CDMA技术原理

1、CDMACDMA概述一、CDMA发展历程1、更高的频谱和网络容量2、更高的分组数据速率3、更丰富的业务类型4、平?t向3G过度二、1XEV-D0、1XEV-DV技术对比1、1X&EV-D0:利用单独的载频实现高速数据传输；优点：多个接入终端（MS）实际上时分复用所有载频资源进行数据传递，控制检点，成本较低缺点：由于话音和数据呼叫的呼叫模型不同，可能会导致频率资源浪费2、1XEV-DV:同一窄频内既可以传送话音，又可以传送高速数据；优点：使频率资源得到有效的利用三、CDNA技术优势1、系统容量大2、易于向3G平滑演进和过度，反兼容IS95系统3、更高的频谱效率4、话音质量好，更高的保密性5、手机

2、发射功率小，省电四、CDMA移动通信的特点（一）FDMA:不同的用户占用不同的频段TACS大哥大TDMA:同频段的业务信道以不同的时隙进行用户区分GSMCDMA:同一时间同一频段上根据不同的扩频码进行区分用户CDMA注濒谱利用率高，相同频谱情况下容量是模拟系统的8A10倍；是GSM的4A6倍五、CDMA移动通信的特点（二）全高速分组结构：方便向3G的平滑过度95A-95B95B1X1X-1XEV技术方案：软件升级更换手机以获取新业务增加1X信道板软件升级增加1XEV信道板软件升级更换手机以获取新业务经济方案：几乎零费用取决于新业务的需求量注：平滑过渡向3G,运营商损失最小！利润最大六、CDMA

3、移动通信的特点（三）切换：手机在通话过程中小区的变更CDMA:小区/扇区切换采用软/更软切换，切换是先接续在中段服务质量高,有效减低掉话其他无线系统：小区/扇区切换采用硬切换是先中断在接续容易产生掉话七、CDMA移动通信的特点（四）隐蔽性好，保密性好，很难被盗打通过扩频，每个用户的信息都淹没再噪声里八、CDMA移动通信的特点（五）完善的功率控制，话音激活技术，降低手机发射功率，增加了系统容量，延长了电池的使用时间，对人体健康的影响最小，绿色手机移动设备MSME:移动设备ESN电子序列号，识别移动台设备的号码MEID移动台设备标识，MDN移动号码UIM卡：用户识别模块（.IMSI国际移动用户识别

4、码，识别一个移动用户的号码，全球唯一注：MEID与ESN功能相同，可规避和解决ESN资源不足的情况TMSI:临时移动台标示，与IMSI无直接关系，可以临时改变，代替IMSI在无线接口上识别用户，防止在无线接口上被监听，防止窃取IMSITLDN:临时本地号码薄号码，为了加强系统的保密性而在VLR内分配的临时用户识别，它与在某一VLR区域内与IMSI唯一对应基站BTS基站收发信台：完成BSC于无线信道之间的转换，实现BTS与MS之间通过空中接口的无线传输及相关的控制功能BTS:基站天线离BTS之间距离不会超过30M左右，这种天线，叫做RFUDBS:最少有一个天线离BTS周围一射频拉远，这种天线叫R

5、RU基站控制器（BSC）管理各种借口，承担无线资源和无线参数的管理，就是对BTS的管理部分结构和接口图基本概念 MSC（移动交换中心）：是整个网络的核心，他控制所有的BSC的业务，提供交换功能及和系统内其他功能的连接，MSC可以直接提供或通过网关提供和公共电话交换网（PSTN）、综合业务数字网（ISDN）、公共数据网（PDN）等固定网的接口功能，把移动用户与移动用户、移动用户与固定网用户相互连接起来。 HLR（归属未知寄存器）：是存储、管理和控制用户信息的数据库，存储每个在归属地入网的用户的原始记录。 VLR（拜访/访问位置寄存器）：是存储、管理和控制来访用户个人临时记录的本地数据库，以帮助M

6、SC处理访问用户的呼叫服务。VLR可以与MSC集成在一起，也可以单独与MSC,同时为多个MSC服务。 AC（鉴权中心）：管理与移动台相关的鉴权信息，进行移动用户的身份验证。可以与HLR集成在一起，也可以单独使用，同时为多个HLR提供服务。 HA（归属代理）：为移动用户提供分组数据业务的移动性管理和安全认证。 AAA（认证、授权与计费服务器）：为移动用户在分组域核心网内提供用户身份与服务资格的认证和授权，以及计费等服务。 PDSN（分组业务数据节点）：是在CDMA1X系统分组域中负责建立和终止点到点协议（PPP）连接、为简单IP用户终端分配动态地址等工作的节点。作用是为MS始呼或终呼的分组数据提

7、供路由。PFC是无线域中和分组域接口的设备，由于A8/A9接口不要求开放，PCF可能是集成在BSC/MSC中的某些板卡，也可能是单个的设备。用户连接时，MSC根据ServiceOption来判断用户是申请语音业务或数据业务，如果是数据业务，触发PCF和PDSN建立连接。PCF和PDSN之间的连接称为RP接口，也称为A10/A11接口，A10为数据接口，A11为信令接口，信令接口负责RP通道的建立、维持和拆除，数据接口负责用户的数据传输。无线网络编号1、SID系统标识，用来识别一个无线覆盖区。2、NID网络标识，和SID用来识别一个无线覆盖区。3、PZID数据包区域标识，和SID/NID用来唯一

8、标识一个PCF,供PDSN用来识别呼叫，区分在那一块上网。4、REGZONE注册区域，用来标识MS位置更新区域。5、BSID用来标识扇区，当一个基站包含多个扇区时，应该有多个BSIDo6、与切换相关号码MSCID:在MSC之间发生硬切换时，用来标识源MSC和目的MSC。BSCID:在BSC之间发生软切换时，用来标识源BSC和目的BSC。7、LAI位置区识别码，寻呼消息是在一个位置区内广播。8、CGL全球小区识别码天线天线：板状天线、抱杆、馈线、馈线卡、BTS机柜、避雷针、GPS1、电气性能：工作频段、增益、极化方式、波瓣宽度、预置倾角、下倾方式、下倾角调整范围、前后仰制比、幅瓣仰制比、零点填充

9、、回波损耗、功率容量、阻抗、三阶互调等。2、增益：在相同功率情况下，天线在最大辐射方向上某一点所产生的功率密度与理想点源天线在同一点所产生的功率密度的比值。Dbi是以理想点源天线增益为参考的基准天线的增益单位一般有两YDbd是以半波振子天线增益为参考标准两种单位表示白数值相差2.15DB及DBI=DBD+2.15信道物理信道：物理层完成前反向物理信道的编解码和调制解调功能。信道逻辑信道：利用不同的码实现码分多址，以向不同的移动台传送信息Walsh码，m序列CDMA系统中的三种码:码序列长度应用位置应用目的码速率M序列（最大周期线性移位寄存器，也就是长码）2A42-1反向接入信道反向业务信道直序

10、列扩频标识移动台1.2288M前向寻呼信道前向业务信道用于数据扰码19.2KMJ丁列（取k非线性移位寄2A15所有反向信道正交力频利于调制1.2288M存器，也就是断码）所后正1可信道正交力频利于调制，标识基站Walsh函数64所有反向信道正交调制307.2K所后正1可信道正交力频，标识各前问信道1.2288M长码：全网是同一个长码，不同的用户使用不同偏置的长码，同一用户在前/反向信道上使用相同的长码短码：PN码，区分不同的扇区周期为2A15次的m序列，规定以64码片为最小偏移2A15/64=512及有512个偏移值Walsh码：正交扩频码，区分前向信道RC无线配置在前向：RC1RC5在反向R

11、C1RC4总结：1.长码：在反向信道上区分不同的用户，前向对业务信道进行扰码。全网公用一个长码，每个用户使用不同偏执的长码2 .短码：PN码，前向区分不同的扇区，反向用于正交调整。3 .walsh码：前向用于区分不同的信道CDMA2000前向物理信道前向导频信道（F-PICH）?导频信道传送全0信息，用walsh0码扩展，直接用PN码进行调制?BTS连续发射导频信道?作用：帮助收集捕获系统多径搜索提供相位参考，帮助手机进行信道估计，做相干解调。切换时手机测量导频信道，进行导频强度比较。前向同步信道（F-SYNC）?同步信道固定使用WALSH码进行扩频，直接用PN码进行调制。?同步信道的速率固定

12、为1200bps,固定使用26*2/3ms帧?手机通过同步信道获得与系统的同步，计费问题。?同步信道提供的信息包括：导频偏置PN系统时间SYS-TIME长码状态寻呼信道速率系统标识SID网络标识NID三、寻呼信道（F-PCH）?BTS在寻呼信道上广播系统参数消息?寻呼信道速率为9600bps或4800bpds?寻呼信道帧长20ms?W1-W7用于寻呼信道扩频F-FCH)接入参数消息邻区列表CDMA信道列表?BTS通过寻呼信道寻呼手机指配业务信道四、前向基本业务信道前向基本业务信道帧分为5ms和20ms帧，20ms帧用于传送前向BTS的语音业务，5ms用于控制信令的快速传送。内容：1、鉴权查询消

13、息：当基站怀疑移动台的合法性时，基站能够查询移动台来验证它的身份。2、通知消息：使得基站可以验证移动台身份3、越区切换消息：给移动台提供开始越区切换所需的消息4、功率控制消息：告诉移动台周期是多长，以及测量帧差错统计量是采用的怎样的门限值，该统计量通过移动台功率测量报告发送出去。5、短消息信息。6、移动台登记消息：通知移动台它被登记，以及提供必要的系统参数。五、前向快速寻呼信道（F-QPCH）特点：1、快速寻呼信道（F-QPCH）采用OQPSK调制方式，移动台可以非常简单迅速的解调。（未编码的，直接进行OQPSK调制的信号，使用它的目的就是使MS不比长时间监听F-PCH,从而达到延长MS待机时

14、间的目的）2、采用80MS为一个时隙，每个时隙又划分成了寻呼指示符，配置改变指示符和广播指示符来通知移动台是否需要在下一个F-CCCH或F-PCH的时隙上接收寻呼消息、广播消息、系统配置参数作用：使MS解调迅速，并且不必长时间地连续监听F-PCH,从而达到MS待机时间的目的。BTS用它来通知覆盖范围内、工作时隙模式的、且处于空闲状态的MS,是否在在一个F-PCH的时隙上接受F-PCH。六、前向补充信道（F-SCH）F-SCH用于高速数据的传递，而F-FCH用于低速数据的传递。当数据业务信道建立的时候，首先分配给MS的是F-FCH,如果数据速率超过9.6K,那么系统将会分配给MS一个F-SCH。

15、CDMA反向信道反向接入信道（R-ACH）反向接入信道用于MS在反向接入信道系统的响应呼叫。接入信道主要传送的消息：1、登记消息：移动台发送消息通知基站他所处的位置、状态、标识符和其他登记系统所需要的参数。2、始呼消息（主叫）：该消息允许移动台发起呼叫-发送拨号数字3、寻呼相应消息（被叫）：移动台利用该消息在接收一个呼叫的过程中对寻呼或时隙发出响应。4、鉴权查询响应消息：该消息包含验证移动台身份的必要消息。二、反向业务信道（R-FCH）反向业务信道用于MS在反向传送数据和信令1、鉴权查询消息：包含验证移动台身份的信息2、短消息信息3、导频强度测量消息4、功率测量报告消息向基站发送FER统计量5

16、、切换完成消息：移动台对切换指示消息的响应三、反向导频信道（R-PICH）BS利用它来帮助检测MS的发射，进行相干解调；当MS得RL业务信道工作在RC3-RC6时，在R-PICH中还插入一个反向功率控制子信道，MS用该子信道支持对FL业务信道的功率控制。功率控制CDMA系统的一个目标是使他所容纳的用户量达到最大，功率控制可以调整移动台和基站的发射功率，实现在满足一定的通信质量的条件下，最大限度的降低MS和BTS的发射功率，使整个系统内的干扰最小。目的和原则：控制基站个移动台的发射功率，首先保证信号经过复杂多变的无线空间传输后到达对方接收机时，能满足正确解调所需要的解调门限。在满足以上的条件下，

17、尽可能的降低基站、移动台的发射功率，以降低用户之间的干扰，使网络性能达到最优。功率控制的分类：功控方向反向功率控制前向功率控制反向开环功率控制Y反向闭环功率控制r基于测量报告的功率控制，EIB功率控制前想快速功率控制一反向功率控制的原理反向功率控制的对象是移动台，其首要目标就是调整移动台的发射功率来保证BTS接收机的信号至少达到最小EB/NT需求值。反向功率控制过程包括开环控制和闭环控制两个阶段。（一）开环功率控制受以下因素制约1、MS和BTS之间的距离2、小区负荷3、信道环境（无线环境）MS根据收到的BTS功率来确定自己的发射功率：手机根据收到BTS的信号，初步判断空中路径的损耗，根据其决定手机采用多大的发射功率来发射信号，如果手机收到的信号强度大则表明空间衰减小，手机则以较小的功率发射信号，反之。（二）反向闭环功率控制1 .内环功率控制：基站测量EB/NT和设定的目标EB/NT进行比较，大于则指令移动台降低发射功率，小于则升高发射功率，调节的速率为800Hz。2 .外环功率控制：统计误帧率，设定所需要的门限值（Eb/Nt）注意：由于前、反向链路载频相隔45MHz,远超过了想干宽带，因此反向链路中存在开环中没有消除的、与前向