无线网络基础.ppt

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1、CDMA无线网络基础,本课程为CDMA无线网络基础培训，共四部分内容：,一、CDMA理论基础 二、IS95A系统介绍 三、1X系统介绍 四、CDMA发展方向简介,CDMA无线网络基础,目标：通过本课程，对CDMA无线网络基本原理有一定的了解，具备进一步深入学习的理论基础。,第一部分 CDMA理论基础,1.1 移动通信发展简史1.2 多址接入1.3 CDMA的理论基础1.4 CDMA的同步1.5 CDMA中的码1.6 IS95A、IS95A+、CDMA 1X1.7 CDMA的技术优势,CDMA通信原理简介,1.1 移动通信发展简史,AMPS,TACS,NMT,其它,GSM,CDMA,IS95,第

2、一代 80年代,模拟,第二代 90年代,数字,第三代,IMT-2000,WCDMA,CDMA,2000,模,拟,技,术,数,字,技,术,语,音,业,务,宽,带,业,务,TD-SCDMA,DAMPS,第2.5代21世纪初,GPRS,CDMA1X,数,据,业,务,数据,1.2 多址接入,用户1,用户2,用户3,用户1,用户2,用户3,频率,时间,时间,频率,频率,码,业务信道在不同频段分配给不同用户如：AMPS、TACS,业务信道在不同时间分配给不同用户如：DAMPS、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,FDMA,TDMA,CDMA,用户1,用户2,用户3,1.2多址接入

3、,码分多址(Code Division Multiple Access)技术：是一种数字扩频技术采用1.23MHz的无线载波间隔多个用户可同时占用1.23MHz无线载波同一载波资源内不同的用户通过分配不同的码区分相同的载波能在相邻小区或扇区使用,什么是CDMA？,扩频通信：定 义：扩 频 技 术 就 是 将 信 息 的 频 谱 展 宽 后 进 行传 输 的 技 术。理论基础（香农公式）：在白噪声干扰的条件下，信道容量 Bw信道带宽；S 信号平均功率;N 噪声平均功率 提高信道容量的方法有两种：(1)提高信噪比S/N；(2)加大信道带宽Bw结 论：对于给定的SNR，可以通过增大传输系统的带宽的方

4、式在较低信噪比的条件下获得比较满意的传输质量。,1.3 CDMA理论基础,扩频系统框图,1.3 CDMA理论基础,比特(bit)、符号(Symbol)与码片(Chip)输入含有信息的数据称为比特（bit）在经过卷积编码器、符号重复与交织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),1.3 CDMA理论基础,f,S（f）,f0,解扩频前的信号频谱,f,S（f）,f0,扩频前的信号频谱,信号,信号,干扰噪声,f,S（f）,f0,扩频后的信号频谱,信号,f,S（f）,f0,解扩频后的信号频谱,信号,干扰噪声,信号,脉冲干扰,白噪声,扩频过程,1.3 CDMA理论基

5、础,扩频通信系统的主要特点隐 蔽 性 和 保 密 性抗 干 扰 和 抗 多 径 衰 落 能 力 强增 加 容 量、提 高 频 率 复 用 率。占 用 频 带 较 宽，系 统 复 杂 性增 加。,1.3 CDMA理论基础,1.3 CDMA理论基础,在同一个房间里，多对人使用不同的语言(符号代码)同时对话，每对音量足够小时互相之间不影响正常通话。,如果某个用户音量过大将导致所有其它用户的通话均无法正常进行。,FDMA、TDMA是一种维数受限系统(Dimension limited)CDMA系统是一种干扰受限系统(Interference limited)，这种系统链路性能的好坏取决于接收机在干扰中

6、检测信号的能力。,1.3 CDMA理论基础,不同的PN区分不同的基站,基站传送不同时间偏移的同一伪随机码（PN）,CDMA基站间的同步,1.4 CDMA的同步,特点：CDMA基站必需对公共时间参考点保持同步。CDMA系统借助GPS提供精确的时间同步。,CDMA 系统中常用的几种码：1、PN码（m序列）：共两种：长度为242-1的PN码和长度为215-1的PN码。2、Walsh码：IS95使用64阶Walsh码，cdma2000使用128阶Walsh码。,1.5 CDMA中的码,1.6 IS95A、IS95A+、CDMA 1X,IS-95A：CDMA IS-95A系统中的相关标准：IS-95(T

7、IA/EIA-95):无线空中接口标准IS-96(TIA/EIA-96):语音编码声码器的标准IS-97(TIA/EIA-97):基站性能指标标准IS-98(TIA/EIA-98):移动台性能指标标准IS-127:EVRC的语音编码标准IS-718:EVRC的性能指标标准IS-707A:宽带扩谱系统的数据业务标准IS-634A:MSC-BSC接口版本A标准IS-41(TIA/EIA41):蜂窝无线系统间操作标准IS-657:移动台和IWF之间链路的通信协议IS-658:宽带扩频系统的数据业务互通功能接口标准,IS-95A+增强型IS-95A 系统（话音业务、短消息业务)增加的主要功能：支持未来

8、无线因特网和数据服务接入方法具备基本的智能网业务，如预付费业务支持UIM 卡方式支持国际漫游系统平台可在升级软件和更换信道板方式下向cdma2000 1x 演进国内制定的相关的体制标准规范,1.6 IS95A、IS95A+、CDMA 1X,1.6 IS95A、IS95A+、CDMA-1X,CDMA 1X CDMA 1X为CDMA2000的单载波阶段，一般被认为属于2.5代移动通信系统。1X系统后兼容IS95，和IS95相比，主要增加的功能在于数据业务方面。更高的频谱效率和网络容量更高的分组数据速率和更丰富的业务平滑向3G过渡（设备和频谱）,CDMA系统主要技术特点,1.7 CDMA的技术优势,

9、一、CDMA的频谱利用率高，容量大：CDMA系统本身所固有的码分扩频技术加上先进的内、外环功率控制，话音激活技术等，容量明显大于GSM系统（3倍以上）。二、CDMA的话音品质好：经实际试验，CDMA系统的话音质量明显优于GSM和模拟系统，特别是强背景噪声环境中，由于采用了伪随机序列进行扩频/解扩，话音质量不亚于固定网电话（前提是网络负载较小，负载增加时由于干扰增加，话音质量将下降）。三、CDMA的覆盖范围大：CDMA的无线链路预算比GSM高出36dB，同等条件下，覆盖半径将近GSM的1.21.5倍（和具体无线传播环境有关）。,1.7 CDMA的技术优势,1.7 CDMA的技术优势,四、CDMA

10、的掉话率低 CDMA由于采用了各种软切换技术，因此使得移动环境中因为越区切换的掉话率大大降低。五、数据业务 在数据通信方面，CDMA传送单位比特的成本比在GSM平台上使用GRPS，EDGE等补充技术都要低，因此更适合作为无线高速分组数据业务或实时数据业务的接入手段，为移动/无线Internet的融合提供了更好的技术条件。,六、CDMA网络的建设成本低 CDMA系统的覆盖范围大、同样覆盖范围下需求基站数量少、系统容量大、频谱利用率高、频率规划简单等优势，可大大降低系统的建设成本和运营成本。七、CDMA可以实现向第三代移动通信系统平滑过渡,1.7 CDMA的技术优势,第二部分 IS95A系统介绍,

11、2.1 IS95A的网络结构2.2 IS95A的地址码和用途2.3 IS95A的关键技术和特性2.4 IS95A的信道结构2.5 IS95A的呼叫处理流程2.6 IS95A的频率配置2.7 PN规划2.8 主要系统参数,2.1 IS95A的网络结构,2.2 IS95A的地址码和用途,信息流,信息流,若两个函数互相关系数为0，则相互正交，码字的互相关系数为：,Walsh码,地址码 及其用途Walsh码,2.2 IS95A的地址码和用途,Walsh码是正交码，前向采用64阶Walsh函数作为扩频函数。,64阶的Walsh码,前向信道,反向信道,64个正交码中的一个,同一扇区不同的信道使用不同的Wa

12、lsh码,Walsh函数直接扩频,对数据进行调制,区分信道,地址码 及其用途Walsh码,6 symbol,64*64矩阵,010101,64 阶正交Walsh 函数,2.2 IS95A的地址码和用途,地址码 及其用途PN码（m-序列/伪随机序列）,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,m-序列,2.2 IS95A的地址码和用途,PN码,长度为242-1,长度为215-1,前向信道,反向信道,不同用户使 用由 各自的ESN计算的不同相位的PN码,对业务信道和寻呼信道进行扰码,前向信道,反向信道,正交调制,不同的扇区使用不

13、同相位的序列，区分扇区,对反向业务信道进行正交调制,直接扩频,地址码 及其用途PN码,2.2 IS95A的地址码和用途,64 阶正交Walsh 函数：前向链路用于构造码分信道并扩频；反向链路用于MS信息的正交多进制调制。长PN码（周期长度242-1）：前向链路用于每个用户的识别（扰码）；反向链路用于扩频和用户识别。短PN码（周期长度215-1）：前反向链路都用于正交QPSK 调制，不同基站相位不同，但不同的移动台相位一样（0偏置）。,地址码 及其用途总结,2.2 IS95A的地址码和用途,分集RAKE接收机功率控制软切换话音激活和可变速率声码器小区呼吸,2.3 IS95A的关键技术和特性,一、

14、分集时间分集 采用符号交织，检错纠错编码等方法。因为在时间上间隔足够远的两个振幅采样点是非相关的。故将给定的信号在时间上相隔一定的时间(相干时间)重复传输M次，只要时间间隔大于相干时间，就可以得到M条独立的分集支路 时间分集。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1.23M上。,2.3 IS95A的关键技术和特性,由于衰落具有频率选择性，当两个频率间隔大于信道相关带宽时，它们受到的衰落是非相关的。市区与郊区的相关带宽一般分别为50kHz和250KHz左右，而CDMA系统的信号带宽为1.25MHz,故可以实现频率分集。空间分集/多径分集 1、在基站采用双接收天线

15、。2、在手机和基站采用RAKE接收，合并不同传输延时的信号 3、软切换的时候，多个基站和移动台同时联系，BSC从中选出最好的帧送给交换机,2.3 IS95A的关键技术和特性,二、RAKE接收机,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,t,t,s(t),s(t),RAKE 接收技术有效地克服多径衰落，提高接收性能,2.3 IS95A的关键技术和特性,CDMA系统是自干扰系统，限制CDMA系统容量的因素是总干扰，当达到以下条件，系统容量最大在可接受的信号质量下，功率最小基站从各个移动台接收到的功率相同,2.3 IS95A的关键技术和特性,

16、三、功率控制,目的：用来克服诸如阴影效应、平均路径损耗、地形地貌所引起的信号慢变化。以保持设定的话音质量，误帧率，同时获得最大的频谱效率。手段：设定和控制反向Eb/It 以控制误帧数量 尽量减少手机的发射功率(反向)尽量减少基站的发射功率(前向)提供方法使运营商可以平衡系统容量与话音质量的需求,功率控制的目的与手段,2.3 IS95A的关键技术和特性,功率控制的种类,前向：慢速闭环功率控制 基站通过移动台对前向链路误帧率（FER）的报告来决定是增加还是减少发射功率。移动台的报告分为定期报告和门限报告两种。反向：开环功率控制闭环功率控制：包括内环和外环,2.3 IS95A的关键技术和特性,开环估

17、计是指移动台仅仅根据接收到的来自基站的信号强度来粗略估计信道传播环境，并相应调整自己的反向发射功率，是单方面的调整。移动台根据接收前向信道的功率，直接确定初始发射功率：初始发射功率(IP)=-73-Mean input pwr+nom_pwr+init_pwr,开环功率控制（开环估计）,2.3 IS95A的关键技术和特性,开环功率控制（接入探测）,接入报头,消息封装,确认窗口（Ta）,随机时间（RT),探测#16,探测#3,探测#2,探测#1,探测序列,补偿延迟,1,2,15(最大值）,TxIP+接入探测校正值总和,2.3 IS95A的关键技术和特性,闭环功控（闭环校正）,2.3 IS95A的

18、关键技术和特性,内环：指基站接收移动台的信号后，将起强度与一门限（闭环门限）相比，如果高于该门限，基站向移动台发送“降低发射功率”的功率控制指令，否则发送“增加发射功率指令”；外环：外环的作用就是对“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质量指标（FER）的变化进行的。,TxIP+接入探测校正值总和所有闭环功率控制校正值的总和,移动台发射功率,2.3 IS95A的关键技术和特性,软切换：在切换过程中，移动台开始与新的基站联系时，并不中断与原有的基站的通信。软切换会带来更好的话音质量，实现无缝切换、减少掉话可能，且有利于增加反向容量。更软切换：与软切换类似，发生在同一基站

19、的不同扇区之间。硬切换：在切换过程中，移动台与新的基站联系前，先中断与原基站的通信，再与新基站建立联系。硬切换过程中有短暂的中断，容易掉话。不同频率间的切换到其它系统的切换,四、软切换,2.3 IS95A的关键技术和特性,软切换,硬切换,2.3 IS95A的关键技术和特性,软切换 vs 硬切换,上行软切换在BSC中进行多径合并；上行更软切换在BTS中进行多径合并；,移动台合并功率,各自小区的接收能量,2.3 IS95A的关键技术和特性,2.3 IS95A的关键技术和特性,软切换对信道资源的耗用：软切换的类型,导频集：具有相同的频率但有不同的PN码相位的导频集合 激活集：与正在联系的基站对应的导

20、频集合。候选集：当前不在激活集中，但是已有足够的强度表明与该导频对应基站的前向业务信道可以被成功解调的导频集合。相邻集：当前不在激活集或候选集中但是有可能进入候选集的导频集合。剩余集：其它导频集合,软切换导频集,2.3 IS95A的关键技术和特性,软切换导频集,剩余集合,相邻集合最大20,候选集合最大6,激活集合最大6,2.3 IS95A的关键技术和特性,软切换搜索窗口,软切换区域,小区A,小区B,16km,10km,6km,X,Y,X处二小区路径差16.4chipsY处二小区路径差16.4chipsSRCH_WIN_A216.4,2.3 IS95A的关键技术和特性,软切换切换流程,候选,有效

21、,相邻,相邻,移动台发PSMM,基站发HDM,移动台发HCM,移动台发PSMM,基站发HDM,移动台发HCM,T-TDDROP,2.3 IS95A的关键技术和特性,T-ADD,T-DROP,Pilot,time,采用可变速率声码器和话音激活技术可提高频谱效率。从通话时的全速率到非通话时的1/8速率。改进话音质量提升基站的覆盖范围与容量,五、可变速率声码器与话音激活技术,2.3 IS95A的关键技术和特性,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。“小区呼吸”动态分配小区负荷，改善网络覆盖，增加系统容量,六、小区呼吸,2.3 IS95

22、A的关键技术和特性,IS-95A信道类型 前向 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 接入信道 业务信道,2.4 IS95A的信道结构,（1）导频信道(Pilot)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提供同步信号、相位参考，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,2.4 IS95A的信道结构,（2）同步信道(Sync)手机通过同步信道获得与系统的同步同步信道提供 导频偏置PILOT_PN；系统时间；系统识别符；寻呼信道速率等手机只在初始化时采集接收同步信道信令

23、，之后不再使用。,2.4 IS95A的信道结构,(3)寻呼信道(Paging)BTS在寻呼信道上广播 系统参数消息 接入参数消息 邻区列表 CDMA信道列表 BTS通过寻呼信道 寻呼手机 指配业务信道,2.4 IS95A的信道结构,(4)接入信道(Access)每个寻呼信道下最多可对应32个接入信道，移动台选择其中一个作为自己的接续信道，完成发起呼叫（始呼），响应呼叫（被呼）和位置登记等工作。（5）业务信道(Traffic)用于基站、手机之间传送话音、数据及相关信令。,2.4 IS95A的信道结构,逻辑信道组成及结构,2.4 IS95A的信道结构,地址码用途示意图-前向信道,Walsh函数17

24、,1.2288Mbit/s,1.2288Mbit/s,同步信道,导频信道,寻呼信道,242-1长码发生器,业务信道,1.2288Mbit/s,1.2288Mbit/s,1.2288Mbit/s,1.2288Mbit/s,基带滤波器,基带滤波器,Q信道PN,215-1m序列,215-1m序列,I信道PN,1.2288Mbit/s,1.2288Mbit/s,用户长码,1.2288Mbit/s,抽取器,19.2ks/s,Walsh函数0,Walsh函数32,Walsh函数m,不同扇区相位不同,不同扇区相位不同,19.2ks/s,2.4 IS95A的信道结构,2.4 IS95A的信道结构,I,Q,I信

25、道序列1.2288Mcps,PN码片1.2288Mcps,重复的码符号,重复的码符号,19.2kbps,码符号,19.2kbps9.6kbps1.2kbps0.6kbps,8.6kbps4.0kbps2.0kbps0.8kbps,9.6kbps4.8kbps2.4kbps1.2kbps,增加帧质量指示比特(12,8,0，0bits/frame),每帧增加8bit编码尾比特,卷积编码r=1/2,K=9,符号重复,前向业务信道信息比特(172,80,40或16bits/frame),块交织,19.2kbps,64阶正交扩频,复用器,长码发生器,功率控制比特,Q信道序列1.2288Mcps,基带滤波

26、,基带滤波,Cos(2fct),Sin(2fct),I(t),Q(t),抽取器,抽取器,扰码,19.2kbps,800bps,2.4 IS95A的信道结构,地址码用途示意图-反向信道,2.4 IS95A的信道结构,I,Q,I信道序列1.2288Mcps,4.8ksps(307.2kbps),PN码片1.2288Mcps,调制符号(Walsh码片),重复的码符号,重复的码符号,28.8kbps,码符号,14.4kbps,4.4kbps,4.8kbps,每帧增加8bit编码尾比特,卷积编码r=1/3,K=9,符号重复,接入信道信息比特(80bits/frame),块交织,28.8kbps,64阶正

27、交调制,数据突发随机化,长码发生器,帧数据速率,Q信道序列1.2288Mcps,长码掩码,1/2 PN码片时延=406.9ns,D,基带滤波,基带滤波,Cos(2fct),Sin(2fct),I(t),Q(t),s(t),2.4 IS95A的信道结构,I,Q,I信道序列1.2288Mcps,4.8ksps(307.2kbps),PN码片1.2288Mcps,调制符号(Walsh码片),重复的码符号,重复的码符号,28.8kbps,码符号,28.8kbps14.4kbps7.2kbps3.6kbps,8.6kbps4.0kbps2.0kbps0.8kbps,9.6kbps4.8kbps2.4kb

28、ps1.2kbps,增加帧质量指示比特(12,10,8或6bits/frame),每帧增加8bit编码尾比特,卷积编码r=1/3,K=9,符号重复,反向业务信道信息比特(172,80,40或16bits/frame),块交织,28.8kbps,64阶正交调制,数据突发随机化,长码发生器,帧数据速率,Q信道序列1.2288Mcps,长码掩码,1/2 PN码片时延=406.9ns,D,基带滤波,基带滤波,Cos(2fct),Sin(2fct),I(t),Q(t),2.4 IS95A的信道结构,2.4 IS95A的信道结构,调谐到CDMA载波,获取导频和同步信道,获取并监控寻呼信道,移动台通过接入信

29、道发消息基站通过寻呼信道发消息,业务信道连接建立开始通信,系统初始化状态,系统空闲状态,系统接入信道,业务信道状态,2.5 IS95A的呼叫处理流程,CDMA频道间隔为1.23MHz。CDMA不需进行频率规划，各小区可以使用相同频道。PN偏码的规划类似于GSM中的频率规划，但要简单。,10MHz,2.7 IS95A的频率配置,2.6 IS95A的频率配置,2.7 PN码规划设计,PN_OFFSET规划内容-相位偏置增长系数PILOT_INC-导频信号PILOT配置PN_OFFSET规划步骤-PILOT_INC的选取-PN_OFFSET的分配PN_OFFSET规划程序,2.7 PN码规划设计,P

30、N偏码（PN_OFFSET)导频信号PILOT是一对PN-I，PN-Q（PN码），移动台通过不同相位偏置的PN码（PN_OFFSET)来辨识基站的不同扇区（同扇区所有信道的PN码的相位偏置相同，通过Walsh码区分不同的逻辑信道）,2.7 PN码规划设计,PN码相位偏移定义：两序列的相位差序列1（24-1）:1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 序列2（24-1):1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 则两序列相位差为2,相

31、位偏置增长系数PILOT_INC 增长的相位偏置的单位：64个码片 最大相位偏置数目：215/64=512个 PILOT_INC可能的取值范围：1512 给定PILOT_INC：不同相位偏置PN码数目 215/（64*PILOT_INC),2.7 PN码规划设计,PN偏码规划步骤1.确定PILOT_INC A.确定PILOT_INC下限值 两个不同导频相位差满足准则:原则1.即使延时很大,其它扇区的导频也不得落入当前的相位搜索窗 原则2.相邻搜索窗中的导频信号不能混淆,有效搜寻窗（AVAILIBLE SEARCH WINDOW)概念-移动台在有效集或候选集搜寻导频信号的窗口,2.7 PN码规划

32、设计,搜索窗大小ASW2*(Td/Tc)Td活动集时延中最大时延差 sec.Tc一个PN码片宽度813.8 nsec/chips 109/1.2288*106 nsec/chips 1 mile6.6chips 粗略估算：Td d*6.6chips d为基站半径,单位mile经验值：20chipsASW40chipsPILOT_INC与ASW关系 PILOT_INCASW/64,2.7 PN码规划设计,PILOT_INC 下限公式 PILOT_INC(6.6d+S)/64*10（T/10g)-1 d（mile）:基站半径g3.84 路径损耗指数，S（chips）：单边有效搜寻窗尺寸(ASW/2

33、)T:(dB)为避免干扰所设置的平均信号强度，用以消除其它基站对当前基站所产生的噪声干扰（T27dB）,通常用 PILOT_INC ASW/64计算,2.7 PN码规划设计,B.确定PILOT_INC上限值复用距离所需满足准则:准则1:来自远端的相同相位导频信号的干扰必须低于某一门限.准则2:远端导频信号也不能出现在相邻搜索窗中复用距离与小区数目K的关系 D=r*(3*K）0.5 D:复用距离 r:基站半径（如包含三个扇区的基站半径）K：复用模式:在CDMA中,如小区半径相同,则 D9r(三扇区配置的约束条件）PILOT_INC上限值为 15,2.7 PN码规划设计,PN OFFSET(PN码

34、）规划程序 1.查视系统的重点且熟悉此系统的地形地貌确定本系统的边界及掌握邻近系统的有关情况准备具有相关信息的地图，如高速公路，水域，基站位置，基站每个扇区的方向等确定可能的干扰获取邻近系统的信息,2.7 PN码规划设计,2.确定PILOT_INC的值确定ASW宽度由公式ASW2*（Td/Tc）或查延时与窗宽关系表确定PILOT_INC下限值由公式PILOT_INC ASW/64 或查设置PILOT_INC下限值表确定 PILOT_INC上限值15实际一般采用PILOT_INC=3或43.确定PN OFFSET分配方案由PILOT_INC确定可使用导频数目M512/PILOT_INC设定使用导

35、频数与备用导频数根据使用导频数确定复用模式,2.7 PN码规划设计,PN OFFSET(PN码）规划例子 例:基站平均半径d3 mile，Td=16.18 sec解答:1.确定PILOT_INC的值 由公式ASW2*（Td/Tc）可算得ASW（窗宽）为40 chips由窗宽40chips及d3mile，由公式PILOT_INC(6.6*d+S)/64*10（T/10g)-1 可得:PILOT的下限值3PILOT_INC的范围:315 选定PILOT_INC4,2.7 PN码规划设计,2.PN OFFSET 分配方案 对应PILOT_INC=4 不同相位偏置PN码数目215/（64*PILOT_

36、INC)=128 则N=128/342（三扇区基站）对由PILOT_INC和N确定预分配基站每个扇区的PN OFFSET(PN码）选37*3个PN码分配 留5组个PN码以备扩容 复用模式 K=37 即37个小区组成了一个导频复用集 复用距离Dr(3K)1/2 10r,2.7 PN码规划设计,3.PN OFFSET 相位分配示意,128个导频分为4个子集I：1256，2256，3256II：38256，39256，40256III：75256，76256，77256IV：剩余17个偏置，可作为边界集或保留集,2.7 PN码规划设计,1.搜索窗设置,2.8 主要系统参数设计,4.9 PN码设计,2

37、.切换参数设置,2.8 主要系统参数设计,第三部分 1X系统简介,3.1 CDMA系统的发展3.2 CDMA 1X的网络结构3.3 CDMA 1X的增强性能3.4 CDMA 1X的信道结构3.5 CDMA 1X vs IS953.6 数据业务特性3.7 CDMA技术特点总结,3.1 CDMA系统的发展,CDMA 1X网络属于CDMA2000的单载波阶段，通常归属为2.5代移动通信系统。其网络结构如下：,和95A系统相比，1X系统支持分组数据业务；网络结构上关键变化在于增加了核心网的分组域，无线部分相应增加一个功能模块-分组控制功能（PCF）。,3.2 CDMA 1X的网络结构,3.3 CDMA

38、-1X的增强性能,CDMA1X与IS95A相比，采用了许多新技术，诸如反向相干解调，快速前向功控、Tubro编码、发射分集（目前多厂家尚未实现）等，其性能优于95A系统。对于CDMA1X系统,每个载波的容量大约是IS-95A系统每载波容量的1.2-1.5倍；如果所有终端均为1X系统的话,理论上每载波等效话音信道约35个信道；由于目前大部分厂家均未实现发射分集等新技术，实际信道容量很难达到预期 就语音覆盖而言，1X系统覆盖范围比95A系统有所增大。,3.3 CDMA-1X的增强性能,Turbo码在大数据包时使用Turbo码的特点对输入的信息序列进行两次编码，译码时可相互交换信息交织器的引入使得信

39、息比特不仅受邻近校验比特的保护，而且受距离很远的校验比特的保护Turbo码性能明显优于卷积码，可以达到逼近信道极限的效果,3.3 CDMA-1X的增强性能,针对不同的数据速率采用不同的Walsh码,3.3 CDMA-1X的增强性能,CDMA2000 1X前向支持多种发射模式TD（Transmit Diversity发射分集）OTD（Orthogonal Transmit Diversity）STS（Space Time Spreading）Non-TD,3.3 CDMA-1X的增强性能,发射分集技术提高终端接收性能，增加系统下行容量,3.3 CDMA-1X的增强性能,OTD：正交发射分集,通过

40、分离数据流，采用正交序列扩展两个数据流来完成,3.3 CDMA-1X的增强性能,在多天线上发射所有前向信道 以互补的Walsh码或伪随机码扩频,STS：空时扩展,3.3 CDMA-1X的增强性能,反向 开环功率控制 闭环功率控制 内环功率控制：800 Hz 外环功率控制 前向 闭环功率控制 消息报告方式：周期报告、门限报告快速功率控制：800 Hz,3.3 CDMA-1X的增强性能,1X系统数据覆盖范围与数据速率密切相关，不同数据速率时覆盖范围不同，相对而言，高速率时覆盖范围较小，低速率时覆盖范围较大。,19.2 kbps,38.4 kbps,153.6 kbps,76.8 kbps,服务距离

41、,服务用户数,9.6 kbps,3.3 CDMA-1X的增强性能,前向CDMA信道,公共指配信道,公共功率控制信道,导频信道,公共控制信道,同步信道,业务信道,广播控制信道,寻呼信道,快速寻呼信道,前向导频信道,发送分集导频信道,辅助导频信道,01专用控制信道,01基本信道,公共控制子信道,07补充码分信道,02补充信道,辅助发送分集导频信道,3.4 CDMA-1X的信道结构,CDMA的前向物理信道包括公用和专用两类：公用物理信道包括：导频信道、同步信道、寻呼信道、广播控 制信道、快速寻呼信道、公共功率控制信道、公共指配信道和公共控制信道。前三种是和IS-95系统兼容的信道，后面的信道是CDM

42、A 1X新定义的前向信道。专用物理信道包括：专用控制信道、基本信道、补充信道。它们用来在基站和某一特定的移动台之间建立业务连接。,CDMA 1X采用多种数据速率，不同的信道组合得到比IS-95显著的优势,3.4 CDMA-1X的信道结构,反向CDMA信道,接入信道,增强接入信道操作（RC1 or 2）,反向公共控制信道操作,反向业务信道操作（RC1 or2）,反向业务信道操作（RC3 to 6),反向导频信道,增强接入信道,反向导频信道,反向公共控制信道,反向基本信道,07个反向补充码分信道,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,

43、3.4 CDMA-1X的信道结构,反向信道分为反向公用信道和反向专用信道反向公用信道：反向公用信道包括反向导频信道（局部）、反向接入信道、增强接入信道、公共控制信道，这些信道是由多个移动台共享 使用的。反向专用信道：反向专用信道包括反向专用控制信道、基本信道、补充信 道和补充码分信道。,3.4 CDMA-1X的信道结构,3.5 CDMA-1X vs IS95A,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

44、,前向补充码信道,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,3.5 CDMA-1X vs IS95A,语音业务与分组数据业务的特性：,对语音呼叫,不论持续多久,情况是一样的.呈现指数分布特性对数据呼叫,已等待的时间越长,将等待的时间也就越长.呈现Pareto分布特性,3.6 数据业务,20 Seconds Inactivity,Data,Data,Voice,Bursty Nature of Data means less average RF usage than voice,

45、Packet,Voice,Channel In Use,Channel In Use,Channel In Use,Dormant,Dormant,Time,Time,语音业务与分组数据业务信道占用情况,3.6 数据业务,3.6 数据业务,数据服务状态的转换,会话开始,会话结束,3.6 数据业务,激活 vs.休眠,会话期,38,153,76,153,38,38,153,38,153,38,76,19,时间,前向比特,文件间隔时间,数据脉冲,FCH,SCH,文件间隔时间,注:数据脉冲-时间片间隔=320 毫秒(16 RLP frames).,下载 A,数据脉冲,3.6 数据业务,补充信道用法,码

46、片速率：1.2288 Mcps IS-95A/B是其子集，RC1/RC2 反向导频，反向采用相干解调 前向发射分集：OTD、STS 前向快速功率控制，速率800Hz 支持快速寻呼信道，终端待机时间更长 帧长可变：5ms、20ms、40ms、80ms 信道编码增加Turbo码 物理层支持速率最大可达307.2 kbps 话音用户容量是IS-95A/B的1.52倍，数据业务吞吐能力提高3倍以上,3.7 CDMA-1X技术特点总结,系统吞吐量提高前向快速功率控制前向发射分集OTD、STS导频辅助相干解调（约3dB）Turbo编码的引入更强的抗干扰性改进的前向纠错编码（中/高速数据传输采用Turbo

47、Code）频谱利用率提高Walsh码资源加倍HPSK、QPSK调制,3.7 CDMA-1X技术特点总结,支持高速SCH，单个信道的峰值速率高达307.2kbps更多的信道类型使高层信令控制更加完善终端待机时间更长快速寻呼信道前向兼容射频部分基带处理部分（RC）,3.7 CDMA-1X技术特点总结,第四部分 CDMA发展方向,4.1 CDMA1X演进之路4.2 CDMA 1X-EV DO技术特点,4.1 CDMA-1X演进之路,前向链路由码分+时分，反向链路码分多址前向总是以最大功率发射前向支持平均速率为650kbps、峰值速率为2.4Mbps的高速数据业务网络结构纯粹采用分组域，与电路域核心网

48、无关1xEV-DO切换：1xEV-DO间前向无软切换，1xEV-DO与1X之间只支持Dormant切换（在DORMANT状态下，手机在1X和1xEV-DO之间可以实现切换）1xEV-DO与1x采用不同的频点,4.2 CDMA 1X EV-Do的特点,1xEV-DO(HRPD)的技术特点,4.2 CDMA 1X EV-Do的特点,1x、1xEV-DO系统性能比较,参考最新版本标准：空中接口：C.S0024-0 V4.0A接口：A.S0007-0 V2.0,AT：HRPD终端AN：1xEV-DO接入网，提供终端和分组交换数据网之间的数据连接AN AAA：提供用户鉴权PCF：提供分组数据包控制PDS

49、N：提供分组数据AAA：提供业务鉴权和计费,1xEV-DO系统结构Phase 1,4.2 CDMA 1X EV-Do的特点,1xEV-DO信道结构,4.2 CDMA 1X EV-Do的特点,前向：Pilot 信道：主要用于系统捕获及Pilot 信道质量测量；MAC 信道中RAB子信道：用于反向负载指示，AT根据当前RAB的值决定是否增加或降低传输速率；RPC信道：则负责对反向链路进行功率控制，调整AT的功率；DRCLock信道：用于指定AT是否发送DRC信道，在不发送情况下可以节省AT的发送功率。CC信道：主要负责向AT 发送一些控制消息，诸如TCA 消息、速率极值消息等等，其功能类似于CDM

50、A2000 1X 中的Paging Channel。,4.2 CDMA 1X EV-Do的特点,1xEV-DO信道说明,反向：ACK信道：用于应答前向是否正确接收到前向数据包，ACK信道每时隙1bits，在每个时隙的前半个时隙传输。DRC(data rate control)信道：包括DRC和DRCCover两个参数，前者用于指示AT当前申请的前向业务信道速率大小，每时隙4bits，DRCCover用于指示AT当前申请得到服务的扇区，每时隙3bits。RRI（Reverse Rate Indication）信道：用于指示反向链路速率大小。,4.2 CDMA 1X EV-Do的特点,1xEV-D