CDMA通信原理

1、CDMA通信原理課程目標(biāo)課程目標(biāo) 了解移動通信發(fā)展歷史 掌握CDMA系統(tǒng)的技術(shù)：信源編碼、信道編碼、交織、加擾、擴頻、調(diào)制關(guān)鍵技術(shù)：功控、軟切換、呼吸、RAKE接收機信道結(jié)構(gòu)：導(dǎo)頻、同步、尋呼、業(yè)務(wù)、接入長碼、短碼和Walsh碼在CDMA系統(tǒng)中的作用 掌握CDMA 1X的技術(shù)特點Walsh碼、Turbo碼課程內(nèi)容課程內(nèi)容移動通信發(fā)展簡介移動通信發(fā)展簡介CDMA原理CDMA原理CDMA關(guān)鍵技術(shù)CDMA關(guān)鍵技術(shù)IS95A/B技術(shù)IS95A/B技術(shù)CDMA 1X技術(shù)CDMA 1X技術(shù)主主要要內(nèi)內(nèi)容容移動通信發(fā)展歷程移動通信發(fā)展歷程多址技術(shù)多址技術(shù)用戶用戶1 用戶用戶2 用戶用戶3用戶用戶1用戶用戶2

2、用戶用戶3時間時間頻率頻率時間時間時間時間頻率頻率頻率頻率碼碼FDMATDMACDMA用戶用戶3用戶用戶2用戶用戶1所有用戶在同一時間、所有用戶在同一時間、同一頻段上、根據(jù)編碼同一頻段上、根據(jù)編碼獲得業(yè)務(wù)信道,如獲得業(yè)務(wù)信道,如WCDMA, CDMA2000WCDMA, CDMA2000業(yè)務(wù)信道在不同業(yè)務(wù)信道在不同頻段分配給不同用戶頻段分配給不同用戶如：AMPS、TACS如：AMPS、TACS業(yè)務(wù)信道在不同業(yè)務(wù)信道在不同時間分配給不同用戶時間分配給不同用戶如：DAMPS、GSM如：DAMPS、GSM多址技術(shù)多址技術(shù)用戶用戶1 用戶用戶2 用戶用戶3用戶用戶1用戶用戶2用戶用戶3時間時間頻率頻率

3、時間時間時間時間頻率頻率頻率頻率碼碼FDMATDMACDMA用戶用戶3用戶用戶2用戶用戶1所有用戶在同一時間、所有用戶在同一時間、同一頻段上、根據(jù)編碼同一頻段上、根據(jù)編碼獲得業(yè)務(wù)信道,如獲得業(yè)務(wù)信道,如WCDMA, CDMA2000WCDMA, CDMA2000業(yè)務(wù)信道在不同業(yè)務(wù)信道在不同頻段分配給不同用戶頻段分配給不同用戶如：AMPS、TACS如：AMPS、TACS業(yè)務(wù)信道在不同業(yè)務(wù)信道在不同時間分配給不同用戶時間分配給不同用戶如：DAMPS、GSM如：DAMPS、GSM3G的目標(biāo)的目標(biāo) 全球統(tǒng)一頻段、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，全球無縫覆蓋 高效的頻譜效率 更高的服務(wù)質(zhì)量、保密性和可靠性 易于從2G系統(tǒng)平滑

4、演進與過渡，并反向兼容2G系統(tǒng) 提供多媒體業(yè)務(wù)，速率最高可達2Mbps 車速環(huán)境：144kbps 步行環(huán)境：384kbps 室內(nèi)環(huán)境：2MbpsIMT-2000技術(shù)規(guī)范體制技術(shù)規(guī)范體制3G體制CDMA20003GPP2FDD方式 WCDMA 3GPPFDD方式TD-SCDMA CWTSTDD方式3G三種制式的比較（三種制式的比較（1)3G三種制式的比較（三種制式的比較（2）WCDMAWCDMAWCDMAWCDMAcdma2000cdma2000cdma2000cdma2000TD-SCDMATD-SCDMATD-SCDMATD-SCDMA接收機結(jié)構(gòu)接收機結(jié)構(gòu)接收機結(jié)構(gòu)接收機結(jié)構(gòu)RAKERAKE

5、RAKERAKERAKERAKERAKERAKERAKERAKERAKERAKE閉環(huán)功率控制閉環(huán)功率控制閉環(huán)功率控制閉環(huán)功率控制支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持越區(qū)切換越區(qū)切換越區(qū)切換越區(qū)切換軟、硬切換軟、硬切換軟、硬切換軟、硬切換軟、硬切換軟、硬切換軟、硬切換軟、硬切換軟、硬切換軟、硬切換軟、硬切換軟、硬切換解調(diào)方式解調(diào)方式解調(diào)方式解調(diào)方式相干解調(diào)相干解調(diào)相干解調(diào)相干解調(diào)相干解調(diào)相干解調(diào)相干解調(diào)相干解調(diào)相干解調(diào)相干解調(diào)相干解調(diào)相干解調(diào)碼片速率碼片速率碼片速率碼片速率(Mcps)(Mcps)(Mcps)(Mcps)3.843.843.843.84N*1.2288N*1.2288

6、N*1.2288N*1.22881.281.281.281.28發(fā)射分集方式發(fā)射分集方式發(fā)射分集方式發(fā)射分集方式TSTDTSTDTSTDTSTDSTTDSTTDSTTDSTTDFBTDFBTDFBTDFBTDOTDOTDOTDOTDSTSSTSSTSSTS無無無無同步方式同步方式同步方式同步方式異步異步異步異步同步同步同步同步異步異步異步異步核心網(wǎng)核心網(wǎng)核心網(wǎng)核心網(wǎng)GSM MAPGSM MAPGSM MAPGSM MAPANSI-41ANSI-41ANSI-41ANSI-41GSM MAPGSM MAPGSM MAPGSM MAPCDMA的發(fā)展歷程的發(fā)展歷程目錄目錄移動通信發(fā)展簡介移動通信發(fā)展

7、簡介CDMA原理CDMA原理擴頻技術(shù)擴頻技術(shù)常用術(shù)語常用術(shù)語系統(tǒng)模型系統(tǒng)模型CDMA關(guān)鍵技術(shù)CDMA關(guān)鍵技術(shù)IS95A/B技術(shù)IS95A/B技術(shù)CDMA 1X技術(shù)CDMA 1X技術(shù)主主要要內(nèi)內(nèi)容容擴頻過程擴頻過程解擴過程解擴過程頻域信號帶寬的擴展和解擴頻域信號帶寬的擴展和解擴fS（f）f0解擴頻前的信號頻譜fS（f）f0擴頻前的信號頻譜信號信號干擾噪聲fS（f）f0擴頻后的信號頻譜信號fS（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在時域信號速率的提高，意味著頻域信號帶寬的展寬縱坐標(biāo)位為能量密度頻域信號帶寬的擴展和解擴頻域信號帶寬的擴展和解擴fS（f）f0解擴頻前的信號頻譜fS（

8、f）f0擴頻前的信號頻譜信號信號干擾噪聲fS（f）f0擴頻后的信號頻譜信號fS（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在時域信號速率的提高，意味著頻域信號帶寬的展寬縱坐標(biāo)位為能量密度目錄目錄移動通信發(fā)展簡介移動通信發(fā)展簡介CDMA原理CDMA原理擴頻技術(shù)擴頻技術(shù)常用術(shù)語常用術(shù)語系統(tǒng)模型系統(tǒng)模型CDMA關(guān)鍵技術(shù)CDMA關(guān)鍵技術(shù)IS95A/B技術(shù)IS95A/B技術(shù)CDMA 1X技術(shù)CDMA 1X技術(shù)主主要要內(nèi)內(nèi)容容常用術(shù)語常用術(shù)語 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(fù)與交織后的數(shù)據(jù)被稱為符號(sy

9、mbol) 經(jīng)過最終擴頻后得到的數(shù)據(jù)被稱為碼片(chip) 處理增益(Processing Gain) 理解為最終擴頻速率與信息速率的比；在IS-95中處理增益為128，即21dB 前向(Forward)：從基站到移動臺 反向(Reverse)：從移動臺到基站目錄目錄移移動動通通信信發(fā)發(fā)展展簡簡介介C CD DM MA A原原理理擴擴頻頻技技術(shù)術(shù)常常用用術(shù)術(shù)語語系系統(tǒng)統(tǒng)模模型型C CD DM MA A關(guān)關(guān)鍵鍵技技術(shù)術(shù)I IS S9 95 5A A/ /B B技技術(shù)術(shù)C CD DM MA A 1 1X X技技術(shù)術(shù)主主要要內(nèi)內(nèi)容容CDMA系統(tǒng)模型系統(tǒng)模型信源編碼信源編碼信道編碼信道編碼信道編碼采用

10、卷積碼或者TURBO碼。約束長度：移位寄存器數(shù)+1。編碼效率：輸入bit數(shù) / 輸出符號數(shù)。卷積碼編碼器交織交織1 287364 51 287364 51 287364 51 287364 51 287364 51 287364 51 287364 51 287364 51 287364 51 287364 5數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳傳輸輸方方向向1 111111 12 222222 27 777777 76 666666 63 333333 34 444444 41 287364 51 287364 55 555555 58 888888 8交織加擾加擾M序列序列Out001110 包含兩部分（1）最大移

11、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，輸出相位不同加擾長碼加擾長碼 長碼為一周期為242-1的m-序列移位相加特性： 輸出序列Ck和Ck+t(Ck時移t)的相加后的序列仍然是序列Ck的一個時移序列自相關(guān)特性： 不同相位的m-序列的相關(guān)值為-1 長碼的作用：長碼在前向用作擾碼加密控制功率控制比特的插入長碼在反向提供信道化擴頻擴頻W2n=WnWnWnWnW1=0W2=0001W4=0 0 0 00 1 0 10 0 1 10 1 1 0Walsh碼碼采用64階Walsh函數(shù)作為擴頻函數(shù)，Walsh碼是正交碼。若兩個函數(shù)互相關(guān)系數(shù)為0，則相互正交。擴頻擴頻6

12、 symbol64*64矩陣64iw2012345DDDDDDi 01010164 階階正正交交Walsh 函函數(shù)數(shù)Walsh碼為正向信道提供信道化，反向由長碼提供信道化反向，編碼器輸出的數(shù)據(jù)每六個比特對應(yīng)一個Walsh碼（6符號變換到64個碼片）正向，編碼器輸出的數(shù)據(jù)每一個比特對應(yīng)一個Walsh碼（1符號變換到64個碼片）調(diào)制短碼調(diào)制短碼 短碼為一周期215 的M-序列在M-序列中增加了一個全0狀態(tài)每個扇區(qū)在短碼中指配一個時間偏置系統(tǒng)利用PN短碼的時間偏置來區(qū)別扇區(qū) 可允許所有Walsh碼在各扇區(qū)復(fù)用 系統(tǒng)規(guī)定PN碼最小偏移值為64chips，可以有512個時間偏置來作扇區(qū)識別(215 /6

13、4=512) 同一扇區(qū)內(nèi)所有CDMA信道的短碼相同 不同扇區(qū)內(nèi)的CDMA信道的短碼不同調(diào)制調(diào)制QPSKIQI 信道序列1.2288McpsQ 信道序列1.2288Mcps基帶濾波基帶濾波Cos(2fct)Sin(2fct)I(t)Q(t)s(t)A這里的1.2288M指的是PN短碼的速率。當(dāng)同一載頻的所有的信道擴頻后，采用QPSK(反向用OQPSK）調(diào)制，并轉(zhuǎn)為模擬信號，疊加后發(fā)射。目錄目錄移動通信發(fā)展簡介移動通信發(fā)展簡介CDMA原理CDMA原理CDMA關(guān)鍵技術(shù)CDMA關(guān)鍵技術(shù)IS95A/B技術(shù)IS95A/B技術(shù)CDMA 1X技術(shù)CDMA 1X技術(shù)主主要要內(nèi)內(nèi)容容CDMA的關(guān)鍵技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)

14、功率控制技術(shù) 功率控制技術(shù) 軟切換技術(shù) 軟切換技術(shù) 分集技術(shù)與RAKE接收技術(shù) 分集技術(shù)與RAKE接收技術(shù) 小區(qū)呼吸 小區(qū)呼吸 語音編碼、話音激活 語音編碼、話音激活 多址接入技術(shù) 多址接入技術(shù)主主要要內(nèi)內(nèi)容容功率控制的原理功率控制的原理 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)達到以下條件，系統(tǒng)容量最大當(dāng)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功率控制類型功率控制類型反向開環(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、門限報告反向開環(huán)功率控制反向開環(huán)功率控制反向閉環(huán)功率控制反向閉環(huán)功率控制內(nèi)環(huán)

15、功率控制基站測量Eb/Nt和設(shè)定的目標(biāo)Eb/Nt進行比較，大于則指令移動臺降低發(fā)射功率，否則增加發(fā)射功率。調(diào)節(jié)速率為 800Hz外環(huán)功率控制統(tǒng)計誤幀率，設(shè)定所需的目標(biāo)Eb/NtBase StationMakes a ComparisonMobile TransmitPower ControlCommandsMeasured Eb/NtVs.Eb/Nt Setpoint前向功率控制前向功率控制 移動臺測量前向業(yè)務(wù)信道幀質(zhì)量，周期方式或門限方式上報幀質(zhì)量?；靖鶕?jù)上報的幀質(zhì)量情況確定是否進行前向功率調(diào)節(jié)。 前向功率控制是一種慢速功率調(diào)節(jié)。CDMA中的切換類型中的切換類型 軟切換：在切換過程中，移動

16、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，容易掉話。不同頻率間的切換到其它系統(tǒng)的切換軟切換軟切換/更軟切換更軟切換軟切換過程（軟切換過程（A） 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 有效集：與正在聯(lián)系的基站對應(yīng)的導(dǎo)頻集合。 候選集：當(dāng)前不在有效集中，但是已有足夠的強度表明與該 導(dǎo)頻對應(yīng)基站的前向業(yè)務(wù)信道可以被成功解調(diào)的導(dǎo)

17、頻集合。 相鄰集：當(dāng)前不在有效集或候選集中但是有可能進入候選集 的導(dǎo)頻集合。 剩余集：其它導(dǎo)頻集合。軟切換過程（軟切換過程（B）(1) 導(dǎo)頻強度超過T_ADD，MS將其加入候選集并上報BS(2) BS命令MS將該導(dǎo)頻加入有效集(3) 導(dǎo)頻強度小于T_DROP，手機啟動T_DROP定時器(4) T_DROP定時器超時，MS上報BS(5) BS命令MS將該導(dǎo)頻從有效集中刪除 相鄰集候選集 有效集 相鄰集T_ADDT_DROP時間（1）（2）（3） （4）（5）分集技術(shù)分集技術(shù) 時間分集 采用符號交織，檢錯糾錯編碼等方法。 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.

18、23MHz上。 空間分集 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，移動臺和多個基站同時聯(lián)系，從中選出最好的幀。RAKE 接收機原理接收機原理RAKE RAKE 接收技術(shù)有效地克服多徑衰落，提高接收性能接收技術(shù)有效地克服多徑衰落，提高接收性能接收機單徑接收電路單徑接收電路單徑接收電路搜索器計算信號強度與時延合 并合并后的信號tts(t)s(t)CDMA系統(tǒng)特色系統(tǒng)特色小區(qū)呼吸小區(qū)呼吸目錄目錄移移動動通通信信發(fā)發(fā)展展簡簡介介C CD DM MA A原原理理C CD DM MA A關(guān)關(guān)鍵鍵技技術(shù)術(shù)I IS S9 95 5A A/ /B

19、 B技技術(shù)術(shù)I IS S9 95 5A A技技術(shù)術(shù)I IS S9 95 5B B技技術(shù)術(shù)C CD DM MA A 1 1X X技技術(shù)術(shù)主主要要內(nèi)內(nèi)容容IS95A技術(shù)技術(shù)IS95A的調(diào)制方式IS95A的調(diào)制方式IS95A系統(tǒng)時間IS95A系統(tǒng)時間IS95A的信道IS95A的信道主主要要內(nèi)內(nèi)容容調(diào)制方式調(diào)制方式IS95系統(tǒng)時間系統(tǒng)時間 系統(tǒng)零時：定義1980年1月6日0時整為系統(tǒng)起始時間。偏置為零的長碼和短碼此時同時處于初始狀態(tài) 所有基站將在GPS時間的每個偶秒起始時刻（或在此之后80ms整數(shù)倍處）作為0偏置PN碼（周期為80/3 ms）的初態(tài)，即在此之前恰好輸出了1個“1”和連續(xù)15個“0”這樣

20、的PN碼片 所有基站需將1980年1月6日零時（GPS起始時間）作為m序列長碼的初態(tài)（在此之前恰好輸出了一個“1”碼片和41個連續(xù)的“0”碼片）. 使用GPS定時的好處：切換快，同步簡單。IS95A信道類型信道類型 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)信道前向信道類型前向信道類型導(dǎo)頻信道導(dǎo)頻信道導(dǎo)頻信道（全0）Walsh 0 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(dǎo)頻信道 導(dǎo)頻信道作用 幫助手機捕獲系統(tǒng) 多徑搜索 提供相位參考，幫助手機進行信道估計，作相干解調(diào) 切換時手機測量導(dǎo)頻信道，進行導(dǎo)頻強度比較前向信道類

21、型前向信道類型同步信道同步信道2.4kbps4.8kbps4.8kbps調(diào)制符號碼符號重復(fù)的碼符號1.2kbps卷積編碼r=1/2,K=9符號重復(fù)塊交織同步信道比特Walsh 32To QPSK 手機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)時間SYS_TIME 長碼狀態(tài)LC_STATE 尋呼信道速率P_RAT 同步信道速率固定為1200bps 同步信道幀長80/3ms，3幀組成一超幀為80ms前向信道類型前向信道類型尋呼信道尋呼信道 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(wù)信道 尋呼信

22、道幀長20ms尋呼信道比特19.2kbps9.6kbps19.2kbps19.2kbps調(diào)制符號碼符號重復(fù)的碼符號9.6kbps4.8kbps卷積編碼r=1/2,K=9碼符號重復(fù)塊交織尋呼信道P的長碼掩碼長碼發(fā)生器抽取器1.2288McpsWalsh PTo QPSK19.2kbps前向信道類型前向信道類型業(yè)務(wù)信道業(yè)務(wù)信道IQI信道序列1.2288McpsPN碼片1.2288Mcps重復(fù)的碼符號重復(fù)的碼符號19.2kbps碼符號19.2kbps9.6kbps4.8kbps2.4kbps8.6kbps4.0kbps2.0kbps0.8kbps9.6kbps4.8kbps2.4kbps1.2kbp

23、s增加幀質(zhì)量指示比特(12,8,0或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(fù)前向業(yè)務(wù)信道信息比特(172,80,40或16bits/frame)塊交織19.2kbps64階正交擴頻復(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(2fct)Sin(2fct)I(t)Q(t)抽取器抽取器擾碼速率集1+ +XXQPSK調(diào)制反向信道類型反向信道類型接入信道結(jié)構(gòu)接入信道結(jié)構(gòu)IQI信道序列1.2288Mcps4.8ksps(307.2kbps)PN碼片1.2288Mcps調(diào)制符號(Walsh碼片)重復(fù)的碼符號重復(fù)的碼符號28.8

24、kbps碼符號14.4kbps4.4kbps4.8kbps每幀增加8bit編碼尾比特卷積編碼r=1/3,K=9符號重復(fù)接入信道信息比特(80bits/frame)塊交織28.8kbps64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=406.9nsD基帶濾波基帶濾波Cos(2fct)Sin(2fct)I(t)Q(t)s(t)OQPSK調(diào)制反向信道類型反向信道類型業(yè)務(wù)信道結(jié)構(gòu)業(yè)務(wù)信道結(jié)構(gòu)IQI信道序列1.2288Mcps(307.2kbps)PN碼片1.2288Mcps調(diào)制符號(Walsh碼片)重復(fù)的碼符號重復(fù)的碼符號28.8kbps碼符

25、號8.6kbps4.0kbps2.0kbps0.8kbps9.6kbps4.8kbps2.4kbps1.2kbps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(fù)反向業(yè)務(wù)信道信息比特(172,80,40或16bits/frame)塊交織28.8kbps64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=406.9nsD基帶濾波基帶濾波Cos(2fct)Sin(2fct)I(t)Q(t)+xx19.2kbps9.6kbps4.8kbps2.4kbps移動臺初始化過程移動

26、臺初始化過程 (1) 尋找CDMA頻點，捕獲導(dǎo)頻信道，實現(xiàn)短碼同步 (2) 接收同步信道消息，獲取LC_STATE, SYS_TIME P_RAT等系統(tǒng)信息 (3) 定時改變，實現(xiàn)長碼同步 (4) 守候在基本尋呼信道，接收系統(tǒng)消息 (5) 可進行登記、始呼或被呼IS-95A信道總結(jié)信道總結(jié)功能前向鏈路反向鏈路糾錯編碼1/2速率1/3速率Walsh碼提供信道化64階調(diào)制長碼擴展提供加密性信道化短碼擴展標(biāo)識基站用作OQPSK調(diào)制重復(fù)符號傳輸降低重復(fù)符號功率連續(xù)發(fā)射采用隨機突發(fā)方式不連續(xù)發(fā)射導(dǎo)頻信道提供相干接收沒有導(dǎo)頻信道，采用非相干接收調(diào)制方式支持多碼道傳輸，采用QPSK方式不支持多碼道傳輸，采用

27、OQPSK方式IS95A技術(shù)小結(jié)技術(shù)小結(jié) 碼片速率：1.2288 Mcps 調(diào)制 前向：QPSK 反向：OQPSK 信道編碼：卷積碼 功率控制 前向：消息方式的慢速功率控制 反向：開環(huán)功率控制；快速功率控制（800Hz） 切換：軟切換/更軟切換、硬切換 目錄目錄移移動動通通信信發(fā)發(fā)展展簡簡介介C CD DM MA A原原理理C CD DM MA A關(guān)關(guān)鍵鍵技技術(shù)術(shù)I IS S9 95 5A A/ /B B技技術(shù)術(shù)I IS S9 95 5A A技技術(shù)術(shù)I IS S9 95 5B B技技術(shù)術(shù)C CD DM MA A 1 1X X技技術(shù)術(shù) 主主要要內(nèi)內(nèi)容容IS95B的變化的變化IS-95B從IS-9

28、5A演化而來，完全兼容IS-95A 主要變化： 增加速率集2：14.4k、7.2k、3.6k與1.8kbps， 增加EIB方式的前向功率控制 增加增補碼分信道以提高數(shù)據(jù)傳輸能力。單個用戶可最多使用8個碼分信道（1 FCH + 7 SCCH），最大數(shù)據(jù)傳輸速率可達 76.8（速率集1） / 115.2kbps（速率集2） 軟切換相對門限 接入過程中的切換 移動臺輔助的硬切換 BSS間的軟切換IS95B反向業(yè)務(wù)信道結(jié)構(gòu)反向業(yè)務(wù)信道結(jié)構(gòu) - 速率集速率集Add FrameQualityIndicatorF-TCH bitsAdd 8EncoderTail bitsConvolutionalEncod

29、erR=1/2, K=9SymbolRepetitionBits681012Data Rate1.83.67.214.4Factpr8X4X2X1X28.8 kspsBits/Frame2155125267Add OneErasureIndicator bitBlockInterleaver(576 Symbols)64-aryOthogonalModulatorData BurstRandomizerLong codeGenerator(1.2288Mbps)User nsLong CodeMask+To OQPSK28.8 ksps307.2 kspsIS-95B功率控制類型功率控制類型

30、反向功率控制開環(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 前向功率控制閉環(huán)功率控制消息報告方式：周期報告、門限報告EIB方式（Erasure Indicator Bit）：50 HzEIB用于速率集2。MS在反向業(yè)務(wù)信道向BS發(fā)送EIB。其中，如果收到的是一壞幀，則置EIB=1；收到的是一好幀，則置EIB=0。功率控制速率：50Hz。軟切換軟切換“動態(tài)動態(tài)”門限門限 切換過程： (1) 手機將有效集中的導(dǎo)頻按強度排序為： PS1PS2PSn (2) 導(dǎo)頻P2強度超過T_ADD，手機將其加入候選集 (3) 導(dǎo)頻P2強度超過(SOFT_SLOPE/8) * 10 * log10(

31、PSi) + ADD_INTERCEPT/2，手機向BS上報導(dǎo)頻強度測量消息 (4) BS命令MS將P2加入有效集軟切換軟切換“動態(tài)動態(tài)”門限門限 (5) 導(dǎo)頻P1強度小于(SOFT_SLOPE/8) * 10 * log10(PSi) + DROP_INTERCEPT/2，手機啟動T_DROP定時器 (6) T_DROP定時器超時，手機上報導(dǎo)頻測量消息 (7) BS命令MS將P1從有效集中刪除 (8) 導(dǎo)頻P1強度小于T_DROP，啟動定時器 (9) 定時器超時，MS將P1從候選集中刪除移動臺輔助的硬切換移動臺輔助的硬切換CFSRPM(Report)CFSCNM(Search Order)F

32、1 (serving)F2 (candidate)GHDM(HHO)CFSRQM(Search Parameters)CFSRSM(Acceptance)1、MS工作在頻點F1，在MAHHO過程中，首先由BS發(fā)起CFSRQM（候選頻率搜索請求參數(shù)消息），帶候選頻點搜索參數(shù)2、MS發(fā)回CFSRSM（候選頻率搜索應(yīng)答消息）確認3、BS通過CFSCNM（候選頻率搜索命令消息）命令MS按設(shè)定的搜索參數(shù)搜索候選頻點F2；MS在轉(zhuǎn)到頻點F2前，將中斷與頻點F1的聯(lián)系4、MS通過CFSRPM（候選頻率搜索報告消息）報告搜索結(jié)果5、BS通過GHDM（硬切換）命令MS切換到頻點F2 目錄目錄移動通信發(fā)展簡介移動

33、通信發(fā)展簡介CDMA原理CDMA原理CDMA關(guān)鍵技術(shù)CDMA關(guān)鍵技術(shù)IS95A/B技術(shù)IS95A/B技術(shù)CDMA 1X技術(shù) CDMA 1X技術(shù) 主主要要內(nèi)內(nèi)容容目錄目錄主主要要內(nèi)內(nèi)容容CDMA 1X技術(shù)特點CDMA 1X技術(shù)特點CDMA 1X前向信道介紹CDMA 1X前向信道介紹CDMA 1X反向信道介紹CDMA 1X反向信道介紹CDMA 1X特點及優(yōu)勢總結(jié)CDMA 1X特點及優(yōu)勢總結(jié)目錄目錄主主要要內(nèi)內(nèi)容容CDMA 1X技術(shù)特點CDMA 1X技術(shù)特點CDMA 1X前向信道介紹CDMA 1X前向信道介紹CDMA 1X反向信道介紹CDMA 1X反向信道介紹CDMA 1X特點及優(yōu)勢總結(jié)CDMA 1

34、X特點及優(yōu)勢總結(jié)CDMA 1X概述概述CDMA 1X技術(shù)特點技術(shù)特點Turbo碼碼 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CDMA 1X技術(shù)特點技術(shù)特點Walsh碼碼針對不同的數(shù)據(jù)速率采用不同的Walsh碼64481632129600 19200 3840076800 153600 307200 614400Data rate -bps-W01 =0W02 =00W12 =01W04 =000

35、0W24 =0011W14 =0101W34 =0110W08 =00000000W48 =00001111W28 =00110011W68 =00111100W18 =01010101W58 =01011010W38 =01100110W78 =01101001( W016 ,W816)( W416 ,W1216 )( W216 ,W1416 )( W616 ,W1416 )( W116 ,W916 )( W516 ,W1316 )( W316 ,W1116 )( W716 ,W1516 )CDMA 1X技術(shù)特點技術(shù)特點反向反向HPSK調(diào)制調(diào)制 CDMA 1X前向采用QPSK調(diào)制，類似IS9

36、5的QPSK,反向采用HPSK調(diào)制。 HPSK ( Hybrid PSK )，亦稱為OCQPSK ( Orthogonal Complex QPSK )，其作用在于：減少信號過零率降低對移動臺功放的線性要求CDMA 1X技術(shù)特點技術(shù)特點多種發(fā)射模式多種發(fā)射模式 CDMA2000 1XCDMA2000 1X前向支持多種發(fā)射模式前向支持多種發(fā)射模式TDTD（Transmit DiversityTransmit Diversity發(fā)射分集）發(fā)射分集） OTDOTD（Orthogonal Transmit DiversityOrthogonal Transmit Diversity） 通過分離數(shù)據(jù)流，

37、采用正交序列擴展兩個數(shù)據(jù)流來完成通過分離數(shù)據(jù)流，采用正交序列擴展兩個數(shù)據(jù)流來完成 STSSTS（ Space Time SpreadingSpace Time Spreading） 在多天線上發(fā)射所有前向信道在多天線上發(fā)射所有前向信道 以互補的以互補的WalshWalsh碼或偽隨機碼擴頻碼或偽隨機碼擴頻Non-TDNon-TDCDMA 1X技術(shù)特點技術(shù)特點發(fā)射分集發(fā)射分集發(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)下行容量路徑 1路徑 2發(fā)射分集處理數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流 1數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流 2恢復(fù)數(shù)據(jù)流恢復(fù)數(shù)據(jù)流OTD/STS天線2天線1CDMA 1X技

38、術(shù)特點技術(shù)特點功率控制功率控制 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 EIB方式：50 Hz QIB方式：50 Hz 快速功率控制：800 HzCDMA 1X技術(shù)特點技術(shù)特點功率控制功率控制 IS-95IS-95系統(tǒng)在前向信道中應(yīng)用慢速功率控制技術(shù)，在反向信系統(tǒng)在前向信道中應(yīng)用慢速功率控制技術(shù)，在反向信道中應(yīng)用快速功率控制技術(shù)。道中應(yīng)用快速功率控制技術(shù)。 CDMA1XCDMA1X在前向信道也應(yīng)用了快速功率控制技術(shù)。在前向信道也應(yīng)用了快速功率控制技術(shù)。 在移動臺通話過程中，移動臺測量接收到的業(yè)務(wù)信道的Eb

39、/Nt，并與門限值進行比較，然后根據(jù)比較結(jié)果，向基站發(fā)出升高或降低發(fā)射功率的指令，以維持接收到的全速率業(yè)務(wù)信道的Eb/Nt不變。CDMA 1X技術(shù)特點技術(shù)特點功率控制功率控制MUXAPilot(all 0s)Power ControlBitN is the Spreading Rate numberPilotPowerControl1 Power Control Group= 1536 N PN Chips384 N Chips功率控制信道與反向?qū)ьl信道時分復(fù)用 功率控制信道與反向?qū)ьl信道時分復(fù)用 發(fā)送功率控制比特的速率：發(fā)送功率控制比特的速率：800bit/s800bit/s目錄目錄主主要要

40、內(nèi)內(nèi)容容CDMA 1X技術(shù)特點CDMA 1X技術(shù)特點CDMA 1X前向信道介紹CDMA 1X前向信道介紹CDMA 1X反向信道介紹CDMA 1X反向信道介紹CDMA 1X特點及優(yōu)勢總結(jié)CDMA 1X特點及優(yōu)勢總結(jié)CDMA1X前向信道類型前向信道類型前向cdma2000信道F-CACHF-CPCCHF-PICHF-CCCHF-DCCHF-FCHF-PCF-SCCHF-SCHF-PICHF-TDPICHF-APICHF-ATDPICHF-SYNCHF-TCHF-BCHF-PCHF-QPCH子信道(RC12)(RC39)CDMA1X前向信道類型前向信道類型CDMA的前向物理信道包括公用和專用兩類的前

41、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（F-PICH)同步信道(F-SYNC) 兼容IS-95尋呼信道(F-PCH)廣播控制信道(F-BCCH)快速尋呼信道(F-QPCH)公共功率控制信道(F-CPCCH) CDMA 1X新定義的前向信道。公共指配信道(F-CACH)公共控制信道(F-CCCH)專用物理信道包括：專用控制信道(F-DCCH)基本信道(F-FCH)、補充信道(F-SCH)。它們用來在基站和某一特定的移動臺之間建立業(yè)務(wù)連接。CDMA的前向物理信道包括公用和專用兩類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（F-PICH)同步信道(F-SYNC)

42、兼容IS-95尋呼信道(F-PCH)廣播控制信道(F-BCCH)快速尋呼信道(F-QPCH)公共功率控制信道(F-CPCCH) CDMA 1X新定義的前向信道。公共指配信道(F-CACH)公共控制信道(F-CCCH)專用物理信道包括：專用控制信道(F-DCCH)基本信道(F-FCH)、補充信道(F-SCH)。它們用來在基站和某一特定的移動臺之間建立業(yè)務(wù)連接。CDMA的前向物理信道包括公用和專用兩類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（F-PICH)同步信道(F-SYNC) 兼容IS-95尋呼信道(F-PCH)廣播控制信道(F-BCCH)快速尋呼信道(F-QPCH)公共功

43、率控制信道(F-CPCCH) CDMA 1X新定義的前向信道。公共指配信道(F-CACH)公共控制信道(F-CCCH)專用物理信道包括：專用控制信道(F-DCCH)基本信道(F-FCH)、補充信道(F-SCH)。它們用來在基站和某一特定的移動臺之間建立業(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)勢顯著的優(yōu)勢前向信道類型前向信道類型公用信道公用信道 CDMA 1X前前向向引引入入了了三三種種新新的的公公共共信信道道，可可替替代代F-PCH F-BCCH ( 前向廣播信道 ) F-QPCH ( 前向快速尋呼信道 ) F-CC

44、CH (前向公共控制信道) 基站用它來發(fā)送給指定移動臺的消息，例如尋呼消息，它的功能和IS-95中 尋呼信道的功能有些重疊，但它的數(shù)據(jù)速率更高，更可靠。 導(dǎo)導(dǎo)頻頻信信道道加加入入新新成成員員，支支撐撐CDMA 1X的的新新特特點點 F-TDPICH（發(fā)送分集導(dǎo)頻信道）F-APICH（前向輔助導(dǎo)頻信道）F-ATDPICH(前向輔助發(fā)送分集導(dǎo)頻信道）前向信道類型前向信道類型廣播控制信道廣播控制信道 特點： 基站用它來發(fā)送系統(tǒng)開銷信息（例如原來在F-PCH上發(fā)送的開銷信息），以及需要廣播的消息（例如短消息）。 F-BCCH可以工作在非連續(xù)方式。當(dāng)F-BCCH工作在較低的數(shù)據(jù)速率時，可以重復(fù)多次發(fā)射，

45、從而降低每次的發(fā)射功率。 作用： F-BCCH重復(fù)發(fā)射，移動臺通過對重復(fù)信息進行合并來獲得時間分集的增益，使基站可以把發(fā)射功率降低，從而提高前向信道的總體容量。前向信道類型前向信道類型快速尋呼信道快速尋呼信道 特點： 快速尋呼信道F-QPCH采用了OOK調(diào)制方式，移動臺對它解調(diào)可以非常簡單迅速。另外，它采用80ms為一個QPCH時隙，每個時隙又劃分成了尋呼指示符,配置改變指示符和廣播指示符來通知移動臺是否需要在下一個F-CCCH或F-PCH的時隙上接收尋呼消息、廣播消息、系統(tǒng)配置參數(shù) 作用： 使移動臺解調(diào)迅速，并且不必長時間地連續(xù)監(jiān)聽F-PCH，從而達到延長MS待機時間的目的。前向信道類型前向

46、信道類型導(dǎo)頻信道導(dǎo)頻信道 公共導(dǎo)頻信道公共導(dǎo)頻信道F-PICH 系統(tǒng)向所有的用戶提供連續(xù)導(dǎo)頻信息系統(tǒng)向所有的用戶提供連續(xù)導(dǎo)頻信息 提供信道增益和相位估計提供信道增益和相位估計 檢測多徑信號檢測多徑信號 小區(qū)捕獲和切換小區(qū)捕獲和切換 發(fā)射分集導(dǎo)頻信道發(fā)射分集導(dǎo)頻信道F-TDPICH 支持發(fā)射分集，與支持發(fā)射分集，與F-PICH配合配合 輔助導(dǎo)頻信道輔助導(dǎo)頻信道F-APICH、F-ATDPICH 波束成形波束成形 支持智能天線的應(yīng)用支持智能天線的應(yīng)用前向信道類型前向信道類型業(yè)務(wù)信道業(yè)務(wù)信道 基本業(yè)務(wù)信道基本業(yè)務(wù)信道F-FCHF-FCH 5ms 5ms和和20ms20ms幀，幀，20ms20ms用于

47、語音業(yè)務(wù)，用于語音業(yè)務(wù)，5ms5ms幀用于控制信令的快幀用于控制信令的快速傳送速傳送 靈活的可變速率數(shù)據(jù)傳輸靈活的可變速率數(shù)據(jù)傳輸 補充業(yè)務(wù)信道補充業(yè)務(wù)信道F-SCHF-SCH 用于高速的數(shù)據(jù)傳輸用于高速的數(shù)據(jù)傳輸 由基站規(guī)定數(shù)據(jù)傳輸速率，因此不需要速率檢測由基站規(guī)定數(shù)據(jù)傳輸速率，因此不需要速率檢測 支持多個補充信道的組合來完成不同的業(yè)務(wù)支持多個補充信道的組合來完成不同的業(yè)務(wù) 支持高速電路數(shù)據(jù)傳輸和分組數(shù)據(jù)傳輸支持高速電路數(shù)據(jù)傳輸和分組數(shù)據(jù)傳輸 獨立設(shè)置獨立設(shè)置FERFER，可以靈活的根據(jù)業(yè)務(wù)要求和資源使用情況進行，可以靈活的根據(jù)業(yè)務(wù)要求和資源使用情況進行控制控制 支持突發(fā)數(shù)據(jù)模式支持突發(fā)數(shù)據(jù)

48、模式前向信道類型前向信道類型專用信道專用信道 專用控制信道專用控制信道F-DCCHF-DCCH用于在呼叫過程中傳送用戶特定的信令信息 每個前向業(yè)務(wù)信道可以有一個F-DCCH 支持5ms幀 支持非連續(xù)傳輸前向無線配置前向無線配置RCRadio ConfigurationSpreading RateMax Data Rate* (kbps)Effective FEC Code RateOTD AllowedFEC EncodingModulation 1*19.61/2NoConvBPSK 2*114.43/4NoConvBPSK31153.61/4YesConv and TurboQPSK413

49、07.21/2YesConv and TurboQPSK51230.43/8YesConv and TurboQPSK63307.21/6YesConv and TurboQPSK73614.41/3YesConv and TurboQPSK83460.81/4 or 1/3YesConv and TurboQPSK931036.81/2or 1/3YesConv and TurboQPSKRadio Configuration：簡稱為RC,是指一系列前向或反向信道的工作模式，每種RC支持一套數(shù)據(jù)速率，其差別在于物理信道各種參數(shù)，包括調(diào)制特性和擴頻速率。Spreading Rate :擴頻速率

50、，可以理解為碼片速率，1代表11.2288Mchip/s.目錄目錄主主要要內(nèi)內(nèi)容容CDMA 1X技術(shù)特點CDMA 1X技術(shù)特點CDMA 1X前向信道介紹CDMA 1X前向信道介紹CDMA 1X反向信道介紹CDMA 1X反向信道介紹CDMA 1X特點及優(yōu)勢總結(jié)CDMA 1X特點及優(yōu)勢總結(jié)CDMA 1X反向信道類型反向信道類型反向cdma2000信道R-ACHR-TCH操作R-EACHR-CCCHR-SCCHR-FCHR-TCH操作操作操作(RC12)(RC36)R-EACHR-PICHR-CCCHR-PICHR-DCCHR-PICH0701R-SCHR-FCH0201子信道R-PCCDMA 1X

51、反向信道類型反向信道類型 反向信道分為反向公用信道和反向?qū)Ｓ眯诺婪聪蛐诺婪譃榉聪蚬眯诺篮头聪驅(qū)Ｓ眯诺婪聪蚬眯诺溃悍聪蚬眯诺溃?反向?qū)ьl信道(R-PICH) 反向接入信道(R-ACH) 增強接入信道(R-EACH) 公共控制信道(R-CCCH)反向?qū)Ｓ眯诺溃悍聪驅(qū)Ｓ眯诺溃?反向?qū)Ｓ每刂菩诺?(R-DCCH) 基本信道(R-FCH) 補充信道(R-SCH) 補充碼分信道(R-SCCHT)反向信道類型反向信道類型導(dǎo)頻信道導(dǎo)頻信道 反向?qū)ьl作用反向?qū)ьl作用 初始捕獲 跟蹤 反向相干解調(diào) 功率控制測量 利用反向?qū)ьl信道，基站能進行相干解調(diào)，提高了接收性能，增大了反向信道容量語音業(yè)務(wù)語音業(yè)務(wù)：cdma2000 1X是IS-95