前期华为版 CDMA通信原理(NSS)课件

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1、RA000001 CDMA通信原理(NSS),1.0,学习目标,对CDMA技术特别是网络知识有一个初步的、全局的了解，为CDMA技术的深层次学习打基础。 本教材虽然是CDMA技术的普及性教材，但也要求学员有一定的电信基础和相关知识的了解。,学习完本课程，您应该能够：,课程内容,第一章 CDMA技术及其发展演进 第二章 CDMA技术特点和特色业务 第三章 CDMA在中国的应用,第一章 CDMA技术及其发展演进,移动通信的发展与CDMA技术的出现 三种3G制式的比较 什么是CDMA技术 CDMA技术与其它多址技术的比较 CDMA技术的发展演进 CDMA2000 1X概述 CDMA2000 1X带来

2、的技术优势 CDMA网络参考模型 CDMA接口标准,参考资料,CDMA通信原理 IOS40 IS41D M800系统概述 800MHz CDMA数字蜂窝移动通信系统设备总技术规范：交换子系统部分,移动通信的发展与CDMA技术的出现,移动通信的发展与CDMA技术的出现,CDMA与GSM同属于2代数字移动通信系统。 GSM是欧洲标准，全球都有应用，中国称为全球通，向3G演进的方向是WCDMA CDMA是北美标准，主要在北美洲。南美洲、亚洲。澳洲也有运营商。向3G演进的方向是CDMA2000,三种3G制式的比较,现在总共有3中3G制式存在,三种3G制式的比较（1）,三种3G制式的比较（2）,什么是C

3、DMA技术,CDMA：Code Division Multiple Access（码分多址）。所有用户在同一时间、同一频段上、根据编码获得业务信道。,CDMA技术与其它多址技术的比较,码,业务信道在不同频段分配给不同用户 如：TACS系统、AMPS系统,业务信道在不同时间分配给不同用户 如：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,CDMA技术与其它多址技术的比较,CDMA10MHz 8个CDMA载波 每载波20个话音信道 每站点3个扇区 频率复用系数1 支持有效话音信道数8203480,GSM10MHz 50个GSM载波(10MHz/200KHz) 每载波8个时隙（包括业

4、务信道和控制信道） 每站点3个扇区 频率复用系数（通常）4 可配置的站型为S444 支持有效话音信道数487.2/487,在相同频谱利用度情况下，CDMA容量是GSM的45倍.,大容量,CDMA技术与其它多址技术的比较,广覆盖,CDMA 小区覆盖随负载的变化而变化 在无负载情况下，小区半径是标准GSM的3倍 在每扇区20信道的负载条件下，半径是标准GSM的2倍 GSM 小区在加载的情况下，覆盖保持不变,在相同覆盖条件下，基站数量大大减少,CDMA2000技术的发展演进,CDMA2000 1X概述,CDMA2000 1X概述,码片速率：1.2288 Mcps IS-95A/B是其子集,RC1/R

5、C2 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307.2kbps 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,CDMA2000 1X带来的技术优势,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 更强的搞干扰性 改进的前向纠错(中/高速数据传输采用Turbo Code) 频谱利用率提高 Walsh码资

6、源加倍 HPSK 、 QPSK调制,CDMA2000 1X带来的技术优势,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),CDMA网络参考模型,CDMA接口标准,问题,现在世界上总共有几种3G标准? CDMA2000的演进方式是什么?,小结,CDMA即Code Division Multiple Access（码分多址）是一种采用先进无线扩频技术的数字通信多址接入方式。 CDMA 2000标准的发展经历了从IS-95A、IS-95B到cdma2000 1x、及cdma200

7、0 1xEV的发展过程,第二章 CDMA技术特点和特色业务,第一节 CDMA的关键技术 第二节 CDMA的特色业务 第三节 CDMA2000新业务 第四节 CDMA的移动性管理 第五节 CDMA的安全性管理,第一节CDMA关键技术,扩频技术 RAKE接收技术 语音编码 信道编码 功率控制 软切换技术 增强硬切换技术 小区呼吸 鉴权技术,CDMA关键技术扩频技术,CDMA扩频技术可以减少频率选择性衰落的影响,CDMA关键技术扩频技术,CDMA关键技术RAKE接收技术,时间分集 采用符号交织，检错纠错编码等方法。 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1.25M上。

8、 空间分集 基站采用双接收天线。 在手机和基站采用RAKE接收，合并不同传输延时的信号。 软切换的时候，移动台和多个基站同时联系，从中选出最好的帧送给交换机。,CDMA关键技术RAKE接收技术,S(t),发射信号,接收技术无线环境-多径效应,CDMA关键技术RAKE接收技术,RAKE接收技术在多径衰落条件下有效提高接收性能,CDMA关键技术语音编码,典型的双工通话中，通话的占空比小于35%,不通话的时候降低发射速率，有效提高系统容量。,可变速率声码器: 8K QCELP 13K QCELP 特点: 支持话音激活,CDMA关键技术信道编码,CDMA采用卷积码与Turbo码，降低误码率，提高系统性

9、能，满足语音通信与数据通信需求,CDMA关键技术功率控制,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 EIB(Erasure Indicator Bit)方式：50 Hz QIB方式：50 Hz 快速功率控制：800 Hz,CDMA关键技术功率控制,每个用户对于其他用户都相当于干扰，远近效应会严重影响系统容量,采用功率控制技术减少了相互之间的干扰，提高了系统整体容量,远近效应与功率控制,CDMA关键技术功率控制(反向开环),移动台所需发射功率受以下因素影响 移动台与基站距离 小区负荷 信道环境 CDMA系统规

10、定用一个常数来补偿路径损耗与小区负荷的影响，这个常数可由基站调整 移动台根据接收前向信道的功率，直接确定发射功率,CDMA关键技术功率控制(反向闭环),内环功率控制 基站测量Eb/Nt和设定的目标Eb/Nt进行比较，大于则指令移动台降低发射功率，否则增加发射功率。调节速率为 800Hz 外环功率控制 统计误帧率，设定所需的目标Eb/Nt,CDMA关键技术软切换技术,软切换: 不同基站BTS间切换 不同BSC间切换 更软切换: 同基站不同扇区间切换 硬切换: 异频切换 不同系统间切换,CDMA系统支持多种切换技术,CDMA关键技术软切换技术,软切换技术 改善话音质量；控制手机干扰 降低掉话率；提

11、高容量与覆盖范围,CDMA关键技术增强硬切换技术,CDMA技术支持不同频率基站之间硬切换，支持不同系统间的硬切换,增强硬切换技术有效提高切换成功率，降低掉话率,CDMA关键技术增强硬切换技术,CDMA技术支持不同频率基站之间硬切换，支持不同系统间的硬切换,增强硬切换技术有效提高切换成功率，降低掉话率,City2,City1,City3,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,CDMA关键技术小区呼吸,“小区呼吸”动态分配小区负荷，改善网络覆盖, 增加系统容量,负载控制使用的主要手段包括小区呼吸和同覆盖异频小区之间的切换。,CDMA

12、关键技术鉴权技术,CDMA通过完善的鉴权流程有效防止非法复制手机,不能非法复制手机了？！,CDMA关键技术鉴权技术,共享保密数据_A,CDMA关键技术鉴权技术,A_KEY,63.48 47.32 31.0 bit 保存在手机和AC中，只用于计算SSD。SSD代替A_Key参与后续鉴权流程计算,CDMA关键技术鉴权技术,RAND_Challenge,CDMA关键技术鉴权技术,鉴权的类型： 1、按接续过程中鉴权的时刻 位置登记时鉴权、始呼鉴权、终呼鉴权、FLASH鉴权 2、按鉴权对象： 基站查询（用于手机主动确认基站是否是真实的）、独特查询（网络侧查询手机是否是真实的）,第二节CDMA特色业务,C

13、DMA特色业务特色业务例一,如意锁 特征：手机用户使用任一固定电话拨打接入码，输入PIN码，就可进行手机闭锁/开锁操作，无须到营业厅登记、交费,怎么。刚捡到就不能打了？,CDMA特色业务特色业务例二,FOLLOW ME 特征：用户可以用任意一部电话使用该业务，进行登记转移，保证移动用户来话不被丢失,CDMA特色业务特色业务例三,友情通 特征：被叫用户签约该业务后，系统将要求主叫输入密码，只有密码正确输入才可接续至被叫，对于无法输入正确密码的用户将被拒绝呼叫或被转接,CDMA特色业务特色业务例四,LOOK FOR业务 特征一：某一用户呼叫群内用户时，群内用户终端依次振铃，直到应答为止 特征二：某

14、一用户呼叫组内用户时，组内用户终端同时振铃，直到应答为止,第三节 CDMA2000新业务,移动分组数据业务 移动定位业务 平等接入业务,网络发展方向,CDMA2000新业务数据业务,CDMA2000新业务定位业务,3GPP2 选用下列3 种定位技术标准: GPS辅助测量 精度：郊区10米；城区3070米；室内无法定位 响应时间：310s 基站导频相位测量 精度：50200米 响应时间：36s 小区ID定位 精度：根据小区大小而定 响应时间：3s以内,CDMA2000新业务定位业务,系统根据报警用户位置信息，转到最近的报警处理中心 在用户手机上亦可设置报警按钮，以达到不通话即可实现报警的目的,C

15、DMA2000新业务长途平等接入,有利于移动运营商吸收大量的长途业务 用户签约选择长途运营商，保证服务质量 方便用户节省长途话费（优惠策略） 不用拨前缀就能直接打IP长途,第四节 CDMA的移动性管理自动漫游,位置登记程序： MSC支持登记和取消登记。其中登记包括开机登记、关机登记、基于定时器的登记、基于距离的登记、基于区域的登记、参数变化的登记、受命登记、业务信道的登记和隐含登记。,第四节 CDMA的移动性管理切换程序,MSC支持的切换方式： 1、局内切换 2、前向切换 3、后向切换 4、切换到第三方,第五节 CDMA的安全性管理,移动交换系统的安全性管理功能由用户识别安全、用户业务数据安全

16、、信令信息安全来构成。,问题,软切换与硬切换的区别 切换到第三方的含义 鉴权过程中SSDA,RANDU, RANDC, RAND, RANDBS, A-KEY的定义是什么？,小结,几个重要的概念：软切换，硬切换，切换到第三方，SSD，AKey CDMA的鉴权很有特色，应该重点关注 CDMA的位置登记共有九种与GSM有一定区别 CDMA的功率控制原理,第三章 CDMA在中国的应用,第一节 中国CDMA标准的发展和联通 一期建设情况 第二节 CDMA系统编号方案 第三节 CDMA组网方式,第一节 中国CDMA标准的发展和联通一期建设情况,中国CDMA标准的发展 CDMA联通一期建设情况,中国CDMA标准的发展,我国目前采用的CDMA标准主要是向美国的标准靠拢，但应注意到我国的实际情况与它们稍有不同。例如，在空中接口上，美国的标准注重CDMA与AMPS双模兼容，而在我国则没有这种需求，因此其频率、基本