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1、无线网络优优化技能能考评培培训教材材第一部分基基础知识识目录录第1章 技术原理1.1 技术的发展展移动通信系系指通信信双方或或至少一一方是处处于移动动中进行行信息交交流的通通信。20年代代开始在在军事及及某些特特殊领域域使用，40年代才逐步向民用扩展，最近十年间才是移动通信真正迅猛发展的时期，而且由于其许多的优点，前景十分广阔。第一代：119800年出现，为为模拟话话音通信信系统，如如、等系统统。第二代：119800年末出现现，传递递话音和和低速数数据，为为窄带数数字通信信系统，如如、（95）等等。第二代半：19996年出现，用用于解决决中速数数据传递递的数字字通信系系统，如如、95BB等第三
2、代：用用于传递递高速数数据，以以支持多多媒体应应用，如如、20000、等。1.1.1 主要移动通通信系统统介绍l先进的移动动电话系系统（），使用模模拟蜂窝窝传输的的8000频带。在北美美、南美美和部分分环太平平洋国家家广泛使使用。l全接入通信信系统（），使用900频带。有两种版本的：（欧洲）和（日本），英国、日本和部分亚洲国家广泛使用该标准。l全球移动通通信系统统（），使用9000频带带，使用用一八000频带带的叫 一八000。发源于于欧洲，它它是作为为全球数数字蜂窝窝通信的的标准而而设计的的。支持644的数据据，可与与互连采用用双工方方式，多多址方式式，每载载频支持持8信道，使使用2000的
3、带带宽。l 54北美数字蜂蜂窝（554）标标准，使用8000频带带，也叫。54在两两种北美美数字蜂蜂窝标准准中，是是较早推推出的一一种，它它指定使使用。l 95北美数字蜂蜂窝（995）标标准，使用8000频带带或1.9频带。95指定定使用，成为美美国网的的首选技技术。目前544的许许可证持持有者使使用。是95品牌牌名称，20000无线线通信标标准也是是以955为基础础演变的。1.1.2 第三代移动动通信系系统简介介第三代移动动通信系系统能提提供多种种类型、高高质量的的多媒体体业务，能能实现全全球无缝缝覆盖，具具有全球球漫游能能力，可可与固定定网络相相兼容，小小型便携携式终端端在任何何时候、任任
4、何地点点可以进行行任何种种类的通通信。由于其其诸多的的优点，吸吸引了全全世界各各个运营营商、生生产厂家家与广大大用户。1. 2000的的历史第三代移动动通信系系统最早早由国际际电信联联盟（）19885年提提出，曾曾被称为为未来公公众陆地地移动通通信系统统（），后来考考虑到该该系统将将于20000年年左右进进入商用用市场，并并且其工工作的频频段在220000，故于于19996年正正式更名名为20000（20000）。2. 第三代移动动通信系系统的目目标（1）能实实现全球球漫游：用户可可以在整整个系统统甚至全全球范围围内漫游游，且可可以在不不同速率率、不同同的运动动状态下下获得有有质量保保证的服服
5、务；（2）能提提供多种种业务：提供话话音、可可变速率率的数据据、视频频通话业业务，特特别是多多媒体业业务；（3）能适适应多种种环境：可以综综合现有有的公众众电话交交换网（）、综合业务数字网、无绳系统、地面移动通信系统、卫星通信系统等多种系统，提供无缝隙的覆盖；（4）足够够的系统统容量，强强大的多多种用户户管理能能力，高高BaooMi性性能和服服务质量量。为实现上述述目标，对其无无线传输输技术（：）提出了以下要求；（1）高速速传输以以支持多多媒体任任务室内环环境至少少2；室内外外步行环环境至少少3844；室外车车辆运动动中至少少1444；卫星移移动环境境至少99.6；（2）传输输速率能能够按需需
6、分配；（3）上下下行链路路能适应应不对称称需求。第三代移动动通信系系统的引引入是一个渐渐变演进进的过程程，并充充分考虑虑向下兼兼容的原原则。通信业业务方面面，将以以第二代代出现的的各种业业务为基基础，逐步引引入宽带带及多媒媒体业务务；通信信技术方方面，网网络技术术和设施施将与有有线网的的智能化化、宽带带化结合合在一起起，通过过一种演演变的过过程进入入第三代代，而无无线传输输技术将将经历一一场革命命，为第第三代移移动通信信新业务务的提供供奠定基基础。3. 第三代移动动通信的的标准化化的制定定第三代移动动通信系系统20000的的标准化化工作是是在国际际电信联联盟的指指导下有有组织有有步骤地地进行的
7、的。目前在在组织中中负责第第三代移移动通信信系统体体制技术术规范制制定的工工作组主主要包括括如下三三个：、.：负责系统统集成无无线部分分，解决决频谱与与法规问问题，协协调无线线传输技技术的评评估活动动。：负责网络络端的标标准化工工作.主要包包括网络络部分、信信令与协协议、编编号与寻寻址、网网管及安安全性等等问题。2000：中间协协调组，负负责协调调工作，使使和之间能能定期进进行交流流，并协协调在制制定20000技技术标准准中出现现的各种种问题。4. 2000标标准的频频率制定定1992年年负责全全球无线线频率管管理和分分配的992大会会根据当当时对未未来陆地地移动通通信需要要频率的的估算，确确
8、定在22周围总总共辟出出2300频带作作为第三三代移动动通信系系统的专专用频率率：一八8520225、21110222000作为20000年年以后的的全球性性移动通通信使用用，其中中卫星通通信使用用的频段段19880220100和21770-222000最迟到到20005年退退出。1995年年大会作作出决议议，对分分配给移移动卫星星业务的的频率又又做了少少量变动动，为第第二大区区增加了了20110-220255和21660-221700频段，且且要求退退出频率率的时间间提前到到20000年。2000将将使用一一八75519975和和2110021160两两段频率率，目前各各国及国国际组织织对移
9、动动通信频频率的划划分也各各不相同同。3G频率划划分如下下图1-1所示示，图1-13G频率率划分5. 目前对3GG的研究究目前对3GG的研究究工作主主要由33和32来承担担。3：是以为为基础，集集合了，等欧洲洲公司以以及日本本的，韩韩国的一一些公司司，共同同研究33G的组组织。32：是以以20000为基基础，集集合了，等美国国公司及及日本的的，韩国国的一些些公司，共共同研究究3G的组组织。6. 3G的技术术2000中中最关键键的是无无线传输输技术（）。为了了确定220000 的关关键技术术，对多多种无线线接入方方案（卫卫星接入入除外）进进行了艰艰难的融融合，以以尽可能能达到形形成统一一的标准准
10、的目的的。但是是，经过过一年多多的研究究之后，发现要想获得不同技术间的完全融合是根本行不通的。因此，1999年11月，8/1在芬兰举行的会议上通过了“2000无线接口技术规范”，最终确定了2000可用的5种技术，这些技术覆盖了欧洲与日本的、美国的2000和中国的。l是欧洲和日日本提出出的宽带带标准，并并且双方方已经达达成一致致，彼此此间差异异很小。其其技术特特点是：频分双双工，可可适应多多种速率率和多种种业务；前向链链路快速速功率控控制、反反向链路路相干解解调；支支持不同同载频间间切换，基基站之间间无须同同步，适适用于高高速环境境。l2000是是北美基基于955系统演演变而来来的。其其技术特特
11、点是：反向链链路相干干接收、前前向链路路发送分分集；基基站之间间由同步步；与995兼容容性好，技技术成熟熟、风险险小，综综合经济济技术性性能好。l是中国第一一次向提提出的拥拥有自主主知识产产权的提提案，它它基于和和同步技技术的标标准。其其技术特特点是：时分双双工（），并并结合了了智能天天线和软软件无线线电等多多种先进进技术。7. 2000标标准演进进2000技技术的完完整演进进过程如如错误！未找到到引用源源。1-2所示示。图1-220000技术术的演进进过程真正在全球球得到广广泛应用用的第一一个标准准是955A，这一标标准支持持8K语音编编码服务务、一三三K语音编编码服务务，其中中一三KK语音
12、编编码服务务质量已已非常接接近有线线电话的的语音质质量。随随着移动动通信对对数据业业务需求求的增长长，19998年年2月，美美国公司司宣布995B标标准用于于基础平平台。995B提提升了系系统性能能，并增增加了用用户移动动通信设设备的数数据流量量，提供对644 数据据业务的的支持。采用95规范的系统统称为。对应20000技术术的演进进过程，各阶段系统的描述如表所示。表1-1系系统演进进系统速率业务阶段（95A，95BB）14.4 ，64 语音/数据据2G2000 1x一五3.66 语音/数据据2.5G2000 1x 2.4 以以上数据3G2000 1x 4 M以上上语音/数据据3G1.2 多址
13、技术多址技术使使众多的的用户共共用公共共的通信信线路。为使信信号多路路化而实实现多址址的方法法基本上上有三种种，它们们分别采采用频率率、时间间或代码码分隔的的多址连连接方式式，即人人们通常常所称的的频分多多址（）、时时分多址址（）和和码分多多址（）三三种接入入方式。0用模型型表示了了这三种种方法简简单的一一个概念念.图1-3三种多多址方式式概念示示意图是以不同的的频率信信道实现现通信的的，是以以不同的的时隙实实现通信信的，是是以不同同的代码码序列实实现通信信的.1.2.1 频分多址频分，有时时也称之之为信道道化，就就是把整整个可分分配的频频谱划分分成许多多单个无无线电信信道（发发射和接接收载频
14、频对），每每个信道道可以传传输一路路话音或或控制信信息。在系统统的控制制下，任任何一个个用户都都可以接接入这些些信道中中的任何何一个。模拟蜂窝系系统是结结构的一一个典型型例子，数数字蜂窝窝系统中中也同样样可以采采用，比比如和系统也采用了了。1.2.2 时分多址时分多址是是在一个个带宽的的无线载载波上，按按时间（或或称为时时隙）划划分为若若干时分分信道，每每一用户户占用一一个时隙隙，只在在这一指指定的时时隙内收收（或发发）信号号，故称称为时分分多址。此多址址方式在在数字蜂蜂窝系统统中采用用，系统统也采用用了此种种方式。是一种较复复杂的结结构，最最简单的的情况是是单路载载频被划划分成许许多不同同的
15、时隙隙，每个个时隙传传输一路路突发式信信息，中关键键部分为为用户部部分，每每一个用用户分配配给一个个时隙（在在呼叫开开始时分分配），用用户与基基站之间间进行同同步通信信，并对对时隙进进行计数数。当自己己的时隙隙到来时时，移动动台就启启动接收收和解调调电路，对对基站发发来的突突发式信信息进行行解码。同样，当当用户要要发送信信息时，首首先将信信息进行行缓存，等等到自己己时隙的的到来.在时隙隙开始后后，再将将信息以以加倍的的速率发发射出去去，然后后又开始始积累下下一次突突发式传传输。的一个变形形是在一一个单频频信道上上进行发发射和接接收，称称之为时时分双工工（）。其最简简单的结结构就是是利用两两个时
16、隙隙，一个个发一个个收。当移动动台发射射时基站站接收、基站发发射时移移动台接接收，交交替进行行。具有结构构的许多多优点：突发式传传输、不不需要天天线的收收发共用用装置等等等。它的主主要优点点是可以以在单一一载频上上实现发发射和接接收，而而不需要要上行和和下行两两个载频频，不需需要频率率切换，因因而可以以降低成成本。的主要要缺点是是满足不不了大规规模系统统的容量量要求。1.2.3 码分多址码分多址是是一种利利用扩频频技术所所形成的的不同的的码序列列实现的的多址方方式，它不像像、那样把把用户的的信息从从频率和和时间上上进行分分离，它它可在一一个信道道上同时时传输多多个用户户的信息息，也就就是说，允
17、允许用户户之间的的相互干干扰。其关键键是信息息在传输输以前要要进行特特殊的编编码，编编码后的的信息混混合后不不会丢失失原来的的信息。有多少少个互为为正交的的码序列列，就可可以有多多少个用用户同时时在一个个载波上上通信。每个发发射机都都有自己己唯一的的代码（伪伪随机码码），同同时接收收机也知知道要接接收的代代码，用用这个代代码作为为信号的的滤波器器，接收收机就能能从所有有其他信信号的背背景中恢恢复成原原来的信信息码（这这个过程程称为解解扩）。按照获得带带宽信号号所采取取的调制制方式分分为直接接序列扩扩频（）、跳跳频（）和和跳时（），如下0所示：图1-4三种扩频频方式概概念示意意图1.3 扩频通信
18、原原理1.3.1 扩频通信基基本概念念所谓扩展频频谱通信信，可定定义如下下：扩频频通信技技术是一一种信息息传输方方式，其其信号所所占有的的频带宽宽度远大大于所传传信息所所必需的的最小带带宽；频频带的展展宽是通通过编码码及调制制的方法法实现的的，与所所传信息息数据无无关；在在接收端端则用相相同的扩扩频码进进行相关关解调来来解扩及及恢复所所传信息息数据。此定义包括括四方面面的内容容：(1) 信号的频谱谱被展宽宽了；(2) 信号频谱的的展宽是是通过扩扩频码序序列调制制的方式式实现的的.我们知知道，在在时间上上有限的的信号，其其频谱是是无限的的.信号的的频带宽宽度与其其持续时时间近似似成反比比，因此此
19、，如果果用很窄窄的脉冲冲序列被被所传的的信息调调制，则则可产生生很宽的的频带信信号.这种很很窄的脉脉冲码序序列，其其码速率率是很高高的，称称为扩频频码序列列；(3) 采用的扩频频码序列列与所传传信息数数据是无无关的，也也就是说说它与一一般的正正弦波信信号一样样，丝毫毫不影响响信息传传输的透透明性，扩扩频码序序列仅仅仅起扩展展信号频频谱的作作用；(4) 在接收端用用相关解解调来解解扩。1.3.2 扩频通信的的基本原原理扩频通信的的基本原原理如图图 1-5所示示：图1-5扩频通通信基本本原理在发端输入入的信息息(比特特率 )先经过过信息调调制形成成数字信信号(符符号率），然然后由扩扩频发生生器产生
20、生的扩频频码序列列去调制制数字信信号以展展宽信号号的频谱谱(码片片率)。展宽后后的信号号调制到到射频发发送出去去，在收收端接收收到的宽宽带射频频信号，变变频至中中频，然然后由本本地产生生的与发发端相同同的扩频频码序列列去解扩扩，最后后经信息息解调，恢恢复成原原始信息息输出。由此可可见，一一般的扩扩频通信信系统都都要进行行三次调调制和相相应的解解调。一次调调制为信信息调制制，二次次调制为为扩频调调制，三三次调制制为射频频调制，以以及相应应的信息息解调，解解扩和射射频解调调.按照扩扩展频谱谱的方式式不同，现现有的扩扩频通信信系统可可分为：直接序序列（）扩扩频，跳跳频（）扩扩频，跳跳时（）扩扩频，线
21、线性调频频（）扩扩频，以以及上述述几种方方式的组组合。1.3.3 扩频通信的的理论基基础在扩频通信信中采用用宽频带带的信号号来传送送信息，主主要是为为了通信信的安全全可靠，这这可用信信息论和和抗干扰扰理论的的基本观观点来解解释。信息论中的的仙农（）公式描述如下：其中 信道道容量（比比特/秒秒）噪声功率信道带宽（赫赫兹）信号功率此公式原意意是说：在给定定信号功功率 SS 和白白噪声功功率 NN 的情情况下，只只要采用用某种编编码系统统，我们们就能以以任意小小的差错错概率，以以接近于于 C 的传输输信息的的速率来来传送信信息。但同时时此公式式也指出出，在保保持信息息传输速速率 CC 不变变的条件件
22、下，我我们可以以用不同同频带宽宽度 WW 和信信噪功率率比 来传输输信息。换句话话说，频频带 WW 和信信噪比 是可以以互换的的。如果增增加频带带宽度，就就可以在在较低的的信噪比比的情况况下用相相同的信信息率以以任意小小的差错错概率来来传输信信息。甚至在在信号被被噪声湮湮没的情情况下，只只要相应应地增加加信号带带宽，也也能保持持可靠的的通信.此公式式指明了了采用扩扩展频谱谱信号进进行通信信的优越越性，即即用扩展展频谱的的方法以以换取信信噪比的的增益。下图 1-66显示出出了扩频频和解扩扩的全过过程图1-6扩频、解解扩原理理图由此，我们们可以看看出，扩扩频通信信具备以以下优点点： 隐蔽性和BBa
23、oMMi性好好 多个用户可可以同时时占用相相同频带带，实现多多址 抗衰落、抗抗多径干干扰 抗干扰能力力强1.4 码序列地址码和扩扩频码的的设计是是码分多多址体制制的关键键技术之之一。具有良良好的相相关特性性和随机机性的地地址码和和扩频码码对码分分多址通通信是非非常重要要的，对系统统的性能能具有决决定的作作用，它直接接关系到到系统的的多址能能力，关系到到抗干扰扰、抗噪噪声、抗抗截获的的能力及及多径保保护和抗抗衰落的的能力，关系到到信息数数据的隐隐蔽和BBaoMMi，关系到到捕获与与同步系系统的实实现。在中需要采采用地址址码来区区分不同同的地址址，其中主主要有以以下四种种不同类类型：(1)用户户地
24、址：用于区区分不同同移动用用户；(2)多速速率(多多媒体)业务地地址：用于多多媒体业业务中区区分不同同速率类类型的业业务；(3)信道道地址：用于区区分每个个小区或或每个扇扇区内的的不同信信道；(4)基站站地址：用于区区分不同同基站或或扇区。其中：(11)、(2)多多用于反反向信道道，以移动动台为主主；(3)、(44)多用用于正向向信道，以基站站为主。1.4.1 码码（又称为为函数）有有着良好好的互相相关和较较好的自自相关特特性，由于在中采采用了正正交码，下面我我们介绍绍码的生生成与性性质。码是正正交扩频频码，根根据函数数集而产产生。函数是是一类取取值介于于1与-1的二二元正交交函数系系。它有多
25、多种等价价定义方方法，最最常用的的是编号号法。函数集集是完备备的非正正弦型正正交函数数集，常常用作用用户的地地址码。正交函数的的产生过过程如下下图1-7所示示图1-7函数产产生过程程码的功能如如下：在20000 1X中，码用用于进行行前向扩扩频，区区分扇区区内前向向码分信信道，反向做做正交调调制。码在前前向信道道中的应应用如图图1-8所示。图1-8中中，码在在中的应应用基站站在相同同频率下下同时发发送几条条信道，一个扇区下的所有手机都将收到包含所有信道的复合信号，并且必须识别需要解调的信道。用码区分这这些前向向信道的的方法是是：每个个扇区有有64个不不同的码码，每个个码是644，每一一个码经经
26、过扩频频后分配配给一条条信道，扩扩频速率率是1.22888。在手机机终端，接接收到的的信号应应与所需需信道的的码相关关。图1-8码前向向信道区区分图基站在相同同频率下下同时发发送几条条信道，一一个扇区区下的所所有手机机都将收收到包含含所有信信道的复复合信号号，并且且必须识识别需要要解调的的信道。用码区分分这些前前向信道道的方法法是：每每个扇区区有644个不同同的码，每每个码是是64，每每一个码码经过扩扩频后分分配给一一条信道道，扩频频速率是是1.22888。在手机机终端，接接收到的的信号应应与所需需信道的的码相关关。前向信道包包括导频频、同步步、寻呼呼、前向向业务信信道等。导频信信道占用用码0
27、，同步步信道占占用码32，寻寻呼信道道占用码码1-77（通常常使用一一条寻呼呼信道码码1），前前向业务务信道可可以自由由使用其其余的码码。1.4.2 短码1. 短码的产生生过程如如下：伪随机序列列(码)具有类类似噪声声序列的的性质，是是一种貌貌似随机机但实际际上有规规律的周周期性二二进制序序列，如果知知道当前前码的状状态和产产生公式式，则可推推出以后后码的状状态。码的生生成过程程原理如如图1-9所示示。图1-9码生成过过程图中输入为为0011，输出为为一个不不断重复复100010111这7位数的的序列。码最初的多多项式是是由模22加算法法产生，其状态态公式由由移位寄寄存器和和异或门门组成，长长
28、度取决决于所用用寄存器器的长度度（长度度为21)，属属于m序列。短码序序列由提提供3227677的一五比特特寄存器器产生（2一五-1），比特0加在序列的最后一位使其成为32768。短码序列与码的速率相同，每26.67毫秒重复一次，这32768 的序列被划分为512种不同的偏移（称为偏移序号），每个偏移为64。每个短码序列的偏移均与同序列其它偏移正交。2. 短码序列具具有以下下特性： 短码序列可可以看作作具有II和Q两种不不同成分分序列的的二维二二进制矢矢量，每每一个的的长度为为327768； 每一个短码码序列均均与它自自身相关关，即与与时间偏偏置为零零的短码码序列相相关； 一个零偏置置短码序序
29、列与它它自身的的任何非非零偏置置的短码码序列正正交。 实际中以664偏移移做为一一个偏移移序号()，即可用用的码是是05111。短码序列主主要特性性如图11-100所示。图1-100短码码序列主主要特性性3. 短码的功能能有：如果同时收收到两个个基站的的信号，每每个基站站都发送送一系列列前向编编码信道道，如何何区分这这两个基基站的信信号？使使用短码码序列即即可达到到这个目目的。短码用用于前向向信道的的正交调调制，每每个载扇扇均使用用I、Q两种短码码序列进进行数字字调制。我们可可以通过过网络规规划将短短码分配配给不同同的载扇扇。短码序序列也用用于数字字调制，前前向链路路为调制制，反向向链路为为调
30、制。1.4.3 长码1. 长码的产生生过程长码序列由由42位反反馈移位位寄存器器产生，产产生原理理如图11-111所示。图1-111长码码产生原原理这个序列需需要411天10小时时12分19.4秒循环环一次，因因此我们们称之为为长码。长码序序列只有有一个，为为了对同同一载扇扇下的反反向信道道（接入入信道和和反向业业务信道道）进行行区分，长码序列应用偏移的方式。每个寄存器产生的比特均经过掩码，不同的掩码产生不同的偏移。该序列是根据42位长码寄存器的内容、32位的及掩码生成的，然后结果再经过一个异或门，输出的序列为长码序列。长码序列的的扩频速速率为11.22888 。2. 长码的功能能长码序列的的
31、主要功功能用于于反向信信道。当一个基站站为几个个用户服服务时，因因为所有有的用户户都在相相同载频频上，基基站很难难区分这这些用户户，长码码序列则则用于在在反向信信道上用用户的识识别和区区分。在前向信道道长码序序列用于于建立用用户与前前向业务务信道和和寻呼信信道的连连接。长码序列只只有一个个，因此此长码序序列应用用偏移的的方式对对同一载载扇下的的反向信信道（接接入信道道和反向向业务信信道）进进行区分分。每个寄寄存器产产生的比比特均经经过掩码码，不同同的掩码码产生不不同的偏偏移。用提供唯唯一的长长码序列列序列偏偏移，只只有322比特，而而移位寄寄存器有有42比特特，因此此我们给给加上100比特的的
32、前缀（1100011000）。长码序列是根据42位长码寄存器的内容、32位的及掩码生成的，然后结果再经过一个异或门，输出的序列为最终长码序列。在接入信道道，接入入信道掩掩码用于于所有向向基站发发送消息息的。1.4.4 三种扩频码码的比较较下面对20000 1x系系统中的的三种扩扩频码进进行比较较，具体说说明如表表1-22所示。表1-2三种扩扩频码比比较码序列长度应用位置应用目的主要特性长码24211反向接入信信道反向业务信信道标识移动台台用户具有尖锐的的二值自自相关特特性前向寻呼信信道前向业务信信道用于数据扰扰码短码2一五11所有前向信信道正交扩频，利利于调制制平衡性所有反向信信道正交扩频，利
33、利于调制制，并且且用于标标识基站站码64所有前向信信道正交扩频，前向信道化化区分正交性4/8/116/332前向补充信信道128前向快速寻寻呼信道道16反向基本信信道正交扩频，反向信道化化区分32反向导频信信道2或4反向补充信信道1.5 关键技术1.5.1 功率控制1. 功率控制目目的的功率控制制包括前前向功率率控制、反反向功率率控制。如果小区中中的所有有用户均均以相同同功率发发射，则则靠近基基站的移移动台到到达基站站的信号号强，远远离基站站的移动动台到达达基站的的信号弱弱，导致致强信号号掩盖弱弱信号，这这就是移移动通信信中的“远近效效应”问题。因为是一个个自干扰扰系统，所所有用户户共同使使用
34、同一一频率，所所以“远近效效应”问题更更加突出出。系统统中某个个用户信信号的功功率（包包括前反反向）较较强，对对该用户户被正确确接收是是有利的的，但却却会增加加对共享享的频带带内其它它的用户户的干扰扰，甚至至淹没其其它用户户的信号号，结果果使其它它用户通通信质量量劣化，导导致系统统容量下下降。为为了克服服远近效效应，必必须根据据通信距距离的不不同，实实时地调调整发射射机所需需的功率率，这就就是“功率控控制”。“远近效效应”如下图图所示：信号被离基站近的手机信号“淹没”，无法通信一个就能阻塞整个小区图1-122远近近效应功率控制的的原则如如下： 控制基站、移移动台的的发射功功率：首先保保证信号号
35、经过复复杂多变变的无线线空间传传输后到到达对方方接收机机时，能能满足正正确解调调所需的的解调门门限。 在满足上一一条的原原则下，尽尽可能降降低基站站、移动动台的发发射功率率，以降降低用户户之间的的干扰，使使网络性性能达到到最优。 距离基站越越近的移移动台比比距离基基站越远远的或者者处于衰衰落区的的移动台台发射功功率要小小。2. 前向功控的前向信道道功率要要分配给给前向导频频信道、同同步信道道、寻呼呼信道和和各个业业务信道道。基站需需要调整整分配给给每一个个信道的的功率，使使处于不不同传播播环境下下的各个个移动台台都得到到足够的的信号能能量。前向功功率控制制的目的的就是实实现合理理分配前前向业务
36、务信道功功率，在在保证通通讯质量量的前提提下，使使其对相相邻基站站/扇区区产生的的干扰最最小，也也就是使使前向信信道的发发射功率率在满足足移动台台解调最最小需求求信噪比比的情况况下尽可可能小。前向功控的原理如下图所示：图1-一三三前向向功控的的原理图图移动台通过过上报当当前信道道的质量量状况：上报周周期内的的坏帧数数，总帧帧数。据据此计算算出当前前的，与与目标相相比，以以此来控控制基站站进行前前向功率率调整。3. 1X中的前前向快速速功率控控制系统的实际际应用表表明，系系统的容容量并不不仅仅是是取决于于反向容容量，往往往还受受限于前前向链路路的容量量。这就就对前向向链路的的功率控控制提出出了更
37、高高的要求求。前向快速功功率控制制就是实实现合理理分配前前向业务务信道功功率，在在保证通通讯质量量的前提提下，使使其对相相邻基站站/扇区区产生的的干扰最最小，也也就是使使前向信信道的发发射功率率在满足足移动台台解调最最小需求求信噪比比的情况况下尽可可能小。通通过调整整，既能能维持基基站与位于小小区边缘缘的移动动台之间间的通信信，又能能在较好好的通信信传输特特性时最最大限度度地降低低前向发发射功率率，减少少对相邻邻小区的的干扰，增增加前向向链路的的相对容容量。前向快速功功率控制制分为前前向外环环功率控控制和前前向闭环环功率控控制。在在外环使使能的情情况下，两两种功率率控制机机制共同同起作用用，达
38、到到前向快快速功率率控制的的目标。前前向快速速功率控控制虽然然发生作作用的点点是在基基站侧，但但是进行行功率控控制的外外环参数数和功率率控制比比特都是是移动台台检测前前向链路路的信号号质量得得出输出出结果，并并把最后后的结果果通过反反向导频频信道上上的功率率控制子子信道传传给基站站。原理理图如下下图所示示：图1-144前向向快速功功率控制制原理4. 反向功控在系统的反反向链路路中引入入了功率率控制，通通过调整整用户发发射机功功率，使使各用户户不论在在基站覆覆盖区的的什么位位置和经经过何种种传播环环境，都都能保证证各个用用户信号号到达基基站接收收机时具具有相同同的功率率。在实实际系统统中，由由于
39、用户户的移动动性，使使用户信信号的传传播环境境随时变变化，致致使每时时每刻到到达基站站时所经经历的传传播路径径、信号号强度、时时延、相相移都随随机变化化，接受受信号的的功率在在期望值值附近起起伏变化化。反向功率控控制包括括三部分分：开环环功率控控制、闭闭环功率率控制和和外环功功率控制制。在实际系统统中，反反向功率率控制是是由上述述三种功功率控制制共同完完成的，即即首先对对移动台台发射功功率作开开环估计计，然后后由闭环环功率控控制和外外环功率率控制对对开环估估计作进进一步修修正，力力图做到到精确的的功率控控制。（1）反向向开环功功控系统的每一一个移动动台都一一直在计计算从基基站到移移动台的的路径
40、损损耗，当当移动台台接收到到从基站站来的信信号很强强时，表表明要么么离基站站很近，要要么有一一个特别别好的传传播路径径，这时时移动台台可降低低它的发发送功率率，而基基站依然然可以正正常接收收；相反反，当移移动台接接收到的的信号很很弱时，它它就增加加发送功功率，以以抵消衰衰耗，这这就是开开环功率率控制。开开环功率率控制简简单、直直接，不不需在移移动台和和基站之之间交换换控制信信息，同同时控制制速度快快并节省省开销。反向开环功控的原理如下图所示：B图1-一五五反向向开环功功控的原原理图（2）反向向闭环功控控反向闭环功功控正又又分为内内环和外外环两部部分，内内环指基基站接收收移动台台的信号号后，将将
41、其强度度与一门门限（下下面称为为“闭环门门限”）相比比，如果果高于该该门限，向向移动台台发送“降低发发射功率率”的功率率控制指指令；否否则发送送“增加发发射功率率”的指令令。外环的的作用是是对内环环门限进进行调整整，这种种调整是是根据基基站所接接收到的的反向业业务信道道的指令令指标（误误帧率）的的变化来来进行的的。通常都有有一定的的目标值值，当实实际接收收的高于于目标值值时，基基站就需需要提高高内环门门限，以以增加移移动台的的反向发发射功率率；反之之，当实实际接收收的低于于目标值值时，基基站就适适当降低低内环门门限，以以降低移移动台的的反向发发射功率率。最后，在在基站和和移动台台的共同同作用下
42、下，使基基站能够够在保证证一定接接收质量量的前提提下，让让移动台台以尽可可能低的的功率发发射信号号，以减减小对其其它用户户的干扰扰，提高高容量。反向闭闭环功控控原理如如下所示示：图1-166反向向闭环功功控原理理图1.5.2 软切换1. 导频集“导频信号号”可用一一个导频频信号序序列偏置置和一个个载频标标明，一一个导频频信号集集的所有有导频信信号具有有相同的的载频。移移动台搜搜索导频频信号以以探测现现有的信信道，并并测量它它们的强强度，当当移动台台探测了了一个导导频信号号具有足足够的强强度，但但并不与与任何分分配给它它的前向向业务信信道相联联系时，它它就发送送一条导导频信号号强度测测量消息息至
43、基站站，基站站分配一一条前向向业务信信道给移移动台，并并指示移移动台开开始切换换。业务务状态下下，相对对于移动动台来说说，在某某一载频频下，所所有不同同偏置的的导频信信号被分分类为如如下集合合：有效导频信信号集：所有与与移动台台的前向向业务信信道相联联系的导导频信号号。候选导频信信号集：当前不不在有效效导频信信号集里里，但是是已经具具有足够够的强度度，能被被成功解解调的导导频信号号。相邻导频信信号集：由于强强度不够够，当前前不在有有效导频频信号集集或候选选导频信信号集内内，但是是可能会会成为有有效集或或候选集集的导频频信号。剩余导频信信号集：在当前前载频上上，当前前系统里里的所有有可能的的导频
44、信信号集合合（的整整数倍），但但不包括括在相邻邻导频信信号集，候候选导频频信号集集和有效效导频信信号集里里的导频频信号。图1-177软切切换的导导频集2. 软切换（1）软切切换的概概念所谓软切换换就是当当移动台台需要跟跟一个新新的基站站通信时时，并不不先中断断与原基基站的联联系。软软切换是是移动通通信系统统所特有有的，以以往的系系统所进进行的都都是硬切切换，即即先中断断与原基基站的联联系，再再在一指指定时间间内与新新基站取取得联系系。软切切换只能能在相同同频率的的信道间间进行，它它在两个个基站覆覆盖区的的交界处处起到了了业务信信道的分分集作用用。软切换有以以下几种种方式： 同一内相同同载频不不
45、同扇区区之间的的切换，也也就是通通常说的的更软切切换（）； 同一内不同同之间相相同载频频的切换换； 同一内，不不同的之之间相同同载频的的切换。（2）软切切换的优优点、系统中广广泛采用用硬切换换技术，当当硬切换换发生时时，因为为原基站站与新基基的载波波频率不不同，移移动台必必须在接接收新基基站的信信号之前前，中断断与原基基站的通通信，往往由由于在与与原基站站链路切切断后，移移动台不不能立即即得到与与新基站站之间的的链路，会会中断通通信。另另外，当当硬切换换区域面面积狭窄窄时，会会出现新新基站与与原基站站之间来来回切换换的“乒乒乓效应应”，影影响业务务信道的的传输。在在系统中中提出的的软切换换技术
46、，与与硬切换换技术相相比，具具有以下下更好的的优点： 软切换发生生时，移移动台只只有在取取得了与与新基站站的链接接之后，才才会中断断与原基基站的联联系，通通信中断断的概率率大大降降低。 软切换进行行过程中中，移动动台和基基站均采采用了分分集接收收的技术术，有抵抵抗衰落落的能力力，不用用过多增增加移动动台的发发射功率率；同时时，基站站宏分集集接收保保证在参参与软切切换的基基站中，只只需要有有一个基基站能正正确接收收移动台台的信号号就可以以进行正正常的通通信，由由于通过过反向功功率控制制，可以以使移动动台的发发射功率率降至最最小，这这进一步步降低移移动台对对其它用用户的干干扰，增增加了系系统反向向容量。 进入软切换换区域的的移动台台即使不不能立即即得到与与新基站站通信的链链路，也也可以进进入切换换等待的的排队队队列，从从而减少少了系统统的阻塞塞率。软切换示意意图如下下图1-一八所所示：图1-一八八软切换换示意图图（3）更软软切换更软切换是是指发生生在同一一