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文档简介

移动通信技术第6章CDMA移动通信系统1第6章CDMA移动通信系统

内容:CDMA的发展介绍码分多址技术基本原理、编码理论基础码分多址在CDMA网络中的实现CDMA移动通信系统的特点与结构CDMA系统的移动性管理CDMA系统的呼叫处理CDMA系统的功率控制CDMA系统提供的业务2第3章IS-95CDMA重点:CDMA移动通信系统的网络结构CDMA系统提供的业务呼叫处理难点:多址技术的比较移动性管理动率控制3第3章IS-95CDMA目的和要求:了解CDMA系统的发展了解CDMA系统提供的业务理解CDMA系统的基本原理掌握CDMA的相关技术理解CDMA呼叫处理过程46.1

CDMA的发展介绍CDMA是码分多址的英文缩写(CodeDivisionMultipleAccess),它是在扩频技术上发展起来的一种无线通信技术。CDMA移动通信网是由扩频、多址接入、蜂窝组网和频率复用等几种技术结合而成,含有频域、时域和码域三维信号处理的一种协作通信网络。56.1

CDMA的发展介绍1949年,克拉德·香农和罗伯特·皮尔斯等人首次描述了CDMA的基本思想及框架。1950年德·茹瑟—如高夫提出了一种直接序列扩频系统,并引入了处理增益方程式和随机多址技术的概念。1956年,格林等人提出抗多径“RAKE”接收机的概念。1978年库珀等人给出在蜂窝移动通信系统中采用CDMA的建议。1989年11月,高通公司进行了首次CDMA试验1993年最终形成了窄带CDMAIS-95标准。

66.1

CDMA的发展介绍1995年,第一个CDMA商用系统运行。

我国CDMA在1993年国家863计划已开展CDMA蜂窝技术研究

。1994年高通公司首先在天津建成技术试验网。1997年底北京、上海、西安、广州4个CDMA商用试验网先后建成开通,并实现了网间的漫游开始小部分商用。2000年2月16日中国联通以运营商的身份与美国高通公司签署了CDMA知识产权框架协议。

2001年12月22日,联通新时空CDMA网络建成。2002年1月8日,联通新时空CDMA开通放号。

76.2CDMA系统的基本原理码分多址的基本原理多址技术是一种信号的分割技术,是区分与识别不同用户地址的一种手段。频分多址(FDMA)按频道划分用户,频带独享,时间共享;时分多址(TDMA)按时隙划分用户,时隙独享,频率共享;码分多址(CDMA)就是按码型划分用户,在时隙和频率上共享。86.2CDMA系统的基本原理码分多址的基本原理CDMA系统中利用自相关性很强而互相关值为0或很小的周期性码序列(即码组内只有本身码相乘叠加后为l(自相关值为1),任意两个不同的码相乘叠加后为0(互相关值为0))作为地址码。在发送端,利用地址码与用户信息数据相乘(或模

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加),经过调制后发送出去。在接收端,对信号进行解调,并以本地产生的己知地址码(接收机中产生)做参考,根据相关性差异对收到的所有信号进行鉴别,从中将地址码与本地地址码一致的信号选出,把不一致的信号除掉(称为相关检测)。96.2CDMA系统的基本原理码分多址的基本原理工作原理如图(码分多址收发系统)106.2CDMA系统的基本原理CDMA移动通信系统的编码理论基础地址码和扩频码应具有以下特性:①有足够多的地址码;②有尖锐的自相关特性;③有处处为零的互相关性;④不同码元数平衡相等;⑤尽可能大的复杂度。CDMA系统中使用了两种不同码序列:伪随机序列和Walsh码序列。伪随机序列分长码(longPNcode)和短码(shortPNcode),长码用以区分移动台,短码用以区分基站。Walsh函数则用来区分前向业务信道。

116.2CDMA系统的基本原理CDMA移动通信系统的编码理论基础伪随机序列

伪随机序列具有类似噪声序列的性质,是一种貌似随机但实际上是有规律的周期性二进制序列,伪随机序列用于数据的加扰和扩频调制。如果发送的数据序列经过完全随机的加扰,接收机无法恢复原始序列。也就是说,如果接收机知道使用的是一个足够随机的序列,发送的数据序列就不可能是完全随机的。因此,CDMA系统实际上使用的是一个足够随机的序列,所以称之为伪随机序列。

126.2CDMA系统的基本原理CDMA移动通信系统的编码理论基础

伪随机序列

PN码是一组正交性良好、互相关值接近0的伪随机序列,称为准正交码。二进制的m序列是一种重要的伪随机序列,有优良的自相关特性。在CDMA系统中,用到两种PN码:PN长码和PN短码。长码序列:m=242-1;短码序列:m=215-1。在前向信道中

长码序列被用作对业务信道进行扰码;短码序列被用作对前向信道进行正交调制,在反向信道中长码序列被用作直接进行扩频,每个用户被分配一个m序列的相位。短码序列也被用作对反向业务信道进行正交调制,其相位偏置为0。

136.2CDMA系统的基本原理CDMA移动通信系统的编码理论基础

Walsh码

Walsh函数是一种非正弦的完备正交函数族,在其函数族中,两两之间的互相关函数为“0”,在CDMA系统中使用了64阶Walsh码。Walsh函数可用哈达玛矩阵H表示,利用递推关系很容易构成Walsh序列族。哈达玛矩阵H是由+1和-1构成的正交方阵。正交方阵是指它的任意两行或两列都是互相正交的。即任意两行或两列的对应位相乘之和等于0。也就是说它们的相同位和不同位的个数是相等的,即互相关函数为0。

146.2CDMA系统的基本原理前向链路码分多址在CDMA网络中的实现图中:c1(t)、c2(t)、c3(t)为同一个m序列,但起始位置不同,区分不同的用户;b1(t)、b2(t)、b3(t)分别为用户A、B、C的数据;ωc为载频。

156.2CDMA系统的基本原理码分多址在CDMA网络中的实现反向链路

图中:c1(t)、c2(t)、c3(t)为同一个m序列,但起始位置不同,区分不同的用户;b1(t)、b2(t)、b3(t)分别为用户A、B、C的数据;ωc为载频。

166.2CDMA系统的基本原理

IS-95CDMA系统信道前向逻辑信道

前向(正向)CDMA信道采用64阶正交沃尔什(Walsh码)来区分信道,并用一对伪随机序列(PN码)进行四相调制。各个基站使用同一码型的一对PN码,但其相位各不相同,移动台以此来区分不同基站发出的信号。前向链路中包括的逻辑信道有:导频信道、同步信道、寻呼信道和若干个业务信道。176.2CDMA系统的基本原理

IS-95CDMA系统信道前向逻辑信道

正向传输中,采用64阶沃尔什函数区分逻辑信道,分别用W0,W1,…,W63表示。其中W0作为导频信道,W1是首选的寻呼信道,W2~W7也是寻呼信道;W32为同步信道,其余用作业务信道,共计55个。186.2CDMA系统的基本原理IS-95CDMA系统信道前向逻辑信道

(1)导频信道(PiCH)基站在CDMA前向信道上不停发送导频信号(其信号功率比其它信道高)供移动台识别基站并引导移动台入网。主要功能包括:移动台用它来捕获系统、提供的时间与相位跟踪的参数、用于使在基站覆盖区中所有移动台进行同步和切换、利用导频相位的偏置识别扇区或基站。196.2CDMA系统的基本原理IS-95CDMA系统信道前向逻辑信道

(1)导频信道(PiCH)基站使用导频信道为所有的移动台提供基准。基站连续不断地发送导频信息(一种直接序列扩频信号),供移动台从中获得信道信息并提取相干载波以进行相干解调。同时移动台也可对导频信号电平进行检测,比较相邻基站的信号强度以决定是否要进行越区切换。为了保证各移动台载波检测和提取可靠性,导频信道的功率高于业务信道和寻呼信道的平均功率。206.2CDMA系统的基本原理IS-95CDMA系统信道前向逻辑信道

(2)同步信道(SYNCH)基站在此信道发送同步信息供移动台建立与系统的定时和同步。一旦同步建立,移动台就不再使用同步信道。同步信道上载有系统时间和基站引导PN序列码的偏置系数,以实现移动台接收解调。同步信道包括以下信息:该同步信道对应的导频信道的PN偏置、系统时间、长码状态、系统标识、网络标识、跳秒、夏令时间指示符、寻呼信道的比特率。同步信道的比特率是1200bit/s,其帧长为26.666ms。同步信道上使用的PN序列偏置与同一前向信道中的导频信道使用的偏置相同。216.2CDMA系统的基本原理IS-95CDMA系统信道前向逻辑信道

(3)寻呼信道(PaCH)基站在此信道向移动台发送有关寻呼、指令以及业务信道指配等控制信息。当有用户呼入移动台时,基站就利用此信道来寻呼移动台,以建立呼叫。每个基站有一个或若干个(最多7个)寻呼信道,其播送移动台用户识别码。移动台在建立同步后,就在首选寻呼信道(或基站指定寻呼信道上)监听由基站发来的信令,当收到基站分配业务信道的指令后就转入指配的业务信道进行信息传输。其速率可为4800bit/s或9600bbit/s。226.2CDMA系统的基本原理IS-95CDMA系统信道前向逻辑信道

(4)正向业务信道(F-TCH)传送前向通信数据及信令,用于基站到移动台的信息通信,主要传送用户业务数据,同时也传送随路信令。例如功率控制信令信息、切换指令等就是插入在此信道中传送。前向码分信道的配置并不是固定的,其中导频信道一定要有,其余的码分信道可根据情况配置。236.2CDMA系统的基本原理IS-95CDMA系统信道反向逻辑信道

反向CDMA信道由接入信道和反向业务信道组成。这些信道采用直接序列扩频的CDMA技术共用于同一CDMA频率。在反向CDMA信道上,基站和用户使用不同的长码掩码区分每一个接入信道和反向业务信道。当长码掩码输入长码发生器时,会产生唯一的用户长码序列,其长度为242-1。对于接入信道,不同基站或同一基站的不同接入信道使用不同的长码掩码,而同一基站的同一接入信道上的用户使用的长码掩码则是一致的。进入业务信道以后,不同的用户使用不同的长码掩码,也就是不同的用户使用不同的相位偏置。246.2CDMA系统的基本原理IS-95CDMA系统信道反向逻辑信道

接入信道…………CDMA反向信道(基站接收的1.23MHz信道)接入信道业务信道业务信道1n1m256.2CDMA系统的基本原理IS-95CDMA系统信道反向逻辑信道

(1)反向业务信道(B-TCH)供移动台到基站之间的通信,它与正向业务信道一样,用于传送用户业务数据,同时也传送信令信息,如功率控制信息等。移动台在反向业务信道上以可变速率9600bit/s、4800bit/s、2400bit/s、1200bit/s的数据速率发送信息。反向业务信道帧的长度为20ms。速率的选择以一帧为参考,即上一帧是9600bit/s,下一帧就可能是4800bit/s。266.2CDMA系统的基本原理IS-95CDMA系统信道反向逻辑信道

(2)接入信道(AcCH)一个随机接入信道,供网内移动台随机占用,移动台在此信道发起呼叫或对基站的寻呼信息进行应答。接入信道与正向传输前向逻辑信道的寻呼信道相对应,其作用是在移动台没有占用业务信道之前提供由移动台至基站的传输通路,供移动台发起呼叫或对基站的寻呼进行响应,以及向基站发送登记注册的信息等。接入信道的功能包括:发起同基站的通信、响应基站发来的寻呼信道消息、进行系统注册、在没有业务时接入系统和对系统进行实时的回应。276.3CDMA移动通信系统的特点与结构

CDMA移动通信系统的特点1)系统容量大。理论上CDMA移动网容量比模拟网大20倍,实际要比模拟网大10倍,比GSM要大4~5倍。2)抗干扰性好,抗多径衰落,隐蔽、保密安全性高,同频率可在多个小区内重复使用,所要求的载干比小于1,容量和质量之间可做权衡取舍等属性。这是扩频技术所固有的特点。3)软切换。CDMA系统由于相邻的小区(或扇区)使用相同的频率,小区(或扇区)之间是以码型的不同来区分的,当移动用户从一个小区移动到另个小区时,不需要让手机的收、发频率切换,只需在码序列上作相应的调整,故CDMA系统可以实现软切换。286.3CDMA移动通信系统的特点与结构

CDMA移动通信系统的特点4)软容量特性。CDMA系统的容量与系统的载干比有关,CDMA系统中,所有用户都占用相同带宽和频率,当用户数增加时,仅仅会使通话质量下降,而不会出现信道阻塞现象。因此,系统容量不是定值,而是可以变动。可以在话务量高峰期通过提高误帧率来增加可以用的信道数。当相邻小区的负荷一轻一重时,负荷重的小区可以通过减少导频的发射功率,使本小区的边缘用户由于导频强度的不足而切换到相临小区,实现负担分担。296.3CDMA移动通信系统的特点与结构

CDMA移动通信系统的特点5)频率规划灵活,扩展简单,频率利用率高。用户按不同的序列码区分,所以相同CDMA载波可在相邻的小区内使用,网络规划灵活,扩展方便。6)采用功率控制和可变速率声码器技术,可以减少用户间的干扰,提高系统容量,降低手机发射功率,延长手机电池寿命。7)话音音质好。CDMA系统的话音质量明显高于GSM系统,更为接近固定网的话音质量,特别是在强背景噪声环境下(如娱乐场所、商场、餐馆等),由于采用了伪随机序列进行扩频/解频,用户通话中有明显的噪声抑制优点。306.3CDMA移动通信系统的特点与结构

CDMA移动通信系统的网络结构CDMA网络结构如图所示。316.4CDMA系统的移动性管理

CDMA网络主要使用的识别号码移动用户号码簿号码(MDN)

此号码为主叫用户呼叫一个数字移动用户时所拨的号码。号码结构如下:国内有效移动用户号码簿号码由三部分组成:数字蜂窝移动业务接入号(N1N2N3)+HLR识别号(H1H2H3)+移动用户号(XXXX)。CC:国家码。即移动台登记注册地国家码,中国为86MAC:数字蜂窝移动业务接入号(N1N2N3)为13X。SN:用户号码。前四位(H0H1H2H3)为用户归属位置寄存器HLR识别号,由运营商分配。后四位(XXXX)为移动用户码,由各HLR自行分配。国家码(CC)国内地区码(NDC)用户号码(SN)3个数字3个数字8/9个数字326.4CDMA系统的移动性管理

CDMA网络主要使用的识别号码国际移动用户识别码(IMSI)

在数字公用陆地蜂窝移动通信网中,唯一地识别一个移动用户的国际通用号码,长度为15位。移动用户以此号码发起入网请求和位置登记,网络据此查询用户数据。此号码也是VLR、HLR的主要检索参数。结构如下:其中MCC:移动国家码,我国为460。MNC:移动网码,用于识别归属的移动通信网,原中国联通CDMA网码为03。MSIN:移动用户识别码,10位十进制的数字。336.4CDMA系统的移动性管理

CDMA网络主要使用的识别号码移动台识别码(MIN)MIN是IMSI的后10位,即MSIN。格式为:XX+H0H1H2H3+ABCDXX:为分配给我国的MIN号码段,暂定为09。H0H1H2H3:同MDN号码中的H0H1H2H3。ABCD:用户号码346.4CDMA系统的移动性管理

CDMA网络主要使用的识别号码临时本地用户号码(TLDN)移动用户临时本地电话号码(TLDN)构成与移动用户号码薄号码(MDN)相同,用于移动用户漫游到其它服务区时使用。该号码为预留的不能被用户使用的电话号码。当移动用户漫游到其它服务区时,由移动用户目前所在的移动交换中心(MSC)和访问位置寄存器(VLR)为寻址该用户临时分配给移动用户的号码,用于路由选择。当移动台离开该区域后,被访访问位置寄存器(VLR)和归属位置寄存器(HLR)都要删除该漫游号码。以便可再分配给其它移动台使用。356.4CDMA系统的移动性管理

CDMA网络主要使用的识别号码MSC/VLR号码4600309M0M1M2M31000在NO.7信令消息中使用、代表MSC/VLR的号码,M0M1M2M3的分配同H0H1H2H3的分配。366.4CDMA系统的移动性管理

CDMA网络主要使用的识别号码HLR号码4600309H0H1H2H30000在NO.7信令消息中使用、代表HLR的号码。376.4CDMA系统的移动性管理

CDMA网络主要使用的识别号码系统识别码(SID)

系统识别码(SID)是CDMA数字蜂窝移动通信系统中,唯一地识别一个CDMA蜂窝系统(即一个移动业务本地网)的号码。移动台中必须存储该号码,用于识别移动台归属的CDMA移动业务本地网。系统识别码总长为15比特。由三部分组成:SID=国家识别码+国内业务区组识别码+组内业务区识别码。具体格式如下:中国的国家识别码为011011和0110101。386.4CDMA系统的移动性管理

CDMA网络主要使用的识别号码网络识别码(NID)网络识别码(NID)是CDMA数字蜂窝移动通信系统中,唯一地识别一个网络的号码。网络识别码总长为16个比特,其中0与65535(即全0和全1)保留。在中国,网络识别码由各省通信运营部门自行分配,例如NID可用于识别一个移动业务本地网内不同的移动交换中心区。396.4CDMA系统的移动性管理

CDMA网络主要使用的识别号码登记区域识别码(REG_ZONE)(对CDMA)

登记区域识别码(REG_ZONE)是在一个网络范围内唯一地识别一个登记区域的号码。登记区识别码总长为12个比特。中国由各省通信运营部门自行分配。406.4CDMA系统的移动性管理

CDMA网络主要使用的识别号码电子序号(ESN) 电子序号(ESN)用于唯一识别一个移动设备,每个移动台分配一个唯一的电子序号。网络识别码总长为32比特,由四部分组成:ESN=设备序号+保留比特+设备编号+厂商编号。具体格式如下:其中设备序号、设备编号由各厂商自行分配。416.4CDMA系统的移动性管理

CDMA网络主要使用的识别号码基站识别码(BSID)基站识别码(ID)是在一个CDMA网络范围内唯一地识别一个基站的号码。总长为16比特,中国由各省通信运营商自行分配。426.4CDMA系统的移动性管理位置更新移动系统中位置更新的目的是使移动台总能与网络保持联系,以便移动台在网络覆盖的范围内的任何一个地方都能接入到网络中;或者说网络能随时知道移动台所在的位置,以使网络能随时寻呼到移动台。位置更新分正常的位置更新、周期性位置更新和IMSI附着。436.4CDMA系统的移动性管理位置更新正常的位置更新MS从一个LAI小区进入另外一个LAI小区进行正常的位置更新。VLR内的位置更新跨VLR(漫游)的位置更新。446.4CDMA系统的移动性管理位置更新正常的位置更新MS从一个LAI小区进入另外一个LAI小区进行正常的位置更新。VLR内的位置更新跨VLR(漫游)的位置更新。456.4CDMA系统的移动性管理位置更新周期性位置更新

当网络在特定的时间内没有收到来自移动台任何信息时将启动周期位置更新。统要求移动用户在一特定时间内登记一次。这种位置登记过程就叫做周期位置更新。当定时值到时,移动台便向网络发送位置更新请求消息启动周期位置更新过程。周期位置更新过程只有证实消息,移动台只有接收到证实消息才会停止向网络发送周期位置更新请求消息。466.4CDMA系统的移动性管理位置更新

IMSI附着

手机开机,网络对它做“附着”标记。若MS是第一次开机,向MSC发送“位置更新请求”消息,MSC根据该用户发送的IMSI中的H0H1H2H3消息,向该用户的归属位置寄存器(HLR)发送“位置更新请求”,HLR记录发请求的MSC号码,并向MSC回送“位置更新接受”消息,至此MSC认为此MS已被激活,在访问位置寄存器(VLR)中对该用户对应的IMSI上作“附着标记”,再向MS发送“位置更新证实”消息,MS的手机卡记录此位置区识别码。476.4CDMA系统的移动性管理位置更新

IMSI附着

若MS不是第一次开机,而是关机后又开机的,MS接收到的LAI为它卡中原来存储的LAI不一致,那么它也是立即向MSC发送“位置更新请求”,MSC要判断原有的LAI是否是自己的服务区的位置,如果是原来的服务区位置,MSC只需对该用户原来的LAI码更新为新的LAI码,并在该用户对应的IMSI做“附着”标记即可。如果判断出不是自己的服务区位置,MSC需根据用户IMSI中的H0H1H2H3信息,向该用户的HLR发送“位置更新请求”,HLR在该用户数据库内记录发请求的MSC号码,在回送“位置更新接受”,MSC再对该用户的IMSI作“附着”标记,并向MS回送“位置更新证实”信息,MS将手机卡原来的LAI码改写成新的LAI码。但若MS关机再开机时,所接收到的LAI与卡中存储的LAI一致,那MSC只对用户做“附着”标记。486.4CDMA系统的移动性管理越区切换越区切换的分类

硬切换:指不同载频的小区之间的过境切换,移动台须先中断与原基站的联系,再与新基站取得联系。更软切换:移动台由同一基站的一个扇区进入另一个具有同一载频的扇区时发生的过境切换。软切换:移动台从一个小区进入相同载频的另外一个小区时采用的过境切换。此时移动台与不同小区或扇区保持通信。软/更软切换:移动台从一个小区的两个扇区进入相同载频的另外一个小区的扇区时采用的过境切换。这类切换网络资源包括小区A和B之间的双方软切换资源加上小区B内的更软切换资源。496.4CDMA系统的移动性管理越区切换软切换的特点

减少了由于切换造成的掉话,可以带来更好的话音质量并从某种程度上增加容量。保证了基站最佳的接收结果。采用了空间分集技术,大大提高了移动台在小区边缘的通信质量,增加了系统的容量。从反向链路来说,移动台根据传播状况好的基站情况来调整发射功率,减少了反向链路的干扰,从而增加了反向链路的容量。506.4CDMA系统的移动性管理越区切换软切换的实现过程

CDMA系统对软切换作了以下的规定:软切换的过程从移动台开始,它必须不断测量系统内导频(Pilot)信道的信号强度。保证了基站最佳的接收结果。为了有效地对导频信道进行搜索,系统中的导频信道被分为活动集(activeset)、候选集(candidateset)、邻近集(neighborset)和剩余集(remainingset)四个集合。①活动集:由具有足够信号强度,正在支持移动台呼叫的导频信道组成。②候选集:由导频强度能够支持移动台呼叫的导频组成。③邻近集:由不属于活动集或候选集,但是有可能参与软切换的导频组成(例如这些小区可能在已知的邻近区域内)。④剩余集:由属于CDMA系统但未包含在其它3组中的小区导频组成。516.4CDMA系统的移动性管理越区切换软切换的实现过程

整个软切换过程可以参考下图:526.4CDMA系统的移动性管理越区切换软切换的实现过程

整个软切换过程包括以下几步:(1)当导频强度达到T_ADD,移动台发送一个导频强度测量消息,并将该导频转到候选导频集。(2)当候选集中某导频信道的强度超过活动集中某导频信道的强度至少0.5T-Comp时,移动台则将此导频信道移入活动集中,并可能替换原来的导频信道。移动台发送一个导频强度测量消息。(3)基站发送一个切换指示消息,移动台将此导频信道转到活动集并发送一个切换完成消息。(4)导频强度掉到T_DROP以下,移动台启动切换去掉计时器。(5)切换去掉计时器到期,移动台发送一个导频强度测量消息。(6)基站发送一个切换指示消息。(7)移动台把导频从有效导频移到相邻导频集并发送切换完成消息。536.4CDMA系统的移动性管理鉴权与加密移动用户鉴权

鉴权的目的是确认用户的合法身份,防止非法用户接入到网络中。鉴权过程需要移动台和系统协同处理一组相同的共享加密数据(SSD)。SSD由128位比特组成,分成两个64比特的子集:SSD_A和SSD_B。SSD_A用来支持鉴权过程,SSD_B则用来支持语音保密和消息保密。SSD在移动台入网时产生,并存储于移动台的UIM卡和系统的AUC或VLR中。546.4CDMA系统的移动性管理鉴权与加密移动用户鉴权

鉴权过程如下:由VLR或AUC生成一个随机数RAND并发送给MS,MS将此RAND和其内部存储的SSD_A、ESN(电子序列号)、MIN(移动用户识别码)作为输入参数进行鉴权算法(CAVE算法),计算得到一个结果AUTHR_MS(鉴权数据),并回送到VLR或AUC。与此同时,VLR或AUC利用同样的参数进行同样的鉴权算法,计算出一个结果AUTHR_NET,两者进行比对,相同则为合法MS;否则为非法。556.4CDMA系统的移动性管理鉴权与加密信令消息加密

加密的目的是为尽力保护敏感用户信息(比如PIN码)。加密算法信息的可用性是处在美国国际事务与军用条例(ITAR)和输出管理条例的管制之下。若没有完成鉴权,则不会调用消息加密。对于每次呼叫,信令消息加密是独立受控的。566.4CDMA系统的移动性管理鉴权与加密话音保密在CDMA系统中,提供话音保密是通过对PN扩展使用私用长码掩码的方法来实现的,且仅仅只在业务信道中提供话音保密控制。在所有呼叫的初始阶段,对PN扩展使用公用长码掩码。为了开始向私用或公用长码掩码的转换,不论是BS还是MS都要在业务信道上发送一个长码转换请求指令。576.5CDMA系统的呼叫处理移动台的呼叫处理移动台呼叫处理包含以下四个状态,如图所示。586.5CDMA系统的呼叫处理移动台的呼叫处理移动台呼叫处理包含以下四个状态:①移动台初始化状态:MS选择和捕获系统;②移动台空闲状态:MS检测寻呼信道的消息;③系统接入状态:MS在接入信道上向基站发送消息;④移动台控制业务信道状态:MS利用前向和反向信道与基站通信。596.5CDMA系统的呼叫处理移动台的呼叫处理移动台初始化状态606.5CDMA系统的呼叫处理移动台的呼叫处理移动台初始化状态(1)系统检测子状态移动台选择要用的系统,如选择了CDMA系统,首先扫描基本信道,如不成功,则再捕获辅助信道。(2)导频信道捕获子状态移动台进入CDMA系统后,就不断地检测周围各基站发来的导频信号和同步信号。比较这些信号的强度,即可判断出自己处于那个小区。导频信道捕获子状态存在的最长时间15秒钟。如果移动台在15秒钟内捕获到导频信道,则进入同步信道捕获子状态;如果在这个时间内没有捕获到导频信道,则进入系统检测子状态。616.5CDMA系统的呼叫处理移动台的呼叫处理移动台初始化状态(3)同步信道捕获子状态MS获得系统认证和CDMA时钟信息。移动台在选择了基站后,在同步信道检测出并记录下CDMA系统的相应参数和时间信息,如系统识别码(SID)、网络识别码(NID)、引导PN序列的相位偏移值、长PN码的状态、系统时间、寻呼信道速率等。接收有效同步信道消息的最长时间为1秒钟,在此时间内没捕获到有效地同步信道,则进入到系统检测子状态。(4)时钟改变子状态移动台获得同步信息后,进入时间调整子状态。在此状态中移动台将长码时钟同步于从同步信息获得的CDMA系统长码时钟,即把自己相应的时间参数进行调整,与基站同步。626.5CDMA系统的呼叫处理移动台的呼叫处理移动台空闲状态

移动台在完成同步和定时后,即由初始化状态进入“空闲状态”。这样移动台可以设置编码信道和寻呼信道数据速率并实施寻呼信道监控。此时,可以接收消息、呼入(终端呼叫)、呼出(本机呼叫)、初始化登记注册或发送消息。处于空闲状态,移动台要完成下面过程:寻呼信道检测过程→消息确认过程→注册过程→空闲切换过程→开销信息操作过程→寻呼匹配操作→指令和消息处理操作→启动操作→消息发送操作→关机操作。636.5CDMA系统的呼叫处理移动台的呼叫处理系统接入状态

如果移动台要发起呼叫,或要进行注册登记,或收到一种需认可或应答的寻呼信息时,移动台即进入“系统接入状态”,并在接入信道上向基站发送有关的信息。646.5CDMA系统的呼叫处理移动台的呼叫处理移动台业务信道控制状态656.5CDMA系统的呼叫处理移动台的呼叫处理移动台业务信道控制状态在此状态中,移动台和基站利用反向业务信道和正向业务信道进行信息交换。包含以下几个状态:(1)业务信道初始化子状态移动台证实它已接收正向业务信道的信号,并开始在反向业务信道上传输消息。(2)等待指令子状态移动台等待基站示警等命令,收到命令后,移动台发出示警音(如振铃音等)。(3)等待回答子状态移动台等待用户的摘机应答。(4)对话子状态移动台进行通话控制,如功率控制、检测用户键盘等。(5)释放子状态移动台切断通话链路、释放信道、复位各种参数等,然后转入初始化选择系统子状态。666.5CDMA系统的呼叫处理基站呼叫处理基站呼叫处理包括下面几种状态:(1)导频和同步信道处理处理期间基站发送导频信号和同步信号,使MS捕获和同步到CDMA信道,同时MS处于初始化状态。(2)寻呼信道处理处理期间基站发送寻呼信号。同时MS处于空闲状态或系统接入状态。(3)接入信道处理处理期间基站监听接入信道,以接收MS发来的信息,同时MS处于系统接入状态。(4)业务信道处理处理期间基站用正向业务信道和反向业务信道与移动台交换信息,同时MS处于业务信道控制状态。676.5CDMA系统的呼叫处理基站呼叫处理业务信道处理包括以下几个状态:①业务信道初始化子状态:基站开始在正向业务信道上传输信息,并且开始在反向业务信道上接收移动台发来的消息。②等待命令子状态:在此子状态中,基站向移动台发送告警等命令。③等待回答子状态:基站等待移动台通话接续命令等。④通话子状态:基站进行通话控制,包括功率控制、服务选项等。⑤释放子状态:基站切断通话链路,释放信道,复位各种参数等。686.5CDMA系统的呼叫处理呼叫流程图由移动台发起的呼叫

696.5CDMA系统的呼叫处理呼叫流程图由移动台为终点的呼叫

706.5CDMA系统的呼叫处理呼叫流程图软切换期间的呼叫处理

716.5CDMA系统的呼叫处理呼叫流程图连续软切换期间的呼叫处理

726.6CDMA系统的功率控制反向开环功率控制在假设正向和反向传输损耗相同的前提下,移动台接收并测量来自于基站的导频信号,根据接收到的导频信号的强度来粗略估算路径的传输损耗,然后根据这种估算自行地调整自己的发射功率。反向开环功率控制简单易行,不需要在移动台和基站之间交换控制信息,因而不仅控制速度快而且节省开销。反向开环功率控制对付慢衰落是比较有效的,但对于信号因多径效应而引起的瑞利衰落,效果不佳。736.6CDMA系统的功率控制反向闭环功率控制反向闭环功率控制的设计目标是使基站对移动台的开环功率估计迅速做出校正,以使移动台保持最理想的发射功率。实现的过程是由基站检测来自移动台的信号强度或信噪比,根据测得结果与预定的标准值相比较,形成功率调整指令,通知移动台调整其发射功率,调整阶距通常为1dB。746.6CDMA系统的功率控制反向闭环功率控制闭环校正又分为内环和外环两部分内环功控指基站接收移动台的信号后,将其强度与一门限(下面称为“闭环门限”)相比,如果高于该门限,则向移动台发送“降低发射功率”的功率控制指令;否则发送“增加发射功率”的指令。外环功控实际上发生在基站内或基站与移动交换中心之间的一种功率控制过程,它的作用是对内环门限进行调整,这种调整是根据基站所接收到的反向业务信道的指令指标(误帧率)的变化来进行的。756.6CDMA系统的功率控制反向闭环功率控制通常FER都有一定的目标值,当实际接收的FER高于目标值时,基站就需要提高内环门限,以增加移动台的反向发射功率;反之,当实际接收的FER低于目标值时,基站就适当降低内环门限,以降低移动台的反向发射功率。最后,在基站和移动台的共同作用下,使基站能够在保证一定接收质量的前提下,让移动台以尽可能低的功率发射信号,以减小对其它用户的干扰,提高容量。766.7CDMA系统提供的业务CDMA提供的电信业务CDMA支持的电信业务包括普通电话业务、紧急呼叫业务、短消息业务等。其中短消息业务可分为两种:移动台终止的短消息业务和移动台起始的短消息业务。776.7CDMA系统提供的业务CDMA提供的电信业务普通电话业务普通电话业务是CDMA规范定义的用户终端业务的一种,它是CDMA移动通信系统应用最广泛的业务。电话业务为PLMN中移动用户提供了与PSTN、ISDN或另一PLMN移动用户进行语音通信的能力。786.7CDMA系统提供的业务CDMA提供的电信业务普通电话业务(1)本地电话业务

移动电话用户持移动通信终端(手机)作为主叫与本地(同一个长途编号区内)的其它移动电话用户、固定电话用户进行通话,和接听本地及世界上任何地点的移动或固定电话的来话的通话,称为本地移动电话业务。用户使用本地通话时,无需加拨区号,直接拨打本市用户电话号码或在本城市接听所有电话。(2)长途电话业务移动电话用户持移动通信终端(手机)作为主叫与本地区以外(即不在同一个长途编号区)的其它移动电话用户、固定电话用户进行的通话称为长途电话业务,通达地区可以是本地以外的国内其它城市、国外或者境外的其它地区。呼叫其它地区的固定电话和国(境)外的移动电话时须加拨长途区号。796.7CDMA系统提供的业务CDMA提供的电信业务普通电话业务(3)国内漫游业务在国内漫游时,可以拨打本地(漫游地)电话、归属地电话、国内长途电话、国际及港、澳、台电话以及使用IP电话等业务。移动电话用户不更换终端、不改变号码、不需要登记,在其归属地城市(以本地电话网为界)以外的国内其它城市、国(境)外地区仍然正常进行移动通信的业务称为自动漫游业务。(4)国际漫游业务移动电话国际漫游业务是指在中国任何城市开通的可正常使用的后付费CDMA用户,办理相应的手续后,在离开中国大陆时,仍可以在其它国家和地区的其它网络(澳门CDMA网络除外)继续使用移动电话进行通信的业务。CDMA用户国际漫游只能在网络制式兼容并且已经签署双边漫游协议的国家和地区使用。中国大陆与港澳台地区的漫游业务视同于国际漫游业务。806.7CDMA系统提供的业务CDMA提供的电信业务紧急呼叫业务

紧急呼叫业务是指移动用户发起呼叫到就近紧急呼叫中心(如急救中心)。紧急呼叫业务是用户终端业务中的一种,它类似电话业务但建立呼叫相对来说简捷快速。

紧急呼叫业务指定了所有CDMAPLMN区之间的标准的访问方式。另外,PSTN/ISDN的国家紧急呼叫号码必须在移动台上可用。816.7CDMA系统提供的业务CDMA提供的电信业务短信息业务(SMS)

短消息业务(这里指点到点短消息业务),是目前CDMA系统中唯一只利用信令信道即可完成的用户终端业务,它可同时与话音等业务并行。

短消息业务包括移动台接收点对点短消息业务和移动台发送点对点短消息业务两种。

826.7CDMA系统提供的业务CDMA提供的电信业务短信息业务(SMS)

(1)移动台发送点对点短消息业务提供了从移动台到消息处理系统(业务中心)短消息(业务中心)的短消息的传输,业务中心是从CDMAPLMN中分离出来的功能性机构。短消息中心在收到短消息时,应该向移动台送回一个确认消息。移动台的存储区中的预记录消息、拨号簿上的号码和从附加的键盘或终端设备上连接到移动设备的信息会被发送到短消息中心。(2)移动台接收点对点短消息业务提供了从消息处理系统(业务中心)到移动台的短消息的传输。移动台在收到短消息时,应该向短消息中心送回一个确认消息。

836.7CDMA系统提供的业务

补充业务补充业务向用户提供包括补充业务授权、补充业务操作和补充业务应用等功能。补充业务授权包括业务授权和业务去授权;补充业务操作支持CDMA系统中所定义的七种业务操作即授权、去授权、登记、删除、激活、去活及请求、临时激活及临时去激活操作。授权和去授权一般由网络运营商进行,其余操作可由用户在移动台上操作。补充业务有呼叫前转类补充业务、号码识别类补充业务、呼叫完成类补充业务、业务控制类补充业务、多方会话类补充业务、用户呼叫控制类补充业务、语音邮箱业务和优选语言业务。846.7CDMA系统提供的业务补充业务前转类补充业务

(1)无条件呼叫前转业务(CFU)允许用户将它的所有来话转接到预先设置的另一个电话号码上或用户的语音信箱中。(2)遇忙呼叫前转业务(CFB)指当用户忙时,允许用户将它的来话转接到预先设置的另一个电话号码上或用户的语音信箱中。(3)无应答呼叫前转(CFNA)指被叫移动用户收到网络振铃消息后久不摘机应答,无应答设定时间到时呼叫将被前转到第三方用户。856.7CDMA系统提供的业务补充业务前转类补充业务

(4)隐含呼叫前转业务(CFD)允许用户在下列情况下将它的来话转接到预先设置的另一个电话号码上或用户的语音信箱中:①用户忙;②系统寻呼MS失败或长时间振铃后用户没有应答;③用户处于去活状态;④系统不知道用户的当前位置;⑤用户当前不可接入(如激活了免打扰业务)。866.7CDMA系统提供的业务补充业务号码识别类补充业务

(1)主叫号码识别显示(CNIP)主叫号码识别显示是指被叫移动用户的补充业务,移动用户接收呼叫时,网络向用户提示主叫用户的号码。(2)主叫号码识别限制(CNIR)主叫号码识别限制是指主叫移动用户的补充业务,移动用户作主叫时,不允许网络向被叫用户显示主叫号码。(3)超越主叫号码识别限制(CNROver)对于超越主叫号码识别限制业务有提供、撤销操作。876.7CDMA系统提供的业务补充业务呼叫完成类补充业务(1)呼叫等待(CW)呼叫等待业务是指当用户忙时,这项业务将通知用户有一个新的来话,用户可以选择接受或拒绝新的来话。如果用户应答了新的来话,它可以在两个来话之间来回进行切换。(2)呼叫转接(CT)呼叫转接业务是指一个用户能够把一个正在进行中的呼叫转移到第三方去而自己退出呼叫,被转移的呼叫可以是入呼叫也可以是出呼叫。886.7CDMA系统提供的业务补充业务业务控制类补充业务

当用户的手

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