通信網(wǎng)優(yōu)培訓(xùn)

CDMA無(wú)線網(wǎng)優(yōu)工程師

知識(shí)點(diǎn)講解培訓(xùn)

移動(dòng)通信部分

目錄移動(dòng)通信發(fā)展移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)移動(dòng)通信系統(tǒng)的工作過(guò)程基本概念電波傳播抗干擾、抗衰落技術(shù)CDMA的基礎(chǔ)知識(shí)1G(1980s)AMPSTACSNMSOthers2G(1992-2000)CDMAIS95GSMTDMAPDC2.5G(2000-2004)CDMA20001xGPRSEGPRS3G、3.5G、4G(2004-至今)TD-SCDMAWCDMAEVDORev.0EVDORev.AHSDPAHSUPAWimaxLTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)語(yǔ)音業(yè)務(wù)寬帶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)移動(dòng)通信發(fā)展歷程

MSBTSBTSEIRBSCMSC/VLRHLR/AUCGMSCOMCOSSPSTNPSPDNISDNBSSNSS移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)Interleaving信源編碼信道編碼交織加擾擴(kuò)頻調(diào)制射頻發(fā)射信源解碼deinterleaving去交織信道解碼解擾解擴(kuò)解調(diào)射頻接收語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換對(duì)信息進(jìn)行編碼，達(dá)到糾錯(cuò)和抗干擾的目的對(duì)信號(hào)進(jìn)行加擾加入用于識(shí)別用戶的信息，將窄帶信號(hào)拓寬將數(shù)字信號(hào)調(diào)制成模擬信號(hào)將模擬信號(hào)加到載波上進(jìn)行發(fā)射移動(dòng)通信系統(tǒng)工作過(guò)程移動(dòng)通信基本概念愛(ài)爾蘭阻塞率GOS多址技術(shù)雙工技術(shù)頻率復(fù)用FrequencyTimePowerFrequencyTimePowerFrequencyTimePowerUserUserUserUserUserUserFDMATDMACDMA同一時(shí)間同一頻段上根據(jù)不同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行區(qū)分用戶.同頻段的業(yè)務(wù)信道以不同的時(shí)隙進(jìn)行用戶區(qū)分.不同的用戶占用不同的頻段.多址技術(shù)雙工技術(shù)對(duì)于移動(dòng)通信而言，雙向通信可以以頻率分開(kāi)（FDD），也可以以時(shí)間分開(kāi)（TDD）TDD特點(diǎn)FDD特點(diǎn)各種制式比較FDMA頻率復(fù)用11111111113626221457CDMA頻率復(fù)用頻率復(fù)用覆蓋區(qū)定義位置區(qū)MSC區(qū)扇區(qū)PLMN區(qū)服務(wù)區(qū)小區(qū)扇區(qū)移動(dòng)通信的場(chǎng)強(qiáng)特征移動(dòng)通信環(huán)境下場(chǎng)強(qiáng)變化劇烈場(chǎng)強(qiáng)變化的平均值隨距離增加而衰減場(chǎng)強(qiáng)特性曲線的中值呈慢速變化---慢衰落場(chǎng)強(qiáng)特性曲線的瞬時(shí)值呈快速變化---快衰落無(wú)線電波傳播自由空間損耗：

Ploss=32.4+20lgf+20lgd陰影效應(yīng)移動(dòng)臺(tái)在運(yùn)動(dòng)中，由于大型建筑物和其他物體對(duì)電波的傳輸路徑的阻擋而在傳播接收區(qū)域上形成半盲區(qū)，從而形成電磁場(chǎng)陰影，這種隨移動(dòng)臺(tái)位置的不斷變化而引起的接收點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)中值的起伏變化叫做陰影效應(yīng)。陰影效應(yīng)是產(chǎn)生慢衰落的主要原因。多徑效應(yīng)多徑效應(yīng)是由于山丘、建筑物等的反射、散射或繞射，使得移動(dòng)臺(tái)與基站之間的信號(hào)傳播途徑有多條，此時(shí)接收到的信號(hào)是發(fā)射信號(hào)經(jīng)過(guò)若干次反射、繞射或散射后的疊加，影響接收端對(duì)信號(hào)的判別和提取。fcfcfd-fcfd+信號(hào)功率f多普勒頻移鄰道和同頻、互調(diào)干擾鄰頻干擾：相鄰或鄰近頻道的信號(hào)相互干擾同頻干擾：由于頻率復(fù)用，也引入了同頻干擾互調(diào)干擾：當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)干擾信號(hào)同時(shí)加到接收機(jī)時(shí)，由于非線性的作用，干擾的組合頻率有時(shí)會(huì)恰好等于或接近有用信號(hào)頻率而順利通過(guò)接收機(jī)，其中三階互調(diào)最嚴(yán)重。由此形成的干擾，稱為互調(diào)干擾分集技術(shù)接收多路不相關(guān)的信號(hào)并合并?？臻g分集技術(shù)---用2個(gè)以上的天線接收同一個(gè)信號(hào)頻率分集技術(shù)---用2個(gè)以上的載波頻率傳輸時(shí)間分集技術(shù)---在不同時(shí)間接收同一個(gè)信號(hào)極化分集技術(shù)---接收垂直和水平極化信號(hào)常用的分集技術(shù)分集技術(shù)概念時(shí)間分集技術(shù)多徑的每一徑時(shí)延不同，進(jìn)行多徑分離合并重發(fā)時(shí)間大于信道的相關(guān)時(shí)間---ARQ技術(shù)用信道相關(guān)時(shí)間，設(shè)計(jì)交織編碼的深度RAKE接收機(jī)是時(shí)間分集的典型應(yīng)用tts(t)s(t)空間位置分集多天線陣元分集多天線發(fā)射分集多天線接收分集，其中，條件d>>dc，dc為空間相關(guān)距離智能天線(空間角度分集)形成方向圖，在不同的到達(dá)方向上給予不同的天線增益。可以提高接收信號(hào)的信噪比，從而提高系統(tǒng)的容量，可以將頻率相近但空間可分離的信號(hào)分離開(kāi)。頻率分集技術(shù)兩個(gè)頻率成分具有相互獨(dú)立的衰落特性條件f2-f1>>Bc分集合并技術(shù)合并信號(hào)的表達(dá)式分類選擇性合并(SelectiveCombining)

等增益合并(Equal-GainCombining)

最大比合并(maximalRatioCombining)回顧移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分集技術(shù)有哪些？名詞解釋：愛(ài)爾蘭、GOS、阻塞率、兩種衰落、三種效應(yīng)CDMA基礎(chǔ)知識(shí)頻率劃分參考模型與接口簡(jiǎn)介擴(kuò)頻原理CDMA中三種碼CDMA的關(guān)鍵技術(shù)800M頻率分配國(guó)內(nèi)450M頻率使用比較復(fù)雜，目前電信運(yùn)營(yíng)商可以使用的只有A-Band.中心頻率計(jì)算公式為：中心頻率基站收（上行）:450.00+0.025(N-1)基站發(fā)（下行）:460.00+0.025(N-1)450M頻段分配EV－DO頻段規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)參考模型PSTNMSCPDSNAbisA10/A11A1/A2A3/A7BSCPCFA8/A9UMCDMA20001XBSSMSMSBTSBTSBTSBTSBTSBTSBSC接口介紹Um接口MS與BTS間接口，承載信令和業(yè)務(wù)Abis接口BSC與BTS間的接口，承載信令和業(yè)務(wù)A1接口承載MSC－BSC間信令A(yù)2接口承載MSC－BSC間業(yè)務(wù)A3接口SDU－BTS間接口，承載信令和用戶業(yè)務(wù)A7接口源BSC和目標(biāo)BSC之間的信令接口A8接口承載BSC－PCF間的業(yè)務(wù)A9接口承載BSC－PCF間的信令A(yù)10接口承載PCF－PDSN間的業(yè)務(wù)A11接口承載PCF－PDSN間的信令理論基礎(chǔ)Shanon公式

C=B*log2(1+S/N)C：信道容量，單位b/sB：信號(hào)頻帶寬度，單位HzS：信號(hào)平均功率，單位WN：噪聲平均功率，單位W結(jié)論：在信道容量C不變的情況下，信號(hào)頻帶寬度B與信噪比S/N完全可以互相交換，即可以通過(guò)增大傳輸系統(tǒng)的帶寬以在較低信噪比的條件下獲得比較滿意的傳輸質(zhì)量擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)1.25MHz30KHzPoweris“Spread”O(jiān)veraLargerBandwidth擴(kuò)頻系統(tǒng)原理示意圖(1)許多碼信道被單獨(dú)擴(kuò)展,然后加在一起,形成一個(gè)“復(fù)合信號(hào)”擴(kuò)頻系統(tǒng)原理示意圖(2)白噪聲突發(fā)干擾擴(kuò)頻前信號(hào)擴(kuò)頻后信號(hào)解擴(kuò)后信號(hào)解擴(kuò)前信號(hào)白噪聲突發(fā)干擾S(f)fS(f)fS(f)fS(f)f擴(kuò)頻系統(tǒng)原理示意(3)發(fā)端數(shù)據(jù)流與一擴(kuò)頻序列結(jié)合到一起在終接端，只要具備正確的定時(shí)和擴(kuò)頻序列，合成信號(hào)可以被壓縮并恢復(fù)出原始數(shù)據(jù)壓縮頻譜后，恢復(fù)出的原始數(shù)據(jù)流仍然保持完整。發(fā)端終接端擴(kuò)頻序列擴(kuò)頻序列輸入數(shù)據(jù)(基帶)恢復(fù)出的數(shù)據(jù)(基帶)擴(kuò)頻后的數(shù)據(jù)流(基帶信號(hào)+擴(kuò)頻序列)CDMA擴(kuò)頻實(shí)現(xiàn)

隱蔽性和保密性好多個(gè)用戶可以同時(shí)占用相同頻帶,實(shí)現(xiàn)多址抗衰落、抗多徑干擾抗干擾能力強(qiáng)擴(kuò)頻通信的特點(diǎn)常用術(shù)語(yǔ)比特（Bit），符號(hào)(Symbol)，碼片(Chip)輸入的含有信息的數(shù)據(jù)稱為比特經(jīng)過(guò)信道編碼和交織后的數(shù)據(jù)成為符號(hào)經(jīng)過(guò)最終擴(kuò)頻得到的數(shù)據(jù)成為碼片處理增益最終擴(kuò)頻速率和比特速率的的比在IS95A系統(tǒng)中，處理增益為128，也就是21dB前向（下行）：從BTS到MS反向（上行）：從MS到BTS常用術(shù)語(yǔ)Ec/Io：代表導(dǎo)頻信道上的能量與總干擾之比，所以總是為負(fù)值，因?yàn)镮o是所有能量，包括了導(dǎo)頻信道本身的能量。Eb/Nt：代表各類信道（除導(dǎo)頻信道以外的)信息能量與除自身信息能量以外的總干擾之比。CDMA擴(kuò)頻碼的選擇擴(kuò)頻碼速率：N*1.2288Mcps；擴(kuò)頻碼：前向?yàn)閃alsh碼和PN短碼，反向?yàn)镻N長(zhǎng)碼。擴(kuò)頻碼的使用是擴(kuò)頻通信的關(guān)鍵點(diǎn)擴(kuò)頻碼偽隨機(jī)序列（PN)：偽隨機(jī)序列輸出長(zhǎng)度為2N-1偽隨機(jī)序列有2N-1的不同碼組每個(gè)碼組的碼長(zhǎng)為2N-11011100短碼（ShortPseudo-randomNoiseCode）

用于區(qū)分不同的小區(qū)由15位移位寄存器構(gòu)成的偽隨機(jī)序列碼組長(zhǎng)度為215=32768個(gè)碼片，其中32767個(gè)碼片為移位寄存器產(chǎn)生，1個(gè)碼片為人為設(shè)計(jì)插入一個(gè)短碼周期時(shí)間為（215*103/1.2288*106)ms=26.67ms26.67ms

032768PN短碼短碼偏置（ShortPNOffsets）每個(gè)碼片的空中時(shí)長(zhǎng)為813.802ns每64個(gè)碼片分為一時(shí)延段，稱之為一個(gè)短碼偏置共有512個(gè)短碼偏置（ShortPNoffsets）26.6msPN（1）PN（0）PN（511）PN（2）

0327676464chipsPN短碼長(zhǎng)碼（LongPseudo-randomNoiseCode）用于區(qū)分不同的移動(dòng)臺(tái)由42位長(zhǎng)的移位寄存器構(gòu)成的偽隨機(jī)序列碼組長(zhǎng)度為242-1個(gè)碼片，人為插入1個(gè)碼片后，變?yōu)?42個(gè)碼片一個(gè)長(zhǎng)碼周期時(shí)間為(242/1.2288M)s=41.4天41.4天

0242PN長(zhǎng)碼長(zhǎng)碼掩碼（LCM--LongCodeMask）不論長(zhǎng)碼掩碼（LCM）如何組成,只能產(chǎn)生相同的長(zhǎng)碼序列(LONGCODESEQUENCE)，但產(chǎn)生不同的偏置作用于全網(wǎng)同一長(zhǎng)碼源產(chǎn)生不同的時(shí)間偏置（OffsetinTime）使得MS使用的長(zhǎng)碼偏置各不相同，并達(dá)到獨(dú)自地、快速地、與網(wǎng)絡(luò)同步的目的PN長(zhǎng)碼WALSH碼生成沃爾什碼(Walshcode)：00010001000111100001000100011110000100010001111011101110111000010 00 1復(fù)制復(fù)制取反Code#230110100101101001100101101001011001101001011010011001011010010110–(Code#23)1001011010010110011010010110100110010110100101100110100101101001

Code#590110011010011001100110010110011010011001011001100110011010011001PARALLELXOR:all0s相關(guān)性:100%(100%match)ORTHOGONALXOR:half0s,half1s相關(guān)性:0%(50%match,50%no-match)ANTI-PARALLELXOR:all1s相關(guān)性:–100%(100%no-match)#23#23–(#23)#23#23#59正交與相關(guān)性CDMA碼應(yīng)用舉例BTS導(dǎo)頻信道

Walsh0Walsh19尋呼信道

Walsh1Walsh6Walsh11Walsh20同步信道

Walsh32Walsh42Walsh37Walsh41Walsh55Walsh60Walsh55PN372PN116BTSPN226BTSPN511BTS模擬加PN372WALSH19xxx三種擴(kuò)頻碼特征和功能總結(jié)Cell每種擴(kuò)頻序列在前向鏈路和反向鏈路上具有不同的用途但這些序列在兩個(gè)方向上均用于生成用戶的碼分信道沃氏碼短碼序列長(zhǎng)碼序列序列類型互相正交除0偏置外正交近似正交特性6421數(shù)量64chips1/19,200sec.32,768chips26-2/3ms75xin2sec.242chips~41days長(zhǎng)度正交調(diào)制四相擴(kuò)頻(0偏置)

區(qū)分用戶反向鏈路功能前向信道識(shí)別區(qū)分扇區(qū)數(shù)據(jù)擾碼前向鏈路功能IQ32,768chipslong26-2/3ms.(75repetitionsin2sec.)64

codes64chipslong

AND=SUMModulo-2Addition遠(yuǎn)近效應(yīng)

當(dāng)基站同時(shí)接收從兩個(gè)距離不同的移動(dòng)臺(tái)發(fā)來(lái)的信號(hào)時(shí)，距基站近的移動(dòng)臺(tái)Ｂ到達(dá)基站的功率明顯要大于距離基站遠(yuǎn)的移動(dòng)臺(tái)到達(dá)功率，若二者頻率相近，則造成近端對(duì)遠(yuǎn)端的干擾。“，，信號(hào)被離基站近的MS“淹沒(méi)”，無(wú)法通信，一個(gè)MS就能阻塞整個(gè)小區(qū)功率控制根據(jù)功控方向可分為：反向功率控制前向功率控制根據(jù)功控類型可分為：反向功率控制反向開(kāi)環(huán)功率控制反向閉環(huán)功率控制前向功率控制基于測(cè)量報(bào)告的功率控制EIB功率控制快速功率控制.功控的起始點(diǎn)開(kāi)環(huán)功控的起始點(diǎn)——》閉環(huán)功控的起始點(diǎn)——》反向功控反向功控的作用對(duì)象是移動(dòng)臺(tái)，首要目的就是通過(guò)調(diào)整移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率保證BTS接收機(jī)所收到的信號(hào)至少達(dá)到最小Eb/Nt需求的值。相對(duì)前向而言，反向功率控制的要求高，過(guò)程也復(fù)雜。反向功率控制的動(dòng)態(tài)變化范圍大，靈敏度也高，以補(bǔ)償快速的環(huán)境變化。Eb/Nt=比特能/有效噪聲功率頻譜密度Ec/Io=碼片能/載頻總功率譜密度MS所需要的發(fā)射功率受以下因素制約：

MS和BTS之間的距離小區(qū)負(fù)荷信道環(huán)境

MS根據(jù)接收到的BTS功率來(lái)確定自己的發(fā)射功率

BTSMobile反向開(kāi)環(huán)功率控制BTSBTSMS發(fā)射功率反向開(kāi)環(huán)功率控制BTS功率控制比特Eb/Nt值FER值內(nèi)環(huán)功率控制外環(huán)功率控制Eb/Nt

改變量BSCBTS反向閉環(huán)功率控制外環(huán)：BSC根據(jù)當(dāng)前FER得到Eb/Nt的設(shè)定值內(nèi)環(huán)：BTS根據(jù)當(dāng)前的反向Eb/Nt，在業(yè)務(wù)幀中填功控比特IS95前向功率控制基站緩慢地降低到每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的功率隨著FER(在移動(dòng)臺(tái)測(cè)定)的增加，移動(dòng)臺(tái)要求增加前向業(yè)務(wù)信道的功率，發(fā)送功率測(cè)量報(bào)告消息FER移動(dòng)臺(tái)BTSBSCAdjustFwd.Power前向鏈路功率控制IS2000-EIB功控EIB前向功控算法原理

BSC根據(jù)移動(dòng)臺(tái)上報(bào)的反向業(yè)務(wù)信道幀（反向鏈路幀）中攜帶的EIB（擦除指示比特，用以表明此幀是好幀或壞幀）來(lái)調(diào)整前向信道的增益。

EIB的意義：該比特設(shè)置為0表示“好幀”，表示物理層CRC校驗(yàn)通過(guò)。該比特設(shè)置為1表示“壞幀”，表示物理層CRC校驗(yàn)不通過(guò)。1x引入的新的功率控制--前向快速功控前向快速功控原理外環(huán)：MS計(jì)算前向信道的FER，與目標(biāo)FER比較，得出目標(biāo)Eb/Nt。內(nèi)環(huán)：MS比較目標(biāo)Eb/Nt與測(cè)量所得Eb/Nt，在反向功控子信道中填寫(xiě)功控比特。CDMA切換的分類空閑狀態(tài)空閑切換CDMA-to-CDMA硬切換更軟切換

呼叫期間軟切換CDMA-to-Other硬切換CDMA軟切換軟切換：移動(dòng)臺(tái)在從一個(gè)基站覆蓋區(qū)域移向另一個(gè)基站時(shí),開(kāi)始與目標(biāo)基站通信但不中斷與當(dāng)前提供服務(wù)的基站的通信.可以同時(shí)包括與三個(gè)基站保持通信,移動(dòng)臺(tái)合并從每個(gè)基站發(fā)送來(lái)的信號(hào)幀.BTSBBSC幀處理板Abis鏈路BTSA

相同小區(qū)的不同扇區(qū)之間的切換跨越兩扇區(qū)時(shí)始終保持與兩個(gè)扇區(qū)的同時(shí)通信直到移動(dòng)臺(tái)切換完全完成可能頻繁發(fā)生所有行為由基站管理從兩個(gè)扇區(qū)接收到的信號(hào)可以被合并以改善信號(hào)質(zhì)量alphabetagammaCDMA更軟切換軟切換的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)降低了越區(qū)切換的掉話率在覆蓋不是很好的地方提高通話質(zhì)量缺點(diǎn)至少兩倍的空中資源更多的消耗信道資源無(wú)線信道的多徑環(huán)境RAKE接收機(jī)有效克服多徑衰落，提高接收性能接收機(jī)相關(guān)器1相關(guān)器1相關(guān)器1

搜索器計(jì)算相關(guān)時(shí)延

合并Thecombinedsignaltts(t)s(t)Rake接收機(jī)原理

當(dāng)相鄰小區(qū)的負(fù)荷一重一輕時(shí)，負(fù)荷重的小區(qū)降低導(dǎo)頻信道的發(fā)射功率，使本小區(qū)邊緣的用戶切換到臨近小區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)荷分擔(dān)，也相當(dāng)于增加了系統(tǒng)容量。導(dǎo)頻1＝10導(dǎo)頻2＝10導(dǎo)頻1＝6導(dǎo)頻2＝14（1）（2）ABABCDMA系統(tǒng)的小區(qū)呼吸用戶和終端號(hào)碼MDNIMSIESNMEIDTMSITLDN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)號(hào)碼SIDNIDPZIDREGZONEIDBSIDBSCIDMARKETIDENTITYIDCGI核心網(wǎng)絡(luò)號(hào)碼

信令點(diǎn)編碼

SSNCDMA編號(hào)MDN:MobileDirectoryNumber,移動(dòng)號(hào)碼薄號(hào)碼.為本網(wǎng)