浅析CDMA系统中的呼吸效应和远近效应

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在CDMA系统中，由于它是一个动态网络，所以小区的变化随着用户以及业务情况的变化发生着相应的变化，这就引入了小区的呼吸效应现象。同时，网络中的用户所在的位置不同以及用户的移动性特点，也必然就产生了在网络中存在有由于用户位置的远近而造成的远近效应现象。

CDMA网络与GSM网络完全不同，由于不再把信道和用户分开考虑，也就没有了传统的覆盖和容量之间的区别。一个小区的业务量越大，小区面积就越小。因为在CDMA 网络中业务量增多就意味着干扰的增大。这种小区面积动态变化的效应称为小区呼吸。可以通过下面这个形象的例子加以说明，在一个房间中有许多客人，同时讲话的人愈多就愈难清对话方的声音。如果开始是您还能同位于房间另一头的熟人进行交谈，那么当房间内的嘈杂声达到一定程度后您就根本无法听明白对方的话。这说明谈话区的小区半径缩小了。通过这一点，我们能看出来在对网络规划时，面对的是一个动态变化的网络，这也是我们通常讲CDMA网络是个动态网络概念的一部分原因。

在规划CDMA网络时首先必须考虑网络的扩容性，我们不可能象规划GSM网络那样简单地给相关的小区增配频率。网络规划初期就必须考虑一个确定的信号余量在计算小区面积时，作为因业务量增多而产生干扰的补偿。这表明从一开始就需要用较小的小区或者更多的基站建网这也意味着投资成本的提高。如果业务量信号余量定得太小那就只能通过建造更多的基站来解决。我们必须注意到产生上述问题时，如果单一地提高发射功率，并不能消除因业务量增多而引起的接收信号的恶化。发射功率的提高只能改善某一小区的接收信号。其付出的代价是增加了对所有相邻小区的干扰，从而影响了整个网络的通信质量。而且提高发射功率不能无限期地扩大CDMA小区的有效范围或容量。对CDMA网络来说发射功率提高一倍时，小区的容量只增加百分之十左右。发射功率的提高虽然增大了小区的有效范围，但是为满足远程手机用户的需要必须超比例地增加发射功率，这必然影响到其他手机用户的通话质量。我们回到上面房间谈话的例子，您可以通过提高嗓音同位于房间另一头的熟人继续交谈下去，而其他客人为了听清对方的声音也必须同时大声说话，这样一来整个房间只能淹没在一片嘈杂声中。

发射功率和小区容量之间的对应关系是渐近式的，所以我们必须减少网络的满载率。小区的负载达到饱和的具体参数取决于各种不同的业务，当然也与网络运营商愿意承担的风险有关，一般来说设计网络时满载因子预设为百分之六十，这一点在网络建设初期对网络规划设计中也有体现，与通过规划设计软件进行设计时，通常打入60％的负载的概念是一致的。在此小区呼吸效应得到了应用，相邻小区之间可以相互补偿负载容量，我们称之为软负荷。由于成本原因我们不能大规模地增加网络的容量，对将来数据传输量很高的CDMA业务来讲，服务小区从相邻小区借用负载容量的概率随数据传输量的增大而增加。 小区覆盖范围随区内业务强度而变化的现象就是所谓的“呼吸效应”，CDMA网由于区内业务强度是随机变化的，因此“呼吸效应”是始终存在的，由于此效应会由于小区的收缩而形成“覆盖漏洞”，即盲区，所以在网络规划时，应注意此问题。在呼吸效应中，可能大家会对呼吸效应对直放站的影响感到疑问。通常这个问题时这样的，由于直放站输出功率是不变的，因此“呼吸效应”不影响输出功率大小，但会影响覆盖范围。

在呼吸效应的应用中，我们还需要注意，呼吸效应通常伴随着切换的问题发生，所以我们在关注呼吸效应的同时也同时要注意切换区域大小的设置问题，如果切换区域过大，必然造成接入时间长，寻呼响应时间长甚至掉话等问题的发生。如果切换区域过小，可能就出现了“覆盖漏洞”现象。所以在呼吸效应问题上我们要结合切换问题一起研究。

在CDMA系统中另一个典型的问题就是“远近效应”现象，因为同一小区的所有用户分享相同的频率所以对整个系统来说每个用户都以最小的功率发射信号显得极其重要。我们还是举上述的例子房间里只要有一个人高声叫嚷，就会妨碍所有其他在座客人的交流。在CDMA网络中可以通过调整功率来解决这一问题。但我们还会遇到这一问题的另一种情况，当某一用户远离基站时必须得到很大一部分发射功率，以至供给其他用户的功率发生紧缺。这意味着小区容量与用户的实际分布情况有关。当用户密度很大时，可以用统计平均值解决这个问题，而当用户数量很小时，则必须通过模拟方法对网络进行动态分析。在远近效应问题上来讲，与呼吸效应一样，由于用户的不固定性，也是时刻存在的，在一定意义上来讲，远近效应问题也影响系统的容量，系统增加一个呼叫，就意味着这个用户对其他的用户造成了干扰，则就需要进行功率控制来克服这个用户带来的干扰，当这个过程增加到了功率无法克服的时候，则无法发起一个新的呼叫，这时候系统的容量就达到了“极限”，当然语音的活动情况也将影响到功率控制的调整，而功率控制又影响到系统的容量，所以我们也可以说CDMA系统的容量是个软容量。

CDMA系统在很多方面具有其他系统无法比拟的特点，而目前网络的优化尚须更进一步的优化，这样才可以使CDMA网络的优势充分发挥出来，这就需要我们在对网络进行优化的过程中，对发现的问题现象及时分析解决，总结经验，为今后网络的建设优化提供更可靠的依据