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1、第三代移动通信,第5章 cdma2000移动通信系统,cdma2000 概述,cdma2000 RTT 是采用码分多址(CDMA) 的宽带扩频无线接口，超出了 IMT-2000 的要求。 在办公室内、室内到室外的人行道、以及车载环境均满足IMT-2000 要求。 cdma2000 有两种工作模式：FDD 和 TDD。 cdma2000 符合当前的CDMA One 系列标准向下一代演进的所有需求，包括仅支持话音、同时支持话音和数据、仅支持数据、以及支持定位业务。 cdma2000 包含现有的CDMA One 业务，包括话音编码、分组数据业务、电路交换数据业务、传真业务、短消息、以及空中激活和业务
2、供给(OTASP)。,cdma2000系列的主要技术特点,cdma 2000 1X,cdma 2000 3X,cdma 2000 12X,无线接口来源于,网络结构来源于,业务演进来源于,最大用户比特率/(b/s),1.0368 M,码片速率/(Mb/s),14.7456,3G标准化进程 cdma2000,cdma2000标准简介,cdma2000是美国为了将CDMA One系列进一步升级至第三代移动通信而制定的标准。cdma 2000系列标准主要包含 cdma 2000 1x、cdma 2000 3x 以及 cdma 2000 1x EV-DV、cdma 2000 1x EV-DO等系列。 c
3、dma 2000 1x 属于2.5G技术，可以提供144 kbps以上速率的电路或分组数据业务，而且增加了辅助信道，可以对一个用户同时承载多个数据流信息，它提供的业务比IS-95A有很大提高，并为支持未来多种媒体和多媒体分组业务打下了基础。,cdma2000标准简介(续1),cdma2000 1x-EV理论上属于2.5G技术，因为仅占用一个载波1.25MHz带宽与1x和IS-95A占用带宽相同,但是实际上则属于3G技术，这是因为它虽仅占有1.25MHz带宽的一个载波，但是却能完全实现第三代的业务要求。它又可分为两个阶段：cdma2000 1x EV(Evolution)-DO(Data Onl
4、y & Data Optimized)在1x话音业务不同的独立单载波上(仍为1.25MHz带宽)提供分组数据业务，其峰值速率可达2.4 Mbps，平均速率为650kbps；cdma2000 1x EV-DV(Data &Voice)可以和1x话音业务共享单载波 (1.25MHz)提供的分组数据业务。,cdma2000标准简介(续2),1. cdma2000 1x EV-DO简介 1x EV-DO系统通过与话音业务不同的独立载波提供高速数据业务，其前向链路数据速率最高可达 2.4Mbps，反向链路数据速率最高可达153.6kbps。 1x EV-DO射频特性和IS-95以及cdma2000 1x
5、射频特性一致，包括：码片速率相同，链路预算相兼容，网络设备和终端设备的射频设计等也相同。 1x EV-DO在前向链路上采用了多项与cdma2000 1x差别较大的技术，主要特点有：采用时分多址方式；采用动态速率控制；采用快速自适应的调制编码；采用灵活的调度算法；采用快速小区交换。,cdma2000标准简介(续3),2. cdma2000 1x EV-DV简介 DV即指Data & Voice，意思是系统可同时支持高速分组数据业务和实时业务，可在同一载波上传输实时、非实时和混合业务。2000年年底，关于形成了两个主要的框架技术提案，即1xTREME和L3QS。这两个技术提案基本思想相似，L3NQ
6、S采用16QAM调制，1xTREME采用最高阶为64QAM调制，其物理层结构参数也有不少差别。经过评估融合，最终3GPP2在02年5月通过了DV规范，该规范是在IS-2000的基础上，增加了支持高速的前向分组数据信道的内容，版本定为Release C。反向链路的规范也于04年3月由3GPP2制定完成，版本为Release D。,cdma2000标准简介(续4),cdma2000 1x EV-DV系统中，前向链路与反向链路最高速率分别可达3.1Mbps和1.8Mbps。在DV的前向链路中，话音和低速分组数据仍然使用F-FCH和F-SCH，仍然采用码分方式，并且进行功率控制。对于传送前向高速分组数
7、据来说，DV中引入了前向分组数据信道（F-PDCH），该信道利用前向链路上除去公共开销和控制信道、F-FCH，F-SCH后剩余的功率和Walsh码资源，进行分组数据传输。对于数据用户，依然进行动态的速率控制。,cdma2000标准简介(续5),3. cdma2000 3x，它占有三个载波，每个载波上都采用速率为1.2288 Mcps的直接序列(DS)扩频，故属于多载波(MC)方式，其码片速率为31.2288Mcps=3.6864Mcps。目前这一方案基本上被搁置，也没有制造商问津，因为它基本上已被性能更优越的cdma2000 -1x-EV所代替。 4. cdma2000 1x和cdma2000
8、 3x的主要空口接口参数是完全一样的，下面给出它们的一些主要物理参数：,cdma2000主要物理参数,cdma2000网络结构,cdma2000网络结构(续1),一个完整的cdma2000移动通信网络是由多个相对独立的部分构成， 如上图所示。其中，三个基础组成部分分别是无线接入网、无线核心网和本地核心网。无线接入网由BSC ( 基站控制器 )、分组控制功能(PCF)单元和基站收发信机 (BTS)构成；无线核心网由电路交换部分和分组交换部分组成。其中，电路交换部分由移动交换中心(MSC)、访问位置寄存器 (VLR)、归属位置寄存器/鉴权中心 (HLR/AC)构成；分组交换部分由分组数据服务点/外
9、部代理 (PDSN/FA)、认证服务器(AAA)和归属代理 (HA)构成。本地核心网由公共交换电话网 (PSTN) / 综合业务数据网 (ISDN)以及 IP网组成。,cdma2000网络结构(续2),除了基础组成部分以外，系统还包括各种业务部分, 比较典型的业务有以下4种: 智能网部分由业务交换点 ( SSP )、业务控制点 ( SCP ) 和智能终端 ( IP ) 构成；短信息部分主要是短信息中心 ( MC )；位置业务部分主要由移动位置中心 ( MPC ) 和定位实体 ( PDE) 构成。另外，无线接入平台 (WAP) 由互通设备 ( IWF ) 和WAP网关等业务平台构成。 这4个部分
10、构成了当前cdma2000网络的主要业务部分。,cdma2000系统结构,cdma2000系统结构如下图所示。与IS-95相比，核心网中的PCF和PDSN是两个新增模块，通过移动IP协议的A10、A11接口互联，可以支持分组数据业务传输。而以MSC/VLR为核心的网络部分，支持话音和增强的电路交换业务，与IS-95一样，MSC/VLR与HLR/AC间的接口基于ANSI-41协议。,cdma2000系统结构(续1),在上图中: (1) BTS在小区建立无线覆盖区用于移动台通信，移动台可以是IS-95或CDMA 2000制式手机。 (2) BSC可对多个BTS进行控制。 (3) Abis接口用于B
11、TS和BSC之间的连接。 (4) A1接口用于传输MSC与BSC之间的信令信息。 (5) A2接口用于传输MSB与BSC之间的话音信息。 (6) A3接口用于传输BSC与SDU(交换数据单元模块)之间的用户话务(包括话音、数据)和信令。 (7) A7接口用于传输BSC之间的信令, 支持BSC之间的软切换。,cdma2000系统结构(续2),以上节点和接口与IS-95系统需求相同， cdma2000新增接口和节点为: (1) A8接口传输BS和PCF之间的用户业务； (2) A9接口传输BS和PCF之间的信令信息； (3) A10接口传输PCF和PDSN之间的用户业务； (4) A11接口传输P
12、CF和PDSN之间的信令信息;A10/A11 接口是无线接入网和核心网之间的开放接口； (5) PCF节点用于转发无线子系统和PDSN分组控制单元之间的消息； (6) PDSN节点为cdma2000接入Internet的接口模块。,IS-95与cdma2000协议结构,为cdma2000 所特有。,cdma2000协议结构(续1),IS-95和cdma2000系统的协议结构大致是一样的，只不过cdma2000更加齐全、更加完善。它们基本上是按照横向三层：物理层(L1)、链路层(L2)和高层(L3),纵向两个平面：用户业务平面(分别含有电路和分组域的话音与数据业务)，以及控制信令平面来组织协议的
13、。其主要组成包含有： 物理层：它由一系列前/反向物理信道组成，其功能主要是完成各类物理信道中的软、硬件信息传输与处理，比如信源编码与译码、信道编码与译码、调制与解调、扩频与解扩、无线频率管理、多址接入方式等等；,cdma2000协议结构(续2),链路层：它根据高层对不同业务的需求提供不同等级的QoS特性，并且为业务提供协议支持和控制机制，同时要完成物理层与高层之间的映射和变换。它又可分为两个子层。媒体接入子层MAC，它还可以进一步划分成两个子层：复用与 QoS 保证子层，以及RLP子层；它们共同完成媒体接入功能。链路接入控制层LAC，它主要针对信完成信令打包、分割、重装、寻址、鉴权以及重传控制
14、等功能。 高层：它包含 OSI 中的网络层、传输层、会话层、表示层和应用层为一体。主要功能是负责对各类业务的呼叫、接续，无线资源管理，移动性管理以及相应的信令和协议的处理，并完成 2G与 3G间的高层兼容处理。,CDMA one与cdma2000的频谱,cdma2000前向链路物理信道,cdma2000采用了变长的Walsh码，对于SR1，最长可为128；对于SR3，最长可为256。,TDM of cdma2000前向链路,Data 400chips,MAC 64chips,MAC 64chips,Data 400chips,Pilot 96chips,Data 400chips,MAC 64
15、chips,MAC 64chips,Data 400chips,Pilot 96chips,Half slot (1024 chips),Half slot (1024 chips),Slot (5/3 ms length),Frame(80/3 ms length),MAC 64chips,MAC 64chips,Pilot 96chips,MAC 64chips,MAC 64chips,Pilot 96chips,Null,Null,Null,Null,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,Active Slot,Idle Slot,前向物理信道,Co
16、ntrol Channel,Data 400chips,MAC 64chips,MAC 64chips,Data 400chips,Pilot 96chips,Data 400chips,MAC 64chips,MAC 64chips,Data 400chips,Pilot 96chips,RA,DRC Lock,RPC,Pilot,Pilot,Pilot,Data,Data,Data,Data 400chips,MAC 64chips,MAC 64chips,Data 400chips,Pilot 96chips,Data 400chips,MAC 64chips,MAC 64chips,Data 400chips,Pilot 96chips,Data 400chips,MAC 64chips,MAC 64chips,Data 400chips,Pilot 96chips,
