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Page1,第一章移动通信基础知识第二章CDMA原理第三章CDMA关键技术第四章IS95及CDMA1X技术,内容介绍,Page2,双工技术：区分用户的上行/下行信号,频分双工（FDD）：以不同频率区分上行和下行优点：实现简单缺点：上下行业务不对称时（主要是数据业务）频谱利用效率低时分双工（TDD）：以不同时隙区分上行和下行优点在上下行业务不对称时可以给上下行灵活分配不同数量的时隙，频谱效率高上行和下行使用相同频率载频，便于引入智能天线、联合检测等新技术缺点实现较复杂，需要GPS同步和CDMA技术一起使用时，上下行之间的干扰控制难度较大,Page3,多址技术：区分不同用户,Page4,多址技术比较,FDMATDMACDMA容量1461020载干比(C/I)18dB9dB-8-6dB实现难度易中难,Page5,码分多址（CDMA）的技术特点,优点抗干扰能力强，频率复用度高，频谱利用率大大提高保密性强：扩频后的信号近似白噪声软容量，具备一定的话务自适应能力缺点占用带宽较大自干扰系统系统内用户互相干扰技术实现难度大，需要采用快速功率控制技术、负载控制等技术,Page6,三种体制的技术比较,Page7,频段频点概念（2G）,Page8,区域定义,注意：位置区是有核心网分配的，对接入网透明,Page9,CDMA的发展历程,Page10,cdma20001X网络结构,Abis,A1(信令),A2(业务),A11(信令),A10(业务),A3(信令&业务)/A7(信令),Page11,第一章移动通信基础知识第二章CDMA原理第三章CDMA关键技术第四章IS95及CDMA1X技术,内容介绍,Page12,第2章CDMA原理2.1码分多址原理2.2CDMA系统通信模型,内容介绍,Page13,扩频通信,扩频通信：指将信号扩展至一很宽频带后进行传送的通信系统。扩频通信系统有多种实现方法，CDMA系统采用直接序列调制的方式实现扩频。直接序列调制见下图，将原始信号编码和一比特率远大于它的扩频序列想乘（求异或）之后去调制载波得到扩频信号，此种扩频方式称为直接序列调制。,Page14,扩频序列,扩频信号,解扩后信号,原始信号编码,扩频序列,扩频与解扩,Page15,相关性和正交,相关性：指两个信号的相似程度。相关性使用相关系数来衡量，当两个信号完全相同时的相关系数为1，当两个信号的相关系数为0时称两个信号正交。对于离散的数字序列相关系数定义为：假设有两个等长的二进制数字编码序列：x（x1，x2，x3，xi，xn）和y（y1，y2，y3，yi，yn）则x和y相关系数为：如果两个二进制数字编码序列相关系数为0，称两者为正交序列。多个两两正交的二进制数字编码序列构成的码组称为正交码组。,Page16,序列2,判决电路输出,序列1,序列1序列2,正交序列,Page17,正交码组,8阶正交码组举例：-1-1-1-1-1-1-1-1-11-11-11-11-1-111-1-111-111-1-111-1-1-1-1-11111-11-111-11-1-1-11111-1-1-111-11-1-11,Page18,原始信号编码1,扩频序列C1,扩频信号S1=1*C1,混合扩频信号S1+S2,原始信号编码2,扩频序列C2,扩频信号S2=2*C2,正交序列扩频,Page19,扩频序列C1,解扩后的数据(S1+S2)*C1,判决电路输出信号1,解扩与信号分离1,混合扩频信号S1+S2,Page20,扩频序列C2,解扩后的数据(S1+S2)*C2,混合扩频信号S1+S2,判决电路输出信号2,解扩与信号分离2,Page21,CDMA过程中的频谱变化,Page22,第2章CDMA原理2.1码分多址原理2.2CDMA系统通信模型,内容介绍,Page23,常用名词,比特（bit）、符号（Symbol）与码片（Chip）纯信息数据称为比特（bit）在经过卷积编码器、符号重复与交织后的数据被称为符号（symbol）经过最终扩频后得到的数据被称为码片（chip）处理增益（ProcessingGain）理解为最终扩频速率与信息速率的比；在IS-95中处理增益为128，即21dB增益越小，所需功耗越大，终端越费电，覆盖越小前向（Forward）：从基站到移动台反向（Reverse）：从移动台到基站,Page24,射频接收,解调,解扩,解扰,译码解交织,信源译码,系统通信模型,Page25,CDMA相关技术信源编码,高效声码器：QCELP8KQCELP13KEVRC8K特点：相对于PCM编码小得多带宽，支持话音激活(无语音时关闭)。典型的双工通话中，通话的占空比小于35%,不通话的时候降低发射速率，有效提高系统容量。,Page26,CDMA相关技术信道编码,信道编码采用卷积码（语音，1/2）或者TURBO（数据1/3）码。约束长度：移位寄存器数+1。(cdma的是9)编码效率：输入bit数/输出bit数。,11011000,10000010,11101110,1110100010101100,Page27,CDMA相关技术交织,交织,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,?,4,5,6,7,8,1,2,?,4,5,6,7,8,1,2,?,4,5,6,7,8,1,2,?,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,?,4,5,6,7,8,1,2,?,4,5,6,7,8,1,2,?,4,5,6,7,8,1,2,?,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,解交织,传送,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,1,?,?,?,?,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,?,不经过交织直接传送,：因受到干扰无法正确恢复的Bit,Page28,CDMA相关技术扩频/解扩频,Walsh码是一种正交扩频码.不同的Walsh码之间全部都是正交的.Wim代表阶数为m的Walsh矩阵中的第i行.,WALSHCODES#-64-ChipSequence-00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101012001100110011001100110011001100110011001100110011001100110011001130110011001100110011001100110011001100110011001100110011001100110400001111000011110000111100001111000011110000111100001111000011115010110100101101001011010010110100101101001011010010110100101101060011110000111100001111000011110000111100001111000011110000111100701101001011010010110100101101001011010010110100101101001011010018000000001111111100000000111111110000000011111111000000001111111190101010110101010010101011010101001010101101010100101010110101010100011001111001100001100111100110000110011110011000011001111001100110110011010011001011001101001100101100110100110010110011010011001120000111111110000000011111111000000001111111100000000111111110000130101101010100101010110101010010101011010101001010101101010100101140011110011000011001111001100001100111100110000110011110011000011150110100110010110011010011001011001101001100101100110100110010110160000000000000000111111111111111100000000000000001111111111111111170101010101010101101010101010101001010101010101011010101010101010180011001100110011110011001100110000110011001100111100110011001100190110011001100110100110011001100101100110011001101001100110011001200000111100001111111100001111000000001111000011111111000011110000210101101001011010101001011010010101011010010110101010010110100101220011110000111100110000111100001100111100001111001100001111000011230110100101101001100101101001011001101001011010011001011010010110240000000011111111111111110000000000000000111111111111111100000000250101010110101010101010100101010101010101101010101010101001010101260011001111001100110011000011001100110011110011001100110000110011270110011010011001100110010110011001100110100110011001100101100110280000111111110000111100000000111100001111111100001111000000001111290101101010100101101001010101101001011010101001011010010101011010300011110011000011110000110011110000111100110000111100001100111100310110100110010110100101100110100101101001100101101001011001101001320000000000000000000000000000000011111111111111111111111111111111330101010101010101010101010101010110101010101010101010101010101010340011001100110011001100110011001111001100110011001100110011001100350110011001100110011001100110011010011001100110011001100110011001360000111100001111000011110000111111110000111100001111000011110000370101101001011010010110100101101010100101101001011010010110100101380011110000111100001111000011110011000011110000111100001111000011390110100101101001011010010110100110010110100101101001011010010110400000000011111111000000001111111111111111000000001111111100000000410101010110101010010101011010101010101010010101011010101001010101420011001111001100001100111100110011001100001100111100110000110011430110011010011001011001101001100110011001011001101001100101100110440000111111110000000011111111000011110000000011111111000000001111450101101010100101010110101010010110100101010110101010010101011010460011110011000011001111001100001111000011001111001100001100111100470110100110010110011010011001011010010110011010011001011001101001480000000000000000111111111111111111111111111111110000000000000000490101010101010101101010101010101010101010101010100101010101010101500011001100110011110011001100110011001100110011000011001100110011510110011001100110100110011001100110011001100110010110011001100110520000111100001111111100001111000011110000111100000000111100001111530101101001011010101001011010010110100101101001010101101001011010540011110000111100110000111100001111000011110000110011110000111100550110100101101001100101101001011010010110100101100110100101101001560000000011111111111111110000000011111111000000000000000011111111570101010110101010101010100101010110101010010101010101010110101010580011001111001100110011000011001111001100001100110011001111001100590110011010011001100110010110011010011001011001100110011010011001600000111111110000111100000000111111110000000011110000111111110000610101101010100101101001010101101010100101010110100101101010100101620011110011000011110000110011110011000011001111000011110011000011630110100110010110100101100110100110010110011010010110100110010110,Page29,CDMA相关技术扩频/解扩频,Walsh功能:每个符号都需要用Walsh码进行扩频.在前向,用于区分出不同的用户.在前/反向,用于区分信道类型.变长Walsh码:对于不同的信息速率,使用不同的长度的Walsh码,以确保最后的扩频码片速率为1.2288MChips.（1.2288M/64*1/2=9.6kbps）,kbps,Walsh码阶数,Page30,CDMA相关技术m序列,m序列是最长线形反馈寄存器序列的简称。m序列是由带反馈的线性移位寄存器生成的，周期P=2n-1，n为移位寄存器的数目。在使用时，m序列采用不同的“节拍”也就是相位来进行区分，因此对于同步的要求很高。右图是一个4级移位寄存器，生成的m序列的周期P是15。,Page31,CDMA相关技术短码、长码,CDMA系统中使用了两种m序列，其中一个周期为215称为短码（增加了全0状态），另一个周期为242称为长码。前向信道CDMA用不同相位（也就是所谓的PN偏置）的短码区分扇区（基站）使所有Walsh码在各扇区（基站）复用CDMA系统规定短码最小偏移单位为64个bit（CDMA系统称为码片chip），因此共有512个PN偏置（215/64=512）同一扇区（基站）所有CDMA信道短码相同相邻扇区（基站）的CDMA信道短码偏置不同长码作用：前向信道扰码反向信道用不同相位识别移动台,Page32,CDMA相关技术调制方式,IS95A/B前向采用QPSK调制,反向采用OQPSK调制；CDMA2000前向采用QPSK调制，反向采用HPSK调制。,Page33,第一章移动通信发展简介第二章CDMA原理第三章CDMA关键技术第四章IS95及CDMA1X技术,内容介绍,Page34,第3章CDMA关键技术3.1功率控制技术3.2RAKE接收机与软切换技术,内容介绍,Page35,远近效应,A,B,P(),P(),P(),P(),移动台A由于距离基站较近信号衰减较小,移动台B由于距离基站较远信号衰减较大,P(),解扩,A的发射功率,B的发射功率,基站接收功率,A：成功分离,B：无法分离,Page36,CDMA关键技术功率控制1,P(),P(),P(),P(),P(),解扩,移动台A降低发射功率,A,B,A的发射功率,B的发射功率,基站接收到移动台A、B的功率基本相等,A：成功分离,B：成功分离,Page37,干扰受限,解扩,P(),P(),P(),P(),P(),P(),P(),P(),P(),P(),P(),（1）,（2）,（3）,（4）,（5）,（1）,（2）,（3）,（4）,（1）,（2）,（3）,（4）,（5）,解扩,基站接收总功率,基站接收总功率,Page38,CDMA关键技术功率控制2,解扩,P(),（1）,（2）,（3）,（4）,（5）,P(),（1）,P(),（2）,P(),（3）,P(),（4）,P(),（5）,基站接收总功率,Page39,功率控制原则,从前4张胶片可以看出：CDMA系统存在远近效应，必须采取措施克服。CDMA是自干扰系统，限制CDMA系统容量的因素是系统总干扰。CDMA2000系统采用功率控制的方法克服远近效应并提高系统容量CDMA2000系统功率控制原则达到系统要求信号质量的条件下，发射功率最小基站从各个移动台接收到的功率相同,Page40,功率控制类型,反向（控制对象：移动台）开环功率控制。（初始发射信号）闭环功率控制（速率：800Hz）前向（控制对象：基站，只有闭环功率控制）消息报告方式：周期报告、门限报告（慢速功率控制用于IS95A/B）EIB方式（速率：50Hz，只用于IS95B的速率集2）快速功率控制（速率：800Hz，用于CDMA2000系统）800Hz=116时隙/帧50帧/秒（每时隙功控一次）,扩频/解扩原理频域解释,功率谱,Echip,Eb/No=Ec/Io增益,呼吸效应,在CDMA系统中，当一个小区内的干扰信号很强时，基站的实际有效覆盖面积就会缩小；当一个小区的干扰信号很弱时，基站的实际有效覆盖面积就会增大。简言之，呼吸效应表现为覆盖半径随用户数目的增加而收缩。导致呼吸效应的主要原因是CDMA系统是一个自干扰系统，用户增加导致干扰增加而影响覆盖。,Page43,第3章CDMA关键技术3.1功率控制技术3.2RAKE接收机与软切换技术,内容介绍,Page44,各路多径信号,合成后信号,0,90,0,90,矢量合成,无线信道的多径环境,Page45,CDMA关键技术RAKE接收机,RAKE接收机能有效的克服多径衰落，提高接收性能。,前置接收机,各单径合并,单径接收电路,单径接收电路,单径接收电路,输出,各路单径信号的分离和时延调整,90,0,Page46,CDMA关键技术软切换/更软切换,所谓软切换就是移动台可以同时和几个基站或扇区保持通信联系。软切换时移动台同时和几个基站保持通信联系，各基站的信号由RAKE接收机分离合并。反向信道的合并在BSC。更软切换实际上是软切换的特殊形