移動(dòng)通信(第六版)(章堅(jiān)武)課件章

第6章CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)6.1引言

6.2CDMA空中接口協(xié)議層

6.3CDMA前向信道

6.4CDMA反向信道6.5功率控制6.6Rake接收機(jī)

6.7CDMA系統(tǒng)的容量

6.8CDMA登記

6.9CDMA切換過程

第6章CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)6.1引言

6.1引言

CDMA是碼分多址(CodeDivisionMultipleAccess)的英文縮寫,它是在擴(kuò)頻通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術(shù)。CDMA技術(shù)的原理基于擴(kuò)頻技術(shù),即將需傳送的具有一定信號(hào)帶寬的信息數(shù)據(jù),用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制,使原信息數(shù)據(jù)的帶寬被擴(kuò)展,再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去,接收端使用完全相同的偽隨機(jī)碼,與接收的帶寬信號(hào)作相關(guān)處理,把寬帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號(hào),即解擴(kuò),以實(shí)現(xiàn)信息通信。

6.1引言

CDMA是碼分多址(CodeDivi

6.1.1CDMA技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化

CDMA技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化經(jīng)歷了幾個(gè)階段。IS-95是cdmaOne系列標(biāo)準(zhǔn)中最先發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，是真正在全球得到廣泛應(yīng)用的第一個(gè)CDMA標(biāo)準(zhǔn)，這一標(biāo)準(zhǔn)支持8K編碼話音服務(wù)。其后,又分別出版了13K話音編碼器的TSB74標(biāo)準(zhǔn)，它支持1.9GHz的CDMAPCS系統(tǒng)的STD-008標(biāo)準(zhǔn)，其中13K編碼話音服務(wù)質(zhì)量已非常接近有線電話的話音質(zhì)量。隨著移動(dòng)通信對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的增長，1998年2月，美國高通公司宣布將IS-95B標(biāo)準(zhǔn)用于CDMA基礎(chǔ)平臺(tái)上。

6.1.1CDMA技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化

CDMA技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化

IS-95B可提高CDMA系統(tǒng)性能，并增加用戶移動(dòng)通信設(shè)備的數(shù)據(jù)流量，提供對64kb/s數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持。其后，cdma2000成為窄帶CDMA系統(tǒng)向第三代系統(tǒng)過渡的標(biāo)準(zhǔn)。cdma2000在標(biāo)準(zhǔn)研究的前期，提出了1x和3x的發(fā)展策略，隨后的研究表明，1x和1x增強(qiáng)型技術(shù)代表了未來發(fā)展方向。

IS-95B可提高CDMA系統(tǒng)性能，并增加用戶移動(dòng)通信

CDMA是移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展方向,第三代移動(dòng)通信(3G)的三大標(biāo)準(zhǔn)全部采用了CDMA技術(shù)。在２G階段，CDMA增強(qiáng)型IS-95A與GSM在技術(shù)體制上處于同一代產(chǎn)品，提供大致相同的業(yè)務(wù)。但CDMA技術(shù)有其獨(dú)到之處，在通話質(zhì)量、掉話、輻射、健康環(huán)保等方面具有顯著特色。在２.5G階段，cdma2000-1XRTT與GPRS在技術(shù)上已有明顯不同，在傳輸速率上cdma2000-1XRTT高于GPRS，在新業(yè)務(wù)承載上cdma2000-1XRTT比GPRS成熟，可提供更多中高速率的新業(yè)務(wù)。在2.5G向３G技術(shù)體制過渡過程中，cdma2000-1X向cdma2000-3X過渡比GPRS向W-CDMA過渡更為平滑。

CDMA是移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展方向,第三代移動(dòng)通信(3

6.1.2CDMA系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.系統(tǒng)容量大

2.軟容量

3.通話質(zhì)量更佳

4.移動(dòng)臺(tái)輔助軟切換

6.1.2CDMA系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.系統(tǒng)容量大

軟切換的主要優(yōu)點(diǎn)是：

（1）無縫切換，可保持通話的連續(xù)性。

（2）減少掉話可能性。

（3）處于切換區(qū)域的移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率降低。

但同時(shí)，軟切換也相應(yīng)帶來了一些缺點(diǎn)，主要有：

（1）導(dǎo)致硬件設(shè)備（即信道卡）的增加。

（2）降低了前向容量。但由于CDMA系統(tǒng)前向容量大于反向容量，所以適量減少前向容量不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)容量的降低。

軟切換的主要優(yōu)點(diǎn)是：

（1）無縫切換，可保持通

5.頻率規(guī)劃簡單

用戶按不同的序列碼區(qū)分，所以相同的CDMA載波可在相鄰的小區(qū)內(nèi)使用，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃靈活，擴(kuò)展簡單。

6.建網(wǎng)成本低

CDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大，系統(tǒng)容量高，所需基站少，降低了建網(wǎng)成本。

5.頻率規(guī)劃簡單

用戶按不同的序列碼

7.“綠色手機(jī)”

普通的手機(jī)（GSM和模擬手機(jī)）功率一般能控制在600毫瓦以下，CDMA系統(tǒng)發(fā)射功率最高只有200毫瓦，普通通話功率可控制在零點(diǎn)幾毫瓦，其輻射作用可以忽略不計(jì)，對人體健康沒有不良影響。手機(jī)發(fā)射功率的降低，將延長手機(jī)的通話時(shí)間，意味著電池、話機(jī)的壽命長了，對環(huán)境起到了保護(hù)作用，故稱之為“綠色手機(jī)”。

7.“綠色手機(jī)”

普通的手機(jī)（GS

8.保密性強(qiáng)，通話不會(huì)被竊聽

CDMA信號(hào)的擾頻方式提供了高度的保密性，要竊聽通話，必須要找到碼址。但CDMA碼址是個(gè)偽隨機(jī)碼，而且共有4.4萬億種可能的排列，因此，要破解密碼或竊聽通話內(nèi)容實(shí)在是太困難了。

8.保密性強(qiáng)，通話不會(huì)被竊聽

C

9.多種形式的分集

分集是對付多徑衰落很好的辦法，有三種主要分集方式：時(shí)間分集、頻率分集和空間分集。CDMA系統(tǒng)綜合采用了上述幾種分集方式，使性能大為改善。各種分集方式歸納如下：

（1）時(shí)間分集——采用了符號(hào)交織、檢錯(cuò)和糾錯(cuò)編碼等方法。

（2）頻率分集——本身是1.25MHz寬帶的信號(hào)，起到了頻率分集的作用。

（3）空間分集——基站使用兩副接收天線，基站和移動(dòng)臺(tái)都采用了Rake接收機(jī)技術(shù)，軟切換也起到了空間分集的作用。

9.多種形式的分集

分集是對付多徑

10.CDMA的功率控制

CDMA系統(tǒng)的容量主要受限于系統(tǒng)內(nèi)移動(dòng)臺(tái)的相互干擾，所以，如果每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)到達(dá)基站時(shí)都達(dá)到最小所需的信噪比，系統(tǒng)容量將會(huì)達(dá)到最大值。CDMA功率控制的目的就是既維持高質(zhì)量通信，又不對占用同一信道的其他用戶產(chǎn)生不應(yīng)有的干擾。

CDMA系統(tǒng)的功率控制除可直接提高容量之外，同時(shí)也降低了為克服噪聲和干擾所需的發(fā)射功率。這就意味著同樣功率的CDMA移動(dòng)臺(tái)與模擬或TDMA移動(dòng)臺(tái)相比可在更大范圍內(nèi)工作。

10.CDMA的功率控制

CDMA

CDMA系統(tǒng)引入了功率控制，一個(gè)很大的好處是降低了平均發(fā)射功率而不是峰值功率。這就是說，CDMA在一般情況下由于傳輸狀況良好，發(fā)射功率較低；但在遇到衰落時(shí)會(huì)通過功率控制自動(dòng)提高發(fā)射功率，以抵抗衰落。

CDMA系統(tǒng)引入了功率控制，一個(gè)很大的好處是降低了平均

11.話音激活

典型的全雙工雙向通話中，每次通話的占空比小于35%。在FDMA和TDMA系統(tǒng)里，由于通話停頓時(shí)重新分配信道存在一定時(shí)延，所以難以利用話音激活因素。CDMA在不講話時(shí)傳輸速率降低，減輕了對其他用戶的干擾，這就是CDMA系統(tǒng)中的話音激活技術(shù)。而CDMA的容量又直接與所受總干擾功率有關(guān)，這樣就可以使容量增加一倍左右。

11.話音激活

典型的全雙工雙向通話

6.2

CDMA空中接口協(xié)議層

圖6－1給出了CDMA空中接口層結(jié)構(gòu)。CDMA信道包含反向CDMA信道(CDMA上行信道)和正向CDMA信道(CDMA下行信道或CDMA前向信道)。反向CDMA信道由接入信道和反向業(yè)務(wù)信道組成。正向CDMA信道由尋呼信道和正向業(yè)務(wù)信道組成。所有信道的信令都使用基于比特同步的協(xié)議。所有信道上的消息都有一個(gè)相同的層格式。

6.2CDMA空中接口協(xié)議層

圖6－1給出了C

最高層的協(xié)議是由一則消息和填充物(Padding)組成的封裝信息。填充物的作用是在某些信道上讓消息適合幀的裝配。一個(gè)典型的例子是業(yè)務(wù)信道中空缺突發(fā)(Blank-and-Burst)信令模式。如果消息小于一幀,則封裝的是整一個(gè)幀,填充比特從消息比特的結(jié)束至幀的結(jié)束。下一層的格式可能為將消息分裝成長度區(qū)域、信息和CRC校驗(yàn)。

最高層的協(xié)議是由一則消息和填充物(Padding)組圖6－1CDMA空中接口層結(jié)構(gòu)圖6－1CDMA空中接口層結(jié)構(gòu)

移動(dòng)臺(tái)中,所有這些層次都安裝在一塊物理硬件中。在網(wǎng)絡(luò)這一側(cè),這些層次可能分散在不同位置的硬件上。在連接層發(fā)送確認(rèn)信息,響應(yīng)信息是在控制處理層發(fā)送的。為了避免更多的信令,鏈路確認(rèn)和控制處理信令可以合并成單個(gè)信令,這可以由移動(dòng)臺(tái)來完成,這樣對于控制過程的時(shí)延來說是很小的。在網(wǎng)絡(luò)側(cè),MSC對于控制過程的響應(yīng)產(chǎn)生反應(yīng)。

系統(tǒng)之間的信令業(yè)務(wù)(如自動(dòng)漫游、呼叫傳遞、切換等)都由IS41.C提供支持。通過使用IS41.C可使不同的IS95系統(tǒng)互相連接在一起。

移動(dòng)臺(tái)中,所有這些層次都安裝在一塊物理硬件中。在網(wǎng)絡(luò)這

6.3CDMA前向信道

CDMA前向信道(也稱CDMA下行信道)由用于控制的廣播信道和用于攜帶用戶信息的業(yè)務(wù)信道組成。廣播信道由導(dǎo)頻信道、同步信道和尋呼信道組成。所有這些信道都在同一個(gè)1.23MHz的CDMA載波上。移動(dòng)臺(tái)能夠根據(jù)分配給每個(gè)信道唯一的碼分來區(qū)分邏輯信道。這個(gè)碼分是經(jīng)過正交擴(kuò)頻的Walsh碼。每個(gè)碼分信道都要經(jīng)一個(gè)Walsh函數(shù)進(jìn)行正交擴(kuò)頻,然后又由速率為1.228MC/s的偽噪聲系列擴(kuò)頻。在基站可按頻分多路方式使用多個(gè)CDMA前向信道(1.23MHz)。

6.3CDMA前向信道

CDMA前向信道(也稱C

圖62給出了CDMA支持的不同前向信道。如圖62所示,CDMA前向信道可使用的碼分信道最多為64個(gè)。一種典型的配置是:1個(gè)導(dǎo)頻信道,1個(gè)同步信道,7個(gè)尋呼信道(允許的最多值)和55個(gè)業(yè)務(wù)信道。但前向信道的碼分信道配置并不是固定的,其中導(dǎo)頻信道一定要有,其余的碼分信道可根據(jù)情況配置。例如,可用業(yè)務(wù)信道取代尋呼信道和同步信道,成為1個(gè)導(dǎo)頻信道,0個(gè)同步信道,0個(gè)尋呼信道和63個(gè)業(yè)務(wù)信道。

圖62給出了CDMA支持的不同前向信道。如圖6

這種情況下,基站擁有兩個(gè)以上CDMA信道(即帶寬大于2.5MHz),其中一個(gè)為CDMA基本信道(1.23MHz),所有移動(dòng)臺(tái)都先集中在該基本信道上工作。此時(shí),若基本CDMA業(yè)務(wù)信道忙,則可由基站在基本CDMA信道的尋呼信道上發(fā)射信道指配消息將某移動(dòng)臺(tái)分配到另一個(gè)CDMA信道進(jìn)行業(yè)務(wù)通信,該CDMA信道只需一個(gè)導(dǎo)頻信道,而不再需要同步信道和尋呼信道。

這種情況下,基站擁有兩個(gè)以上CDMA信道(即帶寬大于2圖6-2前向信道結(jié)構(gòu)圖6-2前向信道結(jié)構(gòu)

6.3.1前向業(yè)務(wù)信道

前向業(yè)務(wù)信道同時(shí)支持速率1(9.6kb/s)和速率2(14.4kb/s)的聲碼器業(yè)務(wù)。圖6-3描述了前向業(yè)務(wù)信道各功能模塊的作用。圖6-4給出了速率1和速率2前向業(yè)務(wù)信道的產(chǎn)生。

6.3.1前向業(yè)務(wù)信道

前向業(yè)務(wù)信道同時(shí)支持速率1圖6－3CDMA前向業(yè)務(wù)信道各功能模塊的作用圖6－3CDMA前向業(yè)務(wù)信道各功能模塊的作用圖6－4速率1和速率2前向業(yè)務(wù)信道的產(chǎn)生過程圖6－4速率1和速率2前向業(yè)務(wù)信道的產(chǎn)生過程

1.話音編碼

CDMA聲碼器是可變速率聲碼器,可工作于全速率、1/2速率、1/4速率和1/8速率。通常對應(yīng)于速率1和速率2分別有兩種聲碼器:工作于9.6kb/s數(shù)據(jù)流的8kb/s聲碼器和工作于14.4kb/s數(shù)據(jù)流的13.3kb/s聲碼器。速率1包含四種速率:9600b/s,4800b/s,2400b/s和1200b/s。速率2包含四種速率:14400b/s,7200b/s,3600b/s和1800b/s。當(dāng)速率2是可選的時(shí),移動(dòng)臺(tái)不得不支持速率1。信道結(jié)構(gòu)對于速率1和速率2是不同的。兩種聲碼器都能進(jìn)行話音性能檢測,并能減少在系統(tǒng)中受到的干擾。

1.話音編碼

CDMA聲碼器是可變速率聲碼

圖6－5和圖6－6分別給出了速率1和速率2的前向/反向業(yè)務(wù)信道幀結(jié)構(gòu)。

圖6-5速率1的前向/反向業(yè)務(wù)信道幀結(jié)構(gòu)

圖6－5和圖6－6分別給出了速率1和速率2的前向/反圖6-6速率2的前向/反向業(yè)務(wù)信道幀結(jié)構(gòu)圖6-6速率2的前向/反向業(yè)務(wù)信道幀結(jié)構(gòu)

從聲碼器得到的信息為每幀20ms。速率1聲碼器的全速(9600b/s)輸出速率為8.6kb/s,每20ms編碼為172bit。幀質(zhì)量指示F(循環(huán)冗余碼校驗(yàn),CRC)與編碼尾比特T(8bit)加在聲碼器輸出的信息比特之后。幀質(zhì)量指示的作用有兩個(gè):一是允許接收機(jī)在所有172bit上計(jì)算了CRC后,確定是否有幀發(fā)生錯(cuò)誤;二是幫助確定接收幀的數(shù)據(jù)速率。9600b/s幀是每20ms有192bit(即172+12+8bit)被傳輸而產(chǎn)生的。其中,12bit為幀質(zhì)量指示,8bit為編碼尾比特。同樣的過程產(chǎn)生在4800b/s幀上。2400b/s和1200b/s幀沒有幀質(zhì)量指示的比特字段,這是因?yàn)檫@些幀的相對抗誤碼性能較強(qiáng),且發(fā)送的大多數(shù)信息是背景噪聲。

從聲碼器得到的信息為每幀20ms。速率1聲碼器的全速(

2.卷積編碼

卷積編碼通過提供糾錯(cuò)/檢錯(cuò)能力為信息比特提供保護(hù)。同步信道、尋呼信道和前向業(yè)務(wù)信道在發(fā)送前應(yīng)進(jìn)行卷積編碼。采用1/2比率,約束長度K為9的卷積編碼器見圖6－7,圖中T為移位寄存器。速率1和速率2的幀被送入1/2比率卷積編碼器。一個(gè)1/2比率卷積編碼器用兩個(gè)符號(hào)代替每一個(gè)輸入比特。對于約束長度為9的卷積編碼器,其延遲長度為8。

2.卷積編碼

卷積編碼通過提供糾錯(cuò)/檢錯(cuò)能力為信圖6－7采用1/2比率,約束長度K為9的卷積編碼器圖6－7采用1/2比率,約束長度K為9的卷積編碼器

3.符號(hào)重復(fù)

符號(hào)重復(fù)器跟隨在卷積編碼之后,它根據(jù)需要重復(fù)數(shù)據(jù),速率1產(chǎn)生19.2kb/s的速率,速率2產(chǎn)生28.8kb/s的速率。對于速率1,如果輸入是19.2kb/s,則符號(hào)不重復(fù);如果輸入是9.6kb/s,則每個(gè)符號(hào)出現(xiàn)兩次;如果輸入是4.8kb/s,則每個(gè)符號(hào)出現(xiàn)四次;以此類推。符號(hào)重復(fù)為無線信道抵抗衰落提供附加措施,可增加接收的可靠性。重復(fù)符號(hào)比全速率符號(hào)的功率電平低。由于所有符號(hào)的總功率是一樣的,因此各符號(hào)功率減小了。

導(dǎo)頻信道沒有該過程。對于同步信道,每個(gè)經(jīng)卷積編碼后的符號(hào)在塊交織前應(yīng)重復(fù)一次(每個(gè)符號(hào)連續(xù)重發(fā))。尋呼信道與前向業(yè)務(wù)信道的符號(hào)重復(fù)一樣。

3.符號(hào)重復(fù)

符號(hào)重復(fù)器跟隨在卷積編碼之后,它根

4.符號(hào)抽取

符號(hào)抽取過程只作用于工作在速率2的聲碼器上。IS－95決定對兩種速率使用同樣的塊交織器,這意味著塊交織器的輸入符號(hào)速率是相同的。CDMA通過從每6個(gè)輸入符號(hào)中刪除2個(gè)符號(hào)實(shí)現(xiàn)把28.8kb/s數(shù)據(jù)流變?yōu)?9.2kb/s。

4.符號(hào)抽取

符號(hào)抽取過程只作用于工作在速率2的

5.塊交織

交織是用來抗瑞利衰落影響的。瑞利衰落是頻率選擇性衰落，它引起大塊數(shù)據(jù)連續(xù)出錯(cuò)，使接收機(jī)上很難正確接收。交織擾亂信息的順序使交織后的突發(fā)錯(cuò)誤在接收端還原后成為隨機(jī)錯(cuò)誤，隨機(jī)錯(cuò)誤就比較容易通過使用糾錯(cuò)編碼技術(shù)進(jìn)行糾正。

前向業(yè)務(wù)信道的塊交織器每20ms接收384調(diào)制比特。這些比特被輸入到24×16的矩陣。交織擾亂信息，然后輸出送到下一步驟（數(shù)據(jù)擾碼）。

同步信道、尋呼信道和前向業(yè)務(wù)信道在重復(fù)后進(jìn)行塊交織

5.塊交織

交織是用來抗瑞利衰落影響

同步信道交織寬度為26.666ms,在符號(hào)速率為4800b/s時(shí),等于128個(gè)調(diào)制符號(hào)的寬度,交織器陣列為16行×8列。前向業(yè)務(wù)信道和尋呼信道交織寬度為20ms,在調(diào)制符號(hào)速率為19200b/s時(shí),等于384個(gè)調(diào)制符號(hào)(也就是一幀所含調(diào)制符號(hào)的個(gè)數(shù))的寬度,交織器陣列為24行×16列,如圖6－8所示。三種信道的符號(hào)都按列寫入陣列,交織后按行讀出。

同步信道交織寬度為26.666ms,在符號(hào)速率為480圖6-8前向業(yè)務(wù)信道交織過程示意圖圖6-8前向業(yè)務(wù)信道交織過程示意圖

6.數(shù)據(jù)擾碼

數(shù)據(jù)擾碼只用于尋呼信道和前向業(yè)務(wù)信道,以提供安全性和保密性。CDMA反向信道沒有采用數(shù)據(jù)擾碼。長碼掩碼與使用前向業(yè)務(wù)信道移動(dòng)臺(tái)的電子串號(hào)ESN聯(lián)合使用。長碼掩碼的周期大約為40天。因?yàn)橐苿?dòng)臺(tái)在發(fā)送的接入信息中包含電子串號(hào)ESN,所以基站能決定移動(dòng)臺(tái)的長碼掩碼。如果加密程序被用在前向業(yè)務(wù)信道上,那么移動(dòng)臺(tái)使用專用的長碼掩碼。長碼掩碼提供安全保障并每40天重復(fù)一次,從而使偷聽者很難確定用戶空中發(fā)射的具體信息。長碼掩碼根據(jù)具體移動(dòng)臺(tái)的電子串號(hào)ESN而改變,可提供額外的安全保障。

6.數(shù)據(jù)擾碼

數(shù)據(jù)擾碼只用于尋呼信道和前向業(yè)務(wù)信

在發(fā)送端，具體地說，數(shù)據(jù)擾碼是對從塊交織器輸出的19.2kS/s調(diào)制符號(hào)與一個(gè)隨機(jī)序列進(jìn)行模2加（見圖6－4）。數(shù)據(jù)擾碼使用的隨機(jī)序列由長碼（長度為242-1）的每64個(gè)比特片取出的第一個(gè)比特片組成。由于長碼的速率是1.2288Mc/s，因此進(jìn)行數(shù)據(jù)擾碼的隨機(jī)序列速率為19.2kS/s（1.2288×103/64=19.2）。

在發(fā)送端，具體地說，數(shù)據(jù)擾碼是對從塊交織器輸出的19.

7.功率控制子信道

在前向業(yè)務(wù)信道上功率控制子信道是連續(xù)發(fā)送的,控制移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率。子信道每1.25ms發(fā)射1bit(0或1),也就是發(fā)射速率為800b/s。0bit表示移動(dòng)臺(tái)提高發(fā)射功率,而1bit則表示移動(dòng)臺(tái)降低發(fā)射功率。每個(gè)功率控制比特提高或降低的功率大小為1dB。在CDMA中,由于“遠(yuǎn)近效應(yīng)”問題,要求采用快速功率控制。當(dāng)離基站近的移動(dòng)臺(tái)發(fā)射的功率大于在小區(qū)邊緣的移動(dòng)臺(tái)發(fā)射的功率時(shí),離基站近的移動(dòng)臺(tái)就會(huì)覆蓋離基站遠(yuǎn)的移動(dòng)臺(tái)發(fā)射的信號(hào),這就是“遠(yuǎn)近效應(yīng)”。在CDMA中通過使用快速功率控制子信道技術(shù)能避免發(fā)生“遠(yuǎn)近效應(yīng)”。

7.功率控制子信道

在前向業(yè)務(wù)信道上功率控制子信

基站前向業(yè)務(wù)信道接收機(jī)，在1.25ms時(shí)間內(nèi)評估移動(dòng)臺(tái)接收到的信號(hào)強(qiáng)度。然后，基站用評估值來決定發(fā)射的功率控制比特的值是0還是1，并用抽取技術(shù)（thepuncturingtechnique）在相應(yīng)的前向業(yè)務(wù)信道上發(fā)射功率控制比特。使用抽取技術(shù)，兩符號(hào)長的功率控制比特取代了兩連續(xù)前向業(yè)務(wù)信道調(diào)制符號(hào)（不考慮其重要性）。移動(dòng)臺(tái)要完成從前向業(yè)務(wù)信道中分離功率控制子信道的工作，然后修復(fù)被損壞的剩下編碼數(shù)據(jù)流。這種技術(shù)雖然會(huì)影響鏈路的質(zhì)量，但仍被使用。移動(dòng)臺(tái)在不需要對幀頭和幀信息解碼的情況下能夠快速對功率控制比特解碼。一旦恢復(fù)功率控制子信道，移動(dòng)臺(tái)能根據(jù)數(shù)據(jù)對RF輸出功率進(jìn)行調(diào)整。

基站前向業(yè)務(wù)信道接收機(jī)，在1.25ms時(shí)間內(nèi)評估移動(dòng)

8.正交信道擴(kuò)頻

CDMA前向信道上傳送的每個(gè)碼分信道要用1.2288Mc/s(Mchip/s)固定碼片率的Walsh函數(shù)進(jìn)行擴(kuò)頻，CDMA前向信道的各碼分信道分別使用相互正交的Walsh函數(shù)。用Walsh函數(shù)n進(jìn)行擴(kuò)頻的碼分信道定義為第n個(gè)碼分信道（n=0~63）。Walsh函數(shù)每52.083μs（即64/1.2288Mc/s）進(jìn)行重復(fù)，因?yàn)橐粋€(gè)調(diào)制符用64個(gè)Walsh比特片進(jìn)行調(diào)制，所以它等于一個(gè)前向業(yè)務(wù)信道調(diào)制符號(hào)的時(shí)間間隔

8.正交信道擴(kuò)頻

CDMA前向信道

第0號(hào)碼分信道(W0)總是作為導(dǎo)頻信道。如果有同步信道，則使用第32號(hào)碼分信道(W32)。如果有尋呼信道，則順序采用第1至第7號(hào)信道，其余的碼分信道W8到W63作為前向業(yè)務(wù)信道，CDMA的前向碼分信道彼此正交。因?yàn)槊總€(gè)業(yè)務(wù)信道都有各自唯一的Walsh碼，所以移動(dòng)臺(tái)能區(qū)分各自的前向業(yè)務(wù)信道。圖6－9給出了正交擴(kuò)頻/解擴(kuò)的過程，19.2kb/s輸入的每比特與相應(yīng)信道唯一的一個(gè)64bitWalsh碼異或，被擴(kuò)頻（19.2kb/s×64bit=1.2288Mb/s）輸出。移動(dòng)臺(tái)考慮64比特/符號(hào)塊輸入，將其與已知Walsh碼異或，結(jié)果產(chǎn)生大量的1或0，這就是原數(shù)據(jù)比特。

第0號(hào)碼分信道(W0)總是作為導(dǎo)頻信道。如果有同步信道

即使在RF傳輸路徑上發(fā)生錯(cuò)誤，移動(dòng)臺(tái)也可以通過大數(shù)判決確定輸入數(shù)據(jù)是0還是1。圖6－10給出了使用錯(cuò)誤Walsh碼正交解擴(kuò)后的輸出結(jié)果。由于Walsh碼正交的本質(zhì)特性，兩個(gè)不同Walsh碼異或后的輸出結(jié)果應(yīng)該是1和0的個(gè)數(shù)相等。

即使在RF傳輸路徑上發(fā)生錯(cuò)誤，移動(dòng)臺(tái)也可以通過大數(shù)判決確定圖6-9正交擴(kuò)頻/解擴(kuò)的過程圖6-9正交擴(kuò)頻/解擴(kuò)的過程圖6-10使用錯(cuò)誤Walsh碼正交解擴(kuò)頻后的輸出結(jié)果圖6-10使用錯(cuò)誤Walsh碼正交解擴(kuò)頻后的輸出結(jié)果

9.四相擴(kuò)頻

一旦完成Walsh擴(kuò)頻,數(shù)據(jù)會(huì)與基站特定的PN序列(被稱為短碼)進(jìn)行四相擴(kuò)頻。這會(huì)給基站一個(gè)特定的識(shí)別碼,并且產(chǎn)生QPSK輸出。實(shí)際上,所有移動(dòng)臺(tái)使用同樣的PN序列,但每個(gè)基站從512個(gè)可能的偏置中選擇一個(gè)作為它的身份擴(kuò)頻碼,然后發(fā)送到移動(dòng)臺(tái)。

由于每個(gè)基站提供唯一的四相,因此移動(dòng)臺(tái)能夠區(qū)別不同基站發(fā)射的信號(hào)。一旦移動(dòng)臺(tái)被鎖定到明確的基站發(fā)射,根據(jù)提供給邏輯信道的不同Walsh碼,移動(dòng)臺(tái)就能區(qū)別基站發(fā)射的不同邏輯信道,接著能根據(jù)基站使用的移動(dòng)特定長碼掩碼選取目標(biāo)信息。

9.四相擴(kuò)頻

一旦完成Walsh擴(kuò)頻,數(shù)據(jù)會(huì)與

對于基站，頻帶利用率比功率有效性更重要。因此，CDMA前向信道調(diào)制采用QPSK調(diào)制。

對于基站，頻帶利用率比功率有效性更重要。因此，C

10.基帶濾波

經(jīng)過擴(kuò)頻調(diào)制的信號(hào)進(jìn)入基帶發(fā)送濾波器，將信號(hào)上變頻到蜂窩系統(tǒng)頻率范圍（800MHz、1800MHz或2000MHz），然后通過天線射頻發(fā)射出去。

10.基帶濾波

經(jīng)過擴(kuò)頻調(diào)制的信號(hào)進(jìn)入基帶發(fā)送濾

6.3.2前向廣播信道

CDMA前向廣播信道由下列碼分信道組成：一個(gè)導(dǎo)頻信道，一個(gè)同步信道和七個(gè)尋呼信道。每個(gè)碼分信道通過適當(dāng)?shù)腤alsh函數(shù)進(jìn)行正交擴(kuò)頻。規(guī)定導(dǎo)頻信道使用Walsh碼W0，同步信道使用W32，而尋呼信道使用W1至W7。Walsh碼正交擴(kuò)頻每個(gè)信道，從而使移動(dòng)臺(tái)能區(qū)分不同的信道。

6.3.2前向廣播信道

CDMA前向廣播信道由

1.導(dǎo)頻信道

導(dǎo)頻信道在CDMA前向信道上是不停地發(fā)射的。移動(dòng)臺(tái)利用導(dǎo)頻信道來獲得初始系統(tǒng)同步，完成對來自基站信號(hào)的時(shí)間、頻率和相位的跟蹤。

基站利用導(dǎo)頻PN序列的時(shí)間偏置來標(biāo)識(shí)每個(gè)CDMA前向信道。由于CDMA系統(tǒng)的頻率復(fù)用系數(shù)為“1”,即相鄰小區(qū)可以使用相同的頻率。所以頻率規(guī)劃較為簡單,在某種程度上相當(dāng)于相鄰小區(qū)導(dǎo)頻PN序列的時(shí)間偏置的規(guī)劃。在一個(gè)系統(tǒng)中可能被復(fù)用的碼分?jǐn)?shù)量為512，所以導(dǎo)頻信道可用，偏置指數(shù)(0~511)來區(qū)別。

1.導(dǎo)頻信道

導(dǎo)頻信道在CDMA前

在CDMA蜂窩系統(tǒng)中,可以重復(fù)使用相同的時(shí)間偏置。然而必須注意，盡管兩個(gè)鄰近小區(qū)使用同樣的PN碼，但不能讓它們使用同樣的時(shí)間偏置。偏置指數(shù)是指相對于0偏置導(dǎo)頻PN序列的偏置值。不論是對I序列還是Q序列,在每個(gè)偶數(shù)秒(參照系統(tǒng)時(shí)間)時(shí)開始的序列都是它們的零偏置導(dǎo)頻PN序列,它們的開始位置被定義為連續(xù)輸出15個(gè)“0”的時(shí)刻。

在CDMA蜂窩系統(tǒng)中,可以重復(fù)使用相同的時(shí)間偏置。然

雖然導(dǎo)頻PN序列偏置值有215個(gè),但實(shí)際取值只能是512個(gè)值中的一個(gè)(215/64=512)。一個(gè)導(dǎo)頻PN序列的偏置(用比特片表示)等于其偏置指數(shù)乘以64。當(dāng)在一個(gè)地區(qū)分配給相鄰兩個(gè)基站的導(dǎo)頻PN序列偏置指數(shù)相差僅為1時(shí),其導(dǎo)頻序列的相位間隔僅為64個(gè)比特片。在這種情況下,若其中一個(gè)基站發(fā)射的時(shí)間誤差較大,就會(huì)與另一基站的延遲信號(hào)混淆。所以相鄰基站的導(dǎo)頻PN序列偏置指數(shù)間隔應(yīng)設(shè)置得大一些。

由于導(dǎo)頻信道所有比特都為0,所以在發(fā)送前,它只需用Walsh0函數(shù)進(jìn)行正交擴(kuò)頻、四相擴(kuò)頻和濾波。

雖然導(dǎo)頻PN序列偏置值有215個(gè),但實(shí)際取值只能是5

2.同步信道

同步信道使用Walsh碼W32。一旦移動(dòng)臺(tái)“捕獲”到導(dǎo)頻信道，即與導(dǎo)頻PN序列同步,即可認(rèn)為移動(dòng)臺(tái)與這個(gè)前向信道的同步信道也達(dá)到同步。這是因?yàn)橥叫诺篮推渌行诺朗怯孟嗤膶?dǎo)頻PN序列進(jìn)行擴(kuò)頻的，并且同一前向信道上的幀和交織器定時(shí)也是用導(dǎo)頻PN序列進(jìn)行校準(zhǔn)的。同步信道在發(fā)射前要經(jīng)過卷積編碼、符號(hào)重復(fù)、交織、擴(kuò)頻和調(diào)制等步驟。利用這些信息移動(dòng)臺(tái)獲得初始的時(shí)間同步和知道合適發(fā)射功率，為發(fā)起呼叫作好準(zhǔn)備。

2.同步信道

同步信道使用Wals

同步信道工作在固定速率1200b/s，若數(shù)據(jù)是半速率卷積編碼，則符號(hào)重復(fù)一次（也就是同樣的編碼符號(hào)出現(xiàn)兩次）。此數(shù)據(jù)經(jīng)過塊交織器被發(fā)送，輸出用Walsh碼W32擴(kuò)頻。然后是進(jìn)行四相擴(kuò)頻，四相擴(kuò)頻能給信道提供小區(qū)特定識(shí)別碼。

同步信道工作在固定速率1200b/s，若數(shù)據(jù)是半速率

同步信道消息結(jié)構(gòu)。同步信道是為移動(dòng)臺(tái)提供時(shí)間和幀同步的。它包含的信息有：基站協(xié)議版本，基站支持最小的協(xié)議版本（移動(dòng)臺(tái)使用的版本只有高于或等于此值時(shí)，方能接入系統(tǒng)），系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)識(shí)別號(hào)（SID，NID），導(dǎo)頻PN序列偏置指數(shù)，詳細(xì)的時(shí)間信息，尋呼信道數(shù)據(jù)速率和CDMA信道數(shù)量。

同步信道消息結(jié)構(gòu)。同步信道是為移動(dòng)臺(tái)提供時(shí)間和幀同步的

3.尋呼信道

這些信道是可選的，在一個(gè)小區(qū)內(nèi)它們的數(shù)量范圍是從0到7（Walsh碼W0~W7）。尋呼信道能夠工作在數(shù)據(jù)速率9600或4800b/s。數(shù)據(jù)經(jīng)過一個(gè)半速率卷積編碼器和一個(gè)符號(hào)重復(fù)器接著是塊交織器。交織器的輸出是持續(xù)的19.2kb/s，輸出是用長碼修改過的。長碼用特定于尋呼信道掩碼來修改。移動(dòng)臺(tái)通過識(shí)別掩碼和長碼，來對信息解碼。在對所有信道的小區(qū)特定擴(kuò)頻之后，數(shù)據(jù)被賦予Walsh掩碼。

3.尋呼信道

這些信道是可選的，

尋呼消息包括對一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)臺(tái)的尋呼。當(dāng)基站接收到對移動(dòng)臺(tái)的呼叫時(shí),通常發(fā)送尋呼信號(hào),并且由幾個(gè)不同的基站發(fā)送尋呼信號(hào)。尋呼信道有一個(gè)特殊模式稱為時(shí)隙模式,這種模式的運(yùn)行方式類似于GSM的不連續(xù)接收(DRX),但仍有差別。在這種模式中,移動(dòng)臺(tái)的消息只有在某一預(yù)先確定的時(shí)隙上被傳輸,此時(shí)隙發(fā)生在某一預(yù)先確定的時(shí)間。通過接入處理,移動(dòng)臺(tái)能夠指定哪些時(shí)隙來監(jiān)控進(jìn)入的尋呼信息。這些監(jiān)聽時(shí)隙的周期最小為1.28s,最大為163.84s,是1.28s的2i(i=0~7)倍。這種性能可使移動(dòng)臺(tái)偵聽部分時(shí)隙,而不是全部時(shí)隙,從而有效減小電池功耗,延長一次充電后的手機(jī)使用時(shí)間。

尋呼消息包括對一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)臺(tái)的尋呼。當(dāng)基站接收到對移

一旦移動(dòng)臺(tái)從同步信道處獲得信息,它就會(huì)把時(shí)間調(diào)整到相應(yīng)的正常系統(tǒng)時(shí)間。然后,移動(dòng)臺(tái)確定并開始監(jiān)聽尋呼信道。正常情況下,一個(gè)9600b/s的尋呼信道能夠支持每秒大約180個(gè)尋呼。在一個(gè)單獨(dú)的CDMA頻率上使用所有7個(gè)尋呼信道,能支持每秒1260個(gè)尋呼。尋呼信道把信息從基站發(fā)送到移動(dòng)臺(tái)。每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的消息地址可通過ESN、IMSI或TMSI進(jìn)行尋址。

一旦移動(dòng)臺(tái)從同步信道處獲得信息,它就會(huì)把時(shí)間調(diào)整到相應(yīng)

尋呼信道支持以下消息：

(1)系統(tǒng)參數(shù)消息。系統(tǒng)參數(shù)消息包括導(dǎo)頻PN序列偏置信息、系統(tǒng)識(shí)別碼和網(wǎng)絡(luò)識(shí)別碼。

(2)接入?yún)?shù)消息。接入?yún)?shù)消息主要包括接入信道個(gè)數(shù)、初始接入功率要求、接入嘗試次數(shù)、接入消息的最大長度、不同過載等級值、接入嘗試退出值、鑒權(quán)模式和全球隨機(jī)問題值。系統(tǒng)使用這些消息來保證移動(dòng)臺(tái)接入程序的正常進(jìn)行。

(3)CDMA信道列表消息。這個(gè)消息指示了CDMA信道的個(gè)數(shù)。

尋呼信道支持以下消息：

(1)系統(tǒng)參數(shù)消息。系統(tǒng)參

(4)信道分配消息。此消息是發(fā)送到移動(dòng)臺(tái)用來分配信道的。這個(gè)被分配的信道能成為一個(gè)CDMA業(yè)務(wù)信道、尋呼信道或模擬話音信道。在CDMA中,萬一有多個(gè)尋呼信道,則基站分配一個(gè)用作監(jiān)控的尋呼信道給移動(dòng)臺(tái)?；臼褂眠@種機(jī)制,通過尋呼信道分散工作量?；疽材苤敢苿?dòng)臺(tái)獲得一個(gè)模擬系統(tǒng)。如果分配一個(gè)模擬話音信道,那么就需提供模擬系統(tǒng)的系統(tǒng)識(shí)別信息、模擬話音信道數(shù)和色碼等。移動(dòng)臺(tái)使用這些信息來獲得模擬話音信道。如果分配一個(gè)CDMA業(yè)務(wù)信道,那么需提供頻率、幀偏置和加密模式等信息?；究梢耘c移動(dòng)臺(tái)協(xié)商其申請的業(yè)務(wù)或直接同意移動(dòng)臺(tái)的業(yè)務(wù)請求。

(4)信道分配消息。此消息是發(fā)送到移動(dòng)臺(tái)用來分配信道的

圖6－11給出了導(dǎo)頻信道、同步信道和尋呼信道的產(chǎn)生框圖

圖6－11給出了導(dǎo)頻信道、同步信道和尋呼信道的產(chǎn)生框圖圖6－11導(dǎo)頻信道、同步信道和尋呼信道的產(chǎn)生框圖圖6－11導(dǎo)頻信道、同步信道和尋呼信道的產(chǎn)生框圖

6.4CDMA反向信道

CDMA反向信道（也稱上行信道）由接入信道和反向業(yè)務(wù)信道組成。這些信道采用直接序列擴(kuò)頻的CDMA技術(shù)分享同一CDMA頻率分配。

6.4CDMA反向信道

CDMA反向信道（也稱上

在這一CDMA反向信道上，基站和用戶使用不同的長碼掩碼區(qū)分每個(gè)接入信道和反向業(yè)務(wù)信道。當(dāng)長碼掩碼輸入長碼發(fā)生器時(shí)，會(huì)產(chǎn)生唯一的用戶長碼序列，其長度為242-1比特。對于接入信道，不同基站或同一基站的不同接入信道使用不同的長碼掩碼，而同一基站的同一接入信道用戶所用的接入信道長碼掩碼則是一致的。

在這一CDMA反向信道上，基站和用戶使用不同的長碼掩碼

每個(gè)接入信道有一個(gè)明確的接入信道長碼序列標(biāo)志,每個(gè)業(yè)務(wù)信道有一個(gè)明確的用戶特有的長碼序列標(biāo)志,不同的用戶使用不同的長碼掩碼,也就是不同的用戶具有不同的相位偏置。反向業(yè)務(wù)信道總計(jì)支持62個(gè)不同業(yè)務(wù)信道和32個(gè)不同接入信道。一個(gè)(或多個(gè))接入信道與一個(gè)尋呼信道相對應(yīng)。一個(gè)尋呼信道至少應(yīng)有一個(gè),最多可對應(yīng)32個(gè)反向CDMA接入信道,標(biāo)號(hào)為0~31。

每個(gè)接入信道有一個(gè)明確的接入信道長碼序列標(biāo)志,每個(gè)業(yè)務(wù)

CDMA反向信道的結(jié)構(gòu)如圖6－12所示。CDMA反向信道的數(shù)據(jù)傳送以20ms為一幀。所有數(shù)據(jù)在發(fā)送之前均要經(jīng)過卷積編碼、塊交織、64階正交調(diào)制、直接序列擴(kuò)頻以及基帶濾波。接入信道與反向業(yè)務(wù)信道的區(qū)別在于:接入信道中沒有加CRC校驗(yàn)比特,反向業(yè)務(wù)信道只對數(shù)據(jù)速率較高的9600b/s和4800b/s兩種速率使用CRC校驗(yàn);接入信道的發(fā)送速率是固定的(4800b/s),而不像反向業(yè)務(wù)信道那樣選擇不同的速率發(fā)送。

CDMA反向信道的結(jié)構(gòu)如圖6－12所示。CDMA反圖6－12CDMA反向信道的結(jié)構(gòu)圖6－12CDMA反向信道的結(jié)構(gòu)

CDMA反向信道實(shí)際的符號(hào)傳輸速率為28.8kS/s,每6個(gè)符號(hào)被調(diào)制成一個(gè)調(diào)制符號(hào)用于傳輸,因此調(diào)制符號(hào)傳輸率為4800(28800/6=4800)調(diào)制符號(hào)/秒。調(diào)制符號(hào)又由64階Walsh函數(shù)中的一個(gè)進(jìn)行調(diào)制,每個(gè)調(diào)制符號(hào)具有64個(gè)Walsh比特片(Chip)。這樣Walsh比特片傳輸速率為固定的4800×64=307.2kC/s。又因?yàn)槊恳粋€(gè)Walsh比特片被擴(kuò)成四個(gè)PN比特片,所以其最終的數(shù)據(jù)傳輸速率就是擴(kuò)頻PN序列的速率,為307.2×4=1.2288MC/s。

CDMA反向信道實(shí)際的符號(hào)傳輸速率為28.8kS/s,

6.4.1接入信道

當(dāng)移動(dòng)臺(tái)不使用業(yè)務(wù)信道時(shí),接入信道提供從移動(dòng)臺(tái)到基站的通信。移動(dòng)臺(tái)在接入信道上發(fā)送信息的速率固定為4800b/s。接入信道幀長度為20ms。僅當(dāng)系統(tǒng)時(shí)間為20ms的整數(shù)倍時(shí),接入信道幀才可能開始傳輸。

6.4.1接入信道

當(dāng)移動(dòng)臺(tái)不使用業(yè)務(wù)信道時(shí),接入

1.接入信道信息結(jié)構(gòu)

CDMA反向接入信道幀由88個(gè)信息比特和8個(gè)編碼尾比特構(gòu)成,沒有CRC校驗(yàn)比特,數(shù)據(jù)速率固定為4800b/s,見圖6－13。為了增加接入信道的可靠性,每個(gè)經(jīng)卷積編碼出來的符號(hào)被重復(fù)一次再進(jìn)行發(fā)射。

1.接入信道信息結(jié)構(gòu)

CDMA反向接入信道幀由圖6-13接入信道幀結(jié)構(gòu)圖6-13接入信道幀結(jié)構(gòu)

接入信道消息由登記、命令、數(shù)據(jù)突發(fā)、源、尋呼響應(yīng)、鑒權(quán)響應(yīng)、狀態(tài)響應(yīng)和臨時(shí)移動(dòng)用戶識(shí)別號(hào)TMSI分配完成消息組成。所有接入信道消息分享一些共同的參數(shù),這些參數(shù)可分成以下幾類:

(1)應(yīng)答和序列數(shù)。這里包括的參數(shù)有:大多數(shù)最近接收到的尋呼信道消息的應(yīng)答,當(dāng)前消息的消息序列數(shù),是否要求應(yīng)答當(dāng)前消息的指示以及其他一些參數(shù)。

接入信道消息由登記、命令、數(shù)據(jù)突發(fā)、源、尋呼響應(yīng)、鑒權(quán)

(2)移動(dòng)識(shí)別參數(shù)。可以根據(jù)移動(dòng)識(shí)別號(hào)MIN、國際移動(dòng)用戶識(shí)別碼IMSI、電子串號(hào)ESN來識(shí)別一個(gè)CDMA移動(dòng)臺(tái)。

(3)鑒權(quán)參數(shù)。如果基站已經(jīng)在接入時(shí)要求發(fā)送鑒權(quán)參數(shù),則移動(dòng)臺(tái)將發(fā)送的參數(shù)包括鑒權(quán)數(shù)據(jù)、隨機(jī)數(shù)值和呼叫歷史(Call-History)等。

(2)移動(dòng)識(shí)別參數(shù)?？梢愿鶕?jù)移動(dòng)識(shí)別號(hào)MIN、國際移

2.接入信道產(chǎn)生

接入信道在每20ms幀上支持的固定工作速率為4800b/s。4.8kb/s速率的信息被輸入到1/3卷積編碼器,此編碼器用來進(jìn)行信道編碼。從卷積編碼器輸出的信號(hào)輸入到一個(gè)符號(hào)重復(fù)器中。符號(hào)重復(fù)器的目的是使數(shù)據(jù)以恒定比特速率輸入到塊交織器中。恒定比特速率輸入能使塊交織器高效運(yùn)行。數(shù)據(jù)以9600b/s的速率輸入到1/3卷積編碼器,則輸出的經(jīng)過信道編碼的數(shù)據(jù)速率為28800b/s。

2.接入信道產(chǎn)生

接入信道在每20ms幀上支持的

因?yàn)榫矸e編碼器對4800b/s接入信道數(shù)據(jù)速率的輸出是14.4kb/s,所以輸出被送入一個(gè)符號(hào)重復(fù)器,這個(gè)重復(fù)器對每個(gè)編碼數(shù)據(jù)重復(fù)一次,從而產(chǎn)生28.8kb/s速率的信道編碼數(shù)據(jù)送入塊交織器。CDMA交織器是一個(gè)32行×18列的矩陣(即576個(gè)單元)。數(shù)據(jù)按列寫入交織器,按行輸出。因?yàn)閴K交織器只是擾亂數(shù)據(jù),并沒有增加數(shù)據(jù),所以交織器的輸出與輸入是相同的(也就是28.8kb/s速率的信道編碼數(shù)據(jù))。在交織器的后面是一個(gè)64階正交調(diào)制器。

因?yàn)榫矸e編碼器對4800b/s接入信道數(shù)據(jù)速率的輸出

它將每6個(gè)碼比特作為一個(gè)調(diào)制符號(hào),使用64階Walsh函數(shù)中的一個(gè)進(jìn)行調(diào)制。由于調(diào)制符號(hào)為6個(gè)比特,共有64種取值,每種取值對應(yīng)一個(gè)Walsh碼,因此64個(gè)Walsh碼都有可能被發(fā)送。正交調(diào)制器的輸出是307.2kb/s編碼數(shù)據(jù),此輸出被一個(gè)長掩碼序列取代,這個(gè)長掩碼序列能從所有基站可能接收到發(fā)射的信道中區(qū)分出特定的接入信道。掩碼改變長碼的一些信息,如與下行的尋呼信道相應(yīng)的接入信道號(hào)(n)、基站識(shí)別號(hào)和當(dāng)前PN碼偏置。最后每個(gè)接入信道用小區(qū)特定PN碼進(jìn)行四相擴(kuò)頻。這一步驟用來幫助基站區(qū)分發(fā)射是從它本身的小區(qū)而來還是來自其他小區(qū)/扇區(qū)。

它將每6個(gè)碼比特作為一個(gè)調(diào)制符號(hào),使用64階Wal

圖6－14所示為一個(gè)接入信道的產(chǎn)生示意圖。

圖6－14接入信道及速率1和速率2反向業(yè)務(wù)信道的產(chǎn)生示意圖

圖6－14所示為一個(gè)接入信道的產(chǎn)生示意圖。

圖6－14

6.4.2反向業(yè)務(wù)信道

反向業(yè)務(wù)信道用于在呼叫建立期間傳輸用戶信息和信令信息。

反向和前向業(yè)務(wù)信道幀的長度為20ms。業(yè)務(wù)和信令都能使用這些幀。當(dāng)一個(gè)業(yè)務(wù)信道被分配時(shí),CDMA支持兩種模式傳送信令信息:空白突發(fā)序列(Blank-and-Burst)模式和半空白突發(fā)序列(Dim-and-Burst)模式。這兩種模式在上行和下行鏈路上都能使用。空白突發(fā)序列模式能夠發(fā)送信令信息。這種模式的運(yùn)行與AMPS的運(yùn)行相似。一旦信令信息要發(fā)送,初始業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)幀(如被編碼的語音)就被信令數(shù)據(jù)代替。CDMA也支持另一種模式———半空白突發(fā)序列模式來發(fā)送信令信息。

6.4.2反向業(yè)務(wù)信道

反向業(yè)務(wù)信道用于在呼叫建立

因?yàn)樵贑DMA中使用了變速率聲碼器,所以這種模式是可行的。在此模式中,聲碼器運(yùn)行在1/2、1/4或1/8模式中的一個(gè)模式,但速率1的數(shù)據(jù)速率為全速率9600b/s,速率2的數(shù)據(jù)速率為14400b/s。由于沒有使用全速聲碼器,因此節(jié)省的比特可為信令使用。只有在全速率發(fā)送時(shí),在此模式上的聲碼器速率會(huì)受到限制。在所有其他運(yùn)行模式下,因?yàn)槭Ｓ啾忍乇恍帕钍褂?所以聲碼器速率不會(huì)受到限制。由于半空白突發(fā)序列模式下話音質(zhì)量下降基本上不易被察覺,因此它比空白突發(fā)序列模式有更大的優(yōu)勢。

因?yàn)樵贑DMA中使用了變速率聲碼器,所以這種模式

CDMA也為半空白突發(fā)序列模式的使用提供主要和次要業(yè)務(wù)。例如,主要數(shù)據(jù)能成為編碼話音,次要數(shù)據(jù)能成為傳真消息。通過使用這種模式,CDMA經(jīng)由相同業(yè)務(wù)信道支持同步話音和數(shù)據(jù)。

移動(dòng)臺(tái)業(yè)務(wù)信道初始幀的時(shí)間偏置由尋呼信道的信道指配消息中的幀偏置參數(shù)定義。反向業(yè)務(wù)信道的時(shí)間偏置與前向業(yè)務(wù)信道的時(shí)間偏置相同。僅當(dāng)系統(tǒng)時(shí)間是20ms的整數(shù)倍時(shí),零偏置的反向業(yè)務(wù)信道幀才開始傳輸。

CDMA也為半空白突發(fā)序列模式的使用提供主要和次要業(yè)

在業(yè)務(wù)信道上,有五種類型的控制消息:呼叫控制消息,切換控制消息,前向功率控制消息,安全和鑒權(quán)控制消息,為移動(dòng)臺(tái)引出或提供特定信息的控制消息。

圖6－15描述了反向業(yè)務(wù)信道的產(chǎn)生過程。反向業(yè)務(wù)信道的信道結(jié)構(gòu)類似于接入信道的結(jié)構(gòu)。信道結(jié)構(gòu)對于速率1和速率2是不同的。

在業(yè)務(wù)信道上,有五種類型的控制消息:呼叫控制消息,切換圖6－15反向業(yè)務(wù)信道的產(chǎn)生過程圖6－15反向業(yè)務(wù)信道的產(chǎn)生過程

在業(yè)務(wù)信道幀上,幀質(zhì)量指示基本上是CRC校驗(yàn)。然后,速率1數(shù)據(jù)送入1/3速率卷積編碼器,速率2數(shù)據(jù)送入半速率卷積編碼器。與對速率1使用1/3速率卷積編碼器比較,對速率2使用半速率卷積編碼器,在保護(hù)速率2業(yè)務(wù)信道方面的能力較弱。然而,速率2聲碼器比速率1聲碼器有更好的質(zhì)量和更強(qiáng)的話音編碼算法,因此彌補(bǔ)了低保護(hù)性能的缺點(diǎn)。符號(hào)重復(fù)器重復(fù)需要重復(fù)的數(shù)據(jù),以產(chǎn)生速率為28.8kb/s的編碼數(shù)據(jù)輸出。業(yè)務(wù)信道的正交調(diào)制過程與接入信道的正交調(diào)制過程類似,正交調(diào)制器的輸出被一個(gè)長碼掩碼序列代替,此序列能從基站接收到的所有其他移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射中區(qū)分出任一個(gè)特定移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射。

在業(yè)務(wù)信道幀上,幀質(zhì)量指示基本上是CRC校驗(yàn)。然后,

對于反向業(yè)務(wù)信道，掩碼可選用下面二者之一：源于移動(dòng)臺(tái)的ESN的公共長碼掩碼與源于加密和鑒權(quán)過程的專用長碼掩碼。公用長碼掩碼如下：M41至M32置為“1100011000”，M31至M0置為移動(dòng)臺(tái)電子串號(hào)（ESN）比特的重新排列（擾亂），具體排列方式如下：

對于反向業(yè)務(wù)信道，掩碼可選用下面二者之一：源于移動(dòng)臺(tái)的

排列后的電子串號(hào)ESN

排列后的電子串號(hào)ESN

1.聲碼器

聲碼器用于信源編碼,減小話音冗余度,降低話音傳輸需要的比特速率,工作在全速率、1/2速率、1/4速率和1/8速率的可變模式。速率1聲碼器的全速輸出速率為9.6kb/s,速率2聲碼器的全速輸出速率為14.4kb/s。

1.聲碼器

聲碼器用于信源編碼,減小話音冗余度,

2.卷積編碼

移動(dòng)臺(tái)對不同速率反向業(yè)務(wù)信道和接入信道的初始信息數(shù)據(jù)進(jìn)行卷積編碼。卷積編碼率為1/3，約束長度為9。簡單地說就是輸入一個(gè)數(shù)據(jù)比特，輸出三個(gè)符號(hào)，且在輸入數(shù)據(jù)比特流中相連的9個(gè)比特是相關(guān)的。該卷積碼的生成函數(shù)為：g0等于是01101111（二進(jìn)制），g1等于是10110011（二進(jìn)制），g2等于是11001001（二進(jìn)制）。這些符號(hào)的輸出順序?yàn)?L由生成函數(shù)g0編碼的符號(hào)c0第一個(gè)輸出，由生成函數(shù)g1編碼的符號(hào)c1第二個(gè)輸出，由生成函數(shù)g2編碼的符號(hào)c2最后輸出。初始化后的卷積編碼器狀態(tài)為全“0”狀態(tài)。初始化后輸出的第一個(gè)符號(hào)是由生成函數(shù)g0編碼的符號(hào)。

2.卷積編碼

移動(dòng)臺(tái)對不同速率反向

卷積編碼就是串行延時(shí)數(shù)據(jù)序列所選抽頭的模2加。圖6－16為K=9、卷積率為1/3的卷積編碼器。其數(shù)據(jù)序列延時(shí)的長度等于8。圖6－16K=9、卷積率為1/3的卷積編碼器

卷積編碼就是串行延時(shí)數(shù)據(jù)序列所選抽頭的模2加。圖6－

3.符號(hào)重復(fù)

重復(fù)從卷積編碼器來的輸入符號(hào)。重復(fù)是維持一個(gè)恒定速率的輸入到塊交織器。反向業(yè)務(wù)信道的符號(hào)重復(fù)率隨數(shù)據(jù)率的不同而不同。全速符號(hào)不被重復(fù)并在全功率上發(fā)送。半速率重復(fù)一次并在半功率上發(fā)送，以此類推。對于速率1，9600b/s的數(shù)據(jù)率，符號(hào)不必重復(fù)；4800b/s的數(shù)據(jù)率，每個(gè)符號(hào)將重復(fù)一次（每個(gè)符號(hào)連續(xù)出現(xiàn)兩次）；2400b/s的數(shù)據(jù)率，每個(gè)符號(hào)將重復(fù)3次（每個(gè)符號(hào)連續(xù)出現(xiàn)4次）；1200b/s的數(shù)據(jù)率，每個(gè)符號(hào)將重復(fù)7次（每個(gè)符號(hào)連續(xù)出現(xiàn)8次）。

3.符號(hào)重復(fù)

重復(fù)從卷積編碼器來的輸

速率1輸出維持在19.2kb/s（與編碼速率無關(guān)），速率2輸出是28.8kb/s。在反向業(yè)務(wù)信道上這些重復(fù)的符號(hào)不會(huì)都被傳輸，對于重復(fù)的符號(hào)，除其中一個(gè)符號(hào)外其他重復(fù)的符號(hào)在傳輸之前均被濾除。

在接入信道上,數(shù)據(jù)速率為4800b/s,每個(gè)符號(hào)都被重復(fù)一次(每個(gè)符號(hào)連續(xù)出現(xiàn)兩次)。所有重復(fù)的符號(hào)均被傳輸,這可增加接收的可靠性。

速率1輸出維持在19.2kb/s（與編碼速率無關(guān)），

4.塊交織

塊交織的主要作用是抵抗瑞利快衰落造成的突發(fā)錯(cuò)誤。瑞利衰落是一種頻率選擇衰落,這種衰落會(huì)引起大片相鄰數(shù)據(jù)產(chǎn)生錯(cuò)誤。如果不采用交織,那么瑞利衰落會(huì)使信息很難在接收端上被重新正確接收到。交織打亂了信息原來的順序,將突發(fā)錯(cuò)誤變成隨機(jī)錯(cuò)誤,隨機(jī)錯(cuò)誤能很容易地通過糾錯(cuò)技術(shù)來糾正。

4.塊交織

塊交織的主要作用是抵抗瑞利快衰落造成

5.正交調(diào)制

CDMA反向信道的調(diào)制為64階正交調(diào)制。每6個(gè)符號(hào)作為一個(gè)調(diào)制符號(hào)，使用64階Walsh函數(shù)中的一個(gè)進(jìn)行調(diào)制。Walsh函數(shù)由64個(gè)相互正交的序列組成，標(biāo)號(hào)為0至63。根據(jù)以下公式選擇第i個(gè)調(diào)制符號(hào)（即Walsh函數(shù)序列）來替代某6個(gè)符號(hào)：

調(diào)制符號(hào)索引i為C0+2C1+4C2+8C3+16C4+32C5

5.正交調(diào)制

CDMA反向信道的調(diào)制

其中，C5表示形成調(diào)制符號(hào)索引的某6個(gè)符號(hào)的最高位（二進(jìn)制數(shù)），C0表示最低位（二進(jìn)制數(shù)）。

例如，一組符號(hào)為010011，即C5=0，C4=1，C3=0，C2=0，C1=1，C0=1。調(diào)制符號(hào)索引i為C0+2C1+4C2+8C3+16C4+32C5=1+2+0+0+16+0=19。即此組符號(hào)使用第19號(hào)Walsh（沃爾什）函數(shù)序列調(diào)制。

其中，C5表示形成調(diào)制符號(hào)索引的某6個(gè)符號(hào)的最高位（二

6.數(shù)據(jù)率和傳輸門控

在發(fā)射之前,反向業(yè)務(wù)信道交織器輸出還要經(jīng)過一個(gè)時(shí)間濾波器進(jìn)行選通,通過這種選通允許輸出某些符號(hào)而濾掉另一些符號(hào)。傳輸門控的工作周期隨發(fā)射數(shù)據(jù)率的變化而變化。工作周期是指在一個(gè)CDMA幀(20ms)中傳輸數(shù)據(jù)的功率控制組與全部功率控制組的比值。在CDMA系統(tǒng)中,一幀被分為16個(gè)時(shí)隙,每一個(gè)時(shí)隙叫作一個(gè)功率控制組。

在接入信道,符號(hào)都被重復(fù)一次(每個(gè)符號(hào)出現(xiàn)兩次),重復(fù)的符號(hào)也均被發(fā)射,這樣可以增加接入信道的可靠性。

6.數(shù)據(jù)率和傳輸門控

在發(fā)射之前,反向業(yè)務(wù)信道交

7.數(shù)據(jù)突發(fā)隨機(jī)化

為了均勻地在整個(gè)20ms幀上擴(kuò)頻數(shù)據(jù),要使用一個(gè)數(shù)據(jù)突發(fā)隨機(jī)化算法。數(shù)據(jù)突發(fā)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)“0”和“1”的屏蔽模式,它可以隨機(jī)地屏蔽掉由碼重復(fù)產(chǎn)生的冗余數(shù)據(jù)。屏蔽模式與幀數(shù)據(jù)率有關(guān)。具體屏蔽與否是由從長碼中取出的14位比特決定的。對于接入信道,沒有這個(gè)問題,因?yàn)槠湓谒械墓β士刂平M上都發(fā)送。這14個(gè)比特為前一幀的倒數(shù)第二個(gè)功率控制組用于擴(kuò)頻的長碼的最后14個(gè)比特。

7.數(shù)據(jù)突發(fā)隨機(jī)化

為了均勻地在整個(gè)20ms幀上

該14個(gè)比特表示為

其中,b0表示最高位比特,b13表示最低位比特。為使數(shù)據(jù)突發(fā)的位置隨機(jī)化,嚴(yán)格來說只需要8個(gè)比特。這里使用14個(gè)比特的算法是為保證1/4全速率數(shù)據(jù)傳輸所用的時(shí)隙是1/2全速率所用時(shí)隙的一個(gè)子集,以及1/8全速率所用的時(shí)隙是1/4全速率所用時(shí)隙的一個(gè)子集。b0b1b2b3b4b5b6b7b8b9b10b11b12b13

該14個(gè)比特表示為

其中,b0表示最高位比特,b

每20ms的反向業(yè)務(wù)信道幀將被劃分為16個(gè)等長(即1.25ms)的功率控制組，編號(hào)從0至15。數(shù)據(jù)突發(fā)隨機(jī)數(shù)算法如下：

如果所選數(shù)據(jù)率是9600b/s或14400b/s，則在以下標(biāo)號(hào)功率控制組上發(fā)射：

0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15

如果所選數(shù)據(jù)是4800b/s或7200b/s，則在以下標(biāo)號(hào)的功率控制組上發(fā)射：

b0，2+b1，4+b2，6+b3，8+b4，10+b5，12+b6，14+b7

每20ms的反向業(yè)務(wù)信道幀將被劃分為16個(gè)等長(即1

如果所選數(shù)據(jù)率是2400b/s或3600b/s，則在以下標(biāo)號(hào)的4個(gè)功率控制組上發(fā)射：

b0 (若b8=0), 2+b1 (若b8=1)；4+b2 (若b9=0), 6+b3 (若b9=1)。8+b4 (若b10=0)； 10+b5(若b10=1)；12+b6 (若b11=0)； 14+b7(若b11=1)。

如果所選數(shù)據(jù)率是2400b/s或3600b/s，

如果所選數(shù)據(jù)率是1200b/s或1800b/s，則在以下標(biāo)號(hào)的2個(gè)功率控制組上發(fā)射：

b0（若b8=0且b12=0),2+b1（若b8=1且b12=0）

4+b2（若b9=0且b12=1）,6+b3（若b9=1且b12=1）；

8+b4（若b10=0且b13=0）,10+b5（若b10=1且b13=0）

12+b6（若b11=0且b13=1）,14+b7（若b11=1且b13=1）。如果所選數(shù)據(jù)率是1200b/s或1800

8.直接序列擴(kuò)頻

反向業(yè)務(wù)信道在數(shù)據(jù)隨機(jī)化之后被長碼直接序列擴(kuò)頻；而接入信道在經(jīng)過正交調(diào)制后就被長碼直接序列擴(kuò)頻。對于反向業(yè)務(wù)信道，該擴(kuò)頻操作就是數(shù)據(jù)突發(fā)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器輸出的數(shù)據(jù)流與長碼的模2加。對于接入信道，該擴(kuò)頻操作就是64階正交調(diào)制器輸出的數(shù)據(jù)流與長碼的模2加。

該長碼的周期為242-1比特片，且滿足以下特征多項(xiàng)式定義的線性遞推公式：

P（x）=x42+x35+x33+x31+x27+x26+x25+x22+x21+x19+x18+x17+x16+x10+x7+x6+x5+x3+x2+x+1

8.直接序列擴(kuò)頻

反向業(yè)務(wù)信道在數(shù)

長碼序列是由42個(gè)移位寄存器組成的序列發(fā)生器產(chǎn)生的。整個(gè)CDMA系統(tǒng)中所用到的長碼序列只有一個(gè)，只是初相不同，CDMA系統(tǒng)通過不同的掩碼給每個(gè)信道分配一個(gè)不同的初相。

長碼序列所用的掩碼與信道類型有關(guān)。具體來講，對于接入信道，掩碼為：M41至M33置為“110001111”；M32至M28置為所選的接入信道號(hào)；M27至M25置為該移動(dòng)臺(tái)目前所屬尋呼信道的信道號(hào)（范圍是1～7）；M24至M9置為目前基站的BASE-ID（基站識(shí)別碼）；M8至M0置為CDMA前向信道的PILOT-PN值。

長碼序列是由42個(gè)移位寄存器組成的序列發(fā)生器產(chǎn)生的。

對于反向業(yè)務(wù)信道，掩碼可選用下面二者之一：公用長碼掩碼或?qū)Ｓ瞄L碼掩碼。公用長碼掩碼如下：M41至M32置為“1100011000”，M31至M0置為移動(dòng)臺(tái)電子串號(hào)（ESN）比特的重新排列（擾亂），具體排列方式如下：

排列后ESN=（E31，E30，E29，E28，E27，E26，E25,…,E2，E1，E0）ESN=（E0，E31，E22，E13，E4，E26，E17，E8，E30，E21，E12，E3，E25，E16，E7，E29，E20，E11，E2，E24，E15，E6，E28，E19，E10，E1，E23，E14，E5，E27，E18，E9）

對于反向業(yè)務(wù)信道，掩碼可選用下面二者之一：公用長碼掩

9.正交擴(kuò)頻調(diào)制

在直接序列擴(kuò)頻以后，反向業(yè)務(wù)信道和接入信道將進(jìn)行正交擴(kuò)頻，用于該擴(kuò)頻的序列是CDMA前向信道上使用的零偏置I和Q正交導(dǎo)頻PN序列。該序列的周期為215比特片，分別基于下列特征多項(xiàng)式：

PI（x）=x15+x13+x9+x7+x5+1（對同相I序列）PQ（x）=x15+x12+x11+x10+x6+x5+x4+x3+1（對正交相位Q序列）

9.正交擴(kuò)頻調(diào)制

在直接序列擴(kuò)頻以

基于ＰI(x)和PQ(x)特征多項(xiàng)式的最大長度線性反饋移位寄存器序列{i（n）}和{g（n）}的周期為215-1，可以分別從以下線性遞推公式導(dǎo)出i(n)和g(n)：i(n)=i(n-15)⊕i(n-10)⊕i(n-8)⊕i(n-7)⊕i(n-6)⊕i(n-2)g(n)=g(n-15)⊕g(n-12)⊕g(n-11)⊕g(n-10)⊕g(n-9)⊕g(n-5)⊕g(n-4)⊕g(n-3)

其中,i（n）和g（n）是二進(jìn)制值（“0”或“1”）。為了獲得I和Q導(dǎo)頻PN序列（周期為215），在14個(gè)連“0”輸出之后（這在每個(gè)周期僅出現(xiàn)一次），在{i（n）}和{g（n）}中要插入一個(gè)“0”。因此，導(dǎo)頻序列中將存在連接15個(gè)“0”的輸出而不是14個(gè)“0”?；冢蠭(x)和PQ(x)特征多項(xiàng)式的最大長

導(dǎo)頻PN序列每26~666ms重復(fù)一次（215/12288000s），即每2秒鐘重復(fù)75次。

導(dǎo)頻PN序列每26~666ms重復(fù)一次（215/12

10.四相調(diào)制

CDMA反向信道采用了OQPSK調(diào)制。Q導(dǎo)頻PN序列擴(kuò)頻的數(shù)據(jù)相對于由I導(dǎo)頻PN序列擴(kuò)頻的數(shù)據(jù)將延時(shí)半個(gè)PN比特片的時(shí)間(406~901ns)。OQPSK調(diào)制使用了功率效率高、非線性、完全飽和的C類放大器,節(jié)省了移動(dòng)臺(tái)的功耗,延長了通話時(shí)間。

11.基帶濾波

經(jīng)過調(diào)制的信號(hào)進(jìn)入基帶發(fā)送濾波器,將信號(hào)上變頻到蜂窩系統(tǒng)頻率范圍(800MHz或1900MHz),然后通過天線射頻發(fā)送出去。

10.四相調(diào)制

CDMA反向信道采用了OQP

6.5功率控制

在CDMA系統(tǒng)中,功率控制被認(rèn)為是所有關(guān)鍵技術(shù)的核心。功率控制分為前向功率控制和反向功率控制,而反向功率控制又分為僅由移動(dòng)臺(tái)參與的開環(huán)功率控制和由移動(dòng)臺(tái)、基站同時(shí)參與的閉環(huán)功率控制。下面分別對這些技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)論述。

6.5功率控制

在CDMA系統(tǒng)中,功率控制

1.反向開環(huán)功率控制

CDMA系統(tǒng)的每一個(gè)移動(dòng)臺(tái)都一直在計(jì)算從基站到移動(dòng)臺(tái)的路徑衰耗,當(dāng)移動(dòng)臺(tái)接收到的信號(hào)很強(qiáng)時(shí),表明要么離基站很近,要么有一個(gè)特別好的傳播路徑。這時(shí)移動(dòng)臺(tái)可降低它的發(fā)射功率,而基站依然可以正常接收。相反,當(dāng)移動(dòng)臺(tái)接收到的來自基站的信號(hào)很弱時(shí),它就增加發(fā)射功率,以抵消衰耗。這就是開環(huán)功率控制。

1.反向開環(huán)功率控制

CDMA系統(tǒng)的每一個(gè)移動(dòng)

2.反向閉環(huán)功率控制

CDMA系統(tǒng)的前向、反向信道分別占用不同的頻段,收發(fā)間隔為45MHz,這使得這兩個(gè)頻道衰減的相關(guān)性很弱。在整個(gè)測試過程中,兩個(gè)信道衰減的平均值應(yīng)該相等,但在具體某一時(shí)刻,則很可能不等,這就需要基站根據(jù)目前所需信噪比與實(shí)際接收的信噪比之差隨時(shí)命令移動(dòng)臺(tái)調(diào)整發(fā)射功率(即閉環(huán)調(diào)整)。基站目前所需的信噪比是根據(jù)初始設(shè)定的誤幀率隨時(shí)調(diào)整的(即外環(huán)調(diào)整)。

2.反向閉環(huán)功率控制

CDMA系統(tǒng)的前向、反向

圖6－17所示是外環(huán)和閉環(huán)調(diào)整的具體過程。在圖6－17中,從BTS來的話音幀以每秒50幀的速率送到選擇器V/S(該選擇器放在MSC還是BSC,各公司有不同的做法),選擇器每過一定的時(shí)間就統(tǒng)計(jì)所收到的壞幀與總幀數(shù)之比是否超過1%。如果超過1%,說明目前所設(shè)的目標(biāo)Eb/N0還不夠,就命令BTS將目標(biāo)Eb/N0上升幾個(gè)步階;如果小于1%,說明目前所設(shè)的目標(biāo)Eb/N0還有余量,就命令BTS將目標(biāo)Eb/N0下降一個(gè)步階。這就是所說的外環(huán)調(diào)整。閉環(huán)高速是這樣一個(gè)過程:BTS對從MS收到的信號(hào)進(jìn)行Eb/N0測量,每幀分階段測量6次(即以一個(gè)功率控制組為單位)。

圖6－17所示是外環(huán)和閉環(huán)調(diào)整的具圖6－17外環(huán)和閉環(huán)調(diào)整的具體過程圖6－17外環(huán)和閉環(huán)調(diào)整的具體過程

具體的測量過程如下:

(1)對于收到的每一個(gè)Walsh符號(hào)進(jìn)行解調(diào),取64個(gè)解調(diào)值中的最大值。

(2)把6個(gè)最大值加在一起(6個(gè)Walsh符號(hào)=1個(gè)功率控制組)。

(3)將總和與一個(gè)門限相比。

如果測量結(jié)果大于門限,則發(fā)送“下降”命令(1dB);如果測量結(jié)果小于門限,則發(fā)送“上升”命令(1dB)。移動(dòng)臺(tái)根據(jù)收到的命令調(diào)整它的發(fā)射功率,直到最佳。

具體的測量過程如下:

(1)對于收到的每一個(gè)Wa

3.軟切換時(shí)的閉環(huán)功率控制

在軟切換時(shí),移動(dòng)臺(tái)同時(shí)接收兩個(gè)或兩個(gè)以上基站對它的功率控制命令。如果有上升和下降的功率控制命令,則只執(zhí)行讓它功率下降的命令。

4.前向功率控制

前向信道總功率是按一定比例分配給導(dǎo)頻信道、同步信道、尋呼信道以及所有的前向業(yè)務(wù)信道的。圖6－18就是當(dāng)一個(gè)基站有12個(gè)用戶時(shí)每個(gè)信道分配功率百分比的例子。

3.軟切換時(shí)的閉環(huán)功率控制

在軟切換時(shí),移動(dòng)臺(tái)同圖6－18有12個(gè)用戶時(shí)不同信道分配功率百分比的例子圖6－18有12個(gè)用戶時(shí)不同信道分配功率百分比的例子

6.5.1反向開環(huán)功率控制

反向開環(huán)功率控制是指移動(dòng)臺(tái)根據(jù)在小區(qū)中所接收功率的變化,迅速調(diào)節(jié)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率。開環(huán)功率控制的目的是試圖使所有移動(dòng)臺(tái)發(fā)出的信號(hào)在到達(dá)基站時(shí)都有相同的標(biāo)稱功率。它完全是一種移動(dòng)臺(tái)自己進(jìn)行的功率控制。

由于開環(huán)功率控制是為了補(bǔ)償平均路徑衰落的變化和陰影、拐彎等效應(yīng)，所以它必須要有一個(gè)很大的動(dòng)態(tài)范圍。根據(jù)CDMA空中接口的標(biāo)準(zhǔn)，它至少應(yīng)該達(dá)到±32dB的動(dòng)態(tài)范圍。

6.5.1反向開環(huán)功率控制

反向開環(huán)功率控制是指移

開環(huán)功率控制只是移動(dòng)臺(tái)對發(fā)送電平的粗略估計(jì),移動(dòng)臺(tái)通過測量接收功率來估計(jì)發(fā)射功率,而不需要進(jìn)行任何前向鏈路的解調(diào)。下面具體描述移動(dòng)臺(tái)通過開環(huán)功率控制計(jì)算發(fā)射功率的方法。

(1)剛進(jìn)入接入信道(閉環(huán)校正尚未激活)時(shí),移動(dòng)臺(tái)將按下式計(jì)算平均輸出功率,以發(fā)射其第一個(gè)試探序列。

開環(huán)功率控制只是移動(dòng)臺(tái)對發(fā)送電平的粗略估計(jì),移動(dòng)臺(tái)通過

（2）其后的試探序列不斷增加發(fā)射功率（增加的步長為PRW-STEP），直到收到一個(gè)響應(yīng)或序列結(jié)束。這時(shí)移動(dòng)臺(tái)開始在反向業(yè)務(wù)信道上發(fā)送信號(hào)，其平均輸出功率電平為：平均輸出功率（dBm）=-平均輸入功率（dBm）-73+nompwr（dB）=+INIT-PWR（dB）+PWR-STEP之和（dB）(6-2)（2）其后的試探序列不斷增加發(fā)射功率（增加的步

（3）在反向業(yè)務(wù)信道開始發(fā)送之后一旦收到一個(gè)功率控制比特，移動(dòng)臺(tái)的平均輸出功率將變?yōu)槠骄敵龉β剩╠Bm）=-平均輸入功率（dBm）-73+NOM-PWR（dB）+INIT-PWR（dB）+PWR-STEP之和（dB）=+所有閉環(huán)功率控制校正之和（dB）(6-3)（3）在反向業(yè)務(wù)信道開始發(fā)送之后一旦收到一個(gè)功率

NOM-PWR，INIT-PWR和PWR-STEP均為在接入?yún)?shù)消息中定義的參數(shù)，在移動(dòng)臺(tái)發(fā)射之前便可得到這些參數(shù)。NOM-PWR參數(shù)的范圍為（-8～7）dB，標(biāo)稱值為0dB。INIT-PWR參數(shù)的范圍為（-16～15）dB，標(biāo)稱值為0dB。PWR-STEP參數(shù)的范圍為（0～7）dB。這些校正參數(shù)對平均輸出功率所做調(diào)整的精確度為0.5dB。移動(dòng)臺(tái)平均輸出功率可調(diào)整的動(dòng)態(tài)范圍至少應(yīng)為±32dB。

NOM-PWR，INIT-PWR和PWR-STEP均為

6.5.2反向閉環(huán)功率控制

在反向閉環(huán)功率控制中,基站起著很重要的作用。閉環(huán)控制的設(shè)計(jì)目標(biāo)是使基站對移動(dòng)臺(tái)的開環(huán)功率估計(jì)迅速作出糾正,以使移動(dòng)臺(tái)保持最理想的發(fā)射功率。這種對開環(huán)的迅速糾正,解決了前向鏈路和反向鏈路間增益容許度和傳輸衰耗不一樣的問題。

6.5.2反向閉環(huán)功率控制

在反向閉環(huán)功率控制中

基站接收機(jī)應(yīng)測量所有移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)強(qiáng)度,測量周期為1.25ms。基站接收機(jī)利用測量結(jié)果,分別確定對各個(gè)移動(dòng)臺(tái)的功率控制比特值(“0”或“1”),然后基站在相應(yīng)的前向業(yè)務(wù)信道上將功率控制比特發(fā)送出去?；景l(fā)送的功率控制比特較反向業(yè)務(wù)信道延時(shí)2×1.25ms。例如,基站收到反向業(yè)務(wù)信道中第7個(gè)功率控制組的信號(hào)(功率控制組是指將一個(gè)20ms的幀分為16個(gè)時(shí)隙,一個(gè)時(shí)隙就叫作一個(gè)功率控制組),其對應(yīng)的功率控制比特在前向業(yè)務(wù)信道第7個(gè)功率控制組中發(fā)送。

基站接收機(jī)應(yīng)測量所有移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)強(qiáng)度,測量周期為1.2

一個(gè)功率控制比特的長度正好等于前向業(yè)務(wù)信道兩個(gè)調(diào)制符號(hào)的長度(即106~166μs)。每個(gè)功率控制比特將替代兩個(gè)連續(xù)的前向業(yè)務(wù)信道調(diào)制符號(hào),這個(gè)技術(shù)就是通常所說的符號(hào)抽取技術(shù)。在這種情況下,功率控制比特將按Eb的能量發(fā)送。Eb為9600b/s速率時(shí)前向信道每個(gè)信息比特的能量。功率控制子信道的結(jié)構(gòu)和取代如圖6－19所示。功率控制比特在前向業(yè)務(wù)信道進(jìn)行數(shù)據(jù)擾碼后插到數(shù)據(jù)流中傳送。

一個(gè)功率控制比特的長度正好等圖6-19功率控制子信道的結(jié)構(gòu)和取代圖6-19功率控制子信道的結(jié)構(gòu)和取代

下面舉一例子,具體說明在反向功率控制中開環(huán)和閉環(huán)是如何密切合作的。在圖6－20中,當(dāng)時(shí)間t=0時(shí),傳輸衰耗突然增加10dB,移動(dòng)臺(tái)接收到的功率也就隨之突然減少10dB(這種情況一般發(fā)生在移動(dòng)臺(tái)迅速進(jìn)入陰影區(qū)的時(shí)候)。假定開環(huán)功率控制具有20ms的時(shí)間常數(shù),而閉環(huán)功率控制的步長是0.5dB。從圖620中可以看出,在開環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制的密切配合下,移動(dòng)臺(tái)的輸出功率在20ms后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),基站接收到的該移動(dòng)臺(tái)的功率也在20ms后恢復(fù)正常。

下面舉一例子,具體說明在反向功率控圖6-20信道突然遇到衰落時(shí)的功率控制響應(yīng)圖6-20信道突然遇到衰落時(shí)的功率控制響應(yīng)

6.5.3前向功率控制

在前向功率控制中,基站根據(jù)移動(dòng)臺(tái)提供的測量結(jié)果,調(diào)整對每個(gè)移