第二章 CDMA技術(shù)及現(xiàn)代

第二章

CDMA技術(shù)及現(xiàn)代通信系統(tǒng)組成

第二代移動通信系統(tǒng)產(chǎn)生于20世紀(jì)80年代末期，使用數(shù)字調(diào)制技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)采用數(shù)字信令，除提供語音業(yè)務(wù)外，還含有少量短消息服務(wù)。GSM系統(tǒng)就屬于第二代移動通信系統(tǒng)，它采用的是TDMA方式。在第二代移動通信系統(tǒng)中，還有一種系統(tǒng)采用的是碼分多址（CDMA）方式，簡稱CDMA系統(tǒng)。CDMA通信Qualcomm公司發(fā)明，叫IS-95CDMA、Q-CDMA、N-CDMA、cdmaOne1993年，北美電信工業(yè)聯(lián)合會（TIA）把CDMA系統(tǒng)的公共空中接口IS-95定為數(shù)字蜂窩移動通信標(biāo)準(zhǔn)。1995年開始商用現(xiàn)為僅次于GSM發(fā)展最快的系統(tǒng)，全球現(xiàn)己近一億用戶，二十多個(gè)國家采用中國聯(lián)通大規(guī)模建網(wǎng)并投入使用，截止2006年6月CDMA用戶數(shù)達(dá)到3453萬

。中國移動已經(jīng)開始大規(guī)模TD-CDMA試驗(yàn)，先期硬件采購247億元。CDMA是碼分多址的英文縮寫（CodeDivisionMuitipleAccess），它是在數(shù)字技術(shù)的分支--擴(kuò)頻通信技術(shù)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)的原理是基于擴(kuò)頻技術(shù)，即將需傳送的具有一定信號帶寬信息數(shù)據(jù)，用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號的帶寬被擴(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，與接收的帶寬信號作相關(guān)處理，把寬帶信號換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號即解擴(kuò)，以實(shí)現(xiàn)信息通信。

目前中國聯(lián)通、中國移動所使用的GSM移動電話網(wǎng)采用的便是FDMA和TDMA兩種方式的結(jié)合。GSM比模擬移動電話有很大的優(yōu)勢，但是，在頻譜效率上僅是模擬系統(tǒng)的3倍，容量有限；在話音質(zhì)量上也很難達(dá)到有線電話水平；TDMA終端接入速率最高也只能達(dá)到9.6kbit/s；TDMA系統(tǒng)無軟切換功能，因而容易掉話，影響服務(wù)質(zhì)量。因此，TDMA并不是現(xiàn)代蜂窩移動通信的最佳無線接入，而CDMA多址技術(shù)完全適合現(xiàn)代移動通信網(wǎng)所要求的大容量、高質(zhì)量、綜合業(yè)務(wù)、軟切換等，正受到越來越多的運(yùn)營商和用戶的青睞。CDMA能夠滿足市場對移動通信容量和品質(zhì)的高要求，具有頻譜利用率高、話音質(zhì)量好、保密性強(qiáng)、掉話率低、電磁輻射小、容量大、覆覆蓋廣等特點(diǎn)，可以大量減少投資和降低運(yùn)營成本。CDMA也有2代、2.5代和3代技術(shù)。中國聯(lián)通推出的CDMA屬于2.5代技術(shù)。CDMA被認(rèn)為是第3代移動通信技術(shù)的首選，目前的標(biāo)準(zhǔn)有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。CDMA2000

是TIA標(biāo)準(zhǔn)組織用于指代第三代CDMA的名稱。適用于3GCDMA的TIA規(guī)范稱為IS-2000，該技術(shù)本身被稱為CDMA2000。

CDMA2000的第一階段也稱為1x，其使擁有現(xiàn)有IS-95系統(tǒng)的通信公司能將其整體系統(tǒng)容量增加一倍，并可將數(shù)據(jù)速率增加到高達(dá)614kbps。

比1x更高的CDMA2000技術(shù)進(jìn)展包括1xEV(高速數(shù)據(jù)速率)。

CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)由3GPP2組織制訂，版本包括Release0、ReleaseA、EV-DO和EV-DV，Release0的主要特點(diǎn)是沿用基于ANSI-41D的核心網(wǎng)，在無線接入網(wǎng)和核心網(wǎng)增加支持分組業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，此版本已經(jīng)穩(wěn)定。聯(lián)通開通的CDMA二期工程采用的就是這個(gè)版本，單載波最高上下行速率可以達(dá)到153.6kbit/s。ReleaseA是Release0的加強(qiáng)，單載波最高速率可以達(dá)到307.2kbit/s，并且支持話音業(yè)務(wù)和分組業(yè)務(wù)的并發(fā)。1x

EV-DO

Release

0標(biāo)準(zhǔn)（正式的名稱為HRPD-High

Rate

Packet

Data）。該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的非對稱特性，優(yōu)化了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸能力，前向最高傳輸速率提高到2.4Mbit/s。CDMA2000

1x

Release

0中還定義了CDMA2000

3x多載波模式。它與CDMA2000

1x的主要區(qū)別是，前向信道采用3載波方式，而CDMA2000

1x用單載波方式。

1x

EV-DV與CDMA2000系列標(biāo)準(zhǔn)完全后向兼容，能夠在一個(gè)載波上提供混合的高速數(shù)據(jù)和話音業(yè)務(wù)。1x

EV-DV空中接口標(biāo)準(zhǔn)分為兩個(gè)版本：Release

C和Release

D。Release

C主要改進(jìn)和增強(qiáng)了CDMA2000

1x的前向鏈路，前向峰值速率達(dá)到3.1Mbit/s。Release

D在Release

C的基礎(chǔ)上改進(jìn)和增強(qiáng)了反向鏈路，反向峰值速率達(dá)到1.8Mbit/s。隨著EV-DV的性能在Release

D中獲得完善和增強(qiáng)，CDMA2000

EV-DO也于同期針對Release

0的不足做了改進(jìn)，制定了Release

A。Release

A的分組數(shù)據(jù)信道采用了和EV-DV

Release

D相同的復(fù)用和調(diào)制方式，支持的前反向峰值速率亦達(dá)到3.1和1.8Mbit/s。同時(shí)，增強(qiáng)了QoS支持，前向鏈路增加了對小數(shù)據(jù)包的支持，反向鏈路采用子分組發(fā)送、公共速率控制的調(diào)度機(jī)制，這些改進(jìn)有效減少了時(shí)延，保障了EV-DO的QoS。CDMA原理示意圖

編碼與交織BPF擴(kuò)頻編碼擴(kuò)頻編碼數(shù)字濾波器去交織和解碼BPF載波載波數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)CDMA系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)

大容量軟容量軟切換話音激活保密性好高質(zhì)量和低功率二、CDMA的特點(diǎn)

（1）系統(tǒng)容量大，多址能力強(qiáng)

CDMA技術(shù)多址能力決定于地址碼間的多址干擾的大小，在實(shí)際的CDMA系統(tǒng)中，各地址碼之間不是完全正交，它們之間存在一定的互相關(guān)性，此互相關(guān)性導(dǎo)致的多址干擾是影響CDMA多址能力的決定性因素。（1）系統(tǒng)容量大，多址能力強(qiáng)CDMA采用多種手段使得多址干擾足夠小，從而使CDMA的多址能力比FDMA、TDMA更強(qiáng)，這些手段包括選擇有良好的自相關(guān)性、互相關(guān)性的地址碼；采用信號處理的方法消除多址干擾；使用功率控制克服遠(yuǎn)—近效應(yīng)，使得系統(tǒng)在一定接收質(zhì)量下，每用戶以“剛剛足夠”的功率通信。此外，在蜂窩移動通信中，還采用語音激活技術(shù)、高效糾錯碼及CDMA扇形分區(qū)等技術(shù)，使整個(gè)CDMA通信系統(tǒng)的容量增大。（1）系統(tǒng)容量大，多址能力強(qiáng)根據(jù)W.C.Y.Lee的分析、比較，認(rèn)為以頻譜資源帶寬1.25MHz為基礎(chǔ)條件，采用話音激活技術(shù)和分扇區(qū)技術(shù)，當(dāng)扇區(qū)數(shù)為3時(shí)，CDMA系統(tǒng)每小區(qū)內(nèi)容量比AMPS/FDMA模擬系統(tǒng)大20倍，比DMPS/TDMA數(shù)字系統(tǒng)大4倍。（1）系統(tǒng)容量大，多址能力強(qiáng)分析的依據(jù)是：CDMA是一種容量受限于干擾的系統(tǒng)。碼間干擾越小，容許的用戶越多。而FDMA的容量受限于頻帶，頻帶寬帶決定了容量的大小；TDMA同樣受限于頻帶寬度和時(shí)間。在話音通信中，大量統(tǒng)計(jì)表明，話音占空比在35%~40%之間，因此采用動態(tài)編碼技術(shù)可使互干擾降低了60%~65%，從而使CDMA容量增加，這種現(xiàn)象僅有CDMA可利用。（1）系統(tǒng)容量大，多址能力強(qiáng)扇形天線的應(yīng)用也促進(jìn)了容量的增大。扇形天線的應(yīng)用是一種共同的技術(shù)，但在FDMA和TDMA中，應(yīng)用扇形天線只是為了減少干擾源，提高話音質(zhì)量；而在CDMA中，應(yīng)用扇形天線減少干擾源就能提高系統(tǒng)容量，這是CDMA與FDMA和TDMA的重大區(qū)別。W.C.Y.Lee的分析就基于使用120°有效束寬的扇形天線，這樣干擾減少到1/3，系統(tǒng)容量增大3倍，如果使用更窄束寬的扇形天線，容量還將進(jìn)一步增加。實(shí)際IS-95CDMA蜂窩系統(tǒng)的容量可達(dá)到模擬系統(tǒng)的10倍，達(dá)到現(xiàn)有TDMA系統(tǒng)的2~3倍。（2）良好的抗干擾、抗衰落性能

多徑傳輸問題是移動通信，特別是城市移動通信影響通信質(zhì)量的重要問題。在擴(kuò)頻通信中，由于多徑傳播中的多條路徑可以利用擴(kuò)頻碼進(jìn)行分離，并通過分集合并取得分集增益，使通信質(zhì)量得到較大的改善。（2）良好的抗干擾、抗衰落性能

在CDMA系統(tǒng)中，對多徑衰落，擴(kuò)頻編碼相關(guān)輸出是彼此分離互不干擾的。這樣，不僅由于擴(kuò)頻后的寬帶信號比未擴(kuò)頻的窄帶信號具有更好的頻率分集作用，使最壞衰落深度減少以及衰落速率降低，而且由于擴(kuò)頻信號在設(shè)計(jì)時(shí)往往使不同路徑的傳播時(shí)延超過PN碼片（chip）寬度，從而使我們能把不同路徑的信號區(qū)分開來，通過路徑分集加以利用。（2）良好的抗干擾、抗衰落性能，語音質(zhì)量好

在CDMA系統(tǒng)中采用多種分集方式，大大地改善了信號傳輸?shù)男阅堋Ｋ捎梅旨绞綖椋簳r(shí)間分集—符號交織和糾錯編碼；頻率分集—1.25MHz寬帶信號；空間（路徑）分集—基站采用多副接收天線，基站和移動臺采用多徑Rake接收機(jī)。（3）嚴(yán)格的功率控制

為了實(shí)現(xiàn)大容量、高質(zhì)量和其它優(yōu)點(diǎn)，CDMA采用了嚴(yán)格的功率控制。反向（移動臺至基站方向）功率控制的目的，是使小區(qū)內(nèi)工作的每個(gè)移動臺發(fā)射機(jī)在基站接收機(jī)產(chǎn)生額定的接收信號功率，不管移動臺的位置及傳播損耗如何，每個(gè)移動臺的信號在小區(qū)基站均以相同電平被接收，使得每個(gè)移動臺僅以“剛剛足夠”的功率發(fā)射信號。（3）嚴(yán)格的功率控制

正向（基站至移動臺方向）功率控制的目的是降低靠近基站用戶的信號功率，盡量減少對其它小區(qū)的干擾，讓多余的功率可以分配給環(huán)境更困難或遠(yuǎn)離移動臺和誤碼高的用戶。同時(shí)，由于CDMA采用功率控制，減小了平均發(fā)射功率。功率控制技術(shù)不但能減少相互干擾，還使CDMA電話發(fā)射功率消耗低，從而使通話時(shí)間更長，電池體積更小。（4）軟切換

在CDMA系統(tǒng)中，其相鄰小區(qū)工作頻率采用同一頻率，只是擴(kuò)頻地址碼不一樣。這樣用戶越區(qū)切換不需改變頻率，而只改變地址碼，這使切換方便容易，這種切換稱為軟切換。在CDMA系統(tǒng)中，當(dāng)移動臺越區(qū)時(shí)，能夠同時(shí)連接到兩個(gè)或多個(gè)小區(qū)；在老的連接中斷之前，新的連接已經(jīng)建立，這就減少了呼叫中斷的概率，改善了切換時(shí)的話音質(zhì)量?！坝睬袚Q”呼叫常在切換過程中斷,軟切換明顯優(yōu)于TDMA、FDMA系統(tǒng)在切換時(shí)需變換工作頻率的“硬切換”。（5）軟容量由于FDMA、TDMA的容量是由頻率和時(shí)隙所決定的，因此容量是固定值，當(dāng)同時(shí)工作的用戶數(shù)超過系統(tǒng)容量時(shí)，必會出現(xiàn)阻塞。而CDMA雖然在一定的信干比下也有一個(gè)對應(yīng)的容量限值，但由于CDMA是受干擾限制的系統(tǒng)，如果用戶數(shù)超過了容量，只會使系統(tǒng)性能下降，而不會出現(xiàn)阻塞。這樣，CDMA系統(tǒng)中某一局部區(qū)域的短期過載對性能影響不大，增加了系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性。（6）保密性好CDMA具有天然的保密性。CDMA系統(tǒng)采用的擴(kuò)頻地址碼一般是長周期碼，接收時(shí)，需接收方的本地相關(guān)碼與發(fā)端的擴(kuò)頻碼同步，且兩碼必須完全相同，這就使CDMA系統(tǒng)比一般系統(tǒng)安全，竊聽者必須要先破譯和產(chǎn)生一個(gè)相關(guān)的本地碼，這是十分困難的。（7）電磁污染小CDMA信號在空中傳播時(shí)，由于擴(kuò)展了頻譜，使空中的信號功率譜密度低，這樣造成的電磁污染小，對使用者人體和其它電子設(shè)備的影響小。所以，有時(shí)人們稱CDMA手機(jī)為“綠色手機(jī)”。（8）組網(wǎng)方便、建網(wǎng)經(jīng)濟(jì)CDMA可以單頻組網(wǎng)，組網(wǎng)方便CDMA的基站覆蓋面大,在同一地區(qū),CDMA組網(wǎng)的小區(qū)數(shù)比GSM少三分之一,成本下降三分之一。CDMA通信關(guān)鍵技術(shù)1、分集技術(shù)與Rake接收2、信道估計(jì)技術(shù)3、智能天線技術(shù)4、多用戶檢測技術(shù)5、功率控制技術(shù)6、初始同步控制技術(shù)GSM關(guān)鍵技術(shù)：蜂窩技術(shù)功率控制多址技術(shù)IS-95CDMA系統(tǒng)Qualcomm公司(高通公司)具有幾乎所有知識產(chǎn)權(quán)南韓最早引進(jìn)CDMA技術(shù)與系統(tǒng)中國在九十年代中期開始研究CDMA技術(shù)中國己與高通公司簽了有關(guān)許可協(xié)議中國的公司己開始生產(chǎn)有關(guān)設(shè)備IS-95CDMA的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(一)IS-95空中接口，IS-95A、IS-95BIS-96CDMA話音業(yè)務(wù)選擇標(biāo)準(zhǔn)IS-97CDMA基站最低性能測試標(biāo)準(zhǔn)IS-98CDMA/AMPS雙模移動臺最低性能測試標(biāo)準(zhǔn)IS-99CDMA數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)選擇標(biāo)準(zhǔn)IS-125CDMA話音業(yè)務(wù)選擇最低性能測試標(biāo)準(zhǔn)IS-126移動臺環(huán)回業(yè)務(wù)選擇標(biāo)準(zhǔn)IS-127CDMA話音編碼EVRC標(biāo)準(zhǔn)IS-95CDMA的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(二)IS-634A接口IS-41無線網(wǎng)絡(luò)IS-637短消息IS-53補(bǔ)充業(yè)務(wù)IS-52編號計(jì)劃IS-93Ai、Di接口IS-771無線智能網(wǎng)IS-707數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)IS-95CDMA系統(tǒng)反向鏈路前向鏈路BTSBTS基站控制器（BSC）移動電話移動交換中心（MSC）PSTN聲碼器HLR,VLR

3個(gè)板狀天線構(gòu)成3個(gè)無線扇形小區(qū)。移動交換機(jī)BSC模塊

IS-95CDMA主要技術(shù)指標(biāo)語音編碼方式：8k或13k變速率QCELP碼信道編碼方式：卷積碼（k=9,正向Rb=1/2，反向Rb=1/3）數(shù)據(jù)幀長：20ms擴(kuò)頻解調(diào)門限：7dB(Pe=10-4)基站邏輯信道數(shù)：大于30/每載波小區(qū)結(jié)構(gòu)：1200三扇區(qū)構(gòu)成IS-95CDMA主要技術(shù)指標(biāo)功率控制范圍：正向：6dB

反向：80dB功率控制精度：正向：0.5dB

反向：1dB分集接收：基站4路RAKE接收移動臺3路RAKE接收邏輯信道在CDMA系統(tǒng)中，各種邏輯信道都是由不同的碼序列來區(qū)分的。因?yàn)槿我粋€(gè)通信網(wǎng)絡(luò)除去要傳輸業(yè)務(wù)信息外，還必須傳輸有關(guān)的控制信息。對于大容量系統(tǒng)，一般采用集中控制方式，以便加快建立鏈路的過程。為此，CDMA蜂窩系統(tǒng)在基站至移動臺的傳輸方向(正向傳輸)上，設(shè)置了導(dǎo)頻信道、同步信道、尋呼信道和正問業(yè)務(wù)信信；在移動臺至基站的傳輸方向(反向傳輸)上，設(shè)置了接入信道和反向業(yè)務(wù)傳道。CDMA蜂窩系統(tǒng)采用碼分多址方式，收發(fā)使用不同載頻(收發(fā)頻差45MHz)，亦即通信方式是頻分雙工，一個(gè)載頻包含64個(gè)邏輯信道，占用帶寬約1.25MHz。由于正向傳輸(下行)和反向傳輸?shù)囊蠹皸l件不同，因此邏輯信道的構(gòu)成及產(chǎn)生方式也不同．基站信道導(dǎo)頻信道同步信道尋呼信道＃1尋呼信道＃2接入信道#1接入信道＃2業(yè)務(wù)信道＃1業(yè)務(wù)信道＃2基站信道前向鏈路反向鏈路控制信道兩種邏輯信道–控制信道和業(yè)務(wù)信道控制信道反向鏈路接入前向鏈路導(dǎo)頻同步呼叫全速率1/2速率業(yè)務(wù)信道語音或數(shù)據(jù)全速率1/2速率1/4速率1/8速率隨機(jī)信令部分話務(wù)和大量信號無話務(wù)但有大量信號功率控制（前向）業(yè)務(wù)信道導(dǎo)頻信道同步信道尋呼信道正項(xiàng)業(yè)務(wù)信道反項(xiàng)業(yè)務(wù)信道接入信道基站移動臺CDMA蜂窩系統(tǒng)信道劃分前向反向無線鏈路CDMA無線鏈路在頻率上分為1.25MHz間隔的頻道，一個(gè)小區(qū)可在一個(gè)頻道上工作也可有多個(gè)頻道，常采用多個(gè)頻道工作。CDMA頻道中碼速率為1.2288Mc/S。碼分多址方式形成物理信道和邏輯信道。CDMA中的前向鏈路(基站發(fā)射)與反向鏈路(移動臺發(fā)射)在信號設(shè)計(jì)與處理上是不相同的。前向鏈路空中接口特征(1)信道分離前向鏈路的信道劃分是基于正交碼分復(fù)用方案，所用碼是Walsh函數(shù)的一組正交子集。從多址角度講，CDMA中的C在前向鏈路中指沃爾什函數(shù)的復(fù)用?；炯吧葏^(qū)分離前向鏈路波形用直接序列短PN碼擴(kuò)譜技術(shù)進(jìn)行調(diào)制，用以分離特定基站或扇區(qū)的信號，并減少接收到的其他基站或扇區(qū)信號的干擾。移動臺用短PN碼的相位來區(qū)分基站或扇區(qū)的信號。用戶分離前向鏈路波形用直接序列長PN碼擴(kuò)譜技術(shù)進(jìn)行調(diào)制，用以分離用戶。移動臺用長PN碼的相位來表示用戶的ESN（電子序列號）?？罩薪涌谔卣?2)調(diào)制前向波形使I路和Q路的射頻載波被不同短PN碼的雙極性基帶數(shù)據(jù)流調(diào)制，成為一種四相相移鍵控(QPSK)信號脈沖成形I路和Q路輸出信道中的基帶數(shù)字脈沖形狀由FIR濾波器決定，濾波器的設(shè)計(jì)要使發(fā)射的功率譜對鄰近頻率影響最小。碼片速率Walsh碼的碼片速率是1.2288Mbits/s，是最大數(shù)據(jù)率9.6kbits/s的128倍。短PN碼的碼片速率是1.2288Mbits/s。長PN碼的碼片速率是19.2Kbits/s?？罩薪涌谔卣?3)有效帶寬前向鏈路信號能量基本上控制在1.25MHz的帶寬內(nèi)。語音編碼采用變速率語音編碼，根據(jù)語音的動態(tài)范圍，數(shù)據(jù)率可為：1200、2400、4800和9600bit/s。糾錯編碼前向鏈路應(yīng)用了碼率1/2的卷積編碼和維特比譯碼。交織為了防止突發(fā)錯誤，前向鏈路在發(fā)送前對符號進(jìn)行交織，交織長度為20ms。信道配置載有編碼的語音或其它業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，插入必需的隨路信令導(dǎo)頻信道尋呼信道1尋呼信道7業(yè)務(wù)信道1業(yè)務(wù)信道24業(yè)務(wù)信道25業(yè)務(wù)信道55同步信道.........+H0H1H7H8H31H32H33H63呼叫連接階段傳輸控制信息用于傳達(dá)導(dǎo)頻信息傳輸同步信息1.2288McpsCDMA無線信道前向鏈路正向傳輸中，采用64階沃爾什函數(shù)區(qū)分邏輯信道，分別用H0，H1…H63表示。其中H0用作導(dǎo)頻信道．H1是首選的尋呼信道，H2…H7也是尋呼信道，即尋呼信道最多可達(dá)7個(gè)。H8…H63作業(yè)務(wù)信道(其中H32為同步信道)共計(jì)55個(gè)。導(dǎo)頻信道用于傳達(dá)導(dǎo)頻信息，由基站連續(xù)不斷地發(fā)送一種直接序列擴(kuò)頻信號，移動臺可從中獲得信道的信息并提取相干載波以進(jìn)行相干解調(diào)，并可對導(dǎo)頻信號電平進(jìn)行檢測，以比較相鄰基站的信號強(qiáng)度和決定是否需要進(jìn)行越區(qū)切換。為了保證各移動臺載波檢測和提取的可靠性，導(dǎo)頻信道的功率高于業(yè)務(wù)信道和尋呼信遭的平均功率。例如導(dǎo)頻信道可占64個(gè)信道總功率的12%。導(dǎo)頻信道用于移動臺作相位定時(shí)、相干載波提取以及在過境切換時(shí)信號強(qiáng)度的比較。同步信道用于傳輸同步信息，在基站覆蓋范圍內(nèi)，各移動臺可利用這些信息進(jìn)行同步捕獲，進(jìn)行同步調(diào)整。同步信道上載有系統(tǒng)的時(shí)間和基站引導(dǎo)PN碼的偏置系數(shù)，以實(shí)現(xiàn)移動臺接收解調(diào)。同步信道在捕捉階段使用，一旦捕獲成功，一般就不再使用。但當(dāng)設(shè)備關(guān)機(jī)后重新開機(jī)時(shí)，還需要重新進(jìn)行同步。同步信道也可臨時(shí)改做業(yè)務(wù)信道使用。同步信道還包括供移動臺選用的尋呼信道數(shù)據(jù)率。同步信道的數(shù)據(jù)速率是固定的，為1200bps。分幀傳輸，幀長是26.66ms，即與引導(dǎo)PN序列周期的時(shí)間相同。由3個(gè)同步信道幀構(gòu)成2個(gè)超幀(80ms，96比特)。在同步信道上傳送消息只能從同步信道超幀的起始點(diǎn)開始。同步信道的調(diào)制碼元速率為4.8ks/s，它與1.2288Mc/s的沃爾什函數(shù)進(jìn)行模2加，即進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制。每個(gè)調(diào)制符號包含子碼數(shù)1.2288*106/4.8*103=256，每信息比特包含子碼數(shù)4*256=1024話務(wù)信道框圖1.2288MbpsR=1/2卷積編碼和重復(fù)塊交織器長PN編碼生成器抽取器(64:1)抽取器(24:1)PCB功率控制比特Walsh碼19.2kbps19.2kbps19.2kbps19.2kbps1.2288Mbps基于ESN的模塊（32位）Gain增益數(shù)據(jù)編碼擾碼正交擴(kuò)譜(x64)MUX1.228Mc/sK=9800Hz800b/s信息比特幀質(zhì)量指示器加編碼器尾比特8.6,4.0,2.0,0.8Kbps9.2,4.4,2.0,0.8Kbps9.6,4.8,2.4,1.2Kbps導(dǎo)頻、同步、尋呼信道框圖H000000....導(dǎo)頻信道（全０）同步信道尋呼信道長碼掩碼H32塊交織器R=1/2卷積編碼和重復(fù)4800bps4800bps1200bpsHpagingR=1/2卷積編碼和重復(fù)塊交織器19.2kbps9600bpsor4800bps19.2kbps長碼發(fā)生器抽取器(64:1)19.2kbps1.228Mc/sK=9尋呼信道供基站在呼叫連接階段傳輸控制信息，每個(gè)基站有一個(gè)或幾個(gè)(最多7個(gè))尋呼信道．當(dāng)有市話用戶呼叫移動用戶時(shí)，經(jīng)移動交換中心(MSC)或移動電話交換局(MTSO)送至基站．尋呼信道上就播送該移動用戶的識別碼。通常，移動臺在建立同步后，就在首選的H2尋呼信道或在基站指定的尋呼信道上，監(jiān)聽由基站發(fā)來的信令．當(dāng)收到基站分配業(yè)務(wù)信道的指令后，就轉(zhuǎn)入指配的業(yè)務(wù)信道中進(jìn)行信息傳輸。當(dāng)小區(qū)內(nèi)需要通信的用戶數(shù)目很多，業(yè)務(wù)信道不敷應(yīng)用時(shí)，某幾個(gè)尋呼信道可臨時(shí)用作業(yè)務(wù)信道。在極端情況下，7個(gè)尋呼信道和一個(gè)同步信道都可改作業(yè)務(wù)信道。這時(shí)候，總數(shù)為64的邏輯信道中，除去一個(gè)導(dǎo)頻信道外，其余63個(gè)均用于業(yè)務(wù)信道。在尋呼信道上的數(shù)據(jù)速率是4800或9600bps，由經(jīng)營者自行決定。通過分組交織的尋呼信號，還要進(jìn)行數(shù)據(jù)掩蔽，其目的是為了信息的安全，起到保密作用。因?yàn)閷ず粜诺乐泻幸苿佑脩籼柎a等重要信息，因此必須采取安全措施。為了保密安全起見，42級移位寄存器的各級輸出與尋呼信道長碼的時(shí)標(biāo)(42比特)相乘，再進(jìn)行模2相加，產(chǎn)生一種長碼輸出。長碼的時(shí)鐘工作頻率是1.2288MHz，相應(yīng)的長碼速率是1.2288Mc/s，經(jīng)分頻器(分頻比為64)，得到了經(jīng)人為擾亂的數(shù)據(jù)速率19.2Kbps。再與經(jīng)卷積、交織處理后的調(diào)制碼元進(jìn)行模2加，然后才進(jìn)行Walsh正交擴(kuò)頻調(diào)制。需要指出的是，由于每一調(diào)制碼元長度等于64個(gè)PN碼的寬度，長碼經(jīng)分頻后，其速率變?yōu)?9.2ks/s．因而送入模2加法器進(jìn)行最后數(shù)據(jù)掩蔽的是每64個(gè)PN子碼中的第1個(gè)子碼起作用。3位，8個(gè)（7個(gè)尋呼信道）9位，512個(gè)偏置系數(shù)業(yè)務(wù)信道載有編碼的語音或其它業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，此外，還可以插入必需的隨路信令，例如必須安排功率控制子信道，傳輸功率控制指令，又如在通話過程中，發(fā)生越區(qū)切換時(shí)，必須插入過境切換指令等。正向業(yè)務(wù)信道上傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信息和信令信息，可以通過復(fù)接方式把它們裝載到物理信道上；通過復(fù)接，業(yè)務(wù)信道每幀還要加上幀質(zhì)量指示比特和尾比特。前者于循環(huán)冗余編碼，具有檢糾錯能力，從而能表明該幀信息傳輸?shù)馁|(zhì)量：后著是末位加入8個(gè)“0”．其作用是每幀要進(jìn)行卷幟編碼，為使卷積編碼器中8級移位寄存器(約束長度為9)復(fù)位至”0”而添加的。正向業(yè)務(wù)信道的數(shù)據(jù)掩蔽原理與尋呼信道信號掩蔽相同。數(shù)據(jù)掩蔽也稱作數(shù)據(jù)擾碼，其目的是為了數(shù)據(jù)的安全。這種擾碼是在分組交織器輸出的19.2ks/s的調(diào)制字符上進(jìn)行的，通過交織器輸出字符與長碼PN碼片的二進(jìn)制值模2相加完成的，此長碼PN碼片是在交織器輸出字符傳送期的開始時(shí)有效。PN序列是工作時(shí)鐘為1.2288MHz的長碼(長碼周期為242-1)，每一調(diào)制碼元長度為64個(gè)PN子碼寬度。每64碼片中第一個(gè)子碼在參與運(yùn)算。每一個(gè)邏輯信道都先用相應(yīng)的沃爾什函數(shù)作正交擴(kuò)頻，沃爾什函數(shù)的碼片(或稱子碼)速率為1.2288Mc/s，即子碼的碼元寬度為0.814us。功率控制子信道信號是連續(xù)地在正向業(yè)務(wù)信道上發(fā)送，該子信道以每1.25ms中1個(gè)比特(“0”或“1”)的速率(800bps)發(fā)送，“0”或“1”比特分別表示增加或降低移動臺的平均輸出功率電平?；痉聪驑I(yè)務(wù)信道接收機(jī)對在1.25ms期間所分配的特定移動臺的信號強(qiáng)度進(jìn)行接收和估算，1.25ms相當(dāng)于6個(gè)調(diào)制字符．基站接收機(jī)利用估算來確定功率控制比特值(“0”或“1”)，基站在相應(yīng)的正向業(yè)務(wù)信道上使用收縮(Puncturing)技術(shù)來發(fā)送功率控制比特。在正向業(yè)務(wù)信道上傳輸功率控制比特的功率控制組，是跟隨相應(yīng)反向信道上估算信號強(qiáng)度的功率控制組之后的第二個(gè)功率控制組。例如在下圖實(shí)例中．反向業(yè)務(wù)信道在編號為5的功率控制組上接收信號，那末正向業(yè)務(wù)信道便在功率控制組編號為5+2=7期間發(fā)送相應(yīng)的功率控制比特．一個(gè)功率控制比特的長度相當(dāng)于正向業(yè)務(wù)信道的兩個(gè)調(diào)制字符(104.166…us)，每個(gè)功率控制比特取代兩個(gè)連貫的正向業(yè)務(wù)信道調(diào)制字符，這一技術(shù)就是通常所說的字符收縮。這樣，收縮的調(diào)制字符就被功率控制比特所取代。功率控制比特的發(fā)送能量不小于Eb，如圖所示，Eb是正向業(yè)務(wù)信道上每信息比特的能量，而x值給定為在一幀中的所有非收縮調(diào)制字符是在同樣功率電平上發(fā)送的．而在鄰近幀中的調(diào)制字符可以不同的功率電平發(fā)送。功率控制比特有16種可能的起動位置，每個(gè)位置相當(dāng)于1.25ms期間最初16個(gè)編碼為0~15的調(diào)制字符之一。在每1.25ms期間，來自長碼、用干擾亂的比特總數(shù)為24。這些比特編號為0~23，其中0位最先被使用，而第23位最后被使用。具有0~15的4位二進(jìn)制數(shù)由擾亂位23、22、21和20構(gòu)成，并用來確定功率控制比特的位置。比特20是最低位，比特23是最高位。上頁圖實(shí)例中，比特23、22、21和20的值是”101l”(十進(jìn)制數(shù)為11)，功率控制比特起動位置是11。下頁圖示明了擾亂的調(diào)制字符(19200s/s)和收縮的功率控制子信道(800bps)之間的關(guān)系。每一個(gè)邏輯信道，對輸入的數(shù)據(jù)都要進(jìn)行卷積編碼(碼率為l/2，約束長度為9)、分組交織(導(dǎo)頻信道除外，導(dǎo)頻信道為全0，無需卷積和交織)、沃爾什函數(shù)擴(kuò)展頻譜。由于沃爾什函數(shù)是一正交函數(shù)族，互相關(guān)值為零，所以在擴(kuò)頻的同時(shí)，給各個(gè)邏輯信道(總共64個(gè))帶上了正交性，稱作正交擴(kuò)頻。擴(kuò)頻后的信號再進(jìn)行四相調(diào)制，基站發(fā)射信號采用QPSK調(diào)制方式。在同相支路(I)和正交支路(Q)引入兩個(gè)互為準(zhǔn)正交的m序列，即I信道引導(dǎo)PN序列和Q信道引導(dǎo)PN序列，序列周期長度均為215(32768)。為了得到周期長度為215的I序列和Q序列，當(dāng)生成的m序列中出現(xiàn)14個(gè)連”0”時(shí)，從中再插入一個(gè)“0”，便序列14個(gè)“0”的游程變成15個(gè)，不僅得到了引導(dǎo)序列周期長度為偶數(shù)，而且序列中“0”和“1”的個(gè)數(shù)各占一半，使平衡性更好．引導(dǎo)PN序列的王要作用是給不同基站發(fā)出的信號賦以不同的特征，便于移動臺識別所需的基站；不同的基站雖然使用相同的PN序列，但各基站PN序列的起始位置是不同的．即各自采用不同的時(shí)間偏置。由于m序列的自相關(guān)特性在時(shí)間偏移大于一個(gè)子碼碼元寬度后，其自相關(guān)系數(shù)值接近于0．因而移動臺用相關(guān)器很容易把不同基站的信號區(qū)分開來。通常，一個(gè)基站的PN序列在其所有配置的頻率上，都采用相同的時(shí)間偏置，而在一個(gè)CDMA蜂窩系統(tǒng)中．時(shí)間偏置也可以再用。不同的時(shí)間偏置用下同的偏置系數(shù)來表示，偏置系數(shù)共512個(gè)，編號K從0~511。通常．規(guī)定序列中出現(xiàn)15個(gè)“0”后，其后的64個(gè)子碼的偏置系數(shù)K=0。同理K=1，表示后續(xù)的64個(gè)子碼，直到K=511．是碼序列中最末的64個(gè)子碼，它包含序列周期中唯一的15個(gè)連“0”。前向鏈路的射頻框圖1.2288MbpsPNQ短碼PNI

短碼1.2288Mbps1.2288Mbps相加cos(wct)sin(wct)HPAG0G63IQW0W63射頻功率放大器

前向鏈路總結(jié)最高數(shù)據(jù)率可至19,200bps數(shù)據(jù)經(jīng)19,200bps的長ＰＮ碼擾碼長碼相位由移動臺

ESN確定信道由64個(gè)沃爾什函數(shù)（H0至H63)之一確定“在一個(gè)扇區(qū)的前向鏈路上CDMA信道“正交導(dǎo)頻使用H0

同步信道采用H32

１個(gè)或多個(gè)尋呼信道.導(dǎo)頻只發(fā)射短ＰＮ碼每個(gè)扇區(qū)有一個(gè)導(dǎo)頻偏移可供識別不同的ＢＴＳ和扇區(qū)的前向鏈路定義了５１２個(gè)不同的偏移可變數(shù)據(jù)速率241,2001/8速率482,4001/4速率964,800半速率1929,600全速率BitsperframeBpsRate重復(fù)符號重復(fù)用來向交織器和擴(kuò)譜提供恒定的比特率卷積編碼器r=1/2重復(fù)數(shù)據(jù)塊交織1.2kbps2.4kbps4.8kbps9.6kbps2.4ksps4.8ksps9.6ksps19.2ksps19.2ksps19.2ksps19.2ksps19.2ksps19.2ksps19.2ksps19.2ksps19.2ksps在CDMA蜂窩通信系統(tǒng)中，全網(wǎng)必須有統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)，以保證整個(gè)系統(tǒng)有條不紊地進(jìn)行信息的傳輸、處理和交換．協(xié)調(diào)一致地對系統(tǒng)內(nèi)各種設(shè)備進(jìn)行管理、控制和操作．這種統(tǒng)一而精確的時(shí)間基準(zhǔn)對CDMA系統(tǒng)尤為重要。CDMA蜂窩系統(tǒng)是利用全球定位系統(tǒng)(GPS)的時(shí)標(biāo)，CPS的時(shí)間與”世界協(xié)調(diào)時(shí)間(UTC)”是同步的．二者相差是秒的整數(shù)倍．CDMA系統(tǒng)時(shí)間的開始是1980.1.6UTC，這與GPS的開始時(shí)間正好重合。在CDMA蜂窩系統(tǒng)中．各基站配有GPS接收機(jī)，保證系統(tǒng)中各基站有統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)，即CDMA蜂窩系統(tǒng)的公共時(shí)間基準(zhǔn)。小區(qū)內(nèi)所有移動臺均以基站的時(shí)間基準(zhǔn)作為各移動臺的時(shí)間基準(zhǔn)，從而保證全網(wǎng)的同步。反向鏈路在反向傳輸邏輯信道中，接入信道與正向傳輸?shù)膶ず粜诺老鄬?yīng)，其作用是在移動臺接續(xù)開始階段提供通路．即在移動臺沒有占用業(yè)務(wù)信道之前，提供由移動臺至基站的傳輸通路，供移動臺發(fā)起呼叫或?qū)镜膶ず暨M(jìn)行響應(yīng)，以及向基站發(fā)送登記注冊的信息等。接入信道使用一種隨機(jī)接入?yún)f(xié)議，允許多個(gè)用戶以競爭的方式占用。在一個(gè)反向信道中，接入信道數(shù)n最多可達(dá)32個(gè)，在極端情況下，業(yè)務(wù)信道數(shù)m最多可達(dá)64個(gè)．每個(gè)用戶信道用不同的用戶長碼序列加以識別；每個(gè)接入信道也采用不同的接入信道長碼序列加以區(qū)別。在反向傳輸方向上無導(dǎo)頻信道，這樣．基站接收反向傳輸?shù)男盘枙r(shí)．只能用非相干解調(diào)?？罩薪涌谔卣?1)多址接入反向鏈路的用戶分離是基于傳統(tǒng)的長PN碼擴(kuò)譜碼分多址方案，采用42階長PN碼的不同相位偏置來區(qū)分用戶，相位偏置相當(dāng)于用戶的地址。正交擴(kuò)譜反向鏈路數(shù)據(jù)用與前向鏈路相同的兩個(gè)短PN碼進(jìn)行直接擴(kuò)譜正交調(diào)制。調(diào)制反向鏈路波形用64碼片長的Walsh碼來表示6位二進(jìn)制符號，進(jìn)行64進(jìn)制正交調(diào)制。I路和Q路的射頻載波被不同的短PN碼的雙極性基帶數(shù)據(jù)流調(diào)制，其中Q路的數(shù)據(jù)流經(jīng)過半個(gè)PN碼片延時(shí)，成為一種參差四相相移鍵控(OQPSK)?？罩薪涌谔卣?2)脈沖成形I路和Q路輸出信道中的基帶數(shù)字脈沖形狀由FIR濾波器決定，濾波器的設(shè)計(jì)要使發(fā)射的功率譜對鄰近頻率影響最小。碼片速率短PN碼及長PN碼的碼片速率都是1.2288Mbit/s，為最大數(shù)據(jù)率9.6kbit/s的128倍。捕獲基站通過移動臺發(fā)送的不包含數(shù)據(jù)的報(bào)頭來捕獲和跟蹤移動臺信號?？罩薪涌谔卣?3)語音編碼采用變速率語音編碼，每20ms幀的數(shù)據(jù)率可為1200、2400、4800和9600bit/s。糾錯編碼反向鏈路應(yīng)用了1/3的卷積編碼和維特比譯碼。交織為了防止突發(fā)性錯誤，方向鏈路在發(fā)送前對符號進(jìn)行交織，交織長度為20ms。反向鏈路簡化框圖data

R=9600bps1/3

Conv.Enc6->64

Block.EncLongPN

codegen.ShortPN

codegen.28.8ksps307.2ksps1.2288Mcps1.2288McpsRFW=1.25MHzESNaddress

maskDataCodingspreadingSpreading

(randomisation)(1)數(shù)據(jù)速率。接入信道用4800bps的固定速率。反向業(yè)務(wù)信道用9600．4800．2400和1200bps的可變速率。兩種信道的數(shù)據(jù)中都要加入編碼器尾比特．用于把卷積編碼器復(fù)位到規(guī)定的狀態(tài)。此外，在反向業(yè)務(wù)信道上傳送9600和4800bps數(shù)據(jù)時(shí)，也要加質(zhì)量指示比特(CRC)校驗(yàn)比特。(2)卷積編碼。接入信道和反向業(yè)務(wù)信道所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都要進(jìn)行卷積編碼，卷積碼的碼率為1/3，約束長度為9。(3)碼元重復(fù)。反向業(yè)務(wù)信道的碼元重復(fù)辦法和正向業(yè)務(wù)信道一樣，從而使得各種速率的數(shù)據(jù)都變換成每秒28800碼元。與下行鏈路的不同在于，這里雖然進(jìn)行碼元重復(fù)，但不會產(chǎn)生每個(gè)碼元的多次發(fā)送。它只發(fā)送其中的一個(gè)碼元，而其它的重復(fù)碼元將全部被刪除。在接入信道上，因?yàn)閿?shù)據(jù)速率固定為4800bps，因而每一碼元只重復(fù)1次，而且兩個(gè)重復(fù)碼元部要發(fā)送。(4)分組交織。分組交織的跨度為20ms。交織器組成的陣列是32行X18列(即576個(gè)單元)?？勺償?shù)據(jù)速率傳輸為減小移動臺的功耗和減小它對CDMA信道產(chǎn)生的干擾，對交織器輸出的碼元，用一時(shí)間濾波器(選通門電路)進(jìn)行選通，只允許所需的碼元輸出，而刪除其它重復(fù)的碼元。傳輸?shù)恼伎毡入S速率而變，當(dāng)速率是9600bps，選通門允許交織器輸出的所有碼元進(jìn)行傳輸，占空比為l；當(dāng)數(shù)據(jù)率是4800bps時(shí)，占空比為l/2；依此類推。在選通過程中．把20ms的幀分成16個(gè)等長段，即功率控制段，每段1.25ms，編號為0~15。根據(jù)一定的規(guī)律，使某些功率段被連通，而某些功率控制段被斷開。這種選通要保證進(jìn)入交織器的重復(fù)碼元只發(fā)送其中一個(gè)．接入信道，兩個(gè)重復(fù)碼元都要傳輸通過選通門允許發(fā)送的碼元以猝發(fā)的方式工作。它在一幀中占用哪一位置進(jìn)行傳輸是受一PN碼控制的．這一過程稱為數(shù)據(jù)的猝發(fā)隨機(jī)化，猝發(fā)位置根據(jù)前一幀中倒數(shù)第二功率控制段內(nèi)的最末14個(gè)PN碼比特進(jìn)行計(jì)算，這14個(gè)碼比特表示為b0~b13，圖例中它們?nèi)≈禐?0101101100100。數(shù)據(jù)猝發(fā)隨機(jī)比算法如下：數(shù)據(jù)率為9600bps時(shí)．所用的功率控制段為：0,1,2，…,15。數(shù)據(jù)率為4800bps時(shí)．所用的功率控制段為：b0,2+b1,4+b2,6+b3,8+b4,10+b5,12+b6,14+b7數(shù)據(jù)率為2400bps時(shí)．所用的功率控制段為:b0(如b8=0)或2+b1(如b8=1),4+b2(如b9=0)或6+b3(如b9=1),8+b4(如b10=0)或10+b5(如b10=1),12+b6(如b11=0)或14+b7(如b11=1)數(shù)據(jù)單為1200bps時(shí)，所用的功率控制段為：b0(如b8=0和b12=0)或2+b1(如b8=1和b12=0)或4+b2(如b9=0和b12=1)或6+b3(如b9=1和b12=1),8+b4(如b10=0和b13=0)或10+b5(如b10=1和b13=0),12+b6(如b11=0和b13=1)或14+b7(如b11=1和b13=1)反向鏈路詳細(xì)框圖R=1/3卷積編碼和重復(fù)塊交織器ToRF9600,4800,2400,1200bps28.8ksps307.2ksps1.2288McpsQShortCodeIShortCode6->64編碼28.8ksps1.2288Mcps1/2chipdelay長PN編碼發(fā)生器ESNbasedMask(42bits)基于ESN的掩碼（42位）1.2288McpsX4擴(kuò)展數(shù)據(jù)編碼X１擴(kuò)展（隨機(jī)）鑿孔抽取正交多進(jìn)制調(diào)制在反向CDMA信道中，把交織器輸出的碼元每6個(gè)作為一組．用26=64進(jìn)制沃爾什函數(shù)之一(稱調(diào)制碼元)進(jìn)行傳輸，調(diào)制碼元的傳輸速率為28800/6=4800bps。調(diào)制碼元時(shí)間寬度為1/4800=208.333us．每一調(diào)制碼元含64個(gè)子碼，因此沃爾什函數(shù)的子碼速率為64X4800＝307.2kbps。相應(yīng)的子碼寬度為3.255us。注意：正向CDMA信道和反向CDMA信道都使用64進(jìn)制的沃爾汁函數(shù)，但二看的應(yīng)用目的不同，前者是為了區(qū)分信道，而后者是對數(shù)據(jù)進(jìn)行正交碼多進(jìn)制調(diào)制，以提高通信質(zhì)量。因?yàn)樵诜聪駽DMA信道中，不可能像正向CDMA信道那樣提供共享的導(dǎo)頻信道．因而，這種作法在衰落信道中難以提供精確導(dǎo)頻的場合是很必要的。調(diào)制符號可根據(jù)下列調(diào)制符號指數(shù)進(jìn)行選擇，即調(diào)制符號指數(shù)(MSI)為：

MSI：c0+2c1+4c2+8c3+16c4+32c5式中c代表輸入碼元第i位的碼元值，0≤i≤5。例如輸入碼元為110100，可得

MSI＝l+2+8=11直接序列擴(kuò)展在反向業(yè)務(wù)信道和接入信道傳輸?shù)男盘柖家瞄L碼進(jìn)行擴(kuò)展。前者是數(shù)據(jù)猝發(fā)隨機(jī)化產(chǎn)生器輸出的碼流與長碼模2相加，后者是64進(jìn)制正變調(diào)制器輸出碼流和長碼模2相加，長碼的周期是242-1個(gè)子碼。長碼的各個(gè)PN子碼是用一42位的掩碼和序列產(chǎn)生器的24位狀態(tài)矢量進(jìn)行模2內(nèi)乘而產(chǎn)生的。用于長碼產(chǎn)生器的掩碼根據(jù)移動臺用來傳輸?shù)男诺李愋投?。?dāng)在接入信道傳輸時(shí)，掩碼如下：M41-M33要置成“11000111”，M32-M28要置成選用的接入信道號碼，M27-M25要置成對應(yīng)的尋呼信道號碼(范圍是1~7)，M24-M9要置成當(dāng)前的基站標(biāo)志。M8-M0要置成當(dāng)前CDMA信道的引導(dǎo)PN偏置。當(dāng)在反向業(yè)務(wù)信道傳輸時(shí)，移動臺要用到兩個(gè)掩碼中的一個(gè)：一個(gè)是公開俺碼；另一個(gè)是私用掩碼。這兩個(gè)掩碼都是該移動臺所獨(dú)有的。公開掩碼如下：M41-M32要置成“1100011000”，M31-M0要置成置成移動臺的電子序列號碼(ESN)．為了防止和連號ESN相對應(yīng)的長碼之間出現(xiàn)過大的相關(guān)值．移動臺的ESN要進(jìn)行置換，置換規(guī)則如下：置換后．私用掩碼適用于用戶保密通信。反向鏈路的射頻框圖1.2288MspsQShortCodeIShortCode1.2288Mcps1.2288Mcpscos(wct)sin(wct)HPAI1/2chipdelayQFIRFilterFIRFilter使用1/2碼片延時(shí)可避免180度相變當(dāng)經(jīng)過一個(gè)非線性放大器（如移動PA）后，OQPSK的頻譜再生比QPSK小射頻功率放大器

反向鏈路總結(jié)1/3率的卷積編碼+6/64率的塊編碼效果相當(dāng)于1/32率卷積碼。用Walsh函數(shù)完成塊編碼每6個(gè)數(shù)據(jù)位選擇64個(gè)Walsh函數(shù)之一（每個(gè)長64碼元）可進(jìn)行非相關(guān)檢測（例如–Wn或+Wn對應(yīng)同樣的6位數(shù)據(jù)序列）長PN實(shí)現(xiàn)x4擴(kuò)展至最終的1.25MHz帶寬。

每42天重復(fù)一次

每個(gè)手機(jī)機(jī)都有特定的相位（偏移）短PN編碼是隨機(jī)的（但不擴(kuò)展）每26.6667毫秒重復(fù)一次IS-95編碼地址碼的選擇1、對CDMA系統(tǒng)的影響：（1）系統(tǒng)容量（2）抗干擾能力（3）接入和切換速度等。2、對地址碼的要求（1）能提供足夠數(shù)量的相關(guān)函數(shù)特性尖銳的碼系列，保證信號經(jīng)過地址碼解擴(kuò)后具有高的信噪比。（2）能提供接近白噪聲特性，同時(shí)編碼方案簡單，保證具有較快的同步建立速度。用于信道分離用于數(shù)據(jù)的塊編碼WalshCodes沃爾什碼用于基站或扇區(qū)分離對I和Q信道進(jìn)行擾碼短代碼最大長度+1位長度=215=32,768碼片對用戶數(shù)據(jù)等隨機(jī)化用于用戶分離長代碼來自客戶ESN長度=

242–1前向鏈路反向鏈路IS-95中使用的編碼短代碼I和Q信道采用兩種短代碼。短代碼為最長線性移位寄存器序列，帶一個(gè)附加位；長度=215=32,678chips。短代碼的偏移或相位用于區(qū)分小區(qū)及扇區(qū)。所有基站小區(qū)都發(fā)送一個(gè)導(dǎo)頻，該導(dǎo)頻為未調(diào)制的I和Q短代碼，可用于手機(jī)切換時(shí)識別扇區(qū)。有512個(gè)可用的偏移。IS-95中使用的PN序列長代碼長代碼為最長線性移位寄存器序列。周期為(242–1)

個(gè)碼片（碼片速率為1.2288

Mcps），即41天重復(fù)一次。長代碼的相位用來表示手機(jī)的ESN。在反向鏈路中，長代碼用來區(qū)分每個(gè)移動設(shè)備，即手機(jī)；同時(shí)提供x4的頻譜擴(kuò)展。在前向鏈路中，代長碼提供下列功能對用戶數(shù)據(jù)隨機(jī)化；對功率控制的比特位隨機(jī)化。IS-95中的Walsh碼在IS－95中，使用64位Walsh碼作為正交碼。在前向鏈路中：在每個(gè)扇區(qū)內(nèi)，每一信道通過專用的正交Walsh碼來區(qū)別信道。在反向鏈路中：用Walsh碼作分組碼對數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制。功率控制功率控制要求保證足夠的Eb/N0:通過功率控制，使整個(gè)手機(jī)的發(fā)射功率保證接收機(jī)所接收的信號至少達(dá)到最小Eb/N0

需求值。保持一個(gè)不高于需求值的發(fā)射功率的要求，使得給其他用戶的干擾達(dá)到最小。

在CDMA系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的功率控制，是CDMA系統(tǒng)的一大技術(shù)特點(diǎn)。CDMA系統(tǒng)是一個(gè)干擾受限的系統(tǒng)，如果每個(gè)移動臺的發(fā)射功率受控，使得它的信號以所要求的最小的信號干擾比到達(dá)基站，那么這個(gè)系統(tǒng)的容量就會達(dá)到最大。功率控制的目的，就是要保證每個(gè)用戶的接收和發(fā)射，在保證信息正確接收的條件下，有剛剛足夠的能量。正向功率控制主要目的是使小區(qū)內(nèi)所有移動臺接收良好，增加小區(qū)容量，并減少對鄰區(qū)的干擾。正向功率控制一般只需要小動態(tài)范圍、慢速率的控制。反向功率控制主要目的是克服遠(yuǎn)近效應(yīng)，使小區(qū)內(nèi)移動臺間干擾最小，保證基站能同時(shí)接收穩(wěn)定數(shù)量的移動臺信號，提高系統(tǒng)容量。反向功率控制一般要求動態(tài)范圍大、控制速度快、控制精度高，反向功率控制一般又分為反向開環(huán)控制與反向閉環(huán)控制。功率控制分類反向鏈路開環(huán)功率控制為手機(jī)提供到達(dá)BTS所需的傳輸功率估值反向鏈路閉環(huán)功率控制基于在BTS接收到的Eb/No，和在BSC接收到的FER通過由BTS每1.25毫秒向手機(jī)發(fā)送±1dB指令來完成要注意到抗衰落的問題

前向鏈路功率控制根據(jù)來自手機(jī)的FER報(bào)告對每個(gè)前向信道進(jìn)行功率調(diào)整（50赫茲）不如反向鏈路關(guān)鍵，因?yàn)樗械男诺溃ㄒ粋€(gè)扇區(qū)）是在一個(gè)公共的集合信道中并一起衰減。反向鏈路閉環(huán)功率控制需要的Eb/No隨速度、相異性和環(huán)境（通常為4到9dB）的變化而變化功率控制最終由FER（質(zhì)量）推動BS-RXEb/No(est.)MS+-Filter濾波器FER

target(1%)FEREb/No設(shè)定點(diǎn)±1dB/1.25ms反向鏈路功率控制子信道前向鏈路功率控制正向鏈路功率控制比較緩慢（50赫茲）。兩個(gè)觸發(fā)器用于正向鏈路功率控制周期的報(bào)告門限的報(bào)告BS-TXMSFERtarget(1%)TCHGainStart

ErroredFrameCountTCHGainMin

TCHGainMax

FPC

AlgorithmGainTCHModulation話音激活與可變速率聲碼器技術(shù)

在典型的全雙工通信中，每次通話的占空比小于35%。CDMA系統(tǒng)在通話的停頓期間，降低信號傳輸速率，從而減輕對其它用戶的干擾。這即是CDMA系統(tǒng)中的話音激活技術(shù)。由于CDMA系統(tǒng)的容量與所受干擾功率有關(guān)，降低用戶間的干擾，則可增加系統(tǒng)容量。目前CDMA系統(tǒng)普遍采用可變速率聲碼器，可變速率聲碼器的一個(gè)重要特點(diǎn)是使用適當(dāng)?shù)拈T限值來決定所需速率，門限值隨背景噪聲電平的變化而變化，從而提高了話音的質(zhì)量，同時(shí)在低速率工作時(shí)又降低了信道間的干擾，提高了系統(tǒng)的容量。在IS-95CDMA系統(tǒng)中，采用了8kbs和13kbs的變速率聲碼器技術(shù)。在8kbs聲碼器中，采用了4種碼率的傳輸速率，根據(jù)話音信號激活程度，聲碼器自動選擇傳輸速率。設(shè)了三個(gè)門限來變換聲碼器速率，三個(gè)門限由前一幀話音自相關(guān)函數(shù)和前一幀噪聲電平?jīng)Q定，每幀更新一次（20ms）。聲碼器采用了QCELP編碼（Q碼激勵線性預(yù)測）如若話音幀自相關(guān)函數(shù)：＞三個(gè)門限，選擇全速率（9.6kbs）＞大于二個(gè)門限，選擇半速率（4.8kbs）＞僅大于一個(gè)門限，選擇1/4速率（2.4kbs）＜所有三個(gè)門限，選擇1/8速率（1.2kbs）；當(dāng)不講話時(shí)，用1.2kbs速率，只傳背景噪聲。RAKE分集接收技術(shù)

在移動通信中，多徑傳播往往會產(chǎn)生有害的多徑干擾。但在擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中卻可以對這些多徑信號進(jìn)行分離和合并，實(shí)現(xiàn)多徑分離，以改善系統(tǒng)的性能。具有這種功能的接收機(jī)稱為RAKE接收機(jī)。1958年P(guān)rice和Green提出一種解決多徑的方法：利用偽PN碼的特征，時(shí)移序列與原序列相關(guān)性小，因看似相關(guān)接收機(jī)圖像耙子（RAKE），而稱為RAKE接收機(jī)。RAKE接收機(jī)包含多個(gè)相關(guān)器，每一相關(guān)器接收一個(gè)多徑信號，多徑信號被相關(guān)器解擴(kuò)后，可按最大比組合在一起。因?yàn)榻邮盏降亩鄰叫盘柕乃ヂ涫仟?dú)立的，經(jīng)分集后，系統(tǒng)的性能可得到改善，這也是CDMA系統(tǒng)的話音質(zhì)量優(yōu)于TDMA系統(tǒng)，通話時(shí)不易掉話的原因之一。CDMA系統(tǒng)中基站4路RAKE，移動臺3路RAKE的基本原理圖RAKE接收機(jī)的基本原理圖

相關(guān)器1

相關(guān)器2

相關(guān)器3

搜索器

合并

信道估計(jì)

圖中假設(shè)有多條路徑，路徑具有不同的時(shí)延t1、t2、t3tN，以及不同的衰落因子a1、a2、a3

aN。RAKE接收機(jī)設(shè)計(jì)成三個(gè)支路對應(yīng)三條路徑的多徑分量。對每一支路，接收信號分別與一個(gè)對應(yīng)時(shí)延t的擴(kuò)頻碼相關(guān)，信號經(jīng)解擴(kuò)后加權(quán)再組合，從而達(dá)到分集接收的目的。相關(guān)時(shí)延小于的多徑分量不能被分解。1.2288Mcps的PN碼片允許以0.814μs的時(shí)間間隔分解多徑成分。越區(qū)切換CDMA切換GSM和AMPS系統(tǒng)采用“先中斷再連接”的方式進(jìn)行切換手機(jī)識別目標(biāo)BTS扇區(qū)并向BSC報(bào)告在與BTS2建立連接之前，先斷開與BTS1的連接CDMA采用“先連接再中斷”的方式進(jìn)行切換手機(jī)識別目標(biāo)BTS扇區(qū)并向BSC報(bào)告同時(shí)連接多達(dá)6個(gè)扇區(qū)被稱為“軟切換”軟切換技術(shù)是CDMA系統(tǒng)獨(dú)有的技術(shù)。軟切換的機(jī)理是：當(dāng)移動臺在工作時(shí)，特別在運(yùn)動的狀態(tài)下，移動臺對鄰近基站發(fā)出的同一工作頻率的導(dǎo)頻信號不斷地進(jìn)行測量，而且把檢測到的導(dǎo)頻信號根據(jù)強(qiáng)弱進(jìn)行分類、登錄，并動態(tài)進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)通信環(huán)境的變化，作出可靠的切換判決，同時(shí)，把測量結(jié)果通知基站，作為切換的判決依據(jù)。軟切換技術(shù)主要涉及導(dǎo)頻搜索技術(shù)，導(dǎo)頻強(qiáng)度的測量技術(shù)，切換過程中的導(dǎo)頻變換技術(shù)。軟切換的好處

改善話音質(zhì)量通過功率控制降低小區(qū)間干擾降低掉話率增加容量和覆蓋范圍CDMA系統(tǒng)的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是軟切換，可以實(shí)現(xiàn)無縫通信。軟切換的過程是先連后斷。切換過程中，移動臺輔助（測量導(dǎo)頻信號強(qiáng)度）、基站引導(dǎo)完成。軟切換是宏分集的一種實(shí)現(xiàn)形式，可以提高系統(tǒng)性能和容量。現(xiàn)代通信系統(tǒng)技術(shù)體制考慮原則有效性：在給定的頻率、功率和空間條件下實(shí)現(xiàn)最大的傳輸容量?？煽啃裕涸诮o定的信道衰落和干擾條件下實(shí)現(xiàn)最好的業(yè)務(wù)質(zhì)量。靈活性：為固定及移動用戶提供最靈活的無線接入手段。實(shí)用性：成本、體積、重量、耗電等。關(guān)于有效性信源編碼技術(shù)：采用有效的信源編碼技術(shù)，在保證原始消息質(zhì)量的條件下，盡可能壓縮傳輸所需的比特率。調(diào)制技術(shù)：采用高效率的調(diào)制技術(shù)（包括頻譜成形技術(shù)），盡可能壓縮傳輸給定比特率所需的帶寬。蜂窩技術(shù)：控制發(fā)射機(jī)的功率，在通信區(qū)域內(nèi)劃分出許多蜂窩狀小區(qū)，從而提高無線頻譜的利用率。智能天線技術(shù)：利用天線的自動定向或扇區(qū)劃分，在通信區(qū)域內(nèi)形成許多定向的小區(qū)，從而提高無線頻譜利用率。關(guān)于可靠性冗余度技術(shù) －糾錯編碼，比特上的冗余度； －擴(kuò)頻與跳頻，頻率上的冗余度； －電平儲備，功率上的冗余度； －備份切換，設(shè)備上的冗余度。抵銷技術(shù) －均衡，用頻域或時(shí)域的方法校正信道的傳遞函數(shù)； －分集，用多重頻率、時(shí)間或天線接收的信號抵銷多徑效應(yīng)；