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1、第七章第七章 第三代移动通信及其增第三代移动通信及其增强技术强技术第七章内容第七章内容7.1 概述概述7.2 IS-95系系统的无的无线链路路7.3 IS-95 CDMA系系统的同步与定的同步与定时7.4 CDMA系系统的功率控制的功率控制7.5 CDMA系系统的的软切切换技技术7.6 第三代移第三代移动通信系通信系统第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统七月七月 2427.1 概述概述n1990年年9月，月，Qualcomm公司公开了其第一版公司公开了其第一版的的CDMA“公用空中接口公用空中接口”规范。范。经过不断的不断的修改，于修改，于1995年被年被TIA采采
2、纳，定，定为IS-95A标准准IS-95（Interim Standard 95） 。n1998开始，在第三代移开始，在第三代移动通信系通信系统中广泛采用中广泛采用CDMA技技术（cdma2000、WCDMA、TD-SCDMA）七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统3CDMA蜂窝系统的基本概念蜂窝系统的基本概念n基本概念基本概念nCDMA基于扩频技术，每个用户有各自的特征基于扩频技术，每个用户有各自的特征码码nCDMA技技术包含两包含两层含含义n 扩频：信息带宽的扩展扩频：信息带宽的扩展n 码分：用户、信道和基站都依靠码识别码分：用户、信道和基站都依靠码
3、识别n码分的含分的含义(IS-95)n 基站的识别基站的识别n 信道的识别信道的识别n 用户的识别用户的识别七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统4CDMA蜂窝系统的频谱带宽蜂窝系统的频谱带宽n决定决定CDMA蜂蜂窝系系统频谱带宽的因素：的因素：n频谱资源频谱资源 / 系统容量系统容量/ 多径分离多径分离/ 扩频增益扩频增益n 陆地移地移动通信系通信系统n多径时延多径时延 约为约为 1usnChip周期周期 1MHzn系统带宽系统带宽1.25MHzn扩频码片速率扩频码片速率1.2288MChip/s七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系
4、统及其增强移动通信系统5IS-95 CDMA技术的发展技术的发展七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统6标准标准数据速率数据速率IS-95A14.4kb/sIS-95B64kb/sCDMA2000-1X144kb/sCDMA2000-3X2Mb/sIS-95 CDMA主要主要技术指标技术指标(1)nIS 95 CDMA工作工作频段段n上行（移动台发上行（移动台发/基站收）：基站收）： 825849MHzn下行（移动台收下行（移动台收/基站发）：基站发）： 870894MHzn双工间隔：双工间隔：45MHznIS 95 CDMA PCS工作工作频段段n上行
5、（移动台发上行（移动台发/基站收）：基站收）：18501910MHzn下行（移动台收下行（移动台收/基站发）：基站发）：19301990MHzn双工间隔：双工间隔：80MHzn载频间隔：隔： 1.25MHzn双工方式：双工方式： FDDn多址方式：多址方式： CDMAn扩频码速率：速率： 1.2288Mc/s七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统7IS-95 CDMA主要主要技术指标技术指标(2)n调制方式：制方式： 前向前向QPSK，反向，反向OQPSKn语音音编码方式：方式：变速率速率QCELP码n信道信道编码方式：方式：卷卷积码（k = 9，正向信
6、道，正向信道码率率R = 1/2， 反向信道反向信道码率率R = 1/3）n数据数据帧长： 20msn扩频解解调门限：限： 7dB（Pe=10-4）n小区小区结构：构： 1200三扇区构成三扇区构成n功率控制范功率控制范围：正向：正向： 6dB 反向：反向：80dBn功率控制精度：功率控制精度：正向：正向：0.5dB 反向：反向：1dBn分集接收：分集接收： 基站基站4路路RAKE接收接收 移移动台台3路路RAKE接收接收七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统8第七章内容第七章内容7.1 概述概述7.2 IS-95系系统的无的无线链路路7.3 IS-95
7、 CDMA系系统的同步与定的同步与定时7.4 CDMA系系统的功率控制的功率控制7.5 CDMA系系统的的软切切换技技术7.6 第三代移第三代移动通信系通信系统第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统七月七月 2497.2 IS-95系统的无线链路系统的无线链路7.2.1 IS-95系系统的下行的下行链路路n下行链路的序列码下行链路的序列码n下行链路的物理信道与逻辑信道下行链路的物理信道与逻辑信道7.2.2 IS-95系系统的上行的上行链路路n上行链路的序列码上行链路的序列码n上行链路的物理信道与逻辑信道上行链路的物理信道与逻辑信道七月七月 24第七章第七章 IS-95
8、及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统107.2.1 IS-95系统的下行链路系统的下行链路 n下行下行链路的构成路的构成11BS发发MS收收Walsh码码，扩频，扩频，区分信道区分信道短码短码，基站同，基站同步，区分基站步，区分基站长码，长码，加扰，加扰，区分用户区分用户下行链路的序列码下行链路的序列码n基站的基站的识别短短码：n不同相移的不同相移的PN序列，码元周期为序列，码元周期为215。n信道的信道的识别Walsh码：n正交的正交的Walsh函数，完全正交的函数，完全正交的64阶阶Walsh码；码；n用用户的的识别长码：n周期足够长的周期足够长的PN序列，码元周期为序列，码元周期为2
9、42-1。七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统12Walsh码码(1)n区分信道，区分信道，实现码分多址功能分多址功能n采用采用64个个正交正交的的Walsh函数对信道函数对信道扩频扩频，每一，每一Walsh序列为一物理信道，信道数记为序列为一物理信道，信道数记为W0-W63n扩频码片速率扩频码片速率1.2288Mcps。13Walsh码在同步时是完全正交的。码在同步时是完全正交的。Walsh码码(2)nWalsh码的特点：的特点：n同步时，同步时，Walsh码是完全正交码（自相关函数码是完全正交码（自相关函数为为1，互相关函数为，互相关函数为0）；）
10、；n非同步情形下，非同步情形下，Walsh码的自相关特性和互相码的自相关特性和互相关特性很差；关特性很差；nWalsh码序列的功率谱分布彼此不均匀码序列的功率谱分布彼此不均匀Walsh码不不能能单独独承承担担扩频任任务，通通常常采采用用Walsh码与其它序列的与其它序列的结合。合。 区分信道只能用于下行区分信道只能用于下行七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统14短码短码(1)n作用：作用：n区分基站区分基站：分配给每一基站同：分配给每一基站同一个短序一个短序的不同时间偏移的不同时间偏移n提供对提供对WalshWalsh码数据的加扰，使码数据的加扰，使各
11、蜂窝小区能重用所有各蜂窝小区能重用所有WalshWalsh码。码。n时间偏移使移动台能识别使用时间偏移使移动台能识别使用相同频率的相邻蜂窝小区相同频率的相邻蜂窝小区15BS发发短码短码短码短码(2)nm序列序列n采用采用215-1的的m序列（序列（32768） n为不同基站不同基站发出的信号出的信号赋予不予不同的特征，并用于移同的特征，并用于移动台同步台同步n所有基站的引导所有基站的引导PN序列有相序列有相同的产生结构，但是不同同的产生结构，但是不同BS具有不同的相位偏移量具有不同的相位偏移量16n按按64个码为间隔，形成个码为间隔，形成32768/64=512个不同的时间偏置，个不同的时间偏
12、置，在全系统时钟同步的情况下，移动台根据时间偏置可识在全系统时钟同步的情况下，移动台根据时间偏置可识别与同步基站别与同步基站n速率：速率：1.2288Mcpsn正交引导正交引导PN序列生成多项式序列生成多项式：长码长码17BS发发长码长码n长码n在下行寻呼信道和业务信道中作在下行寻呼信道和业务信道中作扰码扰码，用于数据加，用于数据加扰和用户保密，并扰和用户保密，并识别用户识别用户。n采用：周期为采用：周期为242-1的的m序列序列。n长长码码速速率率为为1.2288Mcps，64分分频频（64抽抽1）后后为为19.2kcps。n不同信道利用不同的掩码得到不同相位的长码。不同信道利用不同的掩码得
13、到不同相位的长码。下行链路的物理信道和逻辑信道下行链路的物理信道和逻辑信道n下行下行链路的物理信道路的物理信道n每个载频在一个小区内以每个载频在一个小区内以64个正交个正交Walsh码码区分信区分信道。可提供道。可提供64个码分信道。速率：个码分信道。速率：1.2288Mcpsn寻呼信道、同步信道必要时都可改为业务信道。寻呼信道、同步信道必要时都可改为业务信道。七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统18逻辑信道逻辑信道信道信道个数个数物理信道物理信道逻辑信道逻辑信道信道信道个数个数物理信道物理信道导频信道导频信道1W0寻呼信道寻呼信道17W17同步信道同
14、步信道1W32下行业务下行业务信道信道55W8W31，W33W63下行链路的逻辑信道分配与码分物理信道的关系下行链路物理信道和逻辑信道的映射下行链路物理信道和逻辑信道的映射n下行下行逻辑信道信道n下行业务信道下行业务信道n下行控制信道：导频信道、同步信道、寻呼信道下行控制信道：导频信道、同步信道、寻呼信道19码域正交码域正交复用复用导频信道导频信道(1)nW0全全0，不含数据，含引，不含数据，含引导PN码序列相位偏移量序列相位偏移量和和频率基准信息，一直不断率基准信息，一直不断发送。送。电平高于其它平高于其它信道信道约20dB。便于。便于MS获取基站的定取基站的定时，进行行信信道估道估计、相干
15、解、相干解调、切、切换等。等。20 W0为全为全0导频信道导频信道(2)n导频信道信道连续周期地周期地发送未送未经调制的短制的短码；n基站利用基站利用导频PN序列的序列的时间偏置来偏置来标识每个每个CDMA前向信道。前向信道。n零偏置导频零偏置导频PN序列序列：它们的开始位置被定义为：它们的开始位置被定义为连续输出连续输出15个个“0”的时刻。零偏置序列必须在的时刻。零偏置序列必须在偶数秒起始传输。偶数秒起始传输。n偏置系数：偏置系数：共共512 个，编号从个，编号从 0 到到 511(64chip间隔间隔)n偏置时间：偏置时间： = 偏置系数偏置系数64（chip）n其它其它PN引导序列的偏
16、置指数规定了它和引导序列的偏置指数规定了它和0 偏置偏置引导引导PN序列偏离的时间值。序列偏离的时间值。21导频信道导频信道(3)n例如：当偏置系数是例如：当偏置系数是 15 时时n相应的偏置时间是相应的偏置时间是1564=960个个chipn已知已知chip宽度为宽度为 1/1.2288 0.8138sn 故偏置时间为故偏置时间为 960/1.2288 = 781.25sn该该PN序列要从每一偶数秒之后序列要从每一偶数秒之后 781.25s开始开始n帧长帧长：为一个序列周期，：为一个序列周期，215/(1.2288 106) 26.67msn2秒有秒有75个周期：个周期： 2 / 215/(
17、1.2288 106) = 75n相相邻基站的基站的导频PN序列偏置指数序列偏置指数间隔隔应大一大一些。些。七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统22导频信道导频信道(4)n导频信道的作用信道的作用n用用于于移移动动台台获获取取基基站站的的定定时时，识识别别基基站站，提提取取相干载波以进行相干解调；相干载波以进行相干解调；n一一旦旦移移动动台台捕捕获获到到导导频频信信道道，即即可可认认为为移移动动台台与其它前向信道也达到与其它前向信道也达到同步同步n通通过过对对导导频频信信号号中中多多径径信信号号的的检检测测，实实现现RAKE接收机中的接收机中的信道估计
18、信道估计；n通通过过比比较较相相邻邻基基站站导导频频信信号号的的强强度度，决决定定何何时时需越区切换；需越区切换；n通通过过对对导导频频信信号号强强度度的的检检测测，决决定定开开环环功功率率控控制的初始值。制的初始值。七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统23同步信道同步信道24n传输同步信息和其它信息同步信息和其它信息n如如系统时间、导频偏置系统时间、导频偏置，使移动台知道正在接入的是哪个，使移动台知道正在接入的是哪个基站。还有寻呼信道速率，基站。还有寻呼信道速率，242-1长码的状态等信息。长码的状态等信息。n扩频处理增益：扩频处理增益：10*log
19、10(1.2288Mcps/4.8kbps)=24dB 扩频增益扩频增益256寻呼信道寻呼信道25n传送系送系统信息，入网参数，基站信息，入网参数，基站寻呼移呼移动台台n寻呼信道数据以扰码加密寻呼信道数据以扰码加密 加扰加扰扩频增益扩频增益64业务信道业务信道(1)26 加扰加扰扩频增益扩频增益64功率控制功率控制信令信令业务信道业务信道(2)n业务信道信道n用于传输用户信息和少量的信令信息。用于传输用户信息和少量的信令信息。 n传输传输8.6kbps、4kbps、2kbps、800bps的不同速率的不同速率的数据。的数据。 n帧长为帧长为20msn嵌入嵌入功率控制子信道功率控制子信道，用于传
20、输功率控制信息。，用于传输功率控制信息。n嵌入嵌入随路信道随路信道，传输少量的信令信息，例如越区切，传输少量的信令信息，例如越区切换信息。换信息。 七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统277.2 IS-95系统的无线链路系统的无线链路7.2.1 IS-95系系统的下行的下行链路路n下行链路的序列码下行链路的序列码n下行链路的物理信道与逻辑信道下行链路的物理信道与逻辑信道7.2.2 IS-95系系统的上行的上行链路路n上行链路的序列码上行链路的序列码n上行链路的物理信道与逻辑信道上行链路的物理信道与逻辑信道七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移
21、动通信系统及其增强移动通信系统287.2.2 IS-95系统的上行链路系统的上行链路 n上行上行链路的构成路的构成29MS发发BS收收Walsh码码：只用：只用于多进制扩频于多进制扩频短码短码：基站同：基站同步，加扰步，加扰长码长码：扩频，：扩频，区分信道区分信道上行链路的序列码上行链路的序列码n信道与用信道与用户的的识别长码：n周期足够长的周期足够长的PN序列，码元周期为序列，码元周期为242-1。n通通过过不不同同的的掩掩码码给给每每个个信信道道分分配配一一个个不不同同的的初初相相, 从而构成逻辑信道和移动台的地址码，从而构成逻辑信道和移动台的地址码，n实现上行链路的码分多址功能实现上行链
22、路的码分多址功能n多多进制制扩频Walsh码：n64阶阶Walsh码正交多进制扩频调制码正交多进制扩频调制n正交正交调制与加制与加扰短短码：n零偏置零偏置I、Q正交正交PN序列，码元周期为序列，码元周期为215。七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统30Walsh码码(1)n完成多完成多进制制扩频n提高系统的抗干扰能力和信息传输能力提高系统的抗干扰能力和信息传输能力n采用采用64阶阶Walsh函数正交扩频函数正交扩频n多多进制制扩频的概念的概念n利利用用M=2k个个长长度度为为P的的正正交交扩扩频频序序列列，每每个个序序列列代代表表k比特的信息。比特的信
23、息。n在在k=1时，即传统的时，即传统的DS扩频扩频(二进制扩频二进制扩频 )nIS-95 上行上行链路中，采用了与下行路中，采用了与下行链路相同的路相同的Walsh函数，此函数，此时M为26=64。n每每6个码元作为一个调制符号。每个调制符号对应个码元作为一个调制符号。每个调制符号对应一个长度为一个长度为64chip的的Walsh码码n共有共有26=64 个调制符号个调制符号31Walsh码码(2)n例如：信息速率例如：信息速率为28.8kbps ，处理增益理增益64倍倍n基带矩形脉冲随机序列带宽基带矩形脉冲随机序列带宽n二进制比特流基带带宽为二进制比特流基带带宽为Rbn多进制符号流基带带宽
24、为多进制符号流基带带宽为Rsn二二进制制扩频n多多进制制扩频n在相同信源速率和在相同信源速率和扩频带宽的条件下，多的条件下，多进制制扩频比二比二进制制扩频具有更高的具有更高的处理增益。理增益。321843.2kbps信码信码28.8kbpsPN码（码（64位）位）307.2kbps信码信码28.8kbpsPN码（码（64位）位）664多进制映射多进制映射Walsh码码(3)n664多多进制映射关系制映射关系七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统33例如：输入信息：例如：输入信息：101100, 100011输出对应的输出对应的Walsh码序列：码序列：W
25、44，W35Walsh码码(4)n多多进制制扩频举例例：n以以8进制扩频为例，进制扩频为例， 信源：信源：101001七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统341.信源按信源按8进制分组，进制分组，101, 001, 2).1015 1).0011 2.由信源，从对应的由信源，从对应的Walsh函数中找到对应函数中找到对应的的Walsh码码3.得到输出：得到输出： 01011010，01010101，短码短码35MS发发n短短码用于基站同步、系用于基站同步、系统加加扰、正交、正交调制制n采用与下行链路相同的引导采用与下行链路相同的引导PN码正交调制，相位
26、偏移为码正交调制，相位偏移为0。nm序列，采用序列，采用215-1的的m序列序列（补零后变为（补零后变为215），速率：，速率：1.2288Mcpsn生成多项式同下行链路生成多项式同下行链路短码短码长码长码(1)36n长码区分信道和用区分信道和用户n长码扩频采用了长码扩频采用了242-1的的PN码（码（m序列）以完成信道序列）以完成信道的扩频调制的扩频调制n4bit扩频：扩频：307.2kbps4 = 1.2288Mcpsn长码由长码由42个移位寄存器组成的个移位寄存器组成的m序列发生器产生。序列发生器产生。该序列再由一个该序列再由一个42比特掩码被赋予不同的相位。比特掩码被赋予不同的相位。n
27、通过不同的掩码给每个信道分配一个不同的初相通过不同的掩码给每个信道分配一个不同的初相, 从而构成从而构成逻辑信道和移动台的地址码逻辑信道和移动台的地址码。MS发发长码长码长码长码(2)n生成多生成多项式与下行式与下行链路的一路的一样37使用分配的长码使用分配的长码掩码掩码42比特比特上行链路的物理信道和逻辑信道上行链路的物理信道和逻辑信道n上行上行链路的物理信道路的物理信道n上行链路的码分物理信道是用上行链路的码分物理信道是用周期为周期为242-1的不同相的不同相位偏移量的长位偏移量的长PN序列（长码）序列（长码）构成的。速率：构成的。速率：1.2288Mcps。n不同的不同的42位掩码用于不
28、同的接入信道与业务信道。位掩码用于不同的接入信道与业务信道。n为什么不用什么不用Walsh码区分反向物理信道？区分反向物理信道？n正向：正向：所有所有Walsh码从基站同时到达某个移动台码从基站同时到达某个移动台n反向：反向：各移动台到基站的信号不能同时到达基站，各移动台到基站的信号不能同时到达基站，Walsh码不正交。码不正交。七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统38上行链路物理信道和逻辑信道的映射上行链路物理信道和逻辑信道的映射39n上行上行逻辑信道信道n反向接入信道：最多反向接入信道：最多32个，最少个，最少0个。个。n反向业务信道：最多反向业务
29、信道：最多64个，最少个，最少32个。个。n帧长：20ms反向接入信道反向接入信道n向基站向基站进行登行登记、发起呼叫、响起呼叫、响应寻呼信息呼信息40 664映射映射扩频增益：扩频增益：4延迟延迟1/2码片，约码片，约406.9ns，OQPSK反向业务信道反向业务信道n在呼叫建立期在呼叫建立期间传输用用户信息与信令信息信息与信令信息41 664映射映射扩频增益：扩频增益：4小结：小结：IS-95系统逻辑信道系统逻辑信道七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统42小结：小结：IS-95系统上下行链路特性系统上下行链路特性43下行链路下行链路上行链路上行链路
30、编码编码1/2码率，约束长度码率，约束长度91/3码率，约束长度码率，约束长度9码符号重复码符号重复发送所有重复符号发送所有重复符号门控符号重复门控符号重复调制解调调制解调QPSK 相干解调相干解调OQPSK 非相干解调非相干解调交织交织1帧，帧，384个符号个符号1帧，帧，576个符号个符号Walsh码码区分信道区分信道多进制直扩多进制直扩长长PN码码加扰数据，抽样到符加扰数据，抽样到符号速率号速率区分信道和用户，不需改区分信道和用户，不需改变速率变速率短短PN码码区分基站，加扰，便区分基站，加扰，便于正交于正交QPSK调制调制加扰，便于正交加扰，便于正交OQPSK调调制制信道化信道化不同的
31、不同的Walsh码码不同相位偏置的长不同相位偏置的长PN码码扩频扩频Walsh码序列直扩码序列直扩Walsh码序列多进制直扩、码序列多进制直扩、长长PN码直扩码直扩IS-95CDMA系统呼叫处理流程系统呼叫处理流程七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统44调谐到调谐到CDMA载波载波系统初始化状态系统初始化状态移动台获取导频信道和同步信道移动台获取导频信道和同步信道业务信道状态业务信道状态移动台获取寻呼信道并且对寻呼信移动台获取寻呼信道并且对寻呼信道进行监控道进行监控移动台通过接入信道发送信息移动台通过接入信道发送信息基站通过寻呼信道发送消息基站通过寻呼
32、信道发送消息空闲状态空闲状态接入状态接入状态正向或反向业务信道的信息传输正向或反向业务信道的信息传输第七章内容第七章内容7.1 概述概述7.2 IS-95系系统的无的无线链路路7.3 IS-95 CDMA系系统的同步与定的同步与定时7.4 CDMA系系统的功率控制的功率控制7.5 CDMA系系统的的软切切换技技术7.6 第三代移第三代移动通信系通信系统第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统七月七月 2445第七章内容第七章内容7.1 概述概述7.2 IS-95系系统的无的无线链路路7.3 IS-95 CDMA系系统的同步与定的同步与定时7.4 CDMA系系统的功率控制
33、的功率控制7.5 CDMA系系统的的软切切换技技术7.6 第三代移第三代移动通信系通信系统第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统七月七月 24467.4 CDMA系统的功率控制系统的功率控制nCDMA系系统的容量主要受限于系的容量主要受限于系统内移内移动台的相台的相互干互干扰。n如果每个移动台的信号到达基站时都达到正常通信如果每个移动台的信号到达基站时都达到正常通信所需的最小信噪比，系统容量将会达到最大值所需的最小信噪比，系统容量将会达到最大值n单小区系小区系统容量容量n多小区系多小区系统容量容量47d ：话音占空比，：话音占空比，0.35G 为扇形分区系数为扇形分区
34、系数F 为信道复用效率，为信道复用效率，0.6功率控制功率控制功率控制的目的和要求功率控制的目的和要求n功率控制的目的功率控制的目的n克服远近效应克服远近效应，使系统既能维持高质量通信，使系统既能维持高质量通信，又不对占用同一信道的其他用户产生不应有的又不对占用同一信道的其他用户产生不应有的干扰。干扰。n功率控制是功率控制是CDMA系系统的核心关的核心关键技技术n功率控制的要求功率控制的要求n当信道的传播条件突然改善时，功率控制应作当信道的传播条件突然改善时，功率控制应作出快速反应，以防止信号突然增强而对其它用出快速反应，以防止信号突然增强而对其它用户产生附加干扰。户产生附加干扰。n当传播条件
35、突然变坏时，功率调整的速度可以当传播条件突然变坏时，功率调整的速度可以相对慢一些。相对慢一些。七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统48输出信号功率的时间响应输出信号功率的时间响应n输出信号功率的出信号功率的时间响响应（变速率速率传输一个功率一个功率控制控制组时间1.25ms）n功率波动功率波动： 20dBn功率上升功率上升/下降时间下降时间： 11 - -1QPSK映射映射0- 11- -1符号重复符号重复(+ +)符号重复符号重复(+ -)增益增益A增益增益BWalsh n复复 PN 码码序列序列交织符号交织符号AB1b2b2s1s空时扩展分集空时扩
36、展分集七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统74n空时扩展发送分集是另外一种开环发送分集方式。空时扩展发送分集是另外一种开环发送分集方式。编码、交织符号采用多个编码、交织符号采用多个Walsh码进行扩频，码进行扩频，STS方式是空时码中空时块码的一种实现方式。方式是空时码中空时块码的一种实现方式。数据分离数据分离数据分离数据分离b1b2w1w2b1 w1b2 w2b2 w1b1 w2bS1S2-CDMA2000 1xCDMA2000 1x前向链路信道结构前向链路信道结构七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统75n与
37、与IS-95兼容兼容，支持，支持IS-95系统中的前向物理信道（系统中的前向物理信道（F-PICH、F-SYNCH、F-PCH、F-FCH、F-SCCH）。）。 n结构上的变化结构上的变化：采用复扩频方式，编码、扰码后的输：采用复扩频方式，编码、扰码后的输出只送到复扩频部分的出只送到复扩频部分的I支路，而向支路，而向Q支路输入支路输入0。前向公共指配信道前向公共指配信道前向公共指配信道前向公共指配信道前向公共控制信道前向公共控制信道前向公共控制信道前向公共控制信道前向专用控制信道前向专用控制信道前向专用控制信道前向专用控制信道前向基本信道前向基本信道前向基本信道前向基本信道前向补充信道前向补充
38、信道前向补充信道前向补充信道前向补充码分信道前向补充码分信道前向补充码分信道前向补充码分信道前向导频信道前向导频信道前向导频信道前向导频信道前向同步信道前向同步信道前向同步信道前向同步信道前向寻呼信道前向寻呼信道前向寻呼信道前向寻呼信道前向广播控制信道前向广播控制信道前向广播控制信道前向广播控制信道前向快速寻呼信道前向快速寻呼信道前向快速寻呼信道前向快速寻呼信道前向公共功率控制信道前向公共功率控制信道前向公共功率控制信道前向公共功率控制信道CDMA2000 1xCDMA2000 1x反反向链路信道结构向链路信道结构七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统7
39、67反向补充码分信道R-SCCH2反向补充信道R-SCH1反向专用控制信道R-DCCH1反向基本信道R-FCH1反向导频信道R-PICH反向链路专用物理信道（R-DPHCH）1反向增强接入信道R-EACH1反向公共控制信道R-CCCH1反向接入信道R-ACH反向链路公共物理信道（R-CPHCH）最大数目物理信道类型信道名称WCDMA技术特点技术特点七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统77多址接入方式多址接入方式DC-CDMA双工方式双工方式FDD/TDD基站同步基站同步异步方式异步方式码片速率码片速率3.84Mchip/s帧长帧长10ms载波带宽载波带
40、宽5MHz多速率多速率可变的扩频因子和多码可变的扩频因子和多码检测检测使用导频符号或公共导频进行相使用导频符号或公共导频进行相干检测干检测多用户检测、智能天线多用户检测、智能天线标准支持，应用时可选标准支持，应用时可选业务复用业务复用具有不同服务质量要求的业务复具有不同服务质量要求的业务复用到同一个连接中用到同一个连接中WCDMA标准标准七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统78版本完成时间RANCNR991999年12月无线接口标准采用UTRA的3.84Mchip/s FDD和TDD模式，Iu系列接口采用ATM承载基于演进的GSM、MSC和GPRS、G
41、SN，开放的业务架构R42001年3月TDD无线接口采用1.28Mchip/s的LCR模式，即TD-SCDMA 电路域的控制与业务分离R52002年3月基于IP的RAN结构，HSDPA支持10Mbit/s速率全IP网络结构WCDMA信道映射信道映射七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统79TD-SCDMA技术标准技术标准七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统80n工作在工作在TDD方式方式下，在下，在CDMA的基础上，引入了的基础上，引入了TDMA的性质，把一帧分成几个时隙，每个时隙的性质，把一帧分成几个时隙，每个
42、时隙可以用作上行或者下行，一个时隙内的用户用不可以用作上行或者下行，一个时隙内的用户用不同的码字来区分。同的码字来区分。nTDD系统特别适用于上下行不对称，具有不同数系统特别适用于上下行不对称，具有不同数据传输速率的业务；据传输速率的业务；n此外其上下行链路由于工作于同一频率，使之便此外其上下行链路由于工作于同一频率，使之便于使用诸如智能天线等新技术，达到提高性能、于使用诸如智能天线等新技术，达到提高性能、降低成本的目的降低成本的目的 TD-SCDMA标准主要参数标准主要参数七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统81多址技术多址技术时分时分CDMA信道带
43、宽信道带宽1.6MHz码片速率码片速率1.28Mcps双工方式双工方式TDD基站间同步方式基站间同步方式同步同步话音编码话音编码AMR话音编码话音编码帧长帧长10ms信道化码信道化码正交可变扩频因子（正交可变扩频因子（OVSF）码）码相干检测相干检测导频辅助的相干检测导频辅助的相干检测调制方式调制方式QPSK，高速率（，高速率（2Mbps）采用）采用8PSK功率控制功率控制上行为开环功率控制上行为开环功率控制下行为闭环功率控制（下行为闭环功率控制（1.4KHz）信道编码信道编码卷积码和卷积码和Turbo码码TD-SCDMA技术特点技术特点(1)时分双工时分双工上下行链路共用一个频率非常适合承载
44、这类不对称业务。发射机根据接收的信号，就能够知道无线信道的衰落情况。这在一定程度上降低了对功率控制的要求，TD-SCDMA系统上行链路上，可以只采用开环功率控制。TD-SCDMA系统的这个特点也给采用智能天线等关键技术带来了方便。上行同步上行同步上行链路各终端信号在基站解调器完全同步 同步CDMA的缺点是系统对同步的要求非常严格，上行的同步要求为1/8码片宽度，网络同步要求为5s。系统同步要求在基站有GPS接收机或公共的分布式时钟，增加了系统成本。 七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统82TD-SCDMA技术特点技术特点(2)七月七月 24第七章第七章
45、 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统83采用智能天线采用智能天线自适应地对用户进行跟踪定位，使信号在有限的方向区域发送和接收充分利用了信号的发射功率，降低了传统天线带来的相互干扰，极大地改善无线系统的性能，增加CDMA系统容量，并改善小区覆盖。采用联合检测技术采用联合检测技术把所有用户的信号都当作有用信号处理，充分利用各用户信号的用户码、幅度、定时、延迟等信息从而大幅度降低多径多址干扰 ，提高频谱效率显著提高TD-SCDMA技术特点技术特点(3)采用动态信道分配（采用动态信道分配（DCA）基站知道下行链路使用的时隙、码字和相应发射功率。如果移动台检测到干扰情况已完全不同于已有的
46、，移动台可以请求启动一个快速小区内切换程序跳到干扰低的时隙。上行链路是基于基站接收上行的干扰，分配最低干扰的时隙给移动台作发射信号用。采用接力切换采用接力切换根据用户的方位和距离信息，判断手机用户现在是否移动到应该切换给另一基站的临近区域。如果进入切换区，便可通过基站控制器通知另一基站做好切换准备，达到接力切换的目的。七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统84CDMA2000 1X EV-DO七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统85cdma2000 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
47、，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。cdma2000 1x EV-DO的射频特性和IS-95以及cdma2000 1x的射频特性一致，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cdma 2000 1x差别较大的技术。 CDMA2000 1X EV-DO特点特点七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统86nEV-DO系统前向链路的主要特点有： 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
48、交换 HSDPA简介简介七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统87n为了满足上下行数据业务的不对称的需求， 提出了一种基于WCDMA的增强型技术，即高速下行分组接入（HSDPA）技术，以实现最高速率可达10Mbps的下行数据传输。nHSDPA新增加了用于承载下行链路的用户数据的物理信道：高速下行共享信道（HS-DSCH），以及相应的控制信道。 n采用以下几项关键技术：自适应调制和编码（AMC）、混合自动请求重传（HARQ）、快速小区选择（FCS）、多输入多输出天线技术（MIMO）等，来保证高速数据业务的可靠传输。3G的关键技术的关键技术n高效信道高效信道
49、编译码技技术n软件无件无线电技技术n智能天智能天线技技术n多用多用户检测和干和干扰消除技消除技术n向全向全IP网网过渡渡七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统883G：3rd Generation，第三代移动通信技术，第三代移动通信技术3G中常见标准的主要物理参数中常见标准的主要物理参数89参数特性参数特性W-CDMAcdma2000TD-SCDMA多址方式多址方式DS-CDMAMC-CDMATD-SCDMA双工方式双工方式FDDFDDTDD信道带宽信道带宽5MHzN * 1.25MHz(N=1,3,6,9,12) 1.6MHzChip速率速率3.84
50、Mc/sN*1.2288Mcps(N=1,3,6,9,12) 1.28Mc/s基站间同步基站间同步异步异步/同步同步同步同步同步同步帧长帧长10ms5,10,20,40,80ms10ms数据调制数据调制上行：上行：BPSK下行：下行：QPSK上行：上行：BPSK下行：下行：QPSK上行：上行：BPSK下行：下行：QPSK检测检测导频辅助相干检测导频辅助相干检测导频辅助相干检测导频辅助相干检测导频辅助相干检测导频辅助相干检测切换切换软切换软切换软切换软切换软切换软切换功率控制功率控制1600 Hz800 Hz100800 Hz信道化码信道化码正交可变扩频因子正交可变扩频因子码码(OVSF)Wal
51、sh码和长码码和长码(UL)Walsh码或准正交码码或准正交码(DL)正交可变扩频因子正交可变扩频因子码码(OVSF)本章小结本章小结nIS-95系系统的无的无线链路路n下行链路下行链路n导频信道、同步信道、寻呼信道、业务信道导频信道、同步信道、寻呼信道、业务信道n上行链路上行链路n接入信道、业务信道接入信道、业务信道nIS-95系系统的功率控制的功率控制n开环与闭环相结合的功率控制开环与闭环相结合的功率控制nIS-95系系统的的软切切换技技术n移动台辅助的切换移动台辅助的切换n3G七月七月 24第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统90第七章第七章 IS-95及其增强移动通信系统及其增强移动通信系统谢谢 谢！谢！七月七月 2491
