1、1蘭州交通大學電信學院蘭州交通大學電信學院 主講：李翠然主講：李翠然: 蔣占軍蔣占軍: 謝健驪謝健驪: 第六章第六章窄帶窄帶CDMA數字蜂窩移動通信系統數字蜂窩移動通信系統 2第六章第六章 綱要綱要n6.1 概述 q6.1.1 CDMA系列標準簡介q6.1.2 CDMA系統特點q6.1.3 CDMA系統的地址碼n6.2 IS-95前向信道 q6.2.1 導頻信道q6.2.2 同步信道q6.2.3 尋呼信道q6.2.4 業務信道3n6.3 IS-95反向信道 q6.3.1 接入信道q6.3.2 業務信道n6.4 IS-95前向鏈路與反向鏈路比較n6.5 IS-95鏈路增強技術q6.5.1 功率控

2、制q6.5.2 軟切換q6.5.3 多種分集技術第六章第六章 綱要綱要46.1 概述 6.1.1 CDMA系列標準簡介 56.1 概述 6.1.2 CDMA系統特點 n 容量大單小區的反向連路容量 假設小區中有M個用戶，功率控制使基站接收到的各用戶的功率相等為 ，則用戶的載干比為： rS00/(1)bbbrbrR EENSCIBNB RMS00/1/pbbbGB RMMENEN Gp=B/Rb擴頻增益 66.1 概述 6.1.2 CDMA系統特點 n 容量大考慮語音激活技術的影響 01/pbGMEN如果CDMA系統的語音工作周期用變量 表示，則容量公式可以修正為： 典型雙工通話中語音工作周期約

3、為35%。若采用語音激活技術，CDMA系統容量可提高1/0.35=2.86倍。 76.1 概述 6.1.2 CDMA系統特點 n 容量大考慮扇區劃分的影響 CDMA小區扇區化后每根天線僅接收其中一個扇區的用戶信號，干擾可會有明顯減少，設增容系數為Gs則：01/psbGMGEN通常把小區分成3個扇區，實際中接收天線大約有15%的重復覆蓋區，因此有效的增容系數為 ：3 0.852.55sG 86.1 概述 6.1.2 CDMA系統特點 n 容量大多小區系統反向信道容量 在多小區系統中必須考慮相鄰小區的干擾，CDMA系統中所有小區都可以使用相同頻率，高通的模擬實驗表明，來自其它小區的干擾是本小區干擾

4、的35%，加上頻率再用效率系數 的影響：eF01/psebGMGFEN96.1 概述 6.1.2 CDMA系統特點 n 容量大IS-95反向連路容量 Gp=128 Eb/N0=7dB Fe=0.65 0.52.55sG 12812.55 0.658550.5M 106.1 概述 6.1.2 CDMA系統特點 n 軟容量軟容量示意圖 鄰小區 本小區116.1 概述 6.1.2 CDMA系統特點 n 軟容量CDMA系統的小區呼吸導頻A10dBm導頻B10dBmABAABA導頻A6dBm導頻B14dBm126.1 概述 6.1.2 CDMA系統特點 n 軟切換u改善話音質量；u控制手機干擾u降低掉話

5、率；u提高容量u增大覆蓋范圍136.1 概述 6.1.2 CDMA系統特點 n 發射功率低 “綠色手機” n 更有利于實現大范圍覆蓋 n 頻率規劃簡單n 建網成本低n 保密性好 146.1 概述 6.1.3 CDMA系統的地址碼 n 地址碼類型 用戶地址碼：上向鏈路區分不同的移動用戶信道地址碼：下行鏈路區分小區內的不同信道基站地址碼 ：上、下行信道區分不同的基站 常用的地址碼：m序列、Gold碼、Walsh碼 156.1 概述 6.1.3 CDMA系統的地址碼 n IS-95用戶地址碼設計 長m序列：周期為242-142414039373635322625242321201716151197(

6、 ) 1f xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx特征多項式該序列的周期為41天，參考相位和系統時鐘的一個特殊參考時間點保持同步，不同的移動臺在接入反向業務信道時將隨機分配一個延時相位，并與以該移動臺置換后的電子序列號（ESN）做為掩碼，產生不同相位的地址碼。 166.1 概述 6.1.3 CDMA系統的地址碼 n IS-95用戶地址碼設計 長m序列反多項式和采用MSRG實現結構*421423533312726252221191817161076532( )()1fxxf xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx176.1 概述 6.1.3 CDMA系統的地址碼 n IS-95用戶地址碼

7、設計 IS-95反向業務信道長碼掩碼格式 3130292827210ESN( )EEEEEE E E031221342617830211232516729201122415628191012314527189ESN( )E EEEE EEE EEEE EEE EEEE EEE EEEE EEE EEE置亂消除ESN之間的相關性 186.1 概述 6.1.3 CDMA系統的地址碼 n IS-95信道地址碼設計 選用了周期為64的正交Walsh碼通過Hadamard矩陣產生把第i行記作Hi結構一種典型的配置方案是：u 1條導頻信道采用全0的u 1條同步信道采用u 7條尋呼信道采用 u 55條業務信

8、道采用 ， 0H32H1H7H8H31H33H63H196.1 概述 6.1.3 CDMA系統的地址碼 n IS-95基站地址碼設計 采用兩個短PN碼，碼長為215-1，分別用于上下鏈路QPSK和OQPSK調制的同相（I）和正交（Q）分路15108762151211109543( )1( )1IQfxxxxxxxfxxxxxxxxx周期改造：215-1215IS-95最多可提供的基站地址的數目為215/64=512個IS-95規定各基站地址碼的相位差是64個碼片的整數倍206.2 IS-95前向信道 n 前向鏈路信道類型及配置 216.2 IS-95前向信道 6.2.1 導頻信道 大功率連續發

9、送導頻信號，為MS完成相干解調提供參考相位，通常占總發射功率的1220% 以19.2Kbit/s的速率發送全“0”碼，僅經過正交調制后發射，所以移動臺很容易捕獲它。 通過它移動臺還可以獲得初始系統同步，完成對基站信號的時間、頻率和相位的跟蹤226.2 IS-95前向信道 6.2.2 同步信道 同步信道反復廣播系統的同步信息，包括基站協議版本、系統和網絡識別號、導頻序列的偏置指數、詳細的時間信息、尋呼信道速率、信道數量等信息。 236.2 IS-95前向信道 6.2.3 尋呼信道 在呼叫建立階段傳輸控制信息，其操作如下 尋呼信道長碼掩碼格式 246.2 IS-95前向信道 6.2.4 業務信道

10、業務信道操作 256.2 IS-95前向信道 6.2.4 業務信道 業務信道幀結構 266.3 IS-95反向信道 n 反向鏈路信道類型及配置 276.3 IS-95反向信道 6.3.1 接入信道 接入信道操作 接入信道長碼掩碼格式 每6個二進制編碼符號選擇64階Walsh序列Hi中的一個準則為： 0123452481632icccccc286.3 IS-95反向信道 6.3.2 業務信道 業務信道操作 296.3 IS-95反向信道 n功率控制突發方案 6.3.2 業務信道 取出前一幀的倒數第二個功率控制組中用于長PN碼的最后14個比特，并結合發送數據的速率模式來決定。將14位比特從高位到低

11、位記作 ，每幀16個功率控制組序號記作015，則： 0 1 213b bbb對于全速率（9.6Kbit/s）數據，將在015所有16個功率控制組上發送；對于半速率（4.8Kbit/s）數據，將在b0，2+b1，4+b2，6+b3，8+b4，10+b5，12+b6，14+b7 8個功率控制組上發送；306.3 IS-95反向信道 n功率控制突發方案 6.3.2 業務信道 對于1/4速率（2.4Kbit/s）數據，根據控制比特b8b9b12b11的取值從下表中選擇4個功率控制組發送控制比特及其取值b8b9b10b1101010101功率控制組序號b02+b14+b26+b38+b410+b512+

12、b614+b7316.3 IS-95反向信道 n功率控制突發方案 6.3.2 業務信道 對于1/8速率（1.2Kbit/s）數據，根據控制比特b8b9b12和b10b11b13的取值，分別從表1和表2中選擇1個功率控制組，共2個功率控制組發送?？刂票忍豣8b90101b120b02+b114+b26+b3表1 1/8速率突發選擇I 326.3 IS-95反向信道 n功率控制突發方案 6.3.2 業務信道 表2 1/8速率突發選擇II 控制比特B10b110101b1308+b410+b5112+b614+b7336.4 IS-95前向鏈路與反向鏈路比較 調制解調方式卷積編碼與交織方式Walsh

13、碼的使用.參數前向鏈路反向鏈路卷積編碼約束長度9，編碼效率1/2約束長度9，編碼效率1/3交織1幀，384個符號1幀，576個符號Walsh序列用作信道地址碼提供64進制調制長PN序列數據加擾用作用戶地址碼重復的符號發送所有符號通過門控篩選調制QPSKOQPSK346.5 IS-95鏈路增強技術 6.5.1 功率控制 功率控制作用 u 克服遠近效應和多徑衰落u 減小多址干擾，提高通信質量u 延長電池使用時間 功率控制分類 u 前向功率控制和反向功率控制u 開環功率控制和閉環功率控制356.5 IS-95鏈路增強技術 6.5.1 功率控制 反向開環功率控制 手機發射信號測量前向鏈路信號強度并以此

14、調節發射功率。基站發射信號開環功控的主要作用：一是調制移動臺初始接入時的發射功率，二是補償陰影和遠近效應導致的衰耗。 366.5 IS-95鏈路增強技術 6.5.1 功率控制 反向閉環功率控制 手機發射信號測量反向鏈路信號強度產生功率控制比特，通過功率控制子信道發給手機?；景l射信號依據功率控制比特增加或減低發射功率。376.5 IS-95鏈路增強技術 6.5.1 功率控制 前向功率控制 u 邏輯信道功率分配u 前向鏈路發射功率控制前向閉環功率控制 ForwardRFBSCBTSSyncPilotPagingmoreShort PNTrans-mitter,Sector XSI QUser 1User 2User 3Vocoder/SelectorHelp!386.5 IS-95鏈路增強技術 6.5.2 軟切換 軟切換定義HandsetRake ReceiverRFPN WalshPN WalshPN WalshSearcherPN W=0SVoiceDataMessagesPilot Ec/IoBTSBSCBTSSel.396.5 IS-95鏈路增強技術 6.5.2