CDMA伪导频技术的实现

CDMA技术在中国商用已经三年，得到了飞速的发展。目前中国CDMA网络的用户突破了2300万用户，成为世界第二大CDMA网。
随着网络规模的扩大和用户的不断增加， CDMA网络建设由开始的以扩大覆盖面积为目标，转移到加强网络优化，提高信号质量上来。
在一些城市地区，一个载频的容量逐渐不够，开始增加新的载频。相邻的小区之间载频数量不平衡的现象越来越多，不同的频率之间切换的问题开始显露。
CDMA的软切换技术在降低掉话率方面作用明显，但它仅在相同载频之间的切换才能发挥作用。对于不同载频之间的切换，只能采用硬切换实现。硬切换的成功率相对较低，尤其是不同基站不同载频之间的硬切换，很轻易造成掉话。伪导频技术可以有效提高不同载频之间的切换成功率，是网络优化的重要手段之一。
伪导频切换的原理
导频信号是基站连续发射未经调制的直接序列扩频信号，它使得手机能够获得前向码分多址信道时限，提供相关解调相位参考，并且为各基站提供信号强度比较，手机可以确定何时进行切换。
在没有伪导频设备的情况时，手机漫游在A基站下，使用载频FA2通信。当手机逐渐远离A基站，靠近B基站， B基站却只有载频FA1提供服务。手机收到的A基站FA2的信号越来越弱，而B基站FA1信号逐渐增强，只能采用硬切换的方式进行切换，而且会产生30毫秒的中断。不同基站的异频硬切换的成功率很低，非常轻易形成掉话的现象。
假如我们在B基站安装了伪导频设备，当手机处于载频FA2服务之下，从A基站移动到B基站时，手机会不断检测四周基站的导频信号强度。当T_ ADD参数超过门限值时，手机会主动向A基站发送PSMM(功率强度测量)消息。A基站收到消息后，查询相邻基站的配置信息，发现B基站的FA2的导频信号实际上是伪导频信号，不具备提供业务信道的可能，但B基站的FA1可以提供服务信道。A基站向手机发送EHDM(增强型切换定向)消息，通知手机切换到载频FA1 ，同时将切换参数发送给手机。手机马上先切换到A基站的载频FA1下，然后按照软切换的方式从A基站的载频FA1切换到B基站的载频FA1 ，从而保证的切换顺利进行。
几种常用的伪导频实现方案
伪导频技术由CDMA技术标准拥有者高通公司提出之后，由于对有效降低掉话率，作用非常明显，因而得到了广泛的应用。根据使用方式的不同，大致可以分为以下三类：
一、基站自提供方式
基站在设计的时候就考虑到伪导频切换功能。在数字基带处理时，从正常载频信道中提取出导频信号，用于伪导频的发射。这样可以保证伪导频信号只包括导频信号，而且和正常载频导频信号保持高度一致。
这种方式显然是最佳的实现方式。但遗憾的是，不少厂家的基站并不支持。尤其是微蜂窝基站为代表，为了减少成本，厂家往往省去伪导频的功能。也为后面两种方式留下了市场空间。
二、纯导频方式
纯导频方式是采用专门的信道发生器模拟出纯粹的导频信号。由于只发射纯导频，对伪导频所在的载频上的干扰减小。
但由于导频信号需要自己产生，要使用一些昂贵的modem芯片，而且内部结构比较复杂。
三、移频方式
移频方式实现起来相对简单，具体地说从基站射频信号处将所有信号(包括同步、寻呼和业务信道信号)都耦合到新载频上进行发射。
伪导频设备不仅发射导频信号，而且还要发射同步信号、寻呼信号和业务信道信号，这样为保证伪导频的覆盖范围与基站的覆盖范围相似，所需要发射的功率将与基站的发射功率保持同步。
分析比较
基站自提供方式和纯导频方式从技术本质上看属于同一种技术，我们重点分析一下纯导频方式和移频方式的优缺点。
纯导频方式结构复杂，导频信号发生器设备成本也较高，但其所需发射的信号纯粹，对发射功率的要求也减少到最小，一般不超过4w 。而对于移频方式，伪导频设备转发了正常载频的全部信号，因此所需要发射的功率将与基站正常载频的发射功率相同，在国内基站的发射功率通常为20w ，这样，伪导频的发射需要20w的高功放，成本较高，因此移频方式和纯导频方式综合成本相差不多。
纯导频方式的覆盖范围相对固定，而CDMA基站的信号是有呼吸效应的，实际的覆盖范围会对随着用户数量不断变化，纯导频方式的信号覆盖范围不能保持和原基站载频的同步，对切换的成功率产生负面影响。移频方式却恰恰很好地解决了这个问题。
移频方式在发射伪导频的同时，也发射了业务信道等信号。这些不需要的信号会对四周的基站产生不必要的干扰，降低了四周基站的信号质量和用户容量。而纯导频方式则对四周基站的干扰降到了最小。
综合起来，我们认为纯导频方式对网络影响小，适合在基站密集的地区使用。移频方式对网络由一定的影响，但切换成功率较好，适合在城市边缘地区使用。