CDMA通信原理(基礎(chǔ))

RA000001CDMA通信原理1.0課程內(nèi)容

第一章CDMA概述及其發(fā)展演進(jìn)第二章CDMA關(guān)鍵技術(shù)特色業(yè)務(wù)第三章CDMA在中國的應(yīng)用第一章CDMA技術(shù)及其發(fā)展演進(jìn)移動通信的發(fā)展與CDMA技術(shù)的出現(xiàn)三種3G制式的比較什么是CDMA技術(shù)CDMA技術(shù)與其它多址技術(shù)的比較CDMA技術(shù)的發(fā)展演進(jìn)CDMA20001X概述CDMA20001X帶來的技術(shù)優(yōu)勢CDMA網(wǎng)絡(luò)參考模型CDMA接口標(biāo)準(zhǔn)移動通信的發(fā)展與CDMA技術(shù)的出現(xiàn)移動通信的發(fā)展與CDMA技術(shù)的出現(xiàn)CDMA與GSM同屬于2代數(shù)字移動通信系統(tǒng)。GSM是歐洲標(biāo)準(zhǔn)，全球都有應(yīng)用，中國稱為全球通，向3G演進(jìn)的方向是WCDMACDMA是北美標(biāo)準(zhǔn)，主要在北美洲。南美洲、亞洲。澳洲也有運(yùn)營商。向3G演進(jìn)的方向是CDMA2000三種3G制式的比較現(xiàn)在總共有3中3G制式存在三種3G制式的比較（1）什么是CDMA技術(shù)頻率碼用戶3用戶2用戶1CDMACDMA：CodeDivisionMultipleAccess（碼分多址）。所有用戶在同一時(shí)間、同一頻段上、根據(jù)編碼獲得業(yè)務(wù)信道。CDMA技術(shù)與其它多址技術(shù)的比較碼業(yè)務(wù)信道在不同頻段分配給不同用戶如：TACS系統(tǒng)、AMPS系統(tǒng)業(yè)務(wù)信道在不同時(shí)間分配給不同用戶如：GSM所有用戶在同一時(shí)間、同一頻段上、根據(jù)編碼獲得業(yè)務(wù)信道用戶1用戶2用戶3時(shí)間頻率FDMA用戶1用戶2用戶3時(shí)間頻率TDMA時(shí)間頻率CDMA用戶3用戶2用戶1CDMA技術(shù)與其它多址技術(shù)的比較CDMA10MHz8個(gè)CDMA載波每載波20個(gè)話音信道每站點(diǎn)3個(gè)扇區(qū)頻率復(fù)用系數(shù)＝1支持有效話音信道數(shù)＝8×20×3＝480GSM10MHz50個(gè)GSM載波(10MHz/200KHz)每載波8個(gè)時(shí)隙（包括業(yè)務(wù)信道和控制信道）每站點(diǎn)3個(gè)扇區(qū)頻率復(fù)用系數(shù)（通常）＝4可配置的站型為S444支持有效話音信道數(shù)＝48×7.2/4＝87在相同頻譜利用度情況下，CDMA容量是GSM的4~5倍.大容量CDMA技術(shù)與其它多址技術(shù)的比較廣覆蓋CDMA小區(qū)覆蓋隨負(fù)載的變化而變化在無負(fù)載情況下，小區(qū)半徑是標(biāo)準(zhǔn)GSM的3倍在每扇區(qū)20信道的負(fù)載條件下，半徑是標(biāo)準(zhǔn)GSM的2倍GSM小區(qū)在加載的情況下，覆蓋保持不變在相同覆蓋條件下，基站數(shù)量大大減少CDMA2000技術(shù)的發(fā)展演進(jìn)問題現(xiàn)在世界上總共有幾種3G標(biāo)準(zhǔn)?CDMA2000的演進(jìn)方式是什么?小結(jié)CDMA即CodeDivisionMultipleAccess（碼分多址）是一種采用先進(jìn)無線擴(kuò)頻技術(shù)的數(shù)字通信多址接入方式。CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展經(jīng)歷了從IS-95A、IS-95B到cdma20001x、及cdma20001xEV的發(fā)展過程第二章CDMA關(guān)鍵技術(shù)和特色業(yè)務(wù)第一節(jié)CDMA的關(guān)鍵技術(shù)第二節(jié)CDMA的特色業(yè)務(wù)第三節(jié)CDMA2000新業(yè)務(wù)第四節(jié)CDMA的移動性管理第五節(jié)CDMA的安全性管理第一節(jié) CDMA關(guān)鍵技術(shù)擴(kuò)頻技術(shù)RAKE接收技術(shù)語音編碼信道編碼功率控制軟切換技術(shù)增強(qiáng)硬切換技術(shù)小區(qū)呼吸鑒權(quán)技術(shù)CDMA關(guān)鍵技術(shù)——擴(kuò)頻技術(shù)CDMA擴(kuò)頻技術(shù)可以減少頻率選擇性衰落的影響窄帶信號擴(kuò)頻碼擴(kuò)頻碼信號合并寬帶信號噪聲噪聲+寬帶信號信號與噪聲分離tP(t)P(t)P(t)P(t)P(t)ttttCDMA關(guān)鍵技術(shù)——RAKE接收技術(shù)時(shí)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(kuò)展實(shí)現(xiàn)的。CDMA將信號擴(kuò)展到整個(gè)1.25M上?？臻g分集基站采用雙接收天線。在手機(jī)和基站采用RAKE接收，合并不同傳輸延時(shí)的信號。軟切換的時(shí)候，移動臺和多個(gè)基站同時(shí)聯(lián)系，從中選出最好的幀送給交換機(jī)。ttCDMA關(guān)鍵技術(shù)——RAKE接收技術(shù)tS(t)發(fā)射信號接收技術(shù)無線環(huán)境-多徑效應(yīng)CDMA關(guān)鍵技術(shù)——RAKE接收技術(shù)RAKE接收技術(shù)在多徑衰落條件下有效提高接收性能接收機(jī)單徑接收電路單徑接收電路單徑接收電路搜索器計(jì)算信號強(qiáng)度與時(shí)延合并合并后的信號ttS(t)S(t)CDMA關(guān)鍵技術(shù)——語音編碼典型的雙工通話中，通話的占空比小于35%,不通話的時(shí)候降低發(fā)射速率，有效提高系統(tǒng)容量?？勺兯俾事暣a器:8KQCELP13KQCELP特點(diǎn):支持話音激活CDMA關(guān)鍵技術(shù)——信道編碼CDMA采用卷積碼與Turbo碼，降低誤碼率，提高系統(tǒng)性能，滿足語音通信與數(shù)據(jù)通信需求不能滿足通信需要滿足語音通信需要滿足數(shù)據(jù)通信需要無糾錯編碼：BER<10-1~BER<10-2卷積編碼：BER<10-3Turbo碼：BER<10-6Out001110加擾－M序列包含兩部分：移位寄存器序列掩碼輸出序列的周期是2N-1bits，N為寄存器個(gè)數(shù)當(dāng)掩碼不同時(shí)，輸出的移位寄存器序列相位不同CDMA核心技術(shù)長碼長碼是周期為242-1的M-序列長碼的功能：

加擾前向CDMA信道控制功率控制比特的插入在反向，區(qū)分出不同的MSCDMA核心技術(shù)短碼PNaPNcPNbCDMA核心技術(shù)短碼為一周期215

的M-序列每個(gè)扇區(qū)在短碼中指配一個(gè)時(shí)間偏置（相位）系統(tǒng)利用PN短碼的時(shí)間偏置來區(qū)別（BTS）扇區(qū)可允許所有Walsh碼在各（BTS）扇區(qū)復(fù)用系統(tǒng)規(guī)定PN碼最小偏移值為64chips，共有512個(gè)時(shí)間偏置（215/64=512）同一（BTS）扇區(qū)內(nèi)所有CDMA信道的短碼相同不同（BTS）扇區(qū)內(nèi)的CDMA信道的短碼時(shí)間偏置不同Walsh碼W2n=WnWnWnWnW1=0W2=0001W4=0000010100110110Walshcode不同的Walsh碼之間是正交的。Walsh碼是一種正交擴(kuò)頻碼Wim

代表階數(shù)為m的Walsh矩陣中的i行。CDMA核心技術(shù)在前向，每個(gè)符號都需要用Walsh碼進(jìn)行擴(kuò)頻。在前向，Walsh碼用于區(qū)分出不同的用戶。在反向，對IS95A/B,每輸入6個(gè)符號，輸出一個(gè)Walsh函數(shù)。例如，如果輸入的符號序列為110011，那么輸出的符號序列為W5164(110011binary=51decimal).在反向，對于CDMA2000,Walsh函數(shù)用于區(qū)分信道類型。（RC3-9）Walsh碼CDMA核心技術(shù)CDMA關(guān)鍵技術(shù)——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：800Hz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EIB(ErasureIndicatorBit)方式：50HzQIB方式：50Hz快速功率控制：800HzCDMA關(guān)鍵技術(shù)——功率控制每個(gè)用戶對于其他用戶都相當(dāng)于干擾，遠(yuǎn)近效應(yīng)會嚴(yán)重影響系統(tǒng)容量采用功率控制技術(shù)減少了相互之間的干擾，提高了系統(tǒng)整體容量PowerfPowerf遠(yuǎn)近效應(yīng)與功率控制CDMA關(guān)鍵技術(shù)——功率控制(反向開環(huán))移動臺所需發(fā)射功率受以下因素影響移動臺與基站距離小區(qū)負(fù)荷信道環(huán)境CDMA系統(tǒng)規(guī)定用一個(gè)常數(shù)來補(bǔ)償路徑損耗與小區(qū)負(fù)荷的影響，這個(gè)常數(shù)可由基站調(diào)整移動臺根據(jù)接收前向信道的功率，直接確定發(fā)射功率CDMA關(guān)鍵技術(shù)——功率控制(反向閉環(huán))內(nèi)環(huán)功率控制基站測量Eb/Nt和設(shè)定的目標(biāo)Eb/Nt進(jìn)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(jì)誤幀率，設(shè)定所需的目標(biāo)Eb/NtCDMA關(guān)鍵技術(shù)——軟切換技術(shù)軟切換:不同基站BTS間切換不同BSC間切換更軟切換:同基站不同扇區(qū)間切換硬切換:異頻切換不同系統(tǒng)間切換CDMA系統(tǒng)支持多種切換技術(shù)CDMA關(guān)鍵技術(shù)——軟切換技術(shù)ABCABCABCABCABCABC軟切換技術(shù)改善話音質(zhì)量；控制手機(jī)干擾降低掉話率；提高容量與覆蓋范圍CDMA關(guān)鍵技術(shù)——增強(qiáng)硬切換技術(shù)CFSRPM(Report)CRSCNM

(SearchOrder)F1(serving)F2(candidate)GHDM

(HHO)CRSRQM

(SearchParameters)CFSRSM(Acceptance)CDMA技術(shù)支持不同頻率基站之間硬切換，支持不同系統(tǒng)間的硬切換增強(qiáng)硬切換技術(shù)有效提高切換成功率，降低掉話率CDMA關(guān)鍵技術(shù)——增強(qiáng)硬切換技術(shù)CDMA技術(shù)支持不同頻率基站之間硬切換，支持不同系統(tǒng)間的硬切換增強(qiáng)硬切換技術(shù)有效提高切換成功率，降低掉話率City2City1City3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CDMA關(guān)鍵技術(shù)——小區(qū)呼吸“小區(qū)呼吸”動態(tài)分配小區(qū)負(fù)荷，改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋,增加系統(tǒng)容量負(fù)載控制使用的主要手段包括小區(qū)呼吸和同覆蓋異頻小區(qū)之間的切換。第三節(jié)CDMA2000新業(yè)務(wù)移動分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)移動定位業(yè)務(wù)032649.61281443842,0001G2GVoiceTextMessagingVideoStreamingStillImagingAudioStreamingDataTransmissionSpeed-kbps

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MSC支持登記和取消登記。其中登記包括開機(jī)登記、關(guān)機(jī)登記、基于定時(shí)器的登記、基于距離的登記、基于區(qū)域的登記、參數(shù)變化的登記、受命登記、業(yè)務(wù)信道的登記和隱含登記。問題軟切換與硬切換的區(qū)別小結(jié)CDMA關(guān)鍵技術(shù)幾個(gè)重要的概念：軟切換，硬切換CDMA的功率控制原理第三章CDMA在中國的應(yīng)用第一節(jié)中國CDMA標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展和聯(lián)通一期建設(shè)情況第二節(jié)CDMA系統(tǒng)編號方案第一節(jié)中國CDMA標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展和聯(lián)通一期建設(shè)情況中國CDMA標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展CDMA聯(lián)通一期建設(shè)情況中國CDMA標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展我國目前采用的CDMA標(biāo)準(zhǔn)主要是向美國的標(biāo)準(zhǔn)靠攏，但應(yīng)注意到我國的實(shí)際情況與它們稍有不同。例如，在空中接口上，美國的標(biāo)準(zhǔn)注重CDMA與AMPS雙模兼容，而在我國則沒有這種需求，因此其頻率、基本頻道的設(shè)置以及IMSI等許多方面都要進(jìn)行修改；在A接口上，美國的標(biāo)準(zhǔn)兼容了多種制式，而我國只需要其中的CDMA一種；同樣地，網(wǎng)絡(luò)接口IS-41系列標(biāo)準(zhǔn)也需要進(jìn)行必要的修改。CDMA聯(lián)通一期建設(shè)情況聯(lián)通CDMA一期工程建設(shè)窄帶CDMA網(wǎng)絡(luò),也就是IS-95B(增強(qiáng)性IS-95),建設(shè)容量為1500萬,覆蓋全國200多個(gè)市縣,省會及沿海發(fā)達(dá)地區(qū)全部覆蓋。目前已實(shí)現(xiàn)全國漫游測試，并通過TSI國際關(guān)口局和香港、韓國、日本的CDMA網(wǎng)絡(luò)完成了國際漫游測試。同時(shí)建設(shè)CDMA智能網(wǎng)，提供預(yù)付費(fèi)（PPC）、虛擬交換網(wǎng)（VPN）智能增值業(yè)務(wù)。從2002年1月8日開始試運(yùn)行，2002年4月8日正式放號。2002年下半年將建設(shè)CDMA20001X網(wǎng)絡(luò)。第二節(jié)CDMA系統(tǒng)編號方案在CDMA系統(tǒng)中，出于識別用戶和用戶所在位置的目的，定義了如下的一些編號:MIN/IMSIMDNESNTLDNSID/NIDLAIGCISIN移動區(qū)域定義移動用戶識別碼MIN/IMSI移動用戶識別碼/國際移動用戶識別碼例如：0907550001/460030907550001移動號碼簿號碼MDN移動號碼簿號碼例如：8613307550001CC+MAC+H0H1H2H3+ABCD國際移動用戶DN號碼國內(nèi)有效移動用戶號碼電子序列號ESN電子序號（ESN）用于唯一地識別一個(gè)移動臺設(shè)備，每個(gè)雙模移動臺分配一個(gè)唯一的電子序號。它包含32比特，其構(gòu)成如下：31......2423......1817......0bit廠家編號保留設(shè)備序號例如：FD03780A（摩托羅拉378手機(jī)第10部）設(shè)備序號由廠家自行分配。臨時(shí)本地號碼TLDN臨時(shí)本地號碼簿號碼例如：8613344755001系統(tǒng)識別碼/交換機(jī)號SID/NIDMSCID（交換機(jī)識別碼）=系統(tǒng)識別碼（SID）+交換機(jī)號（SWIN）用來表示NSS網(wǎng)絡(luò)中某一個(gè)設(shè)備,例如聯(lián)通CDMA網(wǎng)深圳MSC標(biāo)記為3755+01位置區(qū)識別碼

LAI位置區(qū)識別碼PAGING消息是在一個(gè)位置區(qū)內(nèi)廣播，位置區(qū)大小取決于話務(wù)量、尋呼承載能力、信令流量等格式：MCC+MNC+LACMCC：MobileCountryCode，移動國家碼，三個(gè)數(shù)字，如中國為460。MNC：MobileNetworkCode，移動網(wǎng)號，兩個(gè)數(shù)字，如聯(lián)通的MNC為03。LAC：LocationArea