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1、11 1CDMA的发展主要历程的发展主要历程PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 22 2CDMA技术标准的演进路线技术标准的演进路线CDMACDMA技术标准的演进路线技术标准的演进路线技术标准的演进路线技术标准的演进路线199519992000200120022003+IS- 95- Acdma2000 1X 1xEV Phase 1 (1xEV- DO) Voice 14.4 kbps High Capacity Voice 153 kbps Packet RF Backward Comp. 2.4 Mbps Packet RF Backward Comp.1x
2、EV Phase 2 (1xEV- DV) Higher Cap Voice/ Data RF Backward Comp.PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 33 3IMT- 2000是第三代移动通信系统的统称是第三代移动通信系统的统称第三代移动通信系统能提供多种类型、高质量的多媒体业务，能实现全球无第三代移动通信系统能提供多种类型、高质量的多媒体业务，能实现全球无 缝覆盖，具有全球漫游能力，与固定网络相兼容，并以小型便携式终端在任缝覆盖，具有全球漫游能力，与固定网络相兼容，并以小型便携式终端在任 何时候、任何地点进行任何种类通信。何时候、任何地点进行任何种类通
3、信。第三代移动通信系统最早由国际电信联盟（第三代移动通信系统最早由国际电信联盟（ITU）1985年提 出，考虑到该系年提 出，考虑到该系 统将于统将于2000年左右进入商用年左右进入商用市场市场，并，并且其工作且其工作的的频段频段在在2000MHz，故故于于 1996年年正正式式更名为更名为IMT- 2000（International Mobile Telecommunication- 2000）。）。IMT- 2000PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 44 4n全球统全球统一频段一频段、统、统一标准一标准，全球无缝覆盖，全球无缝覆盖n高高效效的的频谱效率频谱
4、效率n更更高的高的服服务质量、务质量、保密性和可靠性保密性和可靠性n易易于于从从2G系统系统平滑演平滑演进与进与过渡过渡，并，并反向反向兼容兼容2G系统系统n提供多媒体业务，提供多媒体业务，速率速率最高最高可达可达2Mb/s车速环境：车速环境：144kb/s步步行行环境：环境：384kb/s室内环境：室内环境：2Mb/sIMT- 2000的的目标目标PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 55 5T1P1TIAARIBTTATTCCWTS欧洲北美亚太3GPP3GPP2IMT- 2000IMT- 2000ETSIUMTS- WCDMA 98.12成立成立 GSM核心网核
5、心网 WCDMA RTTcdma2000 99.1成立成立 ANSI- 41核心网核心网 cdma2000 RTTIMT- 2000标准化组织标准化组织PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 炣 66 6WCDMAWCDMAcdma2000cdma2000TD-SCDMATD-SCDMA 接收机结构接收机结构接收机结构接收机结构RAKERAKERAKERAKERAKERAKE 闭环功率控制闭环功率控制闭环功率控制闭环功率控制支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持 越区切换越区切换越区切换越区切换软、硬切换软、硬切换软、硬切换软、硬切换软、硬切换软、硬切换软、
6、硬切换软、硬切换软、硬切换软、硬切换软、硬切换软、硬切换 解调方式解调方式解调方式解调方式相干解调相干解调相干解调相干解调相干解调相干解调相干解调相干解调相干解调相干解调相干解调相干解调 码片速率码片速率码片速率码片速率 (Mcps)(Mcps)3.843.84N*1.2288N*1.22881.281.28发射分集方式发射分集方式发射分集方式发射分集方式TSTDTSTD STTDSTTD FBTDFBTDOTDOTD STSSTS无无无无同步方式同步方式同步方式同步方式异步异步异步异步同步同步同步同步异步异步异步异步 核心网核心网核心网核心网GSM MAPGSM MAPANSI-41ANSI
7、-41GSM MAPGSM MAP三种主要体三种主要体制比较制比较PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 炣 77 7CDMA基本原理基本原理PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 88 8CDMA系统主要特点系统主要特点系统容量大系统容量大GFu1/1RbWNuNoEb=其中： W/Rb : 处理增益 Eb/No: 比特能量与噪声系数比 u : 语音占空比 F : 频率复用率 G : 扇区系数CDMACDMA容量计算容量计算限制CDMA基站容量的因素RF 容量 RF 反向容量 -噪声容量 RF 前向容量 -功率容量 Walsh Code 容
8、量 信道单元 ( CE ) 容量NW RE NVAFfGbo,.5=+ =+ =1111228800 96001101 041065 085401610建议建议最最大负荷为极限大负荷为极限容量的容量的50%由由此得此得出出反反 向链向链容量容量为每扇区为每扇区20个话个话务信务信道道PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 炣 99 9CDMA系统主要系统主要特特点点AMPS, D- AMPS, N- AMPSCDMA303010 kHz Bandwidth200 kHz1250 kHz131 Users8 Users35 Users 1111111111111112
9、344325617Typical Frequency Reuse N=7Typical Frequency Reuse N=4Typical Frequency Reuse N=1Vulnerability: C/I 17 dBVulnerability: C/I 6.5- 9 dBVulnerability: EbNo 4 dB 抗干扰能力强PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 101010CDMA系统主要系统主要特特点点前向链路采用64位WALSH码区分信道，共有导频、寻呼、同步、前向业务 等4类信道，不同基站之间采用 2（15次方）PN码相位区分，共有512个
10、相 位（相邻相位之间相差64个PN码片），采用了卷积编码（K=9，R= l2） 、交织等信道编码方式。 后向链路共有接入、反向业务2类信道，信道及用户之间采用2（42次方）- 1 PN码相位区分，采用了卷积编码（K=9、R=l 3, R= l2 ）、交织等信 道编码方式，同时采用了64进制调制方式。 此标准规定的系统是同步CDMA系统（信道、基站区分采用PN码相位）， 因此，必须有一个时间参考源，标准规定采用GPS定时。 为了提高系统容量，一是在前向信道中加入了功率控制子信道，用于移动 台的闭环功率控制；二是采用了可变速率声码器，实现话音激活；三是移 动台采用非连续发送方式。PDF 文件使用
11、“pdfFactory Pro“ 试用版本创建 111111首次在蜂窝移动通信系统中提出软切换、更软切换概念，并在实际系统中 实现了此概念。 前向信道采用相干解调方式，反向信道采用非相干解调方式。 实现了“软容量”，即当系统满负载工作时，再增加少数用户，系统性能会 稍有下降。 实现了路径分集（RAKE接收），由于CDMA系统传输带宽较宽，信号传 输带宽大于相关带宽时，就可以用1W的（时间）分辨率分辨出多径分量 ，再进行分集合并，从而改善接收性能。 可以与其他窄带系统共存，因为扩频之后，信号功率谱展宽，功率谱密度 降低，对其他窄带系统影响很小，IS- 95A系统信号对窄带信号而言近似白 噪声。
12、实现了高保密通信，鉴权、数字格式、宽带信令可由受话人指定的密码进 行保护CDMA系统主要系统主要特特点点PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 121212CDMA系统主要技术特点- RAKE接收技术在移动通信中，移动台与基站之间的环境复杂，到达接收信号不会是一条路径 来的信号，而是多径合成信号。对于采用其他技术的移动通信系统，只能采用 复杂的抵抗技术，减少影响。而对采用CDMA技术的移动通信系统，由于 CDMA的相关特性，只要路径之间的时延差大于一个PN码片宽度，就可以利用 多径信号加强接收效果，此种技术称为RAKE分集接收技术（俗称路径分集） 。一般RAKE接收机
13、由搜索器（Searcher）、解调器（Finger）、合并器（ Combiner）3个模块组成。搜索器完成路径搜索，主要原理是利用码的自相关 及互相关特性。解调器完成信号的解扩、解调，解调器的个数决定了解调的路 径数，通常CDMA基站系统一个RAKE接收机由4个Finger组成，移动台由3个 Finger组成。合并器完成多个解调器输出的信号的合并处理，通用的合并算法 有选择式相加合并、等增益合并、最大比合并3种。合并后的信号输出到译码单元，进行信道译码处理。PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 131313CDMA系统主要系统主要技术特技术特点点- - - 速率判速
14、率判定定技术技术由于CDMA是多个用户共同占用同一频带资源，相互之间通过PN码来区分，因 此，同时通话用户数越多，相互之间干扰就越大。在一定的服务质量下，如果 要有效利用系统资源，那么必须采用相应的措施。现在通用的方法是采用语音 压缩编码及话音激活技术。IS- 95系统就是采用了8 kbits（IS- 95A）或13 kbit s（IS- 95B）语音编码技术以及变速率话音激活技术。同时，变速率也为随 路信令的传输提供了方便。对于IS- 95系统，接收端无法知道发送数据速率，只 能通过提取信道质量信息，判定发送端可能发送的速率。PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建
15、141414在CDMA数字移动系统中，切换的标准主要为导频信号的强度，导频信号强度 为接收到的导频能量与全部接收到的能量的比值。导频信号是每个基站连续发 射的未经调制的、直接序列扩频的信号，它主要用于使所有在基站覆盖区中工 作的移动台进行同步和切换。基站利用一周期为2（15次方）=32 768的最大长 度伪随机序列（PN）的时间偏置来标识每个前向CDMA信道（由基站到移动台 ），此序列PN也称为导频序列。不同前向信道使用不同相位的m序列进行调制 ，其相位至少相差64bit，因此导频PN序列可使用的相位为512个。在CDMA系 统中所有CDMA小区都采用同一个频率，移动台根据接收到的基站导频信号的 不同偏置来区分各个基站。每个小区的导频要与其同一CDMA信道中的正向业 务信道相配合才有效，当移动台检测到一个
