0117RG000001-CDMA-1X空中接口

1、RG000001 CDMA 1X空中接口,无线产品课程开发室,学习目标,了解空中接口的分层结构 掌握Um各种信道的名称和作用 掌握物理层的结构和功能 掌握链路层结构和作用 了解1X和IS95信道的区别,学习完本课程，您应该能够：,课程内容,第一章 空中接口（Um）和分层结构 第二章 物理层 第三章 媒体接入控制层 第四章 链路接入控制层 第五章 第三层 参考文献,第一章 空中接口（Um）和分层结构,空中接口Um 空中接口分层结构,Um接口 - 规定了无线接口的物理层结构和无线接口的信令等内容，是为实现BTS和MS互联而对无线信道上的信号传输所做的一系列规定。 Um接口规定的特性 - 信道结构和

2、接入能力 - MS-BSS通信协议 - 维护和操作特性 - 性能特性 - 业务特性,空中接口（Um）,第一章 空中接口（Um）和分层结构,空中接口Um 空中接口分层结构,空中接口分层结构,物理层 - 通过各种物理信道完成高层信息与空中无线信号间的相互转换 - 完成各种物理信道的处理，包括数据编解码、调制解调等 链路层 - 链路接入控制层：主要提供保证信令可靠传输的机制等 - 媒体接入控制层：完成各逻辑信道上多种业务的复用和QOS（服务质量等级）等功能 L3层 - 包括信令层结构，与层2的业务接口、层3信令控制以及信令应用和格式等,空中接口分层结构,小结,本章讲述了空中接口的定义和分层结构，并对

3、各层的主要内容进行说明。,课程内容,第一章 空中接口（Um）和分层结构 第二章 物理层 第三章 媒体接入控制层 第四章 链路接入控制层 第五章 第三层 参考文献,第二章 物理层,扩谱速率 CDMA2000频率分配 信道命名和映射 前/反向链路物理层特征 无线配置 前向信道 反向信道 cdma 1X与IS95信道比较 物理层质量控制监制,扩谱速率1和扩谱速率3,扩谱速率1（SR1）,扩谱速率3（SR3）,反向链路,前向链路,第二章 物理层,扩谱速率 CDMA2000频率分配 信道命名和映射 前/反向链路物理层特征 无线配置 前向信道 反向信道 cdma 1X与IS95信道比较 物理层质量控制监制

4、,CDMA2000频率分配,频率分配Band Class0,CDMA优选信道号,SR3时的优选同步信道号,频率分配Band Class1和扩谱速率1,第二章 物理层,扩谱速率 CDMA2000频率分配 信道命名和映射 前/反向链路物理层特征 无线配置 前向信道 反向信道 cdma 1X与IS95信道比较 物理层质量控制监制,CDMA2000中的逻辑信道命名,CDMA2000中的物理信道命名,信道名称,F/R-FCH,F/R-DCCH,F/R-SCCH,F/R-SCH,F-PCH,F-QPCH,R-ACH,F/R-CCCH,物理信道,Forward/Reverse Fundamental Cha

5、nnel（前反向基本信道）,Forward/Reverse Dedicated Control Channel（前反向专用控制信道）,Forward/Reverse Supplemental Code Channel（前反向补充码分信道）,Forward/Reverse Supplemental Channel（前反向补充信道）,Forward Paging Channel（前向寻呼信道）,Forward Quick Paging Channel（前向快速寻呼信道）,Reverse Access Channel（反向接入信道）,Forward/Reverse Common Control Ch

6、annel（前反向公共控制信道）,CDMA2000中的物理信道命名（续）,信道名称,F/R-PICH,F-APICH,F-TDPICH,F-ATDPICH,F-SYNC,F-CPCCH,F-CACH,R-EACH,物理信道,Forward/Reverse Pilot Channel（前反向导频信道）,Forward Dedicated Auxiliary Pilot Channel（前向专用辅助导频信道）,Forward Transmit Diversity Pilot Channel（前向发射分集导频信道）,Auxiliary Transmit Diversity Pilot Channel

7、（前向辅助发射分集导频信道）,Forward Sync Channel（前向同步信道）,Forward Common Power Control Channel（前向公共功率控制信道）,Forward Common Assignment Channel（前向公共指配信道）,Reverse Enhanced Access Channel（反向增强接入信道）,F-BCCH,Forward Broadcast Control Channel（前向广播控制信道）,CDMA2000逻辑-物理信道映射,第二章 物理层,扩谱速率 CDMA2000频率分配 信道命名和映射 前/反向链路物理层特征 无线配置 前

8、向信道 反向信道 cdma 1X与IS95信道比较 物理层质量控制监制,前向链路物理层关键特征,信道通过Walsh函数实现正交 支持准正交函数 QPSK数据调制 前向纠错 - 卷积码（K=9）用于语音和一般速率数据业务 - Turbo码用于补充信道上的高速数据速率业务 前向链路同步 前向快速功率控制（800次/秒） 前向发射分集 增强信道结构 灵活的帧长,反向链路物理层特征,反向链路采用长码区分移动用户 采用64阶正交和BPSK数据调制方式 反向纠错 - 卷积码（K=9）用于语音和一般速率数据业务 - Turbo码（K=4）用于补充信道上的高速数据速率业务 反向快速功率控制 灵活的帧长 反向链

9、路相干解调,第二章 物理层,扩谱速率 CDMA2000频率分配 信道命名和映射 前/反向链路物理层特征 无线配置 前向信道 反向信道 cdma 1X与IS95信道比较 物理层质量控制监制,无线配置（Radio Configuration） - 指一系列前向或反向业务信道的工作模式，每种RC支持一套数据速率，差别在于物理信道的各种参数，包括调制特性和SR等 cdma2000无线配置 - 前向RC1RC9 - 反向RC1RC6,无线配置,前向链路业务信道RC,反向链路业务信道RC,RC1和RC2分别对应于IS-95A/B里的速率集1和速率集2 cdma 1X前向：RC1RC5；反向：RC1RC4

10、组合规则：,前反向信道RC匹配要求,第二章 物理层,扩谱速率 CDMA2000频率分配 信道命名和映射 前/反向链路物理层特征 无线配置 前向信道 反向信道 cdma 1X与IS95信道比较 物理层质量控制监制,前向CDMA信道,(SR1 and SR3),导频 信道,同步 信道,寻呼 信道 SR1,公共控制信道,业务 信道,01基本 信道,公共控制 子信道,07 补充码分信 道（RC12),02 补充信道 （RC39),广播控 制信道,快速寻 呼信道,公共功率控制信道,公共指配信道,前向导 频信道,发送分集 导频信道,辅助导 频信道,辅助发送分 集导频信道,01 专用 控制信道,后向兼容的前

11、向链路信道,前向链路公共物理信道导频信道,全0信息，用Walsh 0码扩展，直接用PN短码进行调制 BTS连续发射导频信道 导频信道作用 帮助手机捕获系统 多径搜索 提供PN短码相位信息，帮助手机进行信道估计，作相干解调 切换时手机测量导频信道，进行导频强度比较,手机通过同步信道获得与系统的同步 同步信道提供 系统时间SYS_TIME 长码状态LC_STATE 网络基本配置参数 同步信道速率固定为1200bps 同步信道帧长80/3ms，3帧组成一超帧为80ms,前向链路公共物理信道同步信道,BTS在寻呼信道上广播公共开销消息 系统参数消息 接入参数消息 邻区列表 CDMA信道列表 BTS通过

12、寻呼信道 寻呼手机 指配业务信道 寻呼信道速率为9600bps或4800bps 寻呼信道帧长为20ms,前向链路公共物理信道寻呼信道,新增前向链路公共信道,低延时 降低BTS发射功率 更大的灵活性 降低MS发射功率，延长待机时间,为什么增加新 信道,新增前向链路公共信道（续）,新增导频信道,发送分集导频信道F-TDPICH - 采用发送分集时与导频信道一起使用 前向辅助导频信道F-APICH - 使用了智能天线时 前向辅助发送分集导频信道F-ATDPICH - 采用了发射分集且基站使用了F-APICH时使用,前向链路公共物理信道广播控制信道,BTS在广播控制信道上广播 - 公共开销消息 - 短

13、消息 F-BCCH数据速率为38400bps 、19200bps、 9600bps F-BCCH工作在较低的数据速率时，可以用较低的功率重复发射，MS通过对重复信息的合并获得时间分集增益 减小F-BCCH的发射功率有助于提高前向链路的总体容量,F-QPCH ( 前向快速寻呼信道 ) 指定空闲MS监听方式： 采用偏移正交键控（OOK）调制方式 采用80ms为一个时隙，每个时隙划分成寻呼指示符（PI）、配置改变指示符（CCI）、广播指示符（BI） F-QPCH可以延长MS待机时间 F-QPCH可以进行软切换,前向链路公共物理信道快速寻呼信道,用于对多个R-CCCH和R-EACH进行功控 BTS可以

14、支持一个或多个F-CPCCH F-CPCCH分为多个功控子信道 每个功控子信道一个比特，相互时分复用 功控子信道控制一个R-CCCH或R-EACH - 工作在功率受控接入模式时，控制R-EACH的发射功率 - 工作在预留接入模式或指定接入模式时，控制R-CCCH的发射功率,前向链路公共物理信道公共功率控制信道,前向链路公共物理信道公共指配信道,作用 发送反向链路信道快速响应的指配信息 提供对反向链路随机接入分组传输的支持 在预留接入模式：控制R-CCCH和相关的F-CPCCH子信道 在功率受控接入模式：提供快速响应证实 拥塞控制,前向链路公共物理信道公共控制信道,用于发送给指定MS的消息 寻呼

15、消息 应答 信道指配消息（ECAM） 短数据突发（SDBs） F-CCCH功能与IS-95中的寻呼信道功能重叠，但数据速率更高，更可靠 数据速率支持：9600 bps (20 ms帧)，19200 bps (10 或 20ms帧)，38400 bps (5ms、10ms或20ms帧),前向CDMA信道,(SR1 and SR3),导频 信道,同步 信道,寻呼 信道 SR1,公共控制信道,业务 信道,01基本 信道,公共控制 子信道,07 补充码分信 道（RC12),02 补充信道 （RC39),广播控 制信道,快速寻 呼信道,公共功率控制信道,公共指配信道,前向导 频信道,发送分集 导频信道,

16、辅助导 频信道,辅助发送分 集导频信道,01 专用 控制信道,新增前向链路专用信道,前向链路专用物理信道专用控制信道,专用控制信道F-DCCH 不会单独构成业务信道 主要用于在呼叫过程中传送用户特定的信令信息 不影响信令传送的前提下，可以传送突发的数据业务 每个前向业务信道可以有一个F-DCCH 支持5ms、20ms帧 数据速率： 14.4kbps(20ms), 9600bps(5ms和20ms) 必须支持非连续传输 允许附带一个前向链路功控子信道,基本业务信道F-FCH 传送用户信息和信令信息 5ms和20ms帧，20ms用于语音业务，5ms帧用于控制信令 的快速传送 灵活的可变速率数据传输

17、 可以单独构成缺省业务信道，传送话音 一般只有在F-FCH不够用时，才增加其它专用信道,前向链路专用物理信道基本业务信道,前向链路专用物理信道补充信道,补充信道F-SCH 用于高速的数据传输，F-SCH只适用于RC3到9 由基站规定数据传输速率，因此不需要速率检测 支持多个补充信道的组合来完成不同的业务 支持高速电路数据传输和分组数据传输 独立设置FER，可以灵活的根据业务要求和资源使用情况进行控制 支持突发数据模式,前向CDMA信道,前向信道结构,SR1下的导频信道、同步信道、寻呼信道,前向信道结构,SR1下的广播信道,前向信道结构,SR1下的快速寻呼信道,前向信道结构,SR1下的公共功率控

18、制信道,前向信道结构,SR1下的公共指配信道,前向信道结构,SR1下的公共控制信道,前向信道结构,前向业务信道,前向信道结构,前向专用信道,RC3,RC4,RC5,第二章 物理层,扩谱速率 CDMA2000频率分配 信道命名和映射 前/反向链路物理层特征 无线配置 前向信道 反向信道 cdma 1X与IS95信道比较 物理层质量控制监制,增强接入 信道 (RC 1 or 2),反向公共控 制信道,反向业务 信道 （RC1或RC2),反向业务 信道 (RC 3 to 6),反向导频信道,反向基本信道,增强接入信道,反向公共 控制信道,07个反向补 充码分信道,反向链路物理信道,接入信道,反向导频

19、信道,反向导频信道,0或1个反向专 用控制信道,0或1个反向 基本信道,02个反向 补充信道,反向功率 控制子信道,反向导频作用 初始捕获 跟踪 反向相干解调 功率控制测量 使用了R-EACH、R-CCCH或RC3到6的RL业务信道时，应发送R-PICH 发送R-EACH前缀、R-CCCH前缀或RL业务信道前缀时，应发送R-PICH,反向链路公用物理信道反向导频信道,反向链路公用物理信道反向接入信道,反向接入信道 与IS-95兼容，用来发起同基站的通信或响应寻呼信道消息 反向CDMA信道最多可包括32个R-ACH 对于前向CDMA信道中的每一个F-PCH，在相应的反向信道上至少有一个反向接入信

20、道 用于发起最初的呼叫试探，消息内容较短，消息传递的可靠性较低 接入信道有接入探测组成，一个接入探测由接入前缀和一系列接入信道帧组成,反向链路物理信道反向增强接入信道,反向增强接入信道 用来发起同基站的通信或响应专门发给MS的消息 用于发起最初的呼叫试探，消息内容较短，消息传递的可靠性较低 可用于基本接入模式、功率控制接入模式、预留接入模式 - 基本接入模式：接入试探由（前缀+数据）组成 - 功率控制接入模式：接入试探由（前缀+接入头+数据）组成 - 预留接入模式：接入试探由（前缀+接入头）组成，数据由反向公共控制信道发送 与增强接入信道相关联的反向导频信道不含反向功控子信道：接入时没有FL业

21、务信道发送,反向链路物理信道反向增强接入信道（续）,R-EACH试探结构,反向链路物理信道公共控制信道（续）,公共控制信道 向BTS发送用户和信令信息 可用于预留接入模式和指定接入模式 发射功率受控于BTS 可进行软切换 消息内容较长，消息传递的可靠性较高，更适用于数据业务,反向链路物理信道公共控制信道（续）,反向公共控制信道前缀和数据发送,反向链路专用物理信道,基本信道（R-FCH） 用于某一特定MS和BTS之间建立业务连接 可单独构成业务信道，用于传送缺省的语音业务 专用控制信道（R-DCCH） 与F-DCCH功能相似，用于在通话中向BTS发送用户和信令消息 可非连续发送 补充信道（R-S

22、CH） 与F-DCCH功能相似，用于在通话中向BTS发送用户消息 只适用于反向RC3到6 反向业务信道可包括最多2个R-SCH,反向链路物理信道（续）,补充码分信道（R-SCCH） 与F-SCCH功能相似，用于在通话中向BTS发送用户消息 只适用于反向RC1到2 反向业务信道可包括最多7个R-SCCH 同一MS业务信道内相互关联的F-SCCH的长码掩码是相同的，但反向信道中略有差异。,SR1下反向CDMA信道,SR1的反向信道结构,第一个虚框：仅RC4的反向业务信道有 第二个虚框：除了RC3的反向专用控制信道外的RC3RC4反向业务信道均有,R-EACH、R-CCCH、R-DCCH、 RC3R

23、C4的R-FCH和R-SCH信道结构,SR1的反向信道结构,R-PICH、R-EACH、R-CCCH、 RC3RC4的R-FCH的I、Q映射结构图,第二章 物理层,扩谱速率 CDMA2000频率分配 信道命名和映射 前/反向链路物理层特征 无线配置 前向信道 反向信道 cdma 1X与IS95信道比较 物理层质量控制监制,CDMA 1X与IS-95信道比较,信道类型,IS-95A/B,CDMA 1X,导频信道,发射分集导频信道,辅助导频信道,发射分集辅助导频信道,同步信道,寻呼信道,广播信道,快速寻呼信道,公共功率控制信道,公共支配信道,前向公共控制信道,前向专用控制信道,前向基本业务信道,前

24、向补充码分信道,前 向 信 道,前向补充信道,反向导频信道,接入信道,增强型接入信道,反向公共控制信道,反向专用控制信道,反向基本业务信道,反向补充码信道,反 向 信 道,反向补充信道,第二章 物理层,扩谱速率 CDMA2000频率分配 信道命名和映射 前/反向链路物理层特征 无线配置 前向信道 反向信道 cdma 1X与IS95信道比较 物理层质量控制监制,物理层质量控制机制,无线资源管理与控制机制 以功率控制为代表 隐分集机制 扩频调制技术：把信号能量扩展到很宽的频带上，实现隐性的频率分集，克服信道选择性衰落 信道交织技术：克服无线信道时间上的衰落变化，使无线信道上的误码尽可能均匀分布 差

25、错控制机制 纠错编码技术：卷积码、Turbo码,第一章 空中接口（Um）和分层结构 第二章 物理层 第三章 媒体接入控制层 第四章 链路接入控制层 第五章 第三层简介 参考文献,课程内容,第三章 媒体接入控制层,媒体接入控制层结构 cdma2000接入过程状态控制,媒体接入控制子层（MAC） 尽力发送（ Best Effort Delivery ）功能：由无线链路协议（RLP）提供高的可靠性，在无线链路上适度可靠的传输 复用Mux和QoS控制功能：通过协调由竞争业务产生的有冲突的请求，以及为接入请求安排合适的优先级，来确保实施协商好的QOS级别 完成具体的逻辑信道和物理信道的映射转换,媒体接入

26、控制子层（MAC）,媒体接入控制子层（MAC）结构,媒体接入控制子层（MAC）结构,MAC子层的功能实体主要包括： 与短数据突发相关的SRBP（信令无线突发协议） - 短数据突发由其提交复用子层 - 是一个对信令消息提供无线连接协议的实体 - 与复用子层中公共信道部分的操作相关联 MAC传送数据业务的RLP（无线链路协议） - 数据业务的传递主要由其完成 - 是面向连接的，基于否定应答的数据发送协议 复用和QOS子层 - 复用子层在接收到逻辑信道的信息后，将其按服务质量要求进行复用，根据资源的使用状况将逻辑信道映射到物理信道，在物理层装成物理信道的PDU，并进行传输。,第三章 媒体接入控制层,

27、媒体接入控制层结构 cdma2000接入过程状态控制,cdma2000接入过程状态控制,IS-2000中的接入过程与MAC子层的实现紧密相连,第一章 空中接口（Um）和分层结构 第二章 物理层 第三章 媒体接入控制层 第四章 链路接入控制层 第五章 第三层简介 参考文献,课程内容,第四章 链路接入控制层,LAC层数据单元的处理 LAC子层协议结构 ARQ协议,LAC层数据单元的处理,链路接入控制子层（LAC） 处理与信令或数据突发有 关的逻辑信道 为高层提供信令服务,LAC层数据单元的处理,LAC子层主要包括： 鉴权子层：只用于接入信道，完成一定的鉴权功能（另外还有的鉴权功能在层3完成） AR

28、Q子层：为逻辑信道提供SDU的可靠传输 寻址子层：只用于公共信道上，提供对特定MS的标识 功用子层：对LAC PDU进行打包和拆包 SAR子层：在发送时，给LAC PDU加上长度指示和CRC；然后将处理后的PDU切成合适MAC层处理的数据片。在接收时，SAR合并低层来的数据片，进行CRC校验,第四章 链路接入控制层,LAC层数据单元的处理 LAC子层协议结构 ARQ协议,r_csch的LAC子层协议结构（接入信道）,f_csch的LAC子层协议结构（寻呼信道）,f/r_dsch的LAC子层协议结构（业务信道）,第四章 链路接入控制层,LAC层数据单元的处理 LAC子层协议结构 ARQ协议,ARQ协议,允许重复检测 两种服务 - 确认发送 - 非确认发送,LAC子层质量控制过程的主要功能由ARQ子层完成：ARQ协议根据不同质量保证要求、不同逻辑信道、不同协议数据单元（PDU）格式，采取不同协议控制