IS-95CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)

IS-95CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)第一頁(yè)，共84頁(yè)。8.1發(fā)展過(guò)程8.2

IS-95CDMA系統(tǒng)8.3

無(wú)線鏈路8.4功率控制8.5

軟切換8.6

系統(tǒng)接口和信令協(xié)議8.7

CDMA系統(tǒng)的通信容量

2第二頁(yè)，共84頁(yè)。8.1IS-95發(fā)展過(guò)程第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)IS-95的提出：1993年7月美國(guó)Qualcomm公司開發(fā)的CDMA蜂窩體制。該體制被采納為北美數(shù)字蜂窩標(biāo)準(zhǔn)，定名為IS-95，即（InterimStandard95）。窄帶碼分多址（N-CDMA）。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)以CDMA體制為主流。四大標(biāo)準(zhǔn)：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA、WiMAX3第三頁(yè)，共84頁(yè)。

主要里程碑

1991年高通在西雅圖的試驗(yàn)；

1993年被TIA確定為IS-95標(biāo)準(zhǔn)；1993年4月韓國(guó)購(gòu)買生產(chǎn)許可并很快成功建網(wǎng)；1994年3月中國(guó)開始試驗(yàn)，1998年11月試運(yùn)營(yíng)網(wǎng)開通（133

網(wǎng)）開通，2002年4月聯(lián)通新時(shí)空CDMA網(wǎng)絡(luò)正式運(yùn)營(yíng)，2004年用戶數(shù)超過(guò)400萬(wàn)。1995年香港和美國(guó)的CDMA公用網(wǎng)開始投入商用。1998年全球CDMA用戶達(dá)到500多萬(wàn)，CDMA的研究和商業(yè)進(jìn)入高潮。1999年CDMA在日本和美國(guó)形成增長(zhǎng)的高峰期，全球的增長(zhǎng)高達(dá)250%，用戶達(dá)到2000萬(wàn)。2004年，全球用戶超過(guò)一億。8.1IS-95發(fā)展過(guò)程4第四頁(yè)，共84頁(yè)。關(guān)于IS-95系統(tǒng)

IS-95系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)是一種支持蜂窩組網(wǎng)的多用戶擴(kuò)頻通信碼分多址（CDMA）技術(shù).包含兩層含義

擴(kuò)頻：信息帶寬的擴(kuò)展

碼分：用戶、信道和基站都依靠碼識(shí)別碼分的含義(IS-95)

基站的識(shí)別信道的識(shí)別用戶的識(shí)別CDMA系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：可采用多種分集技術(shù)、較低的發(fā)射功率、保密性好、軟切換、軟容量、話音激活、頻率復(fù)用率高、扇區(qū)化、信噪比要求低。5第五頁(yè)，共84頁(yè)。CDMA系統(tǒng)的特征：系統(tǒng)容量大、多址能力強(qiáng)CDMA系統(tǒng)的多址能力決定于地址碼間的多址干擾的大小，在實(shí)際的CDMA系統(tǒng)中，各地址碼之間不是完全正交，它們之間存在一定的互相關(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。多址干擾越小，在滿足一定通信質(zhì)量要求的情況下，用戶接入數(shù)越大。CDMA系統(tǒng)采用多種手段來(lái)降低多址干擾：選擇良好的自相關(guān)性、互相關(guān)性的地址碼；采用信號(hào)處理的方法消除多址干擾；用功率控制克服遠(yuǎn)近效應(yīng)。此外還采用話音激活技術(shù)、高效糾錯(cuò)碼及CDMA扇形分區(qū)等技術(shù)來(lái)提高CDMA系統(tǒng)容量。6第六頁(yè)，共84頁(yè)。CDMA系統(tǒng)和GSM系統(tǒng)的總體區(qū)別（1）CDMA手機(jī)采用了先進(jìn)的切換技術(shù)：軟切換技術(shù)，使得CDMA手機(jī)的通話可以與固定電話媲美。（2）因采用以擴(kuò)頻通信為基礎(chǔ)的一種調(diào)制和多址通信方式，其容量比模擬技術(shù)高10倍，超過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)約4倍。（3）基于寬帶技術(shù)的CDMA使得移動(dòng)通信中視頻應(yīng)用成為可能，從而使手機(jī)從只能打電話和發(fā)送短信息等狹窄的服務(wù)中走向?qū)拵Ф嗝襟w應(yīng)用。（4）GSM系統(tǒng)要求到達(dá)基站的手機(jī)信號(hào)的載干比通常為9dB左右，CDMA系統(tǒng)通常要解擴(kuò)后信號(hào)的值為7dB左右。7第七頁(yè)，共84頁(yè)。接入方式FDMA/CDMA運(yùn)營(yíng)頻段824~849MHz(反向)；869~894MHz(前向)雙工方式FDD，收、發(fā)間隔45MHz載頻間隔1.25MHz，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已調(diào)信號(hào)帶寬1.2288MHzIS-95空口參數(shù)8第八頁(yè)，共84頁(yè)。調(diào)制方式前向QPSK,反向OQPSK分集RAKE(移動(dòng)臺(tái)2-3路，基站4路接收，天線分集信道編碼卷積碼，K=9,R=1/3(反向)；K=9,R=1/2(前向)話音編碼8k或13k變速率

QCELP碼數(shù)據(jù)速率9.6，4.8，2.4，1.2kbps數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)

20ms正交擴(kuò)頻64進(jìn)制WALSH碼PN序列周期242-1chipsand215-1chips擴(kuò)頻解調(diào)門限

7dB(Pe=10-4)IS-95空口參數(shù)9第九頁(yè)，共84頁(yè)。碼字碼字能干什么？有這么一組碼：有一定的互相關(guān)性，一定的自相關(guān)性，具有逼近白噪聲的統(tǒng)計(jì)特性，它們能用來(lái)做什么？地址碼

區(qū)分不同用戶，不同的信道，不同的基站擴(kuò)頻碼

提供擴(kuò)頻增益，增加信號(hào)傳送的可靠性擾碼

一般在擴(kuò)頻碼之后加擾，類似加密，不改變信號(hào)的帶寬，增加數(shù)據(jù)的隨機(jī)性。特殊用途10第十頁(yè)，共84頁(yè)。碼字碼字使用簡(jiǎn)況11第十一頁(yè)，共84頁(yè)。短PN碼長(zhǎng)度為215＝32768個(gè)碼片，每個(gè)基站采用不同相位，它們之間相差64個(gè)碼片，共計(jì)215/64=512種碼型。即可以區(qū)分512個(gè)基站。如果需求大于512個(gè)基站，如何處理？不同的1.25MHz系統(tǒng)采用頻分復(fù)用。相同的1.25MHz系統(tǒng)采用碼分復(fù)用。12第十二頁(yè)，共84頁(yè)。8.3

無(wú)線鏈路

一、信道組成基站MS導(dǎo)頻信道同步信道尋呼信道正向業(yè)務(wù)信道反向業(yè)務(wù)信道接入信道前向CDMA信道反向CDMA信道物理信道：每個(gè)載頻在一個(gè)小區(qū)內(nèi)以64個(gè)Walsh碼區(qū)分信道。一個(gè)載頻包含64個(gè)邏輯信道，占用帶寬1.25MHz。13第十三頁(yè)，共84頁(yè)。一、信道組成正向傳輸?shù)男诺捞卣?個(gè)導(dǎo)頻信道：移動(dòng)臺(tái)定時(shí)獲取、載波提取、越區(qū)切換1個(gè)同步信道：同步調(diào)整7個(gè)尋呼信道：尋呼移動(dòng)臺(tái)和發(fā)出其他指令55個(gè)正向業(yè)務(wù)信道：業(yè)務(wù)通信反向傳輸?shù)男诺捞卣鱪個(gè)接入信道：n=32×尋呼道數(shù)55個(gè)反向業(yè)務(wù)信道：業(yè)務(wù)通信14第十四頁(yè)，共84頁(yè)。1.前向邏輯信道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。15第十五頁(yè)，共84頁(yè)。1.前向邏輯信道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，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。16第十六頁(yè)，共84頁(yè)。1.前向邏輯信道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。17第十七頁(yè)，共84頁(yè)。1.前向邏輯信道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。18第十八頁(yè)，共84頁(yè)。3.反向邏輯信道19第十九頁(yè)，共84頁(yè)。2.反向邏輯信道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。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)。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。20第二十頁(yè)，共84頁(yè)。3.反向邏輯信道21第二十一頁(yè)，共84頁(yè)。2.反向邏輯信道反向業(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?？勺兯俾?600/4800/2400/1200bps傳遞數(shù)據(jù)信息幀長(zhǎng)為20ms。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(méi)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。22第二十二頁(yè)，共84頁(yè)。二、碼字碼字使用簡(jiǎn)況23第二十三頁(yè)，共84頁(yè)。IS-95系統(tǒng)的下行鏈路序列碼下行鏈路構(gòu)成長(zhǎng)碼短碼24第二十四頁(yè)，共84頁(yè)。IS-95系統(tǒng)的下行鏈路序列碼下行鏈路的序列碼1、Walsh碼：擴(kuò)頻、作為地址碼標(biāo)志不同信道

采用64個(gè)Walsh函數(shù)對(duì)信道擴(kuò)頻，每一個(gè)W序列為一個(gè)物理信道，信道數(shù)記為W0-W63。區(qū)分物理信道，實(shí)現(xiàn)碼分多址功能。擴(kuò)頻碼速率：1.2288Mc/S。同步時(shí)，Walsh碼是完全正交碼；非同步情形下，Walsh碼的自相關(guān)特性和互相關(guān)特性很差；25第二十五頁(yè)，共84頁(yè)。短PN碼：作為地址碼標(biāo)志不同小區(qū)/扇區(qū)采用215-1的m序列（32768）

為不同基站發(fā)出的信號(hào)賦予不同的特征，并用于移動(dòng)臺(tái)同步所有基站的引導(dǎo)PN序列有相同的產(chǎn)生結(jié)構(gòu)，但是不同BS具有不同的相位偏移量按64個(gè)子碼為間隔，形成32768/64=512個(gè)不同的時(shí)間偏置，在全系統(tǒng)時(shí)鐘同步的情況下，移動(dòng)臺(tái)根據(jù)時(shí)間偏置可識(shí)別與同步基站IS-95系統(tǒng)的下行鏈路序列碼26第二十六頁(yè)，共84頁(yè)。IS-95系統(tǒng)的下行鏈路序列碼3、長(zhǎng)PN碼：作為擾碼對(duì)業(yè)務(wù)信道加擾采用：周期為242-1的m長(zhǎng)碼在下行鏈路(尋呼信道和業(yè)務(wù)信道)中作擾碼，用于數(shù)據(jù)加擾和用戶保密。長(zhǎng)碼速率為1.2288Mc/s，64分頻（64抽1）后為19.2kc/s不同信道利用不同的掩碼得到不同相位的長(zhǎng)碼不具備擴(kuò)頻功能27第二十七頁(yè)，共84頁(yè)。IS-95系統(tǒng)的上行鏈路序列碼長(zhǎng)碼,242,擴(kuò)頻，區(qū)分用戶，同步短碼,215,

同步、加擾Walsh碼，只用于多進(jìn)制擴(kuò)頻28第二十八頁(yè)，共84頁(yè)。IS-95系統(tǒng)的上行鏈路序列碼下行鏈路的序列碼

Walsh碼：作為擴(kuò)頻調(diào)制碼完成多進(jìn)制擴(kuò)頻的功能，提高系統(tǒng)的抗干擾能力和信息傳輸能力64位Walsh函數(shù)正交擴(kuò)頻29第二十九頁(yè)，共84頁(yè)。IS-95系統(tǒng)的上行鏈路序列碼短碼：作為地址碼標(biāo)志不同小區(qū)/扇區(qū)采用215-1的m序列采用與下行鏈路相同的引導(dǎo)PN碼正交調(diào)制，用于基站同步，系統(tǒng)加擾導(dǎo)頻偏置與下行一致速率：1.2288Mc/s30第三十頁(yè)，共84頁(yè)。長(zhǎng)碼：作為地址碼區(qū)分不同的用戶用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。通過(guò)不同的掩碼給每個(gè)信道分配一個(gè)不同的初相,從而構(gòu)成邏輯信道和移動(dòng)臺(tái)的地址碼，實(shí)現(xiàn)上行鏈路的碼分多址功能。長(zhǎng)碼由42個(gè)移位寄存器組成的m序列發(fā)生器產(chǎn)生。該序列再由一個(gè)42比特掩碼賦予不同的相位。IS-95系統(tǒng)的上行鏈路序列碼31第三十一頁(yè)，共84頁(yè)。二、碼字碼字使用簡(jiǎn)況導(dǎo)頻信道W0移動(dòng)臺(tái)定時(shí)獲取、載波提取、越區(qū)切換同步信道W32：同步調(diào)整尋呼信道W1-W7：尋呼移動(dòng)臺(tái)和發(fā)出其他指令其它為正向業(yè)務(wù)信道32第三十二頁(yè)，共84頁(yè)。二、碼字碼字使用簡(jiǎn)況

由接入信道和反向業(yè)務(wù)信道組成。

用戶采用隨機(jī)接入?yún)f(xié)議接入網(wǎng)絡(luò)，允許多個(gè)用戶以競(jìng)爭(zhēng)方式占用33第三十三頁(yè)，共84頁(yè)。二、碼字碼字使用簡(jiǎn)況

PN碼長(zhǎng)度為215＝32768個(gè)碼片，每個(gè)基站采用不同相位，它們之間相差64個(gè)碼片，共計(jì)215/64=512種碼型。即可以區(qū)分512個(gè)基站。問(wèn)題：如果需求大于512個(gè)基站，如何處理？不同的1.25MHz系統(tǒng)采用頻分復(fù)用，相同的1.25MHz系統(tǒng)采用碼分復(fù)用。34第三十四頁(yè)，共84頁(yè)。

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A三、信號(hào)處理過(guò)程

一.前向信道

1.控制信道35第三十五頁(yè)，共84頁(yè)。

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=1/236第三十六頁(yè)，共84頁(yè)。

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。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=1/237第三十七頁(yè)，共84頁(yè)。2.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。38第三十八頁(yè)，共84頁(yè)。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=1/239第三十九頁(yè)，共84頁(yè)。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=1/240第四十頁(yè)，共84頁(yè)。3.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基帶濾波基帶濾波在進(jìn)行QPSK調(diào)制前，各種信號(hào)都要進(jìn)行四相擴(kuò)展。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)。41第四十一頁(yè)，共84頁(yè)。導(dǎo)頻信道連續(xù)周期地發(fā)送未經(jīng)調(diào)制的短PN碼；基站利用導(dǎo)頻短PN序列的時(shí)間偏置來(lái)標(biāo)識(shí)每個(gè)基站。偏置系數(shù)共512個(gè)，編號(hào)從0到511偏置時(shí)間=偏置系數(shù)×64（Chip）×子碼寬度例如，當(dāng)偏置系數(shù)是15時(shí)相應(yīng)的偏置子碼個(gè)數(shù)是15×64=960個(gè)子碼（碼片）已知子碼寬度為1/1.2288×10^6=0.813μs

故偏置時(shí)間為960×0.813μs=781.25μs幀長(zhǎng)26.66ms

(215-1)×(0.813μs)=26.66ms相鄰基站的導(dǎo)頻短PN序列偏置指數(shù)間隔應(yīng)大一些42第四十二頁(yè)，共84頁(yè)。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=1/343第四十三頁(yè)，共84頁(yè)。二.反向信道卷積碼重復(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=1/31.接入信道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)。

44第四十四頁(yè)，共84頁(yè)。二.反向信道卷積碼重復(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=1/31.接入信道

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)制碼元的符號(hào)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walsh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walsh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。45第四十五頁(yè)，共84頁(yè)。二.反向信道卷積碼重復(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=1/31.接入信道最后用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。46第四十六頁(yè)，共84頁(yè)。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=1/34.8kBd47第四十七頁(yè)，共84頁(yè)。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=1/34.8kBd2.業(yè)務(wù)信道業(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。48第四十八頁(yè)，共84頁(yè)。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=1/34.8kBd2.業(yè)務(wù)信道再經(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。49第四十九頁(yè)，共84頁(yè)。2、業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù)突發(fā)隨機(jī)化：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4.8kBd50第五十頁(yè)，共84頁(yè)。3.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51第五十一頁(yè)，共84頁(yè)。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。52第五十二頁(yè)，共84頁(yè)。CDMA的關(guān)鍵技術(shù)多址干擾遠(yuǎn)近效應(yīng)功率控制軟容量軟切換RAKE接收機(jī)可變速率聲碼器15-538.4功率控制53第五十三頁(yè)，共84頁(yè)。一、多址干擾概念：指在CDMA通信系統(tǒng)中，共用頻帶用戶的DS信號(hào)在時(shí)域和頻域上互相重疊，這些非理想正交的信號(hào)互相之間的干擾。多址干擾產(chǎn)生的原因PN碼不是理想正交的同步不理想多徑影響選擇良好的自相關(guān)性、互相關(guān)性的地址碼；采用信號(hào)處理的方法消除多址干擾；用功率控制克服遠(yuǎn)近效應(yīng)。問(wèn)題：如何減小多址干擾？15-548.4功率控制54第五十四頁(yè)，共84頁(yè)。二、遠(yuǎn)近效應(yīng)遠(yuǎn)近效應(yīng)概念：近地強(qiáng)信號(hào)壓制遠(yuǎn)地弱信號(hào)的現(xiàn)象。即近地強(qiáng)信號(hào)的功率電平會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)地弱信號(hào)的功率電平。GSM系統(tǒng)有遠(yuǎn)近效應(yīng)嗎？每200kHz劃分一個(gè)頻段，如果一個(gè)手機(jī)發(fā)射功率過(guò)大，只是干擾同頻或鄰頻的手機(jī)。主要發(fā)生在IS-95上行信道。如果移動(dòng)臺(tái)功率是固定的，按照最大通信距離設(shè)計(jì)，則當(dāng)移動(dòng)臺(tái)接近基站時(shí)，產(chǎn)生過(guò)量的功率輻射。

問(wèn)題：如何減小遠(yuǎn)近效應(yīng)？55第五十五頁(yè)，共84頁(yè)。三、功率控制概念：根據(jù)通信距離的不同，實(shí)時(shí)調(diào)整發(fā)射機(jī)所需功率，使得接收電平剛剛達(dá)到信干比門限。

GSM系統(tǒng)的功控——減少同頻干擾、鄰頻干擾在GSM系統(tǒng)中，無(wú)論是基站還是手機(jī)的發(fā)射功率都是由BSC來(lái)進(jìn)行控制的，劃分為進(jìn)入連接模式之前和進(jìn)入連接模式之后。56第五十六頁(yè)，共84頁(yè)。三、功率控制在連接模式之前，手機(jī)基本跟收音機(jī)差不多，收聽系統(tǒng)消息，基本上不會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成干擾

但是BSC還是盡責(zé)的告訴手機(jī)，第一次接入系統(tǒng)時(shí)最大的信道發(fā)射功率。手機(jī)以隨機(jī)接入信道接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，就以上面提到的最大功率接入，如果手機(jī)本身能提供的功率低于這個(gè)值，就以后者功率接入。57第五十七頁(yè)，共84頁(yè)。三、功率控制一旦進(jìn)入了連接模式，功控就很重要了，基站對(duì)上行鏈路的接收電平和接收質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量，并傳送給BSC。手機(jī)當(dāng)前的發(fā)送功率，通過(guò)慢輔助控制信道SACCH傳給BTS，由BTS給BSC，BSC對(duì)以上因素加以考慮，決定如何調(diào)整手機(jī)的發(fā)射功率。58第五十八頁(yè)，共84頁(yè)。三、功率控制BSC如果要調(diào)整功率，那么就在下行的SACCH信道中設(shè)置改變手機(jī)功率的命令。手機(jī)收到后，就按該值傳輸。有沒(méi)有什么問(wèn)題？如果功率需要改變幅度太大，還是需要時(shí)間的，手機(jī)功率最大變化速率是每13幀（60ms）以2dB的速率變化。上行功控范圍20-30dB。59第五十九頁(yè)，共84頁(yè)。三、功率控制除了上行，下行鏈路也是需要調(diào)整功率的，在GSM系統(tǒng)中，這是一個(gè)可選項(xiàng)。問(wèn)題：對(duì)于下行鏈路是不是所有的載頻都可以參加功率控制？

廣播控制信道BCCH的載頻不參加功率控制，因?yàn)樾^(qū)內(nèi)的手機(jī)需要檢測(cè)其電平來(lái)完成小區(qū)選擇和重選，功率的變化會(huì)讓手機(jī)在選擇小區(qū)上無(wú)所適從。60第六十頁(yè)，共84頁(yè)。三、功率控制CDMA系統(tǒng)功率控制的目的克服遠(yuǎn)近效應(yīng)減少多址干擾手機(jī)的低功耗分類反向功率控制正向功率控制61第六十一頁(yè)，共84頁(yè)。三、功率控制反向功率控制使移動(dòng)臺(tái)無(wú)論處于什么位置，其信號(hào)在到達(dá)基站的接收機(jī)時(shí)，都有相同的電平門限。正向功率控制調(diào)整基站向移動(dòng)臺(tái)發(fā)射的功率，使任一移動(dòng)臺(tái)無(wú)論處于小區(qū)的什么位置，收到基站的信號(hào)電平都剛剛達(dá)到信干比要求的門限。62第六十二頁(yè)，共84頁(yè)。三、功率控制結(jié)構(gòu)：

開環(huán)：通過(guò)測(cè)量接收的信號(hào)強(qiáng)度，調(diào)節(jié)自己的發(fā)射功率。缺點(diǎn)當(dāng)前向和反向信道的衰落特性不一致時(shí)，基于前向信道的信號(hào)測(cè)量是不能反映反向信道傳播特性的，調(diào)節(jié)精度不高。因此，開環(huán)功率控制發(fā)生在移動(dòng)臺(tái)初始接入階段，只能粗略估計(jì)發(fā)射功率，僅是一種對(duì)移動(dòng)臺(tái)平均發(fā)射功率的調(diào)節(jié)。優(yōu)點(diǎn)直接、簡(jiǎn)單，不需要在移動(dòng)臺(tái)和基站之間交換控制信息，控制速度快而且節(jié)省開銷。63第六十三頁(yè)，共84頁(yè)。三、功率控制結(jié)構(gòu)：閉環(huán)：收方依據(jù)接收信號(hào)強(qiáng)度，形成功率調(diào)整指令，通知發(fā)方調(diào)節(jié)發(fā)射功率。優(yōu)點(diǎn)

閉環(huán)功率控制發(fā)生在移動(dòng)臺(tái)接入過(guò)程中，能夠較精確地估計(jì)發(fā)射功率，調(diào)節(jié)精度高。缺點(diǎn)

但是復(fù)雜，需要在移動(dòng)臺(tái)和基站之間交換控制信息，功率控制速度比較慢，開銷較大。

64第六十四頁(yè)，共84頁(yè)。三、功率控制閉環(huán)：收方依據(jù)接收信號(hào)強(qiáng)度，形成功率調(diào)整指令，通知發(fā)方調(diào)節(jié)發(fā)射功率。封閉的環(huán)路65第六十五頁(yè)，共84頁(yè)。三、功率控制閉環(huán)——內(nèi)環(huán)&外環(huán)：外環(huán)調(diào)整SIR目標(biāo)值，內(nèi)環(huán)調(diào)

整功率外環(huán)內(nèi)環(huán)66第六十六頁(yè)，共84頁(yè)。三、功率控制功率控制的參數(shù)功控速率（多長(zhǎng)時(shí)間功控一次）功控步長(zhǎng)（每次功控調(diào)整的步長(zhǎng)）67第六十七頁(yè)，共84頁(yè)。三、功率控制功率控制的速率設(shè)置功控時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致無(wú)線信號(hào)的電平跟不上無(wú)線環(huán)境的變化，突然的衰落和干擾會(huì)導(dǎo)致掉話；功控時(shí)間間隔越短越有利于無(wú)線信號(hào)應(yīng)對(duì)無(wú)線環(huán)境的變化，但會(huì)增加對(duì)系統(tǒng)計(jì)算能力和復(fù)雜性的要求。68第六十八頁(yè)，共84頁(yè)。三、功率控制15-69理想的功率控制速率是剛好跟上信道的變化速率69第六十九頁(yè)，共84頁(yè)。三、功率控制功率控制的步長(zhǎng)設(shè)置如果每次功控調(diào)整的步長(zhǎng)過(guò)小，就跟不上無(wú)線環(huán)境的變化；如果每次調(diào)整步長(zhǎng)過(guò)大，例如增加功率過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致功率供給大于功率需求，造成資源浪費(fèi)，引起干擾；降低功率過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)電平降低過(guò)快，引起通話質(zhì)量下降甚至掉話。70第七十頁(yè)，共84頁(yè)。三、功率控制功率控制的步長(zhǎng)設(shè)置功控的步長(zhǎng)一般采用“快升慢降”原則例如，如果需要增大功率，功率每次增加0.5dB，如果需要降低功率，每次只降低0.2dB。為什么？若無(wú)線環(huán)境突然變壞，為了保證通話質(zhì)量，避免掉話，應(yīng)迅速把功率升上去；當(dāng)不需要這么大功率時(shí)，慢慢降下來(lái)。71第七十一頁(yè)，共84頁(yè)。四、軟容量軟容量可在短時(shí)間內(nèi)增加用戶數(shù)，超過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的負(fù)荷，以話音質(zhì)量的下降獲取容量，而不是硬阻塞。有些擴(kuò)頻碼之間由于多徑影響，移位互相關(guān)不理想，實(shí)際中不能使用。而用戶數(shù)超過(guò)系統(tǒng)負(fù)荷時(shí)，可以暫時(shí)使用某些允許范圍以外的擴(kuò)頻碼，引入少量干擾，話音質(zhì)量下降，但是不會(huì)引起硬阻塞。72第七十二頁(yè)，共84頁(yè)。五、軟切換軟切換CDMA系統(tǒng)獨(dú)特的切換功能