cdma無線網(wǎng)絡基礎培訓

1、CDMA無線網(wǎng)絡基礎,1,本課程為CDMA無線網(wǎng)絡基礎培訓，共四部分內(nèi)容：,一、CDMA理論基礎 二、IS95A系統(tǒng)介紹 三、1X系統(tǒng)介紹 四、CDMA發(fā)展方向簡介,CDMA無線網(wǎng)絡基礎,目標：通過本課程，對CDMA無線網(wǎng)絡基本原理有一定的了解，具備進一步深入學習的理論基礎。,2,第一部分 CDMA理論基礎,1.1 移動通信發(fā)展簡史1.2 多址接入1.3 CDMA的理論

2、基礎1.4 CDMA的同步1.5 CDMA中的碼1.6 IS95A、IS95A+、CDMA 1X1.7 CDMA的技術優(yōu)勢,CDMA通信原理簡介,3,1.1 移動通信發(fā)展簡史,,,,,,,,AMPS,,TACS,,NMT,,其它,,GSM,,CDMA,IS95,第一代 80年代,模擬,第二代 90年代,數(shù)字,第三代,IMT-2000,,WCDMA,,CDMA,2000,,,,模,擬,技,術,,數(shù),字,技,術,,

3、語,音,業(yè),務,,寬,帶,業(yè),務,,TD-SCDMA,,DAMPS,,,第2.5代21世紀初,,GPRS,,CDMA1X,,,數(shù),據(jù),業(yè),務,數(shù)據(jù),4,1.2 多址接入,,,,用戶1,用戶2,用戶3,,,用戶1,用戶2,用戶3,,,頻率,時間,時間,,,,,,頻率,頻率,碼,業(yè)務信道在不同頻段分配給不同用戶如：AMPS、TACS,業(yè)務信道在不同時間分配給不同用戶如：DAMPS、GSM,所有用戶在同一時間、同一頻段上、根據(jù)編碼獲

4、得業(yè)務信道,FDMA,TDMA,CDMA,,,,用戶1,,用戶2,用戶3,5,1.2多址接入,碼分多址(Code Division Multiple Access)技術：是一種數(shù)字擴頻技術采用1.23MHz的無線載波間隔多個用戶可同時占用1.23MHz無線載波同一載波資源內(nèi)不同的用戶通過分配不同的碼區(qū)分相同的載波能在相鄰小區(qū)或扇區(qū)使用,什么是CDMA ？,6,擴頻通信： 定 義：擴 頻 技 術 就 是 將 信 息

5、 的 頻 譜 展 寬 后 進 行傳 輸 的 技 術。 理論基礎（香農(nóng)公式）： 在白噪聲干擾的條件下，信道容量 Bw－信道帶寬；S － 信號平均功率; N －噪聲平均功率 提高信道容量的方法有兩種： (1)提高信噪比S/N；(2)加大信道帶寬Bw結 論： 對于給定的SNR，可以通過增大傳輸系統(tǒng)的帶寬的方式在較低信噪比的條件下獲得比較滿意的傳輸質(zhì)量。,1

6、.3 CDMA理論基礎,7,擴頻系統(tǒng)框圖,1.3 CDMA理論基礎,8,比特(bit)、符號(Symbol)與碼片(Chip)輸入含有信息的數(shù)據(jù)稱為比特（bit）在經(jīng)過卷積編碼器、符號重復與交織后的數(shù)據(jù)被稱為符號(symbol)經(jīng)過最終擴頻后得到的數(shù)據(jù)被稱為碼片(chip),1.3 CDMA理論基礎,9,,,f,S（f）,,f0,解擴頻前的信號頻譜,,,,f,S（f）,,f0,,擴頻前的信號頻譜,信號,信號,干擾噪聲,,,,f,S

7、（f）,,f0,擴頻后的信號頻譜,信號,,,,f,S（f）,,f0,,解擴頻后的信號頻譜,信號,,,,干擾噪聲,,,,,,信號,脈沖干擾,白噪聲,擴頻過程,1.3 CDMA理論基礎,10,擴頻通信系統(tǒng)的主要特點隱 蔽 性 和 保 密 性抗 干 擾 和 抗 多 徑 衰 落 能 力 強增 加 容 量、提 高 頻 率 復 用 率。占 用 頻 帶 較 寬，系 統(tǒng) 復 雜 性增 加。,1.3 CDMA理論基礎,11,1.3 CD

8、MA理論基礎,在同一個房間里，多對人使用不同的語言(符號代碼)同時對話，每對音量足夠小時互相之間不影響正常通話。,如果某個用戶音量過大將導致所有其它用戶的通話均無法正常進行。,12,FDMA、TDMA是一種維數(shù)受限系統(tǒng)(Dimension limited) CDMA系統(tǒng)是一種干擾受限系統(tǒng)(Interference limited)，這種系統(tǒng)鏈路性能的好壞取決于接收機在干擾中檢測信號的能力。,1.3 CDMA理論基礎,13,

9、不同的PN區(qū)分不同的基站,,基站傳送不同時間偏移的同一偽隨機碼（PN）,CDMA基站間的同步,1.4 CDMA的同步,特點：CDMA基站必需對公共時間參考點保持同步。CDMA系統(tǒng)借助GPS提供精確的時間同步。,14,CDMA 系統(tǒng)中常用的幾種碼：1、PN碼（m序列）： 共兩種：長度為242-1的PN碼和長度為215-1的PN碼 。 2、 Walsh碼： IS95使用64階Walsh碼

10、，cdma2000使用128階Walsh碼。,1.5 CDMA中的碼,15,1.6 IS95A、IS95A+、CDMA 1X,IS-95A ：CDMA IS-95A系統(tǒng)中的相關標準：IS-95(TIA/EIA-95): 無線空中接口標準IS-96(TIA/EIA-96): 語音編碼聲碼器的標準IS-97(TIA/EIA-97): 基站性能指標標準IS-98(TIA/EIA-98): 移動臺性能指標標準IS-127:

11、 EVRC的語音編碼標準IS-718: EVRC的性能指標標準IS-707A: 寬帶擴譜系統(tǒng)的數(shù)據(jù)業(yè)務標準IS-634A: MSC-BSC接口版本A標準IS-41(TIA/EIA41): 蜂窩無線系統(tǒng)間操作標準IS-657: 移動臺和IWF之間鏈路的

12、通信協(xié)議IS-658: 寬帶擴頻系統(tǒng)的數(shù)據(jù)業(yè)務互通功能接口標準,16,IS-95A+ 增強型IS-95A 系統(tǒng)（話音業(yè)務、短消息業(yè)務)增加的主要功能： 支持未來無線因特網(wǎng)和數(shù)據(jù)服務接入方法具備基本的智能網(wǎng)業(yè)務，如預付費業(yè)務支持UIM 卡方式支持國際漫游系統(tǒng)平臺可在升級軟件和更換信道板方式下向cdma2000 1x 演進國內(nèi)制定的相關的體制標準規(guī)范,1.6 IS95A、IS95A+、

13、CDMA 1X,17,1.6 IS95A、IS95A+、CDMA-1X,CDMA 1X CDMA 1X為CDMA2000的單載波階段，一般被認為屬于2.5代移動通信系統(tǒng)。 1X系統(tǒng)后兼容IS95，和IS95相比，主要增加的功能在于數(shù)據(jù)業(yè)務方面。更高的頻譜效率和網(wǎng)絡容量更高的分組數(shù)據(jù)速率和更豐富的業(yè)務平滑向3G過渡（設備和頻譜）,18,CDMA系統(tǒng)主要技術特點,1.7 CDMA的技術優(yōu)勢,19,

14、一、CDMA的頻譜利用率高，容量大： CDMA系統(tǒng)本身所固有的碼分擴頻技術加上先進的內(nèi)、外環(huán)功率控制，話音激活技術等，容量明顯大于GSM系統(tǒng)（3倍以上）。二、CDMA的話音品質(zhì)好： 經(jīng)實際試驗，CDMA系統(tǒng)的話音質(zhì)量明顯優(yōu)于GSM和模擬系統(tǒng)，特別是強背景噪聲環(huán)境中，由于采用了偽隨機序列進行擴頻/解擴，話音質(zhì)量不亞于固定網(wǎng)電話（前提是網(wǎng)絡負載較小，負載增加時由于干擾增加，話音質(zhì)量將下降）。三、CDMA

15、的覆蓋范圍大： CDMA的無線鏈路預算比GSM高出3～6dB，同等條件下，覆蓋半徑將近GSM的1.2~1.5倍（和具體無線傳播環(huán)境有關）。,1.7 CDMA的技術優(yōu)勢,20,1.7 CDMA的技術優(yōu)勢,四、CDMA的掉話率低 CDMA由于采用了各種軟切換技術，因此使得移動環(huán)境中因為越區(qū)切換的掉話率大大降低。五、數(shù)據(jù)業(yè)務 在數(shù)據(jù)通信方面，CDMA傳送單位比特的成本比在GSM平臺上使用G

16、RPS，EDGE等補充技術都要低，因此更適合作為無線高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務或實時數(shù)據(jù)業(yè)務的接入手段，為移動/無線Internet的融合提供了更好的技術條件。,21,六、CDMA網(wǎng)絡的建設成本低 CDMA系統(tǒng)的覆蓋范圍大、同樣覆蓋范圍下需求基站數(shù)量少、系統(tǒng)容量大、頻譜利用率高、頻率規(guī)劃簡單等優(yōu)勢，可大大降低系統(tǒng)的建設成本和運營成本。七、CDMA可以實現(xiàn)向第三代移動通信系統(tǒng)平滑過渡,1.7 CDMA的技術優(yōu)勢,22,第二部分

17、 IS95A系統(tǒng)介紹,2.1 IS95A的網(wǎng)絡結構2.2 IS95A的地址碼和用途2.3 IS95A的關鍵技術和特性2.4 IS95A的信道結構2.5 IS95A的呼叫處理流程2.6 IS95A的頻率配置2.7 PN規(guī)劃2.8 主要系統(tǒng)參數(shù),23,2.1 IS95A的網(wǎng)絡結構,24,2.2 IS95A的地址碼和用途,,信息流,,信息流,25,若兩個函數(shù)互相關系數(shù)為0，則相互正交，碼字的互相關系

18、數(shù)為：,Walsh碼,地址碼 及其用途－Walsh碼,2.2 IS95A的地址碼和用途,Walsh碼是正交碼，前向采用64階Walsh函數(shù)作為擴頻函數(shù)。,26,64階的Walsh碼,前向信道,反向信道,64個正交碼中的一個,同一扇區(qū)不同的信道使用不同的Walsh碼,Walsh函數(shù)直接擴頻,,對數(shù)據(jù)進行調(diào)制,,區(qū)分信道,地址碼 及其用途－Walsh碼,,6 symbol,,64*64矩陣,,0101……01,64 階正交Wals

19、h 函數(shù),,,2.2 IS95A的地址碼和用途,27,地址碼 及其用途－PN碼（ m- 序列/偽隨機序列）,包含兩部分（1）最大移位寄存器序列（2）掩碼 輸出序列周期為2N-1 （沒有全0狀態(tài)） 當掩碼不同時，輸出相位不同,m- 序列,2.2 IS95A的地址碼和用途,28,PN碼,,,長度為242-1,長度為215-1,前向信道,反向信道,不同用戶使 用由 各自的ESN計算的不同相位的PN碼,對業(yè)務信道和尋呼信道進

20、行擾碼,前向信道,反向信道,正交調(diào)制,,不同的扇區(qū)使用不同相位的序列，區(qū)分扇區(qū),對反向業(yè)務信道進行正交調(diào)制,直接擴頻,地址碼 及其用途－PN碼,2.2 IS95A的地址碼和用途,29,64 階正交Walsh 函數(shù)：前向鏈路用于構造碼分信道并擴頻；反向鏈路用于MS信息的正交多進制調(diào)制。長PN碼（周期長度242 -1）：前向鏈路用于每個用戶的識別（擾碼）；反向鏈路用于擴頻和用戶識別。短PN碼（周期長度215 -1 ）：前反向鏈路

21、都用于正交QPSK 調(diào)制，不同基站相位不同，但不同的移動臺相位一樣（0偏置）。,地址碼 及其用途－總結,2.2 IS95A的地址碼和用途,30,分集RAKE接收機功率控制軟切換話音激活和可變速率聲碼器小區(qū)呼吸,2.3 IS95A的關鍵技術和特性,31,一、分集時間分集 采用符號交織，檢錯糾錯編碼等方法。 因為在時間上間隔足夠遠的兩個振幅采樣點是非相關的。故將給定的信號在時間上

22、相隔一定的時間( > 相干時間)重復傳輸M次，只要時間間隔大于相干時間，就可以得到M條獨立的分集支路? 時間分集。 頻率分集 通過將信號能量在寬頻帶中擴展實現(xiàn)的。CDMA將信 號擴展到整個1.23M上。,2.3 IS95A的關鍵技術和特性,32,由于衰落具有頻率選擇性，當兩個頻率間隔大于信道相關帶寬時，它們受到的衰落是非相關的。市區(qū)與郊區(qū)的相關帶寬一般分別為50kHz和250

23、KHz左右，而CDMA系統(tǒng)的信號帶寬為1.25MHz, 故可以實現(xiàn)頻率分集?？臻g分集/多徑分集 1、在基站采用雙接收天線。 2、在手機和基站采用RAKE接收，合并不同傳輸延時的信號 3、軟切換的時候，多個基站和移動臺同時聯(lián)系，BSC從中選出最好的幀送給交換機,2.3 IS95A的關鍵技術和特性,33,二、RAKE接收機,,,,,,,,,,,,,,,,,接收機,單徑接收電路,單徑接收電路,單徑

24、接收電路,搜索器,,,,,計算信號強度與時延,,,合 并,合并后的信號,,,,,,,,t,t,s(t),s(t),,,,,,RAKE 接收技術有效地克服多徑衰落，提高接收性能,2.3 IS95A的關鍵技術和特性,34,CDMA系統(tǒng)是自干擾系統(tǒng)，限制CDMA系統(tǒng)容量的因素是總干擾，當達到以下條件，系統(tǒng)容量最大在可接受的信號質(zhì)量下，功率最小基站從各個移動臺接收到的功率相同,2.3 IS95A的關鍵技術和特性,三、功率控制,35,目的：

25、 用來克服諸如陰影效應、平均路徑損耗、地形地貌所引起的信號慢變化。以保持設定的話音質(zhì)量，誤幀率，同時獲得最大的頻譜效率。手段： 設定和控制反向Eb/It 以控制誤幀數(shù)量 盡量減少手機的發(fā)射功率(反向) 盡量減少基站的發(fā)射功率(前向) 提供方法使運營商可以平衡系統(tǒng)容量與話音質(zhì)量的需求,功率控制的目的與手段,2.3 IS95A的關鍵技術和特性,36,功率控制的種類,前向：慢速

26、閉環(huán)功率控制 基站通過移動臺對前向鏈路誤幀率（FER）的報告來決定是增加還是減少發(fā)射功率。 移動臺的報告分為定期報告和門限報告兩種。反向：開環(huán)功率控制閉環(huán)功率控制：包括內(nèi)環(huán)和外環(huán),2.3 IS95A的關鍵技術和特性,37,開環(huán)估計是指移動臺僅僅根據(jù)接收到的來自基站的信號強度來粗略估計信道傳播環(huán)境，并相應調(diào)整自己的反向發(fā)射功率，是單方面的調(diào)整。 移動臺根據(jù)接收前向信道的功率，直接確定初始發(fā)射功率：

27、 初始發(fā)射功率(IP)=-73-Mean input pwr+nom_pwr +init_pwr,開環(huán)功率控制（開環(huán)估計）,2.3 IS95A的關鍵技術和特性,38,開環(huán)功率控制（接入探測）,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,接入報頭,消息封裝,,,,,,,,,,確認窗口（Ta）,隨機時間（RT),,,,,,探測#16,探測#3,探測#2,探測#1,探測序列,補償延遲,,1,2,15(最大值）,,,,,,,,,,,Tx＝IP+接

28、入探測校正值總和,2.3 IS95A的關鍵技術和特性,39,閉環(huán)功控（閉環(huán)校正）,2.3 IS95A的關鍵技術和特性,內(nèi)環(huán)： 指基站接收移動臺的信號后，將起強度與一門限（閉環(huán)門限）相比，如果高于該門限，基站向移動臺發(fā)送“降低發(fā)射功率”的功率控制指令，否則發(fā)送“增加發(fā)射功率指令”；外環(huán)： 外環(huán)的作用就是對“內(nèi)環(huán)門限”進行調(diào)整，這種調(diào)整是根據(jù)基站所接收到的反向業(yè)務信道的質(zhì)量指標（FER）的變化進行的。,40,Tx＝IP

29、+接入探測校正值總和＋所有閉環(huán)功率控制校正值的總和,移動臺發(fā)射功率,2.3 IS95A的關鍵技術和特性,41,軟切換：在切換過程中，移動臺開始與新的基站聯(lián)系時，并不中斷與原有的基站的通信。軟切換會帶來更好的話音質(zhì)量，實現(xiàn)無縫切換、減少掉話可能，且有利于增加反向容量。 更軟切換：與軟切換類似，發(fā)生在同一基站的不同扇區(qū)之間。 硬切換：在切換過程中，移動臺與新的基站聯(lián)系前，先中斷與原基站的通信，再與新基站建立聯(lián)系。硬切換過程中有短暫的中斷

30、，容易掉話。不同頻率間的切換到其它系統(tǒng)的切換,四、軟切換,2.3 IS95A的關鍵技術和特性,42,軟切換,硬切換,2.3 IS95A的關鍵技術和特性,軟切換 vs 硬切換,43,,,上行軟切換在BSC中進行多徑合并；上行更軟切換在BTS中進行多徑合并；,,,,,,,,,,,,,,,,,,移動臺合并功率,各自小區(qū)的接收能量,2.3 IS95A的關鍵技術和特性,44,2.3 IS95A的關鍵技術和特性,軟切換對信道資源的耗用：－軟

31、切換的類型,45,導頻集：具有相同的頻率但有不同的PN碼相位的導頻集合 激活集：與正在聯(lián)系的基站對應的導頻集合。 候選集：當前不在激活集中，但是已有足夠的強度表明與該導頻對應基站的前向業(yè)務信道可以被成功解調(diào)的導頻集合。 相鄰集：當前不在激活集或候選集中但是有可能進入候選集的導頻集合。 剩余集：其它導頻集合,軟切換－導頻集,2.3 IS95A的關鍵技術和特性,46,軟切換－導頻集,剩余集合,相鄰集合最大20,候選集合最大

32、6,激活集合最大6,,,,,,,,,,,,,,,,2.3 IS95A的關鍵技術和特性,,,,47,軟切換－搜索窗口,,,,,,,,,,,,,軟切換區(qū)域,小區(qū)A,小區(qū)B,16km,10km,6km,X,Y,X處二小區(qū)路徑差16.4chipsY處二小區(qū)路徑差16.4chipsSRCH_WIN_A>2×16.4,2.3 IS95A的關鍵技術和特性,48,軟切換－切換流程,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,候選,

33、有效,相鄰,相鄰,,,,,,,移動臺發(fā)PSMM,基站發(fā)HDM,移動臺發(fā)HCM,移動臺發(fā)PSMM,基站發(fā)HDM,移動臺發(fā)HCM,,,T-TDDROP,2.3 IS95A的關鍵技術和特性,T-ADD,T-DROP,Pilot,time,49,采用可變速率聲碼器和話音激活技術可提高頻譜效率。從通話時的全速率到非通話時的1/8速率。改進話音質(zhì)量提升基站的覆蓋范圍與容量,五、可變速率聲碼器與話音激活技術,2.3 IS95A的關鍵技術和

34、特性,50,當相鄰小區(qū)的負荷不相同時，負荷重的小區(qū)降低發(fā)射功率，使本小區(qū)邊緣的用戶切換到臨近小區(qū)，從而實現(xiàn)負載控制。 “小區(qū)呼吸”動態(tài)分配小區(qū)負荷，改善網(wǎng)絡覆蓋，增加系統(tǒng)容量,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,六、小區(qū)呼吸,2.3 IS95A的關鍵技術和特性,51,IS-95A信道類型 前向 導頻信道 同步信道 尋呼信道 業(yè)務信道（含功率控制子信道） 反向 接入信道 業(yè)務信

35、道,2.4 IS95A的信道結構,52,（1）導頻信道(Pilot)全0信息，用Walsh 0碼擴展，直接用PN短碼進行調(diào)制 BTS連續(xù)發(fā)射導頻信道 導頻信道作用幫助手機捕獲系統(tǒng)提供同步信號、相位參考，幫助手機進行信道估計，作相干解調(diào) 切換時手機測量導頻信道，進行導頻強度比較,2.4 IS95A的信道結構,53,（2）同步信道(Sync)手機通過同步信道獲得與系統(tǒng)的同步同步信道提供 導頻偏置PILOT_PN； 系統(tǒng)

36、時間； 系統(tǒng)識別符； 尋呼信道速率等手機只在初始化時采集接收同步信道信令，之后不再使用。,2.4 IS95A的信道結構,54,(3)尋呼信道(Paging)BTS在尋呼信道上廣播 系統(tǒng)參數(shù)消息 接入?yún)?shù)消息 鄰區(qū)列表 CDMA信道列表 BTS通過尋呼信道 尋呼手機 指配業(yè)務信道,2.4 IS95A的信道結構,55,(4)接入信道(Access) 每個尋呼信道下最多可對應32個接入信道，移動臺選擇其中一個

37、作為自己的接續(xù)信道，完成發(fā)起呼叫（始呼），響應呼叫（被呼）和位置登記等工作。（5）業(yè)務信道(Traffic) 用于基站、手機之間傳送話音、數(shù)據(jù)及相關信令。,2.4 IS95A的信道結構,56,邏輯信道組成及結構,2.4 IS95A的信道結構,57,地址碼用途示意圖-前向信道,Walsh函數(shù)1…7,1.2288Mbit/s,1.2288Mbit/s,同步信道,導頻信道,尋呼信道,242-1長碼發(fā)生器,業(yè)務信道,,,,,＋,＋,＋

38、,＋,,1.2288Mbit/s,,,,＋,＋,＋,＋,,1.2288Mbit/s,1.2288Mbit/s,1.2288Mbit/s,,,,,,,基帶濾波器,基帶濾波器,,,,Q信道PN,215-1m序列,215-1m序列,I信道PN,1.2288Mbit/s,1.2288Mbit/s,用戶長碼,,1.2288Mbit/s,,抽取器,＋,,19.2ks/s,Walsh函數(shù)0,Walsh函數(shù)32,Walsh函數(shù)m,,,不同扇區(qū)相位不同,

39、不同扇區(qū)相位不同,19.2ks/s,,2.4 IS95A的信道結構,,58,2.4 IS95A的信道結構,59,I,Q,I信道序列1.2288Mcps,PN碼片1.2288Mcps,重復的碼符號,重復的碼符號,19.2kbps,碼符號,19.2kbps9.6kbps1.2kbps0.6kbps,8.6kbps4.0kbps2.0kbps0.8kbps,9.6kbps4.8kbps2.4kbps1.2kbps,,,增

40、加幀質(zhì)量指示比特(12,8,0，0bits/frame),每幀增加8bit編碼尾比特,,,,卷積編碼r=1/2,K=9,,符號重復,,前向業(yè)務信道信息比特(172,80,40或16bits/frame),,塊交織,,,,,19.2kbps,,64階正交擴頻,,復用器,,,長碼發(fā)生器,功率控制比特,,,,,,Q信道序列1.2288Mcps,基帶濾波,基帶濾波,,,,,,,,,,,Cos(2?fct),Sin(2?fct),I(t

41、),Q(t),,,,抽取器,抽取器,,擾碼,,,,,19.2kbps,800bps,2.4 IS95A的信道結構,60,地址碼用途示意圖-反向信道,2.4 IS95A的信道結構,61,I,Q,I信道序列1.2288Mcps,4.8ksps(307.2kbps),PN碼片1.2288Mcps,調(diào)制符號(Walsh碼片),重復的碼符號,重復的碼符號,28.8kbps,碼符號,14.4kbps,4.4kbps,4.8kbps,,,每幀增

42、加8bit編碼尾比特,,,,卷積編碼r=1/3,K=9,,符號重復,,接入信道信息比特(80bits/frame),,塊交織,,,,,28.8kbps,,64階正交調(diào)制,數(shù)據(jù)突發(fā)隨機化,,,長碼發(fā)生器,幀數(shù)據(jù)速率,,,,,,,Q信道序列1.2288Mcps,長碼掩碼,,1/2 PN碼片時延=406.9ns,D,基帶濾波,基帶濾波,,,,,,,,,,,,,Cos(2?fct),Sin(2?fct),I(t),Q(t),s(

43、t),,,2.4 IS95A的信道結構,62,I,Q,I信道序列1.2288Mcps,4.8ksps(307.2kbps),PN碼片1.2288Mcps,調(diào)制符號(Walsh碼片),重復的碼符號,重復的碼符號,28.8kbps,碼符號,28.8kbps14.4kbps7.2kbps3.6kbps,8.6kbps4.0kbps2.0kbps0.8kbps,9.6kbps4.8kbps2.4kbps1.2kbps,,

44、,增加幀質(zhì)量指示比特(12,10,8或6bits/frame),每幀增加8bit編碼尾比特,,,,卷積編碼r=1/3,K=9,,符號重復,,反向業(yè)務信道信息比特(172,80,40或16bits/frame),,塊交織,,,,,28.8kbps,,64階正交調(diào)制,,數(shù)據(jù)突發(fā)隨機化,,,長碼發(fā)生器,幀數(shù)據(jù)速率,,,,,,,Q信道序列1.2288Mcps,長碼掩碼,,1/2 PN碼片時延=406.9ns,D,基帶濾波,基帶濾波

45、,,,,,,,,,,,,,Cos(2?fct),Sin(2?fct),I(t),Q(t),,,,2.4 IS95A的信道結構,63,2.4 IS95A的信道結構,64,調(diào)諧到CDMA載波,獲取導頻和同步信道,獲取并監(jiān)控尋呼信道,移動臺通過接入信道發(fā)消息基站通過尋呼信道發(fā)消息,業(yè)務信道連接建立開始通信,,,,,系統(tǒng)初始化狀態(tài),系統(tǒng)空閑狀態(tài),系統(tǒng)接入信道,業(yè)務信道狀態(tài),2.5 IS95A的呼叫處理流程,65,CDMA頻道間隔為1.23M

46、Hz。 CDMA不需進行頻率規(guī)劃，各小區(qū)可以使用相同頻道。 PN偏碼的規(guī)劃類似于GSM中的頻率規(guī)劃，但要簡單。,10MHz,,2.7 IS95A的頻率配置,66,,2.6 IS95A的頻率配置,67,2.7 PN碼規(guī)劃設計,68,PN_OFFSET規(guī)劃內(nèi)容 -相位偏置增長系數(shù)PILOT_INC -導頻信號PILOT配置PN_OFFSET規(guī)劃步驟 - PILOT_INC的選取

47、 - PN_OFFSET的分配PN_OFFSET規(guī)劃程序,2.7 PN碼規(guī)劃設計,69,PN偏碼（PN_OFFSET)導頻信號PILOT是一對PN-I，PN-Q（PN碼），移動臺通過不同相位偏置的PN碼（PN_OFFSET)來辨識基站的不同扇區(qū)（同扇區(qū)所有信道的PN碼的相位偏置相同，通過Walsh碼區(qū)分不同的邏輯信道）,2.7 PN碼規(guī)劃設計,70,,PN碼相位偏移定義：兩序列的相位差序列1（24-1）: 1 0

48、0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 ······序列2 （24-1) : 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 ······則兩序

49、列相位差為2,相位偏置增長系數(shù)PILOT_INC －增長的相位偏置的單位： 64個碼片 －最大相位偏置數(shù)目： 215/64=512個 －PILOT_INC可能的取值范圍： 1……512 給定PILOT_INC： －不同相位偏置PN碼數(shù)目＝ 215/（64*PILOT_INC),2.7 PN碼規(guī)劃設計,71,PN偏碼規(guī)劃步驟1.確定PILOT_INC A.確定

50、PILOT_INC下限值 －兩個不同導頻相位差滿足準則: 原則1.即使延時很大,其它扇區(qū)的導頻也不得落入當前的相位搜索窗 原則2.相鄰搜索窗中的導頻信號不能混淆,有效搜尋窗（AVAILIBLE SEARCH WINDOW)概念 ---移動臺在有效集或候選集搜尋導頻信號的窗口,2.7 PN碼規(guī)劃設計,72,搜索窗大小ASW≥2*(Td/Tc) · Td＝活動集時延中最大時延差 μsec.

51、 · Tc＝一個PN碼片寬度＝813.8 nsec/chips ＝109/1.2288*106 nsec/chips · 1 mile≈6.6chips 粗略估算： Td ≈d * 6.6chips d為基站半徑,單位mile經(jīng)驗值： 20chips≤ASW≤40chipsPILOT_INC與ASW關系 PILOT_INC≥ASW/64,2.7 PN碼規(guī)劃設計,

52、73,－ PILOT_INC 下限公式 PILOT_INC≥ {(6.6d+S)/64}*{10（T/10g))-1} d（mile）: 基站半徑g＝3.84 路徑損耗指數(shù) ，S（chips）：單邊有效搜尋窗尺寸 (ASW/2)T:(dB) 為避免干擾所設置的平均信號強度，用以消除其它基站對當前基站所產(chǎn)生的噪聲干擾（T>27dB）,通常用 PILOT_INC≥ ASW/64計算,2.7 PN碼規(guī)劃設計,

53、74,B. 確定PILOT_INC上限值復用距離所需滿足準則: 準則1: 來自遠端的相同相位導頻信號的干擾必須低于某一門限. 準則2: 遠端導頻信號也不能出現(xiàn)在相鄰搜索窗中復用距離與小區(qū)數(shù)目K的關系 D=r*(3*K）0.5 —D: 復用距離 —r: 基站半徑（如包含三個扇區(qū)的基站半徑） —K：復用模式:在CDMA中,如小區(qū)半徑相同,則 D>9r (三扇區(qū)配

54、置的約束條件）PILOT_INC上限值為 15,2.7 PN碼規(guī)劃設計,75,PN OFFSET(PN碼）規(guī)劃程序 1.查視系統(tǒng)的重點且熟悉此系統(tǒng)的地形地貌確定本系統(tǒng)的邊界及掌握鄰近系統(tǒng)的有關情況準備具有相關信息的地圖，如高速公路，水域，基站位置，基站每個扇區(qū)的方向等確定可能的干擾獲取鄰近系統(tǒng)的信息,2.7 PN碼規(guī)劃設計,76,2.確定PILOT_INC的值確定ASW寬度—由公式ASW≥2*（Td/Tc）或查延時與窗

55、寬關系表確定PILOT_INC下限值—由公式PILOT_INC≥ ASW/64 或查設置PILOT_INC下限值表確定 PILOT_INC上限值—15實際一般采用PILOT_INC=3或43.確定PN OFFSET分配方案由PILOT_INC確定可使用導頻數(shù)目M＝512/PILOT_INC設定使用導頻數(shù)與備用導頻數(shù)根據(jù)使用導頻數(shù)確定復用模式,2.7 PN碼規(guī)劃設計,77,PN OFFSET(PN碼）規(guī)劃—例子 例:

56、 基站平均半徑d＝3 mile， Td=16.18 μsec解答: 1.確定PILOT_INC的值 ◆由公式ASW≥2*（Td/Tc）可算得ASW（窗寬）為40 chips◆由窗寬40chips及d＝3mile，由公式PILOT_INC≥ {(6.6*d+S)/64 }*{10（T/10g))-1｝ 可得:PILOT的下限值＝3◆PILOT_INC的范圍:3～15 ◆選定PILOT_INC＝4,2.

57、7 PN碼規(guī)劃設計,78,2.PN OFFSET 分配方案 ◆對應PILOT_INC=4 不同相位偏置PN碼數(shù)目＝215/（64*PILOT_INC)=128 則N=128/3＝42（三扇區(qū)基站） ◆對由PILOT_INC和N確定預分配基站每個扇區(qū)的PN OFFSET(PN碼） ?選37*3個PN碼分配 ?留5組個PN碼以備擴容 ?復用模

58、式 K=37 即37個小區(qū)組成了一個導頻復用集 復用距離D>r(3K)1/2 > 10r,2.7 PN碼規(guī)劃設計,79,3.PN OFFSET 相位分配示意,128個導頻分為4個子集I：{ 1×256， 2×256， 3×256···}II：{38×256，39×256，40×256··

59、3;}III：{75×256，76×256，77×256···}IV：剩余17個偏置，可作為邊界集或保留集,2.7 PN碼規(guī)劃設計,80,1.搜索窗設置,2.8 主要系統(tǒng)參數(shù)設計,81,4.9 PN碼設計,2.切換參數(shù)設置,2.8 主要系統(tǒng)參數(shù)設計,82,第三部分 1X系統(tǒng)簡介,3.1 CDMA系統(tǒng)的發(fā)展3.2 CDMA 1X的網(wǎng)絡結構3.3 CDMA

60、1X的增強性能3.4 CDMA 1X的信道結構3.5 CDMA 1X vs IS953.6 數(shù)據(jù)業(yè)務特性3.7 CDMA技術特點總結,83,3.1 CDMA系統(tǒng)的發(fā)展,84,CDMA 1X網(wǎng)絡屬于CDMA2000的單載波階段，通常歸屬為2.5代移動通信系統(tǒng)。其網(wǎng)絡結構如下：,和95A系統(tǒng)相比，1X系統(tǒng)支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務； 網(wǎng)絡結構上關鍵變化在于增加了核心網(wǎng)的分組域，無線部分相應增加一個功能模塊-分組控制

61、功能（PCF）。,3.2 CDMA 1X的網(wǎng)絡結構,85,3.3 CDMA-1X的增強性能,86,CDMA1X與IS95A相比，采用了許多新技術，諸如反向相干解調(diào)，快速前向功控、Tubro編碼、發(fā)射分集（目前多廠家尚未實現(xiàn)）等，其性能優(yōu)于95A系統(tǒng)。對于CDMA1X系統(tǒng),每個載波的容量大約是IS-95A系統(tǒng)每載波容量的1.2-1.5倍；如果所有終端均為1X系統(tǒng)的話,理論上每載波等效話音信道約35個信道；由于目前大部分廠家均未實現(xiàn)發(fā)射

62、分集等新技術，實際信道容量很難達到預期 就語音覆蓋而言，1X系統(tǒng)覆蓋范圍比95A系統(tǒng)有所增大。,3.3 CDMA-1X的增強性能,87,Turbo碼在大數(shù)據(jù)包時使用Turbo碼的特點對輸入的信息序列進行兩次編碼，譯碼時可相互交換信息交織器的引入使得信息比特不僅受鄰近校驗比特的保護，而且受距離很遠的校驗比特的保護Turbo碼性能明顯優(yōu)于卷積碼，可以達到逼近信道極限的效果,3.3 CDMA-1X的增強性能,88,針對不同的數(shù)

63、據(jù)速率采用不同的Walsh碼,3.3 CDMA-1X的增強性能,89,CDMA2000 1X前向支持多種發(fā)射模式TD（Transmit Diversity發(fā)射分集） OTD（Orthogonal Transmit Diversity） STS（ Space Time Spreading）Non-TD,3.3 CDMA-1X的增強性能,90,發(fā)射分集技術提高終端接收性能，增加系統(tǒng)下行容量,3

64、.3 CDMA-1X的增強性能,91,OTD：正交發(fā)射分集,通過分離數(shù)據(jù)流，采用正交序列擴展兩個數(shù)據(jù)流來完成,3.3 CDMA-1X的增強性能,92,在多天線上發(fā)射所有前向信道 以互補的Walsh碼或偽隨機碼擴頻,STS：空時擴展,3.3 CDMA-1X的增強性能,93,反向 開環(huán)功率控制 閉環(huán)功率控制 內(nèi)環(huán)功率控制：800 Hz 外環(huán)功率控制 前向 閉環(huán)功率控制 消息報告方式：周期報告、門限報告快速功率控制：80

65、0 Hz,3.3 CDMA-1X的增強性能,94,1X系統(tǒng)數(shù)據(jù)覆蓋范圍與數(shù)據(jù)速率密切相關，不同數(shù)據(jù)速率時覆蓋范圍不同，相對而言，高速率時覆蓋范圍較小，低速率時覆蓋范圍較大。,>19.2 kbps,,>38.4 kbps,,,153.6 kbps,,,,,,,,,,>76.8 kbps,,,服務距離,,服務用戶數(shù),,>9.6 kbps,3.3 CDMA-1X的增強性能,95,前向CDMA信道,公共指配信道,公共功

66、率控制信道,導頻信道,公共控制信道,同步信道,業(yè)務信道,廣播控制信道,尋呼信道,快速尋呼信道,前向導頻信道,發(fā)送分集導頻信道,輔助導頻信道,0－1專用控制信道,0－1基本信道,公共控制子信道,0－7補充碼分信道,0－2補充信道,,,輔助發(fā)送分集導頻信道,,,,,3.4 CDMA-1X的信道結構,96,CDMA的前向物理信道包括公用和專用兩類： 公用物理信道包括：導頻信道、同步信道、尋呼

67、信道、廣播控 制信道、快速尋呼信道、公共功率控制信道、公共指配信道和公共控制信道。前三種是和IS-95系統(tǒng)兼容的信道，后面的信道是CDMA 1X新定義的前向信道。 專用物理信道包括：專用控制信道、基本信道、補充信道。它們用來在基站和某一特定的移動臺之間建立業(yè)務連接。,CDMA 1X采用多種數(shù)據(jù)速率，不同的信道組合得到比IS-95顯著的優(yōu)勢,3.4 CDMA-1X的信道結構,97,反向CDMA信道,接入信道,增強接

68、入信道操作（RC1 or 2）,反向公共控制信道操作,反向業(yè)務信道操作（RC1 or2）,反向業(yè)務信道操作（RC3 to 6),反向導頻信道,增強接入信道,反向導頻信道,反向公共控制信道,反向基本信道,0－7個反向補充碼分信道,反向導頻信道,0或1個反向專用控制信道,0或1個反向基本信道,0－2個反向補充信道,反向功率控制子信道,,,,,,,,,,,3.4 CDMA-1X的信道結構,98,反向信道分為反向公用信

69、道和反向專用信道反向公用信道： 反向公用信道包括反向導頻信道（局部）、反向接入信道、 增強接入信道、公共控制信道，這些信道是由多個移動臺共享 使用的。反向專用信道： 反向專用信道包括反向專用控制信道、基本信道、補充信 道和補充碼分信道。,3.4 CDMA-1X的信道結構,99,3.5 CDMA-1X vs IS95A,100,,信道類型,IS-95A/B,,C