eta}$,拒绝（上界）
3. 如果介于两者之间，可以接入较轻的呼叫。