遠近效應

遠近效應(near-far effect)

一般要求移動台的發射功率具有自動調整的能力，同時移動台的接收機需要具有自動增益控制的能力，當通信距離迅速改變時能自動進行信號調整。

由於手機用户在一個小區內是隨機分佈的，而且是經常變化的，同一手機用户可能有時處在小區的邊緣，有時靠近基站。如果手機的發射功率按照最大通信距離設計，則當手機靠近基站時，功率必定有過剩，而且形成有害的電磁輻射。解決這個問題的方法是根據通信距離的不同，實時地調整手機的發射功率，即功率控制。採用功率控制後，使每個終端到達基站的功率基本相當（如下圖所示），這樣，每個終端的信號到達基站後，都能被正確地解調出來。

功率控制的原則是，當信道的傳播條件突然變好時，功率控制單元應在幾微秒內快速響應，以防止信號突然增強而對其他用户產生附加干擾；相反當傳播條件突然變壞時，功率調整的速度可以相對慢一些。也就是説，寧願單個用户的信號質量短時間惡化，也要防止對其他眾多用户都產生較大的背景干擾。

內環功控有效得解決了遠近效應的問題。

解決遠近效應問題的傳統方法是採用嚴格的功率控制技術. 功率控制技術目的在於使所有發射台到達接收機時具有相同的功率電平,併力求使該功率電平不隨時間變化. 可見這種方法在雙向通信模式才可使用,如第三代移動通信中就使用這種技術來解決遠近效應. 而一般陸基導航接收機接收是被動方式,只能接收信號而不能發射信號,故這種方式不能在導航系統中使用. 一種在被動接收方式下解決遠近效應的技術稱之為多用户檢測技術. 多用户檢測就是對每個單個用户都利用多個用户的信息去實現檢測接收,即通過挖掘有關干擾用户的信息(信號到達時間、使用的擴頻序列、信號幅度等)來估計多址干擾,然後從接收信號中減去相應的多址干擾. 最佳多用户接收機在限定條件下具有理想的抗遠近效應能力,但由於其結構過於複雜,難以實用化。

研究和設計具有互相關值低的偽隨機碼( 如Walsh 函數序列) , 在理想情況下, 如果偽碼是正交的,則不存在多址干擾問題。但是, 實際應用中系統通常是工作在異步狀態, 設計在任何時延情況下都正交的擴頻碼是不可能的, 只能是設計互相關值儘可能小的擴頻碼序列。

由於多址干擾具有很強的結構性, 在用户間擴頻碼的互相關係數已知的條件下, 完全可以利用多址干擾的這些結構信息( 擴頻序列相關特性, 信號幅度變化, 信號同步特徵等) , 進一步消除它的負面影響, 提高系統的性能。針對這一點, S. Verdu 首先提出多用户檢測技術, 它對每個用户信號的檢測不是獨立進行的,而是將輸入信號經過一組匹配濾波器後得到多個用户的充分估計量, 共同應用於每個用户進行聯合檢測。這種多用户檢測可以為遠近效應提供一個良好的解決途徑。因此, 採用了多用户檢測的接收機, 功率控制的要求可大大降低, 同時, 由於多用户檢測中的干擾消除特性, 也降低了用户碼序列間的互相關性的要求。因此, 盡十多年來, 多用户檢測接收機的研究得到了越來越多的研究人員的重視。目前, 已經是CDMA 研究領域的一個熱點問題。

多用户檢測器在抑制多址干擾和遠近效應方面有其優勢的地方, 但多用户檢測器也存在侷限性。所有的多用户接收機需要準確知道除本用户之外的所有正在通話的用户的時延和地址碼。此外, 一些多用户接收機還需估計信號功率或碼的互相關值。因此, 人們的注意力轉移到了自適應干擾消除技術上來。

所有的移動通信系統都存在遠近效應

所謂遠近效應，就是指當基站同時接收兩個距離不同的移動台發來的信號時，由於距離基站較近的移動台信號較強，距離較遠的移動台信號較弱，則距離基站近的移動台的強信號將對另一移動台信號產生嚴重的干擾。