第三章CDMA的原理與應用（2）

基於$W-CDMA$完全可以滿足$UMTS/IMT-2000$的需求。

1空中接口

1.1概述

WCDMA在無線接口上有三種信道：物理信道，傳輸信道和邏輯信道

• WCDMA空中接口的主要參數
  • 碼片速率：3.84Mchip/s
  • 擴頻係數：256到4可變（上行），調製符號速率變化範圍：960ksymbol/s到15ksymbol/s,512到4可變（下行），調製符號速率變化範圍960ksymbol/s到7.5ksymbol/s
  • 工作頻帶
  • 信道安排：標稱信道間隔爲5MHz，中心頻率必須是200khz的整數倍
  • 無線幀：幀長10ms,分爲15個時隙，每時隙2560chip

1.2物理信道結構

一個無線幀（10ms）由15個時隙組成，其長度爲38400chip，一個時隙長度爲2560chip。

1.2.1上行物理信道結構

專用上行物理數據信道：DPDCH，專用上行物理控制信道DPCCH，他們是在一個時隙內並行傳輸的。

如何並行傳輸呢？其將兩種數據分別放在I路和Q路，然後傳輸

1.2.2下行物理信道結構

數據是放在一起傳輸的，如下圖所示

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

• 當總比特速率超過一個下行物理信道最大比特速率時，可採用多碼傳輸
• 發送已知信號做信道估計
  
• 也分爲$I,Q$兩路傳輸，可以提高傳輸速率
  

2自適應CDMA

2.1傳統功率控制

我們知道功率會隨着距離的增加而減小，爲了避免出現基站接收距它較近的用戶的功率大，距它較遠的用戶功率小的情況發生，我們會使離基站較近的用戶以較小的功率發送，離基站較遠的用戶以較大的功率發送，使得到達基站的功率一致，這就是傳統的功率控制了。

但是其有着一定缺點。

• 發送功率：$P_i=P_r/h_i$
• 增加對其他小區的干擾
• 減小容量
• 減弱連續干擾消除和MUD的性能。

2.2自適應功率控制

• 目標：滿足Qos需求而且傳輸功率最小化
• 取決於擴展頻帶寬度，需要的數據速率和SIR

2.2.1功率控制原則

推導過程簡單但比較繁瑣，就不詳細推導了，下面寫出結論
$\sqrt{\gamma_1\gamma_2}<W$,在$\gamma_1=\gamma_2=\gamma$和$n_1=n_2=n$的情況下
$S_j\geq \frac{\gamma^2n+W\gamma n}{W^2-\gamma^2}=\frac{\gamma n}{W-\gamma},\gamma<W,j=1,2,...$

2.2.2例子

例一：當M=2時：
分析結果：

• 業務需求量的上限是擴展帶寬$W,$即$\sqrt{\gamma_1\gamma_2}<W$。
• 業務量需求越接近帶寬，傳輸功率也就越大，當$\sqrt{\gamma_1\gamma_2}\rightarrow W$時，$S_j\rightarrow \infty$
• 由於$\sqrt{\gamma_1\gamma_2}<（\gamma_1+\gamma_2)/2$,均勻到達的業務流將是系統達到最小的容量，均勻業務流是算法收斂的充分條件
  
  例二：業務需求的上界

1. 如果$\sum_{i=1}^M\gamma_i<\frac{MW}{M-1}$,則接入（相等的時候最小的界，比他還小肯定可以接入）
2. 如果$(\prod_{j=1}^M\gamma_j)^{1/M}\geq \frac{\eta W}{1-\eta}$,拒絕（上界）
3. 如果介於兩者之間，可以接入較輕的呼叫。