中级培训资料(CDMA原理与2000-1x技术术语)

1、CDMA2000 1x系统原理及技术术语介绍第一章 CDMA系统基本原理错误！未定义书签。1 CDMA通信技术的产生错误！未定义书签。2 CDMA技术特点概述 错误！未定义书签。2.1 CDMA扩频通信技术错误！未定义书签。22CDMA码分多址通信技术错误！未定义书签。2.3 CDMA信道 错误！未定义书签。2.3.1 CDMA主要前向信道错误！未定义书签。Pilot Channel错误！未定义书签。Sync Channel错误！未定义书签。Paging Channel错误！未定义书签。F-Traffic Channel 错误！未定义书签。2.3.2 CDMA主要反向信道错误！未定义书签。Ac

2、cess Channel错误！未定义书签。R-Traffic Cha nnel 错误！未定义书签。2.3.3 信道列表 错误！未定义书签。2.4 CDMA功率控制技术错误！未定义书签。2.4.1 反向功率控制 错误！未定义书签。2.4.2 前向功率控制错误！未定义书签。2.4.3 总结 错误！未定义书签。2.5 切换技术 错误！未定义书签。2.5.1 软切换技术 错误！未定义书签。2.5.2 硬切换技术 错误！未定义书签。系统间的硬切换 错误！未定义书签。载频间硬切换 错误！未定义书签。2.5.3 总结错误！未定义书签。3 CDMA 系统的优点错误！未定义书签。4 CDMA2000 1x 系统

3、错误！未定义书签。4.1 CDMA2000 1x的新特点 错误！未定义书签。4.1.1 容量性能提升 错误！未定义书签。4.1.2 柔性的数据业务 错误！未定义书签。4.1.3 后向兼容性 错误！未定义书签。4.2 CDMA2000 1x 网络构成错误！未定义书签。4.3 CDMA2000 1x 发展趋势错误！未定义书签。5 CDMA2000 1x 术语介绍 错误！未定义书签。5.1 CDMA2000规范技术术语错误！未定义书签。5.1.1 规范架构 错误！未定义书签。5.1.2 信道结构 错误！未定义书签。逻辑信道错误！未定义书签。物理信道错误！未定义书签。5.1.3 部分标准CDMA称谓错

4、误！未定义书签。5.2 空中接口信令术语 错误！未定义书签。5.2.1 前向公共信令信道消息（f-csch） 错误！未定义书签。5.2.2 反向共同信令信道消息 （r-csch）错误！未定义书签。523前向专用信令信道消息(f-dsch)错误！未定义书签。5.2.4 反向专用信令信道消息 (r-dsch)错误！未定义书签。5.3 A接口信令术语 错误！未定义书签。5.3.1 A接口部分名称 错误！未定义书签。5.3.2 呼叫建立/释放消息 错误！未定义书签。5.3.3 硬切换建立/释放消息错误！未定义书签。5.4 Samsung BSS相关的术语 错误！未定义书签。表目录表1信道演进表错误！未

5、定义书签。表2 IS-95和IS-2000的协议对照表 错误！未定义书签。表3 IS-2000与IS-95信道对照表错误！未定义书签。表4 P_REV版本号表错误！未定义书签。图目录图1扩频示意图错误！未定义书签。图2解扩及抗干扰示意图错误！未定义书签。图3码分多址原理示意图 错误！未定义书签。图4码分多址流程处理示意图 错误！未定义书签。图5 PILOT CHANNEL结构示意图错误！未定义书签。图6同步信道结构示意图 错误！未定义书签。图7寻呼信道结构示意图错误！未定义书签。图8前向业务信道示意图 错误！未定义书签。图9接入信道的示意图 错误！未定义书签。图10反向业务信道示意图 错误！未

6、定义书签。图11 ACCESS信道调整图 错误！未定义书签。图12 反向功率控制图 错误！未定义书签。图13 软切换示意图错误！未定义书签。图14系统间硬切换 CALL FLOW错误！未定义书签。图15COMMON FA切换示意图错误！未定义书签。图16PILOT B EACON切换示意图 错误！未定义书签。图17ENHANCED HHO切换原理图错误！未定义书签。图18语音和数据业务容量的关系 错误！未定义书签。图191X数据速率图 错误！未定义书签。图20CDMA2000 1X网络构成图错误！未定义书签。图21CDMA2000技术的演进趋势图 错误！未定义书签。图22CDMA用户分布图 错

7、误！未定义书签。第一章CDMA系统基本原理1 CDMA通信技术的产生CDMAi码分多址的英文缩写（ Code Division Multiple Access ）,它是在数字技术的分支扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。移动通信技术自从产生以来，其核心技术已经经历了若干个阶段：比如从信号性质上看，经历了从模拟到数字的变化；按调制方式分，历经调频、调幅、调相的变化；按多址连接方式分，可分为频分多址（FDMA、时分多址（TDMA和码分多址（CDMA。而CDMA技术正是目前处于领先地位的通信技术。 CDMA技术的出现源自于人类对更高质量无线通 信的需求。第二次世界大战期间因战争的需

8、要而研究开发出CDMA技术，其思想初衷是防止敌方对己方通讯的干扰，在战争期间广泛应用于军事抗干扰通信， 后来由美国高通公司更新成为商用蜂窝电信技术。1995年，第一个CDMA商用系统运行之后， CDMA技术理论上的诸多优势在实践中得到了检验，从 而在北美、南美和亚洲等地得到了迅速推广和应用。全球许多国家和地区，包括中国香港、韩国、日本、美国都已建有CDMA商用网络。在美国和日本，CDM咸为国内的主要移动通信技术。在美国，10个移动通信运营公司中有 7家选用CDMA到今年4月，韩国有60%的人口成为 CDMA用户。在澳大利亚主办的 第28届奥运会中，CDMA技术更是发挥了重要作用。2 CDMA技

9、术特点概述CDMA乍为新一代的使用码分多址方式进行通信方式，具有一些鲜明的技术特点，概括的说，大体有：a）扩频通信b）码分多址c）信道技术d）功率控制技术e）切换技术下边我们分别对它们加以阐述。2.1 CDM扩频通信技术扩频通信技术是CDMAS信技术的核心之一。即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。以下的示意图可以更加形象的表现出CDMAT频通信技术：发送端部分：带有用户信息的窄带信

10、号，经下图所示的扩频处理后，变为宽带信号，在空中传播,图中Wcf弋表一个比数字信号频率高的多得宽带信号。图1扩频示意图接收端部分:空中的宽带信号被与扩频时同样的宽带信号解扩后，转变为窄带信号，完成信息的无线传输：图2解扩及抗干扰示意图图中，我们假定有一个窄带干扰落入了信息带宽范围内，虽然这个干扰信号的强度大于我们传输 的宽带信号的强度，但是经过解扩作用后，干扰信号的能量被分散到宽频谱上，而有用信号的能 量却被集中到了窄带上，这样经过一个低通滤波器，干扰信号的能量就被大量的抑制掉，这种通 信方式大大提高了 CDMZ通信系统的抗干扰能力。2.2 CDM码分多址通信技术码分多址技术是CDMA!信的另

11、一项基本技术。这是CDMA!信区别于传统的 TDMA FDMA勺重要标 志。如下图所示：图3码分多址原理示意图FDM/主要是通过频域来划分信道的。不同的频域可以容纳不同用户进行通信。TDMA主要是通过频域和时域来共同划分信道的。用户可以在不同的频域或时域内进行通信。而CDM完全不同于上述两种系统，CDMA系统可以在同时同频下完成通信。因为，CDMA新引入了码域概念，不同的用户可以被不同的高速扩频码所区分，因为这些码彼此都是正交或者近似正交 的，所以当用这样的扩频码对于不同的低频用户信息进行扩频后，高频信号就可以在空中传播，接收端可以用同样的高速扩频码对高频信号进行解扩处理，由于高速扩频码之间是

12、正交的，所以， 接收端可以正确的获得低频用户信息。这样CDMA就实现了频率可以在多个小区内重复使用。正交序列的定义：如果两个序列x和y的互相关值为0，称这两个序列为正交序列。即序列x和y具有正交性。用公式表示即：例：x = -1 +1-1 +1，y = -1-1 +1 +1则 Rxy(0) = (-1)(-1) + 什 1)(-1) + (-1)(+1) + 什 1) (+1) = 0上述的x和y序列的这种性质也可以被称为是x和y的互相关性为0。而同时，如果我们把x和x本身进行上述的运算，可得：Rxx(0) = (-1)(-1) + 什 1) (+1) + (-1)(-1) + 什 1) (+

13、1) = 4恰好为序列的长度。这种性质又可以称为是序列的自相关性。从中可见，用于CDMAS行扩频和解扩的高速码必须是基本满足互相关性为0和自相关性很高的特征的。只有用这样的码去处理低速信号，才能够在解扩时，成功的获得原始数据信号。下面我们将通过一个示例说明高速正交码是如何作用于低速数据，并把它还原的。我们用二进制数 0表示-1，二进制数1表示+1时，上述两个序列 x和y可以表示为：x = 0 1 0 1, y = 0 0 1 1我们定义运算为：0 + 0 = 00 + 1 = 11 + 0 = 11 + 1 = 0假设，原始数据为：用户 1： 0，0；用户 2： 0，1;则高速码和扩频后的信息

14、如下：原始数据扩频码扩频后信息0 00 1 0 10 1 0 1 0 1 0 11 00 0 1 11 1 0 0 0 0 1 1传播中的信号码将如上表的第3列所示，在接收端，接收器将以同样的扩频码进行解扩操作，如F表所示:高频信息扩频码解扩后信息0 1 0 1 0 1 0 10 1 0 10 0 0 0 0 0 0 01 1 0 0 0 0 1 10 1 0 11 0 0 1 0 1 1 00 1 0 1 0 1 0 10 0 1 10 1 1 0 0 1 1 01 00 0 1 11 1 1 1 0 0 0 0请记住，我们这里的1和o都是代表着高电平和低电平，因为解扩后的信号我们将仍然以低

15、速看待，所以，应该将每4个数字进行加和平均后，产生的就是低速原始信息。经过上面的操作后，第一行和第四行都是正确的解码信息，而第二和第三行产生的都是噪声。这样，我们就可以完成在同时同频下，仅仅依靠高速码就完成不同用户的信息传输。下面是码分多址流程处理示意图：图4码分多址流程处理示意图2.3 CDM信道任何通信系统都有不同用途的信道，以完成复杂的信令和业务的传输。CDMA勺不同之处在于，它不象其它的通信系统那样要开辟不同的频段或者时隙来做信道，CDMA勺信道都是通过码来区分的。下面我们将分成前向信道和反向信道来分别描述CDMA言道的作用。2.3.1 CDM主要前向信道2.3.1.1 Pilot C

16、ha nnel导频信道主要是提供基站的导引信号，以使MS可以捕获基站。功能如下：移动台用以与系统同步移动台用以估算开环功率控制的基准功率移动台用以识别基站（或扇区）特别如下：连续发射不含有用信号实际发射信息等于 PN短码Pilot Cha nnel的结构示意图如下：图5 Pilot Cha nnel结构示意图231.2 Sync Channel同步信道的作用就是发送基站的同步消息。其中含有如下的重要参数：协议修改版本号（P_REV系统识别码（SID）最低协议修改版本号（MIN_P_REV网识别码（NID）导频PN码偏置指数（Pilot_PN）PN长码状态（LC_STATE系统时间（SYS_TI

17、ME寻呼信道数据速率（PRAT闰秒数（LP_SEC夏时制标示（DAYLT系统时间与本地时间差（LTM_OFFCDMA频率（CDMA_FREQ特别：连续发射，数据速率为 1200bps与导频信道同步（使用同一 PN短码）图6同步信道结构示意图231.3 Paging ChannelSMS数 据,寻呼信道作用有很多，主要发送系统/寻呼/切换/接入信道/功率控制等参数以及较短的 列举如下：系统参数消息（SPM接入参数消息（APM相邻基站列表消息（NLMCDMA言道列表消息（CCLM寻呼消息（GPM）信道指配消息（CAM数据突发消息（DBM）传送短消息鉴权请求消息SSD更新消息特征通知消息特点:连续发

18、射，同一系统的数据速率固定为4800bps或9600bps。与导频信道使用同一 PN短码结构示意图如下：图7寻呼信道结构示意图寻呼信道一般传送的信息量是比较大的。因此，如果某一个Paging信道发生了负荷过大的情况，就可以在开辟一个寻呼信道，来分担单个寻呼信道的部分工作。寻呼信道最多可以开辟7个。231.4 F-Traffic Cha nnel前向业务信道，顾名思义就是传送业务信息的。当一个呼叫建立以后，BS和MS之间就会建立一条专门为这个呼叫建立的业务信道。 如果发生了软切换， 那么每个基站和 MS之间都会建立一条业 务信道。前向业务信道的作用是发送用户信息、信令以及较长SMS数据，列举如下

19、：发送用户信息Alert With In formatio n Message相邻基站列表更新消息切换指向消息数据突发消息In-Traffic系统参数消息功率控制参数消息Flash With In formati on Message移动台登记消息发送突发的DTMF消息业务信道的结构图如下：图8前向业务信道示意图上述4种就是CDMA勺基本前向信道。在CDMA200中，又增加了一些信道，用于特殊的用途，比女口，SCH（补充信道）就是专门用于传输高速数据业务的。但是，只要有上述的4种信道，CDMA系统就可以正常工作了，所以，它们才是真正的基本的CDMA言道。2.3.2 CDM主要反向信道2.3.2

20、.1 Access Cha nnel接入信道在反向信道中的作用类似于前向信道中的Paging Channel，用于发起同基站的通信，应答寻呼消息，位置登记，发送较短的SMS数据等，具体如下：登记消息 数据突发消息寻呼应答消息呼叫发起消息鉴权请求应答消息特点：数据速率固定为4800bps使用 Walsh函数进行64阶正交调制利用PN长码掩码区分信道反向接入信道的结构图如下：图9接入信道的示意图2322 R-Traffic Cha nnel反向业务信道基本上与前向业务信道类似。用于传送业务信息和信令。作用是发送用户数据、新 令数据及SMS数据，列举如下：用户数据Flash With In form

21、atio n消息发送突发DTMF消息呼叫持续消息参数应答消息数据突发消息功率测量报告消息导频强度测量消息切换完成消息特点：可变数据速率(1200/2400/4800/9600bps)使用Walsh函数进行64阶正交调制，进行数据突发随机化利用PN共用长码掩码区分信道反向业务信道的结构图如下:图10反向业务信道示意图233信道列表因为不同版本的 CDM療统定义的信道有一定的演进关系，这里，我们给出CDMA言道的演进过程表：.、八 刖 向IS-95A信道IS-95B信道IS-2000的信道F-PICH F-SYNCH F-PCH F-TCHF-PICH F-SYNCH F-PCH F-FCH F-

22、SCCHF-PICHAuxiliary Pilot Cha nnelForward TD Pilot Cha nnelAuxiliary TD Pilot Cha nnelF-SYNCHF-PCHF-CCCHF-BCCHF-QPCHF-CPCCHF-CACHF-FCHF-DCCHF-SCHF-SCCH反 向R-ACHR-TCHR-ACHR-FCHR-SCCHR-ACHR-EACHR-PICHR-CCCHR-FCHR-DCCHR-SCHR-SCCH表1 信道演进表2.4 CDM功率控制技术如果说，CDMA勺扩频通信技术和码分信道技术是CDMA勺两个基本标志的话，那么下面讲的功率控制技术和软切换技

23、术主要目的就是改善话音质量和提高网络容量所设置的。使用完善功率控制技术是保证CDMA系统高质量通信的必要条件，功率控制的目的主要是：1. 克服远近效应因为，如果A手机和B手机同时在工作，而 A手机距离基站比B手机近，这时，就会发 生对于基站而言，A手机的信号将B手机淹没的情况。必须通过功率控制，让B手机发 出更大的功率，才能使 A手机的信号与B手机一起被基站接收到。2. 提高系统容量功率控制的另一个作用就是使MS和基站都可以以刚好满足通信要求（目标 FER的功率进行通信，这个原因是因为 CDMA是 一个自干扰系统， 所有手机都在同等的条件下进行通 信。为了尽可能的接入最多的用户，必须应用功率控

24、制技术，使所有手机的发射功率都 尽可能的降低。根据功率控制的对象和方式，我们把功率控制分为前向功率控制和反向功率控制。反向功率控制反向功率控制的对象是手机的发射功率，而控制的依据包括前向的接收信号强度、前向信道的误 帧率等参数。反向功率控制要使得手机的以尽可能小的满足通信质量要求的功率发射信号，为了 实现这一步，反向功率控制大约分为如下的三种方法：1. Open Loop Power Con trol开环功率控制是由 MS在基本不受BS干预的情况下独立进行的，基本方法是：MS测度从BS接收到的功率，估计出外部路径衰减（External Path Loss），然后自行算出 MS的功率输出。开环功

25、率控制具有如下的特点：移动台自行决定平均输出功率调整平均输出功率的根据为接收到的平均输入功率的测量主要补偿对象为平均路径衰落，阴影及拐弯效应调整周期长（几百 ms）,动态范围大（60 80dB ）刚进入接入信道时的第一个试探序列：平均输出功率（dBm）=-平均输入功率（dBm） -73 + NOM_PWR + INIT_PWR其后的试探序列：平均输出功率（dBm）=-平均输入功率（dBm_ - 73 + NOM_PWR + INIT_PWR + PWR_STEP上式中：-73 常数，是平均输入功率的基本修正值NOM_PW 在无其他调整时，使基站收到信号的最小必要发射信号INIT_PWR 补偿前

26、向信道和反向信道之间不相关造成的路径损耗差。PWR_STE接入信道试探序列之间的调整步长。下面是接入信道功率调整图：图11 Access信道调整图2. Closed Loop Power Con trol与开环功率控制不同，闭环功控是由BS和MS配合进行的，主要用于补偿不同波段的前向链路和 反向链路的随实际情况不同的衰减。基本工作方式：BS的解调器（Demodulator ）接收 MS来的信号，测得信噪比（Eb/No ）。BS将以 1.25ms为周期，比较 Eb/No的门限值，如果发现 Eb/No大于门限值，BS将通过业务信道向 MS发 送PCB指示MS减小1dB;反之当Eb/No小于门限值，

27、BS将向MS发送PCB指示增加1dB功率。闭环功率控制的主要特点有：移动台在开环功率控制的基础上，根据基站的指示调整平均输出功率基站根据接收到的信号强度，利用功率控制比特，指示移动台调整输出功率主要补偿对象为快衰落调整周期短（1.25ms），动态范围小（230dB）作用于反向业务信道的功率控制被激活之后。闭环功率控制实际上是对开环功率控制的一种调整。只作用于业务信道。公式如下：平均输出功率（dBm =-平均输入功率（dBm - 73 + NOM_PWR + INIT_PWR + PWR_STEP +所有闭环功率控制校正之和可见，闭环功率控制的结果只是开环功率控制的一个调整项，它与开环功率控制一

28、起决定了反向业务信道的输出功率。3. Outer Loop Power Con trol夕卜环功率控制主要起到了辅助闭环功率控制的作用，用于计算闭环功率控制的Eb/No的门限值。调整的基准则是保证一定咼度的误帧率。之所以要采取外环公率控制，是出于保证高质量的语音通信的需要。因为语音质量是依赖FER而不是信噪比。为了维持 FER Eb/No必须做出相应的调整。在一个过度衰减的环境中，同样 Eb/No的值可能带来较高的 FER这时，外环功率控制就要通过 调整Eb/No的设定值，来纠正反向链路的过大的误帧率。当然，Eb/No的设定值必须在最大值和最小值之间，这一设定值将随接收帧的速率而改变。外环功率

29、控制将是每 20ms进行一次。夕卜环功率控制和闭环功率控制共同工作的原理图如下：图12反向功率控制图前向功率控制前向功率控制是针对 BS的某个前向业务信道的发射功率所进行的控制。前向功率控制的目的：在MS受到多径衰落或边界小区噪声干扰情况下，确保每个信道的通信质量，并尽可能减少邻区干扰。与反向功率控制相对的是，前向功率控制的目标值是反向业务信道的FER在控制每个业务信道的输出功率时，若反向链路传输质量好、干扰低，BS将降低前向输出功率；否则，将提高前向输出功率。前向链路功控实际上就是一种使基站发出的信号满足特定的反向FER的机制。使用了前向功率控制使得 BS可以比较MS上报的FER和功控门限值

30、，依此比较结果决定增加或减 少前向链路增益，以调整业务信道输出功率。 这样，基站就可以为更多的用户提供高质量的服务。在传统的CDMA系统中，MS只是通过发送消息或一些其他手段，慢速的上报反向FER BS就根据这些信息增加或减少对应前向业务信道的发射功率。因此，这种情况下的CDMA前向业务信道的功率控制是有些滞后的。在CDMA200中，上述情况有了很大的改变，这些内容将在CDMA200啲章节中说明。总结总之，CDMA勺功率控制技术，极大的改善了话音质量和系统容量，同时，也使得CDMA手机的发射功率大大的低于 GSM手机，对人体有益。2.5 切换技术CDMA勺切换包含了软切换和硬切换两个大类。2.

31、5.1 软切换技术软切换技术是CDMA系统又一大技术优点。传统的移动通信系统都是采用硬切换方式来处理切换问题的。而CDMA所引入的软切换技术进一步提高了切换成功率，有利于保证优质的通信水平。软切换过程是指在不切断与BSS系统联系的情况下，把话路转移到新的更合适的 BTS上去的过程，即我们通常所说的“先连后断”软切换只有在同一载频上的 CDMA!道之间才可以实现，当MS处于切换中的两个BTS的边界上时，两个BTS都会和MS建立前向信道和反向信道的连接，当切换结束后，原先那个 BTS建立的信道就会被释放，MS将转移到新的BTS上来。这样，在整个切换过程中，MS始终和某个BTS保持着业务链路，即使切

32、换不成功，通话也不会受到影响。下面是软切换整个过程的示意图：图13软切换示意图如图所示，CDMA勺软切换步骤如下：1. MS检测到target BS的导频强度达到了一定的门限值，MS发送出PSMMI息；2. BSS发送了 HDM肖息，MS收到3. MS成功的接收到目标基站的信号，发送HCM消息4. 基站收到HCM消息，至此，target基站已经被加入到呼叫中。而Source基站也仍然维持着通信，这就是先连后断。5. MS发现Source BS的导频强度已经跌落到一定的程度以下，发送PSMM6. BSS发送HDM MS收到7. MS成功的将Source基站的信号释放掉，发送 HCM肖息8. 基站

33、收到HCM肖息，释放Source基站，完成切换。上面描述了 CDMA系统一个软切换的全过程。从中，我们可以看到软切换技术提高的切换的成功率， 但是，同时也带来了一个新的问题，那就是切换过程中必须要消耗更多的无线资源。因此，必须 通过网络优化使得 CDMA切换区域趋于合理，如果过大，就会造成无线容量的下降。硬切换技术当MS要从CDMA勺一个载频切换到另一个载频，或者是一个系统切换到另一个CDMA系统上去时,就必须采用硬切换来完成了。CDMA勺硬切换技术也有很多种，总的来说，可以分为针对系统间切换的技术和针对载频间切换的 技术。系统间的硬切换对于系统间硬切换来说，A接口( MSC - BSC)上已

34、经定义了一整套的流程来完成系统间的硬切换，但是因为系统间的接口有很多可以选择的版本，所以，往往会有一些不兼容的情况导致切换 成功率较低。F图就是系统间硬切换的示意图:图14系统间硬切换 Call Flow事实上，同频的系统间硬切换在无线上是可以用软切换来代替的，而条件是不同的系统之间必须 有信令链路可以通信。SSM的TAN就是为了完成这个功能的。当SSM的BSS系统之间发生硬切换时，如果用 TAN将两者联系起来，然后再通过恰当的配置，就可以用Inter MSC Soft Han doff来替代硬切换，以提高系统间硬切换的成功率。2.522载频间硬切换由于MS-次只能解调一个频率，所以，不同载频

35、之间只能采用硬切换。硬切换的技术可以采用以下几种：1. Com mon FA方式所谓的CommonFA就是通过Serving BTS和Target BTS的公用FA,执行小区FA硬切换。在MS 进入小区临界区时，接收到的BTS导频Ec/lo强度将一直降低。如果邻区的FA配置不同，系统将周期性接收 PSMM消息。当BTS的Ec/Io值低于一定临界值时，系统决定进行inter-FA 硬切换，MS 将通过 Servi ng BTS and Target BTS的 Com mon FA完成硬切换。原理示意图如下:切换示意图Beacon方式装备一个 Pilot Beacon , 够检测到Target B

36、S的信BSS系统可以判别出需要进行载频间硬切换，从而发送 HDM消息，弓I导MS切换到另一个载频上去。原理图如下:图16 Pilot Beacon切换示意图从图中可以看到， MS是同时切换到 A基站和B基站的1FA上去的。这样做，可以提高硬切换的成 功率，是一种比较理想的做法。使用Pilot Beacon方法进行硬切换优点是成功率比较高，但是必须配置一整套RF设备，所以,硬切换的成本也相应的提高了。3. In ter-cell Hard Han doff( En ha need Hard Han doff )En ha need Hard Ha ndoff 也是一种不使用 Pilot Beac

37、 on 方式进行硬切换的手段。与Com mon FA方式不同的是，这种方式是由MS主动的转换到候选频率上去搜索候选导频集的强度，如果强度达到一定的限值，MS就会上报该候选导频的强度，从而开始切换。测量Ca ndidate Set频率的导频强度可以是一次或周期性的，这取决于BSS的控制。当FA切换失败时，MS可转换到未切换之前的频点。IS-95B 和 IS-2000En ha need Hard Ha ndoff必须由MS支持候选载频的搜索功能才能进行，一般的手机都应该支持这种功能。切换原理图如下：BSC#1/BTS#2BSC#2/BTS#3图17 En ha need HHO切换原理图上述3种

38、载频间硬切换的方法各有利弊，总的来说，前两种方法比较有普遍性，所有的MS都可以适用这两种切换方法。Comm on FA应该是一种比较经济的方法，无需添置任何硬件设备；但是，二载频的容量必然会受到切换算法的影响，一载频也比较容易造成负载过大。Pilot Beaco n 方法无论从切换的成功率和无线性能方面都有一定的优势，但是必须增加硬件设备，投资大。而Enhanced Hard Handoff 方法则必须由 MS支持，如果 MS不支持，就无法使用这种方式进行切换。总结CDMA系统的切换中绝大部分都是可以通过软切换实现的，因此可以保证很高的切换成功率。但由 于网络的复杂性，硬切换也是不可避免的。硬

39、切换成功率相对于软切换而言会低一些。因此，提 高硬切换成功率一直是网络优化和系统调整的一个重点。3 CDMA系统的优点上面我们阐述了 CDM療统所具有的技术特点，这些技术特点也就决定了CDMA具有如下的优势：- 发射功率低CDMA手机的发射功率平均来说大约是GSM手机的十分之一，这主要是一方面，CDMA手机采用了完备的功率控制算法，可以将手机的发射功率限制在刚好满足正常通信的发射功 率范围内；另一方面，CDMA本身通过扩频通信方式就可以相当程度的抑制窄带干扰，使 手机的发射功率可以降低。- 通话质量优CDMA勺扩频码分通信制式可以过滤环境中的背景噪音，使得用户语音的声音更为清晰； 同时，CDM

40、A系统采用的软切换算法极大的提高了切换成功率，使得小区交界处的语音质 量得以保证，这也是 CDMA系统语音质量提升的重要因素。- 保密性能佳CDM系统在空中传输的高速扩频信号，而扩频码的构成又是由比较复杂的伪随机码构成，不同用户之间的伪随机码互不相同，因此，CDM/天然就具有非常强的保密性。- 更好的语音容量CDMA系统一个小区内的用户容量是柔性的。这种柔性是相对于GSM!过频率和时隙单纯的限制容量而言的。CDMA网络系统限制用户的因素主要是前向功率分配，对于每个用户 而言，其通信所需要的前向功率是随着用户环境的改变而改变的，如果小区下的大部分 用户前向链路环境较好，小区就可以容纳较多的用户，

41、否则就会比较少。但是，CDM砌率控制技术的应用可以限制单个用户前向功率的控制范围，保证容量。平均的来说，根据 CDG研究公布的语音容量：CDMA系统的容量大约有 12Erl以上。可见，CDMA系统具有比较高的容量。上述的各个技术优势，使得 CDMA成为了新一代的移动通信技术的首选。CDMA技术不但可以满足今天语音和数据通信的需要，而且可以快速、低成本地过渡到3G无线通信系统。CDMA技术提高了语音和数据传输的可靠性，其掉线率也更少；不仅如此，CDMA还增加您通话的私密性、提高覆盖率。CDMA!众多优势于一身，堪称无线技术之王者。第二章CDMA2000 1x 系统CDMA2000 1x是新一代的

42、CDMA通信系统，下面我们将主要描述一下CDMA200啲优势和网络构成。1 CDMA2000 1的新特点上面主要介绍了 CDM療统的基本原理，而目前，CDM療统逐步从IS-95A/B升级到IS-2000系统。 IS-2000相比较IS-95A/B来说，在各方面的性能上都有了较大的提高。首先，IS-2000引入了高速数据业务，目前可以提供的最高速率是153.6Kbps。为了适应新引入的高速数据业务，IS-2000系统新增了补充业务信道，并且在功率控制方式和切换方式方面都作了很大的改进。同时,IS-2000也保证了与IS-95的后向兼容性。1.1容量性能提升CDMA2000 1x系统由于采用了更好

43、的功率控制手段和信道，容量性能方面得到了很大的提升：在语音容量方面，IS-95系统和IS-2000系统有如下的比较：每扇区 12 Erla ngsIS-95每扇区 21.8 ErlangsCDMA2000-1x no-TD每扇区 23.3 Erlangs CDMA2000-1x OTDCDMA2000-1x Capacity / IS-95 Capacity=21.8 23.2/12? 1.81.9times more Erlang capacity 可见，IS-2000 的容量比IS-95的容量高出近两倍。在数据业务方面，原先 IS-95系统并不能提供高速的数据业务，而IS-2000实现了

44、SCH言道，可以以153.6Kbps的速率发送高速数据， 这样的速率已经可以达到 ISDN的数据速率，可以满足用户 的对于中速数据业务的需求。下表描述了 Voice和Data共存于某个小区下的语音容量和数据业务吞吐率的关系。图18语音和数据业务容量的关系1.2柔性的数据业务从数据业务的模式来看，可以分为如下两种：突发数据业务指的是要求短时间内数据速率很高，但是大部分时间内流量很低的数据业务。这种业务 主要是高速上网浏览、下载等数据业务。平滑数据业务指的是要求长期时间段内，以略高但平稳的速率传输数据的数据业务。这种业务包括VOD视频浏览等。CDMA2000 1x系统可以根据上述两种业务的需要，提

45、供针对性的两种不同的数据业务模式，目前 的CDMA2000 1x系统可以提供如下的数据速率：图19 1x数据速率图CDMA2000 1x系统可以根据业务需求、无线环境，自动的调整速率的使用方法，从而满足各种数 据业务的需求量。1.3后向兼容性CDMA2000 1x与IS-95A/B具有很好的后向兼容性。这种兼容性不但体现在系统设备的设计方面, 还体现在规范的演进方面。F面是 IS-95 和 IS-2000的规范对应表:表2IS-95和IS-2000的协议对照表IS-95B0 口iOiOS°IOS 4.0A1/A2可见，无论是 Air接口还是A接口，IS-2000的协议都是IS-95协

46、议的演进版。这些协议的制定者 都是3GPP2而3GPP2的协议设计的过程中，就已经周密的考虑协议的兼容性，使得IS-2000和IS-95的兼容性很强。从IS-95和IS-2000的信道结构上，也可以很明显的体现出IS-2000的兼容性特点。兼容性信道名称解释类别IS-95A/B 兼容F-PICH导频信道开销信道F-S YCH同步信道开销信道F-PCH寻呼信道开销信道R-ACH接入信道开销信道FCH基本信道9.6/14.4Kbps 基本业务信道1x新增SCH补充信道153.6Kbps高速数据业务QPCH快速功率控制信道开销信道，配合手机节电表3IS-2000与IS-95信道对照表上表中的前一行，

47、展现出来的是IS-95A/B兼容的信道。这些信道即在IS-95系统中有，也在IS-2000 的信道中有，正是这些信道的存在，保证了IS-2000系统也可以容纳IS-95的终端设备。后一行的内容体现了 IS-2000可以支持新的高速数据业务的功能。2 CDMA2000 1X网络构成CDMA2000 1x网络构成如下图所示：图20 CDMA2000 1x网络构成图从图中，可以看见 CDMA2000 1x的网络包括 BSS MS（和DCN部分。BSS和MSC与IS-95的功能一样，分别完成无线接入和交换的功能。而DCN即数据核心网，可以完成将BSS的高速数据传输到 TCP/IP构建的In terne

48、t网络中去。DCN 是IS-2000系统区别于IS-95系统的根本标志。原先 IS-95也可以实现一些低速的数据业务，然 而那必须通过交换网络再通过一个网关才能到达数据网络，现在DCN可以直接将数据包从 BSS传送到In ternet ，加快了传输数据的效率，简化了网络结构。3 CDMA2000 1发展趋势任何技术都是在不断的发展之中的，CDMA2000 1x也不例外。下图展示了 CDMA2000及其一系列无线技术的发展过程。图21 CDMA200技术的演进趋势图CDMA勺无线通信技术最早诞生于二次世界大战的电子通信对抗中，其后不断演化，最终由美国高 通公司与90年代把它成功地转为民用。 最早

49、的CDM療统就是IS-95系统。其诞生于1996年。IS-95 的移动通信技术与 GSM一样，同属2G的通信系统。而商用的CDMA2000 1x系统诞生于21世纪初的韩国。CDMA2000 1x因为提供了高速数据业务，而 被认为是开启了 3G移动通信时代的先河。当然，因为 CDMA2000X提供的数据速率比较低，因此 也被认为是2G到3G的过渡产品，即2.5G。但不管怎么样，CDMA2000 1x的高速数据业务的确开 启了移动数字应用的时代。CDMA2000 1x以后还有一系列的无线数据业务系统，如1x EV-DO和1x EV-DV。1x EV-DO全称是1x Evolution-DataOp

50、timized，主要是针对原先 CDMA20001x的数据对语音业务存在一定的干扰的情况下，做了一定程度的优化。结果是，1x EV-DO成为单纯的数据应用的产品。1x EV-DO从原先CDMA2000X的码分多址系统演变成为了时分-码分共同工作的系统，一定程度上解决了自干扰的问题，使得1x Ev-DO的前向数据速率可以达到2.4Mbps的高速。而1x EV-D V系统则是针对1x EV-DO仅能应对数据业务的弱点，增加了同时支持语音业务的功能。到目前为止，CDMAI户总数已经达到1.35亿。用户分布如下图所示：图22 CDMAI户分布图4 CDMA2000 1术语介绍CDMA2000 1x技术

51、涉及到 A接口、Air接口规范还有设备内部的特殊细节。因此，本章介绍的CDMA2000 1x的术语将包括 A接口和Air接口的消息，CDMA2000系统术语以及 SSM的 BSS的各种 术语。4.1 CDMA20C®范技术术语规范架构CDMA200规范的层次架构如下：Physical Layer物理层，是CDMA2000规范的最低层，主要负责无线环境上有效信息的正确传输。MAC SubLayerMedia Access Control子层，将用于信息传输的设备接入的子层LAC SublayerLink Access Control子层，链路控制的子层Upper Layer高层子层，主

52、要从事高层信令处理，CDMA系统的主控子层Mux and QOS Sublayer复用和QOS(Quality of Service)子层。该层的主要功能是将上层的信令和业务部分复用并映射 到统一的物理信道中，由物理层负责通过无线传送。SRBP( Signaling Radio Burst Protocol)控制无线突发数据的传送的协议(控制反向接入信道和前向寻呼信道)Sig nali ng LAC信令的LAC层部分，即信令传输的层2部分，完成信令传输所需要的寻址、鉴全、自动应答等功能Upper Layer Sign ali ng高层信令子层，即信令传输的层 3部分，完成CDMA业务执行所需要

53、的呼叫建立、呼叫释放、切换、功率控制、登记等一系列功能SDBTSShort Data Burst Tele-service。短突发数据电信业务。短突发数据是通过信令渠道传送的业务 数据，所以，最终要从信令层面回到业务层面RLPRadio Link Protocol。面向联接但不基于应答的数据传输协议。传输数据业务所用的高速业务 帧PDUPacket Data Unit。包数据单元。封装了信令或者业务信息信道结构4.121逻辑信道f-csch: forward com mon sig nali ng cha nnel 传送前向公共信令r-csch: reverse com mon sig nal

54、i ng cha nnel传送反向公共信令f-dsch: forward dedicated sig nali ng cha nnel传送前向专项信令r-dsch: reverse dedicated sig nali ng cha nnel传送反向专项信令f-dtch: forward dedicated traffic cha nnel传送前向业务r-dtch: reverse dedicated traffic cha nnel传送反向业务物理信道下表显示了 CDMA2000 1x可以配置的所有物理信道。部分标准CDMA称谓这里将介绍一部分规范规定的CDMA统中实体标示。IMSIIn ternatio nal Mobile Station Ide ntity国际手机标示码ESNElectro nic Seria