CDMA無線網絡優化技術根底培訓

CDMA根底部分目的了解CDMA開展演進的道路掌握CDMA網絡構造及網元功能掌握擴頻通訊在CDMA中的運用掌握CDMA中不同碼序列的運用掌握CDMA關鍵技術學習完本章內容，您應該可以：29目錄CDMA技術開展、演進CDMA2000系統構造CDMA擴頻通訊技術CDMA碼序列CDMA關鍵技術30挪動通訊技術開展AMPSTACSNMT其它第一代80年代模擬模擬技術GSMCDMAIS95TDMAIS-PDC第二代90年代數字需求驅動數字技術語音業務第三代IMT-2000UMTSWCDMACDMA2000需求驅動寬帶業務TD-SCDMA31CDMA2000演進道路32系統容量大.易于向3G平滑演進和過渡，反向兼容IS95系統.更高的頻譜效率.語音質量好,更高的嚴密性.手機發射功率小,省電.CDMA技術優勢33國內450M頻率運用比較復雜，目前電信運營商可以運用的只需A-Band.中心頻率計算公式為：中心頻率基站收〔上行〕:450.00+0.025(N-1)基站發〔下行〕:460.00+0.025(N-1)450M頻段分配34800M頻率分配35EV－DO頻段規劃36回想CDMA演進道路是怎樣的？請說出目前C網的頻率范圍及頻點號37目錄CDMA技術開展、演進CDMA2000系統構造CDMA擴頻通訊技術CDMA碼序列CDMA關鍵技術38MS:挪動臺BTS:基站BSC:基站控制器MSC:挪動交換中心HLR:歸屬位置存放器VLR:訪問位置存放器PCF:分組數據控制功能PDSN:分組數據控制節點 HA:家鄉代理 FA:外地代理SCP:業務控制點Radius:遠程認證撥入用戶業務AbisA1(信令)A2(業務)A11(信令)A10(業務)A3(信令&業務)A7(信令)CDMA20001X網絡構造39網絡參考模型PSTNMSCPDSNAbisA10/A11A1/A2A3/A7BSCPCFA8/A9UMCDMA20001XBSSMSMSBTSBTSBTSBTSBTSBTSBSC40接口引見Um接口MS與BTS間接口，承載信令和業務Abis接口BSC與BTS間的接口，承載信令和業務A1接口承載MSC－BSC間信令A2接口承載MSC－BSC間業務A3接口SDU－BTS間接口，承載信令和用戶業務A7接口源BSC和目的BSC之間的信令接口A8接口承載BSC－PCF間的業務A9接口承載BSC－PCF間的信令A10接口承載PCF－PDSN間的業務A11接口承載PCF－PDSN間的信令41回想畫出CDMA系統構造圖，請說出各網元功能。廣戶坐飛機到北京后，北戶撥打其的通話過程是怎樣的？42目錄CDMA技術開展、演進CDMA2000系統構造CDMA擴頻通訊技術CDMA碼序列CDMA關鍵技術43FDMATDMACDMA三種多址技術比較多址技術44實際根底Shanon公式

C=B*log2(1+S/N)C：信道容量，單位b/sB：信號頻帶寬度，單位HzS：信號平均功率，單位WN：噪聲平均功率，單位W結論：在信道容量C不變的情況下，信號頻帶寬度B與信噪比S/N完全可以相互交換，即可以經過增大傳輸系統的帶寬以在較低信噪比的條件下獲得比較稱心的傳輸質量擴頻通訊的實際根底451.25MHz30KHzPoweris“Spread〞OveraLargerBandwidth擴頻系統原理表示圖(1)46許多碼信道被單獨擴展,然后加在一同,構成一個“復合信號〞擴頻系統原理表示圖(2)47白噪聲突發干擾擴頻前信號擴頻后信號解擴后信號解擴前信號白噪聲突發干擾S(f)fS(f)fS(f)fS(f)f擴頻系統原理表示(3)48發端數據流與一擴頻序列結合到一同在終接端，只需具備正確的定時和擴頻序列，合成信號可以被緊縮并恢復出原始數據緊縮頻譜后，恢復出的原始數據流依然堅持完好。發端終接端擴頻序列擴頻序列輸入數據(基帶)恢復出的數據(基帶)擴頻后的數據流(基帶信號+擴頻序列)CDMA擴頻實現49

隱蔽性和嚴密性好多個用戶可以同時占用一樣頻帶,實現多址抗衰落、抗多徑干擾抗干擾才干強擴頻通訊的特點50Interleaving信源解碼deinterleaving信源編碼信道編碼交錯去交錯信道解碼加擾解擾擴頻解擴調制解調射頻發射射頻接納CDMA通訊模型51話音質量高，采用8KQCELP、8KEVRC、13KQCELP語音編碼技術，良好的背景噪聲抑制功能；話音質量(MOS得分)64kPCM13kGSM8kQCELPCDMA13kQCELPCDMA8kEVRCCDMACDMA語音編碼52常用術語比特〔Bit〕，符號(Symbol)，碼片(Chip)輸入的含有信息的數據稱為比特經過信道編碼和交錯后的數據成為符號經過最終擴頻得到的數據成為碼片處置增益最終擴頻速率和比特速率的的比在IS95A系統中，處置增益為128，也就是21dB前向〔下行〕：從BTS到MS反向〔上行〕：從MS到BTS53回想CDMA通訊過程是如何實現的？擴頻通訊的優點有哪些？54目錄CDMA技術開展、演進CDMA2000系統構造CDMA擴頻通訊技術CDMA碼序列CDMA關鍵技術55CDMA擴頻碼的選擇擴頻碼速率：N*1.2288Mcps；擴頻碼：前向為Walsh碼和PN短碼，反向為PN長碼。擴頻碼的運用是擴頻通訊的關鍵點56擴頻碼的類型及運用偽隨機序列沃爾什碼長碼、短碼和沃爾什碼的運用57擴頻碼偽隨機序列〔PN--Pseudo-randomNoise)0101001101110111010100011001011100

58擴頻碼偽隨機序列〔PN)：偽隨機序列輸出長度為2N-1偽隨機序列有2N-1的不同碼組每個碼組的碼長為2N-1101110059正交函數具有0相關性。假設兩個二進制序列的異或結果具有一樣個數的0和1，那么，這兩個序列不相關。000001010101例子:101001011111不相關：相關：正交函數60碼分多址的實際模型偽隨機序列(PN)的自相關性0011101負邏輯：用+1替代0，用1替代-10011101按位求和為7=+23-1

0000000+1+1+1+1+1+1+161WALSH碼生成沃爾什碼(Walshcode)：00010001000111100001000100011110000100010001111011101110111000010 00 1復制復制取反62Code#230110100101101001100101101001011001101001011010011001011010010110–(Code#23)1001011010010110011010010110100110010110100101100110100101101001Code#590110011010011001100110010110011010011001011001100110011010011001PARALLELXOR:all0s相關性:100%(100%match)ORTHOGONALXOR:half0s,half1s相關性:0%(50%match,50%no-match)ANTI-PARALLELXOR:all1s相關性:–100%(100%no-match)#23#23–(#23)#23#23#59正交與相關性63短碼〔ShortPseudo-randomNoiseCode〕用于區分不同的小區由15位移位存放器構成的偽隨機序列碼組長度為215=32768個碼片，其中32767個碼片為移位存放器產生，1個碼片為人為設計插入一個短碼周期時間為〔215*103/1.2288*106)ms=26.67ms26.67ms032768PN短碼64短碼偏置〔ShortPNOffsets〕每個碼片的空中時長為813.802ns每64個碼片分為一時延段，稱之為一個短碼偏置共有512個短碼偏置〔ShortPNoffsets〕26.6msPN〔1〕PN〔0〕PN〔511〕PN〔2〕0327676464chipsPN短碼65長碼〔LongPseudo-randomNoiseCode〕用于區分不同的挪動臺由42位長的移位存放器構成的偽隨機序列碼組長度為242-1個碼片，人為插入1個碼片后，變為242個碼片一個長碼周期時間為(242/1.2288M)s=41.4天41.4天0242PN長碼66長碼掩碼〔LCM--LongCodeMask〕不論長碼掩碼〔LCM〕如何組成,只能產生一樣的長碼序列(LONGCODESEQUENCE)，但產生不同的偏置作用于全網同一長碼源產生不同的時間偏置〔OffsetinTime〕使得MS運用的長碼偏置各不一樣，并到達單獨地、快速地、與網絡同步的目的PN長碼67CDMA碼運用舉例BTS導頻信道Walsh0Walsh19尋呼信道Walsh1Walsh6Walsh11Walsh20同步信道Walsh32Walsh42Walsh37Walsh41Walsh55Walsh60Walsh55PN372PN116BTSPN226BTSPN511BTS

模擬加PN372WALSH19xxx68碼序列長度應用位置應用目的主要特性PN長碼242－1反向接入信道反向業務信道標識移動臺用戶具有尖銳的二值自相關特性前向尋呼信道前向業務信道用于數據擾碼PN短碼215－1所有前向信道正交擴頻，利于調制并且用于標識基站平衡性所有反向信道正交擴頻，利于調制Walsh碼64所有前向信道正交擴頻，前向信道化區分正交性4/8/16/32前向補充信道128前向快速尋呼信道16反向基本信道正交擴頻，反向信道化區分32反向導頻信道2或4反向補充信道三種擴頻碼特征和功能總結69回想WALSH碼、PN長碼、PN短碼的作用、區別？70目錄CDMA技術開展、演進CDMA2000系統構造CDMA擴頻通訊技術CDMA碼序列CDMA關鍵技術71內容遠近效應功率控制切換Rake接納技術小區呼吸72遠近效應

當基站同時接納從兩個間隔不同的挪動臺發來的信號時，距基站近的挪動臺Ｂ到達基站的功率明顯要大于間隔基站遠的挪動臺到達功率，假設二者頻率相近，那么呵斥近端對遠端的干擾?！?，，信號被離基站近的MS“淹沒〞，無法通訊，一個MS就能阻塞整個小區73功率控制的目的和原那么控制基站、挪動臺的發射功率，首先保證信號經過復雜多變的無線空間傳輸后到達對方接納機時，能滿足正確解調所需的解調門限。在滿足上一條的原那么下，盡能夠降低基站、挪動臺的發射功率，以降低用戶之間的干擾，使網絡性能到達最優。間隔基站越近的挪動臺比間隔基站越遠的或者處于衰落區的挪動臺發射功率要小。根本原那么74功率控制反向功率控制開環功率控制閉環功率控制內環功率控制:800Hz外環功率控制：50Hz前向功率控制基于丈量報告的功率控制門限方式周期方式EIB功率控制前向快速功率控制75MS所需求的發射功率受以下要素制約：MS和BTS之間的間隔小區負荷信道環境MS根據接納到的BTS功率來確定本人的發射功率BTSMobile反向開環功率控制BTSBTSMS發射功率反向開環功率控制76BTS功率控制比特Eb/Nt值FER值內環功率控制外環功率控制Eb/Nt改動量BSCBTS反向閉環功率控制Eb/Nt=比特能/有效噪聲功率頻譜密度Ec/Io=碼片能/載頻總功率譜密度FER:誤幀率77根據系統設定可以采用閾值或者周期方式進展前向信道質量的統計。在閾值方式下，當統計的誤幀數到達系統設定的閾值時，上報PMRM音訊給基站。既減少信令，提高了功控效率。在周期方式下，當統計的總幀數到達系統設定的周期幀數時，上報PMRM音訊給基站。挪動臺可以同時支持兩種方式，為了便于處置，目前系統只支持閾值或者周期，不支持同時處置。基于丈量報告的前向功控前向功控算法78BSC根據挪動臺上報的反向業務信道幀〔反向鏈路幀〕中攜帶的EIB〔擦除指示比特，用以闡明此幀是好幀或壞幀〕來調整前向信道的增益。EIB的意義：該比特設置為0表示“好幀〞，表示物理層CRC校驗經過。該比特設置為1表示“壞幀〞，表示物理層CRC校驗不經過。注：從協議版本3開場，RateSet2的反向業務信道幀中包含有EIB。EIB前向功控原理前向功控算法79外環：MS計算前向信道的FER，與目的FER比較，得出目的Eb/Nt。內環：MS比較目的Eb/Nt與丈量所得Eb/Nt，在反向功控子信道中填寫功控比特。前向快速功控比特在反導游頻信道上發送前向快速功控原理前向功控算法80功率控制機制概要一切類型的功率控制共同任務，挪動臺的功率耗費降低到最小，并添加了系統的整體容量。FERFER挪動臺SUSUCSignalStrengthMeasurement門限值torAdjustFwd.Power反向外環功率控制反向閉環功率控制IS95前向慢速功率控制反向開環功率控制81CDMA切換的分類空閑形狀空閑切換CDMA-to-CDMA硬切換更軟切換

呼叫期間軟切換CDMA-to-Other硬切換82CDMA軟切換軟切換：挪動臺在從一個基站覆蓋區域移向另一個基站時,開場與目的基站通訊但不中斷與當前提供效力的基站的通訊.可以同時包括與三個基站堅持通訊,挪動臺合并從每個基站發送來的信號幀.BTSBBSC幀處置板Abis鏈路BTSA83

一樣小區的不同扇區之間的切換跨越兩扇區時一直堅持與兩個扇區的同時通訊直到挪動臺切換完全完成能夠頻繁發生一切行為由基站管理從兩個扇區接納到的信號可以被合并以改善信號質量alphabetagamma此時耗費多少CE?CDMA更軟切換84軟切換的優缺陷優點降低了越區切換的掉話率在覆蓋不是很好的地方提高通話質量缺陷至少兩倍的空中資源更多的耗費信道資源85無線信道的多徑環境86RAKE接納機有效抑制多徑衰落，提高接