CDMA多载波系统开销信道配置研究
CDMA多载波系统开销信道配置研究
摘 要 本文研究了CDMA多载波系统开销信道的配置方案，从中得出了满足网络需求的最佳选择。
关键词 CDMA 多载波 开销信道
1 概述
随着业务的发展，用户需求的扩大，无线网络都要通过扩容来满足业务增长的需求。CDMA的扩容一般不通过增加基站而是通过在原有基站上增加载波来实现（这是在覆盖没有问题且业务同步增长区域比较大的前提下进行的）。联通目前在话务增长比较快速的城区就采取了增加载波的方式扩展网络容量来满足业务发展的需求。如图一所示。第一载波为283频道，第二载波为201频道（1X载波）。开销信道主要的配置方案有二种：方案一及方案二。超过两个载波的多载波配置方案可以按类似的方式配置。方案一是世界上通行的配置方案。方案二与方案一的差异是在第二载波不配寻呼信道，并且此寻呼信道可用作业务信道。依据IS95A及cdma2000 1X的协议标准这两种方案都是可行的。目前世界上（包括联通）双载波和多载波网络都采用方案一，但事实上采用方案二更合理。方案二与方案一比较有如下好处：
(1) 减小了第二载波的自干扰和互干扰；
(2) 提高了第二载波的容量和吞吐率；
(3) 使第二载波下行153.6kb/s的链路从可以提供两条增加到三条;
(4) 在有上述优点的同时，系统性能没有下降。
在CDMA系统中，开销信道功率配置有如下关系：
导频功率
1 =0.03160.0355+0.0156a+0.00783m P
同步信道功率
2 =0.003890.0355+0.0156a+0.00783m P
寻呼信道功率
3 =0.01560.0355+0.0156a+0.00783m P
业务信道功率
4 =0.03920.0355+0.0156a+0.00783m P
对寻呼信道数a=1,同时激活用户数m=20的扇区来说，导频功率1 =15.2%P。P为扇区发射总功率。同步信道功率占总功率的1.8%，寻呼信道占总功率的7.5%。如果在第二载波不配置寻呼信道，将可以减少7.5%的干扰。由于CDMA是自干扰系统，减少了干扰，对话音业务来说可以提高系统容量，对数据业务来说可以提高数据吞吐率。
寻呼信道是一公共信道，其配置多少，直接影响系统性能。寻呼信道配置多少个，取决于寻呼信道的容量是否能满足业务的需求。下面对此进行分析。
2 寻呼信道容量的计算
依据寻呼信道可以发出的消息，可以分为如下几种类型：
第一种是寻呼消息（通用寻呼消息），寻呼消息是用来寻呼移动台。当移动交换中心收到呼叫服务请求时即发出寻呼消息，该消息在指定的寻呼区域内发送。
第二种是开销消息（ overhead message），它包括呼叫建立所需的信息（系统参数消息、接入参数消息、相邻小区列表消息、信道列表消息以及扩展系统参数消息）并被周期性地更新，以确保呼叫成功建立。
第三种是信道指配消息和命令消息，这些消息对于与与移动台交互信息以完成呼叫/服务的建立是很重要的，在呼叫/服务区间，基站通常只将这些消息发送到小范围内（几个扇区）
第四种为表示消息结束的DONE比特及表示每半帧状态的SCI比特。
第五种为短消息（按数据突发方式发送）
这些消息对寻呼信道占用的总和不应超过寻呼信道利用率的90%，在此情况下可以计算出寻呼信道可以服务的扇区数N。
表Y-1表示一些常量，其中时隙长度为寻呼信道帧的时隙长度，其每一帧又分为8个半帧。
表Y-2根据现有网络运行的一些参数进行了假设。
表Y-3为消息的长度。
表Y-1 常量
变量 内容 取值
C1
寻呼信道信息速率(b/s) 9600
C2
1小时对应的秒数（秒） 3600
C3
时隙长度（秒） 0.08
C4
半帧长度（秒） 0.01
C5
每条短消息自身开销(比特) 380
表Y-2 假定参数
变量 内容 取值
S1
每扇区可以服务的用户数 330
S2
最大可用的寻呼信道利用率 90%
S3
开销信道消息发送间隔（时隙数） 15
S4
信道指配消息重发次数 4
S5
每用户忙时短消息数 1
S6
每条短消息平均长度（50个字符）（比特） 350
S7
通用寻呼消息对有效载荷的利用率 0.95
S8
开销消息对有效载荷的利用率 0.95
S9
信道指配消息和命令消息对有效载荷利用率 0.95
S10
短消息对有效载荷利用率 0.95
S11
网内用户作被叫的比例 0.5
S12
建立一次呼叫的平次寻呼次数 1.1
S13
忙时作被叫的次数 1.2
每用户忙时话务量 0.025
表Y-3消息长度
变量 内容 取值B1
通用寻呼消息长度(比特) 128B2
系统参数消息长度(比特) 264B3
接入参数消息长度(比特) 184B4
相邻小区列表消息长度(比特) 216B5
CDMA信道列表消息长度(比特) 72B6
扩展系统参数消息长度(比特) 104B7
信道指配消息长度(比特) 114B8
命令消息长度(比特) 102B9
DONE消息长度(比特) 981