CDMA通信原理(基础)

RA000001CDMA通信原理1.0课程内容

第一章CDMA概述及其发展演进第二章CDMA关键技术特色业务第三章CDMA在中国的应用第一章CDMA技术及其发展演进移动通信的发展与CDMA技术的出现三种3G制式的比较什么是CDMA技术CDMA技术与其它多址技术的比较CDMA技术的发展演进CDMA20001X概述CDMA20001X带来的技术优势CDMA网络参考模型CDMA接口标准移动通信的发展与CDMA技术的出现移动通信的发展与CDMA技术的出现CDMA与GSM同属于2代数字移动通信系统。GSM是欧洲标准，全球都有应用，中国称为全球通，向3G演进的方向是WCDMACDMA是北美标准，主要在北美洲。南美洲、亚洲。澳洲也有运营商。向3G演进的方向是CDMA2000三种3G制式的比较现在总共有3中3G制式存在三种3G制式的比较（1）什么是CDMA技术频率码用户3用户2用户1CDMACDMA：CodeDivisionMultipleAccess（码分多址）。所有用户在同一时间、同一频段上、根据编码获得业务信道。CDMA技术与其它多址技术的比较码业务信道在不同频段分配给不同用户如：TACS系统、AMPS系统业务信道在不同时间分配给不同用户如：GSM所有用户在同一时间、同一频段上、根据编码获得业务信道用户1用户2用户3时间频率FDMA用户1用户2用户3时间频率TDMA时间频率CDMA用户3用户2用户1CDMA技术与其它多址技术的比较CDMA10MHz8个CDMA载波每载波20个话音信道每站点3个扇区频率复用系数＝1支持有效话音信道数＝8×20×3＝480GSM10MHz50个GSM载波(10MHz/200KHz)每载波8个时隙（包括业务信道和控制信道）每站点3个扇区频率复用系数（通常）＝4可配置的站型为S444支持有效话音信道数＝48×7.2/4＝87在相同频谱利用度情况下，CDMA容量是GSM的4~5倍.大容量CDMA技术与其它多址技术的比较广覆盖CDMA小区覆盖随负载的变化而变化在无负载情况下，小区半径是标准GSM的3倍在每扇区20信道的负载条件下，半径是标准GSM的2倍GSM小区在加载的情况下，覆盖保持不变在相同覆盖条件下，基站数量大大减少CDMA2000技术的发展演进问题现在世界上总共有几种3G标准?CDMA2000的演进方式是什么?小结CDMA即CodeDivisionMultipleAccess（码分多址）是一种采用先进无线扩频技术的数字通信多址接入方式。CDMA2000标准的发展经历了从IS-95A、IS-95B到cdma20001x、及cdma20001xEV的发展过程第二章CDMA关键技术和特色业务第一节CDMA的关键技术第二节CDMA的特色业务第三节CDMA2000新业务第四节CDMA的移动性管理第五节CDMA的安全性管理第一节 CDMA关键技术扩频技术RAKE接收技术语音编码信道编码功率控制软切换技术增强硬切换技术小区呼吸鉴权技术CDMA关键技术——扩频技术CDMA扩频技术可以减少频率选择性衰落的影响窄带信号扩频码扩频码信号合并宽带信号噪声噪声+宽带信号信号与噪声分离tP(t)P(t)P(t)P(t)P(t)ttttCDMA关键技术——RAKE接收技术时间分集采用符号交织，检错纠错编码等方法。频率分集通过将信号能量在宽频带中扩展实现的。CDMA将信号扩展到整个1.25M上。空间分集基站采用双接收天线。在手机和基站采用RAKE接收，合并不同传输延时的信号。软切换的时候，移动台和多个基站同时联系，从中选出最好的帧送给交换机。ttCDMA关键技术——RAKE接收技术tS(t)发射信号接收技术无线环境-多径效应CDMA关键技术——RAKE接收技术RAKE接收技术在多径衰落条件下有效提高接收性能接收机单径接收电路单径接收电路单径接收电路搜索器计算信号强度与时延合并合并后的信号ttS(t)S(t)CDMA关键技术——语音编码典型的双工通话中，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。可变速率声码器:8KQCELP13KQCELP特点:支持话音激活CDMA关键技术——信道编码CDMA采用卷积码与Turbo码，降低误码率，提高系统性能，满足语音通信与数据通信需求不能满足通信需要满足语音通信需要满足数据通信需要无纠错编码：BER<10-1~BER<10-2卷积编码：BER<10-3Turbo码：BER<10-6Out001110加扰－M序列包含两部分：移位寄存器序列掩码输出序列的周期是2N-1bits，N为寄存器个数当掩码不同时，输出的移位寄存器序列相位不同CDMA核心技术长码长码是周期为242-1的M-序列长码的功能：

加扰前向CDMA信道控制功率控制比特的插入在反向，区分出不同的MSCDMA核心技术短码PNaPNcPNbCDMA核心技术短码为一周期215

的M-序列每个扇区在短码中指配一个时间偏置（相位）系统利用PN短码的时间偏置来区别（BTS）扇区可允许所有Walsh码在各（BTS）扇区复用系统规定PN码最小偏移值为64chips，共有512个时间偏置（215/64=512）同一（BTS）扇区内所有CDMA信道的短码相同不同（BTS）扇区内的CDMA信道的短码时间偏置不同Walsh码W2n=WnWnWnWnW1=0W2=0001W4=0000010100110110Walshcode不同的Walsh码之间是正交的。Walsh码是一种正交扩频码Wim

代表阶数为m的Walsh矩阵中的i行。CDMA核心技术在前向，每个符号都需要用Walsh码进行扩频。在前向，Walsh码用于区分出不同的用户。在反向，对IS95A/B,每输入6个符号，输出一个Walsh函数。例如，如果输入的符号序列为110011，那么输出的符号序列为W5164(110011binary=51decimal).在反向，对于CDMA2000,Walsh函数用于区分信道类型。（RC3-9）Walsh码CDMA核心技术CDMA关键技术——功率控制反向开环功率控制闭环功率控制内环功率控制：800Hz外环功率控制前向闭环功率控制消息报告方式：周期报告、门限报告EIB(ErasureIndicatorBit)方式：50HzQIB方式：50Hz快速功率控制：800HzCDMA关键技术——功率控制每个用户对于其他用户都相当于干扰，远近效应会严重影响系统容量采用功率控制技术减少了相互之间的干扰，提高了系统整体容量PowerfPowerf远近效应与功率控制CDMA关键技术——功率控制(反向开环)移动台所需发射功率受以下因素影响移动台与基站距离小区负荷信道环境CDMA系统规定用一个常数来补偿路径损耗与小区负荷的影响，这个常数可由基站调整移动台根据接收前向信道的功率，直接确定发射功率CDMA关键技术——功率控制(反向闭环)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，否则增加发射功率。调节速率为800Hz外环功率控制统计误帧率，设定所需的目标Eb/NtCDMA关键技术——软切换技术软切换:不同基站BTS间切换不同BSC间切换更软切换:同基站不同扇区间切换硬切换:异频切换不同系统间切换CDMA系统支持多种切换技术CDMA关键技术——软切换技术ABCABCABCABCABCABC软切换技术改善话音质量；控制手机干扰降低掉话率；提高容量与覆盖范围CDMA关键技术——增强硬切换技术CFSRPM(Report)CRSCNM

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

(HHO)CRSRQM

(SearchParameters)CFSRSM(Acceptance)CDMA技术支持不同频率基站之间硬切换，支持不同系统间的硬切换增强硬切换技术有效提高切换成功率，降低掉话率CDMA关键技术——增强硬切换技术CDMA技术支持不同频率基站之间硬切换，支持不同系统间的硬切换增强硬切换技术有效提高切换成功率，降低掉话率City2City1City3当相邻小区的负荷不相同时，负荷重的小区降低发射功率，使本小区边缘的用户切换到临近小区，从而实现负载控制CDMA关键技术——小区呼吸“小区呼吸”动态分配小区负荷，改善网络覆盖,增加系统容量负载控制使用的主要手段包括小区呼吸和同覆盖异频小区之间的切换。第三节CDMA2000新业务移动分组数据业务移动定位业务032649.61281443842,0001G2GVoiceTextMessagingVideoStreamingStillImagingAudioStreamingDataTransmissionSpeed-kbps

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MSC支持登记和取消登记。其中登记包括开机登记、关机登记、基于定时器的登记、基于距离的登记、基于区域的登记、参数变化的登记、受命登记、业务信道的登记和隐含登记。问题软切换与硬切换的区别小结CDMA关键技术几个重要的概念：软切换，硬切换CDMA的功率控制原理第三章CDMA在中国的应用第一节中国CDMA标准的发展和联通一期建设情况第二节CDMA系统编号方案第一节中国CDMA标准的发展和联通一期建设情况中国CDMA标准的发展CDMA联通一期建设情况中国CDMA标准的发展我国目前采用的CDMA标准主要是向美国的标准靠拢，但应注意到我国的实际情况与它们稍有不同。例如，在空中接口上，美国的标准注重CDMA与AMPS双模兼容，而在我国则没有这种需求，因此其频率、基本频道的设置以及IMSI等许多方面都要进行修改；在A接口上，美国的标准兼容了多种制式，而我国只需要其中的CDMA一种；同样地，网络接口IS-41系列标准也需要进行必要的修改。CDMA联通一期建设情况联通CDMA一期工程建设窄带CDMA网络,也就是IS-95B(增强性IS-95),建设容量为1500万,覆盖全国200多个市县,省会及沿海发达地区全部覆盖。目前已实现全国漫游测试，并通过TSI国际关口局和香港、韩国、日本的CDMA网络完成了国际漫游测试。同时建设CDMA智能网，提供预付费（PPC）、虚拟交换网（VPN）智能增值业务。从2002年1月8日开始试运行，2002年4月8日正式放号。2002年下半年将建设CDMA20001X网络。第二节CDMA系统编号方案在CDMA系统中，出于识别用户和用户所在位置的目的，定义了如下的一些编号:MIN/IMSIMDNESNTLDNSID/NIDLAIGCISIN移动区域定义移动用户识别码MIN/IMSI移动用户识别码/国际移动用户识别码例如：0907550001/460030907550001移动号码簿号码MDN移动号码簿号码例如：8613307550001CC+MAC+H0H1H2H3+ABCD国际移动用户DN号码国内有效移动用户号码电子序列号ESN电子序号（ESN）用于唯一地识别一个移动台设备，每个双模移动台分配一个唯一的电子序号。它包含32比特，其构成如下：31......2423......1817......0bit厂家编号保留设备序号例如：FD03780A（摩托罗拉378手机第10部）设备序号由厂家自行分配。临时本地号码TLDN临时本地号码簿号码例如：8613344755001系统识别码/交换机号SID/NIDMSCID（交换机识别码）=系统识别码（SID）+交换机号（SWIN）用来表示NSS网络中某一个设备,例如联通CDMA网深圳MSC标记为3755+01位置区识别码

LAI位置区识别码PAGING消息是在一个位置区内广播，位置区大小取决于话务量、寻呼承载能力、信令流量等格式：MCC+MNC+LACMCC：MobileCountryCode，移动国家码，三个数字，如中国为460。MNC：MobileNetworkCode，移动网号，两个数字，如联通的MNC为03。LAC：LocationArea