cdma無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)培訓(xùn)

1、CDMA無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),1,本課程為CDMA無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)培訓(xùn)，共四部分內(nèi)容：,一、CDMA理論基礎(chǔ) 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(luò)基礎(chǔ),目標(biāo)：通過本課程，對(duì)CDMA無線網(wǎng)絡(luò)基本原理有一定的了解，具備進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)。,2,第一部分 CDMA理論基礎(chǔ),1.1 移動(dòng)通信發(fā)展簡史1.2 多址接入1.3 CDMA的理論

2、基礎(chǔ)1.4 CDMA的同步1.5 CDMA中的碼1.6 IS95A、IS95A+、CDMA 1X1.7 CDMA的技術(shù)優(yōu)勢(shì),CDMA通信原理簡介,3,1.1 移動(dòng)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(shù),,數(shù),字,技,術(shù),,

3、語,音,業(yè),務(wù),,寬,帶,業(yè),務(wù),,TD-SCDMA,,DAMPS,,,第2.5代21世紀(jì)初,,GPRS,,CDMA1X,,,數(shù),據(jù),業(yè),務(wù),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(shí)間,時(shí)間,,,,,,頻率,頻率,碼,業(yè)務(wù)信道在不同頻段分配給不同用戶如：AMPS、TACS,業(yè)務(wù)信道在不同時(shí)間分配給不同用戶如：DAMPS、GSM,所有用戶在同一時(shí)間、同一頻段上、根據(jù)編碼獲

4、得業(yè)務(wù)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(shù)：是一種數(shù)字?jǐn)U頻技術(shù)采用1.23MHz的無線載波間隔多個(gè)用戶可同時(shí)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(kuò)頻通信： 定 義：擴(kuò) 頻 技 術(shù) 就 是 將 信 息

5、 的 頻 譜 展 寬 后 進(jìn) 行傳 輸 的 技 術(shù)。 理論基礎(chǔ)（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(hào)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(jié) 論： 對(duì)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(chǔ),7,擴(kuò)頻系統(tǒng)框圖,1.3 CDMA理論基礎(chǔ),8,比特(bit)、符號(hào)(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(hào)重復(fù)與交織后的數(shù)據(jù)被稱為符號(hào)(symbol)經(jīng)過最終擴(kuò)頻后得到的數(shù)據(jù)被稱為碼片(chip),1.3 CDMA理論基礎(chǔ),9,,,f,S（f）,,f0,解擴(kuò)頻前的信號(hào)頻譜,,,,f,S（f）,,f0,,擴(kuò)頻前的信號(hào)頻譜,信號(hào),信號(hào),干擾噪聲,,,,f,S

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

8、MA理論基礎(chǔ),在同一個(gè)房間里，多對(duì)人使用不同的語言(符號(hào)代碼)同時(shí)對(duì)話，每對(duì)音量足夠小時(shí)互相之間不影響正常通話。,如果某個(gè)用戶音量過大將導(dǎo)致所有其它用戶的通話均無法正常進(jìn)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(jī)在干擾中檢測(cè)信號(hào)的能力。,1.3 CDMA理論基礎(chǔ),13,

9、不同的PN區(qū)分不同的基站,,基站傳送不同時(shí)間偏移的同一偽隨機(jī)碼（PN）,CDMA基站間的同步,1.4 CDMA的同步,特點(diǎn)：CDMA基站必需對(duì)公共時(shí)間參考點(diǎn)保持同步。CDMA系統(tǒng)借助GPS提供精確的時(shí)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(guān)標(biāo)準(zhǔn)：IS-95(TIA/EIA-95): 無線空中接口標(biāo)準(zhǔn)IS-96(TIA/EIA-96): 語音編碼聲碼器的標(biāo)準(zhǔn)IS-97(TIA/EIA-97): 基站性能指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)IS-98(TIA/EIA-98): 移動(dòng)臺(tái)性能指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)IS-127:

11、 EVRC的語音編碼標(biāo)準(zhǔn)IS-718: EVRC的性能指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)IS-707A: 寬帶擴(kuò)譜系統(tǒng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)IS-634A: MSC-BSC接口版本A標(biāo)準(zhǔn)IS-41(TIA/EIA41): 蜂窩無線系統(tǒng)間操作標(biāo)準(zhǔn)IS-657: 移動(dòng)臺(tái)和IWF之間鏈路的

12、通信協(xié)議IS-658: 寬帶擴(kuò)頻系統(tǒng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)互通功能接口標(biāo)準(zhǔn),16,IS-95A+ 增強(qiáng)型IS-95A 系統(tǒng)（話音業(yè)務(wù)、短消息業(yè)務(wù))增加的主要功能： 支持未來無線因特網(wǎng)和數(shù)據(jù)服務(wù)接入方法具備基本的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)，如預(yù)付費(fèi)業(yè)務(wù)支持UIM 卡方式支持國際漫游系統(tǒng)平臺(tái)可在升級(jí)軟件和更換信道板方式下向cdma2000 1x 演進(jìn)國內(nèi)制定的相關(guān)的體制標(biāo)準(zhǔn)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(rèn)為屬于2.5代移動(dòng)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(wù)方面。更高的頻譜效率和網(wǎng)絡(luò)容量更高的分組數(shù)據(jù)速率和更豐富的業(yè)務(wù)平滑向3G過渡（設(shè)備和頻譜）,18,CDMA系統(tǒng)主要技術(shù)特點(diǎn),1.7 CDMA的技術(shù)優(yōu)勢(shì),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?jǐn)U頻技術(shù)加上先進(jìn)的內(nèi)、外環(huán)功率控制，話音激活技術(shù)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(shí)際試驗(yàn)，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(qiáng)背景噪聲環(huán)境中，由于采用了偽隨機(jī)序列進(jìn)行擴(kuò)頻/解擴(kuò)，話音質(zhì)量不亞于固定網(wǎng)電話（前提是網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較小，負(fù)載增加時(shí)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(yù)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(guān)）。,1.7 CDMA的技術(shù)優(yōu)勢(shì),20,1.7 CDMA的技術(shù)優(yōu)勢(shì),四、CDMA的掉話率低 CDMA由于采用了各種軟切換技術(shù)，因此使得移動(dòng)環(huán)境中因?yàn)樵絽^(qū)切換的掉話率大大降低。五、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 在數(shù)據(jù)通信方面，CDMA傳送單位比特的成本比在GSM平臺(tái)上使用G

16、RPS，EDGE等補(bǔ)充技術(shù)都要低，因此更適合作為無線高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)或?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入手段，為移動(dòng)/無線Internet的融合提供了更好的技術(shù)條件。,21,六、CDMA網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)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(shì)，可大大降低系統(tǒng)的建設(shè)成本和運(yùn)營成本。七、CDMA可以實(shí)現(xiàn)向第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)平滑過渡,1.7 CDMA的技術(shù)優(yōu)勢(shì),22,第二部分

17、 IS95A系統(tǒng)介紹,2.1 IS95A的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2.2 IS95A的地址碼和用途2.3 IS95A的關(guān)鍵技術(shù)和特性2.4 IS95A的信道結(jié)構(gòu)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(luò)結(jié)構(gòu),24,2.2 IS95A的地址碼和用途,,信息流,,信息流,25,若兩個(gè)函數(shù)互相關(guān)系數(shù)為0，則相互正交，碼字的互相關(guān)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(kuò)頻函數(shù)。,26,64階的Walsh碼,前向信道,反向信道,64個(gè)正交碼中的一個(gè),同一扇區(qū)不同的信道使用不同的Walsh碼,Walsh函數(shù)直接擴(kuò)頻,,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)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(jī)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(dāng)掩碼不同時(shí)，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(jì)算的不同相位的PN碼,對(duì)業(yè)務(wù)信道和尋呼信道進(jìn)

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(duì)反向業(yè)務(wù)信道進(jìn)行正交調(diào)制,直接擴(kuò)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(gòu)造碼分信道并擴(kuò)頻；反向鏈路用于MS信息的正交多進(jìn)制調(diào)制。長PN碼（周期長度242 -1）：前向鏈路用于每個(gè)用戶的識(shí)別（擾碼）；反向鏈路用于擴(kuò)頻和用戶識(shí)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(dòng)臺(tái)相位一樣（0偏置）。,地址碼 及其用途－總結(jié),2.2 IS95A的地址碼和用途,30,分集RAKE接收機(jī)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(guān)鍵技術(shù)和特性,31,一、分集時(shí)間分集 采用符號(hào)交織，檢錯(cuò)糾錯(cuò)編碼等方法。 因?yàn)樵跁r(shí)間上間隔足夠遠(yuǎn)的兩個(gè)振幅采樣點(diǎn)是非相關(guān)的。故將給定的信號(hào)在時(shí)間上

22、相隔一定的時(shí)間( > 相干時(shí)間)重復(fù)傳輸M次，只要時(shí)間間隔大于相干時(shí)間，就可以得到M條獨(dú)立的分集支路? 時(shí)間分集。 頻率分集 通過將信號(hào)能量在寬頻帶中擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)的。CDMA將信 號(hào)擴(kuò)展到整個(gè)1.23M上。,2.3 IS95A的關(guān)鍵技術(shù)和特性,32,由于衰落具有頻率選擇性，當(dāng)兩個(gè)頻率間隔大于信道相關(guān)帶寬時(shí)，它們受到的衰落是非相關(guān)的。市區(qū)與郊區(qū)的相關(guān)帶寬一般分別為50kHz和250

23、KHz左右，而CDMA系統(tǒng)的信號(hào)帶寬為1.25MHz, 故可以實(shí)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(jī)和基站采用RAKE接收，合并不同傳輸延時(shí)的信號(hào) 3、軟切換的時(shí)候，多個(gè)基站和移動(dòng)臺(tái)同時(shí)聯(lián)系，BSC從中選出最好的幀送給交換機(jī),2.3 IS95A的關(guān)鍵技術(shù)和特性,33,二、RAKE接收機(jī),,,,,,,,,,,,,,,,,接收機(jī),單徑接收電路,單徑接收電路,單徑

24、接收電路,搜索器,,,,,計(jì)算信號(hào)強(qiáng)度與時(shí)延,,,合 并,合并后的信號(hào),,,,,,,,t,t,s(t),s(t),,,,,,RAKE 接收技術(shù)有效地克服多徑衰落，提高接收性能,2.3 IS95A的關(guān)鍵技術(shù)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(dāng)達(dá)到以下條件，系統(tǒng)容量最大在可接受的信號(hào)質(zhì)量下，功率最小基站從各個(gè)移動(dòng)臺(tái)接收到的功率相同,2.3 IS95A的關(guān)鍵技術(shù)和特性,三、功率控制,35,目的：

25、 用來克服諸如陰影效應(yīng)、平均路徑損耗、地形地貌所引起的信號(hào)慢變化。以保持設(shè)定的話音質(zhì)量，誤幀率，同時(shí)獲得最大的頻譜效率。手段： 設(shè)定和控制反向Eb/It 以控制誤幀數(shù)量 盡量減少手機(jī)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(yùn)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(guān)鍵技術(shù)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(dòng)臺(tái)對(duì)前向鏈路誤幀率（FER）的報(bào)告來決定是增加還是減少發(fā)射功率。 移動(dòng)臺(tái)的報(bào)告分為定期報(bào)告和門限報(bào)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(guān)鍵技術(shù)和特性,37,開環(huán)估計(jì)是指移動(dòng)臺(tái)僅僅根據(jù)接收到的來自基站的信號(hào)強(qiáng)度來粗略估計(jì)信道傳播環(huán)境，并相應(yīng)調(diào)整自己的反向發(fā)射功率，是單方面的調(diào)整。 移動(dòng)臺(tái)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(jì)）,2.3 IS95A的關(guān)鍵技術(shù)和特性,38,開環(huán)功率控制（接入探測(cè)）,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,接入報(bào)頭,消息封裝,,,,,,,,,,確認(rèn)窗口（Ta）,隨機(jī)時(shí)間（RT),,,,,,探測(cè)#16,探測(cè)#3,探測(cè)#2,探測(cè)#1,探測(cè)序列,補(bǔ)償延遲,,1,2,15(最大值）,,,,,,,,,,,Tx＝IP+接

28、入探測(cè)校正值總和,2.3 IS95A的關(guān)鍵技術(shù)和特性,39,閉環(huán)功控（閉環(huán)校正）,2.3 IS95A的關(guān)鍵技術(shù)和特性,內(nèi)環(huán)： 指基站接收移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)后，將起強(qiáng)度與一門限（閉環(huán)門限）相比，如果高于該門限，基站向移動(dòng)臺(tái)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(duì)“內(nèi)環(huán)門限”進(jìn)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(wù)信道的質(zhì)量指標(biāo)（FER）的變化進(jìn)行的。,40,Tx＝IP

29、+接入探測(cè)校正值總和＋所有閉環(huán)功率控制校正值的總和,移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率,2.3 IS95A的關(guān)鍵技術(shù)和特性,41,軟切換：在切換過程中，移動(dòng)臺(tái)開始與新的基站聯(lián)系時(shí)，并不中斷與原有的基站的通信。軟切換會(huì)帶來更好的話音質(zhì)量，實(shí)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(dòng)臺(tái)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(guān)鍵技術(shù)和特性,42,軟切換,硬切換,2.3 IS95A的關(guān)鍵技術(shù)和特性,軟切換 vs 硬切換,43,,,上行軟切換在BSC中進(jìn)行多徑合并；上行更軟切換在BTS中進(jìn)行多徑合并；,,,,,,,,,,,,,,,,,,移動(dòng)臺(tái)合并功率,各自小區(qū)的接收能量,2.3 IS95A的關(guān)鍵技術(shù)和特性,44,2.3 IS95A的關(guān)鍵技術(shù)和特性,軟切換對(duì)信道資源的耗用：－軟

31、切換的類型,45,導(dǎo)頻集：具有相同的頻率但有不同的PN碼相位的導(dǎo)頻集合 激活集：與正在聯(lián)系的基站對(duì)應(yīng)的導(dǎo)頻集合。 候選集：當(dāng)前不在激活集中，但是已有足夠的強(qiáng)度表明與該導(dǎo)頻對(duì)應(yīng)基站的前向業(yè)務(wù)信道可以被成功解調(diào)的導(dǎo)頻集合。 相鄰集：當(dāng)前不在激活集或候選集中但是有可能進(jìn)入候選集的導(dǎo)頻集合。 剩余集：其它導(dǎo)頻集合,軟切換－導(dǎo)頻集,2.3 IS95A的關(guān)鍵技術(shù)和特性,46,軟切換－導(dǎo)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(guān)鍵技術(shù)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(guān)鍵技術(shù)和特性,48,軟切換－切換流程,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,候選,

33、有效,相鄰,相鄰,,,,,,,移動(dòng)臺(tái)發(fā)PSMM,基站發(fā)HDM,移動(dòng)臺(tái)發(fā)HCM,移動(dòng)臺(tái)發(fā)PSMM,基站發(fā)HDM,移動(dòng)臺(tái)發(fā)HCM,,,T-TDDROP,2.3 IS95A的關(guān)鍵技術(shù)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(shù)可提高頻譜效率。從通話時(shí)的全速率到非通話時(shí)的1/8速率。改進(jìn)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(shù),2.3 IS95A的關(guān)鍵技術(shù)和

34、特性,50,當(dāng)相鄰小區(qū)的負(fù)荷不相同時(shí)，負(fù)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(shí)現(xiàn)負(fù)載控制。 “小區(qū)呼吸”動(dòng)態(tài)分配小區(qū)負(fù)荷，改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋，增加系統(tǒng)容量,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,六、小區(qū)呼吸,2.3 IS95A的關(guān)鍵技術(shù)和特性,51,IS-95A信道類型 前向 導(dǎo)頻信道 同步信道 尋呼信道 業(yè)務(wù)信道（含功率控制子信道） 反向 接入信道 業(yè)務(wù)信

35、道,2.4 IS95A的信道結(jié)構(gòu),52,（1）導(dǎo)頻信道(Pilot)全0信息，用Walsh 0碼擴(kuò)展，直接用PN短碼進(jìn)行調(diào)制 BTS連續(xù)發(fā)射導(dǎo)頻信道 導(dǎo)頻信道作用幫助手機(jī)捕獲系統(tǒng)提供同步信號(hào)、相位參考，幫助手機(jī)進(jìn)行信道估計(jì)，作相干解調(diào) 切換時(shí)手機(jī)測(cè)量導(dǎo)頻信道，進(jìn)行導(dǎo)頻強(qiáng)度比較,2.4 IS95A的信道結(jié)構(gòu),53,（2）同步信道(Sync)手機(jī)通過同步信道獲得與系統(tǒng)的同步同步信道提供 導(dǎo)頻偏置PILOT_PN； 系統(tǒng)

36、時(shí)間； 系統(tǒng)識(shí)別符； 尋呼信道速率等手機(jī)只在初始化時(shí)采集接收同步信道信令，之后不再使用。,2.4 IS95A的信道結(jié)構(gòu),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(jī) 指配業(yè)務(wù)信道,2.4 IS95A的信道結(jié)構(gòu),55,(4)接入信道(Access) 每個(gè)尋呼信道下最多可對(duì)應(yīng)32個(gè)接入信道，移動(dòng)臺(tái)選擇其中一個(gè)

37、作為自己的接續(xù)信道，完成發(fā)起呼叫（始呼），響應(yīng)呼叫（被呼）和位置登記等工作。（5）業(yè)務(wù)信道(Traffic) 用于基站、手機(jī)之間傳送話音、數(shù)據(jù)及相關(guān)信令。,2.4 IS95A的信道結(jié)構(gòu),56,邏輯信道組成及結(jié)構(gòu),2.4 IS95A的信道結(jié)構(gòu),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(dǎo)頻信道,尋呼信道,242-1長碼發(fā)生器,業(yè)務(wù)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(jié)構(gòu),,58,2.4 IS95A的信道結(jié)構(gòu),59,I,Q,I信道序列1.2288Mcps,PN碼片1.2288Mcps,重復(fù)的碼符號(hào),重復(fù)的碼符號(hào),19.2kbps,碼符號(hào),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(hào)重復(fù),,前向業(yè)務(wù)信道信息比特(172,80,40或16bits/frame),,塊交織,,,,,19.2kbps,,64階正交擴(kuò)頻,,復(fù)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(jié)構(gòu),60,地址碼用途示意圖-反向信道,2.4 IS95A的信道結(jié)構(gòu),61,I,Q,I信道序列1.2288Mcps,4.8ksps(307.2kbps),PN碼片1.2288Mcps,調(diào)制符號(hào)(Walsh碼片),重復(fù)的碼符號(hào),重復(fù)的碼符號(hào),28.8kbps,碼符號(hào),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(hào)重復(fù),,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(jī)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(shí)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(jié)構(gòu),62,I,Q,I信道序列1.2288Mcps,4.8ksps(307.2kbps),PN碼片1.2288Mcps,調(diào)制符號(hào)(Walsh碼片),重復(fù)的碼符號(hào),重復(fù)的碼符號(hào),28.8kbps,碼符號(hào),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(hào)重復(fù),,反向業(yè)務(wù)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(jī)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(shí)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(jié)構(gòu),63,2.4 IS95A的信道結(jié)構(gòu),64,調(diào)諧到CDMA載波,獲取導(dǎo)頻和同步信道,獲取并監(jiān)控尋呼信道,移動(dòng)臺(tái)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(wù)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(wù)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(jìn)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(shè)計(jì),68,PN_OFFSET規(guī)劃內(nèi)容 -相位偏置增長系數(shù)PILOT_INC -導(dǎo)頻信號(hào)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(shè)計(jì),69,PN偏碼（PN_OFFSET)導(dǎo)頻信號(hào)PILOT是一對(duì)PN-I，PN-Q（PN碼），移動(dòng)臺(tái)通過不同相位偏置的PN碼（PN_OFFSET)來辨識(shí)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(shè)計(jì),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(gè)碼片 －最大相位偏置數(shù)目： 215/64=512個(gè) －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(shè)計(jì),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(gè)不同導(dǎo)頻相位差滿足準(zhǔn)則: 原則1.即使延時(shí)很大,其它扇區(qū)的導(dǎo)頻也不得落入當(dāng)前的相位搜索窗 原則2.相鄰搜索窗中的導(dǎo)頻信號(hào)不能混淆,有效搜尋窗（AVAILIBLE SEARCH WINDOW)概念 ---移動(dòng)臺(tái)在有效集或候選集搜尋導(dǎo)頻信號(hào)的窗口,2.7 PN碼規(guī)劃設(shè)計(jì),72,搜索窗大小ASW≥2*(Td/Tc) · Td＝活動(dòng)集時(shí)延中最大時(shí)延差 μsec.

51、 · Tc＝一個(gè)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(yàn)值： 20chips≤ASW≤40chipsPILOT_INC與ASW關(guān)系 PILOT_INC≥ASW/64,2.7 PN碼規(guī)劃設(shè)計(jì),

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(shè)置的平均信號(hào)強(qiáng)度，用以消除其它基站對(duì)當(dāng)前基站所產(chǎn)生的噪聲干擾（T>27dB）,通常用 PILOT_INC≥ ASW/64計(jì)算,2.7 PN碼規(guī)劃設(shè)計(jì),

53、74,B. 確定PILOT_INC上限值復(fù)用距離所需滿足準(zhǔn)則: 準(zhǔn)則1: 來自遠(yuǎn)端的相同相位導(dǎo)頻信號(hào)的干擾必須低于某一門限. 準(zhǔn)則2: 遠(yuǎn)端導(dǎo)頻信號(hào)也不能出現(xiàn)在相鄰搜索窗中復(fù)用距離與小區(qū)數(shù)目K的關(guān)系 D=r*(3*K）0.5 —D: 復(fù)用距離 —r: 基站半徑（如包含三個(gè)扇區(qū)的基站半徑） —K：復(fù)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(shè)計(jì),75,PN OFFSET(PN碼）規(guī)劃程序 1.查視系統(tǒng)的重點(diǎn)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(guān)情況準(zhǔn)備具有相關(guān)信息的地圖，如高速公路，水域，基站位置，基站每個(gè)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(shè)計(jì),76,2.確定PILOT_INC的值確定ASW寬度—由公式ASW≥2*（Td/Tc）或查延時(shí)與窗

55、寬關(guān)系表確定PILOT_INC下限值—由公式PILOT_INC≥ ASW/64 或查設(shè)置PILOT_INC下限值表確定 PILOT_INC上限值—15實(shí)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(dǎo)頻數(shù)目M＝512/PILOT_INC設(shè)定使用導(dǎo)頻數(shù)與備用導(dǎo)頻數(shù)根據(jù)使用導(dǎo)頻數(shù)確定復(fù)用模式,2.7 PN碼規(guī)劃設(shè)計(jì),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(shè)計(jì),78,2.PN OFFSET 分配方案 ◆對(duì)應(yīng)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(duì)由PILOT_INC和N確定預(yù)分配基站每個(gè)扇區(qū)的PN OFFSET(PN碼） ?選37*3個(gè)PN碼分配 ?留5組個(gè)PN碼以備擴(kuò)容 ?復(fù)用模

58、式 K=37 即37個(gè)小區(qū)組成了一個(gè)導(dǎo)頻復(fù)用集 復(fù)用距離D>r(3K)1/2 > 10r,2.7 PN碼規(guī)劃設(shè)計(jì),79,3.PN OFFSET 相位分配示意,128個(gè)導(dǎo)頻分為4個(gè)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(gè)偏置，可作為邊界集或保留集,2.7 PN碼規(guī)劃設(shè)計(jì),80,1.搜索窗設(shè)置,2.8 主要系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì),81,4.9 PN碼設(shè)計(jì),2.切換參數(shù)設(shè)置,2.8 主要系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì),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(luò)結(jié)構(gòu)3.3 CDMA

60、1X的增強(qiáng)性能3.4 CDMA 1X的信道結(jié)構(gòu)3.5 CDMA 1X vs IS953.6 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特性3.7 CDMA技術(shù)特點(diǎn)總結(jié),83,3.1 CDMA系統(tǒng)的發(fā)展,84,CDMA 1X網(wǎng)絡(luò)屬于CDMA2000的單載波階段，通常歸屬為2.5代移動(dòng)通信系統(tǒng)。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下：,和95A系統(tǒng)相比，1X系統(tǒng)支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)； 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上關(guān)鍵變化在于增加了核心網(wǎng)的分組域，無線部分相應(yīng)增加一個(gè)功能模塊-分組控制

61、功能（PCF）。,3.2 CDMA 1X的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),85,3.3 CDMA-1X的增強(qiáng)性能,86,CDMA1X與IS95A相比，采用了許多新技術(shù)，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(shí)現(xiàn)）等，其性能優(yōu)于95A系統(tǒng)。對(duì)于CDMA1X系統(tǒng),每個(gè)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(gè)信道；由于目前大部分廠家均未實(shí)現(xiàn)發(fā)射

62、分集等新技術(shù)，實(shí)際信道容量很難達(dá)到預(yù)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(qiáng)性能,87,Turbo碼在大數(shù)據(jù)包時(shí)使用Turbo碼的特點(diǎn)對(duì)輸入的信息序列進(jìn)行兩次編碼，譯碼時(shí)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(yàn)比特的保護(hù)，而且受距離很遠(yuǎn)的校驗(yàn)比特的保護(hù)Turbo碼性能明顯優(yōu)于卷積碼，可以達(dá)到逼近信道極限的效果,3.3 CDMA-1X的增強(qiáng)性能,88,針對(duì)不同的數(shù)

63、據(jù)速率采用不同的Walsh碼,3.3 CDMA-1X的增強(qiáng)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(qiáng)性能,90,發(fā)射分集技術(shù)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(qiáng)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(kuò)展兩個(gè)數(shù)據(jù)流來完成,3.3 CDMA-1X的增強(qiáng)性能,92,在多天線上發(fā)射所有前向信道 以互補(bǔ)的Walsh碼或偽隨機(jī)碼擴(kuò)頻,STS：空時(shí)擴(kuò)展,3.3 CDMA-1X的增強(qiáng)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(bào)告方式：周期報(bào)告、門限報(bào)告快速功率控制：80

65、0 Hz,3.3 CDMA-1X的增強(qiáng)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(guān)，不同數(shù)據(jù)速率時(shí)覆蓋范圍不同，相對(duì)而言，高速率時(shí)覆蓋范圍較小，低速率時(shí)覆蓋范圍較大。,>19.2 kbps,,>38.4 kbps,,,153.6 kbps,,,,,,,,,,>76.8 kbps,,,服務(wù)距離,,服務(wù)用戶數(shù),,>9.6 kbps,3.3 CDMA-1X的增強(qiáng)性能,95,前向CDMA信道,公共指配信道,公共功

66、率控制信道,導(dǎo)頻信道,公共控制信道,同步信道,業(yè)務(wù)信道,廣播控制信道,尋呼信道,快速尋呼信道,前向?qū)ьl信道,發(fā)送分集導(dǎo)頻信道,輔助導(dǎo)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(bǔ)充碼分信道,0－2補(bǔ)充信道,,,輔助發(fā)送分集導(dǎo)頻信道,,,,,3.4 CDMA-1X的信道結(jié)構(gòu),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(dǎo)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(bǔ)充信道。它們用來在基站和某一特定的移動(dòng)臺(tái)之間建立業(yè)務(wù)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(shì),3.4 CDMA-1X的信道結(jié)構(gòu),97,反向CDMA信道,接入信道,增強(qiáng)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(wù)信道操作（RC1 or2）,反向業(yè)務(wù)信道操作（RC3 to 6),反向?qū)ьl信道,增強(qiáng)接入信道,反向?qū)ьl信道,反向公共控制信道,反向基本信道,0－7個(gè)反向補(bǔ)充碼分信道,反向?qū)ьl信道,0或1個(gè)反向?qū)Ｓ每刂菩诺?0或1個(gè)反向基本信道,0－2個(gè)反向補(bǔ)充信道,反向功率控制子信道,,,,,,,,,,,3.4 CDMA-1X的信道結(jié)構(gòu),98,反向信道分為反向公用信

69、道和反向?qū)Ｓ眯诺婪聪蚬眯诺溃?反向公用信道包括反向?qū)ьl信道（局部）、反向接入信道、 增強(qiáng)接入信道、公共控制信道，這些信道是由多個(gè)移動(dòng)臺(tái)共享 使用的。反向?qū)Ｓ眯诺溃?反向?qū)Ｓ眯诺腊ǚ聪驅(qū)Ｓ每刂菩诺?、基本信道、補(bǔ)充信 道和補(bǔ)充碼分信道。,3.4 CDMA-1X的信道結(jié)構(gòu),99,3.5 CDMA-1X vs IS95A,100,,信道類型,IS-95A/B,,C