20世纪80年代末,移动电话面临的是一个分配问题:给每个通话者分配一个频段或一个时隙,并在它们之间留出保护带。当时主要做卫星通信业务的高通公司却主张反其道而行之——让每部手机在同一时间、同一频段上发射,仅靠扩频码区分,并把功率控制作为整个系统赖以成立的核心特性。

物理规律对他们不利。地面路径损耗遵循距离四次方反比定律:在一个五英里的蜂窝小区内,距离可相差百倍,路径损耗可相差80分贝以上,因此靠近基站的手机若不加控制,就会淹没位于小区边缘的手机。高通于1989年11月提交的专利闭合了这一环路——每部手机测量接收到的导频信号并据此反向调整自身功率,同时基站测量每一个到达信号,并下达进一步校正指令,使其趋近仍能通信的最低电平。

轻声细语的回报是所有人都能轻声细语。当每个发射机都被压在其功率下限时,干扰底噪就低到足以让所有码字都被解码,同一频谱便可在每个小区重复使用。Gilhousen、Jacobs、Padovani、Viterbi、Weaver和Wheatley在1991年的容量论文中给出了增益的具体数字,该方案由此成为蜂窝CDMA的实际核心。

每个信号都以同样微弱的强度到达

CDMA接收机把每个用户都当作噪声来听,因此容量由总干扰决定——发射功率更低的用户实际上是在把容量让给其他用户。

仅靠开环估计无法跟踪衰落和距离变化,因此由基站侧的命令环路完成精细调整。

频隙和时隙已被工程优化到极限;码分共享把较量从基础设施转移到了发射机的自律上。

该环路是对高通已在卫星链路上运行的机制的强化,在卫星链路上路径损耗仅变化1–2分贝;而地面蜂窝小区的跨度超过80分贝。

对于被最吵闹的使用者毁掉的资源,解决办法不是增加车道:而是让每个使用者都保持在仍能奏效的最低水平。容量来自减法——不需要新频谱,只需要克制。

该环路于1991年10月获得授权,成为蜂窝CDMA的实际核心。同年,Gilhousen、Jacobs、Padovani、Viterbi、Weaver和Wheatley在《IEEE Transactions on Vehicular Technology》上发表了容量分析;以此设计为基础的IS-95标准于1993年获批,并以cdmaOne之名投入商用,CDMA2000即由其衍生而来。

从这里,追溯依据

参考来源

  1. Method and apparatus for controlling transmission power in a CDMA cellular mobile telephone system (US 5,056,109) FreePatentsOnline (USPTO) · freepatentsonline.com ·
  2. On the capacity of a cellular CDMA system IEEE Transactions on Vehicular Technology · doi.org
  3. IS-95 Wikipedia · en.wikipedia.org