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測(cè)量CDMA接收機(jī)的阻塞

云知道

概述
CDMA無線系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成與老式的先進(jìn)移動(dòng)電話系統(tǒng)(AMPS)工作在同一個(gè)無線頻段，AMPS系統(tǒng)在推出CDMA技術(shù)以前就工作在美國(guó)蜂窩頻段 。
AMPS射頻方案是把頻率劃分成很多相鄰的相對(duì)窄帶的FM信道，而CDMA射頻方案則采用少量的寬帶射頻信道 。結(jié)果，CDMA信道規(guī)劃不得不包含現(xiàn)存的AMPS信道，而AMPS就會(huì)作為一個(gè)干擾使CDMA鏈路劣化 。
在此我們討論影響蜂窩頻段CDMA手機(jī)設(shè)計(jì)和性能的兩種主要機(jī)理：
倒易混頻，即在點(diǎn)頻干擾存在的情況下，本振相位噪聲會(huì)阻塞接收到的射頻信號(hào) 。
交叉調(diào)制，結(jié)果是來自手機(jī)發(fā)射機(jī)的泄漏使接收機(jī)的低噪聲放大器過載 。
本文還通過測(cè)量一個(gè)真實(shí)的系統(tǒng)來演示該系統(tǒng)的優(yōu)良性能 。
蜂窩頻段頻率規(guī)劃的背景
AMPS服務(wù)處于美國(guó)850MHz蜂窩頻段:
824MHz到849MHz上行(手機(jī)發(fā)射機(jī)反向信道)
869MHz到894MHz下行(手機(jī)接收機(jī)前向信道)
AMPS頻道以30kHz為間隔，峰值頻偏時(shí)每個(gè)頻道約占24kHz 。
CDMA服務(wù)占用同樣的美國(guó)蜂窩頻段，CDMA信道排列與AMPS的30kHz間隔對(duì)準(zhǔn)(即每個(gè)信道跨越好多個(gè)30kHz)，但是每個(gè)CDMA信道占用1.23MHz頻寬 。為了治理這一分布，移動(dòng)電話運(yùn)營(yíng)商分到了12.5MHz的頻段，最近的AMPS信道位于離最近的CDMA信道，即頻段邊界285kHz遠(yuǎn)的地方(即CDMA邊界離AMPS信道中心距離9個(gè)30kHzAMPS信道加上15kHz)，見圖1 。
圖1.CDMA信道和最近的AMPS載頻的關(guān)系，此AMPS載頻是CDMA信道的一個(gè)干擾
當(dāng)最近的AMPS信道比CDMA信號(hào)電平強(qiáng)很多時(shí)，它對(duì)CDMA頻道來說就是一個(gè)單音干擾，干擾頻率偏移如式1所示：
285kHz 615kHz= 900kHz,這就是最近的AMPS干擾信道離指定CDMA信道中心的頻差 。這一干擾源的功率強(qiáng)度相對(duì)于被干擾CDMA信道的靈敏度(-101dBm)在3GPP2的空中接口標(biāo)準(zhǔn)中被定義為：最差情況下-30dBm 。
CDMA手機(jī)的阻塞指標(biāo)
阻塞是測(cè)量工作在某個(gè)信道的手機(jī)在離此信道中心頻率一給定的頻差的地方有窄帶干擾發(fā)射機(jī)時(shí)接收CDMA信號(hào)的能力 。接收機(jī)的阻塞用錯(cuò)幀率(FER)來衡量1 。
對(duì)CDMA系統(tǒng)來說，25個(gè)以上的手機(jī)可以直接同時(shí)同頻工作(即在同一信道中心頻率上)是它的優(yōu)點(diǎn) 。所謂碼分復(fù)用(信道劃分)就是每個(gè)手機(jī)的上行和下行載頻使用了不同的正交擴(kuò)頻碼 。
為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，CDMA基站必須精確控制每個(gè)手機(jī)發(fā)射機(jī)中發(fā)射出的功率，確保對(duì)所有的用戶收到同樣的功率水平 。相應(yīng)的，手機(jī)的接收機(jī)必須有很寬的增益控制范圍，當(dāng)手機(jī)接收機(jī)離基站最遠(yuǎn)時(shí)，前向鏈路的典型信號(hào)強(qiáng)度只有-110dBm 。
問題起源于臨近的AMPS系統(tǒng)并不以同CDMA一樣的方式治理手機(jī)的上行功率，當(dāng)CDMA手機(jī)正在以它的極限靈敏度接收時(shí)，四周的AMPS基站有可能發(fā)出一個(gè)很強(qiáng)的干擾，這種情況在蜂窩邊界非凡輕易發(fā)生 。
很幸運(yùn)的是，下行擴(kuò)頻碼的特性使手機(jī)接收機(jī)能相對(duì)免受鄰近頻道的干擾 。窄帶AMPS干擾被手機(jī)的相關(guān)器所“平攤”，因此它的影響被處理增益(約25dB)所降低 。因?yàn)楦蓴_比較顯著，3GPP2規(guī)定了一個(gè)測(cè)試來保證CDMA接收機(jī)能完全處理鄰道干擾 。3GPP2中CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了下列阻塞測(cè)試的條件：
對(duì)美國(guó)CDMA系統(tǒng)，蜂窩頻段測(cè)試要求規(guī)定最小有效的同向輻射功率 23dBm 。PCS頻段測(cè)試要求規(guī)定最小有效的同向輻射功率 15dBm(測(cè)試1和2)，或 20dBm(測(cè)試3和4) 。干擾發(fā)射機(jī)的功率規(guī)定為-30dBm(測(cè)試1和2)，或-40dBm (測(cè)試3和4)2 。
當(dāng)測(cè)試一個(gè)CDMA前端IC或一個(gè)零中頻接收機(jī)的阻塞時(shí)，重要的是要注重由單音干擾發(fā)射機(jī)構(gòu)成的干擾分量，在測(cè)試裝置中要重建出那些影響 。影響阻塞的兩個(gè)主要因素是：倒易混頻和交叉調(diào)制 。

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