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1、1,CDMA&3G简介,主讲：刘琨办公地点：图书馆三楼信软学院办公室办公电话：6126732603E-mail:,2,思考题,CDMA与GSM技术比较。Wimax是什么？它和Wi-Fi，3G是什么关系？WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA的技术特点分别是什么？,3,主要内容,CDMA原理3G简介,4,CDMA原理,CDMA的发展扩频的概念扩频技术基本类型CDMA工作原理CDMA的地址码CDMA的信道CDMA的系统构成,5,CDMA的发展,CDMA技术早已在军用抗干扰通信研究中得到广泛应用。1989年11月，Qualcomm在美国的现场试验证明CDMA用于蜂窝移动通信的容量大。1995
2、年香港和美国的IS-95 CDMA系统开始投入商用。1998年2月，美国高通公司宣布将IS-95B标准用于CDMA基础平台上。其后，cdma2000成为窄带CDMA系统向第三代系统过渡的标准。1999年CDMA在日本和美国形成增长的高峰期，全球的增长率高达250%，用户已达2000万。cdma2000在标准研究的前期，高通提出了1X和3X的发展策略。,目前,6,CDMA在中国的发展,1994年Qualcomm首先在天津建技术试验网。1998年具有14万容量的长城CDMA商用试验网在北京、广州、上海、西安建成，并开始小部份商用。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CD
3、MA知识产权框架协议，为中国联通CDMA的建设打清了道路。2000年10月，中国联通副总裁王建宙宣布将启动CDMA网络建设，于该年年底正式开始了筹备工作。,7,CDMA在中国的发展,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。2003年1月28日，上海联通率先开通CDMA1X网络，中国联通CDMA全面进入了2.5G。2008年2月CDMA用户已经达到2256万户。中国电信将CDMA网络从1X升级到EV-DO Rev.A，数据传输能力提高2010年1月，EV-DO Rev.B广州预商用,8,CDMA原理,CDMA的发展扩频的概念扩频技术基本
4、类型CDMA工作原理CDMA的地址码CDMA的信道CDMA的系统构成,9,扩频的概念,扩频通信的定义信号的频谱被展宽了 采用扩频码序列调制的方式来展宽信号频谱 在接收端用相关解调来解扩,10,扩频的概念,扩频通信的理论基础香农公式:C=B*log2(1+SNR)(bps)结论：可通过增加频带宽度的方法，在较低的信噪比情况下，传输信息。在强干扰条件下保证可靠安全地通信。,11,CDMA原理,CDMA的发展扩频的概念扩频技术基本类型CDMA工作原理CDMA的地址码CDMA的信道CDMA的系统构成,12,扩频技术的基本类型,扩频技术的基本类型：直接序列扩频(DS-Direct Scquency)跳频
5、(FHFrequency Hopping)跳时(THTime Hopping)混合扩频(DSFH、DSTH、DSFHTH)CDMA蜂窝通信系统主要采用的扩频技术为：直接序列扩频(DS)或简称直扩.,13,扩频技术的基本类型,扩频技术的基本类型：直接序列扩频(DS-Direct Scquency)跳频(FHFrequency Hopping)跳时(THTime Hopping)混合扩频(DSFH、DSTH、DSFHTH)CDMA蜂窝通信系统主要采用的扩频技术为：直接序列扩频(DS)或简称直扩.,14,CDMA原理,CDMA的发展扩频的概念扩频技术基本类型CDMA工作原理CDMA的地址码CDMA的
6、信道CDMA的系统构成,15,CDMA工作原理,16,CDMA工作原理,CDMA以一个窄带信号开始，采用扩频技术扩展到1.25MHz的宽带信号。接收时，从宽带信号中恢复信号。CDMA系统干扰主要来自:相邻小区和同小区其他用户,17,CDMA几个常见术语,比特(bit)、符号(Symbol)与码片(Chip)信息数据单位称为比特（bit）经过卷积编码器、交织与符号重复后的数据被称为符号(symbol)经过最终扩频后得到的数据被称为码片(chip),图,18,CDMA几个常见术语,理解symbol和chip的关系,19,CDMA几个常见术语,20,CDMA几个常见术语,比特(bit)、符号(Sym
7、bol)与码片(Chip)信息数据单位称为比特（bit）经过卷积编码器、交织与符号重复后的数据被称为符号(symbol)经过最终扩频后得到的数据被称为码片(chip)处理增益(Processing Gain)扩频后最终速率与信息速率的比率在IS-95中处理增益为：1.2288M/9.6k=128，即21dB,图,21,CDMA几个常见术语,处理增益Gp(Processing Gain)系统的抗干扰容限MJ式中：（S/N）。=输出端的信噪比 结论：扩频处理增益提高后，抗干扰容限大大提高，甚至信号在一定的噪声湮没下也能正常通信。,22,CDMA原理,CDMA的发展扩频的概念扩频技术基本类型CDMA
8、工作原理CDMA的地址码CDMA的信道CDMA的系统构成,23,CDMA地址码的选择,地址码的重要影响直接影响到CDMA系统的容量、抗干扰能力、接入等性能。对地址码的要求地址码数量足够相关函数特性尖锐近似白噪声特性编码方案简单,24,CDMA系统中采用的地址码,伪随机噪声序列（PNPseudo Noise）目前主要使用的是 m序列.PN short code(PN短码)PN long code(PN长码)Walsh code,25,M序列的特性,m序列一个周期内1和0的码元数大致相等。m序列和其移位后的序列逐位模2加，所得的序列还是m序列，只是相位不同。M序列发生器中的移位寄存器的各种状态,除
9、全0外，其他状态在一个周期内只出现一次.,26,M序列的自相关性,对于周期为P=2n-1的m序列,M序列的自相关性,27,自相关性：一个序列和该序列的任意移位的序列相关性度量,A：对应位相同数目D：对应位不同的数目,28,伪随机码(PN CODE)的生成,29,PN序列的产生,三级移位寄存器构成的m序列发生器,30,包含两部分（1）最大移位寄存器序列（2）掩码 输出序列周期为 2N-1（没有全0状态）当掩码不同时，输出相位不同IS-95系统中用手机的ESN来计算出标识不同用户的掩码,M序列的产生,31,PN短码由15位移位寄存器加反馈形成的。长度为215-1的序列（在M序列中增加一全零状态，所
10、以其周期为215）。码片的速率为1.2288Mcps，每26.67ms重复一次。PN短码在IS-95空中逻辑信道中的作用是：前向信道上区分基站或扇区。反向信道用于正交调制。,CDMA系统中采用的编码-PN 短码,32,PN长码由42位移位寄存器加反馈及掩码形成的。周期为242-1，产生码片的速率为1.2288Mchip/s，每41天重复一次。PN长码在IS95空中逻辑信道中的作用是：前向信道上用于扰码。反向信道上用于区分各个用户。,CDMA系统中采用的编码-PN长码,33,CDMA系统中采用的编码-Walsh 码,在CDMA系统中，空中逻辑信道采用64阶Walsh码64维Walsh矩阵的每一行
11、作为一个Walsh码，故而每个Walsh码有64个码元，分别为w(0)到w(63)。,34,8阶Walsh码,35,Walsh码的正交性,64阶Walsh码符合以下正交性：1 i=j w(i)*w(j)=0 ij Walsh码在IS-95空中逻辑信道中的作用是：用于前向逻辑信道中,以区分同一小区的逻辑信道.反向信道上以6个码元对应一个Walsh序列作64阶正交调制。,36,CDMA系统地址码的作用,PN长码 前向信道上用于扰码加密。反向信道上用于区分各个用户。PN短码 前向信道上，以64个码片为一个偏置单位，区分基站或扇区。反向信道上用于正交调制。Walsh码前向信道上用于区分逻辑信道。反向信
12、道上以6个码元对应一个Walsh序列作64阶正交调制。,37,PN短码偏置,cdma扩频序列,39,CDMA原理,CDMA的发展扩频的概念扩频技术基本类型CDMA工作原理CDMA的地址码CDMA的信道CDMA的系统构成,40,CDMA的信道,前向信道导频信道同步信道寻呼信道业务信道（含功率控制子信道）反向信道接入信道业务信道,41,前向信道,导频信道pilot channel发送导频信号,供移动台识别基站并引导移动台入网.同步信道synchronizing channel发送同步信息,与系统定时,同步寻呼信道paging channel（最多可以有7个）若干个业务信道traffic chann
13、el,42,前向信道结构,43,CDMA前向信道结构,44,CDMA前向信道结构,由移动台 ESN生成的长码掩码,45,反向信道,接入信道发起同基站的通信,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情况的回应反向业务信道 用来在建立呼叫期间传输用户信息和信令信息,46,CDMA反向信道结构,47,CDMA反向信道结构,48,CDMA反向信道结构,由移动台 ESN生成的长码掩码,49,CDMA原理,CDMA的发展扩频的概念扩频技术基本类型CDMA工作原理CDMA的地址码CDMA的信道CDMA的系统构成,50,CDMA系统构成,51,3G简介,3G发展历史什么是
14、IMT2000为什么要发展3G系统3G系统的特征IMT2000标准化组织介绍3G演进策略3G标准简介,52,3G发展历史,53,3G发展历史,历代移动通信系统比较,54,什么是IMT2000,IMT2000(International Mobile Telecommunication-2000)是第三代移动通信系统的统称。提供多种类型高质量的多媒体业务高质量移动通信服务。ITU1985年预计该系统将于2000年左右进入商用市场并且其工作的频段在2000MHz，数据速率2000kbps。IMT2000体制类型：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMAWimax(2007年10月17日ITU
15、投票通过),55,为什么要发展3G系统,市场呼唤中高速数据和多媒体业务2G无线频率资源紧张移动通信竞争日趋激化丰富的业务类型和服务质量成为竞争焦点,56,3G系统的特征,灵活的业务：大容量话音、高速数据、可传输图象等。平滑过渡的网络：从2G网络平滑过渡CDMA-GSM技术。先进的无线传送技术：复杂的编译码及调制解调算法、快速功率控制、多址干扰对消、智能天线等。,57,IMT2000标准化组织介绍,3GPP：欧洲牵头，制定WCDMA标准。3GPP2：美日韩牵头，指定cdma2000标准。TD-SCDMA标准由中国无线通信标准组织CWTS提出目前已经融合到了3GPP关于WCDMA-TDD的相关规范
16、中。IEEE802.16工作组和WiMAX论坛：制定Wimax标准。,58,3G演进策略,3GPP和3GPP2制定的演进策略总体上都是渐进式的。在空中接口则有所不同：WCDMA是革命式的与GSM完全不同；CDMA2000兼顾与IS95在空中接口兼容。,59,WCDMA的发展历程,60,WCDMA的技术特点,核心网络基于GSM/GPRS网络的演进保持与GSM/GPRS网络的兼容性；核心网络可基于TDM ATM和IP技术并向全IP的网络结构演进；核心网络逻辑上分为电路域和分组域两部分分别完成电路型业务和分组型业务；UTRAN基于ATM技术，统一处理语音和分组业务并向IP方向发展；空中接口-WCDM
17、A。,61,cdma2000发展历程,62,cdma2000技术特点,电路域-继承2G IS-95 CDMA网络引入以WIN为基本架构的业务平台；分组域-基于MOBILE IP技术的分组网络；无线接入网-以ATM交换机为平台提供丰富的适配层接口；空中接口-cdma2000兼容IS-95。,63,TD-SCDMA发展历程,4G？,64,TD-SCDMA技术特点,核心网络基于GSM/GPRS网络的演进保持与GSM/GPRS网络的兼容性；核心网络基于TDM ATM和IP技术并向全IP的网络结构演进；核心网络逻辑上分为电路域和分组域两部分分别完成电路型业务和分组型业务；UTRAN基于ATM技术统一处理
18、语音和分组业务并向IP方式发展；空中接口-TD-SCDMA；TD-SCDMA技术体制将采用WCDMA制式的核心网络结构,65,黑马Wimax,一种无线接入技术，802.16a/e,66,Wimax会代替3G吗？,Wimax单链路的数据传输速度、频谱效率优于3G，主要应用于城域网宽带接入市场，也可用于3G系统基站到核心网络的数据传输。3G在移动台高速和大范围移动、基站广域覆盖和高质量的语音及中低速数据业务的支持方面优于Wimax。Wimax的目标在于实现宽带接入的无线化，3G的目标是实现无线移动通信的宽带化，两者的初衷和设计目标不同。,67,Wimax的野心,英特尔布局台湾WiMAX 拟入股大同
19、电信 台湾大同电信集团董事长林蔚山09年6月2日在WiMAX会场表示，大同电信将增资至少10亿元新台币办理增资业务，而英特尔(博客)将会入股大同电信，并进一步促成威迈思与大同电信的结盟合作。,68,3G向4G演进,69,LTE,LTE(Long Term Evolution)，是3G公认的演进方向，“准4G”技术。改进并增强了3G的空中接入技术。在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbps与上行50Mbps的峰值速率。改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量和降低系统延迟。中国三大运营商均已经确定未来将采用LTE技术升级网络。,70,LTE与Wimax谁打败谁？,WiMax有没有前途？台湾力推的WiMAX，中国两大电信运营商却均表示不看好。香港四家运营商将部署LTE,WiMAX正式死亡,71,本章小结,CDMA的概念，地址码，逻辑信道与结构3G标准及其发展趋势,72,思考题,请简述Wimax。它和Wi-Fi，3G是什么关系?WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA的技术特点分别是什么？,
