89网优认证初级002-CDMA基础部分

CDMA无线网优初级工程师知识点讲解培训CDMA基础部分目标了解CDMA发展演进的路线掌握CDMA网络结构及网元功能掌握扩频通信在CDMA中的应用掌握CDMA中不同码序列的应用掌握CDMA关键技术学习完本章内容，您应该能够：目录CDMA技术发展、演进CDMA2000系统结构CDMA扩频通信技术CDMA码序列CDMA关键技术移动通信技术发展AMPSTACSNMT其它第一代80年代模拟模拟技术GSMCDMAIS95TDMAIS-136PDC第二代90年代数字需求驱动数字技术语音业务第三代IMT-2000UMTSWCDMACDMA2000需求驱动宽带业务TD-SCDMACDMA2000演进路线系统容量大.易于向3G平滑演进和过渡，反向兼容IS95系统.更高的频谱效率.语音质量好,更高的保密性.手机发射功率小,省电.CDMA技术优势451M452M453M454M455M456M457M458M459M460M461M462M463M464M465M466M467M468M469M450M470M民用/农村无线接入RX民用/农村无线接入TX450.5452M454.1457.2M460.5462M464.1467.2M民用/农村无线接入RX民用/农村无线接入TX铁路公安铁路公安IS-97D中450M-A段RXIS-97D中450M-A段TXIS-97D中450M-C段RXIS-97D中450M-C段TX2102602102604747国内450M频率使用比较复杂，目前电信运营商可以使用的只有A-Band.中心频率计算公式为：中心频率基站收（上行）:450.00+0.025(N-1)基站发（下行）:460.00+0.025(N-1)450M频段分配800M频率分配EV－DO频段规划回顾CDMA演进路线是怎样的？请说出目前C网的频率范围及频点号目录CDMA技术发展、演进CDMA2000系统结构CDMA扩频通信技术CDMA码序列CDMA关键技术MS:移动台BTS:基站BSC:基站控制器MSC:移动交换中心HLR:归属位置寄存器VLR:拜访位置寄存器PCF:分组数据控制功能PDSN:分组数据控制节点HA:家乡代理FA:外地代理SCP:业务控制点Radius:远程认证拨入用户业务AbisA1(信令)A2(业务)A11(信令)A10(业务)A3(信令&业务)A7(信令)CDMA20001X网络结构网络参考模型PSTNMSCPDSNAbisA10/A11A1/A2A3/A7BSCPCFA8/A9UMCDMA20001XBSSMSMSBTSBTSBTSBTSBTSBTSBSC接口介绍Um接口MS与BTS间接口，承载信令和业务Abis接口BSC与BTS间的接口，承载信令和业务A1接口承载MSC－BSC间信令A2接口承载MSC－BSC间业务A3接口SDU－BTS间接口，承载信令和用户业务A7接口源BSC和目标BSC之间的信令接口A8接口承载BSC－PCF间的业务A9接口承载BSC－PCF间的信令A10接口承载PCF－PDSN间的业务A11接口承载PCF－PDSN间的信令回顾画出CDMA系统结构图，请说出各网元功能。广州13312345678用户坐飞机到北京后，北京18912345678用户拨打其电话的通话过程是怎样的？目录CDMA技术发展、演进CDMA2000系统结构CDMA扩频通信技术CDMA码序列CDMA关键技术1.FDMA2.TDMA3.CDMA三种多址技术比较多址技术理论基础Shanon公式C=B*log2(1+S/N)C：信道容量，单位b/sB：信号频带宽度，单位HzS：信号平均功率，单位WN：噪声平均功率，单位W结论：在信道容量C不变的情况下，信号频带宽度B与信噪比S/N完全可以互相交换，即可以通过增大传输系统的带宽以在较低信噪比的条件下获得比较满意的传输质量扩频通信的理论基础1.25MHz30KHzPoweris“Spread”OveraLargerBandwidth扩频系统原理示意图(1)许多码信道被单独扩展,然后加在一起,形成一个“复合信号”扩频系统原理示意图(2)白噪声突发干扰扩频前信号扩频后信号解扩后信号解扩前信号白噪声突发干扰S(f)fS(f)fS(f)fS(f)f扩频系统原理示意(3)•发端数据流与一扩频序列结合到一起•在终接端，只要具备正确的定时和扩频序列，合成信号可以被压缩并恢复出原始数据•压缩频谱后，恢复出的原始数据流仍然保持完整。发端终接端扩频序列扩频序列输入数据(基带)恢复出的数据(基带)扩频后的数据流(基带信号+扩频序列)CDMA扩频实现隐蔽性和保密性好多个用户可以同时占用相同频带,实现多址抗衰落、抗多径干扰抗干扰能力强扩频通信的特点Interleaving信源解码deinterleaving信源编码信道编码交织去交织信道解码加扰解扰扩频解扩调制解调射频发射射频接收CDMA通信模型常用术语比特（Bit），符号(Symbol)，码片(Chip)输入的含有信息的数据称为比特经过信道编码和交织后的数据成为符号经过最终扩频得到的数据成为码片处理增益最终扩频速率和比特速率的的比在IS95A系统中，处理增益为128，也就是21dB前向（下行）：从BTS到MS反向（上行）：从MS到BTS回顾CDMA通信过程是如何实现的？扩频通信的优点有哪些？目录CDMA技术发展、演进CDMA2000系统结构CDMA扩频通信技术CDMA码序列CDMA关键技术CDMA扩频码的选择扩频码速率：N*1.2288Mcps；扩频码：前向为Walsh码和PN短码，反向为PN长码。扩频码的使用是扩频通信的关键点扩频码的类型及应用伪随机序列沃尔什码长码、短码和沃尔什码的应用扩频码伪随机序列（PN--Pseudo-randomNoise)0101001101110111010100011001011100扩频码伪随机序列（PN)：伪随机序列输出长度为2N-1伪随机序列有2N-1的不同码组每个码组的码长为2N-1WALSH码生成沃尔什码(Walshcode)：00010001000111100001000100011110000100010001111011101110111000010001复制复制取反Code#230110100101101001100101101001011001101001011010011001011010010110–(Code#23)1001011010010110011010010110100110010110100101100110100101101001Code#590110011010011001100110010110011010011001011001100110011010011001PARALLELXOR:all0s相关性:100%(100%match)ORTHOGONALXOR:half0s,half1s相关性:0%(50%match,50%no-match)ANTI-PARALLELXOR:all1s相关性:–100%(100%no-match)#23#23–(#23)#23#23#59正交与相关性短码（ShortPseudo-randomNoiseCode）用于区分不同的小区由15位移位寄存器构成的伪随机序列码组长度为215=32768个码片，其中32767个码片为移位寄存器产生，1个码片为人为设计插入一个短码周期时间为（215*103/1.2288*106)ms=26.67ms26.67ms032768PN短码短码偏置（ShortPNOffsets）每个码片的空中时长为813.802ns每64个码片分为一时延段，称之为一个短码偏置共有512个短码偏置（ShortPNoffsets）26.6msPN（1）PN（0）PN（511）PN（2）0327676464chipsPN短码长码（LongPseudo-randomNoiseCode）用于区分不同的移动台由42位长的移位寄存器构成的伪随机序列码组长度为242-1个码片，人为插入1个码片后，变为242个码片一个长码周期时间为(242/1.2288M)s=41.4天41.4天0242PN长码长码掩码（LCM--LongCodeMask）不论长码掩码（LCM）如何组成,只能产生相同的长码序列(LONGCODESEQUENCE)，但产生不同的偏置作用于全网同一长码源产生不同的时间偏置（OffsetinTime）使得MS使用的长码偏置各不相同，并达到独自地、快速地、与网络同步的目的PN长码CDMA码应用举例BTS导频信道Walsh0Walsh19寻呼信道Walsh1Walsh6Walsh11Walsh20同步信道Walsh32Walsh42Walsh37Walsh41Walsh55Walsh60Walsh55PN372PN116BTSPN226BTSPN511BTS模拟加PN372WALSH19xxx三种扩频码特征和功能总结Cell•每种扩频序列在前向链路和反向链路上具有不同的用途•但这些序列在两个方向上均用于生成用户的码分信道沃氏码短码序列长码序列序列类型互相正交除0偏置外正交近似正交特性6421数量64chips1/19,200sec.32,768chips26-2/3ms75xin2sec.242chips~41days长度正交调制四相扩频(0偏置)区分用户反向链路功能前向信道识别区分扇区数据扰码前向链路功能IQ32,768chipslong26-2/3ms.(75repetitionsin2sec.)64codes64chipslongAND=SUMModulo-2Addition回顾WALSH码、PN长码、PN短码的作用、区别？目录CDMA技术发展、演进CDMA2000系统结构CDMA扩频通信技术CDMA码序列CDMA关键技术内容远近效应功率控制切换Rake接收技术小区呼吸远近效应当基站同时接收从两个距离不同的移动台发来的信号时，距基站近的移动台Ｂ到达基站的功率明显要大于距离基站远的移动台到达功率，若二者频率相近，则造成近端对远端的干扰。“，，信号被离基站近的MS“淹没”，无法通信，一个MS就能阻塞整个小区功率控制反向功率控制开环功率控制闭环功率控制•内环功率控制:800Hz•外环功率控制前向功率控制基于测量报告的功率控制•门限方式•周期方式闭环功率控制.•MS所需要的发射功率受以下因素制约：MS和BTS之间的距离小区负荷信道环境•MS根据接收到的BTS功率来确定自己的发射功率BTSMobile反向开环功率控制BTSBTSMS发射功率反向开环功率控制BTS功率控制比特Eb/Nt值FER值内环功率控制外环功率控制Eb/Nt改变量BSCBTS反向闭环功率控制IS95前向功率控制基站缓慢地降低到每个移动台的功率随着FER(在移动台测定)的增加，移动台要求增加前向业务信道的功率，发送功率测量报告消息FER移动台BTSBSCAdjustFwd.Power前向链路功率控制1x引入的新的功率控制--前向快速功控Mobilemeasurespower•RxpowerEb/NtthendecreasepowerPCBsent•RxpowerEb/NtthenincreasepowerPCBsentMobilesends1powercontrolbit(PCB)every1.25msMS根据FER调整Eb/N0Pilot0Pilot1Pilot0功率控制机制概要所有类型的功率控制共同工作，移动台的功率消耗降低到最小，并增加了系统的整体容量。FERFER移动台SUSUCSignalStrengthMeasurement门限值torAdjustFwd.Power反向外环功率控制反向闭环功率控制IS95前向慢速功率控制反向开环功率控制CDMA切换的分类空闲状态空闲切换CDMA-to-CDMA硬切换更软切换呼叫期间软切换CDMA-to-Other硬切换CDMA软切换软切换：移动台在从一个基站覆盖区域