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1、CDMA无线网络优化技能考评培训教材第一部分CDMA基础知识-76- 目录第1章 CDMA技术原理11.1 CDMA技术的发展11.1.1 主要移动通信系统介绍11.1.2 第三代移动通信系统简介21.2 多址技术11.2.1 频分多址11.2.2 时分多址21.2.3 码分多址21.3 扩频通信原理31.3.1 扩频通信基本概念31.3.2 扩频通信的基本原理31.3.3 扩频通信的理论基础41.4 CDMA码序列51.4.1 Walsh码61.4.2 PN短码71.4.3 PN长码91.4.4 三种扩频码的比较91.5 CDMA关键技术101.5.1 功率控制101.5.2 软切换141.
2、5.3 RAKE接收机工作原理201.5.4 CDMA呼吸效应21第2章 CDMA的信道242.1 IS-95信道242.1.1 反向CDMA信道242.1.2 前向CDMA信道262.2 CDMA2000 1x的新特性292.2.1 CDMA2000 1x信道30第3章 CDMA空中信令流程333.1 与信令流程有关的几个概念333.1.1 IMSI333.1.2 ESN343.1.3 登记343.1.4 导频信号集343.2 移动台状态变迁流程343.3 CDMA基本信令流程393.3.1 语音业务起呼393.3.2 语音业务被呼403.3.3 位置登记的流程413.3.4 短消息的流程4
3、23.3.5 切换流程443.3.6 语音业务释放473.3.7 数据业务起呼48第4章 CDMA空口技术规范、协议504.1 协议架构504.2 空中接口层次结构514.2.1 物理层描述514.2.2 MAC层描述524.2.3 LAC层描述524.2.4 层3描述534.3 A接口协议层次534.3.1 A接口协议层次结构534.3.2 内部接口层次结构54第5章 CDMA 2000 1X EV-DO原理555.1 1X EV-DO系统概述555.1.1 CDMA2000技术标准的演进555.1.2 1X EV-DO与IS-95/1X网络的兼容性555.1.3 从CDMA2000 1X
4、向1X EV-DO 演进565.2 1X EV-DO 协议与物理层技术565.2.1 1X EV-DO网络参考模型565.2.2 1X EV-DO 空中接口协议模型585.2.3 1X EV-DO 前向信道605.2.4 1X EV-DO 反向信道615.3 1X EV-DO 空中接口关键技术635.3.1 前向时分复用645.3.2 前向自适应调制和编码技术645.3.3 前向HARQ655.3.4 前向链路调度算法655.3.5 前向快速扇区选择和切换665.3.6 速率控制675.4 1X EV-DO Rev.A675.4.1 1X EV-DO Rev.A技术改进675.4.2 物理层新
5、增功能685.5 CDMA2000 1X EV-DO 数据业务流程725.5.1 AT 始呼流程735.5.2 AT 发起的呼叫激活流程75第1章 CDMA技术原理1.1 CDMA技术的发展移动通信系指通信双方或至少一方是处于移动中进行信息交流的通信。20年代开始在军事及某些特殊领域使用，40年代才逐步向民用扩展，最近十年间才是移动通信真正迅猛发展的时期，而且由于其许多的优点，前景十分广阔。第一代：1980年出现，为模拟话音通信系统，如AMPS、TACS、NMT、NTT等系统。第二代：1980年末出现，传递话音和低速数据，为窄带数字通信系统，如GSM、PDC、D-AMPS、CDMA（IS95）
6、等。第二代半：1996年出现，用于解决中速数据传递的数字通信系统，如GPRS、IS95B等第三代：用于传递高速数据，以支持多媒体应用，如WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA等。1.1.1 主要移动通信系统介绍l AMPS先进的移动电话系统（AMPS），使用模拟蜂窝传输的800MHz频带。AMPS在北美、南美和部分环太平洋国家广泛使用。l TACS全接入通信系统（TACS），使用900MHz频带。有两种版本的TACS：ETACS（欧洲）和NTACS（日本），英国、日本和部分亚洲国家广泛使用该标准。l GSM全球移动通信系统（GSM），使用900MHz频带，使用1800MHz频带的叫DC
7、S 1800。GSM发源于欧洲，它是作为全球数字蜂窝通信的TDMA标准而设计的。GSM支持64kbit/s的数据，可与ISDN互连.GSM采用FDD双工方式，TDMA多址方式，每载频支持8信道，使用200kHz的带宽。l IS-54北美数字蜂窝（IS-54）标准，使用800MHz频带，也叫D-AMPS。IS-54在两种北美数字蜂窝标准中，是较早推出的一种，它指定使用TDMA。l IS-95北美数字蜂窝（IS-95）标准，使用800MHz频带或1.9GHz频带。IS-95指定使用CDMA，CDMA成为美国PCS网的首选技术。目前54的许可证持有者使用CDMA。CDMA One是IS-95品牌名称
8、，CDMA2000无线通信标准也是以IS-95为基础演变的。1.1.2 第三代移动通信系统简介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，可与固定网络相兼容，小型便携式终端在任何时候、任何地点可以进行任何种类的通信。由于其诸多的优点，吸引了全世界各个运营商、生产厂家与广大用户。1. IMT-2000的历史第三代移动通信系统最早由国际电信联盟（ITU）1985年提出，曾被称为未来公众陆地移动通信系统FPLMTS（Future Public Land Mobile Telecommunication System），后来考虑到该系统将于2000年左右
9、进入商用市场，并且其工作的频段在2000MHz，故于1996年正式更名为IMT-2000（International Mobile Telecommunication-2000）。2. 第三代移动通信系统的目标（1）能实现全球漫游：用户可以在整个系统甚至全球范围内漫游，且可以在不同速率、不同的运动状态下获得有质量保证的服务；（2）能提供多种业务：提供话音、可变速率的数据、视频通话业务，特别是多媒体业务；（3）能适应多种环境：可以综合现有的公众电话交换网（PSTN）、综合业务数字网、无绳系统、地面移动通信系统、卫星通信系统等多种系统，提供无缝隙的覆盖；（4）足够的系统容量，强大的多种用户管理能力
10、，高保密性能和服务质量。为实现上述目标，对其无线传输技术（RTT：Radio Transmission Technology）提出了以下要求；（1）高速传输以支持多媒体任务室内环境至少2Mbit/s；室内外步行环境至少384kbit/s；室外车辆运动中至少144kbit/s；卫星移动环境至少9.6kbit/s；（2）传输速率能够按需分配；（3）上下行链路能适应不对称需求。第三代移动通信系统的引入是一个渐变演进的过程，并充分考虑向下兼容的原则。通信业务方面，将以第二代出现的各种业务为基础，逐步引入宽带及多媒体业务；通信技术方面，网络技术和设施将与有线网的智能化、宽带化结合在一起，通过一种演变的过
11、程进入第三代，而无线传输技术将经历一场革命，为第三代移动通信新业务的提供奠定基础。3. 第三代移动通信的标准化的制定第三代移动通信系统IMT-2000的标准化工作是在国际电信联盟的指导下有组织有步骤地进行的。目前在ITU组织中负责第三代移动通信系统体制技术规范制定的工作组主要包括如下三个：ITU-R、ITU-T、ICG.ITU-R：负责系统集成无线部分，解决频谱与法规问题，协调无线传输技术的评估活动。IUT-T：负责网络端的标准化工作.主要包括网络部分、信令与协议、编号与寻址、网管及安全性等问题。ICG for IMT-2000：中间协调组，负责协调工作，使ITU-R和ITU-T之间能定期进行
12、交流，并协调在制定IMT-2000技术标准中出现的各种问题。4. IMT-2000标准的频率制定1992年负责全球无线频率管理和分配的WARC-92大会根据当时CCIR对未来陆地移动通信需要频率的估算，确定在2GHz周围总共辟出230MHz频带作为第三代移动通信系统的专用频率：18852025MHz、21102200MHz作为2000年以后的全球性移动通信使用，其中卫星通信使用的频段19802010MHz和2170-2200MHz最迟到2005年退出。1995年WRC大会作出决议，对分配给移动卫星业务的频率又做了少量变动，为第二大区增加了2010-2025MHz和2160-2170MHz频段，
13、且要求退出频率的时间提前到2000年。IMT-2000将使用18751975MHz和21102160MHz两段频率，目前各国及国际组织对移动通信频率的划分也各不相同。3G频率划分如下图1-1所示，图1-13G频率划分5. 目前对3G的研究目前ITU对3G的研究工作主要由3GPP和3GPP2来承担。3GPP：是以WCDMA为基础，集合了Erission，Nokia，Simense等欧洲公司以及日本的NTT，韩国的一些公司，共同研究3G的组织。3GPP2：是以CDMA2000为基础，集合了Qualcomm，Lucent等美国公司及日本的ARIB，韩国的一些公司，共同研究3G的组织。6. 3G的RT
14、T技术IMT-2000中最关键的是无线传输技术（RTT）。为了确定IMT-2000 RTT的关键技术，ITU对多种无线接入方案（卫星接入除外）进行了艰难的融合，以尽可能达到形成统一的RTT标准的目的。但是，经过一年多的研究之后，ITU发现要想获得不同RTT技术间的完全融合是根本行不通的。因此，1999年11月，ITU TG8/1在芬兰举行的会议上通过了“IMT-2000无线接口技术规范”，最终确定了IMT-2000可用的5种RTT技术，这些技术覆盖了欧洲与日本的WCDMA、美国的cdma2000和中国的TD-SCDMA。lWCDMA是欧洲和日本提出的宽带CDMA标准，并且双方已经达成一致，彼此
15、间差异很小。其技术特点是：频分双工，可适应多种速率和多种业务；前向链路快速功率控制、反向链路相干解调；支持不同载频间切换，基站之间无须同步，适用于高速环境。lCDMA2000是北美基于IS-95系统演变而来的。其技术特点是：反向链路相干接收、前向链路发送分集；基站之间由GPS同步；与IS-95兼容性好，技术成熟、风险小，综合经济技术性能好。lTD-SCDMA是中国第一次向ITU提出的拥有自主知识产权的提案，它基于TDMA和同步CDMA技术的标准。其技术特点是：时分双工（TDD），并结合了智能天线和软件无线电等多种先进技术。7. CDMA2000标准演进CDMA2000技术的完整演进过程如错误！未找到引用源。1-2所示。图1-2CDMA2000技术的演进过程真正在全球得到广泛应用的第一个CDMA标准是IS-95A，这一标准支持8K语音编码服务、13K语音编码服务，
