偽導頻

偽導頻(Pilot Beacon),用在不同載頻間硬切換的一種觸發設備,它通常配置在載頻數少的系統中、發射導頻信號,指示手機進行載頻間切換。目前按照輸出信號的方式,可將偽導頻分成兩類:一種方式是偽導頻設備只發射導頻信號,簡稱純導頻方式;另一種方式是偽導頻設備從基站處將所有信號(包括同步、尋呼和業務信道信號)都耦合到目標載頻上進行發射,簡稱移頻方式。導頻信號是基站連續發射未經調製的直接序列擴頻信號,它使得手機能獲得前向碼分多址信道時限,提供相關解調相位參考,並為各基站提供信號強度比較,手機可確定何時進行切換。

偽導頻

假設用戶從A基站(283、201雙載頻區域)向B基站(283單載頻區域)移動,並且在A基站通話期間移動台占用了201頻點,由於在非邊界扇區移動台不能在通話期間進行異頻導頻的搜尋,因此移動台不能識別B基站283頻點的存在,移動台即以為在B基站沒有可用信號,隨著室外A基站信號的逐漸減弱,移動台將可能產生掉話。在B基站加入偽導頻發射機後,其產生了一個201頻點的虛擬導頻,當用戶進入B基站後,移動台將捕獲B基站201頻點的虛擬導頻信號,並從中檢測到B基站信號強度以及B基站的PN偏置、系統時間和相位跟蹤等參數,當B基站信號強度達到切換門限時移動台即向BSC發出向B基站切換的請求指令,當BSC收到指令後即向移動台發出向B基站283頻點進行硬切換的指令,同時B基站的283頻點為移動台分配一個接續通話的業務信道供其接入,從而實現了不同載頻間的切換。

切換原理

導頻信號是基站連續發射未經調製的直接序列擴頻信號,它使得手機能夠獲得前向碼分多址信道時限,提供相關解調相位參考,並且為各基站提供信號強度比較,手機可以確定何時進行切換。
在沒有偽導頻設備的情況時,手機漫遊在A基站下,使用載頻FA2通信。當手機逐漸遠離A基站,靠近B基站,B基站卻只有載頻FA1提供服務。手機收到的A基站FA2的信號越來越弱,而B基站FA1信號逐漸增強,只能採用硬切換的方式進行切換,而且會產生30毫秒的中斷。不同基站的異頻硬切換的成功率很低,非常容易形成掉話的現象。
如果我們在B基站安裝了偽導頻設備,當手機處於載頻FA2服務之下,從A基站移動到B基站時,手機會不斷檢測附近基站的導頻信號強度。當T_Add參數超過門限值時,手機會主動向A基站傳送PSMM(功率強度測量)訊息。A基站收到訊息後,查詢相鄰基站的配置信息,發現B基站的FA2的導頻信號實際上是偽導頻信號,不具備提供業務信道的可能,但B基站的FA1可以提供服務信道。A基站向手機傳送EHDM(增強型切換定向)訊息,通知手機切換到載頻FA1,同時將切換參數傳送給手機。手機立刻先切換到A基站的載頻FA1下,然後按照軟切換的方式從A基站的載頻FA1切換到B基站的載頻FA1,從而保證的切換順利進行。

幾種常用的偽導頻實現方案

CDMA 偽導頻技術的實現

由CDMA技術標準擁有者高通公司提出之後,由於對有效降低掉話率,作用非常明顯,因而得到了廣泛的套用。根據使用方式的不同,大致可以分為以下三類:
一、基站自提供方式
基站在設計的時候就考慮到偽導頻切換功能。在數字基帶處理時,從正常載頻信道中提取出導頻信號,用於偽導頻的發射。這樣可以保證偽導頻信號只包括導頻信號,而且和正常載頻導頻信號保持高度一致。
這種方式顯然是最佳的實現方式。但遺憾的是,不少廠家的基站並不支持。尤其是微蜂窩基站為代表,為了減少成本,廠家往往省去偽導頻的功能。也為後面兩種方式留下了市場空間。
二、純導頻方式
純導頻方式是採用專門的信道發生器模擬出純粹的導頻信號。由於只發射純導頻,對偽導頻所在的載頻上的干擾減小。
但由於導頻信號需要自己產生,要使用一些昂貴的modem晶片,而且內部結構比較複雜。
三、移頻方式
移頻方式實現起來相對簡單,具體地說從基站射頻信號處將所有信號(包括同步、尋呼和業務信道信號)都耦合到新載頻上進行發射。
偽導頻設備不僅發射導頻信號,而且還要發射同步信號、尋呼信號和業務信道信號,這樣為保證偽導頻的覆蓋範圍與基站的覆蓋範圍相似,所需要發射的功率將與基站的發射功率保持同步。

分析比較

基站自提供方式和純導頻方式從技術本質上看屬於同一種技術,我們重點分析一下純導頻方式和移頻方式的優缺點。
純導頻方式結構複雜,導頻信號發生器設備成本也較高,但其所需發射的信號純粹,對發射功率的要求也減少到最小,一般不超過4w。而對於移頻方式,偽導頻設備轉發了正常載頻的全部信號,因此所需要發射的功率將與基站正常載頻的發射功率相同,在國內基站的發射功率通常為20w,這樣,偽導頻的發射需要20w的高功放,成本較高,因此移頻方式和純導頻方式綜合成本相差不多。
純導頻方式的覆蓋範圍相對固定,而CDMA基站的信號是有呼吸效應的,實際的覆蓋範圍會對隨著用戶數量不斷變化,純導頻方式的信號覆蓋範圍不能保持和原基站載頻的同步,對切換的成功率產生負面影響。移頻方式卻恰恰很好地解決了這個問題。
移頻方式在發射偽導頻的同時,也發射了業務信道等信號。這些不需要的信號會對周圍的基站產生不必要的干擾,降低了周圍基站的信號質量和用戶容量。而純導頻方式則對周圍基站的干擾降到了最小。
綜合起來,我們認為純導頻方式對網路影響小,適合在基站密集的地區使用。移頻方式對網路有一定的影響,但切換成功率較好,適合在城市邊緣地區使用。

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