[信息与通信]cdma2000基本概念.ppt
《[信息与通信]cdma2000基本概念.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《[信息与通信]cdma2000基本概念.ppt(131页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、cdma2000 技术,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,内 容,cdma2000技术,移动通信的发展历程,IMT-2000是第三代移动通信系统的统称第三代移动通信系统能提供多种类型、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。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2000MH
2、z,故于1996年正式更名为IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000)。,IMT-2000,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,IMT-2000的目标,IMT-2000标准化组织,IMT-2000技术规范体制,cdma2000的发展历程,三种主要体制比较,IMT-2000频率分配,其中cdmaOne使用的频段已经宣布将在2002-20
3、03年收回。除了19001920MHz的20MHz分配给TDD方式的WLL外,我国的频率分配和IMT2000的频率分配基本一致。,中国频率分配,内 容,cdma2000技术,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,CDMA概念,CDMA以一个窄带信号开始,采用扩频技术扩展到1.2288MHz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,CDMA几个常见术语,比特(bit)、符号(Symbol)与码片(Chip)信息
4、数据单位称为比特(bit)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)最终速率与信息速率的比在IS-95中处理增益为1.2288M/9.6k=128,即21dB,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。频率分集将能量扩展到宽带中实现。IS-95将信号扩展到整个1.25M上。空间分集 在基站采用双接收天线。在手机和基站采用RAKE接收,合并不同传输延时的信号 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,Walsh码概念,码字的互相关系数为
5、:,完全正交:互相关系数为0,长码为一周期为242-1的m-序列 自相关特性不同相位的m-序列的相关值为-1 移位相加特性:输出序列Ck和Ck+t(Ck延时t)相加后的序列仍然是序列Ck的一个时移序列长码的作用 反向用于提供信道化 前向用作扰码加密 控制反向功率控制比特的插入,长码,长码生成示意图,以3阶为例 初始态:001 掩码(mask):110 输出:周期为7的序列 当掩码不同时,输出相位不同,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 PNi,PNq 导频偏置 IS-95系统中,从周期为215的M-序列中取出512个相位(步长为64),此即基站的512种导频偏置。导频
6、偏置用于区别小区 QPSK/OQPSK调制 IS-95中前向采用QPSK调制,反向采用OQPSK调制,短码,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,IS-95A技术特点,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,IS-95A信道类型,导频、同步、寻呼信道结构,导频信道(全0),Walsh(0),去QPSK,2.4ksps,4.8ksps,4.8ksps,调制符号,码符号,重复的码符号
7、,1.2kbps,卷积编码r=1/2,K=9,符号重复,块交织,同步信道比特,Walsh(32),寻呼信道比特,19.2ksps9.6ksps,19.2ksps,19.2ksps,调制符号,码符号,重复的码符号,9.6kbps4.8kbps,卷积编码r=1/2,K=9,码符号重复,块交织,寻呼信道P的长码掩码,长码发生器,抽取器,1.2288Mcps,Walsh(N),去QPSK,去QPSK,1.2288Mcps,1.2288Mcps,1.2288Mcps,全0信息,用Walsh 0扩展。直接用PN短码进行调制 导频信道作用 BTS连续发射 提供给手机相位参考,相干解调用 帮助手机捕获系统,进
8、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,导频信道作用,zhouxudong: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,并可以提供一个比较基站之间信号强度的方法以确定什么时候进行切换。,同步信道作用,手机通过同步信道获得与系统的长码同步: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等 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,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
9、信道速率为9600bps或4800bps 寻呼信道帧长为20ms,前向业务信道结构,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,卷积码(2),卷积码在AWGN信道中的性能,QPSK调制,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,R-ACH信道结构,R-ACH bits,Add 8 Encoder Tail bits,Convolutional Encoder R=1/3,K=9,Symbol Repetition,Block Interleaver(576 Symbols),64-ary Othogonal Modula
10、tor,Data Burst Randomizer,Long code Generator(1.2288Mbps),User ns Long Code Mask,Data Rate(kbps)4.8,Factpr2X,28.8 ksps,Bits/Frame88,+,To OQPSK,28.8 ksps,307.2 ksps,反向业务信道结构,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,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
11、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,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,QPSK,OQPSK,CDMA信道总结,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。,CDMA链路特点,反向链路特点 由于移动台距离基站的远近不同,其路径损耗不同,差别可达80dB,“远近效应”不同移动台信道条件不同反向功率控制要求高,控制动
12、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台,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,在IS-95中前向功率变化范围为4dB,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,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,功率控制类
13、型,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,反向开环功率控制,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,反向闭环功率控制,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
14、功率控制是一种慢速功率调节。,前向功率控制,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。,小区呼吸,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,切换,软切换,软切换提高质量改善话音
15、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,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。,导频集,(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
16、时,MS上报BS(5)BS命令MS将该导频从有效集中删除,软切换过程,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,(1)寻找CDMA频点,捕获导频,实现短码同步(2)接收同
17、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,移动台初始化过程,(1)Access Sub-Attempt由若干个Access Sequence组成;(2)每个Access Sequence由11+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,移动台接入过程,移动台接入过程(续),接入信道前缀:全0接入信道帧,帮助BTS捕获接入信道,内 容,cdma2000技术,概
18、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,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,IS-95B技术特点,IS-95B前向业务信
19、道结构-速率集2,zhouxudong: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,并可以提供一个比较基站之间信号强度的方法以确定什么时候进行切换。,IS-95B反向业务信道结构-速率集2,zhouxudong: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,并可以提供一个比较基站之间信号强度的方法以确定什么时候进行切换。,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,反向开环功率控制闭环功率控制内环功率控制:8
20、00 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,IS-95B功率控制类型,用于速率集2MS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。,前向功率控制-EIB方式,(1)手机将有效集中的导频按强度排序为:PS1PS2PSn(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
21、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,IS-95B技术特点-软切换“动态”门限,Access HandoffAccess 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。,IS-95B技术特点-接入过程中的切换,1、
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 信息与通信 信息 通信 cdma2000 基本概念
![提示](https://www.31ppt.com/images/bang_tan.gif)
链接地址:https://www.31ppt.com/p-5614626.html