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cdma2000 基本原理V2.0


cdma2000 技术

cdma2000技术

内 容
概述 IS-95A技术特点 IS-95B技术特点 cdma2000 1x技术特点 cdma2000 1xEV技术特点 cdma2000 3x技术特点 华为公司cdma2000接入网络解决方案

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移动通信的发展历程

第一代 80年代 模拟

第二代 90年代 数字

第三代 IMT-2000

AMPS

GSM CDMA IS-95 TDMA IS-136 PDC UMTS WCDMA

TACS NMT 其它

CDMA cdma2000

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IMT-2000

IMT-2000是第三代移动通信系统的统称
第三代移动通信系统是一种能提供多种类型、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,与固定网络相兼容,并以 小型便携式终端在任何时候、任何地点进行任何种类通信的通信系 统。 第三代移动通信系统最早由国际电信联盟(ITU)1985年提 出,考虑 到该系统将于2000年左右进入商用市场,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)。

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IMT-2000的目标

全球统一频段、统一标准,全球无缝覆盖 高效的频谱效率 更高的服务质量、保密性和可靠性 易于从2G系统平滑演进与过渡,并反向兼容2G系统 提供多媒体业务,速率最高可达2Mb/s ?车速环境:144kb/s ?步行环境:384kb/s ?室内环境:2Mb/s

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IMT-2000标准化组织

IMT-2000

UMTS-WCDMA 98.12成立 GSM核心网 WCDMA RTT

3GPP

3GPP2

cdma2000 99.1成立 ANSI-41核心网 cdma2000 RTT

欧洲
ETSI T1P1

北美
TIA

CWTS TTA

ARIB

亚太

TTC

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IMT-2000技术规范体制

WCDMA
核心网络:基于MAP和GPRS RTT: WCDMA-FDD/TDD

TD-SCDMA
RTT规范:TD-SCDMA

cdma2000
核心网络:基于ANSI 41和MIP RTT:cdma2000

3G 体制

其它体制: EDGE DECT

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cdma2000的发展历程

cdma2000 3x 最大速率: 2Mbps

IS-95A

IS-95B
最大速率 115.2kbps

cdma2000 1x
最大速率307.2kbps 话音业务容量加倍 手机待机时间更长

???

1995

1998 2000

1xEV 1xHDR 1xTREME LAS-CDMA

2002

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三种主要体制比较

接收机结构 闭环功率控制 越区切换 解调方式 码片速率 (Mcps) 发射分集方式 同步方式 核心网

WCDMA RAKE 支持 软、硬切换 相干解调 3.84 TSTD STTD FBTD 异步 GSM MAP

cdma2000 RAKE 支持 软、硬切换 相干解调 N*1.2288 OTD STS 同步 ANSI-41

TD-SCDMA RAKE 支持 软、硬切换 相干解调 1.28 无 异步 GSM MAP

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IMT-2000频率分配
1850 1900 1950 2000
2010 MHz

2050

2100

2150

2200

2250

ITU
1885 MHz

IMT 2000
GSM 1800 DECT
1805 MHz
cellular(1)

MSS 2025 MHz

IMT 2000
2110 MHz

MSS

2170 MHz

Europe

UMTS
cellular(2)

MSS 1980 MHz
2025MHz

UMTS

MSS

1880 MHz
cellular(2) CDMA
1865

China

GSM 1800

FDD TDD WLL WLL
1920 1945

CDMA

FDD WLL
1960 1980

1885

1895

1918

2170 MHz

Japan
1865 1870

C PHS

IMT A 2000
1930 1945 1965 1970 1975

MSS

B

IMT A’ 2000

MSS

1885 1890 1895

1910

1990 MHz

2165 MHz Broadcast auxiliary Reserve MSS

USA

PCS
A D B EF C A D B EF C

MSS

1850

1900

1950

2000

2050

2100

2150

220 0

225 0

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中国频率分配
频段范围 IMT-2000核心频段 上行:1885-2025MHz 下行:2110-2200MHz FDD WLL(IS-95 CDMA) 上行:1880-1900MHz 下行:1960-1980MHz TDD WLL 1900-1920MHz CDMA蜂窝频段 上行:1865-1880MHz 下行:1945-1960MHz

中国频率

其中cdmaOne使用的频段已经宣布将在2002-2003年收回。 除了1900-1920MHz的20MHz分配给TDD方式的WLL外,我国的 频率分配和IMT-2000的频率分配基本一致。

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cdma2000技术

内 容
概述 IS-95A技术特点 IS-95B技术特点 cdma2000 1x技术特点 cdma2000 1xEV技术特点 cdma2000 3x技术特点 华为公司cdma2000接入网络解决方案

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CDMA概念
10kHzBW 1.25MHz BW 1.25MHz BW 10kHzBW

基带数据
9.6kbps

前向纠错 与交织
19.2kbps

正交扩频 与调制
1.2288Mbps

Rake接收 机与解调
1.2288Mbps

解码与解 交织
19.2kbps

基带数据
9.6kbps

引入噪声 背景噪声 杂散信号 相邻小区 同一小区 其它用户 干扰 干扰

CDMA以一个窄带信号开始,采用扩频技术扩展到 1.23MHz的宽带信号 接收时,从宽带信号中恢复信号 CDMA系统干扰主要来自相邻小区和同小区其他用户

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CDMA几个常见术语
比特(bit)、符号(Symbol)与码片(Chip)
输入含有信息的数据称为比特(bit) 在经过卷积编码器、交织与符号重复后的数据被称为符号 (symbol) 经过最终扩频后得到的数据被称为码片(chip)

处理增益(Processing Gain)
理解为最终扩频速率与信息速率的比;在IS-95中处理增益为 128,即21dB

前向(Forward):从基站到移动站 反向(Reverse):从移动站到基站

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CDMA中应用的分集技术
时间分集
采用符号交织,检错纠错编码等方法。

频率分集
通过将信号能量在宽频带中扩展实现的。CDMA将信 号扩展到整个1.25M上。

空间分集
1:在基站采用双接收天线。 2:在手机和基站采用RAKE接收,合并不同传输延时的 信号 3:软切换的时候,移动台和多个基站同时联系,从中选出最 好的帧送给交换机
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Walsh码概念
W2n= Wn Wn Wn Wn W1=0 W 2= 0 0 0 0 0 W4= 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0

前向采用64阶Walsh函数作为扩频函数,Walsh码 是正交码 若两个函数互相关系数为0,则相互正交 码字的互相关系数为

N相同 -N不同 Zij= N总的数字
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长码
长码为一周期为242-1的m-序列
移位相加特性:
输出序列Ck和Ck+t(Ck时移t)的相加后的序列仍然是序列 Ck的一个时移序列

自相关特性
不同相位的m-序列的相关值为-1

1

长码的作用
长码在前向用作扰码加密 控制功率控制比特的插入 长码在反向提供信道化
0 -1/N m序列周期 1 PN Chip

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长码生成示意图
? 001为初始态
0
1

0
1

1
0

? 110为掩码(mask) ? 输出为一个7位的序列 ? 当掩码不同时,输出为具 有不同偏移的序列

Out

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短码
短码为一周期215的M-序列
在m-序列中增加了一个全0状态 每个基站在短码中指配一个时间偏置, 系统利用PN短码的时间偏置来区别小区 可允许所有Walsh码在各小区复用 系统规定PN码最小偏移值为64chips,可以有512个时间 偏置来作小区识别 导频偏置 每个基站利用导频信号PN序列的时间偏置来识别一个前向 CDMA信道 相同的导频信号PN序列在一个基站用于所有CDMA信道。

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IS-95A技术特点
码片速率:1.2288 Mcps 调制 前向:QPSK; 反向:OQPSK 信道编码:卷积码 功率控制 前向:消息方式的慢速功率控制 反向:开环功率控制;快速功率控制(800Hz) 切换:软切换/更软切换、硬切换 BTS工作在同步方式
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IS-95A信道类型
前向
导频信道 同步信道 寻呼信道 业务信道(含功率控制子信道)

反向
接入信道 业务信道

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导频、同步、寻呼信道结构
沃尔什函数0 导频信道 (全0) A

Walsh 32
同步信道 比特 卷积编码 r=1/2,K=9 1.2kbps 2.4kbps 重复的 码符号 块交织 4.8kbps 4.8kbps 调制 符号

码符号 符号 重复

A

寻呼信道 比特 卷积编码 r=1/2,K=9 9.6kbps 4.8kbps

码符号 码符号 重复 19.2kbps 9.6kbps

重复的 码符号 块交织 19.2kbps

调制 符号

A

19.2kbps

寻呼信道P 的长码掩码

Walsh P
长码发生器 1.2288Mcps 抽取器

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?zhouxudong: ?zhouxudong:

?导频信道:未调制的直接序列扩频信号。导频信 ?导频信道:未调制的直接序列扩频信号。导频信 道为相干解调提供相位参考,并可以提供一个比 道为相干解调提供相位参考,并可以提供一个比 较基站之间信号强度的方法以确定什么时候进行 较基站之间信号强度的方法以确定什么时候进行 切换。 切换。

导频信道作用

导频信道是一组零值,用Walsh 0码和PN短码进 BTS连续发射导频信道 导频信道作用
提供相位参考,作相干解调 帮助手机捕获系统,进行信道估计、多径搜索 切换时手机测量导频信道,进行导频强度比较

行扩展

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同步信道作用

手机通过同步信道获得与系统的同步
同步信道提供
导频偏置PILOT_PN 系统时间SYS_TIME 长码状态LC_STATE 寻呼信道速率P_RAT

同步信道速率固定为1200bps 同步信道帧长80/3ms,3帧组成一超帧为80ms

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寻呼信道作用
BTS在寻呼信道上广播
系统参数消息 接入参数消息 邻区列表 CDMA信道列表

BTS通过寻呼信道
寻呼手机 指配业务信道

寻呼信道速率为9600bps或4800bps 寻呼信道帧长为20ms

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前向业务信道结构
前向业务信道信息 比特 增加帧质量指 示比特 增加编码器尾 比特 卷积编码 r =1/2 19.2kbps 9.6kbps 4.8kbps 2.4kbps 符号重复 19.2kbps

8.6kbps 4.0kbps 2.0kbps 0.8kbps

9.6kbps 4.8kbps 2.4kbps 1.2kbps

功率控制比 特

800bps MUX

A
块交织 19.2kbps Wallsh n 19.2kbps 用户m的 长码 掩码 长码 发生器 1.2288Mcps

抽取器

抽取器

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卷积码
? 采用约束长度为9的卷积编码器 ? 前向采用编码效率为1/2,反向采用1/3

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卷积码(2)

卷积码在AWGN信道中的性能
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QPSK调制
I 信道序列 1.2288Mcps I I(t) 基带滤波 s(t)

A
Q 基带滤波

Cos(2πfct)

Q(t) Sin(2πfct) Q 信道序列 1.2288Mcps

当所有不同信道用Walsh码调制后,采用QPSK调制,并转为模拟 信号,累加后发射

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R-ACH信道结构
接入信道 信息比特 (80bits/frame) 4.4kbps 每帧增加8bit 编码尾比特 4.8kbps 卷积编码 r=1/3,K=9

码符号 符号 重复 14.4kbps

重复的码符号

重复的码符号 64阶正交 调制 28.8kbps

调制符号 (Walsh码片)

块交织 28.8kbps

4.8ksps (307.2kbps)

帧数据速率

I信道序列 1.2288Mcps I 基带滤波 I(t)

数据突发 随机化 PN码片 1.2288Mcps 长码发生器

1/2 PN码片 时延=406.9ns

Cos(2πfct) 基带滤波

s(t)

D
Q Q信道序列 1.2288Mcps

Q(t) Sin(2πfct)

长码掩码

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反向业务信道结构
反向业务信道 信息比特 (172,80,40或 16bits/frame) 增加帧质量指示比 特(12,10,8或 6bits/frame) 8.6kbps 4.0kbps 2.0kbps 0.8kbps 每帧增加8bit 编码尾比特 9.6kbps 4.8kbps 2.4kbps 1.2kbps

码符号 卷积编码 r=1/3,K=9 28.8kbps 14.4kbps 7.2kbps 3.6kbps 符号 重复

重复的码符 号 块交织 28.8kbps

重复的码符 号

28.8kbps I信道序列 1.2288Mcps I 基带滤波 I(t)

调制符号 (Walsh码片)

帧数据速率

64阶正交 调制

数据突发 随机化 PN码片 1.2288Mcps 4.8ksps (307.2kbps) 长码发生器

1/2 PN码片 时延=406.9ns

Cos(2πfct) 基带滤波

D
Q Q信道序列 1.2288Mcps

Q(t) Sin(2πfct)

长码掩码

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64阶正交调制

? Walsh码不为反向信道提供信道化 ? 由编码器输出的数据每六个比特对应一个 Walsh码(6符号变换到64个符号) ? 数据由28.8kbps扩展到307.2kbps

31

数据突发化
? ? ? ? 反向信道采用选通方式发射 所有速率均以全速率功率发射 低速率的重复码元不发射(关闭发射机) 发射机的关闭过程由数据突发化随机算法决定

32

OQPSK
? 在Q路上插入1/2个chip时延,产生OQPSK调制 ? OQPSK阻止信号过零,大大减小调制信号动态范围, 降低输出功率峰均比 ? 允许移动台采用简单的功率放大器

基站发射的QPSK

移动台发射的OQPSK

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CDMA信道总结
功能 纠错编码 Walsh码 长码扩展 短码扩展 重复符号传输 导频信道 调制方式 前向链路 1/2速率 提供信道化 提供加密性 标识基站 降低重复符号功率连续发 射 提供相干接收 支持多码道传输,采用 QPSK方式 反向链路 1/3速率 64阶调制 信道化 用作OQPSK调制 采用随机突发方式不连续 发射 没有导频信道,采用非相 干接收 不支持多码道传输,采用 OQPSK方式

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CDMA中的信源编码
可变速率声码器
支持如下的信源编码 QCELP EVRC 支持话音激活 典型的双工通话中,通话的占空比小于35%,不通 话的时候降低发射速率,有效提高系统容量。

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CDMA链路特点
反向链路特点
– 用户可在小区任何地方使用移动站
? 各个移动站路径损耗不同,差别可达80dB ? 如果所有移动站以相同功率发射,到达基站的信号可能会相差80dB,会 有巨大干扰,造成“远近效应”

– 不同移动站信道条件不同 – 基站对接收信号作非相干解调 – 反向功率控制要求高,控制动态范围大,灵敏度高,以补偿快速环 境变化

前向链路特点
– 信道相同
? 一个基站发射的所有信道经过相同路径到达移动站,信号会同时衰减

– 前向信道正交性好 – 移动站利用导频信号作相干解调 – 由于前向信道特点,对前向功率控制要求不突出,其功率变化范围 为±4dB

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CDMA中的功率控制
? CDMA系统是自干扰系统,限制CDMA系统容量的因 素是总干扰 ? 当达到以下条件,系统容量最大
– 当在可接受的信号质量下,功率最小 – 基站从各个移动台接收到的功率相同

? 在CDMA系统中,功率控制是关键技术

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功率控制类型
反向
开环功率控制 闭环功率控制
内环功率控制:800 Hz 外环功率控制

前向
闭环功率控制
消息报告方式:周期报告、门限报告

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反向开环功率控制
移动台所需发射功率受以下因素影响
移动台与基站距离 小区负荷 信道环境

CDMA系统规定用一个常数来补偿路径损耗与小区负 荷的影响,这个常数可由基站调整 移动台根据接收前向信道的功率,直接确定发射功率
发射功率=k-平均接收功率+NOM_PWR +INIT_PWR+接入修正值
接收功率

发射功率

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反向闭环功率控制
内环功率控制
基站测量Eb/Nt和设定的目标Eb/Nt进行比较,大于则指令移动台 降低发射功率,否则增加发射功率。调节速率为 800Hz

外环功率控制
统计误帧率,设定所需的目标Eb/Nt
Power Control Commands
Measured Eb/Nt Vs. Eb/Nt Setpoint

Mobile Transmit

Base Station Makes a Comparison

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前向功率控制

移动台测量前向业务信道帧质量,周期方式或门限方式 上报帧质量。基站根据上报的帧质量情况确定是否进行 前向功率调节 前向功率控制是一种慢速功率调节。

41

小区呼吸
当相邻小区的负荷一重一轻时,负荷重的小区降低导 频信道的发射功率,使本小区边缘的用户切换到临近 小区,从而实现负荷分担,也相当于增加了系统容 量。

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切换
软切换:在切换过程中,移动台开始与新的基站联系 时,并不中断与原有的基站的通信。软切换会带来更好 的话音质量,实现无缝切换、减少掉话可能,且有利于 增加反向容量 更软切换:与软切换类似,发生在同一基站的不同扇 区之间。 硬切换:在切换过程中,移动台与新的基站联系前, 先中断与原基站的通信,再与新基站建立联系。硬切换 过程中有短暂的中断,容易掉话。 不同频率间的切换 到其它系统的切换
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软切换
软切换提高质量
– – – – 改善话音质量 控制手机干扰 降低掉话率 改善小区覆盖

软切换需要手机协助完成
– 手机搜索强的导频信号 – 手机上报导频信号搜索情况 – 基站引导手机进行软切换

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导频集
导频集是指具有相同的频率但有不同的PN码相位 的导频集合
有效集:与正在联系的基站对应的导频集合。 候选集:当前不在有效集中,但是已有足够的强度表明 与该导频对应基站的前向业务信道可以被成功解调的导 频集合。 相邻集:当前不在有效集或候选集中但是有可能进入候 选集的导频集合。 剩余集:其它导频集合。

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软切换过程

(1) 导频强度超过T_ADD,MS将其加入候选集并上报BS (2) BS命令MS将该导频加入有效集 (3) 导频强度小于T_DROP,手机启动T_DROP定时器 (4) T_DROP定时器超时,MS上报BS (5) BS命令MS将该导频从有效集中删除
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IS-95A系统时间
系统零时:定义1980年1月6日0时整为系统起始时间。 偏置为零的长码和短码此时同时处于初始状态 所有基站将在GPS时间的每个偶秒起始时刻(或在此之 后80ms整数倍处)作为0偏置PN码(周期为80/3 ms)的初 态,即在此之前恰好输出了1个“1”和连续15个“0”这样的PN 码片 所有基站需将1980年1月6日零时(GPS起始时间)作为 m序列长码的初态(在此之前恰好输出了一个“1”码片和41 个连续的“0”码片) 使用GPS定时的好处:切换快,同步简单

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移动台初始化过程

(1) 寻找CDMA频点,捕获导频,实现短码同步

(2) 接收同步信道消息,获取LC_STATE, SYS_TIME, P_RAT等系统信息 (3) 定时改变,实现长码同步 (4) 守候在基本寻呼信道,接收系统消息 (5)可进行登记、始呼或被呼

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移动台接入过程
(1) Access Sub-Attempt由若 干个Access Sequence组成; (2) 每个Access Sequence由 1……1+NUM_STEP个 Access Probe组成 (3) 每个Access Sequence的 第一个 Access Probe 由开环 功率控制决定的初始功率发 射

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移动台接入过程(续)
Access Probe Sequence TA RT

Power Step Initial Power

Access Channel Probe

Preamble Segment

Message Segment

1 -16 frames

3 - 10 frames

接入信道前缀:全0接入信道帧,帮助BTS捕获接入信道

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cdma2000技术

内 容
概述 IS-95A技术特点 IS-95B技术特点 cdma2000 1x技术特点 cdma2000 1xEV技术特点 cdma2000 3x技术特点 华为公司cdma2000接入网络解决方案

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IS-95B技术特点
IS-95B从IS-95A演化而来,完全兼容IS-95A 主要变化:
增加速率集2:14.4k、7.2k、3.6k与1.8kbps, 增加EIB方式的前向功率控制 增加增补码分信道以提高数据传输能力。单个用户可最多使 用8个码分信道(1 FCH + 7 SCCH),最大数据传输速率可达 76.8 / 115.2kbps 软切换相对门限 接入过程中的切换 移动台辅助的硬切换 BSS间的软切换

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?zhouxudong: ?zhouxudong:

?导频信道:未调制的直接序列扩频信号。导频信 ?导频信道:未调制的直接序列扩频信号。导频信 道为相干解调提供相位参考,并可以提供一个比 道为相干解调提供相位参考,并可以提供一个比 较基站之间信号强度的方法以确定什么时候进行 较基站之间信号强度的方法以确定什么时候进行 切换。 切换。
F-TCH bits Add One Reserved/ Flag bit Add Frame Quality Indicator Bits 6 8 10 12 Add 8 Encoder Tail bits Data Rate 1.8 3.6 7.2 14.4

IS-95B前向业务信道结构 - 速率集2

Convolutional Encoder R=1/2, K=9

Symbol Repetition Factpr 8X 4X 2X 1X

Symbol Puncture (2 of 6) 28.8 ksps 19.2 ksps

Bits/Frame 21 55 125 267

Block Interleaver (384 Symbols)

+

Symbol point Mapping ( 0→+1, 1→-1)

Channel Gain Power Control Symbol Puncture F-PSCH gain

Wn

+
To QPSK

Power Control bits 800Hz User n’s Long Code Mask

Long code Generator (1.2288Mbps)

Decimator

Power Control bit position

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?zhouxudong: ?zhouxudong:

?导频信道:未调制的直接序列扩频信号。导频信 ?导频信道:未调制的直接序列扩频信号。导频信 道为相干解调提供相位参考,并可以提供一个比 道为相干解调提供相位参考,并可以提供一个比 较基站之间信号强度的方法以确定什么时候进行 较基站之间信号强度的方法以确定什么时候进行 切换。 切换。
F-TCH bits Add One Erasure Indicator bit Add Frame Quality Indicator Bits 6 8 10 12 Add 8 Encoder Tail bits Data Rate 1.8 3.6 7.2 14.4

IS-95B反向业务信道结构 - 速率集2

Convolutional Encoder R=1/2, K=9

Symbol Repetition Factpr 8X 4X 2X 1X 28.8 ksps

Bits/Frame 21 55 125 267

Block Interleaver (576 Symbols) 28.8 ksps

64-ary Othogonal Modulator 307.2 ksps

Data Burst Randomizer

+
To OQPSK

User n’s Long Code Mask

Long code Generator (1.2288Mbps)

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14.4k业务信道链路修正
采用13kbps声码器代替8kbps声码器 提供更高质量语音 保持与IS-95A的兼容 前向采用3/4编码,利用符号重复与符号 抽取进行速率匹配 反向采用1/2编码

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IS-95B功率控制类型
反向
开环功率控制 闭环功率控制 内环功率控制:800 Hz 外环功率控制

前向
闭环功率控制 消息报告方式:周期报告、门限报 告 EIB方式:50 Hz

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前向功率控制 - EIB方式
用于速率集2 MS在反向业务信道向BS发送EIB(Erasure Indicator Bit)。其中,如果收到的是一坏帧,则置EIB=1;收到的 是一好帧,则置EIB=0 功率控制速率:50Hz。

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IS-95B技术特点 - 软切换“动态”门限
(1) 手机将有效集中的导频按强度排序为: PS1<PS2<……<PSn (2) 导频P2强度超过T_ADD,手机将其加入候 选集 (3) 导频P2强度超过[(SOFT_SLOPE/8) * 10 * log10(∑PSi) + ADD_INTERCEPT/2],手机向 BS上报导频强度测量消息 (4) BS命令MS将P2加入有效集 (5) 导频P1强度小于[(SOFT_SLOPE/8) * 10 * log10(∑PSi) + DROP_INTERCEPT/2],手机启 动T_DROP定时器 (6) T_DROP定时器超时,手机上报导频测量消 息 (7) BS命令MS将P1从有效集中删除 (8) 导频P1强度小于T_DROP,启动定时器 (9) 定时器超时,MS将P1从候选集中删除

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IS-95B技术特点 - 接入过程中的切换

Access Handoff Access Probe Handoff
在始呼子状态或寻呼应答子状 态,如果寻呼信道丢失或寻呼信 道不足,且系统允许,则MS触发 接入过程中的切换。

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IS-95B技术特点 - 移动台辅助的硬切换

CFSRQM CFSCNM (Search Parameters) (Search Order) CFSRSM (Acceptance) CFSRPM (Report)

GHDM (HHO)

F2 (candidate)

F1 (serving)

1、MS工作在频点F1,在MAHHO过程中,首先由BS发起CFSRQM(候选频率 搜索请求参数消息),带候选频点搜索参数 2、MS发回CFSRSM(候选频率搜索应答消息)确认 3、BS通过CFSCNM(候选频率搜索命令消息)命令MS按设定的搜索参数搜 索候选频点F2;MS在转到频点F1时,将中断与频点F1的联系 4、MS通过CFSRPM(候选频率搜索报告消息)报告搜索结果 5、BS通过GHDM(硬切换)命令MS切换到频点F2
60

cdma2000技术

内 容
概述 IS-95A技术特点 IS-95B技术特点 cdma2000 1x技术特点 cdma2000 1xEV技术特点 cdma2000 3x技术特点 华为公司cdma2000接入网络解决方案

61

cdma2000 1x技术特点
cdma2000 1x概述 cdma2000 1x前向信道 公共信道 专用信道 cdma2000 1x反向信道 公共信道 专用信道 Turbo码 功率控制
62

cdma2000 1x 技术特点

完 全 兼 容 IS-95A/B 增加多种信道提高系 统性能

信 道 带 宽 : 1.23MHz 物理层支持最大速率 307.2kbps

语 音 编 码 : 8K/13K QCELP 8K EVRC

功率控制:前向反向 快速功率控制

cdma2000 1x

信道编码: 卷积码和 TURBO码

前向发射分集方式: OTD, STS 解调方式:导频辅 助的相干解调

调制方式: 反 向 HPSK 前 向 QPSK

63

cdma2000 1x前向信道类型
前向cdma2000信道

F-CACH

F-CPCCH

F-PICH

F-CCCH

F-SYNCH

F-TCH

F-BCH

F-PCH

F-QPCH

F-PICH

F-TDPICH F-APICH

F-ATDPICH

F-DCCH

F-FCH

F-PC 子信道

F-SCCH (RC1~2)

F-SCH (RC3~9)

64

前向无线配置RC
Radio Spreading Configuration Rate 1** 2** 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 1 1 3 3 3 3 Max Data Rate* (kbps) 9.6 14.4 153.6 307.2 230.4 307.2 614.4 460.8 1036.8 Effective FEC Code Rate 1/2 3/4 1/4 1/2 3/8 1/6 1/3 1/4 or 1/3 1/2or 1/3 OTD Allowed No No Yes Yes Yes Yes Yes Yes Yes

FEC Encoding Modulation Conv Conv Conv and Turbo Conv and Turbo Conv and Turbo Conv and Turbo Conv and Turbo Conv and Turbo Conv and Turbo BPSK BPSK QPSK QPSK QPSK QPSK QPSK QPSK QPSK

65

新的公共信道特点
呼叫处理过程可以利用原有的F-PCH和R-ACH进行。 同时cdma2000前向引入了三种新的公共信道,可用来替代F-PCH
F-BCH ( Forward Broadcast Channel ) F-QPCH ( Forward Quick Paging Channel ) F-CCCH ( Forward Common Control Channel )

引入新的公共信道的原因
更低的延时 更低的基站发射功率 更小的MS耗电 F-BCH使MS可以更快地获得系统消息 F-QPCH的引入 F-CCCH的设计使MS可以更快地关机

66

F-BCH信道结构
Broadcast Channel Bits (744 Bits per 40, 80, or 160 ms Broadcast Channel Slot) Add 16-Bit Frame Quality Indicator Add 8-Bit Encoder Tail Convolutional Encoder R = 1/2, K = 9 Block Interleaver (1,536 Symbols)

Data Rate 19.2, 9.6, or 4.8 kbps

Sequence Repetition (1, 2, or 4× Factor)

Modulation Symbol 38.4 ksps

Signal Point Mapping 0 → +1 1 → –1 Modulation Symbol Rate

Channel Gain

X

Scrambling Bit Repetition 1× Factor for Non-OTD 2× Factor for OTD

Long Code Mask for Broadcast Channel

Long Code Generator (1.2288 Mcps)

I and Q Scrambling Bit Extractor Extract the Pairs at a Rate of Modulation Symbol Rate/ (2 × Scrambling Bit Repetition Factor)

67

F-BCH作用
总体消息广播 短消息广播 可以有多个F-BCH
基本的F-BCH用于总体消息广播 其它F-BCHs用于短消息广播

68

F-QPCH信道结构

Quick Paging Channel Indicators Indicator Rate 9.6 or 4.8 ksps Data Rate 4.8 or 2.4 kbps

Symbol Repetition (2× or 4× Factor)

Modulation Symbol 19.2 ksps

Signal Point Mapping +1 When Indicator Enabled 0 Otherwise

Channel Gain

X

F-QPCH作用
寻呼指示 配置更改指示 减少MS监视F-PCH的时间

69

F-CCCH信道结构
R=1/4

70

F-CCCH信道结构
R=1/2

71

F-CCCH作用
发送与MS特定的消息 可以有多个F-CCCH 基本的F-CCCH用于寻呼MS 其它F-CCCHs用于直接与MS通信
确认消息 信道指配消息 短数据突发

72

导频、同步、寻呼信道结构
Pilot Channels (All 0’s) Signal Point Mapping 0 +1 1 –1 Channel Gain XI

0

XQ

Sync Channel Bits 32 Bits per 26.666... ms Frame Data Rate 1.2 kbps

Convolutional Encoder R = 1/2, K = 9

Symbol Repetition (2 Factor)

Block Interleaver (128 Symbols)

Modulation Symbol 4.8 ksps

Signal Point Mapping 0 +1 1 –1

Channel Gain

XI

0

XQ

Paging Channel Bits

Convolutional Encoder R = 1/2, K = 9

Symbol Repetition

Block Interleaver (384 Symbols)

Modulation Symbol 19.2 ksps

Signal Point Mapping 0 +1 1 –1

Channel Gain

XI

Bits/20 ms 96 192

Data Rate (kbps) 4.8 9.6

Factor 2 1 Long Code Mask for Paging Channel p Long Code Generator (1.2288 Mcps)

0 19.2 ksps

XQ

Decimator

73

导频信道
F-PICH: 信道估计、多径搜索、临近小区测量 F-TDPICH: 支持发射分集,与F-PICH配合 F-APICH、F-ATDPICH: 波束成形。一组MS或一个MS一个辅助导频信道。 智能天线应用

74

F-DCCH信道结构
RC3
Forward Dedicated Control Channel Bits Modulation Symbol Add Frame Quality Indicator Add 8 Encoder Tail Bits Convolutional Encoder R = 1/4, K = 9 Data Rate (kbps) 9.6 9.6 Block Interleaver W

Bits Bits/Frame 24 Bits/5 ms 16 172 Bits/20 ms 12

Symbols 192 768

Rate (ksps) 38.4 38.4
Modulation Symbol

RC4

Forward Dedicated Control Channel Bits

Add Frame Quality Indicator

Add 8 Encoder Tail Bits

Convolutional Encoder R = 1/2, K = 9 Data Rate (kbps) 9.6 9.6

Block Interleaver

W

RC5
Forward Dedicated Control Channel Bits

Bits/Frame 24 Bits/5 ms 172 Bits/20 ms

Bits 16 12

Symbols 96 384

Rate (ksps) 19.2 19.2 Modulation Symbol

Add Reserved Bits

Add Frame Quality Indicator

Add 8 Encoder Tail Bits

Convolutional Encoder R = 1/4, K = 9 Data Rate (kbps) 9.6 14.4

Symbol Puncture

Block Interleaver

W

Bits/Frame 24 Bits/5 ms 267 Bits/20 ms

Bits 0 1

Bits 16 12

Deletion None 4 of 12

Symbols 192 768

Rate (ksps) 38.4 38.4

75

F-DCCH作用

F-DCCH用于在呼叫过程中传送用户和信令信息。 每个前向业务信道可以有一个F-DCCH。 支持5ms帧。 支持非连续传输。

76

F-FCH和F-SCH信道结构
RC4
Modulation Symbol Channel Bits Add Frame Quality Indicator Add 8 Reserved/ Encoder Tail Bits Convolutional or Turbo Encoder Symbol Repetition Symbol Puncture Block Interleaver W

Bits/Frame 24 Bits/5 ms 16 Bits/20 ms 40 Bits/20n ms 80 Bits/20n ms 172 Bits/20n ms 360 Bits/20n ms 744 Bits/20n ms 1,512 Bits/20n ms 3,048 Bits/20n ms 6,120 Bits/20n ms

Bits 16 6 6 8 12 16 16 16 16 16

Data Rate (kbps) 9.6 1.5 2.7/n 4.8/n 9.6/n 19.2/n 38.4/n 76.8/n 153.6/n 307.2/n

R 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2

Factor 1× 8× 4× 2× 1× 1× 1× 1× 1× 1×

Deletion None 1 of 5 1 of 9 None None None None None None None

Symbols 96 384 384 384 384 768 1,536 3,072 6,144 12,288

Rate (ksps) 19.2 19.2 19.2/n 19.2/n 19.2/n 38.4/n 76.8/n 153.6/n 307.2/n 614.4/n

Notes: 1. n is the length of the frame in multiples of 20 ms. For 40 channel bits per frame, n = 1 or 2. For more than 40 channel bits per frame, n = 1, 2, or 4. 2. The 5 ms frame is only used for the Forward Fundamental Channel, and the Forward Fundamental Channel only uses from 16 to 172 channel bits per frame with n = 1. 3. Turbo coding may be used for the Forward Supplemental Channels with 360 or more channel bits per frame; otherwise, K = 9 convolutional coding is used. 4. With convolutional coding, the Reserved/Encoder Tail bits provide an encoder tail. With turbo coding, the first two of these bits are reserved bits that are encoded and the last six bits are replaced by an internally generated tail.

77

长码扰码、功率控制比特插入、信号成形

Modulation Symbol Rate W

Signal Point Mapping 0 → +1 1 → –1 Modulation Symbol Rate Power Control Bits ±1 Values 16 Bits per 20 ms Frame or 4 Bits per 5 ms Frame

Channel Gain Power Control Symbol Puncture

X

Scrambling Bit Repetition 1× Factor for Non-OTD 2× Factor for OTD

Forward Power Control Subchannel Gain

Puncture Timing Control (800 Hz) I and Q Scrambling Bit Extractor Extract the Pairs at a Rate of Modulation Symbol Rate/ (2 × Scrambling Bit Repetition Factor) Long Code Mask for User m Long Code Generator (1.2288 Mcps) Power Control Bit Position Extractor

Decimator

Modulation Symbol Rate Power control symbol puncturing is on the Forward Fundamental Channels and Forward Dedicated Control Channels only.

78

多种发射模式

cdma2000 1x前向支持多种发射模式
– Non-TD – TD(Transmit Diversity发射分集)
? OTD(Orthogonal Transmit Diversity) ? STS( Space Time Spreading)

79

前向信道Non-TD调制结构
复数相乘 cos 2 π f c t + 当控制端 有信号时 输入信号 旋转90度 QOF标志 Qin + Walsh旋转 控制 PN I PN Q Q 基带 滤波 I

YI
Walsh函数 Y DeMux

Iin

基带 滤波 +

-

YQ

sin 2 π f c t

80

正交发射分集OTD模式
符号重复 (+,+) 符号重复 (+,+) 符号重复 (+,-) 符号重复 (+,-)

X I1

X Q1
X I2

Walsh扩频 QPSK调制 导频信号 W0128 Walsh扩频 QPSK调制 辅助导频信号 W16128

天线1

X

符号 分解

X Q2

天线2

81

空时扩展STS模式
在多天线上发射所有前向信道 ? 以互补的Walsh码或伪随机码扩频
?
YI1 YI2 符号重复 (+,+) 符号重复 (+,-) 符号重复 (+,+) 符号重复 (+,-) 符号重复 (+,-) 符号重复 (+,+) 符号重复 (+,-) 符号重复 (+,+) +


walsh扩频 QPSK调制 +


YQ1 YQ2 YI1 YI2 YQ1 YQ2

天线1 导频信号 W0128

+

+


+ walsh扩频 QPSK调制 ∑

天线2

+

辅助导频信号 W16128

82

QOF
IS-95A/B前向最多只有64个码道,可能不够。cdma2000通过QOF (Quasi-Orthogonal Functions)扩展前向码道。 QOF由walsh码×掩码组成 QOF特点 不同的QOF掩码将码字分成若干个组 同组中的码字间相互正交 不同组的码字间存在非0相关特性,称作伪正交。 码道分配 W064 :导频信道 W3264 :同步信道 W3264 :寻呼信道 W80128 , W48128 , W112128 :快速寻呼信道
83

cdma2000 1x反向信道结构
反向cdma2000信道

R-ACH

R-TCH操作 (RC1~2)

R-EACH 操作

R-CCCH 操作

R-TCH操作 (RC3~6)

R-FCH 0~7 R-SCCH

R-PICH

R-PICH

R-PICH 0~1 R-DCCH 0~1 R-FCH 0~2 R-SCH R-PC 子信道
84

R-EACH

R-CCCH

反向无线配置RC

Radio Spreading Configuration Rate 1** 2** 3 4 5 6 1 1 1 1 3 3

Max Data Rate* (kbps) 9.6 14.4 153.6 (307.2) 230.4 153.6 (614.4) 460.8 (1036.8)

Effective FEC Code Rate 1/3 1/2 1/4 (1/2) 3.8 1/4 (1/3) 1/4 (1/2)

OTD Allowed No No Yes Yes Yes Yes

FEC Encoding Modulation Conv Conv Conv or Turbo Conv or Turbo Conv or Turbo Conv or Turbo 64-ary ortho 64-ary ortho BPSK BPSK BPSK BPSK

85

RC组合规则
RC1和RC2分别对应于IS-95A/B里的速率集1和速率集 2。 cdma2000 1x前向:RC1~RC5;反向:RC1~RC4。组合 规则: 前向RC1、反向RC1; 前向RC2、反向RC2; 前向RC3或RC4、反向RC3; 前向RC5、反向RC4;

86

反向导频信道
Pilot (all '0's) MUX Power Control Bit A

反向导频用于 初始捕获 跟踪 反向相干解调 功率控制测量 利用反向导频信道,基站能进行相干解调, 提高了接收性能,增大了反向信道容量 cdma2000 1x是IS-95A/B的2倍
1 Power Control Group = 1536 × N PN Chips N is the Spreading Rate number Pilot 384 × N Chips Power Control

87

R-EACH和R-CCCH信道结构
R-EACH头结构

R-EACH和R-CCCH信道结构

88

R-EACH作用
Tx Power Enhanced Access Channel Preamble Not transmitted in Basic Access Mode Not transmitted in Reservation Access Mode Preamble Reverse Pilot Channel Enhanced Access Header Enhanced Access Data Enhanced Access Header Enhanced Access Data

Preamble Transmission (See Figure 2.1.3.4.2.3-1) Reverse Pilot Channel Transmission

1.25 ms

5 ms

20, 10, or 5 ms

MS初始接入,如:始呼、被呼应答 有三种接入模式 基本接入模式:前缀+数据 功率控制接入模式:前缀+头+数据 预约接入模式:前缀+头,数据在R-CCCH上发送
89

R-CCCH作用
Tx Power Preamble Reverse Pilot Channel Reverse Common Control Channel

Reverse Common Control Channel Transmission

Preamble Transmission (See Figure 2.1.3.5.2.3-1) Reverse Pilot Channel Transmission

1.25 ms Reverse Common Control Channel Preamble

20, 10, or 5 ms Reverse Common Control Channel Data

无反向业务信道时传送用户或信令信息。

90

R-DCCH信道结构
RC 3
Reverse Dedicated Control Channel Bits Bits/Frame 24 Bits/5 ms 172 Bits/20 ms Modulation Symbol Add Frame Quality Indicator Add 8 Encoder Tail Bits Convolutional Encoder R = 1/4, K = 9 Data Rate (kbps) 9.6 9.6 Symbol Repetition (2× Factor) Block Interleaver B

Bits 16 12

Symbols 384 1,536

Rate (ksps) 76.8 76.8

RC 4
Reverse Dedicated Control Channel Bits Bits/Frame 24 Bits/5 ms 267 Bits/20 ms Modulation Symbol Add Reserved Bits Add Frame Quality Indicator Add 8 Encoder Tail Bits Convolutional Encoder R = 1/4, K = 9 Data Rate (kbps) 9.6 14 4 Symbol Repetition (2× Factor) Symbol Puncture Block Interleaver B

Bits 0 1

Bits 16 12

Deletion None 8 of 24

Symbols Rate (ksps) 384 76.8 1 536 76 8

91

R-FCH/R-SCH信道结构
RC3
Modulation Symbol Channel Bits Add Frame Quality Indicator Add 8 Reserved/ Encoder Tail Bits Convolutional or Turbo Encoder Symbol Repetition Symbol Puncture Block Interleaver C

Bits/Frame 24 Bits/5 ms 16 Bits/20 ms 40 Bits/20n ms 80 Bits/20n ms 172 Bits/20n ms 360 Bits/20n ms 744 Bits/20n ms 1,512 Bits/20n ms 3,048 Bits/20n ms 6,120 Bits/20n ms

Bits 16 6 6 8 12 16 16 16 16 16

Data Rate (kbps) 9.6 1.5 2.7/n 4.8/n 9.6/n 19.2/n 38.4/n 76.8/n 153.6/n 307.2/n

R 1/4 1/4 1/4 1/4 1/4 1/4 1/4 1/4 1/4 1/2

Factor 2× 16× 8× 4× 2× 1× 1× 1× 1× 1×

Deletion None 1 of 5 1 of 9 None None None None None None None

Symbols 384 1,536 1,536 1,536 1,536 1,536 3,072 6,144 12,288 12,288

Rate (ksps) 76.8 76.8 76.8/n 76.8/n 76.8/n 76.8/n 153.6/n 307.2/n 614.4/n 614.4/n

Notes: 1. n is the length of the frame in multiples of 20 ms. For 40 channel bits per frame, n = 1 or 2. For more than 40 channel bits per frame, n = 1, 2, or 4. 2. The 5 ms frame is only used for the Reverse Fundamental Channel, and the Reverse Fundamental Channel only uses from 16 to 172 channel bits per frame with n = 1. 3. Turbo coding may be used for the Reverse Supplemental Channels with 360 or more channel bits per frame; otherwise, K = 9 convolutional coding is used. 4. With convolutional coding, the Reserved/Encoder Tail bits provide an encoder tail. With turbo coding, the first two of these bits are reserved bits that are encoded and the last six bits are replaced by an internally generated tail.

92

反向信道扩频调制结构
Walsh Cover 反向补充信道2

C A B

相对增益

反向导频信道 反向专用 控制信道

+ + ∑ +
相对增益 Walsh Cover



基带 滤波 cos2πfct sin2πfct

+ ∑ +

反向基本信道

C

相对增益

+
反向补充信道1、 反向公共控制信道、 或增强接入信道 Walsh Cover

∑ +



基带 滤波

C

相对增益 Walsh Cover Walsh Cover (+ -) 以2抽 取 I路PN序列 Q路PN序列

延迟 1chip
长码MASK 长码生成 器

反向信道特点: 采用Walsh扩频 多码道传输 HPSK调制

93

HPSK
HPSK ( Hybrid PSK ),亦称为OCQPSK ( Orthogonal Complex QPSK ) 作用:
减少过零率 减少对功放的线性要求
y
3.4 3.1

y

0

0

-3.4

x
-3.4 0 3.4

-3.1 -3.1 0

x
3.1

(a)采用普通复扰码结构后的信号

(b)采用HPSK调制后的信号
94

cdma2000信道编码 - Turbo码(1)

X(t)
X(t )

交织 器

CC1

Y0 (t )
Y1 ( t )

复用抽取 器

X ' (t )

CC2

Y0' (t )

Y1' (t )

95

cdma2000信道编码 - Turbo码(2)
? 编码器组成
– 两个分量码编码器(递归系统卷积码) – 一个交织器 – 输出符号复用与抽取

? Turbo码的特点
– 对输入的信息序列进行两次编码,译码时可相互交 换信息 – 交织器的引入使得信息比特不仅受邻近校验比特的 保护,而且受距离很远的校验比特的保护

? Turbo码性能明显优于卷积码,可以达到逼近 信道极限的效果
96

cdma2000信道编码 - Turbo码(3)
? 图中Turbo码中交织块大小为1530,解码迭代次数为3次 ? 可见Turbo码性能优于卷积码

97

cdma2000功率控制类型
反向
开环功率控制 闭环功率控制 内环功率控制:800 Hz 外环功率控制

前向
闭环功率控制 消息报告方式:周期报告、门限报 告 EIB方式:50 Hz QIB方式:50 Hz 快速功率控制:800 Hz

98

前向快速功率控制

R-PCSCH与R-PICH复用 快速前向功控:800Hz

99

cdma2000 1x技术特点总结
兼容IS-95A/B(RC1&RC2) 反向导频 Turbo码 发射分集 前向采用QPSK;反向采用HPSK 物理层提供的速率最大达307.2 kbps 话音用户容量是IS-95的2倍,数据容量是IS-95的3倍

100

cdma2000与IS-95比较(1)
对比项 频谱占用 传输速率 无线配置(RC) 反向导频信道 信道编码 调制方式 反向扩频方式 前向功率控制 发射分集 IS-95A/B 1.23MHz IS-95B 最 大 支 持 速 率 为 76.8kbps/115.2kbps Rate Set 1 9.6kbps Rate Set 2 14.4kbps 不支持 卷积码 前向 QPSK 反向 OQPSK 采用 64 阶正交调制,长码扩频 慢速功率控制 无 cdma2000 1x 1.23MHz cdma2000 1x 能支持最大速率为 307.2kbps 前向支持 RC1~5 反向支持 RC1~4 支持反向导频信道,提供相干 解调 卷积码、Turbo 码 前向 QPSK 反向 HPSK 采用 Walsh 码扩频 增加前向 QIB 方式:50Hz 前向快速功率控制:800 Hz 支持 Non-TD、OTD、STS 方式

101

cdma2000与IS-95比较(2)
信道类型 Forward Pilot Channel Transmit Diversity Pilot Channel Auxiliary Pilot Channel Auxiliary Transmit Diversity Piolt Channel Sync Channel Paging Channel Broadcast Channel Quick Paging Channel Common Power Control Channel Forward Common Assignment Channel Channel Forward Common Control Channel Forward Dedicated Control Channel Forward Fundamental Channel Forward Supplemental Code Channel Forward Supplemental Channel Reverse Pilot Channel Access Channel Enhanced Access Channel Reverse Common Control Channel Reverse Dedicated Control Channel Reverse Reverse Fundamental Channel Channel Reverse Supplemental Code Channel Reverse Supplemental Channel IS-95A/B √ cdma20001X √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
102

√ √

√ √



√ √

cdma2000与IS-95比较(3)
IS-95A 1.25MHZ Circuit 9.6/14.4Kbps 22/14用户 105.6kbps IS-95B 1.25MHz Circuit/Packet 56.6/64Kbps 22/14用户 105.6kbps cdma2000-1X 1.25MHz Packet 144Kbps 44/28用户 337.92kbps

载频带宽 业务种类 业务速率 话音用户/扇区/载 注 频 1 空中接口容量/扇 注 区载频 2

注1:每扇区载频所支持的8K/13K话音用户的数量 注2:根据现有网络运行参数和仿真计算的结果,空 中接口每扇区载频所能提供的最大数据流量。

103

cdma2000技术

内 容
概述 IS-95A技术特点 IS-95B技术特点 cdma2000 1x技术特点 cdma2000 1xEV技术特点 cdma2000 3x技术特点 华为公司cdma2000接入网络解决方案

104

cdma2000 1x演进的动力
无线Internet接入对语音和高速分组数据提出了不同的需 求 语音:低速、对称、低突发性 数据:高速突发性、不对称、更低的BER要求 频率将继续是稀有资源,只要能获得可比的性能, 1.25M系统比5M系统更有吸引力。 在向高速分组数据业务演进时,cdma2000 1x系统将对 基站系统和终端系统的影响降到了最小

105

cdma2000 1x增强技术主要方案

Qualcomm提出的HDR(High Data Rate)方案 Motorola、LSI Logic和Nokia提出 1XTREME方案 中国提出的LAS-CDMA方案

106

cdma2000 1xEV演进时间表
1xEV Phase 1 非实时、高速分组业务 cdma2000 1x 1xEV Phase 2 同时支持实时和非实时业务

study period

Phase 1 BL Text Done ( August 2000)

oct, 2000

oct 2001

1xEV分为两个阶段:
?phase 1: 1xEV-DO ( Data Only ) 只提供对分组数据业务的支持,不支持实时的语音业务 今年10月标准定稿;2001年1月开始试验网;2001年年底开始 商用 ?phase 2: 1xEV-DV ( Data and Voice ) 可以同时提供非实时的分组数据业务和实时的语音业务。 2001年10月标准定稿;2002年1月开始试验。
107

cdma2000 1xEV-DO技术特点
基于Qualcomm提出的1xHDR ( High Data Rate ) 只提供非实时的分组数据业务 反向继续采用功率控制 前向最大功率发射,采用速率控制 较高的频谱利用率,反向最高可传输153.6 kbps;前向最 高可传输2.4576 Mbps 所有的数据速率都使用Turbo码 反向继续使用HPSK调制;前向使用QPSK、8-PSK、16QAM调制 采用为分组业务优化的时隙/帧结构

108

cdma2000 1xEV-DV速率需求

前向 话音容量 2倍于cdma2000 1x Outdoor高速数据 2.4Mbps 峰值速率 Outdoor高速数据 600kbps 平均速率 Outdoor步行数据 2Mbps 速率 Indoor数据速率 2Mbps

反向 2倍于cdma2000 1x 1.25Mbps 600kbps 1.25Mbps 1.25Mbps

109

cdma2000 1xEV-DV需求
三种业务模式:实时、非实时、实时/非实时混合 语音和分组数据业务可以与cdma2000 1x、cdma2000 1xEV-DO互操作,包括切换 同一载频可以同时支持实时和非实时的业务 语音和分组数据业务选项和容量可以支持未来语音和图 像编码方式的融合 语音质量达到或超过cdma2000系统语音质量。 1xEV-DV标准必须从1xEV-DO演进,其标准可能基于: 仍以1xHDR为基础 融合其它技术

110

cdma2000技术

内 容
概述 IS-95A技术特点 IS-95B技术特点 cdma2000 1x技术特点 cdma2000 1xEV技术特点 cdma2000 3x技术特点 华为公司cdma2000接入网络解决方案

111

cdma2000 3x技术特点
码片速率N*1.2288 Mcps,N=1,3,6,9,12 接入速率最大可达2Mbps 前向:多载波,反向:直扩 由于cdma2000 1xEV的发展,cdma2000 3x技术可能发生变化
1.25 M Hz 1.25 M Hz

Forw ard Link

Forw ard Link

0

1M Hz

2 M Hz

0

1M Hz

2 M Hz

3 M Hz

4 M Hz

5 M Hz

Reverse Link

Reverse Link

0

1M Hz

2 M Hz

0

1M Hz

2 M Hz

3 M Hz

4 M Hz

5 M Hz

112

cdma2000 3x前向信道(1)

? ? ? ?

cdma2000 3x前向信道采用多载波模式 占用相邻的3个1.2288MHz的频段 cdma2000 3x与cdma2000 1x可以共 存, 使用多载波模式,可以重复使用cdma2000 1x的频段与 现有设备,减少费用与风险,节约频带资源,实现平 滑过渡

113

cdma2000 3x前向信道(2)
保护 频带 载波A 载波B 载波C 保护 频带

X Q3

XQ

串并 变换

扩频 QPSK调制
X I3
X Q2

IS-95B 载频1

IS-95B 载频2
1.25MHz

IS-95B 载频3
1.25MHz
625K Hz

载频1

625K Hz

1.25MHz

5MHz

扩频 QPSK调制

天线
载频2

XI

X I2

串并 变换

X Q1

扩频 QPSK调制
X I1

载频3

114

cdma2000技术

内 容
概述 IS-95A技术特点 IS-95B技术特点 cdma2000 1x技术特点 cdma2000 1xEV技术特点 cdma2000 3x技术特点 华为公司cdma2000接入网络解决方案

115

cdma2000平滑过渡
cdma2000 1x 兼容IS-95A/B。 增加SCH以支持分组业务。 可以通过增加cdma2000 1x BSC和cdma2000 1x BTS的方式 平滑过渡 即业务可以平滑升级,但设备需增加

1 IS-95A/B载频

1 IS-95A/B载频 + 2 cdma2000 1X载频

cdma2000 1X载频

116

从2G到3G的平滑过渡
IS-95A/B IS-95A/B 1.25MHz IS-95A/B 1.25MHz IS-95A/B 1.25MHz

2G/2.5G

1.25MHz

f

IS-95A/B

IS-95A/B 1.25MHz

cdma2000 1X 1.25MHz 1.25MHz

3G

1.25MHz

f

cdma2000 1XEV

cdma2000-3X 1.25MHz 1.25MHz

3G
网络演进

1.25MHz

1.25MHz

f

117

系统的演进(1)
IS-95 网络
cdma2000 BTS
cdma2000 MS

PSTN/ISDN
Abis cdma2000 BTS BSC MSC

IS-95 MS

其他PLMN
A3/A7 BSC

IS-95 BTS

IS-95 BTS
IS-95 MS

INTERNET

IS-95 BTS

IS-95 网络

118

系统的演进(2)
cdma2000 网络
升级BSC
cdma2000 MS

cdma2000 BTS

更新BSC
Abis cdma2000 BTS BSC PCF

IS-95 MS

A8/A9

Internet

A3/A7 BSC

IS-95 BTS

PSTN/ISDN
MSC

IS-95 BTS
IS-95 MS

IS-95 BTS

IS-95 网络

119

系统的演进(3)
全cdma2000网络
BTS
MS

分组域
MIP HA Abis INTERNET

BTS

BSC PCF A8/A9 BTS A10/A11

PDSN/FA AAA

SDH A3/A7 BSC
A8 /A 9

A1

/A 2 /A 5

BTS

MSC SSP/VLR A1/A2/A5 PLMN

BTS
MS

GMSC/SSP BTS HLR/AUC/EIR PSTN ISDN

电路域 无线接入网络

120

华为公司cdma2000接入网络演进解决方案
cdma2000 接入网络解决方案 第一步-cdma2000 1x阶段

阶段一:cdma2000 1x接入网络基本解决方案 阶段二:cdma2000 1x接入网络完善解决方案
第二步-cdma2000 1xEV阶段 cdma2000 1xEV-DO接入网络解决方案 cdma2000 1xEV-DV接入网络解决方案 第三步-cdma2000 3x阶段 ( ?) cdma2000 3x 接入网络解决方案
121

各阶段解决方案时间表

3x接入网络

解决方案
1xEV接入网络 解决方案 1x 接入网络完善 解决方案 1x接入网络基本 解决方案

2001

2002

2003
122

华为 cdma2000 接入网络产品路标

路标
cdma2000 1x完善 解决方案 系列化基站 完善1x业务 cdma2000 1xEV 高速分组数据业务

cdma2000 3x 更高的服务质量 支持 ALL IP

cdma2000 1x基本 解决方案 基站 4*3/2*6配置 基本语音业务和中 速分组业务

cdma2000 BSC V1.0R01

cdma2000 BSC V1.0R02

cdma2000 BSC V2.0

cdma2000 BSC V3.0

cdma2000 BTS V1.0R01

cdma2000 BTS V1.0Rxx

cdma2000 BTS V2.0

cdma2000 BTS V3.0

2001

2002

2003

123

cdma2000 1x 接入网络解决方案

cdma2000 1x接入网络解决方案
阶段一:cdma2000 1x接入网络基本解决方案 阶段二:cdma2000 1x接入网络完善解决方案

124

cdma2000 1x接入网络基本解决方案
市场定位:
适于运营商初期高起点建设 CDMA网络
BTS
MS

分组域
MIP HA Abis INTERNET PDSN/FA PCF A8/A9 BTS A10/A11 AAA

BTS

BSC

SDH A3/A7 BTS BTS
MS

A1
A8 /A 9

/A 2 /A 5

BSC

MSC SSP/VLR A1/A2/A5 GMSC/SSP

PLMN

BTS HLR/AUC/EIR

PSTN ISDN

无线接入网络

电路域

125

无线接入网结构及接口描述
MSC
BSSAP SCCP MTP 物理层

PDSN

IP网
A1/A2接口 A10/A11接口
A11信令 UDP IP 链路层 物理层 A10业务 GRE IP 链路层 物理层

PCF
A8/A9接口 A7接口
BSC
Abis接口

PCF
A8/A9接口
BSC

A3信令接口 A3业务接口
· · ·

Abis接口

BTS

BTS
BS
BS

BTS

· · ·

BTS

126

cdma2000 BSS功能
BSC功能
– – – – – – 呼叫控制 无线资源管理 功率控制 切换控制 基站逻辑操作维护 空中接口MAC、LAC 层

BTS功能
– 空中接口控制 – 功率控制 – 环境监控

127

cdma2000 1x基本解决方案——BSC产品结构

Abis/A1-A11
资源管理功能 模块 ATM交换机 功能模块 基本处理功能 模块

基本处理功能 模块

.....
Abis/A1-A11

操作维护功能 模块
LAN

Abis/A1-A11

128

cdma2000 1x基本解决方案——BSC产品规格
单模块支持5万用户,可平滑扩容到10模块50万用户 最大支持1280个cdma2000 1x TRX BHCA≥1000K,支持15000Erl 兼容IS-95A/B,并可通过软件升级向后演进 支持硬切换、更软切换、BSC内软切换和BSC之间的软 切换 先进的无线资源管理算法,华为公司专利 基于华为公司成熟的ATM交换机平台,交换容量为 25G 提供E1、STM-1等接口 支持2Mbps的No.7信令链路,支持多信令点
129

cdma2000 1x基本解决方案——BTS产品规格
单机柜12载频,通过并柜可平滑扩容到 36 载频 支持全向、1*3、2*3、4*3、1*6、2*6等小区配置 覆盖面积大,小区半径最大可达125公里,可适合小容量 大覆盖的初期建设 支持 GPS/Glonass 以及外接时钟同步方式 物理层提供最大 307.2kbps 数据传输数率 支持星型、链型和树型组网方式 Abis 接口传输提供 E1、STM-1方式

130

cdma2000 BTS 组网
支持星型、链型、树型、环型组网方式

BSC

环型
STM-1

星型
E1

BSC

STM-1

E1
BTS BTS

E1
BTS

BTS
STM-1

BTS
STM-1

BTS

BTS

BTS
E1 E1

BTS

BTS

链型

E1 n*E1

E1

树型

131

cdma2000 1x接入网络完善解决方案
市场定位:
适于对cdma2000 1x业务需求的增长和多样化
MICRO BTS
MS

分组域
MIP HA Abis BTS BSC PCF A8/A9 BTS SDH
A8 /A 9

INTERNET PDSN/FA A10/A11 AAA

R-RFM

系列化基站
R-RFM BTS

A1

A3/A7 BSC BTS

/A 2 /A 5

MSC SSP/VLR A1/A2/A5 GMSC/SSP

PLMN

RF光纤拉远

MS

PSTN ISDN HLR/AUC/EIR

电路域
OUTDOOR BTS

无线接入网络
132

cdma2000 BSC 产品规格
支持小区呼吸 支持定位业务 支持接入切换 支持地面电路预指配、早指配 支持快速寻呼 支持加密流程 支持PACA呼叫 支持带内DTMF

133

cdma2000 BTS 产品规格
提供室内型、室外型、微型、大容量等系列化基站
室内普通基站 室外型基站 微型基站 室内大容量基站

大容量基站,单机柜支持最大不小于 18 载频 支持射频模块光纤拉远

134

cdma2000 1xEV接入网络解决方案
市场定位:
适于在 cdma2000 1x网络上支持更快的速率 数据业务热点地区
1xEV/1x/IS-95 BTS
MS

分组域
MIP HA Abis INTERNET PDSN/FA PCF A8/A9 BTS A10/A11 AAA

BTS

BSC

SDH A3/A7 1xEV/1x/IS-95 BTS BTS
MS

A1
A8 /A 9

/A 2 /A 5

BSC

MSC SSP/VLR A1/A2/A5 GMSC/SSP

PLMN

BTS HLR/AUC/EIR

PSTN ISDN

无线接入网络

电路域
135

cdma2000 1xEV接入网络解决方案-产品规格
支持 Higher Speed Data、Concurrent Service 、Short Data Burst和 Variable Rate 支持IP Broadcast&Multicast、SMV和端到端的QoS A接口支持 IOS4.2 Abis 接口标准化 通过升级BSC软件、更换BTS信道处理模块即可从1x升 级到1xEV

136

cdma2000 BSS V2.0产品规格
第一阶段支持 cdma2000 1xEV-DO 高速、非实时分组数据,非对称的数据业务 分组数据业务可以与cdma2000 1x信道互操作,包括切换 支持 Higher Speed Data、Concurrent Service 、Short Data Burst和 Variable Rate 支持IP Broadcast&Multicast、SMV和端到端的QoS A接口协议顺从 IOS4.2

137

cdma2000 BSS V2.0产品规格
第二阶段支持cdma2000 1xEV-DV 支持三种业务模式:实时、非实时、实时/非实时混合 语音业务可以与cdma2000 1x信道互操作,包括切换 同一载频可以同时支持实时和非实时的业务

138

cdma2000 3x接入网络解决方案

根据cdma2000协议的发展情况确定

139

华为公司cdma2000接入网络演进解决方案
cdma2000 接入网络解决方案 第一步-cdma2000 1x阶段

阶段一:cdma2000 1x接入网络基本解决方案 阶段二:cdma2000 1x接入网络完善解决方案
第二步-cdma2000 1xEV阶段 cdma2000 1xEV-DO接入网络解决方案 cdma2000 1xEV-DV接入网络解决方案 第三步-cdma2000 3x阶段 ( ?) cdma2000 3x 接入网络解决方案
140

华为公司cdma2000 接入网络产品总结

华为公司 cdma2000 接入网络产品将密切注意用 户需求的变化,跟踪技术、协议的发展。满足用 户日益增长的需求、最大限度地保护用户的投资 是华为公司的宗旨

141

142


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