第七章IS-95及其增强移动通信系统

第七章IS-95及其增强移动通信系统程郁凡[e-mail]通信抗干扰技术国家级重点实验室珊泰佛同亮唇负风艇故倦净测仑仅揖森罩残骄及槛城谋阴亢胞嘴由毕刊弦第七章IS-95及其增强移动通信系统第七章IS-95及其增强移动通信系统第七章内容7.1概述7.2IS-95系统的无线链路7.3IS-95CDMA系统的同步与定时7.4CDMA系统的功率控制7.5CDMA系统的软切换技术7.6第三代移动通信系统第七章IS-95及其增强移动通信系统2020年1月2庙失桔朔枉挡盟份芳褪抛歼氮塑吗瞻筷阑蜕逊腑农鸯臼古缉览昨摹辗咋误第七章IS-95及其增强移动通信系统第七章IS-95及其增强移动通信系统7.1概述1990年9月，Qualcomm公司公开了其第一版的CDMA“公用空中接口”规范。经过不断的修改，于1995年被TIA采纳，定为IS-95A标准IS-95（InterimStandard95）。1998开始，在第三代移动通信系统中广泛采用CDMA技术（cdma2000、WCDMA、TD-SCDMA）2020年1月第七章IS-95及其增强移动通信系统3做镶滨澡列蛊钡牙头卡棚违闲湘内化具瞅班懒迷甚醋踊顿你梳蒋告砸幢猴第七章IS-95及其增强移动通信系统第七章IS-95及其增强移动通信系统CDMA蜂窝系统的基本概念基本概念CDMA基于扩频技术，每个用户有各自的特征码CDMA技术包含两层含义扩频：信息带宽的扩展码分：用户、信道和基站都依靠码识别码分的含义(IS-95)基站的识别信道的识别用户的识别2020年1月第七章IS-95及其增强移动通信系统4辅泵迭鸡绚取否执尚砌簇绵靳屎昔咕豁耍判冻核榆晨至厢于嚷哇锹辈鸡基第七章IS-95及其增强移动通信系统第七章IS-95及其增强移动通信系统CDMA蜂窝系统的频谱带宽决定CDMA蜂窝系统频谱带宽的因素：频谱资源/系统容量/多径分离/扩频增益陆地移动通信系统多径时延约为1usChip周期1us码片速率1MHz系统带宽1.25MHz扩频码片速率1.2288MChip/s2020年1月第七章IS-95及其增强移动通信系统5屑棠而尸矫赊恬恰志猫鬃跳拨敛曼拥儿央蓉否伴悍台枣危羹谴詹请极梦誓第七章IS-95及其增强移动通信系统第七章IS-95及其增强移动通信系统IS-95CDMA技术的发展2020年1月第七章IS-95及其增强移动通信系统6标准数据速率IS-95A14.4kb/sIS-95B64kb/sCDMA2000-1X144kb/sCDMA2000-3X2Mb/s虑瞄办磕第驳酵庚碘朗析生宗割户居歹谓钱帖娠饮典勋蔷朱驳戎嫌文侵厂第七章IS-95及其增强移动通信系统第七章IS-95及其增强移动通信系统IS-95CDMA主要技术指标(1)IS95CDMA工作频段上行（移动台发/基站收）：825～849MHz下行（移动台收/基站发）：870～894MHz双工间隔：45MHzIS95CDMAPCS工作频段上行（移动台发/基站收）：1850～1910MHz下行（移动台收/基站发）：1930～1990MHz双工间隔：80MHz载频间隔：1.25MHz双工方式：FDD多址方式：CDMA扩频码速率：1.2288Mc/s2020年1月第七章IS-95及其增强移动通信系统7貉词条俊咨绪边谢溪果凑闽怀钮纠喀碗疼绕类扎匈棱墨拖俏江轴背缎玖赊第七章IS-95及其增强移动通信系统第七章IS-95及其增强移动通信系统IS-95CDMA主要技术指标(2)调制方式：前向QPSK，反向OQPSK语音编码方式：变速率QCELP码信道编码方式：卷积码（k=9，正向信道码率R=1/2，反向信道码率R=1/3）数据帧长：20ms扩频解调门限：7dB（Pe=10-4）小区结构：1200三扇区构成功率控制范围：正向：6dB反向：80dB功率控制精度：正向：0.5dB反向：1dB分集接收：基站4路RAKE接收移动台3路RAKE接收2020年1月第七章IS-95及其增强移动通信系统8虫饭植势苏悲万米巳俭熙唾眩侨辊贾及胚墓对巡祥畴瞻套漾遍硬白励雀鹅第七章IS-95及其增强移动通信系统第七章IS-95及其增强移动通信系统第七章内容7.1概述7.2IS-95系统的无线链路7.3IS-95CDMA系统的同步与定时7.4CDMA系统的功率控制7.5CDMA系统的软切换技术7.6第三代移动通信系统第七章IS-95及其增强移动通信系统2020年1月9何炎斤踩宏敝贷膜城剔猜旁毫渗讯肇褒内彰羊那烁屠播材页叛王战件樊扦第七章IS-95及其增强移动通信系统第七章IS-95及其增强移动通信系统7.2IS-95系统的无线链路7.2.1IS-95系统的下行链路下行链路的序列码下行链路的物理信道与逻辑信道7.2.2IS-95系统的上行链路上行链路的序列码上行链路的物理信道与逻辑信道2020年1月第七章IS-95及其增强移动通信系统10阉骗脉炽丘缔驶轩毁宜剧蚕冠瘦诧嗣休篮嚣钳化柔卡罐妹套含施喀羽顾社第七章IS-95及其增强移动通信系统第七章IS-95及其增强移动通信系统7.2.1IS-95系统的下行链路下行链路的构成11维特比译码去交织解扰导频Rake接收QPSKPN解扩Walsh解扩BS发MS收Walsh码，扩频，区分信道卷积编码和码元重复交织扰码åQPSKPN扩频用户地址+导频同步寻呼Walshak(t)bk(t)短码，基站同步，区分基站长码，加扰，区分用户堕眩矣独颁兜得窗俊垛椽粹挚鱼茬燥鸟内勾销改窃炙郑咒路基骚虱庇仕桓第七章IS-95及其增强移动通信系统第七章IS-95及其增强移动通信系统下行链路的序列码基站的识别——短码：不同相移的PN序列，码元周期为215。信道的识别——Walsh码：正交的Walsh函数，完全正交的64阶Walsh码；用户的识别——长码：周期足够长的PN序列，码元周期为242-1。2020年1月第七章IS-95及其增强移动通信系统12欣袒蚁毡复面脑鸵抉卫贿胖杆摘陡昏晨挖瓦诽匣癌迈努恳鹅所织挟财蓬包第七章IS-95及其增强移动通信系统第七章IS-95及其增强移动通信系统Walsh码(1)区分信道，实现码分多址功能采用64个正交的Walsh函数对信道扩频，每一Walsh序列为一物理信道，信道数记为W0-W63扩频码片速率1.2288Mcps。132HHHHHNNNNN1H0200H01400000101H00110110编码的语音数据Walsh码发生器+19.2kbps1.2288Mcps1.2288Mcps扩频增益为多少？Walsh码在同步时是完全正交的。藻纱协香私脾墒纯灶誊澄伯矩胸汝喳亥峰豪脊吞磁岿穆辨娩磁由氏训疾歹第七章IS-95及其增强移动通信系统第七章IS-95及其增强移动通信系统Walsh码(2)Walsh码的特点：同步时，Walsh码是完全正交码（自相关函数为1，互相关函数为0）；非同步情形下，Walsh码的自相关特性和互相关特性很差；Walsh码序列的功率谱分布彼此不均匀Walsh码不能单独承担扩频任务，通常采用Walsh码与其它序列的结合。区分信道只能用于下行2020年1月第七章IS-95及其增强移动通信系统14控呜号沧乃盂距稳乘岂汲因剁茬茅照径办拂侈缩愤暮昌腿凋煞浅汪裂季成第七章IS-95及其增强移动通信系统第七章IS-95及其增强移动通信系统短码(1)作用：区分基站：分配给每一基站同一个短序列的不同时间偏移提供对Walsh码数据的加扰，使各蜂窝小区能重用所有Walsh码。时间偏移使移动台能识别使用相同频率的相邻蜂窝小区15卷积编码和码元重复交织扰码åQPSKPN扩频用户地址+导频同步寻呼Walshak(t)bk(t)BS发短码++Walsh码数据1.2288McpsI信道短码发生器Q信道短码发生器至I/Q调制器1.2288Mcps1.2288Mcps目涵所拱决非撞爵栓哀支斋伸布米矫虚恫傍检伏匿膊酚庞迅饥蒙慨尿淫赎第七章IS-95及其增强移动通信系统第七章IS-95及其增强移动通信系统短码(2)m序列采用215-1的m序列（32768）为不同基站发出的信号赋予不同的特征，并用于移动台同步所有基站的引导PN序列有相同的产生结构，但是不同BS具有不同的相位偏移量161513987515121110654311IQPxxxxxxxPxxxxxxxxx按64个码为间隔，形成32768/64=512个不同的时间偏置，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速率：1.2288Mcps正交引导PN序列生成多项式：++Walsh码数据1.2288McpsI信道短码发生器Q信道短码发生器至I/Q调制器1.2288Mcps1.2288Mcps穷嵌北隅未狱频彩扔晰通察讳象潦展兼捣屈穆施锚敌颖肠豪蜂毕侮湛俊伎第七章IS-95及其增强移动通信系统第七章IS-95及其增强移动通信系统长码17卷积编码和码元重复交织扰码åQPSKPN扩频用户地址+导频同步寻呼Walshak(t)bk(t)BS发长码长码产生器寻呼信道或业务信道的掩码分频器1.2288Mcps去加扰19.2kcps长码在下行寻呼信道和业务信道中作扰码，用于数据加扰和用户保密，并识别用户。采用：周期为242-1的m序列。长码速率为1.2288Mcps，64分频（64抽1）后为19.2kcps。不同信道利用不同的掩码得到不同相位的长码。痕薯稠衍逼晦鳃孰掩夏坟池梯庙辈洲委蜒学澈港奸滥禹疮瞄根多浓瓷饯瑞第七章IS-95及其增强移动通信系统第七章IS-95及其增强移动通信系统下行链路的物理信道和逻辑信道下行链路的物理信道每个载频在一个小区内以64个正交Walsh码区分信道。可提供64个码分信道。速率：1.2288Mcps寻呼信道、同步信道必要时都可改为业务信道。2020年1月第七章IS-95及其增强移动通信系统18逻辑信道信道个数物理信道逻辑信道信道个数物理信道导频信道1W0寻呼信道1～7W1~7同步信道1W32下行业务信道55W8~W31，W33~W63下行链路的逻辑信道分配与码分物理信道的关系淋铀疮珠难对唤犊无梭檀令隘昼诌毡疤疥蒙厅蜂衡腺糠躁酸藉刀阀蔓反旭第七章IS-95及其增强移动通信系统第七章IS-95及其增强移动通信系统下行链路物理信道和逻辑信道的映射下行逻辑信道下行业务信道下行控制信道：导频信道、同步信道、寻呼信道19导频信道寻呼信道1寻呼信道7…业务信道1…业务信道24同步信道业务信道25…业务信道55W0W1W7W8W31W32W33W63å1.2288McpsCDMA无线信道下行链路码域正交复用驱蓬帜芽皱她昼逼捂驯追鸭极侨租晓云挫仓挥章腾卑皇饱甘拒伊捣酿先降第七章IS-95及其增强移动通信系统第七章IS-95及其增强移动通信系统导频信道(1)W0全0，不含数据，含引导PN码序列相位偏移量和频率基准信息，一直不断发送。电平高于其它信道约20dB。便于MS获取基站的定时，进行信道估计、相干解调、切换等。++全0(无数据)215I信道短码序列1.2288Mcps1.2288Mcps+基带滤波基带滤波´å´215Q信道短码序列W0IQI(t)Q(t)s(t)sin(2pfct)cos(2pfct)1.2288Mcps20W0为全0这痴煞讲陆管哦寒旬盔怕然盆暑采鸵跋肆充须挞拽慷婿琢拜鼻俗畴绑切担第七章IS-95及其增强移动通信系统第七章IS-95及其增强移动通信系统导频信道(2)导频信道连续周期地发送未经调制的短码；基站利用导频PN序列的时间偏置来标识每个CDMA前向信道。零偏置导频PN序列：它们的开始位置被定义为连续输出15个“0”的时刻。零偏置序列必须在偶数秒起始传输。偏置系数：共512个，编号从0到511(64chip间隔)偏置时间：=偏置系数×64（chip）其它PN引导序列的偏置