CDMA spektral effektivitet

Se även: Spektraleffektivitet och radioresurshantering

CDMA spektral effektivitet hänvisar till systemets spektral effektivitet i bit/s/Hz/plats eller Erlang /MHz/plats som kan uppnås i ett visst CDMA -baserat trådlöst kommunikationssystem. CDMA-tekniker (även känd som spritt spektrum ) kännetecknas av en mycket låg länkspektral effektivitet i (bit/s)/Hz jämfört med icke-spridningsspektrumsystem, men en jämförbar systemspektral effektivitet.

Systemets spektrala effektivitet kan förbättras med radioresurshanteringstekniker , vilket resulterar i att ett högre antal samtidiga samtal och högre datahastigheter kan uppnås utan att lägga till mer radiospektrum eller fler basstationsplatser. Den här artikeln handlar om radioresurshantering specifikt för direkt-sekvensspridningsspektrum (DS-CDMA) baserade cellulära system.

CDMA-baserade standarder

Exempel på DS-CDMA-baserade cellulära system är:

Terminologin som används i den här artikeln är för det första baserad på 3GPP2-standarder.

CDMA förväntas inte användas i 4G- system och används inte i pre-4G-system som LTE och WiMAX , men kommer att kompletteras med mer spektraleffektiva frekvensdomänutjämningstekniker (FDE) som OFDMA .

Introduktion till radioresurshantering

Syftet med att förbättra systemets spektrala effektivitet är att använda begränsade radiospektrumresurser och radionätverksinfrastruktur så effektivt som möjligt. Målet med radioresurshantering är typiskt att maximera systemets spektrala effektivitet under begränsningen att tjänstegraden ska vara över en viss nivå. Detta innebär att täcka ett visst område och undvika avbrott på grund av samkanalstörningar , brus , dämpning orsakad av långa avstånd, blekning orsakad av skuggning och flervägs , Dopplerskifte och andra former av distorsion . Servicegraden påverkas också av blockering på grund av tillträdeskontroll , schemaläggning av svält eller oförmåga att garantera kvaliteten på tjänsten som efterfrågas av användarna.

Det finns många sätt att öka systemets spektrala effektivitet. Dessa inkluderar tekniker som ska implementeras på handenhetsnivå eller på nätverksnivå. De inkluderar nätverksoptimering och vokoderhastighetsinkapsling. Frågor som uppstår när dessa tekniker implementeras är kostnaden, uppgraderingskraven, hårdvaru- och mjukvaruförändringar (som inkluderar mobiltelefonkompatibilitet som motsvarar ändringarna) som ska göras och de avtal som ska godkännas från telekommunikationsavdelningen.

Kvasilinjär störningsavstängning (QLIC)

På grund av sin stora överföringseffekt förbrukar den gemensamma pilotkanalen (CPICH) troligen 15 till 20 procent av både framåt- och bakåtlänkkapaciteten [ citat behövs ] . Samkanalstörningar är uppenbara. Det är därför viktigt att initiera interferensavstängningstekniker såsom pilotstörningsavstängning (PIC) och framåtlänksstörningsavstängning (FLIC) tillsammans i nätverket. Quasi-linear interference cancellation (QLIC) är en teknik som används för både FLIC och PIC.

Tillsammans med framåtlänken är även reversering av omvänd länkinterferens viktigt. Störningar kommer att minska och mobilerna kommer att behöva sända mindre kraft för att få siktlinjen [ förtydligande behövs ] med basstationen vilket i sin tur kommer att öka mobilens batterilivslängd.

1/8 rate grindning på R-FCH (omvänd fundamental kanal)

1/8-hastighetsgrindningen på den omvända fundamentala kanalen (R-FCH) är metoden som används för grindad överföring i ett CDMA -kommunikationssystem. En mobilstation ( mobiltelefon ) i CDMA-kommunikationssystemet sänder en bakåtpilotsignal med en omvänd grindningshastighet som skiljer sig från en framåtgrindningshastighet i en grindad mod, och en basstation sänder en framåtriktad pilotsignal med en annan grindningshastighet framåt från den framåtriktade grindningshastigheten i en grindad mod.

När arbetscykeln är 1/8 sänds endast 1/8 av hela effektkontrollgrupperna i en ram. Detta beteende är inte närvarande i några andra CDMA-lägen.

En annan CDMA-uppfinning för att tillhandahålla en anordning och teknik för att förbättra en nedlänkstelefonkapacitet och mottagningsprestanda genom grindning av en upplänks-DPCCH-signal under en delperiod av effektkontrollgruppen i ett mobilkommunikationssystem. Testsetets stöd för R-FCH-grindningsläget är inaktiverat (av) som standard.

Om testsetets R-FCH-grindningsmod är aktiverad (på) och mobilstationen ( MS ) stöder grindningsmoden, kommer MS:n att grinda R-FCH/R-pilotkanalen när den sänder med 1/8-hastighet. Detta kommer att spara cirka 75 % [ citat behövs ] av effekten i genomsnitt på omvända kanaler.

Radiokonfiguration

Radiokonfigurationstabell för TIA/EIA-98-E och C.S0002-A standarder [ förtydligande behövs ]
Radio Config
Programmeringsminne _ 		C.S0002-A Standard
Testläge i TIA/EIA-98-E

Vidarebefordra Traffic Channel Radio Configuration
Omvänd trafikkanals radiokonfiguration
(Fwd1, Rvs1) F1R1 RC1 RC1 1
(Fwd2, Rvs2) F2R2 RC2 RC2 2
(Fwd3, Rvs3) F3R3 RC3 RC3 3
(Fwd4, Rvs3) F4R3 RC4 RC3 4
(Fwd5, Rvs4) F5R4 RC5 RC4 5

CDMA-radiokonfigurationen definieras som en kombination av framåt- och bakåttrafikkanalsöverföringsformat som kännetecknas av fysiska skiktparametrar såsom datahastigheter, felkorrigeringskoder , moduleringsegenskaper och spridningsfaktorer . Trafikkanalen kan bestå av en eller flera kodkanaler såsom grundläggande kanaler och tilläggskanaler.

Kvasiortogonala funktioner (QOF)

Framlänken för ett 3G-koduppdelat multipelaccess (CDMA)-system kan bli en begränsande faktor när antalet användare ökar maximal kapacitet.

Den konventionella kanaliseringskoden, Walsh-koden, har inte tillräckligt med tillgängliga bitar för att klara maximal användning. Därför har den kvasi-ortogonala funktionen (QOF), som kan bearbeta optimal korskorrelation med Walsh-kod, använts som en metod för att komma runt Walsh-kodernas begränsningar.

För att förbättra den totala kapaciteten i sådana scenarier har alternativa uppsättningar av ortogonala funktioner som kallas kvasi-ortogonala funktioner (QOF), som har optimal minimax -korskorrelation med Walsh-koduppsättningar av variabel längd, införlivats i IS-2000 .

Denna metod använder aggregering av flera kvasi-ortogonala funktioner med en mindre konstellationsalfabetstorlek för en enskild användare med en gemensam flerkanalsdetektor. Denna metod jämförs med den alternativa metoden för att förbättra den maximala genomströmningen med användning av aggregering av ett mindre antal Walsh-funktioner, men med en större alfabetisk konstellationsstorlek (multi-level modulering).

Det har förekommit många industriella och akademiska diskussioner om avvägningarna med avseende på bättre metoder för att öka kapaciteten i IS-2000/3G-system. QOF introducerar hög mängd störningar i nätverkskanalerna, vilket begränsar fördelarna.

6 sektorisering

6 sektorsplats i CDMA

Det finns vissa platser där utnyttjandet av platsen är mycket högt och överskott av mjukare överlämningar förekommer. För sådana platser är en 6- sektors antenn en av lösningarna, eftersom den ger större täckningsgrad än den traditionella 3-sektorsantennen. Istället för 1 BTS används 2 BTS och därför kan antennerna separeras från varandra med 60 grader istället för 120 grader.

Antennmångfald

Antenndiversitet , även känd som rymddiversitet (mikrodiversitet såväl som makrodiversitet, dvs. mjuk handover , se nedan), är något av flera trådlösa diversitetsscheman som använder två eller flera antenner för att förbättra kvaliteten och tillförlitligheten hos en trådlös länk.

Ofta, särskilt i stads- och inomhusmiljöer, finns det ingen tydlig siktlinje (LOS) mellan sändare och mottagare. Istället reflekteras signalen längs flera vägar innan den slutligen tas emot. Var och en av dessa studsar kan introducera fasförskjutningar, tidsfördröjningar, dämpningar och till och med förvrängningar som på ett destruktivt sätt kan störa varandra vid den mottagande antennens öppning.

Antenndiversitet är särskilt effektiv för att mildra dessa flervägsutbredningssituationer. Detta beror på att flera antenner ger en mottagare flera observationer av samma signal. Varje antenn kommer att uppleva olika störningsmiljöer. Således, om en antenn upplever en djup fade, är det troligt att en annan har en tillräcklig signal.

Tillsammans kan ett sådant system ge en robust länk. Även om detta främst ses i mottagningssystem (diversitetsmottagning), har analogen också visat sig vara värdefull för sändningssystem (sänddiversitet).

Naturligtvis kräver ett antenndiversitetsschema ytterligare hårdvara och integration jämfört med ett enda antennsystem, men på grund av signalvägarnas gemensamma egenskaper kan en hel del kretsar delas.

Med flera signaler ställs ett större bearbetningskrav på mottagaren, vilket kan leda till hårdare designkrav på basstationen. Vanligtvis är dock signaltillförlitlighet av största vikt och att använda flera antenner är ett effektivt sätt att minska antalet avhopp och förlorade anslutningar.

4:e generationens vocoder (4GV)

Qualcomms fjärde generationens vokoder (4GV) är en svit av rösttalkodekar som förväntas användas i framtida 4G-nätverk såväl som CDMA-nätverk, som gör det möjligt för nätverksoperatörerna att dynamiskt prioritera röstkvalitet för att öka nätverkskapaciteten samtidigt som röstkvaliteten bibehålls. För närvarande erbjuder 4GV-sviten EVRC-B och EVRC-WB.

Enhanced Variable Rate Codec B ( EVRC-B ) är en talkodek som används av CDMA-nätverk. EVRC-B är en förbättring av EVRC och komprimerar varje 20 millisekund av 8000 Hz, 16-bitars samplade talinmatning till utdataramar av en av de fyra olika storlekarna: Rate 1 - 171 bits, Rate 1/2 - 80 bits, Rate 1 /4 - 40 bitar, Rate 1/8 - 16 bitar.

Dessutom finns det två nollbitars codec-ramtyper: nollramar och raderingsramar, liknande EVRC. En betydande förbättring av EVRC-B är användningen av 1/4-hastighetsramar som inte användes i EVRC. Detta ger lägre genomsnittliga datahastigheter (ADR) jämfört med EVRC, för en given röstkvalitet. De nya 4GV Codecs som används i CDMA2000 är baserade på EVRC-B. 4GV är utformad för att tillåta tjänsteleverantörer att dynamiskt prioritera röstkapacitet på sitt nätverk efter behov.

Enhanced Variable Rate Codec ( EVRC) är en talkodek som används för mobiltelefoni i cdma2000-system. EVRC ger utmärkt [ citat behövs ] talkvalitet med hjälp av kodning med variabel hastighet med 3 möjliga hastigheter, 8,55, 4,0 och 0,8 kbit/s. Kvaliteten på tjänsten (QoS) i cdma2000-system kan dock dra stor nytta av en codec som tillåter avvägningar mellan röstkvalitet och nätverkskapacitet, vilket inte kan uppnås effektivt med EVRC.

Nätverksoptimering

Ec/Io-optimering

Högre kombinerad Ec/Io, lägre trafikkanal Ec/Io krävs och mer BTS-effekt sparas. Ec/Io är en notation som används för att representera ett dimensionslöst förhållande mellan medeleffekten för en kanal, typiskt pilotkanalen, och den totala signaleffekten. Det uttrycks i dB.

Framåt- och bakåtlänkobalans

Det finns några avlägsna platser där BTS-signalen tränger igenom men omvänd länk för mobilen inte kan nå tillbaka till basstationen. Lösningen är som att minska basstationens antennhöjd, luta nedåt, välja lägre förstärkningar etc.

Överdrivna mjuka överlämningsområden

Det finns vissa områden med mer mjuk handoff än nödvändigt. Handoff-parametrarna måste reduceras för att spara basstationens effekt. Ställ in högre värden för T_ADD och T_DROP och kontrollera att sektortäckningen inte ska vara för hög eller för låg.

Felaktiga inställningar för RF-parametrar

För bästa kvalitet sänk inställningarna för FPCH (Forward Pilot Channel) och FER (Frame Error Rate) till 1 % och för att öka kapaciteten på högt belastade platser, öka inställningarna för dessa parametrar till mer än 3 %.

Använd repeatrar för lågutnyttjade sektorer

Vissa webbplatser har mycket låg användning och på grund av täckningsproblem krävs en ny webbplats i närliggande områden. Istället för en ny plats kan en Cellular repeater användas effektivt för att tillhandahålla täckningslösningar.

Se även

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=CDMA_spectral_efficiency&oldid=1032948866 "