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1、CDMA信道结构,系统测试部,物理/逻辑信道,物理信道：物理层（Physical Layer）完成前反向物理信道的编解码和调制解调功能。逻辑信道：利用不同的码实现码分多址，以向不同的移动台传送信息。,CDMA2000 逻辑/物理信道映射表,Walsh码，m序列及M序列,在CDMA系统中，三种序列分别是长码、短码和Walsh码。下面对其进行比较说明。 短码（short code），用于前反向信道正交调制，在前向信道，不同的基站使用不同的短码用于标识不同的基站。由15位码子组成，可以提供215个码子，从0到511，每个码子有64个CHIP。大家在后台配置基站的PN时会使用。,Walsh码，m序列及
2、M序列,长码（long code），由一个42位的移位寄存器产生的伪随机码和一个42位的长码掩码通过与门模2加输出得到的，每种信道的长码掩码是不同的，长码掩码也是通过42位移位寄存器产生的。长度为2421。在CDMA系统中，长码在前向链路用于扰码，反向链路用于扩频。 沃尔什码（Walsh code），利用其正交特性，用于CDMA系统的前向扩频。,Walsh码，m序列及M序列,CDMA系统中的三种码比较,Walsh码，m序列及M序列,CDMA系统前向链路是由PN长码（码长2421码片）、Walsh码（码长64码片，共有64个不同的正交码）和PN短码（215）组成的三阶系统，分别完成数据扰码（数据
3、编码、数据卷码功能）、信道识别（码分多址，即通过Walsh码正交相关处理，实现基站多路发射信号之间的理想分离）、基站识别（基站多址）功能。可以把前向链路信号归纳为由分配的无线频带、一对具有确定相位偏置的正交PN 码的四相调制信号、正交Walsh 函数二相调制信号、卷积编码、扰码信息综合组成的系统。,IS95信道结构,IS-95 前向：导频（PILOT）信道、同步（SYNC）信道、寻呼（PAGING）信道、业务（TRAFFIC）信道 反向：接入（ACCESS）信道、业务(TRAFFIC)信道,IS95信道结构,IS-95系统基站传送的前向CDMA信道包括：导频信道：基站在此信道发送导频信号供移动
4、台识别基站并引导移动台入网。同步信道：基站在此信道发送同步信息提供移动台建立与系统的定时和同步。寻呼信道：基站在此信道向移动台发送有关寻呼、指令以及业务信道指配信息。业务信道：传送前向通信数据及信令。 IS-95系统移动台传送的反向CDMA信道包括：接入信道：供移动台随机占用。接入信道与寻呼信道配合使用，每个寻呼信道可以与高达32个接入信道配合。移动台在此信道发起呼叫以及传送应答信息。业务信道：传送反向通信数据及信令。,前向信道,导频信道 基站在此信道发送导频信号供移动台识别基站并引导移动台入网。 导频信道不传送任何信息，它在CDMA前向信道上是不停发射的。它用于使在基站覆盖区内所有移动台进行
5、同步和切换。 使用零Walsh 函数（64个0），它不被信息所调制，只是由正交的PN 码对构成，每个基站就由这一对经过时间偏置的PN 序列来作为识别前向连路的标志 采用Walsh 码和PN短码,前向信道,同步信道 基站在此信道发送同步信息提供移动台建立与系统的定时和同步 同步信道传送的是一个经过编码、交织、扩频和调制的扩频信号，被本小区移动台用来捕获初始时间同步。未对同步信道数据进行扰码 采用Walsh 码和PN短码,前向信道,寻呼信道 基站在此信道向移动台发送有关寻呼、指令以及业务信道指配信息 寻呼信道传送的是一个经过编码、交织、扩频和调制的信号，用来传送系统开销信息和移动台特定消息。对寻呼
6、信道数据进行了扰码。 采用PN长码、Walsh 码和PN短码,前向信道,业务信道 基站在此信道向移动台传送前向通信数据及信令 业务信道则用来传送用户信息和信令信息。在每个业务信道中，包含有向移动台传送的业务数据和功率控制的信息（功率控制子信道），功率控制子信道用于向移动台发送功率控制的信息。对业务信道数据进行了扰码 采用PN长码、Walsh 码和PN短码,反向信道,接入信道 供移动台随机占用，移动台在此信道发起呼叫以及传送应答信息 一个接入信道由特定的公用长码标识 与寻呼信道配合使用，每个寻呼信道可以与高达 32 个接入信道配合 是移动台用来启动与基站的通信及对寻呼信道的消息作出响应，它是一种
7、随机接入信道。 鉴权查询响应消息：包含验证移动台身份的信息 短消息信息、导频强度测量消息 功率测量报告消息向基站发送FER统计量 切换完成消息：移动台对切换指示消息的响应,反向信道,业务信道 传送反向通信数据及信令。业务信道被不同的用户占用时，不同的用户由不同的用户长码定义 登记消息：移动台发送消息通知基站它所处的位置、状态、标识符和其他登记系统所需要的参数。 始呼消息：该消息允许移动台发起呼叫-发送拨号数字。 寻呼响应消息：移动台利用该消息在接收一个呼叫的过程中对寻呼或时隙发出响应。 鉴权查询响应消息：该消息包含验证移动台身份的必要消息。,IS95信道结构,系统前反向物理信道,CDMA前向信
8、道的码处理,一个前向信道的识别: 频点Frequency PN短码偏移区分扇区PN Offset of the sector 扇区内唯一的Walsh码,CDMA Frequency,CDMA反向信道的码处理,每个移动台可由移动台内部产生的用户长码的偏置唯一地识别 所有移动台在同一1.25Mhz宽的频带内同时传送信息,附近的任一BTS可以向移动台分配一信道部件(或称信元，Channel Element)并成功地提取移动台的信号,Pilot导频信道,用于移动台初始系统捕获 基站在前向信道上不停地发射 所有基站共享相同的PN序列 通过相位偏置区分每个基站 导频信道提供： 定时参考 相位参考 相位间隔
9、使得一个CDMA信道频率可提供极高的频率复用率 移动台对导频的捕获性能获得增强，因为： 导频PN序列持续时间短 导频信号未编码 实现移动台辅助切换 用于确定切换的候选目标 完成软切换的关键因素,导频信道的生成,导频信道使用沃氏函数0扩频 采用短PN序列偏置，允许每个CDMA载频最多可有512个不同的导频信道 特定导频PN序列的PN偏置指数(0-511)乘以64可确定实际偏置 例: 15(偏置指数) x 64 = 960 PN chip 结果: 导频PN序列的起始将会延迟 960chip x 0.8138s/chip = 781.25s 四相扩频和基带滤波与其它前向和反向码分信道一样。,导频信道
10、的捕获,移动台自身开始产生I和Q PN短码序列，并用其与接收到的复合信号中的每一种可能偏置的信号进行相关运算 在15秒内(典型值2到4秒)， 所有可能的偏置(32,768)均检查一遍 移动台记住具有最佳相关性（Ec/I0最佳）的信号的偏置 移动台锁定最佳导频(具有最佳Ec/I0 的导频偏置），识别短码序列起始标志(一个1后连续15个0) 移动台开始用沃氏码32解调信号,Sync同步信道,用于提供系统基本参数 系统捕获阶段采用 比特率为1200bps 同步信道帧长为26 2/3ms 与短码周期匹配 一旦捕获导频信道，也就捕获了同步信道 移动台在每次呼叫结束时重新与系统同步,同步信道的生成,一个同
11、步信道帧有1200bps x 0.02666. s = 32bit 1/2速率卷积编码器使该比特率加倍，卷积编码器输出的0和1叫码符号 一个同步信道帧有64个码符号 码重复处理后速率再次加倍， 每个码符号经重复后称为调制符 一个同步信道帧中有128个调制符 沃氏码#32用于扩展每个调制符，因而导致速率增加256倍；输出的0和1叫比特片（或码片chip） 一个同步信道帧中有32,768个码片(每初始比特对应1024个码片),1200 bps,Walsh Function 32,1.2288 Mcps,Convolutional Encoder and Repetition,Block Inter
12、leaver,R = 1/2,Modulation Symbols,4800 sps,4800 sps,Bits,Chips,同步信道消息参数,消息类型(MSG_TYPE) - 确定消息结构（固定值00000001） 协议版本级(P_REV) - 设为00000001 最小协议版本级(MIN_P_REV) - 8bit无符号整数标识该系统工作所需最小协议版本。只有协议版本大于或等于该域的移动台才能接入系统。 系统ID(SID) - 标识系统的16bit无符号整数 网络ID(NID) - 标识网络的16bit无符号整数 导频PN序列偏置指数(PILOT_PN) - 基站的导频PN偏置指数，由网络
13、规划者分配。 长码状态(LC_STATE) - 为移动台提供基站在SYS_TIME域给定时间的长码状态,动态产生 系统时间(SYS_TIME) - 包含这条消息的任何部分的最后一个超帧结束后320ms的GPS系统时间, 减去导频PN偏置（单位80ms）,动态产生,同步信道消息参数,闰秒(LP_SEC) - 从系统起始时间(1980年1月6日00:00:00)至今发生的闰秒的次数，动态值 当地时间偏置(LTM_OFF) -当地时间与系统时间的偏置，单位30分钟, 动态值 当前当地时间=SYS_TIME - LP_SEC + LTM_OFF 夏令时指示(DAYLT) - 由网络规划者决定 1 表示
14、采用夏令时 0 表示否 寻呼信道数据率(PRAT) - 系统寻呼信道的数据率， 由网络规划者决定 00 表示9600bps 01 表示4800bps CDMA频率分配(CDMA_FREQ) - 特定CDMA频段的信道号，对应包含基本寻呼信道的CDMA载频，取决于网络规划者,Paging寻呼信道,单个CDMA载频最多可支持七个寻呼信道 信道1(沃氏函数1)为基本寻呼信道 其它附加的寻呼信道用沃氏函数2到7 不用的寻呼信道可用于前向业务信道 支持两种速率：9600和4800bps 单个9600bps的寻呼信道可支持每秒约180次寻呼,寻呼信道,基站用寻呼信道 发送系统开销信息 和与特定移动台相关的
15、消息.,寻呼信道的生成,一个 寻呼信道帧有96004800bps x 0.020 s = 19292个比特 1/2速率卷积编码器使比特率加倍，因此一个寻呼信道帧有384196码符号 如果速率为4800bps，码重复处理会使速率再次加倍，因此，无论速率多少，每寻呼信道帧包含384个调制符 每帧384个调制符乘以50帧/秒 = 19.2Ksps 沃氏码#1(或#2, . 或#7)用于扩频， 因此其速率增加64倍，为1.2288 Mcps 就是说，每寻呼信道帧24,576个chips，或者说9600 4800bps时，每个初始比特对应128 256个比特片。,寻呼信道开销消息,移 动 台 指示 消
16、息,接入 参数 消息,扩展的系统参数消息,扩展的邻道消息,系统参数消息,CDMA信道列表消息,全局业务重定向消息,配置参数消息,开销消息,ACC_CONFIG_SEQ,CONFIG_SEQ,寻呼信道结构,SCI = Slot Cycle Index T = Slot Cycle Length in 1.28 s units,80 ms,1.28 s,移动台如何监听寻呼,CDMA前向业务信道,在呼叫期间，业务信道用于向某一特定移动台发送用户信息和信令信息 业务信道的最大数目：64减去一个导频信道、一个同步信道、 一到七个寻呼信道 这样， 每个CDMA载频最少可以有55个业务信道 不用的寻呼信道可以额外提供6个信道 典型的空中实际负荷是:当采用8kb声码器时大约20个用户,接入信道的生成,请求消息被随机化以降低冲突的可能性 两类消息: 响应消息 (响应基站的消息) 请求消息 (移动台自动发送),28.8 ksps,Convolutional Encoder & Repetition,
