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1、第4章 CDMA2000系统,本章内容,CDMA2000系统结构 区域定义与标号计划 IS-2000系统无线接口 CDMA2000移动通信系统关键技术 IS-2000呼叫流程,本章重点,CDMA2000系统结构 IS-2000系统无线接口 CDMA2000移动通信系统关键技术,学习本章目的和要求,了解CDMA2000系统结构及区域定义与标号计划 熟悉IS-2000系统无线接口及呼叫流程 掌握CDMA2000移动通信系统关键技术,IMT-2000 CDMA MC,或称CDMA2000是北美的Lucent,Motorola,Nortel,Qualcomm公司以及韩国Samsung等公司联合提出来的
2、基于IS-95的系统方案。因为在北美和韩国,IS-95 CDMA系统已大规模商用,考虑其大量的用户和系统设备,为能与其充分地后向兼容,故提出了CDMA2000的概念。它沿用了IS-95的主要技术和基本技术思路,如帧长为20ms,采用IS-95的软切换和功率控制技术,需要GPS同步等,但同时为提高性能和容量也做了一些实质性的改进。,CDMA2000核心网采用演进的IS-95 CDMA核心网(ANSI-41),能与现有的IS-95 CDMA后向兼容。CDMA2000技术得到IS-95 CDMA运营商的支持,主要分布在北美和亚太地区。其无线单载波CDMA2000 1x采用与IS-95相同的带宽,容量
3、提高了一倍,第一阶段支持144kbit/s业务速率,第二阶段支持614kbit/s,3GPP2已完成这部分的标准化工作。,但后续技术CDMA2000 3x三载波方式技术较复杂,标准化和商用前景尚不明朗。目前增强型单载波CDMA2000 1xEV在技术发展中较受重视,标准化工作已完成,极具商用潜力。其中包括DO(Data Only)和DV(Data and Voice)两个阶段。,从CDMAOne(CDMAOne是基于IS-95标准的各种CDMA制造厂家的产品和不同运营商的网络构成的一个家族概念,也是国际CDMA发展组织的一个品牌名称)演进而来的CDMA2000标准是一个体系结构,称为CDMA2
4、000 family,它包含一系列子标准。由CDMAOne向3G演进的途径为:CDMAOne,(IS-95B),CDMA2000 1x(3x),CDMA2000 1xEV。其中从CDMA2000 1x之后均属于第三代移动通信技术。,(1)IS-95B(2)CDMA2000 1x(3)CDMA2000 3x(4)CDMA2000 1xEV,其中CDMA2000 1x在无线接口性能上较IS-95系统有了很大的增强,主要表现在下列几个方面。(1)支持高速补充业务信道,单个信道的峰值速率可达307.2kbit/s。(2)采用了前向快速功控,提高了前向信道的容量。(3)可采用发射分集方式OTD或STS,
5、提高了信道的抗衰落能力。(4)提供反向导频信道,使反向相干解调成为可能,反向增益较IS-95提高3dB,反向容量提高1倍。,(5)业务信道可采用比卷积码更高效的Tubro码,使容量进一步提高。(6)引入了快速寻呼信道,减少了移动台功耗,提高了移动台的待机时间。此外,新的接入方式减少了移动台接入过程中的干扰。(7)仿真结果表明,CDMA2000 1x系统的话音业务容量是IS-95系统的2倍,而数据业务容量是IS-95的3.2倍。CDMA2000 1x的无线IP网络接口采用已应用成熟的、开放的IETF协议,支持Simple IP 和Mobile IP的Internet/Intranet接入方式,实
6、现了真正的Internet接入的移动性。,4.1 CDMA2000系统结构,4.1.1 概述4.1.2 基站子系统(BSS)4.1.3 网络子系统(NSS)4.1.4 操作子系统(OSS)4.1.5 主要接口,CDMA2000系统将IS-95从一个话音、低速数据系统改进为一个无线多媒体系统,使之能提供基本满足IMT-2000要求的容量和服务,优化了语音和数据业务,能支持高速率的电路和分组业务,提供平滑地向后兼容性(与IS-95),其网络结构也和IS-95兼容。,CDMA码分多址移动通信系统的结构由核心网电路域(交换子系统)、核心网分组域(分组子系统)、基站子系统、操作维护子系统和移动台五部分组
7、成,图4-1所示的是CDMA2000 1x的系统结构。,4.1.1 概述,图4-1 CDMA2000 1x数字移动通信系统结构,4.1.2 基站子系统(BSS),基站子系统(BSS)是CDMA系统中与无线蜂窝方面关系最直接的基本组成部分。它通过无线接口直接与移动台相接,负责无线发送接收和无线资源管理。另一方面,基站子系统与网络子系统(NSS)中的移动交换中心(MSC)相连,实现移动用户之间或移动用户与固定网络用户之间的通信连接,传送系统信号和用户信息等。当然,要对BSS部分进行操作维护管理,还要建立BSS与操作子系统(OSS)之间的通信连接。,1基站收发信台(BTS)2基站控制器(BSC),4
8、.1.3 网络子系统(NSS),网络子系统(NSS)主要包含有CDMA系统的交换功能和用于用户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能,它对CDMA移动用户之间通信和CDMA移动用户与其他通信网用户之间通信起着管理作用。NSS由一系列功能实体构成,整个CDMA系统内部,即NSS的各功能实体之间和NSS与BSS之间都通过符合CCITT信令系统No.7协议和CDMA规范的7号信令网络互相通信。,1移动交换中心(MSC)2拜访位置寄存器(VLR)3归属位置寄存器(HLR)4鉴权中心(AC)5移动设备识别寄存器(EIR),4.1.4 操作子系统(OSS),操作子系统(OSS)需完成许多任务,包括移
9、动用户管理、移动设备管理以及网络操作和维护。移动用户管理可包括用户数据管理和呼叫计费。用户数据管理一般由归属位置寄存器(HLR)来完成这方面的任务,HLR是NSS功能实体之一。,用户识别卡(UIM)的管理也可认为是用户数据管理的一部分,但是,作为相对独立的用户识别卡(UIM)的管理,还必须根据运营部门对UIM的管理要求和模式采用专门的UIM个人化设备来完成。呼叫计费可以由移动用户所访问的各个移动交换中心(MSC)和GMSC分别处理,也可以采用通过HLR或独立的计费设备来集中处理计费数据的方式。移动设备管理是由移动设备识别寄存器(EIR)来完成的,EIR与NSS的功能实体之间是通过SS7信令网络
10、的接口互连,为此,EIR也归入NSS的组成部分之一。,4.1.5 主要接口,CDMA系统的主要接口是指A接口、Um接口,如图4-2所示。它主要定义和标准化能保证不同供应商生产的移动台、基站子系统和网络子系统设备能纳入同一个CDMA数字移动通信网运行和使用。,图4-2 CDMA系统的主要接口,A接口定义为网络子系统(NSS)与基站子系统(BSS)之间的通信接口,从系统的功能实体来说,就是移动交换中心(MSC)与基站控制器(BSC)之间的互连接口,其物理链接通过采用标准的2.048Mbit/s PCM数字传输链路来实现。此接口传递的信息包括移动台管理、基站管理、移动性管理、接续管理等。,Um接口(
11、空中接口)定义为移动台与基站收发信台(BTS)之间的通信接口,用于移动台与CDMA系统的固定部分之间的互通,其物理链接通过无线链路实现。此接口传递的信息包括无线资源管理,移动性管理和接续管理等。,除这两个接口外,其他接口如下:(1)Abis接口用于BTS和BSC之间连接;(2)A1接口用于传输MSC与BSC之间的信令信息;(3)A2接口用于传输MSC与BSC之间的话音信息;(4)A3接口用于传输BSC与SDU(交换数据单元模块)之间的用户话务(包括语音和数据)和信令;,(5)A7接口用于传输BSC之间的信令,支持BSC之间的软切换;(以上节点与接口与IS-95系统需求相同)(6)A8接口:传输
12、BSC和PCF之间的用户业务;(7)A9接口:传输BSC和PCF之间的信令信息;(8)A10接口:传输PCF和PDSN之间的用户业务;(9)A11接口:传输PCF和PDSN之间的信令信息;(10)A10/A11接口是无线接入网和分组核心网之间的开放接口。,4.2 区域定义与编号计划,4.2.1 区域定义4.2.2 移动用户号码簿号码(MDN)4.2.3 国际移动用户识别码(IMSI)与移动台识别码(MIN)4.2.4 临时本地用户号码(TLDN)4.2.5 电子序列号(ESN),4.2.1 区域定义,在小区制移动通信网中,基站设置很多,移动台又没有固定的位置,移动用户只要在服务区域内,无论移动
13、到何处,移动通信网必须具有交换控制功能,以实现位置更新、越区切换和自动漫游等性能。,在由CDMA系统组成的移动通信网络结构中,区域的定义如图4-3所示。,图4-3 CDMA区域定义,1服务区2公用陆地移动通信网(PLMN)3MSC区4位置区5基站区6小区,4.2.2 移动用户号码簿号码(MDN),MDN为本网移动用户作被叫时,主叫用户所需拨的号码,采取E.164编码方式;存储在HLR和VLR中,在MAP接口上传送。DN号码的结构如下:,4.2.3 国际移动用户识别码(IMSI)与移动台识别码(MIN),IMSI是在CDMA数字公用陆地蜂窝移动通信网中唯一的识别一个移动用户的号码。此码在所有位置
14、,包括在漫游区都是有效的。IMSI采取E.212编码方式;存储在移动台/UIM卡、HLR和VLR中,在无线接口及MAP接口上传送。,4.2.4 临时本地用户号码(TLDN),当呼叫一个移动用户时,为使网络进行路由选择,MSC临时分配给移动用户的一个号码。为了加强系统的保密性而在VLR内分配的临时用户识别,它在某一VLR区域内与IMSI唯一对应。它是133后面第一第二位为44的号码。其号码结构为:,4.2.5 电子序列号(ESN),电子序列号是唯一的识别一个移动台设备的号码,每个双模移动台分配一个唯一的电子序号。它包含32bit,设备序列号由移动台的生产厂家设置。,4.2.6 系统识别码(SID
15、)和网络识别码(NID),在CDMA网中,移动台根据一对识别码(SID,NID)判决是否发生了漫游。系统识别码(SID)包含15bit。联通首先使用比特14至比特9为110010的512个号码(360037FF)。每个移动本地网分配一个SID号码,每个本地网具体获得的号码由联通总部确定。,网络识别码(NID)由16bit组成,NID的0与65535保留。0用作表示在某个SID区中不属于特定NID区的那些基站。65535用作表示移动用户可在整个SID区中进行漫游。NID的分配由各本地网管理,具体的分配方案待定。,4.2.7 登记区识别码(REG_ZONE),在一个SID区或NID区中唯一识别一个
16、位置区的号码,它包含12bit,由各本地网管理,具体的分配方案待定。,4.2.8 基站识别码(BSID),一个16bit的数,唯一的识别一个NID下属的基站。由各本地网管理,具体的分配方案待定。,4.2.9 与GT有关的号码,联通CDMA系统使用E.212号码(IMSI)以及E.164号码(MDN)作为GT号码。下面定义的号码用于识别网络节点,不再用于用户号码。1HLR号码2其他网元,4.2.10 MSCID和扩展MSCID,在ANSI-41中,用于识别网络节点。在我国,完全采用七号信令传输ANSI-41,这些号码的功能可以被GT号码代替。但为了兼容的目的而保留这些号码。MSCID的编码格式:
17、SID+SWNO 其中:SWNO是序列号码,在每个SID区内按顺序分配。扩展MSCID的编码格式:SSN+MSCID,4.2.11 UIM ID,UIM卡的标识。在使用UIM卡的移动台中,这个参数将代替ESN号码参与鉴权,也参与构造CDMA反向信道。UIM ID的长度为32bit,其中前14bit为UIM卡厂商代码,由3GPP2统一分配,后18bit为UIM卡序列号,由UIM卡厂商自行分配。在检测位置更新时,要使用位置区识别LAI(Location Area Identification,位置区标识)。,编码格式为:,4.2.12 GCI,GCI(Global Cell Identificat
18、ion,全球小区标识)是所有CDMA PLMN中小区的唯一标识,是在位置区识别LAI的基础上再加上小区识别CI构成的。编码格式:LAI+CI 其中:CICell Identity,是2个字节长的十六进制BCD码,可由运营部门自定。,4.2.5 电子序列号(ESN)4.2.6 系统识别码(SID)和网络识别码(NID)4.2.7 登记区识别码(REG_ZONE)4.2.8 基站识别码(BSID)4.2.9 与GT有关的号码4.2.10 MSCID和扩展MSCID4.2.11 UIM ID4.2.12 GCI,CDMA2000系列标准是为了满足3G无线通信系统的要求而提出的,其无线接口采用了码分多
19、址扩谱技术。IS-2000是CDMA2000的空中接口协议。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。,IS-2000协议标准定义了Um接口的内容包括:(1)信道结构和接入能力;(2)MS-BSS通信协议;(3)维护和操作特性;(4)性能特性;(5)业务特性。,图4-4 空中接口分层结构,4.3 IS-2000系统无线接口,4.3.1 信道命名和映射4.3.2 前/反向链路物理层特征4.3.3 无线配置4.3.4 前向信道4.3.5 反向信道,4.3.1 信道命名和映射,CDMA2000技术定义了逻辑信道和物理信
20、道来传输用户的数据和信令信息。物理信道是基站和手机间的通路,主要用数字编码和无线传输特性来描述;逻辑信道是手机和基站协议层间的通路,传送的信息按照是单个或多个用户、传输的是信令或数据、传输方向性来分组在不同的逻辑信道上传输。,逻辑信道上的信息最终会通过一个或多个物理信道承载传输,逻辑物理信道之间的对应关系称为“映射”。一个逻辑信道可以永久占用一个物理信道(例如同步信道),或者临时独占一个物理信道;又或者与其他逻辑信道共享物理信道(通过复用)。C DMA2000逻辑信道命名:一个逻辑信道由3个小写字母加“ch”(channel)组成(见表4-1)。在逻辑信道的前面有一个连字符。,逻辑信道按以下规
21、则区分:(1)方向(前/反向);(2)携带信息是所有用户共用的还是个别用户专用;(3)携带的信息是控制信息还是业务信息。,表4-1CDMA2000中的逻辑信道命名,表4-2 CDMA2000中的物理信道命名,4.3.2 前/反向链路物理层特征,CDMA2000前向链路物理层中采用Walsh函数或一个准正交函数作为正交码,并采用了QPSK方式进行调制,在I路和Q路上总的可用正交函数的数目比IS-95系统多了约一倍(这还不包括准正交函数的使用)。CDMA2000同时采用卷积码和Turbo码两种纠错编码。在高速率、对译码时延要求不高的补充信道使用Turbo码以利用其优异的纠错性能,在语音和低速率、对
22、译码时延要求比较苛刻的数据链路中使用卷积码。,IS-2000标准规定,所有的BTS发送都与一个共同的系统级时钟同步,这个时钟使用的是GPS的定时信息。CDMA2000中使用了前向快速功率控制,这要求移动台的版本在6以上;前向发送功率控制比特的速率是固定的800bit/s。CDMA2000中使用了前向发射分集,包括多载波发射分集(MCTD)和正交发射分集(OTD)两种。CDMA2000支持5ms、10ms、20ms、40ms和80ms的帧。交织器的时间跨度是由时延、交织器内存的要求和Eb/No的要求权衡得出的,数据业务的输出通常会是较长的帧长以提高交织器的增益。S,CDMA2000的反向链路采用
23、长码来区分移动用户,公用反向信道的长码掩码由BTS的系统参数确定,每个用户的业务信道则由用户自己的ESN确定。CDMA2000采用64阶正交和BPSK数据调制方式。,CDMA2000的反向纠错采用两种编码方式: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。CDMA2000中使用了反向快速功率控制,发送功率控制比特的速率是固定的800bit/s。CDMA2000反向链路支持5ms、10ms、20ms、40ms和80ms的帧。由于反向链路采用了相干解调,反向链路的容量得以提高了。,4.3.3 无线配置,无线配置是指一系列前向或反向业务信道的工作
24、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:(1)速率集;(2)扩谱速率;(3)纠错编码(卷积或Turbo码);(4)编码速率;(5)调制方式;(6)是否允许发射分集。,表4-3前向链路业务信道RC,表4-4反向链路业务信道RC,4.3.4 前向信道,图4-5 前向链路信道,1后向兼容的前向链路信道(1)导频信道(2)寻呼信道,2新增前向链路公共信道(1)新增导频信道(2)前向链路公共物理信道广播控制信道(F-BCCH)(3)前向链路公共物理信道快速寻呼信道(F-QPCH)(4)前向链路公共物理信道公共功率控制信道(F-CPCCH)(5)前向链路公共物理信道公共指配信道(
25、F-CACH)(6)前向链路公共物理信道公共控制信道(F-CCCH),CDMA2000引入几个新的专用信道,包括前向基本信道、前向专用控制信道、公共控制子信道、前向补充信道(RC3RC9)。,3新增前向链路专用信道,4.3.5 反向信道,图4-6 反向链路信道,1反向链路公用物理信道反向导频信道(R-PICH)2反向链路公用物理信道反向接入信道(R-ACH)3反向链路物理信道反向增强接入信道(R-EACH)4反向链路物理信道公共控制信道(R-CCCH)5反向链路专用物理信道 6反向链路物理信道,4.4 CDMA2000移动通信系统的关键技术,4.4.1 初始同步与Rake多径分集接收技术4.4
26、.2 高效的信道编译码技术4.4.3 功率控制技术4.4.4 智能天线技术4.4.5 多用户检测技术4.4.6 CDMA2000软切换,4.4.1 初始同步与Rake多径分集接收技术,1初始同步技术,2分集接收技术,4.4.2 高效的信道编译码技术,1卷积和交织技术 2Turbo编解码技术,4.4.3 功率控制技术,在CDMA系统中,一方面,许多移动台共用相同的频段发射和接收信号,近地强信号抑制远地弱信号的可能性很大,称为“远近效应”;另一方面,各用户的扩频码之间存在着非理想的相关特性,通信容量主要受限于同频干扰。在不影响通信的情况下,尽量减少发射信号的功率,通信系统的总容量才能相应地达到最大
27、,CDMA系统的主要优点才能得以实现。,因此,功率控制是第三代移动通信系统中最为重要的关键技术之一。第三代移动通信系统中采用的功率控制技术可分为三种类型:开环功率控制、闭环功率控制和外环功率控制。,在第三代移动通信系统中,上行链路采用开环、闭环和外环功率控制相结合的技术,主要解决“远近效应”问题,保证所有信号到达基站时都具有相同的平均功率;下行链路则采用闭环和外环功率控制相结合的技术,主要解决同频干扰问题,可以使处于严重干扰区域的移动台保持较好的通信质量,减小对其他移动台的干扰。,4.4.4 智能天线技术,在CDMA系统中,一方面,许多移动台共用相同的频段发射和接收信号,近地强信号抑制远地弱信
28、号的可能性很大,称为“远近效应”;另一方面,各用户的扩频码之间存在着非理想的相关特性,通信容量主要受限于同频干扰。在不影响通信的情况下,尽量减少发射信号的功率,通信系统的总容量才能相应地达到最大,CDMA系统的主要优点才能得以实现。,智能天线技术用于TDD方式的CDMA 系统是比较合适的,能够起到在较大程度上抑制多用户干扰,从而提高系统容量的作用。应用智能天线技术的困难在于由于存在多径效应,每个天线均需一个Rake接收机,从而使基带处理单元复杂度明显提高。,4.4.5 多用户检测技术,在传统的CDMA接收机中,各个用户的接收是相互独立进行的。在多径衰落环境下,由于各个用户之间所用的扩频码通常难
29、以保持正交,因而造成多个用户之间的相互干扰,并限制系统容量的提高。,解决此问题的一个有效方法是使用多用户检测技术,通过测量各个用户扩频码之间的非正交性,用矩阵求逆方法或迭代方法消除多用户之间的相互干扰。从理论上讲,使用多用户检测技术能够在极大程度上改善系统容量。但一个较为困难的问题是对于基站接收端的等效干扰用户等于正在通话的移动用户数乘以基站端可观测到的多径数。,这意味着在实际系统中等效干扰用户数将多达数百个,这样即使采用与干扰用户数成线性关系的多用户抵销算法仍使得其硬件实现显得过于复杂,能否把多用户干扰抵销算法的复杂度降低到可接受的程度是多用户检测技术能否实用的关键。,4.4.6 CDMA2
30、000软切换,软切换是CDMA系统所特有的。其基本原理如下:当移动台处于同一个BSC控制下的相邻BTS之间区域时,移动台在维持与源BTS无线连接的同时,又与目标BTS建立无线连接,之后再释放与源BTS的无线连接。发生在同一个BSC控制下的同一个BTS间的不同扇区的软切换又称为更软切换。,FDMA,TDMA系统中广泛采用硬切换技术。当硬切换发生时,因为原基站与新基站的载波频率不同,移动台必须在接收新基站的信号之前,中断与原基站的通信。往往由于在与原基站链路切断后,移动台不能立即得到与新基站之间的链路,从而使通信中断。,1软切换的特点,另外,当硬切换区域面积狭窄时,会出现新基站与原基站之间来回切换
31、的“乒乓效应”,影响业务的传输。在CDMA系统中提出的软切换技术,很好地利用了直接扩频系统的特点,与硬切换技术相比,具有以下更好的性能。,(1)软切换发生时,移动台只有在取得了与新基站的链接之后,才会中断与原基站的联系,通信中断的概率大大降低。(2)软切换进行过程中,移动台和基站均采用了分集接收的技术,有抵抗衰落的能力,不用过多增加移动台的发射功率;同时,基站宏分集接收保证在参与软切换的基站中,只要有一个基站能正确接收移动台的信号就可以进行正常的通信,通过反向功率控制,可以使移动台的发射功率降至最小,这进一步降低移动台对系统的干扰。,(3)进入软切换区域的移动台即使不能立即得到与新基站的链路,
32、也可以进入切换等待的排队队列,从而降低了系统的阻塞率。,软切换的实现过程中,移动台不断地搜索着激活类、候选类、临近类、剩余类各个导频的强度,并且根据强度维护各个类,当移动台靠近切换区时,移动台开始以下操作过程:(1)导频P2的强度超过T_ADD,移动台将这个导频移到候选类;(2)导频P2的强度超过SOFT_SLOPE/810log10(PS1)+ADD_INTERCEPT/2,移动台发送导频强度测量消息;,2CDMA2000软切换的实现,(3)移动台收到扩展切换指示消息,将P2移入激活类,开始宏分集,然后发送切换完成消息;(4)导频P1的强度下降,低于SOFT_SLOPE/810log10(P
33、S2)+DROP_INTERCEPT/2时,移动台开始启动切换下降定时器;(5)切换下降定时器超时,移动台发送导频强度测量消息;,(6)移动台收到扩展切换指示消息,将P1移入候选类,然后发送切换完成消息;(7)导频P1的强度下降,低于T_DROP时,移动台开始启动切换下降定时器;(8)切换下降定时器超时,移动台将P1从候选类移到临近类。这就是移动台进出切换区的全过程,由此看出对于移动台,切换的关键就是在复杂的无线信道条件下不断地、较为准确地测量各导频的强度以及支持在切换区内的宏分集。,众所周知,CDMA系统中的软切换技术具有切换中断率低、可靠性高等优点,但是由于移动台在软切换过程中支持宏分集,
34、所以移动台在切换区中同时和两个BTS保持通信,这在一定程度上影响了基站的无线信道利用率。尤其在基站较忙时,这种切换方式反而会影响系统的切换成功率。,3IS-95和CDMA2000中软切换的比较,由于移动台在切换区中逗留的时间与移动台的速度大小、方向和切换区的大小等因素有密切关系,所以这个问题的处理就比较复杂。IS-95和CDMA2000对这个问题的处理有一些区别。,首先,移动台在靠近切换区时,在IS-95中当移动台搜索到邻区导频强度大于T_ADD_s时,立即把这个导频加入候选类,同时向基站报告导频强度,准备接受基站的切换指示消息后开始宏分集。但是在CDMA2000中,当移动台搜索到邻区导频强度
35、大于T_ADD时,移动台只是把这个导频加入候选类,直到移动台认为其搜索到的强度足够大时,才开始向基站发导频报告,准备宏分集。,其次,移动台在准备离开切换区时,判断的门限也有很大不同。在IS-95中,移动台直到原BTS导频的强度低于T_DROP_s时,才开始启动下降定时器,所以其判断的尺度比较单一。但是在CDMA2000中,移动台对参与宏分集的基站的导频不断地按照大小排队,然后判断最小的几个有没有到达下降门限。,由此看出,CDMA2000在保持了与IS-95兼容性的同时,大大增加了灵活性。当激活类中强度较大的导频已经足够大的时候,移动台将不再理会T_DROP_这个死门限,果断地提出让导频强度较小
36、的基站脱离宏分集状态,从而减少不必要的链路占用。,可以看出,在IS-95向CDMA2000过渡的过程中,针对软切换所造成的信道利用率低的不足,CDMA2000提出了更为有效的门限判断方法。在IS-95中,各个门限定得比较单一,门限值是绝对值,所以不能有效地处理移动台在切换区的复杂情况,但是在CDMA2000中,在和IS-95兼容的同时,采用相对门限,因而更为有效,更为实际。,4.5 IS-2000呼叫流程,4.5.1 移动台初始化状态4.5.2 移动台空闲状态,图4-7 移动台呼叫处理状态,(1)初始化状态移动台选择和捕获系统;(2)空闲状态移动台检测寻呼信道的消息;(3)系统接入状态移动台在
37、接入信道上向基站发送消息;(4)业务信道控制状态移动台利用正向和反向信道与基站通信。,4.5.1 移动台初始化状态,图4-8 初始化状态图,(1)系统检测子状态(2)导频信道捕获子状态(3)同步信道捕获子状态(4)时间调整子状态,4.5.2 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。在空闲状态下,移动台监控寻呼信道,并能够完成下列操作:(1)接收来自基站的消息和指令;(2)接收外来的呼叫;(3)初始化登记处理;(4)发起呼叫;(5)开始消息传送。,图4-9 CDMA系统中空闲状态中的操作,(1)开机注册(2)关机注册(3)基于计数器注册(4)基于距离注册(5)基于区
38、域注册(6)参数改变注册(7)受命注册(8)默认注册(9)业务信道注册,1注册及其过程,当移动台在空闲状态时从一个基站的服务区域移动到另一个基站的服务区域时就会产生空闲切换或寻呼信道的切换。当移动台检测到新的导频信号强度远远大于当前导频信号的强度时,移动台就决定进行切换。,2空闲切换,在实现空闲切换时,移动台一直工作于非时隙模式,直到在新寻呼信道上接收到至少一个有效消息。之后,移动台会工作于时隙模式。实现空闲切换后,移动台放弃在前一个信道上接收的所有未处理的消息。,3系统接入状态,图4-10 CDMA移动台的系统接入子状态,(1)接入过程,图4-11 接入尝试示意图,(2)确认过程(3)开销子
39、状态更新(4)寻呼响应子状态(5)移动台指令/消息响应子状态(6)移动台发起尝试子状态(7)注册接入子状态(8)移动台消息发送子状态(9)PACA取消子状态,(1)业务信道初始化子状态(2)等待命令子状态(3)等待回答子状态(4)会话子状态(5)释放子状态,4业务信道控制状态,小 结,本章主要介绍CDMA2000系统相关知识。首先介绍了CDMA2000系统整体结构及各基站子系统和主要接口。其次,对CDMA2000系统中的区域定义与标号计划进行了详细的介绍。在第三部分,对IS-2000系统的无线接口技术进行了详细的阐述,包括信道命名和映射、前/反向链路物理层特征、无线配置前向信道、反向信道等内容。,在第四部分,对CDMA2000移动通信系统中的关键技术进行了介绍,包括初始同步与Rake多径分集接收技术、高效的信道编译码技术、功率控制技术、智能天线技术、多用户检测技术、CDMA2000软切换。最后在第五部分,对IS-2000的呼叫流程进行了简要的介绍。读者通过对本章的学习,力求能够从整体上掌握CDMA2000系统的整体结构,并对IS-2000系统的无线接口技术有深刻的了解,熟悉并掌握CDMA2000移动通信系统中的关键技术。,