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Ventajas y problemas de la tecnología CDMA y traspaso
Debido a las características inherentes de la tecnología CDMA, es muy adecuada para sistemas de comunicación móvil celular digital. Sus ventajas residen principalmente en los siguientes 10 aspectos.
1. Tecnología de activación por voz
Los resultados estadísticos muestran que las personas sólo pasan el 35% de su tiempo hablando y el otro 65% de su tiempo escuchando a la otra parte, haciendo pausas entre frases. u otros estados de espera. En el sistema de comunicación móvil celular digital CDMA, todos los usuarios * * * comparten el mismo canal inalámbrico. Cuando un usuario no habla, el transmisor del usuario no transmite o transmite menos potencia y la interferencia a otros usuarios se reduce en consecuencia. Por lo tanto, en el sistema CDMA, se adopta la tecnología de codificación correspondiente para que la potencia transmitida por el transmisor del usuario pueda ajustarse según los requisitos de codificación de voz del usuario. Cuando el usuario está hablando, la tasa de salida del codificador de voz es alta y la potencia promedio emitida por el transmisor es alta; cuando el usuario no está hablando, la tasa de salida del codificador de voz es muy baja y la potencia promedio emitida por el transmisor. El transmisor es muy pequeño. Esta es la tecnología de activación por voz. En los sistemas de comunicación móvil celular, el uso de tecnología de activación por voz puede reducir la interferencia entre usuarios en un promedio del 65%. En otras palabras, cuando la capacidad del sistema es grande, el uso de la tecnología de activación por voz puede aumentar la capacidad del sistema aproximadamente 3 veces, pero cuando la capacidad del sistema es pequeña, el valor agregado de la capacidad del sistema se reducirá. Entre los tres sistemas de acceso múltiple por división de frecuencia, acceso múltiple por división de tiempo y acceso múltiple por división de código, sólo el acceso múltiple por división de código puede hacer un uso completo de la tecnología de activación por voz. Si se utiliza la tecnología de activación por voz en el acceso múltiple por división de frecuencia y en el acceso múltiple por división de tiempo, la capacidad del sistema mejorará hasta cierto punto, pero ambos deberán agregar sistemas de control de potencia más complejos para lograr una asignación dinámica de canales, lo que inevitablemente provocará retrasos y La complejidad del sistema aumenta y es relativamente sencillo implementar esta función en un sistema CDMA.
2. Tecnología de división de sectores
La tecnología de división de sectores consiste en que la estación base ubicada en el centro de la celda utiliza las características direccionales de la antena para dividir la celda en diferentes sectores, así como se muestra en la siguiente figura. Los métodos comúnmente utilizados incluyen:
Un área inalámbrica en forma de trébol compuesta por antenas direccionales, con una cobertura circular de 120 (Figura (a)); un área celular inalámbrica triangular compuesta por antenas direccionales con una cobertura de sector de 60° ( Figura (b) )); un área celular inalámbrica de 120 sectores compuesta por antenas direccionales, que cubre 120 sectores (Figura (c)).
En los sistemas de acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA) y acceso múltiple por división de tiempo (TDMA), el uso de antenas sectoriales en cada celda solo puede reducir la interferencia, pero no puede aumentar la capacidad del sistema. En el sistema de comunicación móvil celular CDMA, cuando una celda se divide en tres sectores usando una antena direccional con una cobertura de sector de 120 (como se muestra en la Figura (c)), el número promedio de usuarios móviles en cada sector es un tercio de la celda, el correspondiente componente de interferencia de acceso múltiple entre usuarios también se reduce a aproximadamente un tercio, por lo que la capacidad del sistema aumentará aproximadamente tres veces (en realidad debido a la existencia de sectores adyacentes)
3. Alta capacidad del sistema
Dado que el sistema de comunicación móvil celular digital con división de código utiliza los dos métodos anteriores y otras tecnologías para mejorar directa o indirectamente la capacidad del sistema, la capacidad del sistema de división de código es mayor que esa. del sistema analógico FDMA y la capacidad de los sistemas digitales GSM es varias veces mayor. El análisis teórico muestra que bajo el mismo ancho de banda de frecuencia, para un sistema de división de código de banda ancha, el número de canales proporcionados por cada celda es aproximadamente 20 veces mayor que el del sistema analógico FDMA y 10 veces mayor que el del sistema digital GSM. Para los sistemas de división de códigos de banda estrecha, la capacidad de su sistema tiene ciertas ventajas.
Es 10 veces superior al sistema analógico FDMA y 3 veces superior al sistema digital GSM. Se puede ver que con el rápido desarrollo de las comunicaciones móviles en la actualidad, el número de usuarios móviles está aumentando rápidamente y los recursos de frecuencia son cada vez más escasos. Es imperativo adoptar sistemas de comunicaciones móviles celulares digitales con división de código.
4. Capacidad blanda
En los sistemas analógicos de división de frecuencia y en los sistemas digitales de división de tiempo, los canales de comunicación se dividen en diferentes bandas de frecuencia o intervalos de tiempo una vez determinado el número de canales proporcionados por cada célula. Una vez arreglado, es difícil cambiarlo. Cuando no hay ningún canal inactivo, el sistema tendrá un tono de ocupado y los usuarios móviles no podrán realizar ni recibir llamadas de otros usuarios. También es probable que se produzcan interrupciones de llamadas cuando los usuarios de dispositivos móviles cambian.
En un sistema de división de códigos, la división de canales se basa en diferentes patrones de códigos y el número estándar de canales se basa en una determinada relación señal-ruido de entrada-salida. Cuando se agrega un usuario al sistema, la relación señal-ruido de entrada y salida de todos los usuarios se reducirá, pero no habrá problema de no poder comunicarse porque no hay canal. Por ejemplo, en un sector con 40 canales estándar, cuando llama el usuario número 41, el impacto en todos los usuarios móviles es que la relación señal-ruido de entrada del receptor cae en 10 lg(41/40) = 0,1 dB, incluso si Se comunican dos usuarios más, también tres más que el estándar. El impacto es que la relación señal-ruido de entrada de todos los receptores se reduce en 10lg[(40 3)/40]=2,3dB, lo que aumenta la tasa de error de bits de los datos de información del usuario móvil en este sector y reduce la calidad de la llamada. Sin embargo, los tres usuarios adicionales no. La línea estará ocupada por falta de canales. Sin duda, esto es muy beneficioso para resolver el problema de la congestión de las comunicaciones durante los períodos pico de comunicación y mejorar la tasa de éxito del cambio de usuario.
5. Traspaso suave
Cuando un usuario móvil se mueve de una celda (o sector) a otra celda (o sector), el usuario móvil se mueve de la jurisdicción de una estación base a la jurisdicción de otra estación base. Para no interrumpir las comunicaciones de los usuarios, el sistema de control de la red de comunicaciones tiene que realizar una serie de ajustes, entre los que se incluyen la conversión de enlaces de comunicación, actualizaciones de ubicación, etc. Este proceso se llama traspaso. El traspaso implementa la conmutación de canales entre celdas (o sectores) para garantizar el funcionamiento ininterrumpido de las llamadas que se están procesando o en curso.
En los sistemas analógicos FDMA y digitales TDMA, los usuarios móviles necesitan encontrar un canal inactivo en otra celda (o sector) al cambiar. Solo pueden cambiar cuando hay un canal inactivo en su propia celda. En este momento, las frecuencias de recepción y transmisión de la estación móvil deben ajustarse en consecuencia, lo que se denomina traspaso duro. Este proceso de transferencia consiste en cortar primero la ruta de llamada original y luego conectar un nuevo enlace de llamada con la nueva estación base. Este modo de conmutación de desconectar primero y luego conectar inevitablemente provocará una interrupción de la comunicación a corto plazo. Además, debido a la influencia del entorno de comunicación, en el área de superposición de las dos celdas, la intensidad de la señal recibida por la estación móvil desde las dos estaciones base a veces cambia alternativamente, lo que resulta en un efecto "ping-pong" durante traspaso, y el usuario escuchará un "clic" que afectará negativamente a las comunicaciones. Además, el tiempo de conmutación también es largo.
En un sistema CDMA, debido a que todas las celdas (o sectores) pueden usar la misma frecuencia, las celdas (o sectores) se distinguen por diferentes tipos de códigos. Cuando un usuario móvil se mueve de una celda (o sector) a otra, no es necesario cambiar las frecuencias de recepción y transmisión de la estación móvil, sino que sólo necesita ajustar la secuencia de códigos en consecuencia, lo que se denomina traspaso suave. La ventaja del traspaso suave es que las nuevas llamadas primero se conectan a la nueva estación base y luego se corta el enlace de llamada original. Este método de cambio de primero hacer y luego romper no causará un efecto de "ping-pong" y el tiempo de cambio también es muy corto. Además, debido a que el sistema CDMA tiene la ventaja de "capacidad blanda", la tasa de éxito del traspaso es mucho mayor que la del sistema analógico FDMA y el sistema digital TDMA, especialmente durante los períodos pico de comunicación.
6. Forma única de diversidad
En el sistema CDMA, debido al uso de transmisión de banda ancha, tiene características únicas de diversidad de frecuencia, es decir, cuando el canal tiene características de selección de frecuencia. , el sistema CDMA El impacto en la transmisión de información en .
El sistema CDMA tiene la capacidad de separar señales multitrayecto y puede lograr diversidad de caminos. Debido a la complejidad del entorno de comunicación móvil y al movimiento constante de la estación móvil, la señal recibida suele ser la superposición de múltiples ondas reflejadas, lo que da como resultado un desvanecimiento por trayectos múltiples. En los sistemas analógicos FDMA y digitales TDMA, para resolver el impacto adverso del desvanecimiento por trayectos múltiples en la comunicación, se han tomado una serie de medidas, incluido el aumento de la potencia de transmisión. En el sistema CDMA, podemos utilizar su tecnología única (como la tecnología de recepción RAKE) para separar señales de trayectorias múltiples.
Esto no sólo supera los efectos adversos del desvanecimiento por trayectos múltiples en la comunicación, sino que también equivale a aumentar la potencia de recepción de señales útiles (o equivalente a aumentar la potencia de transmisión de señales). Debido a esta forma única de diversidad y otras medidas, los sistemas CDMA tienen una potencia de transmisión relativamente baja.
Además de esta forma única de diversidad, el sistema CDMA también utiliza otras tecnologías de diversidad, como la diversidad espacial y la diversidad temporal, lo que mejora enormemente el rendimiento del sistema CDMA.
7. Sistema de banda estrecha (sistema analógico) * * *
Cuando el sistema de división de código y el sistema de banda estrecha (como el sistema analógico FDMA) funcionan en la misma banda de frecuencia, ya que El sistema CDMA utiliza el modo de transmisión de banda ancha, la potencia de transmisión es baja y la potencia promedio de la señal de interferencia dentro del ancho de banda de cada sistema de banda estrecha es muy pequeña. Especialmente para el sistema CDMA de banda ancha, su impacto en el sistema de banda estrecha puede ignorarse, y el impacto del sistema de banda estrecha en el sistema CDMA puede ser equivalente a una "interferencia artificial". Debido a la capacidad antiinterferencia única del sistema CDMA, esta interferencia se reduce al mínimo.
La existencia de esta interferencia sólo reduce la capacidad del sistema CDMA, pero no obstaculiza el funcionamiento normal del sistema CDMA. Cuanto mayor sea el ancho de banda del sistema CDMA, menor será el impacto entre los dos sistemas y viceversa. Esto permite la coexistencia en modo dual de sistemas CDMA y sistemas analógicos de banda estrecha, y también hace posible una transición sin problemas de sistemas de comunicaciones móviles analógicos a sistemas de comunicaciones móviles digitales.
8. Buena confidencialidad.
El propio sistema del sistema de comunicación móvil digital con código dividido determina que tiene buenas capacidades de confidencialidad. En primer lugar, el sistema de comunicación móvil digital CDMA debe utilizar tecnología de espectro ensanchado para difundir ampliamente el espectro de sus señales transmitidas, de modo que las señales transmitidas queden completamente ocultas en ruido e interferencias y no sean fáciles de descubrir y recibir, logrando así Comunicaciones seguras. En segundo lugar, durante el proceso de comunicación, los usuarios móviles utilizan diferentes códigos de dirección. Solo los usuarios con el mismo tipo de código y fase pueden recibir los datos de transmisión correspondientes en el extremo receptor. Esto es ruido de fondo para usuarios no relacionados, por lo que el sistema CDMA puede evitarlo intencionalmente. o robo involuntario y tiene un buen rendimiento de seguridad.
9. Baja potencia de transmisión y larga vida útil de la batería de la estación móvil.
Porque en el sistema de comunicación móvil digital por división de código, se pueden utilizar muchas tecnologías únicas para mejorar el rendimiento del sistema y la potencia de transmisión requerida se reduce considerablemente, lo que favorece mucho la reducción del tamaño de la batería. y vida útil. El aumento también favorece la reducción del volumen general y el coste de la estación móvil.
10. Asignación y gestión de frecuencias simples
En los sistemas de comunicaciones móviles de acceso múltiple por división de frecuencia analógica y acceso múltiple por división de tiempo, la asignación y gestión de frecuencias es una tecnología más compleja. es aún más complejo. En el sistema de comunicación móvil digital por división de código, todos los usuarios móviles pueden utilizar sólo una frecuencia sin asignación dinámica, y su asignación y gestión de frecuencias son muy sencillas.
Las anteriores son las principales ventajas del sistema de comunicación móvil digital con división de código, pero al mismo tiempo también tiene dificultades que las personas deben superar. En el sistema de comunicación móvil digital CDMA, el problema más importante es el efecto cercano-lejano. El llamado efecto cercano-lejano se refiere a la interferencia causada por los usuarios cercanos al receptor a los usuarios lejanos.
En el sistema de comunicación móvil digital CDMA, dado que todos los usuarios de la misma celda utilizan la misma frecuencia, * * * disfrutan de un canal inalámbrico. Debido al desvanecimiento del camino, las señales transmitidas por estaciones móviles cercanas a una estación base pueden ahogar completamente las señales transmitidas por estaciones móviles más alejadas (por ejemplo, en el borde de la celda). Si no se toman medidas efectivas, la estación base no podrá recibir normalmente las señales transmitidas por la estación móvil remota. En los sistemas de comunicaciones móviles de acceso múltiple por división de frecuencia analógica y acceso múltiple por división de tiempo digital, dado que cada canal utiliza diferentes frecuencias o intervalos de tiempo, y existen anchos de banda de protección o tiempos de protección correspondientes entre canales, el problema del efecto cercano-lejano no es muy importante.
En la actualidad, existen dos medidas principales para resolver este problema en los sistemas CDMA: la primera es el método de procesamiento de señales, que cancela las señales fuertes una por una en el extremo receptor hasta que se pueda transmitir la señal requerida. demodulado, pero debido a la gran cantidad de cálculos y la velocidad de operación del equipo actual, no se puede usar en la práctica cuando la estación móvil está cerca de la estación base, su potencia de transmisión se reduce y cuando está lejos, su potencia de transmisión; se incrementa, asegurando así la potencia de la señal de cada estación móvil recibida por la estación base. La igualdad elimina la influencia de los efectos cercanos y lejanos y mantiene el sistema en condiciones óptimas de funcionamiento. La tecnología de control de potencia se ha aplicado en la práctica y es una de las tecnologías más críticas en los sistemas de comunicación móvil digital CDMA. La tecnología de control de potencia es muy compleja y su rango de control y precisión afectan directamente el rendimiento de todo el sistema. Si la desviación es demasiado grande, no sólo la capacidad del sistema disminuirá rápidamente, sino que la calidad de la comunicación también disminuirá drásticamente.
La estructura de red de la red de comunicación móvil celular digital con división de código se muestra en la siguiente figura.
Es un plan abstracto, pero en realidad cambia con la distribución de entidades funcionales en varias unidades físicas. Los roles y funciones de cada parte son los siguientes:
1. Estación móvil
Incluye teléfonos móviles, plataformas para automóviles, etc. , es un dispositivo para que los usuarios terminen canales inalámbricos a través de la interfaz inalámbrica aérea Um, los usuarios pueden acceder a los servicios de red;
2. Estación base
Ubicada en una ubicación determinada, es el término general para todos los dispositivos inalámbricos que dan servicio a una o varias células. Es un dispositivo que se comunica con estaciones móviles dentro de un área de cobertura inalámbrica determinada y bajo el control del Centro de Conmutación Móvil (MSC).
3. Centro de conmutación móvil
Es una entidad funcional que controla y conmuta estaciones móviles ubicadas dentro de su área de servicio, y también se utiliza para que los servicios de los usuarios se comuniquen con otros MSC o otra conmutación pública Dispositivo de conexión automática a la red.
4. Registro de ubicación de inicio (HLR)
Es un registro de ubicación al que se asignan identidades de usuario con fines de registro. El contenido registrado es la información del usuario (como ESN, DN, IMSI (MSI), información del proyecto de servicio, ubicación actual, período de validez de aprobación, etc.). ).
5. Registro de Ubicación de Visitantes (VLR)
Es el registro de ubicación utilizado por el MSC para recuperar información. Por ejemplo, procesar información de llamadas enviada hacia o desde el número de usuario visitante, proporcionando al usuario servicios y otros parámetros del usuario local.
6. Registro de identificación de equipos (EIR)
Un registro que le asigna una identidad de dispositivo de usuario con fines de registro utilizado para identificar, monitorear y bloquear dispositivos móviles.
7. El centro de autenticación
es una entidad funcional que gestiona la información de autenticación relacionada con las estaciones móviles.
8. El centro de información
es una entidad que almacena y reenvía mensajes cortos.
9. Entidad de mensajes cortos (SME)
Es una entidad que sintetiza y descompone mensajes cortos. A veces, HLR, VLR, EIR y AC están ubicados en MSC, y SMC está ubicado en MSC, HLR o MC.
La red de comunicación móvil celular digital de código dividido no es una simple extensión de la Red Telefónica Pública Conmutada (PSTN), sino una red empresarial paralela a PSPDN, ISDN, etc. Debido al movimiento a gran escala de usuarios móviles, la red debería ser relativamente independiente en su gestión.
La capacidad comunicativa de un sistema de comunicación se puede medir a través de diferentes métodos de caracterización. Para los sistemas de comunicación punto a punto, la capacidad de comunicación del sistema se puede medir mediante la eficiencia del canal, que es el número máximo de canales que se pueden proporcionar dentro de un ancho de banda de frecuencia determinado. En términos generales, cuanto mayor sea el número de canales que se puedan proporcionar en un ancho de banda de frecuencia determinado, mayor será la capacidad de comunicación del sistema. En los sistemas de comunicaciones móviles celulares, existen muchos métodos para medir la capacidad del sistema, como el número de canales disponibles por celda (ch/cell) y la disponibilidad por MHz de cada celda.
Mide el número de canales (canal/celda/MHz), Erl/celda, usuarios/km y llamadas h/km). Estos métodos de caracterización miden la capacidad del sistema desde diferentes perspectivas. Están relacionados y pueden convertirse entre sí bajo ciertas condiciones. Considerando que la asignación de canales implica reutilización de frecuencias e interferencia cocanal, generalmente se cree que la razón por la cual el número de canales disponibles por celda (canal/célula) o por celda por MHz se utiliza para limitar la capacidad del móvil celular digital CDMA El sistema de comunicación es que hay interferencias de acceso múltiple en el sistema, es decir, interferencia mutua entre usuarios móviles que se comunican al mismo tiempo. En una determinada celda, si hay n usuarios comunicándose al mismo tiempo, el sistema debe poder proporcionar no más canales (lógicos). Cuanto mayor sea el número n de usuarios que se comunican al mismo tiempo, más fuerte será la interferencia de acceso múltiple. El valor máximo de n es la capacidad del sistema, es decir, el número máximo de usuarios que se comunican simultáneamente en la celda cuando la relación entre la potencia de la señal requerida y la potencia de interferencia es mayor o igual a un cierto umbral.
Primero considere la capacidad del sistema de comunicación por división de código general (es decir, ignore temporalmente las características del sistema de comunicación móvil celular). Si N usuarios se comunican al mismo tiempo, la señal de cada usuario será interferida por las señales de otros N-1 usuarios.
Suponiendo que el control de potencia del sistema es ideal, es decir, todas las N señales que llegan al receptor tienen la misma intensidad, entonces el análisis teórico muestra que la capacidad del sistema en este momento es
donde w es la potencia efectiva ancho del espectro ocupado por el sistema CDMA; Rb es la velocidad de los datos de información; Eb es la energía de un bit de los datos de información; N0 es la densidad espectral de potencia de la interferencia (ruido) (la potencia de interferencia por Hz es la dispersión de); la ganancia de frecuencia del sistema CDMA. Cuando el ancho del espectro w ocupado por el sistema CDMA es constante, aumenta con la disminución de la velocidad de información Rb. Eb/N0 es la relación entre energía de bits y densidad de ruido, que depende de los requisitos del sistema en cuanto a tasa de errores de bits o calidad de voz, y está relacionada con el método de modulación y el esquema de codificación del sistema.
Por ejemplo, el ancho de espectro efectivo ocupado por el sistema N-CDMA es W=1,2288 MHz, y la velocidad de codificación de voz Rb = 8,6 kbit/s si la relación entre la energía del bit y la densidad del ruido es Eb/. N0=7dB, entonces N = 29,5 Si Eb/N0=6dB, entonces N=37.
Los resultados muestran que cuanto menor sea la relación Eb/N0 entre la energía del bit y la densidad del ruido, mayor será la capacidad del sistema. Sin embargo, en los resultados anteriores, no se consideran las características del sistema celular CDMA y la fórmula de capacidad del sistema debe modificarse de acuerdo con sus características.
1. Utilice la tecnología de activación por voz para aumentar la capacidad del sistema.
Los resultados estadísticos muestran que el período activo (ciclo de trabajo) del diálogo es d=0,35. Es decir, durante una llamada, las personas sólo hablan una media del 35% del tiempo.
Otro 65% del tiempo se dedica a escuchar a la otra persona hablar, haciendo pausas entre frases u otros estados de espera. En el sistema de comunicación móvil celular digital CDMA, todos los usuarios disfrutan del mismo canal inalámbrico. Si se utiliza la tecnología de activación por voz, los usuarios en comunicación solo transmitirán señales cuando haya voz. El transmisor del usuario dejará de transmitir energía cuando no hable. Luego, cuando la voz de cualquier usuario se detenga, otros usuarios sufrirán interferencias. El promedio se reducirá en 65. en consecuencia, la capacidad del sistema se puede aumentar a 1/d = 2,86 veces. Por lo tanto, la fórmula de cálculo del sistema de comunicación móvil celular digital CDMA se convierte en
donde d es el ciclo de trabajo de la voz (d=0,35).
2. Utilice la división sectorial para aumentar la capacidad del sistema.
En el sistema de comunicación móvil celular CDMA, cuando una celda se divide en tres sectores utilizando una antena direccional con una cobertura de sector de 120, el número de usuarios móviles en cada sector es el Un tercio, corresponde a inter -Acceso múltiple de usuarios.
El componente de interferencia también se reduce a aproximadamente un tercio del original, por lo que la capacidad del sistema aumentará aproximadamente tres veces (de hecho, debido a la superposición de áreas de cobertura de antena adyacentes, generalmente puede incrementarse hasta aproximadamente G=2,55 veces). Por lo tanto, la fórmula de cálculo del sistema de comunicación móvil celular digital CDMA pasa a ser
donde G es el coeficiente de asignación del sector (G=2,55).
3. El impacto de la interferencia de las células vecinas en la capacidad del sistema.
De acuerdo con las características del sistema de comunicación móvil celular CDMA, en el sistema de comunicación móvil celular CDMA, todos los usuarios comparten el mismo canal inalámbrico, es decir, las estaciones base y estaciones móviles de múltiples celdas funcionan en el mismo misma frecuencia. Por lo tanto, las estaciones móviles en cualquier celda serán interferidas por estaciones base en celdas adyacentes, y las estaciones base en cualquier celda también serán interferidas por estaciones móviles en celdas adyacentes. La existencia de estas interferencias afectará inevitablemente a la capacidad del sistema. La cantidad total de interferencia de estaciones móviles en cualquier celda a estaciones base en celdas adyacentes (canal inverso) es diferente de la cantidad total de interferencia de estaciones base en cualquier celda a estaciones móviles en celdas adyacentes (canal directo), el impacto en la capacidad del sistema. También es diferente, lo cual se explica brevemente a continuación.
(1) Canal directo (de la estación base a la estación móvil)
En una celda, la estación base envía señales continuamente a todas las estaciones móviles en comunicación. La estación móvil recibe la señal que necesita junto con las señales enviadas por la estación base a todas las demás estaciones móviles, lo que interferirá con la señal que necesita.
Cuando el sistema utiliza potencia directa
En tecnología de control, debido a la pérdida de propagación del camino, la estación móvil ubicada cerca de la estación base sufre una mayor interferencia de la señal transmitida por la estación base de su propia celda que el móvil remoto. estación base, pero sufre la interferencia de la estación base de la celda vecina. La interferencia es menor que la estación móvil ubicada en el borde de la celda es menos interferida por las señales transmitidas por la estación base de la celda; la celda, pero es interferida más por la estación base de la celda adyacente. La posición más desfavorable de la estación móvil es en la unión de tres celdas, como se muestra en la figura siguiente.
Supongamos que el número de usuarios que se comunican simultáneamente en cada celda es n, es decir, la estación base de cada celda envía señales a n usuarios al mismo tiempo.
Cuando un móvil El usuario transmite señales desde una celda (o Cuando un usuario móvil se mueve de una celda (o sector) a otra celda (o sector), el usuario móvil se mueve de la jurisdicción de una estación base a la jurisdicción de otra estación base. Para no interrumpir las comunicaciones, el sistema de control de la red de comunicaciones debe realizar una serie de ajustes, incluidas actualizaciones de ubicación y conversiones de enlaces de comunicación. Este proceso se llama traspaso.
El traspaso implementa la conmutación de canales entre celdas (o sectores) y canales para garantizar el funcionamiento ininterrumpido de las llamadas que se están procesando o en curso. La conmutación es causada por transmisión inalámbrica, distribución de servicios, activación de operación y mantenimiento, falla del equipo, etc. Por ejemplo:
(1) La estación móvil se mueve hacia el límite de la celda y la intensidad de la señal es baja hasta cierto punto.
(2) La estación móvil ingresa a la intensidad de la señal; brecha (área sombreada) en la celda, la señal se deteriora hasta cierto punto;
(3) Cuando el centro de conmutación móvil descubre que algunas celdas están demasiado llenas y otras celdas están inactivas, puede ordenar algunos teléfonos móviles estaciones en las celdas abarrotadas para cambiar con anticipación para ajustar la carga de cada celda, etc.
Los requisitos básicos para la transferencia son:
(1) Alta tasa de éxito de la transferencia
(2) Reducir las transferencias innecesarias en el sistema;
(3) Utilice un algoritmo de traspaso optimizado para controlar el tráfico de cada celda.
(4) Velocidad de traspaso rápida y tiempo de traspaso corto
(5) Calidad de voz El impacto; no es grande.
Hay dos tipos de traspasos en el sistema CDMA: traspaso duro y traspaso suave.
El traspaso duro se refiere a la estación móvil que cambia entre diferentes canales, lo que requiere que la estación móvil cambie la frecuencia de envío y recepción, es decir, primero corte la frecuencia de envío y recepción original, y luego busque y use el nuevo canal.
El traspaso duro provocará una breve interrupción de la llamada. Cuando el tiempo de traspaso es largo (más de 200 ms), afectará la llamada del usuario.
El traspaso suave se refiere al traspaso de estaciones móviles en el mismo canal CDMA. El traspaso suave no requiere que la estación móvil cambie las frecuencias de transmisión y recepción, solo necesita ajustar la fase del código pseudoaleatorio. Hay múltiples receptores RAKE en la estación móvil del sistema CDMA, que pueden recibir señales de múltiples estaciones base al mismo tiempo. Cuando se requiere el traspaso, la estación móvil no sólo se comunicará con el servicio original.
Además de mantener el enlace de llamada, la estación base de servicio también establece un enlace de llamada con la nueva estación base. El enlace de llamada con la estación base original no se corta hasta que la señal recibida por la estación móvil desde la estación base original cae por debajo del umbral. Este traspaso suave garantiza que la llamada no se interrumpa. El llamado traspaso suave también incluye un traspaso más suave. El traspaso suave se refiere al traspaso entre diferentes sectores en la misma celda. En el límite de dos sectores, la estación base y la estación móvil pueden transmitir señales en ambos sectores simultáneamente a través de tecnología de diversidad.
Durante el proceso de transferencia suave, dado que la estación móvil tiene múltiples receptores RAKE, cuando la estación móvil comienza a establecer comunicación con la estación base de destino, la comunicación con la estación base de servicio original no se interrumpirá. esta vez, la estación móvil se comunica simultáneamente con la estación base objetivo. Las dos estaciones base establecen un enlace de llamada. Cuando la intensidad de la señal de la estación base de servicio original es baja hasta el umbral, se corta la comunicación con la estación base de servicio original. Debido a que la estación móvil no cambia las frecuencias de transmisión y recepción en el traspaso suave, el traspaso suave sólo se puede realizar entre células (o sectores) con el mismo canal CDMA.
El traspaso suave es un concepto único e importante en el sistema CDMA. En un sistema de comunicación móvil celular CDMA, todas las células con el mismo canal CDMA utilizan la misma frecuencia, y las estaciones móviles no necesitan reasignar frecuencias o intervalos de tiempo cuando se mueven entre células, lo que hace posible el traspaso suave.
En un sistema CDMA, cada estación móvil suele tener más de tres receptores RAKE, es decir, cada estación móvil tiene múltiples demoduladores, lo que permite a la estación móvil comunicarse con dos o más células al mismo tiempo. Sigue comunicándote.
Cuando se comunica con la estación base A, la estación móvil monitorea continuamente la intensidad de la señal piloto de las células vecinas e informa inmediatamente al sistema cuando la intensidad de cualquier señal piloto (por ejemplo, la estación base B) excede un umbral predeterminado. . El sistema ordena a la estación base B que establezca comunicación con la estación móvil e inicie el traspaso suave. En este momento, la estación móvil recibe señales de comunicación de las dos estaciones base al mismo tiempo y las dos señales se combinan estrechamente para fortalecerse entre sí.
En el enlace inverso, el centro de conmutación móvil determina qué estación base tiene una señal recibida más fuerte en función de la intensidad de la señal recibida por la estación base y luego la selecciona.
Referencia
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