第四章IS95移動(dòng)通信系統(tǒng)

4.1概述4.2無(wú)線信道

4.3信號(hào)處理過(guò)程4.4系統(tǒng)控制過(guò)程第四章IS--95系統(tǒng)（書8.1--5）4.1概述1988年美國(guó)Qualcomm（高通）公司提出將CDMA技術(shù)用于蜂窩移動(dòng)電話。1993年美國(guó)TIA（美國(guó)通信工業(yè)協(xié)會(huì)）接受CDMA技術(shù)為北美的標(biāo)準(zhǔn)，即：IS-95A。1995年全球第一個(gè)商用IS-95A系統(tǒng)在香港建設(shè)。1998年中國(guó)在北京、上海、西安開通CDMA網(wǎng)絡(luò)。2002年中國(guó)聯(lián)通宣布在全國(guó)建設(shè)CDMA網(wǎng)絡(luò)。IS-95標(biāo)準(zhǔn)的全稱是：雙模寬帶擴(kuò)頻蜂窩系統(tǒng)的移動(dòng)臺(tái)-基站兼容標(biāo)準(zhǔn)。又稱為：CDMA-95，QCDMA。IS-95標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)空中接口（CAI）標(biāo)準(zhǔn)，只提出信令協(xié)議和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與限制，包括波形及數(shù)據(jù)序列的規(guī)定。所謂“雙模”，是指該系統(tǒng)可以兼容模擬及數(shù)字的操作，從而容易實(shí)現(xiàn)模擬蜂窩系統(tǒng)和數(shù)字蜂窩系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換。IS-95標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與GSM類似。IS-95蜂窩通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和特點(diǎn)

1.碼分多址技術(shù)在IS-95系統(tǒng)中采用了三重碼域的劃分，即： 沃爾什碼（擴(kuò)頻碼），Wi(t)，i=1,2,…,64 短PN碼（m=215-1序列擾碼），SPNj(t),j=1,2,….,512，周期26.66ms

長(zhǎng)PN碼（m=242-1序列擾碼），LPNk(t)，k=1,2,….，周期41.4天這些碼同時(shí)疊加在信息比特I(t)上，即：

I(t)Wi(t)SPNj(t)LPNk(t)利用碼的正交性，可以在接收端恢復(fù)出信息比特。CDMA系統(tǒng)多址容量大CDMA系統(tǒng)是干擾受限的系統(tǒng)。在實(shí)際系統(tǒng)中，各地址碼之間不是完全正交，存在一定的互相關(guān)性，此互相關(guān)性導(dǎo)致的多址干擾是影響CDMA多址能力的決定性因素。CDMA采用多種手段使得多址干擾足夠小，從而使CDMA的多址能力比FDMA、TDMA更強(qiáng)，這些手段包括：選擇有良好的自相關(guān)性、互相關(guān)性的地址碼；采用信號(hào)處理的分集技術(shù)消除多址干擾；使用功率控制克服遠(yuǎn)—近效應(yīng)，使得系統(tǒng)用戶以最小功率通信。在蜂窩移動(dòng)通信中，還采用語(yǔ)音激活技術(shù)、高效糾錯(cuò)碼及CDMA扇形分區(qū)等技術(shù)，使整個(gè)CDMA通信系統(tǒng)的干擾減小，容量增大。CDMA系統(tǒng)軟容量限制由于FDMA、TDMA的容量由頻率和時(shí)隙所決定，容量是固定值，當(dāng)同時(shí)工作的用戶數(shù)超過(guò)系統(tǒng)容量時(shí)，必會(huì)出現(xiàn)阻塞。CDMA蜂窩系統(tǒng)的全部用戶共享一個(gè)無(wú)線信道，用戶信號(hào)的區(qū)分只靠所用碼型的不同，因此當(dāng)蜂窩系統(tǒng)的負(fù)荷滿載時(shí)，另外增加少數(shù)用戶，只會(huì)引起話音質(zhì)量的輕微下降(或者說(shuō)信干比稍微降低)，而不會(huì)出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象。在業(yè)務(wù)高峰期間，可以稍微降低系統(tǒng)的誤碼性能，以適當(dāng)增多系統(tǒng)的用戶數(shù)目，即在短時(shí)間內(nèi)提供稍多的可用信道數(shù)。這就是說(shuō)CDMA蜂窩通信系統(tǒng)具有“軟容量”特性，或者說(shuō)“軟過(guò)載”特性。這也增加了系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性。CDMA系統(tǒng)具有擴(kuò)頻的優(yōu)點(diǎn)CDMA蜂窩系統(tǒng)以擴(kuò)頻技術(shù)為基礎(chǔ)，因而它具有擴(kuò)頻通信系統(tǒng)所固有的優(yōu)點(diǎn)，如抗干擾、抗多徑衰落等。CDMA具有天然的保密性。CDMA系統(tǒng)采用的擴(kuò)頻地址碼一般是長(zhǎng)周期碼，且有三重處理。接收時(shí)，需接收方的本地相關(guān)碼與發(fā)端的擴(kuò)頻碼同步，且必須完全相同，這就使CDMA系統(tǒng)比一般系統(tǒng)安全，竊聽者必須要先破譯和產(chǎn)生相關(guān)的本地碼，這是十分困難的。CDMA信號(hào)在空中傳播時(shí)，由于擴(kuò)展了頻譜，使空中的信號(hào)功率譜密度低，這樣造成的電磁污染小，對(duì)使用者人體和其它電子設(shè)備的影響小。有時(shí)人們稱CDMA手機(jī)為“綠色手機(jī)”。2.瑞克（RAKE）技術(shù)在移動(dòng)通信中，多徑傳播往往會(huì)產(chǎn)生有害的多徑干擾。但在擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中可以對(duì)這些多徑信號(hào)進(jìn)行分離和合并，以改善系統(tǒng)的性能。具有這種功能的接收機(jī)稱為RAKE接收機(jī)。RAKE接收機(jī)包含多個(gè)相關(guān)器，每一相關(guān)器接收一個(gè)多徑信號(hào)，多徑信號(hào)被相關(guān)器解擴(kuò)后，可按最大比組合在一起。接收到的多徑信號(hào)的衰落是獨(dú)立的，經(jīng)分集后，系統(tǒng)的性能可得到改善。CDMA系統(tǒng)的話音質(zhì)量?jī)?yōu)于TDMA系統(tǒng)，通話時(shí)不易掉話。CDMA系統(tǒng)中RAKE接收機(jī)的基本原理

假設(shè)有多條路徑，路徑具有不同的時(shí)延t1、t2tN，以及不同的衰落因子a1、a2aN。RAKE接收機(jī)設(shè)計(jì)成三個(gè)支路對(duì)應(yīng)三條路徑的多徑分量。對(duì)每一支路，接收信號(hào)分別與一個(gè)對(duì)應(yīng)時(shí)延t的擴(kuò)頻碼相關(guān)，信號(hào)經(jīng)解擴(kuò)后加權(quán)再組合，從而達(dá)到分集接收的目的。對(duì)多徑參數(shù)的檢測(cè)與測(cè)量是由“搜索接收機(jī)”完成的，采用的是確定哪些徑存在并對(duì)它們處理的方法。IS-95系統(tǒng)中的RAKE，基站4路，移動(dòng)臺(tái)3路.PN碼片速率為1.2288MHz，最小可分辨多徑間隔為(1.2288106)-1=81410-9=0.814s。3.話音激活與可變速率聲碼器在典型的全雙工通信中，每次通話的占空比小于35%。CDMA系統(tǒng)在通話的停頓期間，降低信號(hào)傳輸速率，從而減輕對(duì)其它用戶的干擾。這即是CDMA系統(tǒng)中的話音激活技術(shù)。由于CDMA系統(tǒng)的容量與所受干擾功率有關(guān)，降低用戶間的干擾，則可增加系統(tǒng)容量?？勺兯俾事暣a器的一個(gè)重要特點(diǎn)是使用適當(dāng)?shù)拈T限值來(lái)決定所需速率，門限值隨背景噪聲電平的變化而變化，從而提高了話音的質(zhì)量，同時(shí)在低速率工作時(shí)又降低了信道間的干擾，提高了系統(tǒng)的容量。在8kbs碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)(QCELP)聲碼器中，采用了4種碼率的傳輸速率，即8、4、2、1kb/s，可以9.6kb/s、4.8kb/s、2.4kb/s、1.2kb/s的信道速率分別傳輸。根據(jù)話音信號(hào)激活程度，聲碼器設(shè)了三個(gè)門限來(lái)變換聲碼器速率，三個(gè)門限由前一幀話音自相關(guān)函數(shù)和前一幀噪聲電平?jīng)Q定，每幀更新一次（20ms）。若話音幀自相關(guān)函數(shù)：大于三個(gè)門限，選擇全速率（9.6kbs）；大于二個(gè)門限，選擇半速率（4.8kbs）；僅大于一個(gè)門限，選擇1/4速率（2.4kbs）；小于所有三個(gè)門限，選擇1/8速率（1.2kbs）；當(dāng)不講話時(shí)，用1.2kbs速率，只傳背景噪聲。在IS-95CDMA系統(tǒng)中，采用了8kbs和13kbs的變速率聲碼器技術(shù)。4.軟切換技術(shù)GSM和AMPS系統(tǒng)采用“先中斷再連接”的硬切換方式進(jìn)行越區(qū)切換：手機(jī)識(shí)別目標(biāo)BTS扇區(qū)并向BSC報(bào)告；在與BTS2建立連接之前，先斷開與BTS1的連接。CDMA采用“先連接再中斷”的軟切換方式進(jìn)行越區(qū)切換：手機(jī)識(shí)別目標(biāo)BTS扇區(qū)并向BSC報(bào)告；在與BTS2建立連接之后，再斷開與BTS1的連接。軟切換的機(jī)理是：在CDMA系統(tǒng)中，其相鄰小區(qū)工作頻率采用同一頻率，只是擴(kuò)頻地址碼不一樣。移動(dòng)臺(tái)在運(yùn)動(dòng)的工作狀態(tài)下，對(duì)鄰近基站發(fā)出的同一工作頻率的導(dǎo)頻信號(hào)不斷地進(jìn)行測(cè)量，而且把檢測(cè)到的導(dǎo)頻信號(hào)根據(jù)強(qiáng)弱進(jìn)行分類、登錄，并動(dòng)態(tài)進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)通信環(huán)境的變化，作出可靠的切換判決，同時(shí)，把測(cè)量結(jié)果通知基站，作為切換的判決依據(jù)。在老的連接中斷之前，新的連接已經(jīng)建立。軟切換涉及導(dǎo)頻搜索、導(dǎo)頻強(qiáng)度測(cè)量、切換過(guò)程的導(dǎo)頻變換技術(shù)。主要優(yōu)點(diǎn)：改善話音質(zhì)量；降低掉話率。5.統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)

利用“全球定位系統(tǒng)”(GPS)的時(shí)標(biāo)，IS-95系統(tǒng)的每個(gè)基站要有一個(gè)與GPS時(shí)間信號(hào)保持同步的時(shí)鐘。GPS計(jì)時(shí)的開始時(shí)間是：1980年6月6日0時(shí)0分0秒。各基站都配有GPS接收機(jī)，利用PN碼和此時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)。保持系統(tǒng)中各基站有統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)，稱為CDMA系統(tǒng)的公共時(shí)間基準(zhǔn)。移動(dòng)臺(tái)通常利用最先到達(dá)并用于解調(diào)的多徑信號(hào)分量建立基準(zhǔn)。如果另一條多徑分量變成了最先到達(dá)并用于解調(diào)的多徑分量，則移動(dòng)臺(tái)的時(shí)間基準(zhǔn)要跟蹤到這個(gè)新的多徑分量。4.2無(wú)線信道

一.無(wú)線信道參數(shù)FDMA/CDMA/FDD多址方式上行(移動(dòng)臺(tái)發(fā)、基站收)824-849MHz

下行(基站發(fā)、移動(dòng)臺(tái)收)869-894MHz

頻段寬度為25MHz；收、發(fā)頻率間隔為45MHz。載頻間隔是1.25MHz，系統(tǒng)分為20對(duì)載頻。擴(kuò)頻地址碼64個(gè)，總共有20×64=1280個(gè)物理信道。擴(kuò)頻地址碼速率：1.2288Mb/s調(diào)制方式：前向QPSK，反向OQPSK已調(diào)信號(hào)帶寬1.2288MHz語(yǔ)音編碼方式：8k或13k變速率QCELP碼信道編碼方式：卷積碼（k=9,正向Rb=1/2，反向Rb=1/3）數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)：20ms擴(kuò)頻解調(diào)門限：7dB(Pe=10-4)分集接收：基站4路RAKE接收移動(dòng)臺(tái)3路RAKE接收二.邏輯信道

1.前向邏輯信道CDMA前向信道（基站發(fā)，移動(dòng)臺(tái)收，1.2288MHz）W0W1W7W8W31W32W33W63業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)隨路信令導(dǎo)頻尋呼尋呼業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)同步W0為導(dǎo)頻信道，用于移動(dòng)臺(tái)獲取基站的定時(shí)和提取相干載波；通過(guò)對(duì)導(dǎo)頻多徑信號(hào)的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)RAKE接收的信號(hào)估計(jì)；通過(guò)比較相鄰基站導(dǎo)頻信號(hào)的強(qiáng)度，決定是否越區(qū)切換；通過(guò)對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度的檢測(cè)，決定開環(huán)功率控制的初始值。W32為同步信道，用來(lái)傳送同步信息，如系統(tǒng)時(shí)間，導(dǎo)頻偏置，尋呼信道速率，242-1長(zhǎng)碼的狀態(tài)等，供移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行同步捕獲，根據(jù)時(shí)間信息確定基站引導(dǎo)PN碼的相位，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)臺(tái)的接收解調(diào)。在同步期間，移動(dòng)臺(tái)利用此同步信息進(jìn)行同步調(diào)整。一旦同步完成，它通常不再使用同步信道，但當(dāng)設(shè)備關(guān)機(jī)后重新開機(jī)時(shí)，還需要重新進(jìn)行同步。當(dāng)通信業(yè)務(wù)量大,所有業(yè)務(wù)信道均被占用時(shí)，此同步信道也可臨時(shí)改作業(yè)務(wù)信道使用。

W8-W63（除W32外）為業(yè)務(wù)信道（55個(gè)），用來(lái)傳送語(yǔ)音編碼數(shù)據(jù)及其它業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，也可以插入必要的隨路信令，如：功率控制、越區(qū)切換等信令。W1-W7為尋呼信道，定時(shí)發(fā)送系統(tǒng)信息，入網(wǎng)參數(shù)，基站尋呼移動(dòng)臺(tái)。移動(dòng)臺(tái)通常在建立同步后，接著就選擇一個(gè)尋呼信道(也可以由基站指定)來(lái)監(jiān)聽系統(tǒng)發(fā)出的尋呼信息和其它指令。在需要時(shí)，尋呼信道可以改作業(yè)務(wù)信道使用，直至全部用完。2.反向邏輯信道CDMA反向信道（移動(dòng)臺(tái)發(fā)，基站收，1.2288MHz）1n1m接入信道接入信道業(yè)務(wù)信道業(yè)務(wù)信道使用長(zhǎng)PN碼區(qū)分反向接入信道提供移動(dòng)臺(tái)到基站的傳輸通路，在其中發(fā)起呼叫、對(duì)尋呼進(jìn)行響應(yīng)以及傳送登記注冊(cè)等短信息。接入信道和正向傳輸中的尋呼信道相對(duì)應(yīng)，以相應(yīng)傳送指令、應(yīng)答和其它有關(guān)的信息。接入信道是一種分時(shí)隙的隨機(jī)接入信道，允許多個(gè)用戶同時(shí)搶占同一接入信道。

每個(gè)尋呼信道所支撐的接入信道數(shù)最多可達(dá)32個(gè)。反向業(yè)務(wù)信道和前向業(yè)務(wù)邏輯信道相同，用來(lái)傳送語(yǔ)音編碼數(shù)據(jù)及其它業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，也可以插入必要的隨路信令，如：功率控制、越區(qū)切換等信令。反向業(yè)務(wù)信道的最大信道數(shù)為64。反向邏輯信道中沒有導(dǎo)頻信道，所以基站在接收反向鏈路信號(hào)時(shí)，不能采用同步相干解調(diào)方式。A.導(dǎo)頻信道輸入為全0碼，采用碼片速率是1.2288Mb/sW0沃爾什函數(shù)進(jìn)行擴(kuò)頻，然后進(jìn)行QPSK調(diào)制。在基站工作時(shí)間內(nèi)連續(xù)發(fā)送。＋導(dǎo)頻信道比特W01.2288Mb/s全0碼A4-3信號(hào)處理過(guò)程

一.前向信道1.控制信道B.同步信道

輸入速率為1.2kb/s，經(jīng)過(guò)1/2卷積編碼、1:2重復(fù)，速率變成4.8kb/s，經(jīng)過(guò)深度為26.66ms的交織，在4800bps時(shí),有128個(gè)調(diào)制符號(hào)，交織陣列為16行×8列。采用碼片速率是1.2288Mb/s沃爾什函數(shù)進(jìn)行擴(kuò)頻，然后進(jìn)行QPSK調(diào)制。＋卷積碼重復(fù)交織同步信道比特W321.2288Mc/s1.2kb/s2.4kb/s4.8kb/s4.8kb/sAR=1/2

C.尋呼信道輸入速率為9.6及4.8kb/s，先經(jīng)過(guò)1/2卷積編碼。速率為4.8kb/s時(shí)，各碼元要重復(fù)一次(每碼元連續(xù)出現(xiàn)2次)，使信息速率均變換為相同的調(diào)制碼元速率，即19.2kb/s。交織深度20ms，當(dāng)19.2Kbps時(shí)有384個(gè)符號(hào)，陣列24行×16列。由于尋呼信道攜帶了眾多的用戶信息，為了安全和保密，需要進(jìn)行人為的擾亂。IS-95采用242–1

的長(zhǎng)PN碼m序列（1.2288Mb/s），經(jīng)64次分頻得19.2kb/s的偽隨機(jī)序列，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加擾，稱為數(shù)據(jù)掩蔽。采用碼片速率是1.2288Mc/s沃爾什函數(shù)進(jìn)行擴(kuò)頻，然后進(jìn)行QPSK調(diào)制。＋＋卷積碼重復(fù)交織分頻長(zhǎng)碼產(chǎn)生尋呼信道比特尋呼信道長(zhǎng)碼模板WP1.2288Mc/s9.6kb/s4.8kb/s19.2kb/s9.6kb/s19.2kb/s19.2kb/s1.2288Mc/s19.2kb/sAR=1/22.業(yè)務(wù)信道幀質(zhì)量指示器編碼器尾比特卷積碼用戶m的業(yè)務(wù)信道比特8.64.02.00.8kb/s9.24.42.00.8kb/s9.64.82.41.2kb/s19.29.64.82.4kb/s19.2kb/s＋交織分頻長(zhǎng)碼產(chǎn)生用戶m的長(zhǎng)碼模板19.2kb/s1.2288Mc/s19.2kb/s＋WP1.2288Mc/sA重復(fù)復(fù)接800Hz功率控制比特800b/sR=1/2前向鏈路業(yè)務(wù)信道用于基站向移動(dòng)臺(tái)傳送業(yè)務(wù)信息及必要的隨路信令。業(yè)務(wù)信息主要是變速率語(yǔ)音編碼數(shù)據(jù)，共有四種速率：8.6，4.0，2.0，0.8kb/s。（加幀質(zhì)量指示CRC檢驗(yàn)比特編碼器尾比特，數(shù)據(jù)變?yōu)?.6/4.8/2.4/1.2kb/s。）

經(jīng)過(guò)1/2卷積編碼，速率提高一倍。只要數(shù)據(jù)率低于19200b/s,在分組交織之前都要重復(fù)。

9600b/s時(shí)，各碼元要重復(fù)一次(每碼元連續(xù)出現(xiàn)2次)，

4800b/s時(shí)，各碼元要重復(fù)3次(每碼元連續(xù)出現(xiàn)4次)，

2400b/s時(shí)，各碼元要重復(fù)7次(每碼元連續(xù)出現(xiàn)8次)。信息速率均變換為相同的調(diào)制碼元速率，即19.2kb/s。幀質(zhì)量指示器編碼器尾比特卷積碼用戶m的業(yè)務(wù)信道比特8.64.02.00.8kb/s9.24.42.00.8kb/s9.64.82.41.2kb/s19.29.64.82.4kb/s19.2kb/s＋交織分頻長(zhǎng)碼產(chǎn)生用戶m的長(zhǎng)碼模板19.2kb/s1.2288Mc/s19.2kb/s＋WP1.2288Mc/sA重復(fù)復(fù)接800Hz功率控制比特800b/sR=1/2交織深度為20ms，19.2Kbps時(shí)384個(gè)符號(hào)，陣列24行×16列。和控制信道相同，為了安全和保密，也采用242–1

的長(zhǎng)PN碼序列經(jīng)過(guò)64次分頻后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加擾。此外，還加入了800b/s的功率控制比特。采用碼片速率是1.2288Mc/s沃爾什函數(shù)進(jìn)行擴(kuò)頻，最后進(jìn)行QPSK調(diào)制。幀質(zhì)量指示器編碼器尾比特卷積碼用戶m的業(yè)務(wù)信道比特8.64.02.00.8kb/s9.24.42.00.8kb/s9.64.82.41.2kb/s19.29.64.82.4kb/s19.2kb/s＋交織分頻長(zhǎng)碼產(chǎn)生用戶m的長(zhǎng)碼模板19.2kb/s1.2288Mc/s19.2kb/s＋WP1.2288Mc/sA重復(fù)復(fù)接800Hz功率控制比特800b/sR=1/23.調(diào)制及射頻處理cosctSinctHPA1.2288MbpsQ路短PN碼I路短PN碼1.2288Mbps1.2288Mbps相加G0G63AA基帶濾波基帶濾波來(lái)自不同控制信道及業(yè)務(wù)信道的基帶信號(hào)A，經(jīng)過(guò)電平控制（G）后相加，使各個(gè)信道的功率滿足一定的分配關(guān)系。在進(jìn)行QPSK調(diào)制前，各種信號(hào)都要進(jìn)行四相擴(kuò)展。四相擴(kuò)展所用的序列稱為引導(dǎo)PN序列。引導(dǎo)PN序列的作用是給不同基站發(fā)出的信號(hào)賦以不同的特征，便于移動(dòng)臺(tái)識(shí)別所需的基站。不同的基站使用相同的PN序列，但各自采用不同的時(shí)間偏置。由于PN序列的相關(guān)特性在時(shí)間偏移大于一個(gè)子碼寬度時(shí)，其相關(guān)值就等于0或接近于0，因而移動(dòng)臺(tái)用相關(guān)檢測(cè)法很容易把不同基站的信號(hào)區(qū)分開來(lái)。一個(gè)基站的PN序列在其所有配置的頻率上，都采用相同的時(shí)間偏置，而在一個(gè)CDMA蜂窩系統(tǒng)中，時(shí)間偏置可以再用。I路及Q路分別被引導(dǎo)PN序列（短PN-I碼及短PN-Q碼）加權(quán)。短PN碼以215-1的m序列為基礎(chǔ)，當(dāng)生成的m序列中出現(xiàn)14個(gè)“0”時(shí)，從中再插入一個(gè)“0”，使序列14個(gè)“0”的游程變成15個(gè)“0”的游程。為周期等于215（32768）的修正m序列，碼片速率是1.2288Mc/s。引導(dǎo)PN序列利用不同的時(shí)間配置識(shí)別不同的基站及扇區(qū)，共有512個(gè)不同的配置。偏置系數(shù)共512個(gè)，編號(hào)從0到511。偏置時(shí)間等于偏置的系數(shù)乘以64，單位是PN序列子碼數(shù)目，子碼寬度為0.8138μs。例如，當(dāng)偏置系數(shù)是15時(shí)，相應(yīng)的偏置時(shí)間是15×64=960個(gè)子碼，偏置時(shí)間為960×0.8138=781.25μs。0偏置引導(dǎo)PN序列必須在時(shí)間的偶數(shù)秒(以基站傳輸時(shí)間為基準(zhǔn))起始傳輸，其它PN引導(dǎo)序列的偏置指數(shù)規(guī)定了它和0偏置引導(dǎo)PN序列偏離的時(shí)間值。偏置指數(shù)15時(shí)，引導(dǎo)PN序列的偏離時(shí)間為781.25μs，說(shuō)明該P(yáng)N序列要從每一偶數(shù)秒之后781.25μs開始。I路和Q路輸出信道中的基帶數(shù)字脈沖形狀由基帶濾波器決定，濾波器的設(shè)計(jì)要使發(fā)射的功率譜對(duì)鄰近頻率影響最小。二.反向信道1.接入信道卷積碼重復(fù)交織接入信道比特4.8kb/s14.4kb/s28.8kb/s28.8kb/s＋正交調(diào)制器長(zhǎng)碼產(chǎn)生接入信道長(zhǎng)碼模板4.8kBd1.2288Mc/s編碼器尾比特4.4kb/s（64進(jìn)制）送往調(diào)制及射頻單元R=1/3接入信道的輸入速率為4.4kb/s，加入編碼器尾比特后為4.8kb/s，經(jīng)過(guò)1/3卷積編碼（k=9）、1:2重復(fù)以后速率變成28.8kb/s，再經(jīng)過(guò)深度為20ms的交織，交織器組成的陣列是32行×18列(即576個(gè)單元)。然后進(jìn)行多進(jìn)制擴(kuò)頻，提高系統(tǒng)的抗干擾能力和信息傳輸能力。例：DS擴(kuò)頻為二進(jìn)制擴(kuò)頻，處理增益64倍，用2M個(gè)PN碼進(jìn)行多進(jìn)制擴(kuò)頻，每個(gè)PN碼代表M比特的信息，2M個(gè)PN碼的最小碼長(zhǎng)為2M。則可將傳輸帶寬減小M倍，而保持處理增益不變。此時(shí)，把交織器輸出的碼元每6個(gè)作為一組,用26=64進(jìn)制的沃爾什函數(shù)進(jìn)行調(diào)制。調(diào)制碼元的傳輸速率為28800/6=4800Bd，調(diào)制碼元的時(shí)間寬度為1/4800=208.333μs。每一調(diào)制碼元含64個(gè)子碼，因此沃爾什函數(shù)的子碼速率為64×4800=307.2kb/s，相應(yīng)的子碼寬度為3.255μs。在反向鏈路中采用沃爾什函數(shù)不是為了區(qū)分邏輯信道，而是為了利用多進(jìn)制擴(kuò)頻調(diào)制提高通信質(zhì)量。最后用1.2288Mc/s的長(zhǎng)PN碼（242–1m序列）進(jìn)行擴(kuò)頻，再送往調(diào)制及射頻單元。長(zhǎng)碼的相位改變（偏移），產(chǎn)生一個(gè)新的m序列。不同相位的m序列之間有良好的相關(guān)性，則產(chǎn)生了地址空間，構(gòu)成邏輯信道和移動(dòng)臺(tái)的地址碼，可用來(lái)區(qū)分不同的用戶，并實(shí)現(xiàn)安全保密。2.業(yè)務(wù)信道業(yè)務(wù)信道比特＋正交調(diào)制器長(zhǎng)碼產(chǎn)生業(yè)務(wù)信道長(zhǎng)碼模板4.8kBd1.2288Mc/s卷積碼重復(fù)交織28.8kb/s28.8kb/s編碼器尾比特8.64.02.00.8kb/s（64進(jìn)制）送往調(diào)制及射頻單元幀質(zhì)量指示器數(shù)據(jù)突發(fā)隨機(jī)化幀數(shù)據(jù)率9.24.42.00.8kb/s9.64.82.41.2kb/s28.814.47.23.6kb/sR=1/34.8kBd業(yè)務(wù)信道的組成和接入信道基本相同，主要區(qū)別是：變速率傳輸及幀質(zhì)量指示（CRC檢驗(yàn)比特）。變速率語(yǔ)音編碼的數(shù)據(jù)，共有四種速率：8.6，4.0，2.0，0.8kb/s，加入幀質(zhì)量指示比特及編碼器尾比特以后，四種速率變成：9.6，4.8，2.4，1.2kb/s。經(jīng)過(guò)1/3卷積編碼（k=9），速率分別提高到3倍。再經(jīng)過(guò)重復(fù)，速率統(tǒng)一變成28.8kb/s。這里與前向信道不同的地方是重復(fù)的碼元不是重復(fù)發(fā)送多次，相反，后面除去發(fā)送其中的一個(gè)碼元外，其余的重復(fù)碼元將全部被刪除。交織深度為20ms，交織器組成的陣列是32行×18列(即576個(gè)單元)。與接入信道同樣采用64進(jìn)制的沃爾什函數(shù)進(jìn)行多進(jìn)制擴(kuò)頻。可變數(shù)據(jù)率傳輸：為了減少移動(dòng)臺(tái)的功耗和減小它對(duì)CDMA信道產(chǎn)生的干擾，對(duì)交織器輸出的碼元，用一時(shí)間濾波器進(jìn)行選通，只允許所需碼元輸出，而刪除其它重復(fù)的碼元。傳輸?shù)恼伎毡入S傳輸速率而變：當(dāng)數(shù)據(jù)率是9600b/s時(shí)，選通門允許交織器輸出的所有碼元進(jìn)行傳輸，即占空比為1；當(dāng)數(shù)據(jù)率是4800b/s時(shí)，選通門只允許1/2碼元進(jìn)行傳輸，即占空比為1/2；依此類推。這種選通要保證進(jìn)入交織器的重復(fù)碼元只發(fā)送其中一個(gè)。最后用1.2288Mc/s的長(zhǎng)PN碼（242–1m序列）進(jìn)行擴(kuò)頻，并區(qū)分不同的用戶，實(shí)現(xiàn)安全保密。再送往調(diào)制及射頻單元。＋正交調(diào)制器長(zhǎng)碼產(chǎn)生業(yè)務(wù)信道長(zhǎng)碼模板4.8kBd1.2288Mc/s（64進(jìn)制）送往調(diào)制及射頻單元數(shù)據(jù)突發(fā)隨機(jī)化幀數(shù)據(jù)率4.8kBd3.調(diào)制及射頻處理cosctSinctHPA1.2288MbpsQ路短PN碼I路短PN碼1.2288Mbps1.2288Mbps相加?碼片延時(shí)接入信道業(yè)務(wù)信道基帶濾波基帶濾波來(lái)自接入信道及業(yè)務(wù)信道的基帶信號(hào)，經(jīng)過(guò)相加后送往調(diào)制器。和前向鏈路相同，在進(jìn)行四相調(diào)制前，I路及Q路分別被短PN-I碼及短PN-Q碼加權(quán)。短PN碼采用周期等于215（32768）的修正m序列，碼片速率是1.2288Mc/s。短PN碼起到擾碼的功能。I路和Q路輸出信道中的基帶數(shù)字脈沖形狀由基帶濾波器決定，濾波器的設(shè)計(jì)要使發(fā)射的功率譜對(duì)鄰近頻率影響最小。OQPSK調(diào)制，Q支路比I支路延遲半個(gè)碼元，從而相位變化只有90°，無(wú)180°，頻譜效率較高。4.4系統(tǒng)控制過(guò)程

一登記注冊(cè)為了便于通信進(jìn)行控制和管理，CDMA蜂窩系統(tǒng)劃分為三個(gè)層次：“系統(tǒng)”、“網(wǎng)絡(luò)”和“區(qū)域”?！熬W(wǎng)絡(luò)”是“系統(tǒng)”的子集，“區(qū)域”是“系統(tǒng)”和“網(wǎng)絡(luò)”的組成部分(由一組基站組成)。系統(tǒng)用“系統(tǒng)標(biāo)志”(SID)區(qū)分；網(wǎng)絡(luò)用“網(wǎng)絡(luò)標(biāo)志”(NID)區(qū)分；區(qū)域用“區(qū)域號(hào)”區(qū)分。屬于一個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，由“系統(tǒng)/網(wǎng)絡(luò)”標(biāo)志(SID,NID)來(lái)區(qū)分；屬于一個(gè)系統(tǒng)中某個(gè)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域，用“區(qū)域號(hào)”加上“系統(tǒng)/網(wǎng)絡(luò)”標(biāo)志(SID，NID)來(lái)區(qū)分。系統(tǒng)i包含三個(gè)網(wǎng)絡(luò)，其標(biāo)志號(hào)分別為t,u,v。在這個(gè)系統(tǒng)中的基站可以分別處于三個(gè)網(wǎng)絡(luò)(SID=i,NID=t)，或(SID=i,NID=u)，或(SID=i,NID=v)之中，也可以不處于這三個(gè)網(wǎng)絡(luò)之中，以(SID=i,NID=0)表示。系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)的示意圖簡(jiǎn)例?；竞鸵苿?dòng)臺(tái)都保存一張供移動(dòng)臺(tái)注冊(cè)用的“區(qū)域表格”。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入一個(gè)新區(qū)，區(qū)域表格中沒有它的登記注冊(cè)，則移動(dòng)臺(tái)要進(jìn)行以區(qū)域?yàn)榛A(chǔ)的注冊(cè)。注冊(cè)的內(nèi)容包括區(qū)域號(hào)與系統(tǒng)/網(wǎng)絡(luò)標(biāo)志(SID,NID)。每次注冊(cè)成功，基站和移動(dòng)臺(tái)都要更新其存儲(chǔ)的區(qū)域表格。移動(dòng)臺(tái)為區(qū)域表格的每一次注冊(cè)都提供一個(gè)計(jì)時(shí)器，根據(jù)計(jì)時(shí)的值可以比較表格中的各次注冊(cè)的壽命。一旦發(fā)現(xiàn)區(qū)域表格中注冊(cè)的數(shù)目超過(guò)了允許保存的數(shù)目，則可根據(jù)計(jì)時(shí)器的值把最早的即壽命最長(zhǎng)的注冊(cè)刪掉，保證剩下的注冊(cè)數(shù)目不超過(guò)允許的數(shù)目。允許移動(dòng)臺(tái)注冊(cè)的最大數(shù)目由基站控制，移動(dòng)臺(tái)在其區(qū)域表格中至少能進(jìn)行7次注冊(cè)。為了實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)之間以及網(wǎng)絡(luò)之間漫游，移動(dòng)臺(tái)要專門建立一種“系統(tǒng)/網(wǎng)絡(luò)表格”。移動(dòng)臺(tái)可在這種表格中存儲(chǔ)4次注冊(cè)。每次注冊(cè)都包括系統(tǒng)/網(wǎng)絡(luò)標(biāo)志(SID,NID)。這種注冊(cè)有兩種類型：一是原籍注冊(cè)；二是訪問(wèn)注冊(cè)。如果要存儲(chǔ)的標(biāo)志(SID，NID)與原籍的標(biāo)志(SID,NID)不符，則說(shuō)明移動(dòng)臺(tái)是漫游者。漫游有兩種形式：其一是要注冊(cè)的標(biāo)志(SID,NID)和原籍標(biāo)志(SID,NID)中的SID相同，則移動(dòng)臺(tái)是網(wǎng)絡(luò)之間的漫游者(或稱外來(lái)NID漫游者)；其二是要注冊(cè)的標(biāo)志(SID,NID)和原籍標(biāo)志(SID,NID)中的SID不同，則移動(dòng)臺(tái)是系統(tǒng)之間的漫游者(或稱外來(lái)SID漫游者)。移動(dòng)臺(tái)的原籍注冊(cè)可以不限于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)。比如移動(dòng)臺(tái)的原籍標(biāo)志(SID,NID)是(2,3),(2,0),(3,1)，若它進(jìn)入一個(gè)新的基站覆蓋區(qū)，基站的標(biāo)志(SID,NID)是(2,3),由于(2,3)在移動(dòng)臺(tái)的原籍表格中，可判斷移動(dòng)臺(tái)不是漫游者。如果新基站的標(biāo)志(SID,NID)是(2,7)，這時(shí)SID=2在移動(dòng)臺(tái)的原籍表格中，但(SID,NID)為(2,7)不在移動(dòng)臺(tái)的原籍表格中，故移動(dòng)臺(tái)是外來(lái)NID網(wǎng)絡(luò)漫游者。如果基站的標(biāo)志(SID,NID)是(4,0),則SID=4不在移動(dòng)臺(tái)的原籍表格中，故移動(dòng)臺(tái)是外來(lái)SID系統(tǒng)漫游者。二越區(qū)切換同一CDMA信道的導(dǎo)頻分類四類：(1)激活組：與分配給移動(dòng)臺(tái)的正向業(yè)務(wù)信道結(jié)合的導(dǎo)頻；(2)候補(bǔ)組：未列入激活組，但有足夠的強(qiáng)度能成為激活組；(3)鄰近組：未列入激活組與候補(bǔ)組，可作切換的備用導(dǎo)頻；(4)剩余組：未列入激活組、候補(bǔ)組與鄰近組的導(dǎo)頻。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)駛向一基站，然后又離開該基站時(shí)，移動(dòng)臺(tái)收到該基站的導(dǎo)頻強(qiáng)度先由弱變強(qiáng)，接著又由強(qiáng)變?nèi)?，因而該?dǎo)頻信號(hào)可能由鄰近組和候補(bǔ)組進(jìn)入激活組，然后又返回鄰近組。在此期間，移動(dòng)臺(tái)和基站之間的信息交換如下：

(1)導(dǎo)頻強(qiáng)度超過(guò)門限(上)，移動(dòng)臺(tái)向基站發(fā)送一導(dǎo)頻強(qiáng)度測(cè)量消息，并把導(dǎo)頻轉(zhuǎn)換到候補(bǔ)組。(2)基站向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送一切換引導(dǎo)消息；(3)移動(dòng)臺(tái)把導(dǎo)頻轉(zhuǎn)換到激活組，并向基站發(fā)送一切換完成消息；

(4)導(dǎo)頻強(qiáng)度降低到門限(下)之下，移動(dòng)臺(tái)起動(dòng)一“切換下降計(jì)時(shí)器”；

(5)切換下降計(jì)時(shí)器終止，移動(dòng)臺(tái)向基站發(fā)送一導(dǎo)頻測(cè)量消息；

(6)基站向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送一切換消息；

(7)移動(dòng)臺(tái)把導(dǎo)頻從激活組轉(zhuǎn)移到鄰近組，并向基站發(fā)送一切換完成消息。

CDMA通信系統(tǒng)的軟切換不改變頻率，可減小通信中斷的概率。更重要的是在切換的過(guò)程中移動(dòng)臺(tái)開始和一個(gè)新基站通信時(shí)，并不中斷和原來(lái)基站的通信，因而當(dāng)移動(dòng)臺(tái)靠近兩個(gè)小區(qū)的交界處，盡管兩個(gè)基站發(fā)來(lái)的信號(hào)會(huì)起伏變化，但這對(duì)移動(dòng)臺(tái)的通信沒有破壞作用。只有當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在新的小區(qū)建立起穩(wěn)定通信之后，原來(lái)的小區(qū)基站才中斷其通信控制。所以說(shuō)，CDMA系統(tǒng)的軟切換是“先切換后中斷”。軟切換為在CDMA通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)分集接收提供了條件。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)處于兩個(gè)(