第5章_IS-95_CDMA和cdma2000-1x系統(tǒng)

1、 2022-2-3第第5 5章章 IS-95 CDMAIS-95 CDMA和和cdma2000-1xcdma2000-1x系統(tǒng)系統(tǒng) 黑龍江大學(xué) 電子工程學(xué)院 2022-2-3CDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)是建立在擴(kuò)頻碼蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)是建立在擴(kuò)頻碼分多址技術(shù)之上的，因而具有抗人為干擾、分多址技術(shù)之上的，因而具有抗人為干擾、抗窄帶干擾、抗衰落，抗多徑時(shí)延擴(kuò)展和抗窄帶干擾、抗衰落，抗多徑時(shí)延擴(kuò)展和大的系統(tǒng)容量等一系列優(yōu)越的性能。大的系統(tǒng)容量等一系列優(yōu)越的性能。 cdma2000-1x通過(guò)多方面的改進(jìn)增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)通過(guò)多方面的改進(jìn)增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸能力，用戶容量進(jìn)一步擴(kuò)大，的數(shù)據(jù)傳輸能力，用戶容量進(jìn)一步擴(kuò)大

2、，接入能力有了較大提升，是接入能力有了較大提升，是2.5G技術(shù)之一。技術(shù)之一。 2022-2-35.1 IS-95 CDMA系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述5.2 IS-95 CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)5.3 IS-95 CDMA系統(tǒng)的無(wú)線鏈路系統(tǒng)的無(wú)線鏈路5.4 IS-95 CDMA系統(tǒng)的同步與定時(shí)系統(tǒng)的同步與定時(shí)5.5 IS-95 CDMA 系統(tǒng)的功率控制系統(tǒng)的功率控制5.6 IS-95 的軟切換技術(shù)及其漫游的軟切換技術(shù)及其漫游5.7 cdma2000 lx 目 錄 2022-2-35.1 IS-95 CDMA系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述5.1.1 IS-95 CDMA的產(chǎn)生和發(fā)展的產(chǎn)生和發(fā)展5

3、.1.2 IS-95 載波帶寬的選擇和蜂窩結(jié)構(gòu)的變化載波帶寬的選擇和蜂窩結(jié)構(gòu)的變化5.1.3 直擴(kuò)直擴(kuò)CDMA技術(shù)帶來(lái)的好處和存在的問(wèn)題技術(shù)帶來(lái)的好處和存在的問(wèn)題 2022-2-35.1.1 IS-95 CDMA的產(chǎn)生和發(fā)展 IS-95 CDMA的產(chǎn)生的產(chǎn)生Q CDMA蜂窩系統(tǒng)由美國(guó)蜂窩系統(tǒng)由美國(guó)Qualcomm(高通高通)公司開(kāi)發(fā)。公司開(kāi)發(fā)。F 1990年年7月公布了最早的月公布了最早的CDMA標(biāo)準(zhǔn)；標(biāo)準(zhǔn)；F 1993年年7月，正式將其確定為月，正式將其確定為IS-95標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)(Interim Standard，暫，暫定標(biāo)準(zhǔn)定標(biāo)準(zhǔn))；F 隨后幾年，該標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過(guò)不斷的修改，又逐漸形成了隨后幾年，

4、該標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過(guò)不斷的修改，又逐漸形成了IS-95A、TSB-74、STD-008、IS-95B等一系列標(biāo)準(zhǔn)。等一系列標(biāo)準(zhǔn)。Q 我們將基于我們將基于IS-95系列標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)準(zhǔn)(包括包括IS-95、IS-95A、TSB-74、STD-008、IS-95B)的的CDMA系統(tǒng)稱為系統(tǒng)稱為cdmaOne系系統(tǒng)，有時(shí)也被稱為統(tǒng)，有時(shí)也被稱為IS-95 CDMA系統(tǒng)。系統(tǒng)。 2022-2-35.1.1 IS-95 CDMA的產(chǎn)生和發(fā)展 IS-95的發(fā)展的發(fā)展Q 世界各國(guó)和地區(qū)的發(fā)展世界各國(guó)和地區(qū)的發(fā)展F 1995年，全球第一個(gè)年，全球第一個(gè)CDMA商用網(wǎng)絡(luò)在香港地區(qū)開(kāi)通。商用網(wǎng)絡(luò)在香港地區(qū)開(kāi)通。F 1996年韓

5、國(guó)用自己的年韓國(guó)用自己的CDMA系統(tǒng)開(kāi)展大規(guī)模商用。系統(tǒng)開(kāi)展大規(guī)模商用。F 1999年年CDMA在日本和美國(guó)形成增長(zhǎng)的高峰期，全球的增長(zhǎng)率高達(dá)在日本和美國(guó)形成增長(zhǎng)的高峰期，全球的增長(zhǎng)率高達(dá)250%，用戶已達(dá)，用戶已達(dá)2000萬(wàn)。萬(wàn)。Q 我國(guó)的發(fā)展我國(guó)的發(fā)展F 1997年底，我國(guó)首先在北京、上海、西安、廣州年底，我國(guó)首先在北京、上海、西安、廣州4個(gè)城市開(kāi)通了個(gè)城市開(kāi)通了CDMA商用實(shí)驗(yàn)網(wǎng)，該網(wǎng)被稱作長(zhǎng)城網(wǎng)。商用實(shí)驗(yàn)網(wǎng)，該網(wǎng)被稱作長(zhǎng)城網(wǎng)。F 2001年年1月，長(zhǎng)城網(wǎng)經(jīng)過(guò)資產(chǎn)清算后，正式移交中國(guó)聯(lián)通。月，長(zhǎng)城網(wǎng)經(jīng)過(guò)資產(chǎn)清算后，正式移交中國(guó)聯(lián)通。F 2002年年1月中國(guó)聯(lián)通月中國(guó)聯(lián)通CDMA網(wǎng)開(kāi)通，后

6、來(lái)升級(jí)到網(wǎng)開(kāi)通，后來(lái)升級(jí)到2.5G，即，即cdma2000 1x階段。階段。F 2008年年5月中國(guó)電信業(yè)重組后，中國(guó)電信接管了原中國(guó)聯(lián)通月中國(guó)電信業(yè)重組后，中國(guó)電信接管了原中國(guó)聯(lián)通CDMA網(wǎng)絡(luò)，隨后升級(jí)到了網(wǎng)絡(luò)，隨后升級(jí)到了3G，即，即cdma2000 1x/EV-DO階段。手機(jī)號(hào)段為階段。手機(jī)號(hào)段為133、153、189及剛剛放號(hào)的及剛剛放號(hào)的180號(hào)段。號(hào)段。 Q CDG公布數(shù)據(jù)顯示，截止到公布數(shù)據(jù)顯示，截止到2009年三季度，全球年三季度，全球cdma2000用戶用戶已增至已增至5.12億，其中有億，其中有25%為為EV-DO用戶。用戶。 2022-2-3IS-95標(biāo)準(zhǔn) IS-95是是

7、 TIA定義的空中接口標(biāo)準(zhǔn)主要包括下列定義的空中接口標(biāo)準(zhǔn)主要包括下列幾部分幾部分:Q 頻段頻段F 下行：下行：869894MHz (基站發(fā)射，移動(dòng)臺(tái)接收基站發(fā)射，移動(dòng)臺(tái)接收)；F 上行：上行：824849MHz (移動(dòng)臺(tái)發(fā)射，基站接收移動(dòng)臺(tái)發(fā)射，基站接收)。Q 信道數(shù)信道數(shù)F 64(碼分信道碼分信道)/每一載頻；每一小區(qū)可分為每一載頻；每一小區(qū)可分為3個(gè)扇區(qū)，可共用一個(gè)扇區(qū)，可共用一個(gè)載頻個(gè)載頻Q 射頻帶寬射頻帶寬: 第一頻道：第一頻道：21.77MHz ；其它頻道：；其它頻道：21.23MHz。Q 調(diào)制方式調(diào)制方式: 基站：基站：QPSK 移動(dòng)臺(tái)：移動(dòng)臺(tái)：OQPSK。Q 擴(kuò)頻方式擴(kuò)頻方式 :

8、 DS(直接序列擴(kuò)頻直接序列擴(kuò)頻)。Q 語(yǔ)音編碼語(yǔ)音編碼: 可變速率可變速率CELP，最大速率為，最大速率為8kb/s，最大數(shù)，最大數(shù)據(jù)速率為據(jù)速率為9.6kb/s。每幀時(shí)間為。每幀時(shí)間為20ms。 2022-2-3IS-95標(biāo)準(zhǔn) 信道編碼信道編碼Q 卷積編碼：下行碼率卷積編碼：下行碼率R=1/2，約束長(zhǎng)度，約束長(zhǎng)度K=9；上行碼率；上行碼率R=1/3，約，約束長(zhǎng)度束長(zhǎng)度K9。Q 交織編碼：交織間距交織編碼：交織間距20ms。 PN碼碼Q 碼片的速率都為碼片的速率都為1.2288Mc/s; 基站識(shí)別碼為基站識(shí)別碼為m序列，周期為序列，周期為215-1；Q 64個(gè)正交個(gè)正交Walsh函數(shù)組成函數(shù)

9、組成64個(gè)下行碼分信道；個(gè)下行碼分信道；Q 上行碼分信道為上行碼分信道為m序列，周期為序列，周期為242-1。 導(dǎo)頻、同步信道導(dǎo)頻、同步信道Q 它們供移動(dòng)臺(tái)作載頻和時(shí)間同步時(shí)使用。它們供移動(dòng)臺(tái)作載頻和時(shí)間同步時(shí)使用。 多徑利用多徑利用Q 多徑利用采用多徑利用采用RAKE接收方式，移動(dòng)臺(tái)為接收方式，移動(dòng)臺(tái)為3個(gè)，基站為個(gè)，基站為4個(gè)個(gè)(指指3條條路徑、路徑、4條路徑條路徑)。 2022-2-35.1.2 IS-95 載波帶寬的選擇和蜂窩結(jié)構(gòu)的變化 CDMA蜂窩系統(tǒng)頻譜帶寬的選擇，是基于如下考慮：蜂窩系統(tǒng)頻譜帶寬的選擇，是基于如下考慮：Q 頻譜資源的限制；頻譜資源的限制；Q 系統(tǒng)容量；系統(tǒng)容量；Q

10、 多徑分離；多徑分離；Q 擴(kuò)頻處理增益。擴(kuò)頻處理增益。 蜂窩結(jié)構(gòu)蜂窩結(jié)構(gòu)Q FDMA模擬蜂窩系統(tǒng)，其頻率復(fù)用效率為模擬蜂窩系統(tǒng)，其頻率復(fù)用效率為1/7。Q TDMA數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中，頻率復(fù)用效率為數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中，頻率復(fù)用效率為1/3。Q CDMA數(shù)字蜂窩系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，頻率復(fù)用的效率取決于相鄰近小區(qū)用數(shù)字蜂窩系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，頻率復(fù)用的效率取決于相鄰近小區(qū)用戶的多用戶干擾，考慮這些干擾后，其頻率復(fù)用效率約為戶的多用戶干擾，考慮這些干擾后，其頻率復(fù)用效率約為2/3，相當(dāng)于相當(dāng)于l.5小區(qū)的區(qū)群結(jié)構(gòu)。小區(qū)的區(qū)群結(jié)構(gòu)。 2022-2-35.1.3 采用直擴(kuò)CDMA技術(shù)帶來(lái)的好處和存在的問(wèn)題 數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)采用

11、直接序列擴(kuò)頻數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)采用直接序列擴(kuò)頻CDMA技術(shù)將技術(shù)將帶來(lái)下列好處：帶來(lái)下列好處：Q 多種形式的分集多種形式的分集(時(shí)間分集、空間分集、頻率分集時(shí)間分集、空間分集、頻率分集)；Q 低的發(fā)射功率：低的發(fā)射功率：GSM為為125mW(2W)，CDMA為為2mW（200mW） Q 保密性：利用擴(kuò)頻碼的相關(guān)性來(lái)獲取用戶的信息，抗截獲的能力保密性：利用擴(kuò)頻碼的相關(guān)性來(lái)獲取用戶的信息，抗截獲的能力強(qiáng)。強(qiáng)。 Q 軟切換；軟切換；Q 大容量；大容量；Q 語(yǔ)音激活；語(yǔ)音激活；Q 頻率重用及扇區(qū)化；頻率重用及扇區(qū)化；Q 低的信噪比低的信噪比(Eb/N0)或載干比或載干比(C/I)，軟容量。，軟容量。

12、 2022-2-35.1.3 采用直擴(kuò)CDMA技術(shù)帶來(lái)的好處和存在的問(wèn)題 存在的問(wèn)題存在的問(wèn)題: 遠(yuǎn)近效應(yīng)和多址干擾。遠(yuǎn)近效應(yīng)和多址干擾。Q所謂遠(yuǎn)近效應(yīng)，就是指當(dāng)基站同時(shí)接收多個(gè)距所謂遠(yuǎn)近效應(yīng)，就是指當(dāng)基站同時(shí)接收多個(gè)距離不同的移動(dòng)臺(tái)發(fā)來(lái)的信號(hào)時(shí)，若所有移動(dòng)臺(tái)離不同的移動(dòng)臺(tái)發(fā)來(lái)的信號(hào)時(shí)，若所有移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率相同，則離基站近的移動(dòng)臺(tái)將對(duì)離基發(fā)射功率相同，則離基站近的移動(dòng)臺(tái)將對(duì)離基站遠(yuǎn)的移動(dòng)臺(tái)信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾。站遠(yuǎn)的移動(dòng)臺(tái)信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾。Q精確精確功率控制功率控制可以較好的解決遠(yuǎn)近效應(yīng)，同時(shí)可以較好的解決遠(yuǎn)近效應(yīng)，同時(shí)可以降低多址干擾。解決多址干擾的主要技術(shù)可以降低多址干擾。解決多址干擾的主

13、要技術(shù)是是多用戶檢測(cè)技術(shù)多用戶檢測(cè)技術(shù)。 2022-2-35.1.3 采用直擴(kuò)CDMA技術(shù)帶來(lái)的好處和存在的問(wèn)題 CDMA數(shù)字蜂窩系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)數(shù)字蜂窩系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)Q 功率控制技術(shù)；功率控制技術(shù)；Q 多用戶干擾分離技術(shù)；多用戶干擾分離技術(shù)；Q 同步技術(shù)；同步技術(shù)；Q PN地址碼的選擇；地址碼的選擇；Q 軟切換技術(shù)；軟切換技術(shù)；Q 分集接收技術(shù)；分集接收技術(shù)；Q 語(yǔ)音編碼技術(shù)。語(yǔ)音編碼技術(shù)。 為了正確接收直接序列擴(kuò)頻信號(hào)，要求到達(dá)接收機(jī)為了正確接收直接序列擴(kuò)頻信號(hào)，要求到達(dá)接收機(jī)(一般一般指基站接收機(jī)指基站接收機(jī))輸入端的多用戶信號(hào)為輸入端的多用戶信號(hào)為等功率等功率，否則，嚴(yán)，否則，嚴(yán)重的遠(yuǎn)近

14、效應(yīng)將使擴(kuò)頻通信系統(tǒng)不能正常工作。所以功重的遠(yuǎn)近效應(yīng)將使擴(kuò)頻通信系統(tǒng)不能正常工作。所以功率控制技術(shù)是率控制技術(shù)是CDMA系統(tǒng)最為關(guān)鍵的技術(shù)系統(tǒng)最為關(guān)鍵的技術(shù) 。 2022-2-35.2 IS-95CDMA數(shù)字蜂窩數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng)5.2.1 CDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與組成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與組成5.2.2 IS-95 CDMA系統(tǒng)接口系統(tǒng)接口 2022-2-35.2.1 CDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與組成圖圖5-1 CDMA蜂窩通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)蜂窩通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 2022-2-35.2.1 CDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與組成網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)(NSS)Q網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)以移動(dòng)交換機(jī)為核心，包括網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)

15、以移動(dòng)交換機(jī)為核心，包括MSC、VLR、 HLR、AUC、OMC、EIR、SMC、PSTN 等設(shè)備。等設(shè)備。F移動(dòng)交換中心移動(dòng)交換中心(MSC)：它是對(duì)于它所覆蓋的區(qū)域的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行：它是對(duì)于它所覆蓋的區(qū)域的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行控制、交換的功能實(shí)體，也是移動(dòng)通信系統(tǒng)與其他公用通信網(wǎng)控制、交換的功能實(shí)體，也是移動(dòng)通信系統(tǒng)與其他公用通信網(wǎng)之間的接口。之間的接口。F訪問(wèn)位置寄存器訪問(wèn)位置寄存器(VLR)：VLR連接到一個(gè)或多個(gè)連接到一個(gè)或多個(gè)MSC上，是上，是能夠動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)用戶信息的功能單元，其中用戶信息是當(dāng)用戶位能夠動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)用戶信息的功能單元，其中用戶信息是當(dāng)用戶位于于VLR的覆蓋區(qū)域之內(nèi)時(shí)從用戶的的覆蓋區(qū)域之

16、內(nèi)時(shí)從用戶的HLR中得到的。中得到的。F歸屬位置寄存器歸屬位置寄存器(HLR)：HLR是通過(guò)維護(hù)所有用戶信息而對(duì)移是通過(guò)維護(hù)所有用戶信息而對(duì)移動(dòng)用戶進(jìn)行治理的功能單元。動(dòng)用戶進(jìn)行治理的功能單元。 2022-2-35.2.1 CDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與組成網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)(NSS)Q鑒權(quán)中心鑒權(quán)中心(AUC)F它用來(lái)認(rèn)證移動(dòng)用戶的身份并產(chǎn)生相應(yīng)鑒權(quán)參數(shù)的功能實(shí)體。它用來(lái)認(rèn)證移動(dòng)用戶的身份并產(chǎn)生相應(yīng)鑒權(quán)參數(shù)的功能實(shí)體。Q設(shè)備識(shí)別寄存器設(shè)備識(shí)別寄存器(EIR)F存儲(chǔ)有關(guān)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。存儲(chǔ)有關(guān)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。Q操作維護(hù)中心操作維護(hù)中心(OMC)F操作維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行的功能實(shí)體。

17、操作維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行的功能實(shí)體。Q短消息中心短消息中心(SMC)F存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)短消息的功能實(shí)體。存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)短消息的功能實(shí)體。Q短消息實(shí)體短消息實(shí)體(SME)F合成和分解消息的實(shí)體，它位于合成和分解消息的實(shí)體，它位于MSC，HLR和和MS內(nèi)。內(nèi)。 2022-2-35.2.1 CDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與組成基站子系統(tǒng)基站子系統(tǒng)(BSS)Q基站子系統(tǒng)包括基站控制器基站子系統(tǒng)包括基站控制器(BSC)和基站收發(fā)設(shè)備和基站收發(fā)設(shè)備(BTS)。每個(gè)基站的有效覆蓋范圍即為無(wú)線小區(qū)，簡(jiǎn)稱小區(qū)。小區(qū)可每個(gè)基站的有效覆蓋范圍即為無(wú)線小區(qū)，簡(jiǎn)稱小區(qū)。小區(qū)可分為全向小區(qū)分為全向小區(qū)(采用全向天線采用全向天線)和扇形小區(qū)和扇形小

18、區(qū)(采用定向天線采用定向天線)，常用的小區(qū)分為常用的小區(qū)分為3個(gè)扇形區(qū)，分別用個(gè)扇形區(qū)，分別用、和和表示。表示。QBSC通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口分別連接移動(dòng)交換中心和基站收發(fā)信機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口分別連接移動(dòng)交換中心和基站收發(fā)信機(jī)(BTS)群，此外，還與操作維護(hù)中心群，此外，還與操作維護(hù)中心(OMC)連接。連接。QBSC主要為大量的主要為大量的BTS提供集中控制和管理提供集中控制和管理F無(wú)線信道分配無(wú)線信道分配F建立或拆除無(wú)線鏈路建立或拆除無(wú)線鏈路F過(guò)境切換操作過(guò)境切換操作QBSC無(wú)論是與無(wú)論是與MSC還是與還是與BTS之間，其傳輸速率都很高，之間，其傳輸速率都很高，達(dá)達(dá)1.544 Mb/s。 2022-2-3

19、5.2.1 CDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與組成圖圖5-2 單個(gè)扇區(qū)的設(shè)備組成單個(gè)扇區(qū)的設(shè)備組成 圖圖5-2示出了單個(gè)扇形小區(qū)的設(shè)備組成方框圖。由于接收部示出了單個(gè)扇形小區(qū)的設(shè)備組成方框圖。由于接收部分采用空間分集方式，因此采用兩副接收天線分采用空間分集方式，因此采用兩副接收天線(Rx)，一副，一副發(fā)射天線發(fā)射天線(Tx)。 2022-2-35.2.1 CDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與組成 第第1層是濾波器和前置低噪聲放大器（層是濾波器和前置低噪聲放大器（LNA）。）。Q LNA主要作用是為了改善信噪比主要作用是為了改善信噪比 第第2層是發(fā)射部分的功率放大器。層是發(fā)射部分的功率放大器。 第第3層是全球定位系統(tǒng)層是全球定位

20、系統(tǒng)(GPS)接收機(jī)，其作用就是起到系統(tǒng)接收機(jī)，其作用就是起到系統(tǒng)定時(shí)作用。定時(shí)作用。 第第4層是收發(fā)信機(jī)主機(jī)部分，包括發(fā)射機(jī)中的擴(kuò)頻、調(diào)制，層是收發(fā)信機(jī)主機(jī)部分，包括發(fā)射機(jī)中的擴(kuò)頻、調(diào)制，接收機(jī)中的解調(diào)、解擴(kuò)，以及頻率合成器、發(fā)射機(jī)中的上接收機(jī)中的解調(diào)、解擴(kuò)，以及頻率合成器、發(fā)射機(jī)中的上變頻、接收機(jī)中的下變頻等。變頻、接收機(jī)中的下變頻等。 最底層是數(shù)字架，裝有多塊信道板最底層是數(shù)字架，裝有多塊信道板Q 信道板以中頻與收發(fā)信機(jī)機(jī)架連接信道板以中頻與收發(fā)信機(jī)機(jī)架連接 2022-2-35.2.2 IS-95 CDMA系統(tǒng)接口系統(tǒng)接口系統(tǒng)接口：主要接口和：主要接口和GSM類似，只是有些接口類似，只是

21、有些接口的名稱不同。的名稱不同。 QMS與與BSS間的接口間的接口-Um MSC與與EIR間的接口間的接口-F QBSS與與MSC間的接口間的接口-A VLR與與VLR間的接口間的接口-GQMSC與與VLR間的接口間的接口-B HLR與與AUC間的接口間的接口-HQMSC與與HLR間的接口間的接口-C MSC與與PSTN間的接口間的接口-AiQVLR與與HLR間的接口間的接口-D MSC與與PDN間的接口間的接口-PiQMSC與與MSC間的接口間的接口-E MSC與與ISDN間的接口間的接口-DiQMC(短報(bào)文中心短報(bào)文中心)與與(SME) 間的接口間的接口-M。 2022-2-35.2.2

22、IS-95 CDMA系統(tǒng)接口空中接口的信令協(xié)議空中接口的信令協(xié)議Q在在CDMA系統(tǒng)中，最重要的是空中接口系統(tǒng)中，最重要的是空中接口(Um)標(biāo)準(zhǔn)，圖標(biāo)準(zhǔn)，圖5-4定義了各層的結(jié)構(gòu)關(guān)系。定義了各層的結(jié)構(gòu)關(guān)系。圖圖5-4 Um接口信令層結(jié)構(gòu)接口信令層結(jié)構(gòu) 2022-2-35.2.2 IS-95 CDMA系統(tǒng)接口空中接口空中接口(Um)的信令協(xié)議的信令協(xié)議Q第一層是數(shù)字無(wú)線信道的物理層，包括與傳輸相關(guān)的第一層是數(shù)字無(wú)線信道的物理層，包括與傳輸相關(guān)的功能，如基帶調(diào)制、編碼、組幀和射頻調(diào)制等。功能，如基帶調(diào)制、編碼、組幀和射頻調(diào)制等。Q第一層和第二層之間是一個(gè)復(fù)用子層，允許用戶數(shù)據(jù)第一層和第二層之間是一個(gè)

23、復(fù)用子層，允許用戶數(shù)據(jù)和信令共享數(shù)字無(wú)線信道。和信令共享數(shù)字無(wú)線信道。Q 復(fù)用子層上面是第二層，該層信令協(xié)議的目標(biāo)是在基復(fù)用子層上面是第二層，該層信令協(xié)議的目標(biāo)是在基站與移動(dòng)臺(tái)之間可靠傳輸?shù)谌龑有帕顓f(xié)議，例如消息站與移動(dòng)臺(tái)之間可靠傳輸?shù)谌龑有帕顓f(xié)議，例如消息重發(fā)、各種信道統(tǒng)計(jì)和復(fù)制檢測(cè)。重發(fā)、各種信道統(tǒng)計(jì)和復(fù)制檢測(cè)。F信令層是關(guān)于呼叫處理、無(wú)線信道控制和移動(dòng)臺(tái)控制的信令協(xié)信令層是關(guān)于呼叫處理、無(wú)線信道控制和移動(dòng)臺(tái)控制的信令協(xié)議，如呼叫建立、切換、功率控制和移動(dòng)臺(tái)鎖定等。議，如呼叫建立、切換、功率控制和移動(dòng)臺(tái)鎖定等。 2022-2-35.2.2 IS-95 CDMA系統(tǒng)接口A接口的信令協(xié)議接口的

24、信令協(xié)議QA接口是接口是BSS和和MSC之間的接口。之間的接口。A接口支持向接口支持向CDMA用戶提供的業(yè)務(wù)，同時(shí)允許在用戶提供的業(yè)務(wù)，同時(shí)允許在PLMN內(nèi)分配無(wú)線資源內(nèi)分配無(wú)線資源及對(duì)這些資源的操作和維護(hù)。及對(duì)這些資源的操作和維護(hù)。 MAP（移動(dòng)應(yīng)用部分）（移動(dòng)應(yīng)用部分）QMAP協(xié)議是移動(dòng)通信系統(tǒng)之間操作的接口協(xié)議，它包協(xié)議是移動(dòng)通信系統(tǒng)之間操作的接口協(xié)議，它包括以括以MSC為中心，與其它系統(tǒng)模塊的信令聯(lián)系為中心，與其它系統(tǒng)模塊的信令聯(lián)系(例如，例如，與另一系統(tǒng)的與另一系統(tǒng)的MSC、VLR)以及各系統(tǒng)模塊彼此連接。以及各系統(tǒng)模塊彼此連接。F系統(tǒng)間切換信息流程；系統(tǒng)間切換信息流程；F自動(dòng)漫游信

25、息流程；自動(dòng)漫游信息流程；F操作、維護(hù)管理信息；操作、維護(hù)管理信息；F信令協(xié)議；信令協(xié)議；F信令程序。信令程序。 2022-2-35.3 IS-95 CDMA系統(tǒng)的無(wú)線鏈路系統(tǒng)的無(wú)線鏈路5.3.1 IS-95 前向信道前向信道5.3.2 IS-95 后向信道后向信道 2022-2-3前向鏈路前向鏈路(Forward Link)Q基站到移動(dòng)臺(tái)方向的鏈路，也稱為正向鏈路。基站到移動(dòng)臺(tái)方向的鏈路，也稱為正向鏈路。反向鏈路反向鏈路(Reverse Link)Q移動(dòng)臺(tái)到基站方向的鏈路移動(dòng)臺(tái)到基站方向的鏈路IS-95 CDMA是一個(gè)頻分雙工是一個(gè)頻分雙工(FDD)系統(tǒng)。系統(tǒng)。前向信道和反向信道的工作頻率是

26、不同的。前向信道和反向信道的工作頻率是不同的。 2022-2-3在在CDMA系統(tǒng)中，不同的基站和同一基站的不同扇區(qū)系統(tǒng)中，不同的基站和同一基站的不同扇區(qū)以及同一扇區(qū)下不同的信道都是靠地址碼的良好的相以及同一扇區(qū)下不同的信道都是靠地址碼的良好的相關(guān)性來(lái)區(qū)分的，而它們使用的頻率則是完全相同的。關(guān)性來(lái)區(qū)分的，而它們使用的頻率則是完全相同的?；镜刂反a：基站地址碼：PN碼碼QPN序列周期為序列周期為215=32768個(gè)碼片個(gè)碼片(chip)，并將此周期序列每隔，并將此周期序列每隔64碼片移位序列作為一個(gè)碼，共可得到碼片移位序列作為一個(gè)碼，共可得到32768/64=512個(gè)碼。個(gè)碼。這就是說(shuō)，在這就是說(shuō)

27、，在1.25MHz帶寬的帶寬的CDMA蜂窩系統(tǒng)中，可區(qū)分多蜂窩系統(tǒng)中，可區(qū)分多達(dá)達(dá)512個(gè)基站個(gè)基站(或扇區(qū)站或扇區(qū)站)?；竞鸵苿?dòng)臺(tái)的信道碼：正交碼基站和移動(dòng)臺(tái)的信道碼：正交碼Q前向信道：前向信道：Walsh碼碼Q后向信道：后向信道：m序列序列 2022-2-35.3.1 IS-95前向信道 前向鏈路的組成前向鏈路的組成Q前向鏈路中的邏輯信道由導(dǎo)頻信道前向鏈路中的邏輯信道由導(dǎo)頻信道(Pilot channel)、同、同步信道步信道(synchronizing channel)、尋呼信道、尋呼信道(paging channel)和前向業(yè)務(wù)信道和前向業(yè)務(wù)信道(traffic channel)等組

28、成。等組成。Q前向邏輯信道及其功能如下：前向邏輯信道及其功能如下： F導(dǎo)頻信道：供移動(dòng)臺(tái)識(shí)別基站并引導(dǎo)移動(dòng)臺(tái)入網(wǎng)導(dǎo)頻信道：供移動(dòng)臺(tái)識(shí)別基站并引導(dǎo)移動(dòng)臺(tái)入網(wǎng)F同步信道：供移動(dòng)臺(tái)建立與系統(tǒng)的定時(shí)和同步同步信道：供移動(dòng)臺(tái)建立與系統(tǒng)的定時(shí)和同步F尋呼信道：尋呼移動(dòng)臺(tái)，發(fā)送有關(guān)尋呼、指令及業(yè)務(wù)信道支配尋呼信道：尋呼移動(dòng)臺(tái)，發(fā)送有關(guān)尋呼、指令及業(yè)務(wù)信道支配信息信息F前向業(yè)務(wù)信道：傳送用戶業(yè)務(wù)信道或信令信息（如功率控制信前向業(yè)務(wù)信道：傳送用戶業(yè)務(wù)信道或信令信息（如功率控制信令）令） 2022-2-31. 前向鏈路的組成 前向鏈路的物理碼分信道：前向鏈路的物理碼分信道：Walsh碼碼QWalsh序列長(zhǎng)度為序列

29、長(zhǎng)度為64個(gè)碼片，記作個(gè)碼片，記作W0, W1, , W63, 可可提供提供64個(gè)碼分信道。個(gè)碼分信道。邏輯信道邏輯信道信道個(gè)數(shù)信道個(gè)數(shù)物理信道物理信道邏輯信道邏輯信道信道個(gè)數(shù)信道個(gè)數(shù)物理信道物理信道導(dǎo)頻信道導(dǎo)頻信道1W0尋呼信道尋呼信道17W0 W7同步信道同步信道1W32前向業(yè)務(wù)信道前向業(yè)務(wù)信道55W8 W31W33 W63表表5-1 前向鏈路的邏輯信道分配與碼分物理信道的關(guān)系前向鏈路的邏輯信道分配與碼分物理信道的關(guān)系 2022-2-31. 前向鏈路的組成 前向碼分物理信道和邏輯信道配置如圖前向碼分物理信道和邏輯信道配置如圖5-6所示。所示。圖圖5-6 前向碼分物理信道和邏輯信道配置前向碼

30、分物理信道和邏輯信道配置 2022-2-3圖圖5-7 前向前向CDMA信道結(jié)構(gòu)信道結(jié)構(gòu)1. 前向鏈路的組成 前向邏輯信道的結(jié)構(gòu)如圖前向邏輯信道的結(jié)構(gòu)如圖5-7所示。所示。 2022-2-3圖圖5-7 前向前向CDMA信道結(jié)構(gòu)信道結(jié)構(gòu) 2022-2-32. 前向鏈路的結(jié)構(gòu)擴(kuò)頻和調(diào)制處理擴(kuò)頻和調(diào)制處理Q基站的前向鏈路信號(hào)，是由基站的前向鏈路信號(hào)，是由I支路和支路和Q支路的短碼支路的短碼PN序序列列(周期為周期為215)來(lái)識(shí)別的。短碼來(lái)識(shí)別的。短碼PN序列規(guī)定有序列規(guī)定有512個(gè)偏移，個(gè)偏移，其中每其中每64chip為一個(gè)偏移量。為一個(gè)偏移量。Q用于用于QPSK的同相及正交支路的直擴(kuò)特征多項(xiàng)式為：的

31、同相及正交支路的直擴(kuò)特征多項(xiàng)式為：F同相同相I支路支路PN序列序列 PI(x)=x15x13x9x8x7x5x11F正交正交Q支路支路PN序列序列 PQ(x)=x15x12x11x10 x6x5x4x31F 其中其中I，Q支路所用支路所用PN序列都是由序列都是由15級(jí)移位寄存器產(chǎn)生的級(jí)移位寄存器產(chǎn)生的m序序列，其特征多項(xiàng)式的不同說(shuō)明寄存器的反饋端不同，但其周期列，其特征多項(xiàng)式的不同說(shuō)明寄存器的反饋端不同，但其周期都為都為215-1。 2022-2-32. 前向鏈路的結(jié)構(gòu)導(dǎo)頻信道導(dǎo)頻信道Q使用使用Walsh函數(shù)的函數(shù)的W0，以及正交的，以及正交的PN碼對(duì)碼對(duì)(I，Q)構(gòu)成，每構(gòu)成，每個(gè)基站就由這

32、一對(duì)經(jīng)過(guò)時(shí)間偏置的個(gè)基站就由這一對(duì)經(jīng)過(guò)時(shí)間偏置的PN序列作為前向鏈路的序列作為前向鏈路的識(shí)別標(biāo)志。識(shí)別標(biāo)志。Q在在CDMA前向信道上連續(xù)發(fā)送，其前向信道上連續(xù)發(fā)送，其作用作用是便于本基站收發(fā)是便于本基站收發(fā)信機(jī)覆蓋下的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行初始同步和切換。信機(jī)覆蓋下的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行初始同步和切換。Q導(dǎo)頻信道的時(shí)間周期為導(dǎo)頻信道的時(shí)間周期為2s，每偶數(shù)秒的開(kāi)始作為，每偶數(shù)秒的開(kāi)始作為PN序列的序列的0偏移定時(shí)。偏移定時(shí)。Q導(dǎo)頻信號(hào)長(zhǎng)為導(dǎo)頻信號(hào)長(zhǎng)為26.66ms，每，每2s可發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)可發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)75次次(7526.66ms2s)。Q移動(dòng)臺(tái)捕獲導(dǎo)頻信道后，便可建立同步信道，并獲取同步信移動(dòng)臺(tái)捕獲導(dǎo)頻信道后，便

33、可建立同步信道，并獲取同步信息。息。 2022-2-32. 前向鏈路的結(jié)構(gòu)同步信道同步信道Q同步信道是以固定速率同步信道是以固定速率1.2kb/s在前向鏈路上發(fā)送信息在前向鏈路上發(fā)送信息的信道，幀長(zhǎng)為的信道，幀長(zhǎng)為20ms，通常使用，通常使用W32信道。信道。Q同步信道消息包括：同步信道消息包括：F本小區(qū)支持的本小區(qū)支持的CDMA協(xié)議版本協(xié)議版本F與本基站配合工作的移動(dòng)臺(tái)所需要的最低協(xié)議版本與本基站配合工作的移動(dòng)臺(tái)所需要的最低協(xié)議版本F本小區(qū)的系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)識(shí)別碼本小區(qū)的系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)識(shí)別碼F本小區(qū)的本小區(qū)的PN碼的偏置碼的偏置F尋呼信道的速率等尋呼信道的速率等Q同步信道作用同步信道作用F給本小區(qū)的移

34、動(dòng)臺(tái)捕獲初始時(shí)間同步，使移動(dòng)臺(tái)與基站進(jìn)行時(shí)給本小區(qū)的移動(dòng)臺(tái)捕獲初始時(shí)間同步，使移動(dòng)臺(tái)與基站進(jìn)行時(shí)鐘校準(zhǔn)，為雙方建立鏈路提供碼同步。鐘校準(zhǔn)，為雙方建立鏈路提供碼同步。 2022-2-32. 前向鏈路的結(jié)構(gòu) 尋呼信道尋呼信道Q 作用：作用：F用來(lái)傳送系統(tǒng)開(kāi)銷信息和移動(dòng)臺(tái)特定信息，是前向信道的數(shù)字控制信用來(lái)傳送系統(tǒng)開(kāi)銷信息和移動(dòng)臺(tái)特定信息，是前向信道的數(shù)字控制信道。道。Q 速率：以速率：以4.8kb/s或或9.6kb/s的固定速率發(fā)送信息，幀長(zhǎng)為的固定速率發(fā)送信息，幀長(zhǎng)為20ms。在。在給定的系統(tǒng)中所有尋呼信道的速率相同。給定的系統(tǒng)中所有尋呼信道的速率相同。Q 所有使所有使CDMA基站正常工作的參數(shù)

35、和信令都由尋呼信道控制。尋基站正常工作的參數(shù)和信令都由尋呼信道控制。尋呼信道支持一系列提供信息的消息，并發(fā)送這些消息：呼信道支持一系列提供信息的消息，并發(fā)送這些消息：F系統(tǒng)參數(shù)消息系統(tǒng)參數(shù)消息向移動(dòng)臺(tái)提供系統(tǒng)信息，其中包括網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)和基站的向移動(dòng)臺(tái)提供系統(tǒng)信息，其中包括網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)和基站的系統(tǒng)碼，尋呼信道的數(shù)目，登記信息和軟切換的門限；系統(tǒng)碼，尋呼信道的數(shù)目，登記信息和軟切換的門限；F接入?yún)?shù)消息接入?yún)?shù)消息向移動(dòng)臺(tái)提供與發(fā)起呼叫時(shí)的接入嘗試有關(guān)的信息；向移動(dòng)臺(tái)提供與發(fā)起呼叫時(shí)的接入嘗試有關(guān)的信息；F鄰居列表消息鄰居列表消息向移動(dòng)臺(tái)提供周圍基站的向移動(dòng)臺(tái)提供周圍基站的PN偏置；偏置；FCDMA信

36、道列表消息信道列表消息報(bào)告本基站支持的報(bào)告本基站支持的CDMA載波頻率的數(shù)目和鄰載波頻率的數(shù)目和鄰近基站的配置；近基站的配置；F信道支配消息信道支配消息用于傳輸將移動(dòng)臺(tái)支配到業(yè)務(wù)信道所需的信息。用于傳輸將移動(dòng)臺(tái)支配到業(yè)務(wù)信道所需的信息。 2022-2-32. 前向鏈路的結(jié)構(gòu)業(yè)務(wù)信道業(yè)務(wù)信道Q業(yè)務(wù)信道用來(lái)傳送用戶信息和信令信息。業(yè)務(wù)信道用來(lái)傳送用戶信息和信令信息。Q其每一幀的速率是可變的，即為其每一幀的速率是可變的，即為9.6kb/s、4.8kb/s、2.4kb/s、1.2kb/s，幀長(zhǎng)，幀長(zhǎng)20ms，不同數(shù)據(jù)速率的發(fā)送能，不同數(shù)據(jù)速率的發(fā)送能量是不一樣的，如表量是不一樣的，如表5-2所示。所示

37、。表表5-2 各種數(shù)據(jù)速率的發(fā)送符號(hào)能量各種數(shù)據(jù)速率的發(fā)送符號(hào)能量 2022-2-32. 前向鏈路的結(jié)構(gòu)業(yè)務(wù)信道業(yè)務(wù)信道Q在每個(gè)業(yè)務(wù)信道中，包含向移動(dòng)臺(tái)傳送的在每個(gè)業(yè)務(wù)信道中，包含向移動(dòng)臺(tái)傳送的業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)和和功率控制信息功率控制信息 (功率控制子信道功率控制子信道)，功率，功率控制子信道用于向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送功率控制的信息?？刂谱有诺烙糜谙蛞苿?dòng)臺(tái)發(fā)送功率控制的信息。Q幀質(zhì)量指示的功能有兩個(gè)：幀質(zhì)量指示的功能有兩個(gè)：F幀校驗(yàn)，指示該幀是否有錯(cuò)；幀校驗(yàn)，指示該幀是否有錯(cuò)；F指示傳輸速率，因?yàn)榈蛡鬏斔俾蕰r(shí)無(wú)幀質(zhì)量指示位。指示傳輸速率，因?yàn)榈蛡鬏斔俾蕰r(shí)無(wú)幀質(zhì)量指示位。 2022-2-32. 前向鏈路的

38、結(jié)構(gòu)基帶濾波基帶濾波Q在擴(kuò)頻操作以后，在擴(kuò)頻操作以后，I和和Q支路脈沖被加至支路脈沖被加至I和和Q基基帶濾波器的輸入端。帶濾波器的輸入端。Q基帶濾波器的主要作用是有效減少碼間干擾和基帶濾波器的主要作用是有效減少碼間干擾和被調(diào)制信號(hào)的頻譜寬度。被調(diào)制信號(hào)的頻譜寬度。 2022-2-32. 前向鏈路的結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)擾亂數(shù)據(jù)擾亂(data scrambling)Q 存在于尋呼信道和前向業(yè)務(wù)信道；存在于尋呼信道和前向業(yè)務(wù)信道；Q 作用：保護(hù)數(shù)據(jù)安全作用：保護(hù)數(shù)據(jù)安全Q 長(zhǎng)碼產(chǎn)生器生成碼片速率為長(zhǎng)碼產(chǎn)生器生成碼片速率為1.2288Mc/s的序列，分頻器每的序列，分頻器每64chip抽抽取其第一個(gè)取其第一個(gè)c

39、hip作為擾碼，則有速率為作為擾碼，則有速率為 (1.2288Mc/s)/64= 19.2ks/s的擾碼，如圖的擾碼，如圖5-8所示。所示。圖圖5-8 前向鏈路的數(shù)據(jù)擾亂前向鏈路的數(shù)據(jù)擾亂 2022-2-32. 前向鏈路的結(jié)構(gòu) 長(zhǎng)碼長(zhǎng)碼Q 周期為周期為242-1個(gè)碼片，速率為個(gè)碼片，速率為1.2288Mchip/s，它與掩碼共同形成用，它與掩碼共同形成用戶的識(shí)別碼。長(zhǎng)戶的識(shí)別碼。長(zhǎng)PN碼的序列特征多項(xiàng)式為碼的序列特征多項(xiàng)式為圖圖5-9 長(zhǎng)碼發(fā)生器長(zhǎng)碼發(fā)生器235671016171819212225262731333542( )1P xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 2022-2-32

40、. 前向鏈路的結(jié)構(gòu)掩碼掩碼Q掩碼是一個(gè)掩碼是一個(gè)42位的二進(jìn)制序列。位的二進(jìn)制序列。42位移位寄存器的各位移位寄存器的各級(jí)輸出與長(zhǎng)碼掩碼逐個(gè)進(jìn)行模級(jí)輸出與長(zhǎng)碼掩碼逐個(gè)進(jìn)行模2內(nèi)乘生成長(zhǎng)碼序列。內(nèi)乘生成長(zhǎng)碼序列。F業(yè)務(wù)信道的掩碼使用公共掩碼或?qū)Ｓ醚诖a。業(yè)務(wù)信道的掩碼使用公共掩碼或?qū)Ｓ醚诖a。 公共掩碼的格式如圖公共掩碼的格式如圖5-10(a)所示，它使用置換后的電子序列號(hào)（所示，它使用置換后的電子序列號(hào)（ESN），）， ESN是設(shè)備制造廠家給移動(dòng)臺(tái)的是設(shè)備制造廠家給移動(dòng)臺(tái)的32位設(shè)備序號(hào)。位設(shè)備序號(hào)。 ESN的置換規(guī)則如下：的置換規(guī)則如下： ESN=(E31, E30, E29, E28, E27

41、, E26, E2, E1, E0)F專用掩碼用于用戶的保密通信。專用掩碼用于用戶的保密通信。 2022-2-32. 前向鏈路的結(jié)構(gòu) 掩碼掩碼Q 置換后的置換后的ESN為（順序被打亂為（順序被打亂加密）加密） ESN=(E0, E31, E22, E13, E4, E26, E17, E8, E30, E21, E12，E3, E25, E16, E7, E29, E20, E11, E2, E24, E15, E6,E28, E19, E10, E1, E23, E14, E5, E27, E18, E9) 尋呼信道的掩碼格式如圖尋呼信道的掩碼格式如圖5-10(b)所示。所示。圖圖5-10

42、公共掩碼和尋呼信道掩碼公共掩碼和尋呼信道掩碼 2022-2-32. 前向鏈路的結(jié)構(gòu) 卷積編碼卷積編碼Q 在在IS-95中前向鏈路，同步信道、尋呼信道和前向業(yè)務(wù)信道中的信中前向鏈路，同步信道、尋呼信道和前向業(yè)務(wù)信道中的信息在傳輸前都要進(jìn)行卷積編碼。其編碼碼率為息在傳輸前都要進(jìn)行卷積編碼。其編碼碼率為1/2，約束長(zhǎng)度為，約束長(zhǎng)度為9，卷積碼的生成函數(shù)為卷積碼的生成函數(shù)為 g0=(111101011) g1=(101110001)Q 圖圖5-11表示了約束長(zhǎng)度表示了約束長(zhǎng)度K=9、碼率、碼率r=1/2、生成函數(shù)為、生成函數(shù)為g0和和g1的卷積的卷積碼編碼器。編碼器的初始狀態(tài)為全零。碼編碼器。編碼器的

43、初始狀態(tài)為全零。圖圖5-11 K=9、r=1/2的卷積編碼器的卷積編碼器 2022-2-32. 前向鏈路的結(jié)構(gòu)交織編碼交織編碼Q將多徑衰落引起的突發(fā)性誤碼變?yōu)殡S機(jī)性差錯(cuò)。將多徑衰落引起的突發(fā)性誤碼變?yōu)殡S機(jī)性差錯(cuò)。Q同步信道的交織算法是用同步信道的交織算法是用168的矩陣。的矩陣。Q業(yè)務(wù)和尋呼信道的交織算法是用業(yè)務(wù)和尋呼信道的交織算法是用2416的矩陣。的矩陣。變速率聲碼器和變速率傳輸控制變速率聲碼器和變速率傳輸控制QIS-95系統(tǒng)中采用了可變速率的聲碼器算法，分為全速系統(tǒng)中采用了可變速率的聲碼器算法，分為全速率、半速率、率、半速率、1/4速率和速率和1/8速率等。速率等。Q由于在傳輸過(guò)程中語(yǔ)音

44、信號(hào)的數(shù)據(jù)速率是變化的，在由于在傳輸過(guò)程中語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)據(jù)速率是變化的，在低速率時(shí)，降低信號(hào)發(fā)射功率，減少對(duì)其它用戶的干低速率時(shí)，降低信號(hào)發(fā)射功率，減少對(duì)其它用戶的干擾，增加系統(tǒng)容量。擾，增加系統(tǒng)容量。 2022-2-33. 功率控制子信道功率控制子信道包含在前向業(yè)務(wù)信道中，用于傳送功功率控制子信道包含在前向業(yè)務(wù)信道中，用于傳送功率控制信息。率控制信息。功率控制信息比特功率控制信息比特“0”和和“1”分別指示移動(dòng)臺(tái)增大和分別指示移動(dòng)臺(tái)增大和減小功率。減小功率。功率控制比特要在正向業(yè)務(wù)信道上連續(xù)地進(jìn)行傳輸，功率控制比特要在正向業(yè)務(wù)信道上連續(xù)地進(jìn)行傳輸，每每 1.25 ms發(fā)送發(fā)送1bit， 實(shí)際速

45、率為實(shí)際速率為 800b/s。把把 20 ms的業(yè)務(wù)幀分成的業(yè)務(wù)幀分成16個(gè)個(gè)1.25ms的功率控制組段，的功率控制組段，編號(hào)從編號(hào)從 0-15。再將。再將1.25ms的功率控制組分成的功率控制組分成24個(gè)符號(hào)個(gè)符號(hào)位置，編號(hào)為位置，編號(hào)為0-23，每個(gè)功率控制比特占用，每個(gè)功率控制比特占用2個(gè)符號(hào)個(gè)符號(hào)位置，如圖位置，如圖5-12所示所示 。 2022-2-3圖圖5-12 功率控制子信道結(jié)構(gòu)和功率控制比特的插入功率控制子信道結(jié)構(gòu)和功率控制比特的插入3. 功率控制子信道 2022-2-33. 功率控制子信道 功率控制子信道，是供基站用來(lái)測(cè)試特定移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)強(qiáng)功率控制子信道，是供基站用來(lái)測(cè)試特定

46、移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)強(qiáng)度的；度的； 基站根據(jù)所測(cè)得的信號(hào)強(qiáng)度，產(chǎn)生功率控制比特指令，在基站根據(jù)所測(cè)得的信號(hào)強(qiáng)度，產(chǎn)生功率控制比特指令，在前向功率控制子信道中傳送該指令信息。前向功率控制子信道中傳送該指令信息。 移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)強(qiáng)度信息是在反向功率控制子信道（功率控移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)強(qiáng)度信息是在反向功率控制子信道（功率控制組編號(hào)制組編號(hào)5）傳送的，功率控制比特指令是在前向功率控）傳送的，功率控制比特指令是在前向功率控制子信道（功率控制組編號(hào)制子信道（功率控制組編號(hào)5 +2=7）中傳送的。）中傳送的。 編號(hào)為編號(hào)為20、21、22、23的的4個(gè)擾碼符號(hào)位個(gè)擾碼符號(hào)位“1011”對(duì)應(yīng)的十對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)值為進(jìn)制數(shù)值為“

47、11”，所以功率控制比特的起始位置為，所以功率控制比特的起始位置為11。 2022-2-3圖圖5-12 功率控制比特的插入位置功率控制比特的插入位置 3. 功率控制子信道 2022-2-34. 隨路信道隨路信道隨路信道Q隨路信道是在業(yè)務(wù)信道中伴生的子信道。隨路信道是在業(yè)務(wù)信道中伴生的子信道。Q不論前向業(yè)務(wù)信道還是反向業(yè)務(wù)信道，都提供不論前向業(yè)務(wù)信道還是反向業(yè)務(wù)信道，都提供基本業(yè)務(wù)信道、基本業(yè)務(wù)與隨路信令信道以及基本業(yè)務(wù)信道、基本業(yè)務(wù)與隨路信令信道以及基本業(yè)務(wù)與輔助業(yè)務(wù)信道?；緲I(yè)務(wù)與輔助業(yè)務(wù)信道。Q隨路信道的類型，除了具有不同比率的隨路信隨路信道的類型，除了具有不同比率的隨路信道方式外，還包括

48、只傳基本業(yè)務(wù)的方式和只傳道方式外，還包括只傳基本業(yè)務(wù)的方式和只傳信令的方式。信令的方式。 2022-2-35.3.2 IS-95反向信道反向鏈路的組成反向鏈路的組成Q反向鏈路中的邏輯信道由反向鏈路中的邏輯信道由反向接入信道反向接入信道和和反向反向業(yè)務(wù)信道業(yè)務(wù)信道組成，如圖組成，如圖5-13所示。所示。圖圖5-13 反向碼分物理信道和邏輯信道配置反向碼分物理信道和邏輯信道配置 2022-2-31. 反向鏈路的組成反向邏輯信道及其功能反向邏輯信道及其功能Q接入信道是一個(gè)隨機(jī)接入信道，網(wǎng)內(nèi)移動(dòng)臺(tái)可接入信道是一個(gè)隨機(jī)接入信道，網(wǎng)內(nèi)移動(dòng)臺(tái)可隨機(jī)占用此信道發(fā)起呼叫及傳送應(yīng)答信息。隨機(jī)占用此信道發(fā)起呼叫及傳

49、送應(yīng)答信息。Q反向業(yè)務(wù)信道反向業(yè)務(wù)信道(F-TCH)，即供移動(dòng)臺(tái)到基站之，即供移動(dòng)臺(tái)到基站之間通信，它與前向業(yè)務(wù)信道一樣，用于傳送用間通信，它與前向業(yè)務(wù)信道一樣，用于傳送用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，同時(shí)也傳送信令信息，如功率控戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，同時(shí)也傳送信令信息，如功率控制信道。制信道。Q反向鏈路沒(méi)有導(dǎo)頻信道，調(diào)制方式為反向鏈路沒(méi)有導(dǎo)頻信道，調(diào)制方式為OQPSK。 2022-2-32. 反向鏈路的結(jié)構(gòu)反向鏈路反向鏈路CDMA信道信道Q反向鏈路由反向鏈路由反向接入信道反向接入信道和和反向業(yè)務(wù)信道反向業(yè)務(wù)信道組成。組成。F反向接入信道的傳輸數(shù)據(jù)率固定為反向接入信道的傳輸數(shù)據(jù)率固定為4.8kb/s，不同的，不同的接入信

50、道由不同的長(zhǎng)碼序列來(lái)區(qū)分。接入信道由不同的長(zhǎng)碼序列來(lái)區(qū)分。F反向業(yè)務(wù)信道的傳輸數(shù)據(jù)率為反向業(yè)務(wù)信道的傳輸數(shù)據(jù)率為9.6/4.8/2.4/1.2kb/s可可變，由不同用戶掩碼產(chǎn)生的長(zhǎng)碼序列來(lái)識(shí)別不同的變，由不同用戶掩碼產(chǎn)生的長(zhǎng)碼序列來(lái)識(shí)別不同的業(yè)務(wù)信道，反向鏈路的數(shù)據(jù)傳輸幀長(zhǎng)為業(yè)務(wù)信道，反向鏈路的數(shù)據(jù)傳輸幀長(zhǎng)為20ms。 2022-2-32. 反向鏈路的結(jié)構(gòu)反向鏈路信號(hào)反向鏈路信號(hào)Q反 向 接 入 信 道 的 信 源 為反 向 接 入 信 道 的 信 源 為 8 8 b i t / 幀 ， 即 速 率 為幀 ， 即 速 率 為88bit/20ms=4.4kb/s；Q每 幀 附 加 供 譯 碼 用

51、 的每 幀 附 加 供 譯 碼 用 的 8 個(gè) 尾 比 特 ， 速 率 變 為個(gè) 尾 比 特 ， 速 率 變 為96b/20ms=4.8kb/s；Q經(jīng)過(guò)編碼率經(jīng)過(guò)編碼率r=1/3的前向差錯(cuò)控制編碼后，碼字符號(hào)的的前向差錯(cuò)控制編碼后，碼字符號(hào)的速率變?yōu)樗俾首優(yōu)?4.4ks/s；Q經(jīng)過(guò)兩次重復(fù)后符號(hào)速率為經(jīng)過(guò)兩次重復(fù)后符號(hào)速率為28.8ks/s，然后經(jīng)分組交織，然后經(jīng)分組交織處理后的速率不變；處理后的速率不變；Q64元元Walsh函數(shù)正交調(diào)制原理如圖函數(shù)正交調(diào)制原理如圖5-15所示。所示。 2022-2-3圖圖5-15(a) 反向接入信道的信道結(jié)構(gòu)反向接入信道的信道結(jié)構(gòu) 2022-2-32. 反向

52、鏈路的結(jié)構(gòu)反向鏈路信號(hào)反向鏈路信號(hào)Q 交織后的符號(hào)流每交織后的符號(hào)流每6位符號(hào)為一組，在正交調(diào)制器被位符號(hào)為一組，在正交調(diào)制器被64元元Walsh函函數(shù)調(diào)制，即每數(shù)調(diào)制，即每6位符號(hào)換位持續(xù)時(shí)間的位符號(hào)換位持續(xù)時(shí)間的Walsh函數(shù)序列，其輸出的函數(shù)序列，其輸出的符號(hào)率為符號(hào)率為28.8ks/s/6=4.8ks/s；Q 正交調(diào)制器輸出的符號(hào)速率為正交調(diào)制器輸出的符號(hào)速率為4.8ks/s，Walsh序列的碼片速率為序列的碼片速率為4.864=307.2kc/s。調(diào)制器輸出的序列被長(zhǎng)碼。調(diào)制器輸出的序列被長(zhǎng)碼PN序列序列(242-1)所擴(kuò)所擴(kuò)頻，該頻，該P(yáng)N序列碼片率為序列碼片率為1.2288 Mc

53、/s。然后經(jīng)。然后經(jīng)I/Q支路分別被碼片支路分別被碼片速率為速率為1.228 8Mcps短碼短碼PN序列序列(215)擴(kuò)展及擴(kuò)展及OQPSK調(diào)制。調(diào)制。圖圖5-16 反向鏈路反向鏈路CDMA信道結(jié)構(gòu)圖反向信道正交調(diào)制原理信道結(jié)構(gòu)圖反向信道正交調(diào)制原理 2022-2-32. 反向鏈路的結(jié)構(gòu)可變數(shù)據(jù)率傳輸可變數(shù)據(jù)率傳輸Q由于是多種傳輸速率的信源，不同數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的多次由于是多種傳輸速率的信源，不同數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的多次重復(fù)次數(shù)是不同的，其目的是要保證在不同信源速率重復(fù)次數(shù)是不同的，其目的是要保證在不同信源速率在交織前的編碼符號(hào)速率均相同，為在交織前的編碼符號(hào)速率均相同，為28.8ks/s。Q圖圖5-14(

54、b)中的數(shù)據(jù)突發(fā)隨機(jī)化器中的數(shù)據(jù)突發(fā)隨機(jī)化器(Data Burst Randomizer)用于可變數(shù)據(jù)率傳輸。它起一個(gè)用于可變數(shù)據(jù)率傳輸。它起一個(gè)選通門選通門的的作用。當(dāng)給定信源數(shù)據(jù)速率時(shí)，使進(jìn)入多次重傳過(guò)程作用。當(dāng)給定信源數(shù)據(jù)速率時(shí)，使進(jìn)入多次重傳過(guò)程的每個(gè)碼符號(hào)只被選通一次，刪除重復(fù)的碼符號(hào)，以的每個(gè)碼符號(hào)只被選通一次，刪除重復(fù)的碼符號(hào)，以滿足選通輸出功率的要求，并減少對(duì)工作在同一載波滿足選通輸出功率的要求，并減少對(duì)工作在同一載波的反向信道的其它移動(dòng)臺(tái)的干擾。選通門開(kāi)閉的工作的反向信道的其它移動(dòng)臺(tái)的干擾。選通門開(kāi)閉的工作過(guò)程如圖過(guò)程如圖5-16所示。所示。 2022-2-3圖圖5-15(b

55、) 反向業(yè)務(wù)信道的信道結(jié)構(gòu)反向業(yè)務(wù)信道的信道結(jié)構(gòu) 2022-2-3圖圖5-16 反向反向CDMA信道可變數(shù)據(jù)串傳輸示意信道可變數(shù)據(jù)串傳輸示意 2022-2-3(4) 反向鏈路的掩碼掩碼的碼型掩碼的碼型(42位的序列位的序列)隨信道不同而各異。對(duì)隨信道不同而各異。對(duì)于反向鏈路，接入信道和業(yè)務(wù)信道規(guī)定了不同的于反向鏈路，接入信道和業(yè)務(wù)信道規(guī)定了不同的掩碼碼型。掩碼碼型。Q業(yè)務(wù)信道的掩碼與前向業(yè)務(wù)信道掩碼使用公共掩碼業(yè)務(wù)信道的掩碼與前向業(yè)務(wù)信道掩碼使用公共掩碼;Q接入信道的掩碼如圖接入信道的掩碼如圖5-17所示。圖中所示。圖中ACN為接入信道為接入信道號(hào)；號(hào)；PCN為尋呼信道號(hào)；為尋呼信道號(hào)； BA

56、SE_ID為基站識(shí)別碼；為基站識(shí)別碼；PILOT_PN為前向?yàn)榍跋駽DMA信道的導(dǎo)頻偏置。信道的導(dǎo)頻偏置。圖圖5-17 接入信道的掩碼接入信道的掩碼 2022-2-3(5) 卷積編碼卷積編碼卷積編碼Q反向鏈路中的卷積編碼使用在反向鏈路中的卷積編碼使用在(業(yè)務(wù)信道和接入信道中，業(yè)務(wù)信道和接入信道中，數(shù)據(jù)在進(jìn)行交織之前將先進(jìn)行卷積編碼?？紤]到移動(dòng)數(shù)據(jù)在進(jìn)行交織之前將先進(jìn)行卷積編碼?？紤]到移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)傳播環(huán)境，采用碼率為臺(tái)的信號(hào)傳播環(huán)境，采用碼率為 1/3，約束長(zhǎng)度為，約束長(zhǎng)度為9的的卷積碼，其生成函數(shù)為卷積碼，其生成函數(shù)為 g0=(101101l11) g1=(110110011) g2=(111

57、001001)Q通過(guò)對(duì)比我們可以得出反向信道所采用的卷積碼比前通過(guò)對(duì)比我們可以得出反向信道所采用的卷積碼比前向信道的冗余率要高。向信道的冗余率要高。Q圖圖5-18示出了約束長(zhǎng)度示出了約束長(zhǎng)度K=9、r=1/3、生成函數(shù)為、生成函數(shù)為g0、g1、g2的卷積碼編碼器。編碼器內(nèi)初始狀態(tài)為全零。的卷積碼編碼器。編碼器內(nèi)初始狀態(tài)為全零。 2022-2-3圖圖5-18 K=9、r=1/3的卷積編碼器的卷積編碼器 2022-2-3(7) 反向接入試探反向接入試探反向接入試探Q為了選擇適當(dāng)?shù)墓β拾l(fā)射，反向接入信道的信號(hào)采用為了選擇適當(dāng)?shù)墓β拾l(fā)射，反向接入信道的信號(hào)采用“接入嘗試接入嘗試(access atte

58、mpt)”的方法發(fā)送。的方法發(fā)送。Q接入嘗試又分兩種情況接入嘗試又分兩種情況請(qǐng)求接入嘗試請(qǐng)求接入嘗試和和應(yīng)答接入應(yīng)答接入嘗試嘗試，分別用于移動(dòng)臺(tái)主呼和移動(dòng)臺(tái)應(yīng)答基站臺(tái)的尋，分別用于移動(dòng)臺(tái)主呼和移動(dòng)臺(tái)應(yīng)答基站臺(tái)的尋呼。呼。F移動(dòng)臺(tái)在接入嘗試期間，發(fā)送的移動(dòng)臺(tái)在接入嘗試期間，發(fā)送的“接入探測(cè)接入探測(cè)(access probe)”的的信號(hào)是多個(gè)接入探測(cè)序列信號(hào)是多個(gè)接入探測(cè)序列(最多最多15個(gè)個(gè))。每個(gè)接入探測(cè)序列又是。每個(gè)接入探測(cè)序列又是由功率逐漸增大的多個(gè)由功率逐漸增大的多個(gè)(最多最多16個(gè)個(gè))接入探測(cè)所組成，每個(gè)接入探測(cè)所組成，每個(gè)“接接入探測(cè)入探測(cè)”中傳送的消息是相同的。如圖中傳送的消息是相

59、同的。如圖5-19所示。之所以這樣所示。之所以這樣做，顯然是因?yàn)樽?，顯然是因?yàn)楸苊庖苿?dòng)臺(tái)以較大功率接入避免移動(dòng)臺(tái)以較大功率接入會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)不必會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)不必要的干擾。要的干擾。 2022-2-3圖圖5-19 接入探測(cè)接入探測(cè) 2022-2-33. 反向鏈路的幀結(jié)構(gòu)反向鏈路的幀結(jié)構(gòu)反向鏈路的幀結(jié)構(gòu) Q反向接入信道反向接入信道F反向接入信道以固定的反向接入信道以固定的4.8kb/s速率傳輸，碼符號(hào)只速率傳輸，碼符號(hào)只重傳重傳1次。在其傳輸過(guò)程中沒(méi)有隨機(jī)化選通門的參與，次。在其傳輸過(guò)程中沒(méi)有隨機(jī)化選通門的參與，因而兩個(gè)重復(fù)的碼符號(hào)均被發(fā)送，因而兩個(gè)重復(fù)的碼符號(hào)均被發(fā)送，Q反向業(yè)務(wù)信道反向業(yè)務(wù)信道F

60、反向業(yè)務(wù)信道幀結(jié)構(gòu)與前向業(yè)務(wù)信道幀結(jié)構(gòu)相同。反向業(yè)務(wù)信道幀結(jié)構(gòu)與前向業(yè)務(wù)信道幀結(jié)構(gòu)相同。反向業(yè)務(wù)信道的前導(dǎo)反向業(yè)務(wù)信道的前導(dǎo)(preamble)由含有由含有192個(gè)個(gè)“0”的的若干幀組成。無(wú)業(yè)務(wù)的信道數(shù)據(jù)由若干幀組成。無(wú)業(yè)務(wù)的信道數(shù)據(jù)由16個(gè)個(gè)“1”加加8個(gè)個(gè)“0”組成，以組成，以1.2 kb/s速率傳輸。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)無(wú)業(yè)務(wù)激速率傳輸。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)無(wú)業(yè)務(wù)激活時(shí)，它發(fā)送無(wú)業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù)，以保持移動(dòng)臺(tái)與基活時(shí)，它發(fā)送無(wú)業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù)，以保持移動(dòng)臺(tái)與基站的連接性。站的連接性。 2022-2-35.4 IS-95CDMA系統(tǒng)的同步與定時(shí)在在IS-95系統(tǒng)中，系統(tǒng)的同步與定時(shí)十分重要。系統(tǒng)中，系統(tǒng)的同步與定時(shí)十分重