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1、3G技术及设备开通维护,湖南邮电职业技术学院 移动通信系 宋燕辉,模块八 CDMA2000移动通信技术,任务1 CDMA技术演进,任务2 IS-95系统结构,任务3 IS-95系统接口与信令协议,任务4 CDMA2000技术特点,任务5 CDMA2000物理层,任务6 CDMA2000网络系统结构,任务7 CDMA2000的分组域网络技术,任务8 CDMA2000业务流程,任务9 CDMA2000 EV技术,任务10 CDMA2000关键技术,3,问题引入,作为CDMA2000系统最有特色的地方，就是其物理层，那么CDMA2000物理层有哪些关键特征？ 物理信道是如何划分的？ 物理层信道的应用
2、情况如何？,4,1、 CDMA2000物理层的关键特征 2、 物理信道的划分 3、实践活动,CDMA2000物理层的关键特征,(1)多种射频信道带宽 射频信道带宽可为N 1.25MHz，其中，N1、3、6、9、12，但IS-2000的仅支持前两种带宽。 (2)前向链路的快速功率控制 移动台检测了前向链路的Eb/N0后送出功率控制比特；功率控制信道与反向导频信道时分复用；为了避免编码、成帧和解码造成的时延，功率控制比特不用编码；发送功率控制比特的速率是固定的，为800bps；,CDMA2000物理层的关键特征,(3)两种扩展技术多载波(MC)和直接扩谱(DS) 在MC方式中，编码和交织后的调制符
3、号可多路分解到N个1.25MHz的载波上，每个载波的码片速率仅为1.2288Mcps，结果在整个传输带宽上能有效地扩展信号。与MC方式相对应的是DS方式，调制符号的码片速率为N X 1.2288Mcps(N1、3、6、9或12)，但这么高码片速率的扩展信号都在一个载波上调制，当然，这个载波的带宽为N X 1.25MHz。,CDMA2000物理层的关键特征,(4)前向链路的发射分集 前向链路采用的发射分集方式有三种： 多载波发射分集(MCTD)：对于MC方式，不同的载波可映射到不同的天线上； 正交发射分集(OTD)：对于DS方式，可以通过分离数据流，采用正交序列扩展两个数据流来完成； 空时扩展(
4、STS)：对于DS方式，通过对数据流进行空时编码，采用两个不同的Walsh码进行扩展，并发送到两个天线上。,CDMA2000物理层的关键特征,(5)Turbo编码 对较高速率的信道，用Turbo编码比起传统的卷积码来，其对Eb/N0的要求更低。Turbo编码用在高速率信道，卷积码用在公用信道和低速率信道中。 (6)导频辅助 不仅前向链路使用公共导频信道，反向链路中还为每个业务信道都配备了一个导频信道，这有别于IS-95技术。,CDMA2000物理层的关键特征,(7)反向链路相干解调 (8)增强信道结构 (9)灵活的帧长(交织器的时间跨度) CDMA2000支持5ms、10ms、20ms、40m
5、s和80ms的帧，交织器的时间跨度是由时延、交织器内存的要求和Eb/N0的要求权衡而得到的。较短的帧长可以减少端到端的时延，而对较长的帧而言，帧头占的比重小，要求的Eb/N0也将减小。 (10)可选择的长交织器,10,1、 CDMA2000物理层的关键特征 2、 物理信道的划分 3、实践活动,物理信道的划分,“扩频速率”即 “SR”。它指的是前向或反向CDMA传送上的PN码片速率。SR有两种： SRl，也通常记作“1X”或“1x”，SR1的前向和反向CDMA信道在单载波上都采用码片速率为1.2288Mcps的直接序列(DS)扩频。 SR3，也通常记作“3X”或“3x” SR3的前向CDMA信道
6、有3个载波，每个载波上都采用1.2288Mcps的DS扩频，总称多载波(MC)方式,物理信道的划分,无线配置即 “RC”。指一系列前向或反向业务信道的工作模式，每种RC支持一套数据速率，其差别在于物理信道的各种参数，包括调制特性和扩频速率(SR)等。 SR1所对应的RC可分为两类，一类是和IS-95兼容的，另一类则采用了新的信道调制编码等技术；BS或MS在支持SRl时，要么工作于前一类RC，要么工作于后一类RC，而不能同时使用两者。而第一类信道又有RC1/2/3/4/5等多种类型。,RC1/2物理层信道,RC3/4/5物理层信道,前向导频信道,用于移动台初始系统捕获 基站在前向信道上不停地发射
7、 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。,前向同步信道,用于提供系统基本参数 系统捕获阶段采用 比特率为1200bps 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,沃氏码#32用
8、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),前向寻呼信道,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,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消息.,寻呼信道的生成,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 4
9、800bps时，每个初始比特对应128 256个比特片。,寻呼信道消息,移 动 台 指 示 消 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,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,前向业务信道的生成,前向补充码分信道（F-SCCH）,前向补充码分信道F-
10、SCCH用来在一次呼叫中传递用户信息给指定的移动台。F-SCCH只适用于RC1和RC2。 每个FL业务信道可以包括7个F-SCCH。F-SCCH在RC1和RC2时的帧长为20ms。在RC1下，F-SCCH的数据速率为9600bps；在RC2下，其数据速率为14400bps。,RC3/4/5前向链路信道的作用与结构,前向链路公共物理信道包括：导频信道、同步信道、寻呼信道、广播控制信道、快速寻呼信道、公共功率控制信道、公共指配信道和公共控制信道。其中，前三种是和IS-95系统兼容的FL信道，后面的信道则是IS-2000新定义的FL信道。 前向链路专用物理信道主要包括：专用控制信道、基本信道、补充信
11、道和补充码分信道，它们用来在BS和某一特定的MS之间建立业务连接。其中，FL基本信道中的RCl和RC2两种是和IS-95系统中的业务信道兼容的，其他的信道则是IS-2000新定义的FL专用信道。,FL导频信道,前向链路（FL）中的导频信道包括F-PICH，F-TDPICH ，F-APICH和F-ATDPICH。它们都是未经调制的扩频信号。 如果BS在FL CDMA信道上使用了发射分集方式，则它必须发送相应的F-TDPICH。 如果BS在FL上应用了智能天线或波束成形，则可以在一个CDMA信道上产生一个或多个（专用）辅助导频（F-APICH）。 当使用了F-APICH的CDMA信道采用了分集发送
12、方式时，BS应发送相应的F-ATDPICH。,同步信道（F-SCH）,同步信道传送经过编码、交织、扩频和调制的信号。 在基站的覆盖范围内，MS通过对它的解调可以获得长码状态、系统定时信息和其它一些基本的系统配置参数，包括：BS当前使用的协议的版本号，BS所支持的最小的协议版本号，网络和系统标识，频率配置，系统是否支持SR1或SR3，如果支持，所对应的发送开销（overhead）信息的信道的配置情况，等等。,FL寻呼信道（F-PCH）,寻呼信道F-PCH是经过编码、交织、扰码、扩频和调制的信号，基站BS利用此信道在呼叫建立阶段传送控制信息。 MS在解调F-SYNC之后，可以根据需要通过解调F-P
13、CH获得系统参数、接入参数、邻区列表等系统配置参数。 当业务信道尚未建立时，MS还可以通过F-PCH收到诸如寻呼消息等针对特定MS的专用消息。,FL广播控制信道（F-BCCH）,广播控制信道F-BCCH是经过编码、交织、扰码、扩频、调制和滤波的信号。 BS用它来发送系统开销信息（例如原来在F-PCH上发送的开销信息），以及需要广播的消息（例如短消息）。 F-BCCH以38400bps、19200bps、9600bps或4800bps的速率传送信息。,FL公共功率控制信道（F-CPCCH）,FL公共功率控制信道F-CPCCH的目的是对多个R-CCCH和R-EACH进行功控。 BS可以支持一个或多
14、个F-CPCCH，每个F-CPCCH又分为多个功控子信道（每个子信道一个比特，相互间时分复用），每个功控子信道控制一个R-CCCH或R-EACH。,FL公共指配信道（F-CACH）,公共指配信道F-CACH专门用来发送对RL信道快速响应的指配信息，提供对RL上的随机接入分组传输的支持。F-CACH在预留接入模式中控制R-CCCH和相关的F-CPCCH子信道，并且在功率受控接入模式下提供快速的证实，此外还有拥塞控制的功能。BS可以不用F-CACH，而是选择F-BCCH来通知MS。 F-CACH的发送速率固定为9600bps，帧长5ms；它可以在BS的控制下工作在非连续方式，断续的基本单位为帧。,
15、FL公共控制信道（F-CCCH）,FL公共控制信道F-CCCH是经过编码、交织、扰码、扩频、调制和滤波的信号。BS利用该信道给整个覆盖区的移动台传递系统控制信息以及移动台指定的信息。 F-CCCH具有可变的发送速率：9600bps、19200bps、或38400bps；帧长为20ms、10ms、或5ms。尽管F-CCCH的数据速率能以帧为单位改变，但发送给MS的给定帧的数据速率对于MS来说是已知的。,FL专用控制信道（F-DCCH）,FL专用控制信道F-DCCH用来在通话（包括数据业务）过程中向特定的MS传送用户信息和信令信息。 每个FL业务信道可以包括最多1个F-DCCH。基站以固定的速率9
16、.6kbps或14.4kbps传递F-DCCH的信息；在RC5、RC8、RC9时20ms帧的速率为14.4kbps，5ms帧的速率为9.6kbps。F-DCCH的帧长为5或20ms。F-DCCH必须支持非连续的发送方式，断续的基本单位为帧，每帧决定是否发送该信道。,FL基本信道（F-FCH）,FL基本信道F-FCH用来在通话（可包括数据业务）过程中向特定的MS传送用户信息和信令信息。 每个FL业务信道可以包括最多1个F-FCH。F-FCH可以支持多种可变速率，工作于RC1或2时，它分别等价于IS-95A或IS-95B的业务信道。F-FCH在RC1和RC2时的帧长为20ms；在RC3RC9时的帧长为5或20ms。在某一RC下，F-FCH的数据速率和帧长可以以帧为单位进行选择，但调制符号的速率保持不变。,FL补充信道（F-SCH）,FL补充信道F-SCH用来在通话（可包括数据业务）过程中向特定的MS传送用户信息。 F-SCH只适用于RC3RC9。每个FL业务信道可以包括最多2个F-SCH
