CDMA系統(tǒng)的呼吸效應與遠近效應簡述

在CDMA系統(tǒng)中，由于它是一個動態(tài)網絡，所以小區(qū)的變化隨著用戶以及業(yè)務情況的變化發(fā)生著相應的變化，這就產生了小區(qū)的呼吸效應現象。同時，網絡中的用戶所在的位置不同以及用戶的移動性特點，也必然產生了在網絡中存在由于用戶位置的遠近而造成的遠近效應現象。

CDMA網絡與GSM網絡完全不同，由于不再把信道和用戶分開考慮，也就沒有了傳統(tǒng)的覆蓋和容量之間的區(qū)別。一個小區(qū)的業(yè)務量越大，小區(qū)面積就越小。因為在CDMA網絡中業(yè)務量增多就意味著干擾的增大。這種小區(qū)面積動態(tài)變化的效應稱為小區(qū)呼吸。可以通過形象的例子加以說明，在一個房間中有許多客人，同時講話的人愈多就愈難聽清對話方的聲音。如果開始您還能同位于房間另一頭的熟人進行交談，那么當房間內的嘈雜聲達到一定程度時您就根本無法聽明白對方的話。這說明談話區(qū)的小區(qū)半徑縮小了。通過這一點，我們能看出在對網絡規(guī)劃時，面對的是一個動態(tài)變化的網絡。

在規(guī)劃CDMA網絡時首先必須考慮網絡的擴容性，我們不可能像規(guī)劃GSM網絡那樣簡單地給相關的小區(qū)增配頻率。網絡規(guī)劃初期就必須考慮一個確定的信號余量，在計算小區(qū)面積時，作為因業(yè)務量增多而產生干擾的補償。這表明從一開始就需要用較小的小區(qū)或者更多的基站建網，這也意味著投資成本的提高。如果業(yè)務量信號余量定得太小那就只能通過建造更多的基站來解決。我們必須注意到產生上述問題時，如果單一地提高發(fā)射功率，并不能解決因業(yè)務量增多而引起的接收信號的惡化。發(fā)射功率的提高只能改善某一小區(qū)的接收信號，其付出的代價是增加了對所有相鄰小區(qū)的干擾，從而影響了整個網絡的通信質量。而且提高發(fā)射功率不能無限期地擴大CDMA小區(qū)的有效覆蓋范圍或容量。對CDMA網絡來說發(fā)射功率提高一倍時，小區(qū)的容量只增加百分之十左右。發(fā)射功率的提高雖然增大了小區(qū)的有效覆蓋范圍，但是為滿足遠程手機用戶的需要，必須超比例地提高發(fā)射功率，這必然影響到其他手機用戶的通話質量。

發(fā)射功率和小區(qū)容量之間的對應關系是漸進式的，所以我們必須降低網絡的滿載率。小區(qū)的負載達到飽和的具體參數取決于各種不同的業(yè)務，當然也與網絡運營商愿意承擔的風險有關。一般來說，設計網絡時滿載因子預設為百分之六十，這一點在網絡建設初期對網絡規(guī)劃設計中也有體現，與通過規(guī)劃設計軟件進行設計時，通常打入60％的負載的概念是一致的。在此小區(qū)呼吸效應得到了應用，相鄰小區(qū)之間可以相互補償負載容量，我們稱之為軟負荷。由于成本原因，我們不能大規(guī)模地增加網絡的容量，對將來數據傳輸量很高的CDMA業(yè)務來講，服務小區(qū)從相鄰小區(qū)借用負載容量的概率隨數據傳輸量的增大而增加。小區(qū)覆蓋范圍隨區(qū)內業(yè)務強度而變化的現象就是所謂的“呼吸效應”，CDMA網由于區(qū)內業(yè)務強度是隨機變化的，因此“呼吸效應”始終存在，由于此效應會因小區(qū)的收縮而形成“覆蓋漏洞”，即盲區(qū)，所以在網絡規(guī)劃時，應注意此問題。在呼吸效應中，可能大家會對呼吸效應對直放站的影響有疑問。通常，由于直放站輸出功率是不變的，因此“呼吸效應”不影響輸出功率大小，但會影響覆蓋范圍。

在呼吸效應的應用中，還需要注意，呼吸效應通常伴隨著切換問題發(fā)生，所以我們在關注呼吸效應的同時，也要注意切換區(qū)域大小的設置問題，如果切換區(qū)域過大，必然造成接入時間長、尋呼響應時間長甚至掉話等問題的發(fā)生。如果切換區(qū)域過小，可能就出現“覆蓋漏洞”現象。所以在呼吸效應問題上我們要結合切換問題一起研究。

在CDMA系統(tǒng)中，另一個典型的問題就是“遠近效應”現象，因為同一小區(qū)的所有用戶分享相同的頻率，所以對整個系統(tǒng)來說，每個用戶都以最小的功率發(fā)射信號顯得極其重要。房間里只要有一個人高聲叫嚷，就會妨礙其他在座客人的交流。在CDMA網絡中可以通過調整功率來解決這一問題。但我們還會遇到這問題的另一種情況，當某一用戶遠離基站時必須得到很大一部分發(fā)射功率，以至供給其他用戶的功率發(fā)生緊缺。這意味著小區(qū)容量與用戶的實際分布情況有關。當用戶密度很大時，可以用統(tǒng)計平均值解決這個問題，而當用戶數量很小時，則必須通過模擬方法對網絡進行動態(tài)分析。就遠近效應問題來講，與呼吸效應一樣，由于用戶的不固定性是時刻存在的，在一定意義上來講，遠近效應問題也影響系統(tǒng)的容量。系統(tǒng)增加一個呼叫，就意味著這個用戶對其他的用戶造成了干擾，需要進行功率控制來克服這個用戶帶來的干擾，當這個過程增加到了功率無法克服的時候，則無法發(fā)起一個新的呼叫，這時候系統(tǒng)的容量就達到了“極限”。當然語音的活動情況也將影響到功率控制的調整，而功率控制又影響到系統(tǒng)的容量，所以我們也可以說CDMA系統(tǒng)的容量是個軟容量。

CDMA系統(tǒng)在很多方面具有其他系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點，而目前網絡的優(yōu)化尚需進一步改善，這樣才可以使CDMA網絡的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。這就需要我們在對網絡進行優(yōu)化的過程中，對發(fā)現的問題及時分析解決，總結經驗，為今后網絡的建設優(yōu)化提供更可靠的依據。