CDMA移动通信及第三代移动通信系统
主要内容 CDMA技术原理 CDMA系统的关键技术 CDMA通信系统 第三代移动通信及其发展趋势
CDMA 概述 CDMA = Code Division Multiple Access 码分多址接入
CDMA 概述－发展历程 1985 ITU-FPLMTS (Future Public Land Mobile Telecommunications Systems) 成立 1991 Qualcomm 发表一套CDMA系统测试结果，是当时APMS的十倍容量 1993 IS-95 标准正式制定 1994 FPLMTS 改名 IMT-2000 1997 IS-95B 标准完成 展頻通信原本是軍事上用來扺抗惡意的干擾(Jamming)，而不是共同頻譜資源。
CDMA 概述 –架构图
CDMA 原理 – 一个好的比喻 1/3 在室內一群参加宴会的人们 - TDMA
CDMA 原理 – 一个好的比喻 2/3 在室內一群参加宴会的人们 – FDMA
CDMA 原理 – 一个好的比喻 3/3 在室內一群参加宴会的人们 - CDMA
CDMA 原理 – TDMA FDMA CDMA 比较图
CDMA技术原理 CDMA概述 扩频通信的概念和原理 M序列
扩频通信的定义 扩展频谱（SS:Spread Spectrum)通信简称扩频通信。扩频通信技术是一种信息传输方式，在发端采用扩频码调制，使信号所占的频带宽度远大于所传信息必须的带宽，在收端采用相同的扩频码进行相关解调来解扩以恢复所传信息数据
扩频通信定义的含义 信号的频谱被展宽了 采用扩频码序列调制的方式来展宽频谱 接收端用相关解调（或相干解调）来解扩 1）信号的频谱被展宽了 基带信息带宽Bm：语音300－3400HZ，电视6.5MHZ 射频信号带宽B：调制后的信号带宽 B/Bm=1-2 称窄带通信。如调幅（AM）和单边带（SSB）通信。 B/Bm >=50 称宽带通信 B/Bm >=100 称扩频通信 2）采用扩频码序列调制的方式来展宽频谱 扩频码序列在时域是速率很高的窄脉冲，在频域占的带宽很宽。 工程估算：1us－1MHZ 3）接收端用相关解调（或相干解调）来解扩
扩频通信的理论基础－信息论 理论基础Shanon公式 C=B*log2(1+S/N) 为什么要用宽频带信号来传输窄带信息？ －－为了通信的安全可靠 理论基础Shanon公式 C=B*log2(1+S/N) C一定的条件下，带宽B和信噪比是可以互换的 C：信道容量，单位b/s B：信号频带宽度，单位Hz S：信号平均功率，单位W N：噪声平均功率，单位W 山农公式的原意是说，在给定信号功率和白噪声功率的情况下，只要采用某种编码系统，就能以任意小的差错概率，以接近于C的传输速率来传送信息。这个公式还暗示：在保证C不变的条件下，可以用不同的B和信噪比来传输信息。换言之，带宽B和信噪比是可以互换的。也就是说，如果增加信号频带宽度，就可以在较低的信噪比条件下以任意小的差错概率来传输信息，甚至信号被噪声淹没的情况下，即S/N<1,只要相应地增加信号带宽，也能进行可靠的通信。扩展频谱可以获取信噪比上的好处。
Pe=f(E/n0) ==> Pe=f[(S/N)*(B/Bm)] 扩频通信的理论基础－抗干扰理论 柯捷尔尼可夫在抗干扰理论中的信息传输差错概率公式： Pe=f(E/n0) ==> Pe=f[(S/N)*(B/Bm)] Pe：差错概率 E：信号能量 no：噪声功率谱密度 B：已调信号频宽 Bm：信息信号频宽 差错概率Pe是输入信号与噪声功率之比S/N和信号带宽与信息带宽之比B/Bm二者乘积的函数，信噪比与带宽可以互换。
处理增益和抗干扰容限 抗干扰能力－－系统输出信噪比与输入信噪比的比值。理论 分析表明，扩频系统的抗干扰能力大约与 B/Bm之比成正比。 1、处理增益 Gp=10log = B Bm Rc Rb Gp：处理增益 Rc：伪码速率 Rb ：信息码元速率 Gp作为扩频系统的处理增益，它表示了扩频系统信噪比改善的程度。因此Gp是扩频系统一个重要的性能指标。 例如，一个扩频系统的Gp为30dB，输出(S/N)为10dB， Ls为2dB，则Mj为18dB。它表明干扰功率超过信号功率18dB时，系统就不能正常工作；而在二者之差不大于18dB时，系统仍能正常工作，即信号在一定的噪声（或干扰）淹没下也能正常通信。 2、抗干扰容限 Mj= Gp - [(S/N) + Ls] (S/N)：输出端的信噪比 Ls：系统损耗
扩展频谱系统必须满足以下两条准则 （1） 传输带宽远远大于被传送的原始信息的带宽； （2） 传输带宽主要由扩频函数决定，扩频函数常用伪随机编码信号。 我们已熟知的各种调制方式，如调幅、调频，数字调制中FSK、PSK、QAM和MSK等都不属于扩展频谱系统的范畴。
数字信号扩频对应频谱的变化： 基准波形 周期增加 一倍 2 主瓣零点B=1/ τ 脉宽减少 一倍 g(t) f f0 T0=5τ0 2E 5 Bf0 t τ 0 2 T0 g(t) E 5 2T0=10τ0 E Bf0 周期增加 一倍 f t f0 2 说明： 1）基波频率为f0=1/T0 主瓣零点B=1/ τ 2）(a)(b)比较，脉宽τ＝τ0相同，因而主瓣宽度相同；(a) T＝5τ0 (b) T＝10τ0，因而基波频率减小一半，谱线更密。 3）(a)©比较，周期不变，因而基波频率不变，脉宽τ＝τ0/2减小一半，主瓣变宽. 可见：基波频率与信号的周期长度成反比， 主瓣宽度与信号的脉冲宽度成反比。 T增加，τ减小，频谱函数的幅度均减小。 τ 0 2 2T0 T0=10τ0 E f E 5 f1 脉宽减少 一倍 Bf1 t
结论 为了展宽信号的频谱，可以采用窄的脉冲序列去进行调制某一载波。采用的脉冲宽度越窄，扩展的频谱就越宽，即采用了高速率的脉冲序列调制，就可以获得扩展频谱的目的。 如果信号的总能量不变，则频谱的展宽，势必使各频谱成分的幅度下降。 如果选用适当的脉冲序列（即码脉冲序列），将码序列彼此间的干扰降低到最小程度，那么，在用它扩频的同时也完成了对不同用户的区分，这就实现了码分多址。
以伪随机码序列作扩频函数的直接序列扩展频谱通信为例来研究扩频系统原理。 编码器 数据源 发射机 序列 发生器 射频 振荡器
射频 滤波器 基带 滤波器 振荡器 序列 发生器
信号功率谱 干扰信号 信号 噪声
扩频通信系统的种类 直接序列（DS）扩频 跳频（FH） 跳时（TH）－很少单独使用 线性跳频（Chirp)－通信中很少使用 混合方式
（l）直接序列扩展频谱系统（DS－SS）：前面讨论过的扩频通信，就是直接序列扩频系统。它是由于待传信息信号与高速率的伪随机码波形相乘后，去直接控制射频信号的某个参量，扩展了传输带宽而得名的。
（2）跳频扩频系统（FH-SS）： 数字信息与二进制伪码序列模二相加后，去离散地控制射频载波振荡器的输出频率，使发射信号的频率随伪码的变化而跳变。跳变系统可以随机选取的频率数通常是几千到 个离散频率。 FH－SS实际上是一个“多频、选码和移频键控”系统。 在跳频系统中控制频率跳变的指令码的速率，没有直接序列扩频中的伪码速率高，一般为每秒几十跳到几万跳。 FH－SS中扩展频带的宽度是由跳变的频率总数N和频率跳变的最小间隔来决定的。
跳频信号带宽 （3）跳时扩频系统（TH-SS）：跳时是用伪码序列来启闭信号的发射时刻和持续时间。发射信号的“有”、“无”同伪码系列一样是伪随机的。跳时一般和跳频结合起来使用，两者一起构成一种“时频跳变”系统。
（4）混合式： 以上三种基本扩频方式中的两种或多种结合起来，便构成了一些混合扩频体制，如 FH／DS、DS／ TH、FH／ TH等，它们比单一的扩频、跳频、跳时体制具有更优良的性能。
直扩通信系统的实现 1）解释发射端和接收端的工作原理，波形图的由来。 2）解扩的方法：相关检测－－用照片找人 匹配滤波器 声表面滤波器
扩频通信的主要优点： （1）抗干扰性能好 它具有极强的抗人为宽带干扰、窄带瞄准式干扰、中继转发式干扰的能力，有利于电子反对抗。DS－SS、FH－SS、DS／FH、DS／TH等系统对多径干扰不敏感，如果再采用自适应对消、自适应天线、自适应滤波，可以使多径干扰消除，这对军用和民用移动通信是很有利的。
（2）保密性好 由于扩频系统使用码周期很长的伪随机码，在一个伪码周期中具有随机特性，经它调制后的数字信息类似于随机噪声。将其用于保密通信中，敌方采用普通侦察手段和破译方法不易发现和识别信号。 接收端进行解扩时，只有当本地码和发射的伪码完全一致时，才能有效地恢复信息。不易被破密。若要破密，必须准确地知道所用伪随机码的种类、码长和初相，这显然是比较困难的。
（3）低通量密度 扩频通信技术把被传送的信号带宽展宽，从而降低了系统在单位带宽内的电波“通量密度”，这对空间通信大有好处，可以防止对地面通信的干扰。 对于无线电波运载的各种信息充塞了有限“时频空间”的大城市，使用扩展频谱码分多址通信技术，可以解决常规通信中存在的难题—电波拥挤的缺点，故扩频码分多址通信在城市移动通信中有着广阔的应用前景。
Shannon还指出：在高斯噪声的干扰下，在限平均功率的信道上，实现有效和可靠通信的最佳信号是具有白噪声统计特性的信号。这是因为高斯白噪声信号具有理想的自相关特性，白噪声的自相关函数具有 函数的特点，说明它具有尖锐的自相关特性。 但是对于白噪声信号的产生、加工和复制至今仍存在着许多技术困难．然而人们已经找到了一些易于产生又便于加工和控制的伪噪声序列，它们的统计特性逼近于高斯白噪声的统计特性。
CDMA码序列
伪随机码（PN) 码序列和移位寄存器 码序列的相关性
一种周期性的脉冲信号（码序列），具有近似于随机信号（白噪声）的性能，即逼近于真正的随机信号或白噪声。 伪随机码的概念 一种周期性的脉冲信号（码序列），具有近似于随机信号（白噪声）的性能，即逼近于真正的随机信号或白噪声。 介绍PN码的概念，首先介绍白噪声的特性。再引出PN码是如何产生的：移位寄存器。
移位寄存器 D1 D2 D3 D1 D2 D3 D1 D2 D3 D2 D1 D3 时钟脉冲 时钟脉冲 时钟脉冲 输出 1110010 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 D2 D1 D3 输出 1110010 最简单的由三级移位寄存器构成的码序列发生器。它由移位器（D）模2加法器及反馈线构成。解释模2 加。0＋1＝1 0＋0＝0 1＋1＝0
码序列的相关性 1、信号的自相关 数学上，用自相关函数来表示信号与它自身相移以后的相似性： 随机噪声的自相关函数具有理想的二值自相关特性。伪随机码是具有近似随机噪声的自相关特性。
上式标明了两个不同信号波形之间的相似性正交：如果f(t)和 的互相关函数为0，侧称之为正交的，否则为非正交。 2、不同信号的互相关函数 上式标明了两个不同信号波形之间的相似性正交：如果f(t)和 的互相关函数为0，侧称之为正交的，否则为非正交。 在信息传输中各种信号之间的差别性越大越好，即相互间不易发生干扰、不会发生误判。类似白噪声的随机信号在任意时段的两段噪声都不会完全相似。可以称之为正交或者准正交。 自相关是指同一个信号的特性，两个信号间用互相关特性反映出来。
在码分多址中，希望采用互相关小的码序列，理想情况是互相关系数等于0，即两个码序列完全正交。 码序列的自相关和互相关 注：码序列长为P，互相关系数是互相关函数除以P的结果。 在码分多址中，希望采用互相关小的码序列，理想情况是互相关系数等于0，即两个码序列完全正交。
m序列 m序列的产生 m序列的特性
m序列的定义： M序列是最长线性移位寄存器序列的简称。是由多级移位寄存器或延迟元件通过线性反馈产生的最长的码序列。 在二进制移位寄存器中，若n为一位寄存器的级数，n级移位寄存器共有 个状态，除去全0状态外还剩下 种状态，因此它能产生的最大长度的码序列 位。
m序列产生原理 n级循环序列发生器的模型 D1 D2 D3 D4 ＋ C0=1 C1 Cn=1 C3 C2 输出 时钟 C0 c1 c2均为反馈线，其中c0=c1=1表示反馈连接。两个必须为1。其它若为0表示断开反馈线，即开路。
部分m序列反馈系数表
m序列的特性 1、随机性 在m序列中，码元为“1”的数目和码元为“0”的数目只相差1个。分别出现2n-1和2n-1-1次。 一个周期内长度为1的游程占总游程数的一半，长度为2 占1/4，长度为3占1/8…… m序列与其循环移位寄存器逐位比较，相同码的位数与不相同码位数相差1位。 m序列和其移位猴的序列逐位模2 加，所得序列还是m序列。
2、m序列的自相关函数 1 2 3 4 5 6 －1 P－1 P 2Tc -1/p
m序列的互相关函数 A为两序列对应位相同的个数 D为两序列对应位不同的个数
其它码序列 m序列的优选对与Gold序列 Walsh函数
m序列的优选对与Gold序列 1、 m序列的优选对 如果两个m序列，它们的互相关函数满足下式条件： n为奇数 n为偶数（但不是4的倍数） 则这两个m序列可构成优选对。
Gold序列 Gold码是m序列的复合码，由两个码长相等，码时钟速率相同的m序列优选对模2 加组成。 码发生器1 码发生器2 码1 码2 ＋ 码1 码2 码3（码1 码2） 时钟
Gold码的特性 每改变两个m序列相对位移就可得到一个新的Gold序列。 它的互相关特性满足上式，所以码族总任一码序列都可作为地址码。
长码 在反向信道，长码是一个手机分配一个，用以区分手机，间隔为64chip，可用个数为69billion，在cdma手机中用ESN表示，而识别用户用MIN表示。 总结 基站用m序列区分 信道用walsh码区分（walsh码只有在相位一致时才是相交的，所以手机只能用PN码，而walsh码用在发射和接收都一样的时候） 手机用m序列区分 解码
Walsh（沃尔什）函数 含义： Walsh函数是一种非正弦的完备正交函数系。沃尔什函数具有理想的互相关特性。在沃尔什函数族中，两两之间的互相关函数为“0”，亦即它们之间是正交的。
结论 在CDMA蜂窝系统中，使用了两种m序列，一种是n=15，称为短码m序列；另一种是n=42，称作长码m序列。 在IS－95中，正向传输信道使用了64阶沃尔什函数。
CDMA系统中的三种码 307.2K 正交调制 所有反向信道 64 Walsh函数 1.2288M 正交扩频，标识各前向信道 所有正向信道 正交扩频利于调制，标识基站 正交扩频利于调制 215 m序列（最长线性移位寄存器序列）短码 19.2K 用于数据扰码 前向寻呼信道 前向业务信道 直序列扩频 标识移动台 反向接入信道 反向业务信道 242 - 1 m序列(最长线性移位寄存器序列)长码 码速率 应用目的 应用位置 长度 码序列
CDMA 关键技术 功率控制技术 分集技术 软切换技术 语音编码技术 其他技术
CDMA的功率控制技术（核心技术） 1、为什么要采用精确的功率控制技术？ 抗干扰，提高容量 克服“远近效应” CDMA系统中各MS以相同 的频率进行通信，该问题更加突出。 ------通过反向链路功率控制来解决。 补偿衰落及降低小区间干扰 ------通过正向链路功率控制来解决。
精确的功率控制技术 反向链路开环功率控制 反向链路闭环功率控制 反向链路外环功率控制 前向链路开环功率控制 前向链路闭环功率控制 小区呼吸功率控制 以MS功控为主 以BS功控为辅
反向开环功率控制 开环功率控制 假设前向路径与反向路径的衰耗类似 －由MS决定调整 －对慢衰落有效， 粗调 移动台 BTS MS根据接收的信号强度决定发射功率。接收的信号强，MS降低发射功率，接收的信号弱，MS提高发射功率。响应在ms级，动态功控的范围在几十分贝，控制速度快，对慢衰落有效。 目的 使所有MS的发射信号在到达基站时具有相同的预定功率电平 控制过程 开环功率控制-----MS根据输入信号、接入参数、有效辐射功率 进行输出功率的调节。主要克服诸如阴影效应、 平均路径损耗、地形地势所引起信号的慢变化。 * 是MS的基本功能； * MS快速估算从基站至移动台的路径损耗； * MS记录下行信号强度并用以调节自己的发射功率； * 功率控制的动态范围85 dB，转换速率与闭环功控相匹配。 -----粗调 开环功率控制 假设前向路径与反向路径的衰耗类似 －由MS决定调整 －对慢衰落有效， 粗调 18
反向闭环功率控制 BTS MS 空中 接口 MUX Eb/No SNR测量 解 码 去扩展 解复用 功率控制命令 AGC放大器 测量质量 解 码 去扩展 PA 解复用 用户数据 功率控制命令 AGC放大器 调整Eb/No目标 BTS MS 空中 接口 1）对于多径衰落，上下行衰落是不等的，采用反向链路闭环功控。由BS检测MS的SS和S/N，根据测得的结果与预定的标准值做比较，形成功率调整命令，通知MS调整发射功率，调整步长为0.5dB,1.25ms发送一次功率调整命令。 2）闭环功率控制-----BS对MS的开环功率估计迅速进行纠正，以使 MS保持最佳发射功率。 3）* 基站起主要作用； 双工间隔45MHZ>>相干带宽，在相干带宽内，快衰落是相关 的；在相关带宽外，快衰落是不相关的。即上/下行信道的多 径衰落成为相互独立的过程。 * 对移动台的开环估算提供快速校正。 基站测试收自各移动台 的信噪比，与一个要求的阀值相比较，在下行信道上向MS 发送功率上升或下降指令。“0”指示MS增加发射功率，“1”指示 MS减少发射功率。 调节指令 * 每1.25ms更新一次。 *调节量为0.5dB。 *调节范围，在MS开环估算基础上+24dB。 ---细调 19
闭环功率控制 前向路径与反向路径的衰耗不同 －由BS决定调整 －对快衰落有效，细调
反向闭环功率控制 反向闭环功率控制 基站检测信噪比SNR，与门限值比较，产生对移动台的功率控制命令 BTS 或 信号强度测量 预设值 反向闭环功率控制 基站检测信噪比SNR，与门限值比较，产生对移动台的功率控制命令 每1.25 ms更新一次（每秒重复800次） 校正开环功率控制未消除的、与前向链路相独立的损耗 19
反向外环功率控制 FER 在BSC中统计的FER须等于1%，据此更新基站的Eb/No门限值。 移动台 BTS BSC 或 预设值 信号强度测量 反向外环 功率控制 FER 预设值 在BSC中统计的FER须等于1%，据此更新基站的Eb/No门限值。 20
前向链路功率控制（功率分配） FER 前向链路功率控制 基站系统缓慢（20ms）地降低和提高对每一移动台的前向链路发射功率 BTS BSC 功率调整 目的 将正向链路的发射功率限制到仅仅满足移动台的接收要求， 即所有移动台都保持在预定的可接受的质量 控制过程 开环功率控制：* 基站估算正向链路传输损耗（利用接入程序 所收MS功率）调节各业务信道起始功率。 * 基站为各业务信道分配一个起始标准功率。 闭环功率控制：基站和移动台相结合而动态地改变功率。 基站根据MS的帧质量计算结果报告，与一阀值 相比较，确定功率的增或减。 功控调节量：0.5dB； 调节动态范围：标称功率+6dB（小） ; 调节速度：20ms 变更一次（慢） 前向链路功率控制 基站系统缓慢（20ms）地降低和提高对每一移动台的前向链路发射功率 当移动台检测到 FER 增大，就请求基站系统增大前向链路发射功率 21
前向链路开（闭）环功率控制 目的：通过在各个前向业务信道上合理地分配功率来确保各个 用户的通信质量，使前向业务信道的发射功率在满足移动 台解调最小需求信噪比的情况下尽可能小，以减小对邻区 业务信道的干扰，使前向链路的用户容量最大。 1、MS与所属基站的距离和它与同它邻近的一个或多个基站的 距离相近时，受到的干扰会明显增加，而且这些干扰的变化 规律独立于它所属基站的信号强度，需要该基站提高发射 功率几个分贝以维持通信。 2、MS所处的位置正好是几个强多径干扰的汇集处，对信号的 干扰将超过可容忍的限度，需要提高发射功率。 3、MS处于比较好的传输特性位置，就可以降低对它的发射 功率。 开环－由BS决定 由BS检测MS来的SS，以估计反向传输的损耗，并相应调整发给MS的功率。 闭环－由MS决定 MS检测BS发来的SS，并算出S/N,若小于门限值，MS向BS发增加功率的请求，基站收到调整功率的请求后，按0.5dB步长调整调整范围＋－6dB。
功率控制工作示意图 FER 移动台 BTS BSC 或 反向开环功率控制 反向闭环功率控制 信号强度测量 功率调整 反向外环 功率控制 门限值Eb/No 或 功率调整 反向外环 功率控制 反向闭环功率控制 前向链路功率控制 反向开环功率控制 22
反向链路开环功率控制 假设前向路径与反向路径的衰耗类似 接收功率+发射功率=-73(dbm) 反向链路闭环功率控制 基站检测Eb/No，与门限值比较，产生对移动台的功率控制命令 每1.25 ms更新一次(每秒重复800次，1db的步长) 反向链路外环功率控制 在BSC中统计的FER须等于1%，据此更新基站的Eb/No门限值。
前向链路功率控制 基站系统缓慢地减少对每一移动台的前向链路发射功率 当移动台检测到 FER 增大，就请求基站系统增大前向链路发射功率
前向功率控制的方法： 前向业务信道功率的合理分配是由前向功率控制算法来完成。 1、利用小区中各MS接收的导频信燥比的反比例算法对前向业务信道的发射功率进行分配。 2、用前向链路FER与预先设定的FER门限值的差对反比例算法进行修正，使前向功率的长期平均效果更接近于期望的信噪比均值。 3、基于单个前向链路的FER来进行。MS上报误帧数，基站据此计算当前实际的信道误帧数，通过比较结果来判断功率的升降。
小区呼吸功率控制保证了以上两种边界的重合，使系统容量 小区呼吸功率控制： 小区呼吸是CDMA系统的一个重要功能，它主要用于调解 系统中各小区的负载。 前向链路切换边界：两个基站之间的一个物理位置，当MS处于 此地时，MS接收机无论接收哪个基站的信号都有相同的性能。 反向链路切换边界：MS处于该位置，两个基站的接收机相对 于MS有着相同的性能。 小区呼吸功率控制保证了以上两种边界的重合，使系统容量 达到最大，并避免切换发生问题。 实现方法：根据基站反向接收功率与前向发射功率的和为一个 常数的事实，调整导频信号功率占基站总发射功率的比例， 达到控制小区覆盖面积的目的。
CDMA 关键技术 扩频技术 功率控制技术 分集技术 软切换技术 语音编码技术
陆地移动信道的特征：随参信道 d2 d d1 多径传播
1、快衰落 由于多径传播，所接收的信号要产生快衰落，也称瑞利 衰落。衰落速率最快为2V/次/S。 例如：工作频率为360MHZ（ 为0.83m）汽车速度为60km/h (16.6m/s),则衰落速率为2×16.6/0.83=40次/s。衰落深度 可达20－30dB。 快衰落不能采用功率控制的方法克服，只能采用分集 接收的技术克服。 信号强度 多径衰落示意图 场强中值
2、慢衰落 由于地形起伏和沿途建筑物的不一，中值场强会在大范围 内产生慢衰落，也称地形衰落或称阴影效应。服从正态分布。 3、多普勒效应 在移动通信中多径信号的传输时延是不断变化的，因而 相位也随之变化，结果产生附加的频移。由于这种频移是移 动体相对基地站的运动引起的，故称多普勒频移。频移的最 大值+V/ 。 4、多径传播效应 主要表现为频率选择性衰落和时延扩展造成的波形展宽， 甚至形成码间干扰。当传输信号速率很高，频谱很宽时，频率 选择性衰落就会表现出来，形成码间干扰，最终导致输出波形 的畸变。
多径传播导致 1）衰落（包括时间选择性和频率选择性） 2）时间色散（或称码间干扰或称多径时延） 时间色散（或称多径时延） 多径传播导致 1）衰落（包括时间选择性和频率选择性） 2）时间色散（或称码间干扰或称多径时延） d2 d d1 多径传播
时间色散（或称多径时延） 时延扩展－－表示多径时延散布的程度 市区：＝1－3us 郊区：＝0.2-2.0us 直射路径: b3 b2 b1 反射路径： b3 b2 b1 不产生码间干扰 b3 b2 b1 产生码间干扰 说明： 1）因此，不产生码间干扰的条件: 1/Rc 即Rc1/ 例如：城市＝3us，Rc333kb/s 数据速率越低，越不易产生码间干扰； 数据速率越高，越容易产生码间干扰。
时间色散（或称多径时延） 2）码速越高，处理器增益越高，抗干扰（包括多径干扰） 能力越强；但越容易产生时延扩展。两者是矛盾的。 3）在CDMA系统中 若 >Tc时（小）， Gp 大起作用，抗多径干扰 <Tc时（大）， Gp 小不起作用，不抗多径干扰 即扩频技术对一部分多径时延有抵抗能力，对另一部分没有 抵抗能力。因此克服多径干扰，必须采用分集接收技术。 4）CDMA系统优点：提高容量和质量 提高频谱利用率，扩大容量；提高抗干扰能力，改善质量。 5）为提高频谱利用率，还采用了正交调制技术和正交扩频 技术
分集接收是指接收端对收到的多个衰落特性相互独立 （携带同一个信息数据流）的信号进行特定的处理，以 降低信号电平起伏的办法。 C B A 选择性分集合并示意图
分集方式 宏分集（多基站分集，减少慢衰落，如软切换） 微分集（减少快衰落。包括空间、频率、极化、场分量、角度、时间分集） 1）空间分集 两天线的距离d=0.5（市区），d=0.8（郊区） 2）频率分集 相关带宽内，两频率的衰落特性是相关的； 相关带宽外，两频率的衰落特性是不相关的； 相关带宽＝1/2，市区＝3us，则相关带宽＝53kHZ 即城市中频率分集的频点之间最少要隔53kHZ. 3）极化分集 由于两个不同极化的电磁波具有独立的衰落特性，利用极化天线。 4）场分量分集 电磁波的电场和磁场是不相关的，分别接收场分量。适于较低工作频段。 5）角度分集 在较高频率时易实现 6）时间分集 数字信号的重发时间T=1/2fm=/2v.。fm是衰落频率，v是车速，是波长。
CDMA中采用的分集技术 分集接收技术： 时间分集——交织、检错、纠错编码 频率分集——宽带通信技术天生特点 空间分集——多付天线接收， RAKE接收，软切换 极化分集－采用极化天线，是空间分集的 一种特殊情况
分集的含义有两个： 一是分散传输，使收端获得多个统计独立的携带同一数 据信息流的衰落信号； 二是集中合并处理把收到的独立的衰落信号进行合并以 降低衰落的影响。 空间分集：至少两副天线满足 市区：d=0.5λ；郊区：d=0.8λ 极化分集、场分量分集、角度分集等。 时间分集：主要针对数字信号的传输。交织编码 频率分集：宽带传输频带远大于相干带宽（约几十khz）， 对频率选择性衰落影响很小，故自有频率分集特性。
合并方式 选择式 选最大的一路，效果最差。如GSM中采用 最大比 接收信号最强的一路加权系数最大，效果最好。如iPAS中采用。 等增益 每路加权系数相等，效果中等。如CDMA的RAKE接收机采用。
RAKE接收机 1、RAKE接收机：利用多个并行相关器检测多径信号，按照一定的准则合成一路信号供解调用的接收机。 2、基站有4个相关器，手机3个相关器。 3、等增益合并方式 1）CDMA系统中采用的宏分集（路径分集），微分集（空间、频率、时间分集）减少衰落。 2）1.25MHZ》相干带宽（51KHZ），频率选择性衰落对宽带信号的影响式很小的，即CDMA的宽带传输起到了频率分集的作用。
Tx Rx cosct 判 决 RAKE接收机原理图 1 2 3 N 积分 Tb 保持至 Tb＋N Tb C1(t) 积分 Tb 假设发端从Tx发出的信号经N条路径到达接收天线Rx。路径1的距离最短，传输时延也最小，依次是第二条路径、第三条路径。。。，时延最长的是N条路径。通过电路测定各条路径的相对时延，以第一条路径为基准时，第二条相对于第一条路径的相对时延差为2，第三条相对第一条路径的相对时延为3，第N条相对于第一条路径的相对时延差为N，且N>N-1>…>3>2（1=0）。 接收端通过解调后，送入N个并行相关器。图中用户1使用伪码C1(t)，通过位同步，各个相关器的本地码分别为C1(t)，C1(t-2)，C1(t-3)，…C1(t- N)。经过解扩加入积分器，每次积分时间为Tb，第一条支路在Tb末尾进入保持电路，保持直到Tb+N，即到最后一个相关器于Tb+N产生输出。这样N个相关器于Tb+N时刻，通过相加求和电路，再经判决电路产生数据输出。 由于各条路径加权系数为1，因此为等增益合并。利用多个并行相关器，获得了各多径信号的能量，即RAKE接收机利用多径信号，提高通话质量。 Tb+ 3 C1(t-3) 积分 Tb 保持至 Tb＋N Tb+N C1(t- N) RAKE接收机原理图
CDMA 关键技术 扩频技术 功率控制技术 分集技术 软切换技术 语音编码技术 软切换是建立在CDMA系统多径接收基础上的一项新技术。 这一切换技术上的革命，给蜂窝移动通信的服务质量带来质的 的提高。根据FDMA、TDMA测试统计，无线信道上90%掉话 是在切换过程中发生的。实现软切换后，切换引起的掉话率大 大降低，保证了通信的可靠性
软切换：掉话少 CDMA 小区/扇区切换采用软/更软切换 切换是先接续再中断 服务质量高,有效减低掉话 其他无线系统 更软切换：同一基站、相同频率、不 同扇区的CDMA信道间。 CDMA 小区/扇区切换采用软/更软切换 切换是先接续再中断 服务质量高,有效减低掉话 其他无线系统 小区/扇区切换采用硬切换 切换是先中断再接续 容易产生掉话 基站导频信号、强度Ec/Io 进入 退出 切换时基站的进入与退出
切换的类型： 1、软切换：有以下几种情况 同一BTS内不同扇区相同载频之间（又称更软切换）； 同一BSC内不同BTS相同载频之间； 同一MSC内，不同BSC相同载频之间； 不同MSC，不同BTS相同载频之间； 软切换发生时，除了载频相同之外，声码器、帧偏置也保持 不变。 2、硬切换：发生在不同载频或不同系统之间的切换。 3、半软切换：实际上是同一BSC内的硬切换。原则上同一 BSC内的切换应当是软切换/更软切换，但是由于资源的占用 情况，无充足的无线资源如载频和帧偏置，只有声码器保持 不变，因而称为半软切换。 硬切换（Hard Handoff) MS先中断与原基站的联系，再与新基站取得联系。特点 “先中断，后连接”。硬切换一般发生在FDMA、TDMA、不同 频率的CDMA信道间以及不同系统之间。 软切换（Soft Handoff) 切换时，MS 开始与一个新的基站取得联系时，并不立即 中断与原来基站之间的通信。特点：“先连接，后中断”。软切 换发生在相同CDMA载频的两个基站之间。由MSC完成。 更软切换（Softer Handoff) 发生在同一基站具有相同频率的不同扇区之间的切换。 由BS完成。
软切换和更软切换的优点 降低掉话率 在软切换（或更软切换）过渡区的MS同时由多个基站（或扇区）支撑，这种路径分集效果大大降低了切换引起的掉话率。 功率更小 在切换区信号经叠加处理后信号增强，因此正反向链路的功率可以更小，这意味着整个系统的干扰可以下降，结果增加了系统的平均容量。 MS的发射功率更小 电池寿命更长和延长通话时间。
T-ADD、T-COMP、T-DROP、T-TDROP四个；前三个 与导频的Eb/N0有关，第四个是个计时器。 和切换有关的参数： T-ADD、T-COMP、T-DROP、T-TDROP四个；前三个 与导频的Eb/N0有关，第四个是个计时器。 导频集合： 有效导频集：分配给MS前向业务信道使用的导频，基站 通过信道分配消息或切换指示消息（HDM）通知MS有效 导频集的内容，最多6个。 候选导频集：有足够的信号强度被接收，能够对相关的前 向业务信道进行解调，但没有作为有效集被使用，最多6个。 邻近导频集：不在以上两组，但有可能作为候选集的导频 在邻区列表中，最大值20。 剩余导频集：除以上三组以外的所有可能导频。 软切换的过程从MS开始，MS不断测量系统内导频信道的 信号强度。为了在测量中有效地对导频信道进行搜索，IS-95A 把MS接收的导频信号强度分为四个子集，依信号强弱分： 1）活动集（ Active) 作为该集合中的导频信号有足够的强度，并正参与构成MS 的引导活动。 2）候选集（Candinate) 该集合中的导频信号则刚从活动集中退出，或其强度由已超 过T-ADD的导频信号构成。 3）相邻集（Neigher) 强度仅次于活动集和候选集，根据某种算法被认为将有参与 切换的可能。 4）剩余集（Remain) 除以上三种集合以外的弱导频集。 搜索窗口：MS通过以下三种搜索窗口跟踪导频信号。 SRCH-WIN-A（有效和候选）、SRCH-WIN-N（邻域） SRCH-WIN-R（剩余）
切换消息:IS-95中的切换消息包括: PSMM(导频强度测量消息) ; HDM(切换指示消息); NLUM(切换完成消息和列表更新消息); HCM(切换完成消息); PSMM的内容:Eb/N0估测值,到达时间,切换结束计时器. HDM的内容:HDM的序列号,CDMA信道频率分配, 有效集合(目前有旧和新的导频PN偏移), 与有效导频中每一个导频相关的WALSH码 用于有效和候选集合的窗口尺寸, 切换参数. HCM的内容:肯定确认,有效导频集合中每个导频的PN偏移. NLUM的内容:由基站发送的,包含有效集合中导频的最新组合 列表.
导频强度 MS发HCM MS发PSMM BS发HDM T-ADD T-DROP 导频切换门限: MS发PSMM BS发HDM MS发HCM NLUM T-ADD T-DROP 有效 软切换过程 1）MS在切换过程中，测得相邻集中某个导频信号强度超过 T-ADD时，MS通过反向链路向BS发送“导频信号强度测量 消息”，报告导频信号的搜索结果等参数，并将该导频信号 转到候选集。 2）BS通过前向链路向MS发送“切换指示消息”来响应“导频信号 测量消息”，以指定新分配给MS的前向业务信道，并标识该 导频信号。 3）当导频信号强度降到低T-DROP时，MS则启动退出切换定时 器，当该定时器到期，MS再发送一个“导频信号强度测量消 息”，BS再回发一个“切换指示消息”，MS把该导频信号从 活动集移动到相邻集，并再向BS发送“切换完成消息”。 候选 邻域 邻域 切换结束计时器 导频切换门限:
有效集合的维持： 由T-COMP确定导频 超过有效集合 邻域集合 有效集合 剩余集合 候选集合 导频低于T-DROP并且T-TDROP已终止
候选集合维持： 由T-COMP确定 导频出有效集合 导频强度超过 T-ADD 剩余集合 有效集合 邻域集合 候选集合 导频低于T-DROP T-TDROP已终止 导频强度超过T-ADD
CDMA 关键技术 扩频技术 功率控制技术 分集技术 软切换技术 语音编码技术
语音编码概述 语音编码：移动通信数字化的基础 第1/2代蜂窝系统的根本区别 语音编码的意义 提高通话质量(数字化+信道编码纠错) 提高频谱利用率(低码率编码) 提高系统容量(低码率语音激活技术) 经典的数字量化编码技术PCM，码率64kb/s太高，不适用于无线系统。因此产生了参量编码等一系列语音压缩编码技术。
移动通信对语音编码的要求 编码速率低语音质量好 有较强的抗噪声干扰和抗误码的性能 编译码延时小总延时在65ms以内 编译码器复杂度低便于大规模集成化 功耗小便于应用于手持机
语音编码的分类 波形编码 将时域模拟话音的波形信号进行采样量化和编码形 成数字语音信号 参量编码 基于人类语音的产生机理建立数学模型 波形编码 将时域模拟话音的波形信号进行采样量化和编码形 成数字语音信号 编码速率较高16k~64k 包括PCM ADPCM .M CVSDM APC等 占用较高带宽适合有线 参量编码 基于人类语音的产生机理建立数学模型 根据输入语音得出模型参数并传输在收端恢复 编码速率较低1.2~4.8 kbps 包括各种线形预测编码(LPC)方法和余弦声码器 语音质量中等不满足商用要求 混合编码 波形编码+参量编码(LPAS) 包括GSM的RPE-LPC编码和VSELP编码
移动通信中的语音编码
语音编码的标准 G.711 PCM (64k bps) G.721 ADPCM (32k bps) G.722 7kHz带宽64k bps速率内的音频编码 G.723 6.3k/5.6k 双速率多媒体语音编码 G.728 16k bps 语音编码LD-CELP G.729 8k bps多媒体语音编码
语音编码器 在数字化蜂窝系统中采用混合编码器，其速率在4－13kbps之间。 在Q-CDMA系统中采用码本激励线性预测编码（CELP），最高速率为8kbps。相比GSM系统中，采用规则脉冲激励长时预测编码（RPE-LTP-LPC）的编码器速率为13kbps）。
语音编码器（续） 码分多址系统是一种干扰受限系统，其容量与用户产生的干扰密切相关。在Q-CDMA系统中，还有一种话音插空技术，采用了可变速率话音编码器，提供8kb/s、4kb/s、2kb/p、1kb/s四种速率，以适应不同的传输要求，提高系统的容量。
线形预测编码的基本原理 原理－－模型化人类语音信号产生的机制提取模型参 数并且只传输模型的参数 语音信号的产生模型 语音的产生声带和声道 不同语音产生的原因声音激励源和声道不同 声音分类浊音和清音 发声过程 口腔和鼻腔形成时变滤波器
混合编码 RPE——LTP——LPC：13kb/s,规则脉冲激励长时预测线性预测编码， GSM用； QCELP：码本激励线性预测编码，8kb/s,13kb/s, Q-CDMA中采用
话音激活和可变速率话音编码 利用数字话音插空技术（DSI），发端话音识别器检测 是否有话音，决定是否分配信道。有话音时分配信道，无 话音时，系统收回信道。降低背景噪声。 采用可变速率话音编码器，提供8kb/s,4kb/s,2kb/s,1kb/s 四种速率，以适应不同的传输要求，在话音间歇其间采用 低速话音编码，以降低传输速率，降低发射功率。从而进 一步减小对其他用户的干扰，提高容量。
CDMA系统的其它技术 正交调制 正交扩频
调制解调的主要功能 频谱搬移--实现基带信号搬移到相应的频段 实现可以分为两步:首先进行基带信号调制，然后上 变频到所需的频段。 抗干扰性 主要体现通信系统的质量指标即,可靠性。 调制信号具有较小的功率谱占有率。 要求功率谱主瓣占有尽可能多的信号能量,具有快速 滚降特性,带外衰减大,旁瓣小。 频谱有效性 主要体现通信系统的数量指标，即有效性。 频带利用率：b/s/MHz。
各类二进制调制原理图
移相键控（PSK） PSK是一种线形调制技术，具有带宽效率高，频谱利用率高等特点。 移动通信中一般采用性能优良的绝对移相体制而不采用相对移相体制，虽然相对移相体制可以解决相位模糊度问题。而CDMA中常采用导频信道传送载波进行相干解调。
DS－SS中载波调制一般都采用BPSK或DPSK。PSK调制信号可表示为：
传输过程中相位改变 ± π/2 or ± π。
I(t) 电平 产生 Acosct 载波 发生器 已调信号 串/并 变换 90度 相移 Asinct Q(t) 电平 产生 二进制信息 串/并 变换 已调信号 90度 相移 Asinct Q(t) 电平 产生 QPSK调制器框图
1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 I(t) 奇数码元 t Q(t) 偶数码元 t QPSK的波形图
偏移QPSK（OQPSK）
QPSK和OQPSK BPSK （0,）两种状态 用1bit二进制表示 QPSK （0，/2， ，3 /2） 四种状态 CDMA蜂窝系统中 基站的调制方式是4PSK(或QPSK) 移动台的调制方式是OQPSK（偏移正交移相键控）
01 11 1 00 10 (a) M=2 =0 (b) M=4 =0 110 010 01 11 111 011 101 001 00 10 000 100 (c) M=4 =/4 (d) M=8 =/8 MPSK信号矢量图
SMPSK(t）＝I(t)cosCt-Q(t)sin Ct 同相分量 正交分量 QPSK=BPSK+BPSK 互为正交 说明： 1、由QPSK调制器及其波形图可见，QPSK的频谱占用宽度 为BPSK的一半（在码速相同的条件下）。 2、QPSK的解调为相干解调或差分解调 3、OQPSK是QPSK的改进型 在OQPSK中，I、Q两支路在时间上错开一个码元的时间 Tb进行调制，两支路的码元不可能同时转换，因而最多只能 是－90。，＋90。相位的跳变，相位跳变小，所以它的频谱 特性要比QPSK好，即旁瓣幅度要小一些，其他性能与QPSK 差不多。
正交扩频 在实际CDMA系统中，在正交调制之前，输入的信息先经 过正交扩频，然后再进行正交调制。 发端，用户数据进行四相扩展，四相扩展的序列称为引导 PN序列。引导PN序列的作用是给不同的基站发出的信号赋予 不同的特征，便于移动台识别所需的基站。引导PN序列有两 个：I支路的PN序列和Q支路的PN序列，它们的长度为215。 它们都是由15级移位寄存器构成的m序列。 在CDMA系统中，不同基站使用同一个PN序列，但各自 采用不同的时间偏置，即起始位置是不同的。由于m序列尖 锐的自相关性，当偏移大于一个子码宽度时，其自相关值接 近于“0”，因而移动台用相关检测法很容易把不同基站的信号
正交扩频 区分开来。移动台先进行正交调制，然后进行解扩。将 同相支路和正交支路信号求和、积分恢复信息数据。 采用PN序列进行正交扩频，使信号特性接近白噪声特性， 从而能改善系统的信噪比。正交调制提高了频率利用率。 当然，前提条件是要求收、发双方建立良好的频率和时间 同步。由于基站和移动台条件不同，上、下链路的正交扩频 调制实现的方法略有不同。
PN-I(t) cos(ct+) 正交 调制 和正 交扩 频系 统的 组成 PN-Q(t) sin(ct+) 用户数据 b1(t) 正交扩频 正交调制 正交 调制 和正 交扩 频系 统的 组成 PN-Q(t) sin(ct+) sin(ct+) PN-I(t) cos(ct+) . Tb 解扩 解调 b1(t) 检测 sin(ct+ ) PN-Q(t)
CDMA蜂窝移动通信网的特点 1、CDMA的频谱利用率高，容量大 CDMA系统本身所固有的码分扩频技术加上先进的功 率控制、话音激活技术，所以容量远大于GSM系统。依据 IS-95A/B协议的cdmaOne技术，至少可以提供3倍于GSM网 络目前所能达到的容量。实施cdma2000 1X RTT之后，所 能达到的容量将是GSM的6倍。 频谱利用率高，容量大的直接好处一是大大节省宝贵 的频谱资源，二是满足城市内高话务密度的需要，减少网 络拥塞，三是减少基站数量，使网络的扩容变得简单，易 实施。 与FDMA和TDMA相比，CDMA具有许多独特的优点，其中一部分是扩频通信系统所固有的，另一部分则是由软切换和功率控制等技术所带来的。CDMA移动通信网是由扩频、多址接入、蜂窝组网和频率再用等几种技术结合而成，含有频域、时域和码域三维信号处理的一种协作，因此它具有抗干扰性好，抗多径衰落，保密安全性高，同频率可在多个小区内重复使用，所要求的载干比(C／I)小于l，容量和质量之间可做权衡取舍等属性。这些属性使CDMA比其它系统有非常重要的优势。对运营者来说，CDMA系统的大容量、大覆盖既可以提高频谱利用率，大大节约频率资源，又可以减少基站数量，降低工程建设成本，加快工程建设进度；并能以更经济的方式平滑过渡到第三代移动通信，是多快好省地解决本世纪移动通信市场发展容量需求的有效途径
CDMA蜂窝移动通信网的特点 2、CDMA的覆盖范围大 CDMA的无线链路预算比GSM多3~6dB。正常情况下， 大不得超过35公里。 覆盖范围的扩大所带来的直接优点是基站数量减少， 基站选址容易。更为重要的是，基站数量的减少将大大降 低网络配套电信设施如机房、供电、传输等的投入，加快 建设速度。也适用于话务量较低、要求覆盖的地域又相当 广的边远城镇和农村地区。
CDMA蜂窝移动通信网的特点 3、CDMA的话音品质好，保密性强 由于CDMA采用了伪随机序列PN进行扩频/解扩，在 CDMA 8K EVRC话音编码时处理增益达21dB，话音品质 相当好。经澳洲电信试验，其话音质量不仅明显优于GSM、 模拟，可以与固网的话音质量相比拟，而且在强背景噪声 环境下，还优于固网电话。在香港Hutchison、日本DDI/IDO 的商用网上也证实了这点。而且CDMA采用的扩频通信技术 使通信具有天然的保密性，其消息在空中信道上被截获的概 率几乎为零。
CDMA蜂窝移动通信网的特点 4、CDMA的掉话率低 统计表明，切换失败是引起掉话的最主要原因。CDMA “先连接再断开”，这样完全克服了硬切换容易掉话的缺点。 CDMA的软切换技术使切换的成功率远远高于模拟等硬切 换蜂窝系统。
CDMA蜂窝移动通信网的特点 5、可提供数据业务 在数据通信方面，CDMA传送单位比特的成本比GSM低， 因此更适合作为无线高速分组数据（如144Kbps）业务的接入 手段，为移动/无线与Internet的融合提供了更好的技术条件。 有关统计资料显示，全球移动话音业务的增长速度趋缓， 移动数据业务的增势迅猛，IS-95 CDMA正好迎合了这种发 展趋势。
CDMA蜂窝移动通信网的特点 6、CDMA手机符合环保的要求 CDMA手机的发射功率小，对部分医疗设备影响小。 同时，低的发射功率既对人体的辐射小、有“绿色手机”的美 誉，还可延长手机电池的待机、通话时间。并且，随着基站 数量的增多，发射功率会越来越小，这方面的优势也就越来 越明显
CDMA蜂窝移动通信网的特点 7、CDMA网络成本低 CDMA系统的大覆盖、少的基站数量、大容量、高 频谱利用率、简单的频率规划等优势，可大大降低系统 的建设成本和运营成本。
课程名称 章节标题 CDMA通信系统 系统综述 CDMA总体要求 CDMA 网络结构与组成 CDMA 的正向信道 CDMA 的反向信道
1、总体要求与标准 2、CDMA 网络结构与组成 系统综述 1、总体要求与标准 2、CDMA 网络结构与组成
对系统的要求 系统的容量至少是AMPS的10倍 通信质量优于以前的系统 易于过渡并和现有的模拟蜂窝系统兼用 具有保密性 有先进的特征 较低的成本 使用开放的网络结构（CNOA）
IS-95标准 频段： 下行 869－894MHz（基站发射） 824－849MHz（基站接收） 上行 824－849MHz（移动台发射）
信道数： 64（码分信道）/每一载频； 每一小区可分为3个扇区。可共用一个载频； 每一网络分为9个载频，其中收发各占12.5MHz，共占25MHz频段， 射频带宽： 第一频段 2×1.77MHz； 第二频段 2×1.23MHz。
调制方式：基站 QPSK 移动台 QPSK 扩频方式：DS（直接序列扩频）。 话音编码：可变速率CELP，最大速率为8kb/s，最大数据速率为9.6kb/s，每帧时间为20ms。 信道编码： 卷及编码 下行 码率R＝1/2，约束长度 K＝9； 下行 码率R＝1/3，约束长度 K＝9。
交织编码：交织间距20ms； PN码：码片的速率为1.2288Mc/s； 基站识别码为m序列，周期为215－1； 64个正交沃尔什函数组成64个码分信道。 导频、同步信道：供移动台作载频和时间同步。 多径利用：采用RAKE接收方式，移动台为3个，基站为4个。
无线信道 无线信道用来传输无线信号，包括： 基站发往移动台，称正向（或下行）无线信道，也称为正向链路； 移动台发往基站，称反向（或上行）无线信道，也称为反向链路。
1、总体要求与标准 2、CDMA 网络结构与组成 系统综述 1、总体要求与标准 2、CDMA 网络结构与组成
蜂窝通信架构图
移动交换中心（MSC)/ 访问用户寄存器（VLR） CDMA蜂窝系统的网络结构 移动交换中心（MSC)/ 访问用户寄存器（VLR） 市 话 网（PSTNISDN) 本地用户位置寄存器（HLR） 操作管理中心（OMC） 基站控制器（BSC） 基站收/发信机（BTS） 收 发 移动台 扇形小区 全向小区 U接口 Abis接口 A接口 v接口 业务链路 控制及数据链路
网络子系统 网络子系统处于市话网与基站控制器之间，主要由移动交换中心（MSC）、本地用户位置寄存器（HLR)、访问用户位置寄存器（VLR)、操作管理中心（OMC)以及鉴权中心组成。
基站子系统 基站子系统（BSS）：包括基站控制器（BSC）和基站收发设备（BTS）。 一个基站控制器（BSC）通过网络接口分别连接移动交换中心和基站收发信机（BTS）群，此外，还与操作维护中心（OMC ）连接。 基站控制器主要为大量的BTS提供几种控制和管理，如无线信道分配、建立或拆除无线链路、过境切换操作以及交换等功能。
基站控制器结构简化图 网络接口 交换矩阵 代码转换器插件 控 制 移动性 管理器 代码转换器 OMC BTS MSC BSC 基站BTS群
CDMA正向信道 正向信道组成 正向CDMA的控制信道 正向CDMA业务信道
CDMA 前向信道 BTS 导频信道 Walsh 0 Walsh 19 寻呼信道 Walsh 1 Walsh 6 Walsh 11 PN 372 PN 116 PN 226 PN 511 模拟加 PN 372 WALSH 19 x
基站传送的前向CDMA信道 前向CDMA信道 (基站发送的1.23 MHz 信道) … 导引信道 同步信道 寻呼信道1 寻呼信道7 业务信道1 业务信道25 业务信道55 W0 W32 W1 W7 W8 W31 W63 业务信道24 W33 移动台功率 控制子信道 业务数据 W：编码信道
CDMA正向信道 正向信道组成 正向CDMA的控制信道 正向CDMA业务信道
CDMA 前向信道 导频信道: （ WALSH CODE 0） 同步信道: （WALSH CODE 32） 基站在此信道发送导频信号供移动台识别基站并引导移动台入网 同步信道: （WALSH CODE 32） 基站在此信道发送同步信息提供移动台建立与系统的定时和同步 寻呼信道: （WALSH CODES 1 up to 7） 基站在此信道向移动台发送有关寻呼、指令以及业务信道指配信息 业务信道:（any remaining WALSH codes） 传送前向通信数据及信令
导频信道 导频信道不传送任何信息，它在CDMA前向信道上是不停发射的。它用于使在基站覆盖区内所有移动台进行同步和切换。
同步信道 同步信道传送的主要消息参数： 系统识别（SID）：系统的标志符号码 网络识别（NID）：系统的次标识符 导频短PN序列偏移（PILOT-PN）：偏移指数，对基站或小区来说，以64个码片为单位。 系统时间（SYS-TIME） 寻呼信道数据速率：4.8或9.6kbps
寻呼信道 寻呼信道传送的主要消息参数： 1、系统参数消息：导频PN序列偏移指数、基站标识符 寻呼信道数等。 2、接入参数消息：定义MS在接入信道发送所需参数。 3、邻区列表消息：提供邻近基站参数消息。 4、CDMA信道列表消息：提供CDMA载波列表。 5、时隙寻呼：提供用来通知MS可接收呼叫的数据。 6、寻呼消息：向MS提供寻呼。 7、标准的指令信息：多为控制指令。 8、信道分配消息：通知MS调谐到一个新的频率。
寻呼信道 9、数据子帧消息：发送MS的数据信息。 10、鉴权查询消息：由基站确认MS身份。 11、SSD更新：要求MS更新SSD。 12、特性通知消息：包含信息记录使得网络能够提供 由MS显示的信息，并且能使网络识别被叫方号码、 识别主叫方号码，还能够以音频或其他告警信号的 方式将信息传送给MS，另外还能指示正在等待的 消息数量。 IS-95允许两种模式的寻呼： 时隙模式和非时隙模式，前者MS只能在某个特定的接听 寻呼，此时MS可以在大部分时间内关掉手机；后者，MS 需要监听所有的寻呼时间段。
CDMA正向信道 正向信道组成 正向CDMA的控制信道 正向CDMA业务信道
前向业务信道 1.鉴权查询消息：当基站怀疑移动台的合法性时，基站能够查询移动台来验证它的身份。 2.通知消息：使得基站可以验证移动台身份。 3.越区切换消息：给移动台提供开始越区切换所需的消息。 4.功率控制消息：告诉移动台周期是多长，以及测量帧差错统计量是采用的怎样的门限值，该统计量通过移动台功率测量报告消息发送出去。 5.短消息信息。 6.移动台登记消息：通知移动台它被登记，以及提供必要的系统参数。
CDMA反向信道 正向信道组成 正向CDMA的控制信道 正向CDMA业务信道
基站接收的反向CDMA信道
CDMA 反向信道 BSC MSC 每一个移动台唯一对应于一个用户长码 所有移动台的信息在在同一个 1.25-MHz 宽的载频上传输 与移动台邻近的 BTS 可以为它提供信道 PN 短码序列用于简化调制格式 Walsh 码用于正交调制 用户长码 BTS BSC MSC
CDMA 反向信道 CDMA 反向信道有两种: 业务信道（TRAFFIC CHANNELS）传送反向通信数据及信令。业务信道被不同的用户占用时，不同的用户由不同的用户长码定义 接入信道（ACCESS CHANNELS）供移动台随机占用，移动台在此信道发起呼叫以及传送应答信息 一个接入信道由特定的公用长码标识 接入信道与寻呼信道配合使用，每个寻呼信道可以与高达 32 个接入信道配合 BTS
反向接入信道 接入信道传送的主要消息： 1.登记消息：移动台发送消息通知基站它所处的位置、状态、标识符和其他登记系统所需要的参数。 2.始呼消息：该消息允许移动台发起呼叫---发送拨号数字。 3.寻呼响应消息：移动台利用该消息在接收一个呼叫的过程中对寻呼或时隙发出响应。 4.鉴权查询响应消息：该消息包含验证移动台身份的必要消息。
反向业务信道 1.鉴权查询响应消息：包含验证移动台身份的信息。 2.短消息信息。 3.导频强度测量消息。 4.功率测量报告消息向基站发送FER统计量。 5.切换完成消息：移动台对切换指示消息的响应。
课程名称 章节标题 CDMA通信系统 系统综述 CDMA总体要求 CDMA 网络结构与组成 CDMA 的正向信道 CDMA 的反向信道
1、总体要求与标准 2、CDMA 网络结构与组成 系统综述 1、总体要求与标准 2、CDMA 网络结构与组成
对系统的要求 系统的容量至少是AMPS的10倍 通信质量优于以前的系统 易于过渡并和现有的模拟蜂窝系统兼用 具有保密性 有先进的特征 较低的成本 使用开放的网络结构（CNOA）
IS-95标准 频段： 下行 869－894MHz（基站发射） 824－849MHz（基站接收） 上行 824－849MHz（移动台发射）
信道数： 64（码分信道）/每一载频； 每一小区可分为3个扇区。可共用一个载频； 每一网络分为9个载频，其中收发各占12.5MHz，共占25MHz频段， 射频带宽： 第一频段 2×1.77MHz； 第二频段 2×1.23MHz。
调制方式：基站 QPSK 移动台 QPSK 扩频方式：DS（直接序列扩频）。 话音编码：可变速率CELP，最大速率为8kb/s，最大数据速率为9.6kb/s，每帧时间为20ms。 信道编码： 卷及编码 下行 码率R＝1/2，约束长度 K＝9； 下行 码率R＝1/3，约束长度 K＝9。
交织编码：交织间距20ms； PN码：码片的速率为1.2288Mc/s； 基站识别码为m序列，周期为215－1； 64个正交沃尔什函数组成64个码分信道。 导频、同步信道：供移动台作载频和时间同步。 多径利用：采用RAKE接收方式，移动台为3个，基站为4个。
无线信道 无线信道用来传输无线信号，包括： 基站发往移动台，称正向（或下行）无线信道，也称为正向链路； 移动台发往基站，称反向（或上行）无线信道，也称为反向链路。
1、总体要求与标准 2、CDMA 网络结构与组成 系统综述 1、总体要求与标准 2、CDMA 网络结构与组成
蜂窝通信架构图
移动交换中心（MSC)/ 访问用户寄存器（VLR） CDMA蜂窝系统的网络结构 移动交换中心（MSC)/ 访问用户寄存器（VLR） 市 话 网（PSTNISDN) 本地用户位置寄存器（HLR） 操作管理中心（OMC） 基站控制器（BSC） 基站收/发信机（BTS） 收 发 移动台 扇形小区 全向小区 U接口 Abis接口 A接口 v接口 业务链路 控制及数据链路
网络子系统 网络子系统处于市话网与基站控制器之间，主要由移动交换中心（MSC）、本地用户位置寄存器（HLR)、访问用户位置寄存器（VLR)、操作管理中心（OMC)以及鉴权中心组成。
基站子系统 基站子系统（BSS）：包括基站控制器（BSC）和基站收发设备（BTS）。 一个基站控制器（BSC）通过网络接口分别连接移动交换中心和基站收发信机（BTS）群，此外，还与操作维护中心（OMC ）连接。 基站控制器主要为大量的BTS提供几种控制和管理，如无线信道分配、建立或拆除无线链路、过境切换操作以及交换等功能。
基站控制器结构简化图 网络接口 交换矩阵 代码转换器插件 控 制 移动性 管理器 代码转换器 OMC BTS MSC BSC 基站BTS群
CDMA正向信道 正向信道组成 正向CDMA的控制信道 正向CDMA业务信道
CDMA 前向信道 BTS 导频信道 Walsh 0 Walsh 19 寻呼信道 Walsh 1 Walsh 6 Walsh 11 PN 372 PN 116 PN 226 PN 511 模拟加 PN 372 WALSH 19 x
基站传送的前向CDMA信道 前向CDMA信道 (基站发送的1.23 MHz 信道) … 导引信道 同步信道 寻呼信道1 寻呼信道7 业务信道1 业务信道25 业务信道55 W0 W32 W1 W7 W8 W31 W63 业务信道24 W33 移动台功率 控制子信道 业务数据 W：编码信道
CDMA正向信道 正向信道组成 正向CDMA的控制信道 正向CDMA业务信道
CDMA 前向信道 导频信道: （ WALSH CODE 0） 同步信道: （WALSH CODE 32） 基站在此信道发送导频信号供移动台识别基站并引导移动台入网 同步信道: （WALSH CODE 32） 基站在此信道发送同步信息提供移动台建立与系统的定时和同步 寻呼信道: （WALSH CODES 1 up to 7） 基站在此信道向移动台发送有关寻呼、指令以及业务信道指配信息 业务信道:（any remaining WALSH codes） 传送前向通信数据及信令
导频信道 导频信道不传送任何信息，它在CDMA前向信道上是不停发射的。它用于使在基站覆盖区内所有移动台进行同步和切换。
同步信道 同步信道传送的主要消息参数： 系统识别（SID）：系统的标志符号码 网络识别（NID）：系统的次标识符 导频短PN序列偏移（PILOT-PN）：偏移指数，对基站或小区来说，以64个码片为单位。 系统时间（SYS-TIME） 寻呼信道数据速率：4.8或9.6kbps
寻呼信道 寻呼信道传送的主要消息参数： 1、系统参数消息：导频PN序列偏移指数、基站标识符 寻呼信道数等。 2、接入参数消息：定义MS在接入信道发送所需参数。 3、邻区列表消息：提供邻近基站参数消息。 4、CDMA信道列表消息：提供CDMA载波列表。 5、时隙寻呼：提供用来通知MS可接收呼叫的数据。 6、寻呼消息：向MS提供寻呼。 7、标准的指令信息：多为控制指令。 8、信道分配消息：通知MS调谐到一个新的频率。
寻呼信道 9、数据子帧消息：发送MS的数据信息。 10、鉴权查询消息：由基站确认MS身份。 11、SSD更新：要求MS更新SSD。 12、特性通知消息：包含信息记录使得网络能够提供 由MS显示的信息，并且能使网络识别被叫方号码、 识别主叫方号码，还能够以音频或其他告警信号的 方式将信息传送给MS，另外还能指示正在等待的 消息数量。 IS-95允许两种模式的寻呼： 时隙模式和非时隙模式，前者MS只能在某个特定的接听 寻呼，此时MS可以在大部分时间内关掉手机；后者，MS 需要监听所有的寻呼时间段。
CDMA正向信道 正向信道组成 正向CDMA的控制信道 正向CDMA业务信道
前向业务信道 1.鉴权查询消息：当基站怀疑移动台的合法性时，基站能够查询移动台来验证它的身份。 2.通知消息：使得基站可以验证移动台身份。 3.越区切换消息：给移动台提供开始越区切换所需的消息。 4.功率控制消息：告诉移动台周期是多长，以及测量帧差错统计量是采用的怎样的门限值，该统计量通过移动台功率测量报告消息发送出去。 5.短消息信息。 6.移动台登记消息：通知移动台它被登记，以及提供必要的系统参数。
CDMA反向信道 正向信道组成 正向CDMA的控制信道 正向CDMA业务信道
基站接收的反向CDMA信道
CDMA 反向信道 BSC MSC 每一个移动台唯一对应于一个用户长码 所有移动台的信息在在同一个 1.25-MHz 宽的载频上传输 与移动台邻近的 BTS 可以为它提供信道 PN 短码序列用于简化调制格式 Walsh 码用于正交调制 用户长码 BTS BSC MSC
CDMA 反向信道 CDMA 反向信道有两种: 业务信道（TRAFFIC CHANNELS）传送反向通信数据及信令。业务信道被不同的用户占用时，不同的用户由不同的用户长码定义 接入信道（ACCESS CHANNELS）供移动台随机占用，移动台在此信道发起呼叫以及传送应答信息 一个接入信道由特定的公用长码标识 接入信道与寻呼信道配合使用，每个寻呼信道可以与高达 32 个接入信道配合 BTS
反向接入信道 接入信道传送的主要消息： 1.登记消息：移动台发送消息通知基站它所处的位置、状态、标识符和其他登记系统所需要的参数。 2.始呼消息：该消息允许移动台发起呼叫---发送拨号数字。 3.寻呼响应消息：移动台利用该消息在接收一个呼叫的过程中对寻呼或时隙发出响应。 4.鉴权查询响应消息：该消息包含验证移动台身份的必要消息。
第三代移动通信及其发展
第一部分、第三代移动通信系统（IMT-2000) 第二部分、WCDMA体系结构 第三部分、无线通信发展趋势 主要内容 第一部分、第三代移动通信系统（IMT-2000) 第二部分、WCDMA体系结构 第三部分、无线通信发展趋势
第一部分、第三代移动通信系统（IMT-2000)
内容提要 一、IMT2000的发展与由来 二、移动通信向IMT2000系统过渡 三、IMT2000 RTT标准介绍
移动通信的发展 80年代初出现了商用蜂窝移动通信系统 1992年数字蜂窝移动通信(GSM)正式商用 1998年7月世界移动通信用户超过1亿 60年代末美国贝尔实验室提出蜂窝系统的概念 80年代初出现了商用蜂窝移动通信系统 1992年数字蜂窝移动通信(GSM)正式商用 1998年7月世界移动通信用户超过1亿 2001年IMT2000投入商用
移动蜂窝技术 蜂窝技术的基本概念 蜂窝移动通信的频率分配 提高容量 蜂窝技术不是分割频率而是分割地理区域 蜂窝系统的优势：频率复用 我国模拟蜂窝移动通信曾使用890—905MHz（移动台发，基站收）和935—950MHz（基站发，移动台收）工作频段，现已逐步将部分频率让给GSM 我国数字蜂窝移动通信使用905—915MHz（移动台发，基站收）和950—960MHz（基站发，移动台收）工作频段，其中中国移动通信公司GSM系统使用905—909MHz和950—954MHz工作频段，中国联通公司GSM系统使用909—915MHz和954—960MHz工作频段。此外中国移动通信公司还使用了1800MHz频段的10MHz的带宽。 第三代移动通信工作在2000MHz频段上。
常用无线区群结构
第一代移动通信：模拟移动通信 第一代模拟移动通信系统主要制式 第一代的主要缺陷： AMPS TACS 容量有限 保密性差，容易发生盗码并机 制式不统一，互不兼容，妨碍漫游，限制了服务覆盖面等 我国TACS制式： A系统（摩托罗拉网） B系统（爱立信网）
数字蜂窝系统的优势 能有效地利用无线频率资源，系统容量大 呼叫质量高 能向用户提供话音以外的多种非话业务 制式比较统一，能方便地提供自动漫游业务（包括国际漫游） 易于加密，提供较完善的保密方法（如话音、接入加密等） 数字网要求的功率较低
第二代数字移动通信系统主要制式 我国数字蜂窝移动通信网以GSM为主，同时也采用了DCS—1800以及CDMA制式 GSM(全球移动通信系统) TDMA IS—136(最初被称为D—AMPS) CDMA IS—95（QCDMA) PDC(个人数字蜂窝) 我国数字蜂窝移动通信网以GSM为主，同时也采用了DCS—1800以及CDMA制式
GSM的演进 3代 2.5代 分组型 IMT-2000 电路型 GPRS 14.4 9.6 SMS 话音 WCDMA CDMA TDD 速率bps GPRS 2.5代 EDGE 100 k 64 k 电路型 HSCSD 14.4 10 k 9.6 1 k SMS 话音 98 99 00 01 02 时间
CDMA的演进 ? WCDMA? cdma2000-3X? 308 /144 cdma2000-1x 2.4M/ 3.1M/ 1XEV 分组型 1 M 速率bps IS-95B 100 k IS-95A 64 k 电路型 115.2 /64 14.4 10 k 9.6 1 k SMS 话音 98 99 00 01 02 时间
蜂窝移动通信标准的演进 第一代(80年代) 模拟 第三代(2000) IMT-2000 第二代 GSM CDMA IS-95 TDMA (90年代) GSM 900/1800/1900 CDMA IS-95 TDMA IS-136 PDC NMT AMPS TACS J-TACS 其他 数字 FDMA TDMA、CDMA CDMA、TDMA 450/800/900MHz 800/900/1800/1900MHz 2GHz、扩展频段
移动通信的发展过程
第三代移动通信标准化格局 ITU CWTS
国际3G标准化格局 ITU 3GPP 3GPP2 ITU-R WP8F：无线频谱、技术、业务等 ITU-T SSG核心网 超3G(System Beyond IMT-2000)远景及后续业务、频谱和技术等相关研究 WRC-00确认频谱的规划； 3G技术规范建议M.1457(RSPC)更新，2002年5月完成第一更新版本，主要增加了3G增强性技术； ITU-T SSG核心网 超3G核心网远景 IP 核心网融合 3GPP 制定基于GSM/GPRS核心网、全IP核心网，无线技术为WCDMA、CDMA TDD和EDGE的技术规范； 3GPP2 制定基于ANSI-41核心网、全IP核心网，无线技术为cdma2000的技术规范
几种3G技术比较 IMT-DS IMT-MC IMT-TC 技术名称 WCDMA cdma2000 1X、3X… UTRA TDD IMT-DS IMT-MC IMT-TC 技术名称 WCDMA cdma2000 1X、3X… UTRA TDD (TD-CDMA) TD-SCDMA 双工方式 FDD TDD 载频带宽 5MHz (1.25×n) MHz n=1,3,6… 1.6MHz 码片速率 3.84Mcps (1.2288×n) Mcps 1.28Mcps 同步要求 同步/异步 需GPS同步 同步 导频 下行：公共、专用导频； 上行：专用 下行：公共导频 — 信道码 OVSF Walsh 扰码 GOLD码 长码、短码(PN)
三种多址接入技术 FDMA 频分多址 频率 TDMA 时分多址 频率 CDMA 码分多址 频率
FDD和TDD 下行 上行 FDD 频分双工 频率 移动台发射 基站接收 基站发射 移动台接收 频率 一个载频 TDD 时分双工
多载波与直接扩频 多载波(Multi-Carrier) 直接扩频(Direct Spread) 1.2288Mcps/1.25 MHz
移动通信的不同应用场合
个人通信网结构 智能层 业务定义 数据检索,跟踪交换 位置登记,控制识别 传 输 层 选 址 网络/业务管理 控制信息转发网络 网络/业务控制 数据检索,跟踪交换 位置登记,控制识别 智能层 长途交换 市交换 移动管 理中心 传 输 层 网络 服务点 NSP 网络服务 支持点 NSSP 选 址 PBX 办公室 家用 市区 郊区
ITU 对IMT-2000系统的总体要求 服务质量要求 新业务和能力要求 发展和演进的能力 灵活性要求：多环境、多模式、多频带能力 对频谱的影响
无线移动通信的发展 移 动 性 1995年 2001年 高速 步行 静止 室内 无线LAN 传输容量(bps) 蜂 窝 电 话 寻 公用 呼 机 蜂 窝 电 话 公用 无绳电话 家用 无线LAN 超高速LAN 无线接入 1995年 2001年 IMT2000 第一阶段 IMT200 第二阶段 传输容量(bps) 10k 100k 1M 10M 100M
二、IMT2000的发展与由来 ——IMT2000标准制订时间表 1985~1994年明确概念和目标，提出FPLMTS 1987~1994年确定基本原则 1990~1998年制订框架和要求，1996年正式更名为IMT2000 1992~1998年确定评估方法和程序 1998年6月30日前征集IMT2000-RTT技术方案 1998年7月~1999年3月评选确定方案和基本参数 1998年10月~1999年12月制订出最后的技术规范 经过RL99,RL00,RL04
IMT2000系统的目标 多速率和高级业务(2Mb/s) 多媒体能力 固定网的质量 智能化功能 更简单的蜂窝结构 容易进行信道规划和管理 个人化使用 智能化功能 多速率和高级业务(2Mb/s) 固定网的质量 更简单的蜂窝结构 容易进行信道规划和管理 大容量:>60路话/小区/MHz 低的发射功率 室外<300mw,室内<20mW
ITU定义的一组IMT-2000接口能力 IMT-2000系统分为终端侧和网络侧。终端侧包括用户识别模块（UM）和移动终端（MT）；网络侧设备分为无线接入网（RAN）和核心网（CN）。这几个实体就形成了几个接口： 用户识别模块接口（UIM-MT） 用户与网络之间的无线接口（Um） 无线接入网与核心网之间的接口（RAN-CN） IMT-2000家族成员之间互通的网络－网络接口（NNI）
IMT-2000网络及接口示意图 UIM MT RAN CN 其它IMT-2000家族成员的CN UIM-MT接口 Um接口 NNI接口
IMT-2000的特点 全球无缝覆盖和漫游 高速传输，提供窄带和宽带多媒体业务 无缝业务传递 支持系统平滑升级和现有系统的演进 适应多种运行环境
第三代移动通信系统中的关键技术 多载波调制 多址技术 软件无线电 智能天线 信道编码 功率控制
第三代移动通信系统中的关键技术（续） 多用户检测 切换技术 信道结构以上层协议信令 异步转移模式 智能网（IN）
第三代移动通信地面无线接口主要技术 IMT—2000 CDMA DS（直接序列） IMT—2000 CDMA MC（多载波） UTRA/WCDMA cdma2000DS IMT—2000 CDMA MC（多载波） cdma2000MC（包括1x，3x并可扩展至6x，9x，12x） IMT—2000 CDMA TDD（时分双工） TD-SCDMA UTRA TDD IMT—2000 TDMA SC UWC-l36 IMT—2000 TDMA MC EP DECT
第三代移动通信系统的频谱分配
IMT-2000的核心频段(MHz) ITU 欧洲 中国 日本 美国 1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 2200 2250 2010 ITU TDD TDD FDD MSS FDD MSS 1885 1920 1980 2025 2110 2170 2010 欧洲 TDD FDD FDD MSS DECT MSS 1880 1920 1980 2025 2110 2170 1880 1920 1960 中国 FDD WLL 保 留 FDD WLL 保 留 保 留 保 留 TDD WLL 蜂窝 蜂窝 2110 2170 1865 1900 1945 1980 1918 2010 日本 PHS FDD MSS TDD FDD MSS MSS 1895 1980 2025 2110 2170 2165 MHz PCS 美国 A D B E F C TDD A D B E F C MSS 保留 MSS 1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 2200 2250
WRC-00确认的IMT-2000频谱(扩展频谱)
我国3G频谱规划方案 PHS/DECT 3G FDD 3G TDD 1750 1800 1850 1900 1950 2000 2050 1920MHz 1980MHz 2110MHz 2170MHz 1755MHz 1850MHz 1880MHz 3G FDD 1785MHz 2300MHz 2400MHz 1880MHz 1920MHz 2010MHz – 2025MHz 3G TDD 1890MHz – 1900MHz FDD接入 1970MHz – 1980MHz PHS/DECT 1900MHz – 1920MHz 1750 1800 1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 2200 2300 2400
三种方案的主要差别情况
实施第二代网络向第三代演进时应该考虑的关键问题 投资 技术的可用性与成熟性 操作的灵活性 过渡要求
第二代向第三代过渡的方案 GSM网络向第三代的演进 窄带CDMA网络向第三代的演进 GPRS EDGE cdma2000-1x 向第三代演进不是立即重新建设一个第三代移动通信网，而是在已有的第二代网络上增加第三代移动通信设备，首先在用户密集地区提供第三代移动通信服务，平滑过渡和升级
第三代移动通信系统
我国对IMT-2000系统的要求 频率利用率 无线电覆盖效率 经济性能 灵活性 从第二代的过渡 IFR问题
IMT2000的应用业务 电子邮件，语音邮件，视频邮件 Internet，ISDN，信用卡鉴权 可视电话，会议电视 VOD，IOD，家中购物 天气预报，交通信息，体育新闻 紧急呼叫，汽车管理 保安，遥测 消息业务 有线业务 交互业务 获取业务 分发业务 社区业务 远端业务
IMT2000业务的最低性能 应用环境 实时传输（固定延迟） 非实时（可变延迟） 峰值速率 BER/最大时延 卫星1000kmph 9.6kbps BER＝10-3~10-7 时延<400ms >=9.6kbps BER＝10-5~10-8 时延<1300ms 农村 500kmph 144kbps 最好384kbps 时延20~300ms 时延<150ms 城市/郊区 130kmph 384bps 最好512kbps 室内/小范围室外10kmph 2Mbps
三种宽带CDMA方案 欧洲和日本的WCDMA 北美的cdma2000 中国的TD-SCDMA
CDMA Standard – W-CDMA W-CDMA = Wideband CDMA 歐洲和日本共同提出 能夠架設在現有的GSM網路上 Chip Rate = 4.096 Mchips/s 。
CDMA Standard – CDMA-2000 CDMA開發組織（CDG，CDMA Development Group）所發展出來。 CDMA-2000特別強調與IS-95的相容性。 Chip Rate = 3.6864 Mchips/s ，正是IS-95 Chip Rate 1.2288 Mchips/s的三倍
IMT2000系统工作频率和传输速率 核心频段 最高传输速率 1885~2025MHz 2110~2200MHz 高速运动：144kb/s 室内环境：2Mb/s
第三代移动通信的标准化活动
IMT-2000无线接口标准 IMT-DS Direct Spread IMT-MC Multi Carrier IMT-SC Single IMT-TD Time-Code IMT-SC Single Carrier IMT-FT Frequency Time CDMA TDMA FDMA
当前IMT-2000无线接口状况 核心网 无线接口 GSM MAP ANSI-41 IMT-2000 CDMA DS (IMT-DS) WCDMA IMT-2000 CDMA MC (IMT-MC) cdma2000 TD-SCDMA IMT-2000 CDMA TDD (IMT-TD) UTRA TDD IMT-2000 TDMA SC UWC-136 IMT-2000 TDMA FT (IMT-FT) DECT
第三代移动通信示意图 核心网 无线接口 cdma2000 IS-41核心网 UWC-136 GSM核心网 (CDMA网络) NNI W-CDMA GSM核心网 TD-CDMA/ TD-SCDMA DECT
第三代移动通信标准化格局 ITU ITU-R ITU-T WP 8F WP 3/11 + IMT-2000 3GPP 3GPP2 北美 亚太 欧洲 TTA ETSI SMG T1P1 TIA ARIB TTC CWTS
第三代伙伴项目—3GPP和3GPP2 3GPP(3G Partnership Project) 3GPP2 由欧洲的ETSI、日本ARIB、TTC、韩国TTA、美国的T1和中国CWTS六个标准化组织组成。宗旨是制定以GSM为核心网，WCDMA和CDMA TDD(TD-SCDMA和UTRA TDD融合技术)为无线接口的标准。 3GPP2 由美国的ANSI（TIA）、日本ARIB、TTC、韩国TTA和中国CWTS五个标准化组织组成。宗旨是制定以ANSI/IS-41为核心网，cdma2000为无线接口的标准。
3GPP：第三代第一阶段系统结构 3G Iu HLR MAP A PSTN ISDN GMSC VMSC GSM BSS Internet等数据网络 GGSN SGSN Gb IMT-2000 RAN Iu 3G
3GPP标准化情况 标准化顺序：无线接口 Iu系列 核心网 无线接入网(RAN)有关标准 99年底完成支持GSM MAP的无线接口技术规范 、Iu系列接口标准； 支持IS-41核心网的部分2000年一季度完成。 核心网目前的工作仍主要是GSM方面，99年版本GSM和3G衔接，2000年开始详细定义第三代相关内容。 TD-SCDMA和UTRA TDD的融合在99年全面启动，在2000年完成。
3GPP2标准化情况 无线接口和网络均在第二代基础上演进 cdma2000-1x，即IS-2000已于今年7月份通过;cdma2000多载波支持IS-41的标准今年年底完成；支持GSM MAP的部分明年6月完成。 A接口(IOS4.0)今年年底完成 核心网主要基于IS-41和WIN等
二、移动通信向IMT2000系统过渡 北美 欧洲 第二代 第二代+ 第二代++ 第三代IMT2000 IS-95A IS-95B IS-95C cdma2000 欧洲 GSM TDMA GSM+ GPRS,HSCSD GSM++ EDGE WCDMA GSM增强数据率 普通分组数据业务 高速电路交换数据
第三代移动通信（IMT2000） =核心网络+无线接入网络
三、IMT2000技术介绍 二种核心网络技术 三种代表性的RTT技术方案 欧洲提出GSM核心网络 北美提出IS-41 欧洲和日本的WCDMA方案 北美的cdma2000方案 中国CATT提出的TD-SCDMA方案
IMT2000网络技术 北美 欧洲 IS-707 HSCSD/GPRS IS-41 GSM MAP CDMA 移动IP GPRS 无线接口协议 接入网 A 接口 分组数据 移动控制 移动性管理 北美 欧洲 数据协议 IS-707 HSCSD/GPRS IS-41 GSM MAP CDMA 移动IP GPRS IS-634 GSM A接口 ATM AAL2 ATM AAL2 L1, L2, L3 基于DSS2的CC 高速电路交换数据 普通分组数据业务 GSM移动应用部分 数字用户信令系统2
RTT技术介绍 ——cdma2000 1x 以IS-95为基础 技术改进 基本参数 相同的码片速率、软切换技术、功率控制技术 反向信道连续导频和相干解调 多载波方式提高传输速率 基本参数 码片速率：1.2288Mc/s, 波道间隔：N1.25/5 MHz 功率控制速率：800b/s 编码方式：卷积码 R=1/4, 1/3, 1/2, k=9和Turbo Code
cdma2000多载波方案
为什么采用宽带CDMA技术？ 提高对多径信号的分离度 0.96MHz 3.84MHz 7.68MHz 时延扩展
IMT2000 WCDMA 协议栈
协议栈复接过程
WCDMA上行信道帧结构 专用物理数据信道 传输格式指示 I Q 专用物理控制信道 发射功率控制
WCDMA下行信道帧结构
WCDMA的FDD模式(1) 信道带宽：5MHz 码片速率：3.84Mcps 帧长：10ms 语音编码：AMR（Adaptive Multi-Rate） 上行下行调制：QPSK/QPSK扩频 导频辅助的相干解调 快速开环和闭环功率控制：1500Hz 切换：软/硬切换 支持同步和异步的基站运营
WCDMA的FDD模式(2) 满足IMT2000的最小性能要求； 与GSM—MAP核心网络兼容； 已推出相对稳定的R99版本； 支持开环和闭环发射分集方式； 支持公共分组信道（CPCH）和下行共享信道（DSCH），适应Internet数据接入方式； 支持宏分集，基站位置选择分集； 支持不同的快速功率控制算法和开闭环、外环功率控制； 将全面支持移动台定位业务
WCDMA的发射和接收分集 前向链路容量是当前CDMA蜂窝系统容量的瓶颈，WCDMA标准在发射分集上的应用上进行了深入的研究，提出了新的发射分集方案，提高前向链路容量； 开环发射分集 基于时空块编码的发射天线分集（STTD） SCH上的时间切换传输分集（TSTD） 闭环发射分集，FBI域 位置选择分集（宏分集）小区选择，FBI域
基于时空块编码的发射天线分集
SCH上的时间切换传输分集
闭环发射分集
不同多径分集的接收效果
WCDMA的语音演进 采用AMR语音编码，支持从4.75Kbps到12.2Kbps的语音质量； 采用软切换和发射分集，提高容量； 将提供高保真的语音模式； 快速功率控制
WCDMA的数据演进 支持最高2Mbps的数据业务 支持包交换 目前采用ATM平台 提供QoS CPCH公共分组信道和下行共享信道（DSCH），更好的支持Internet分组业务 提供移动IP业务（IP地址的动态赋值） TFCI域提供动态数据速率的确定 对于上下行对称的数据业务提供高质量的支持，比如语音，可视电话，会议电视
分集技术 是通过自然界无线传播环境中的独立（或至少高度不相关）多径信号来实现的 相对投资低廉 克服小尺度衰落（由移动台附近物体的复杂反射引起），可以采用双天线接收分集 克服大尺度衰落（由于周围环境地段和地物的差别而导致的阴影区引起），可以选择一个所发信号不在阴影区的基站－位置选择发射分集 最大比值合并 发射分集技术还用来提高无线通信中单用户的峰值吞吐率
实现空间分集技术 选择分集 反馈分集 接收分集 发射分集 最大比值合并 等增益合并
其它分集 极化分集：利用水平分量和垂直分量的不相关性 频率分集：跳频技术 时间分集：以超过信道相干时间的时间间隔重复发射信号，RAKE接收机，认为：一个码片时间>信道的相关时间
发射分集技术提高系统下行容量，适应非对称业务的需求 发射分集(OTD方式)原理 天线 1 天线2 路径 1 路径 2 发射分集 处理 数据流 数据流 1 数据流 2 恢复数据流 发射分集技术提高系统下行容量，适应非对称业务的需求
RTT技术介绍 ——TD-SCDMA 特殊的物理层协议规范 层2以上兼容3GPP标准 TD——时分多址、时分双工 SCDMA——软件化、智能天线、同步CDMA 技术 层2以上兼容3GPP标准 加入针对TDD技术的无线资源管理
TD-SCDMA主要参数 调制方式：QPSK/8PSK 扩频系数：1～16 扩频码：正交可变扩频系数码＋扰码 扩频切普率：1.28Mc/s，＝0.22 频道间隔：1.6MHz
TD-SCDMA智能天线
TD-SCDMA帧结构
子幀结构
四、总结 IMT2000以支持移动多媒体通信为目标 IMT2000的标准目前还在完善中，多个标准共存已经成为现实，出现了所谓的IMT2000家族 IMT2000将在2001年后提供商用。
第三代移动通信系统的网络结构
第三部分 第三代移动通信系统的网络结构 UMTS的基本结构 UTRAN的基本结构 协议结构
UMTS的基本结构 UMTS（Universal Mobile Telecommunication Systems：通用移动通信系统） 采用WCDMA作为空中接口技术，网络单元可划分为无线接入网络RAN（Radio Access Network）和核心网CN（Core Network），与用户设备UE（User Equipment）一起构成了整个UMTS系统。
UMTS 的系统结构
UMTS 网络单元构成
1）UE （User Equipment） 用户终端设备，包括射频处理单元、基带处理单元、协议栈模块以及应用层软件模块等，通过Uu接口与网络设备进行数据交互，为用户提供各项业务功能。 包括两部分： ME （The Mobile Equipment）提供应用 USIM （The UMTS Subscriber Identify Module）提供用户身份识别
2）UTRAN （UMTS Terrestrial Radio Access Network） UMTS陆地无线接入网，分为基站Node B和无线网络控制器RNC两部分。 Node B WCDMA系统的基站，包括无线收发信机和基带处理部件，通过标准的Iub接口和RNC互连完成Uu接口物理层协议处理，主要功能：扩频、调制、信道编码及解扩、解调、信道解码以及基带信号和射频信号的相互转换； 逻辑功能模块：RF收发放大、TRX射频收发系统、BB基带部分、传输接口单元、基站控制部分 RNC 无线网络控制器，主要完成连接建立和断开、切换、宏分集合并、无线资源管理控制等功能
3）CN （Core Network） 负责与其他网络的连接和对UE的通信和管理。 VMSC/VLR 负责与其他网络的连接和对UE的通信和管理。 VMSC/VLR 作为WCDMA核心网的CS域功能节点，提供CS域的呼叫接续、移动性管理、鉴权和加密等功能； GMSC 作为WCDMA移动网CS域与外部网络之间的网关节点，完成VMSC功能中的呼入呼出功能；
SGSN 作为WCDMA核心网PS域功能节点，通过Iu_PS接口与UTRAN相连，通过Gn/Gp接口与GGSN相连，通过Gr接口与HLR/AUC相连，通过Gs接口与VMSC/VLR，通过CAP与SCP相连，通过Gd接口与SMC相连，通过Ga接口与CG相连，通过Gn/Gp接口与SGSN相连，提供PS域的路由转发、移动性管理、会话管理、鉴权和加密功能；
GGSN 是网关GPRS支持节点，通过Gn接口与SGSN相连，通过Gi接口与外部数据网络（Internet/Intranet）相连。GGSN提供数据包在WCDMA移动网和外部数据网之间的路由和封装。GGSN主要作为与外部IP分组网络的接口。
4） OMC 功能实体包括设备管理系统和网络管理系统。 5） 外部网络（The External networks） 外部网络分类： 电路交换网络（CS networks）：提供电路交换的连接，例如ISDN、PSTN等； 分组交换网络（PS networks）：提供数据包的连接服务，例如Internet。
系统接口 1） Uu接口 UE-UTRAN，无线接口，是UMTS系统中最重要的开放接口； 2） Iu接口 UTRAN-CN，开放的标准接口；
第三代移动通信系统的网络结构 UMTS的基本结构 UTRAN的基本结构 协议结构
URTAN的基本结构
RNC（在逻辑上对应于GSM网络的BSC） 控制URTAN的无线资源，与MSC、SGSN以及广播域通过Iu接口相连，移动台和UTRAN之间的无线资源控制（RRC）协议在此终止 控制Node B的RNC称为该Node B的CRNC，负责对其控制的小区的无线资源进行管理 。
Node B（逻辑上对应于GSM网络中的BTS） 用于完成空中接口与物理层的相关处理，例如信道编码、交织、速率匹配、扩频以及内环功率控制等无线资源管理功能 。
UTRAN完成的功能 系统的接入控制； 无线信道的加密和解密； 与移动有关的功能； 无线资源的管理和控制 与广播和多点传送业务有关的功能； 广播/多点传送信息的发送； 广播/多点传送的流量控制； 报告CBS的状态
第三代移动通信系统的网络结构 UMTS的基本结构 UTRAN的基本结构 协议结构
UMTS结构 接入层通过以下业务接入点（SAP）向非接入层提供业务： 通用控制（GC）业务接入点 通知（Nt）业务接入点 专用控制（DC）业务接入点
典型的WCDMA模型
WCDMA的接口 WCDMA网络的主要标准接口Uu、Iub、Iur、Iu等，具有以下三个特点： 所有接口具有开放性； 将无线网络层与传输层分开； 控制面和用户面分离；
UTRAN总体协议结构 无线接口分为三个协议层 物理层（L1） 数据链路层（L2） 网络层（L3）：
L2被进一步分为媒体接入层（MAC）、无线链路层（RLC）、分组数据会聚协议层（PDCP）和广播/多点传送控制层（BMC）； L3和RLC被分成控制面和用户面。PDCP和BMC仅在用户层存在。L3分成几个子层：无线资源控制层（RRC）属于接入层，终止于UTRAN。RRC之上的子层提供“复制避免（Duplication avoidance）”功能，向高层提供非接入层业务；高层信令如移动管理（MM）和呼叫控制（CC）属于非接入层。
第四部分、无线通信的发展趋势 GSM移动通信系统 高速电路交换数据（HSCSD） 通用分组无线业务（GPRS） 增强数据速率技术（EDGE）
三个世界 IP的世界－在21世纪第一个10年中IP将统治网络 光的世界－全光网和光纤到家（FTTH）将梦想成真 无线的世界－摆脱金属铜线的束缚必受欢迎
3G的局限性 需要更宽的带宽 不同环境之间的无缝传输 良好的服务质量（Qos) 能够导致充分的竞争与新的商业模式
后3G的研究方向 WCDMA 的演进 欧洲的MBS 4G
WCDMA的演进 高速下行链路分组数据接入（HSDPA)：支持大约8－10Mb/S的下行链路峰值数据速率 业务协商：能对QoS参数进行协商，对QoS的控制有更大的灵活性
移动宽带系统（MBS） MBS是第三代UMTS系统在容量和覆盖方面的补充 工作环境包括从用户驻地网（如WLAN）到蜂窝宽带移动网，直至卫星网 目标：提高无线接口的最高传输容量，促进端到端IP的使用和网络的融合，提供全部实时和非实时的服务，使移动系统成为真正的基于IP的宽带多媒体无线接入技术
4G移动通信系统 最高传输速率将超过100Mbit/s 可在不同接入技术之间进行全球漫游与互通，实现无缝通信 支持下一代的Internet(IPv6)和所有的信息设备 网络的每比特成本要比3G低，无线连接服务费用将比3G便宜
4G移动通信系统 从广义上讲，4G及4G以后将包括若干个系统，不仅仅限于蜂窝电话系统，还包括许多新的通信系统如宽带无线接入系统、毫米波LAN、智能运输系统及高空同温层平台基站系统(HAPS），4G用于狭义的蜂窝电话时就是4G蜂窝系统。
GSM系统组成 网络交换子系统(NSS) 基站子系统(BSS) 操作维护中心(OMC) 移动台(MS) 移动交换中心(MSC) 归属位置寄存器(HLR) 访问位置寄存器(VLR) 鉴权中心(AUC) 设备识别寄存器(EIR) 基站子系统(BSS) 基站控制器(BSC) 基站收发信台(BTS) 操作维护中心(OMC) 移动台(MS)
图6-8-2 GSM系统结构 ISDN 综合业务数字网 PSTN 公众电话交换网 PLMN 公众陆地移动网 PSPDN 分组交换公众数据网 CSPDN 电路交换公众数据网 NSS 网络交换子系统 MSC 移动交换中心 HLR 归属位置寄存器 VLR 访问位置寄存器 AUC 鉴权中心 EIR 设备识别寄存器 BSS 基站子系统 BSC 基站控制器 BTS 基站收发信台 OMC 操作维护中心 MS 移动台 图6-8-2 GSM系统结构
GSM系统的主要优点 标准化程度高，接口开放，联网能力强，能国际漫游 能提供准ISDN业务：电信业务、承载业务、补充业务 使用SIM卡，实现机卡分离，手机通用，适合未来个人通信的需要 保密安全性能好，具有鉴权、加密功能 频谱利用率比模拟系统好，系统容量大，比模拟网大三倍以上 价格便宜
路由选择原则 固定用户呼叫移动用户，应尽可能快的就近进入移动网查询路由，由移动网进行接续。 移动用户呼叫固定用户，应立即进入固定网，由固定网进行接续。
移动通信系统主要采用的多址方式 频分多址(FDMA) 时分多址(TDMA) 码分多址(CDMA) 在码分多址系统中，各发送端用各不相同的、相互(准)正交的地址码调制其所发送的信号。在接收端利用码型的(准)正交性，通过地址识别(相关检测)，从混合信号中选出相应的信号
实现码分多址的必备条件 （实现码分多址的三大关键技术） 足够多的地址码，且要有良好的自相关特性和互相关特性 在各接收端，必须产生本地地址码，其不但在码型结构上与对端发来的地址码一致，而且在相位上也要完全同步。用本地码对收到的全部信号进行相关检测，从中选出所需要的信号 码分系统必须与扩展频谱(简称扩频)技术相结合
采用CDMA技术的优点 系统容量大 软容量 软切换 特有的分集形式 与窄带系统（模拟系统）共存 保密性强 发射功率低 频率分配和管理简单 语音激活技术 扇区划分技术 软容量 软切换 特有的分集形式 与窄带系统（模拟系统）共存 保密性强 发射功率低 频率分配和管理简单 CDMA系统需攻克的难点：远近效应，如功率控制方法
移动数据通信技术 传输承载平台技术 应用开发平台技术 短消息(SMS) 非结构化补充业务(USSD) 电路交换数据业务(CSD) 高速电路交换数据业务(HSCSD) 通用分组无线业务(GPRS) 增强型分组数据业务(EDGE) 第三代技术(3G) 应用开发平台技术 SIM卡应用工具（SIM Toolkit） 无线应用协议（WAP）
移动数据业务 电路型数据业务 分组型数据业务 CSD（接入速率9.6 kbit／s） HSCSD （57.6 kbit／s） GPRS（171.2 kbit／s） EDGE （384 kbit／s） 第三代数据业务（2 Mbit／s）
高速电路交换数据业务(HSCSD) 采用了新的信道编码方式，使每个时隙的传输速率从9.6 kbit／s提高到14.4 kbit／s 上下行数据传输可采用不同速率
通用分组无线业务(GPRS)的特点 传输速率快 可灵活支持多种数据应用 网络接入速度快 可长时间在线连接 计费更加合理 支持4种编码方式,并采用多时隙(最多8个时隙)合并传输技术，使数据速率最高可达171.2kbit／s 可灵活支持多种数据应用 网络接入速度快 可长时间在线连接 计费更加合理 高效地利用网络资源，降低通信成本 支持多用户共享一个信道的机制(每个时隙允许最多8个用户共享) 利用现有的无线网络覆盖，提高网络建设速度，降低建设成本 在无线接口，GPRS采用与GSM相同的物理信道，定义了新的用于分组数据传输的逻辑信道。可设置专用的分组数据信道，也可按需动态占用话音信道 GPRS的核心网络顺应通信网络的发展趋势，为GSM网向第三代演进打下基础
增强型数据业务(EDGE) 采用一种改进的GSM调制技术，每时隙的速率提高到48 kbit/s 属于增强型GPRS数据业务
WAP是在Internet业务实现的机制上进行了简化、优化和扩展，以适应移动终端传输带宽窄、存储和处理能力有限、显示屏幕小等特点
WAP系统组成 WAP网关(或WAP代理服务器) WAP终端 无线网络 应用服务器 功能：协议转换；内容编解码；用户认证、用户管理、计费功能等 WAP终端 WAP终端安装有支持WAP协议的微型浏览器作为用户接口，完成类似于Web浏览器的功能 无线网络 应用服务器
广域无线数据系统 无线数据系统 高速无线局域网
基于扩频技术的无线局域网
完整的IEEE802.11协议实体 LLC MAC PLCP PMD 数据链路层 MAC管理员 台管理 物理层 PHY管理员
完整的IEEE802.11协议实体 LLC MAC PLCP PMD 数据链路层 MAC管理员 台管理 物理层 PHY管理员
无线局域网的拓扑结构
由无线网桥连接的不同局域网的配置结构
物理层数据速率
无线局域网主要标准 1997年 IEEE802.11, 工作在2.4G频段,速率为1Mb/s和 2Mb/s 1999年 IEEE802.11b，工作在2.4G频段，两种形式的编码，速率为5.5Mb/s和11Mb/s 1999年 IEEE802.11a，在5G频段上使用OFDM技术，通信速率提高到54Mbps， 2000年 IEEE802.11e，为Qos和多媒体服务建立标准，特殊的是这个协议为802.11标准高速扩展添加了新的负荷管理策略和差错控制机制 2001年 IEEE802.11i 对无线局域网的安全性进行保护 IEEE802.11g 对无线局域网的高速速率扩充的标准
MAC层的描述 信道的多址方案IEEE802.11MAC基于两种方法： 具有冲突检测的载波监测多路访问：一个类似于IEEE802.3以太网的线路争用协议。IEEE802.11规范称之为分布式访问控制方式（DCF）。IEEE802.11的最基本的媒体访问方法是DCF，也称为载波检测／冲突避免CSMA/CA。 基于优先级别的访问：一个无竞争访问协议，适用于访问节点安装有点协调器的网络。IEEE802.11规范称之为中心网络控制方式（PCF）。
CSMA/CA机制流程图 开始 NAV=0？ 监测介质 发送帧 Yes No 随机退避时间 介质忙？ 碰撞
IEEE802.11物理层特点描述
IEEE802.11b的特点 802.11b标准规定采用2.4GHz频带，调制方法采用补偿编码键控（CCK）。CCK来源于直接序列扩频技术，多速率机制的介质接入控制（MAC）确保当工作站之间距离过长或干扰太大、信噪比低于某个门限时，传输速率能够从11Mb/s自动降到5.5Mb/s，或者根据直接序列扩频技术调整到2Mb/s和1Mb/s。802.11b对无线局域网络通信的最大贡献是可以支持两种速率5.5Mb/s和11Mb/s。要做到这一点，就需要选择DSSS作为该标准的唯一物理层技术 。
IEEE802.11a的特点： 在5G频段扩展了原先的IEEE802.11标准，使用OFDM技术，提供从6M到54Mbps八种PHY模式。同时还利用了其它低速PHY不具有的高级调制方案。另一方面，IEEE802.11aPHY在物理层增加了FEC卷积码来提高帧传输的可靠性。然而，IEEE802.11aPHY工作在为原先低速设计的MAC层下，因此加上链路自适应功能十分重要。适当的PHY调制模式加上与自适应MAC帧长，才可以对抗无线传输媒介的各种变化。
规划无线局域网 组织WLAN的实施 确定对WLAN的需求 分析WLAN的可行性
实施无线局域网 设计无线局域网－确定网络组件 确定AP的位置 为无线的运行作准备 安装无线局域网
安装接入点 这次我们安装的无线接入点是成众企仕ET-AP5000
朗讯WaveLAN无线网卡
移动与因特网结合时历史的必然 移动通信 因特网 用户数 超过10亿 超过5亿 增长速度 每20个月翻一番（用户数） 每6－9个月翻一番（业务量） 2000：All Ipconcept 2010:All IP
移动IP要解决的三大问题 高速接入 手机上网 移动性
移动IP实体及相互关系 外地链路 家乡链路 外地链路 移动节点“访问”外地链路 外地代理 在家的移动节点 路由器和链路构成的任意拓扑 家乡代理 外地链路 外地代理 家乡链路 外地链路
IP隧道 IPSEC＝原始发送者 IPdst＝最终目的地 报头 净荷 原始IP包 IPSEC＝隧道入口 IPdst＝隧道出口 外层报头 报头 外地净荷 外地代理 移动节点 家乡代理 从家乡代理通向外地代理的隧道
移动IP技术细节 代理搜索 通过这个过程，移动节点可以判定它的当前位置，并得到一个转交地址 注册－通过这个过程，移动节点向外部代理请求服务，并通知家乡代理它的转交地址。 包传送：当移动节点连接在外地链路上时，对它发出的或发往它的数据包进行路由的特殊机制。
无线智能网系统
CDMA中的智能网－WIN（Wireless Intelligent Network) WIN的概念是在CDMA网络发展到一定阶段、美国电信工业协会（TIA）标准化组织中专门负责在CDMA网络上提供移动智能业务WIN标准的任务组制定的。 WIN是基于ITU-T的智能业务能力集2（CS-2），通过在CDMA网中引入智能网功能，为用户在移动的环境中提供无缝的终端业务（如CNAP主叫名显示）、个人移动业务（如PPC预付费业务）及先进的网络业务如FPH被叫付费业务）。
WIN网络参考模型 AC 鉴权中心 MS 移动台 HLR 归属位置寄存器 MC 短消息中心 BS 基站 MSC 移动交换中心 ISDN 综合业务数字网 SME 短消息实体 VLR 拜访位置寄存器 PSTN 公用交换电话网
WIN分布功能平面 SMF 业务管理功能 SMAF 业务管理接入功能 SDF 业务数据功能 SCEF 业务生成环境功能 SCF 业务控制功能 SRF 特殊资源功能 SSF 业务交换功能 CCF 呼叫控制功能 LRF 位置登记功能 RACF 无线接入控制功能 RCF无线控制功能 RTF无线终端功能 MACF 移动台控制功能 SCF ACF MACF LRFv LRFn SSF CCF RACF RTF RCF SDF SMAF SMF SCEF SRF
无线智能网的标准和业务 WIN的标准目前分为： WIN phase 1（IS-771)、IS-26（PN-4287）
WIN phase1（IS-771) IS-771协议于1999年5月发布，定义了WIN的基本概念、框架结构、基本呼叫模型、触发机制及对检测点处理的描述，同时提供了一种系统间的操作规范，使无线用户漫游以后也能使用智能网的能力。
规定的业务包括： 来话呼叫筛选：对指定的呼叫进行阻止或者允许呼叫，或者指定替换路由，将其前转到语音信箱或另个电话号码或特定的录音通知。 主叫名字显示：呼叫接通向被叫振铃时，被叫用的终端上显示主叫用户的名字。 语音控制业务：采用语音识别技术，允许用户采语音命令的方式对语音和特性进行控制。这里指基于网络的语音识别不包括基于终端的语音控制业务。
IS-826（PN4287）协议 内容为预付费业务的协议规程，包括预付费业务的业务特征，各种业务特征下的业务流程，所需的消息和参数等。根据预付费业务的需求，在WIN phase 1的基础上，定义了一些新的触发点和新的消息，以支持预付费业务。
WIN phase2（PN-4289） WIN phase 2（IS-848）在PN-4287规范的基础上，又制定了几项新的业务及信息流程。 立即计费（AOC）：可以在呼叫前、呼叫中和呼叫结束时向用户发送计费信息，发送方式可以是短消息、录音通知等。 额定费率计费（PRC）：可以根据移动用户所在的位置、打电话的时间、所拨的号码等对用户采用额定的高费率或低费率，可以对整个呼叫或呼叫中的一部分时间收费。
被叫付费电话业务（FPH）：无线用户向某个电话发起呼叫时，免去主叫用户的所有费用。 拒绝不希望的干扰电话呼叫（RUAC）：将被叫用户不期望的呼叫列入一个清单，如果主叫号码位于该清单中，呼叫将不予接续。 增强的优势语言业务：对于网络播放的录音通知，可以由用户指定一种其归属网络支持的语言。
WIN phase3（IS-843） 预计提供的业务有： 基于位置的计费：可以根据用户所在的位置不同，采用不同的费率。 Fleet and Asset 管理业务：对一些财物或人的位置或状态进行跟踪管理的业务，了解其所在的位置。 增强的呼叫寻路业务：根据移动台所在的位置，将其接续到适当的目的地 基于位置的信息业务：允许用户接入信息业务，其信息内容与用户的位置有关。
CDMA无线智能网与GSM移动智能网比较 ETSI 标准化组织研究和制定了为GSM 移动用户提供CAMEL 业务的移动智能网系列协议。CAMEL的全称是移动网络增强逻辑的客户化应用（Customised Applications for Mobile Network Enhanced Logic）。 CAMEL是一种业务：它采用智能网业务控制功能，提供一种机制，使GSM 网络能够提供独立于服务网络的智能网业务。
WIN与CAMEL的不同之处 应用协议不同 网络功能实体接口不同 业务触发方式不同
CDMA vs. GSM 1/3 通訊品質，CDMA比GSM好。 雖然兩者都是數位化系統，但因CDMA抗干擾特性，空中傳輸過程訊號損失少。 塞車、斷訊問題，CDMA比GSM來得少。 CDMA的每一個基地台容量大約是GSM的三倍。 基地台涵蓋範圍，CDMA比GSM來得大。 在涵蓋相同面積下，CDMA所需的基地台數比GSM所需的基地台數少。
CDMA vs. GSM 2/3 加值功能，相差不多。 GSM系統可以提供的加值服務如語音、簡訊、數據、來話顯示、三方通話等，CDMA系統都能做得到。 CDMA漫遊國比較少。 目前使用CDMA系統的只有美、韓、日，不像GSM多達二百多個區域使用該項系統，就國際使用便利性來說，GSM比CDMA較能廣為使用。
CDMA vs. GSM 3/3 ＣＤＭＡ系統的發射功率非常小，最大只有0.2mW瓦，正常通話時僅需0.1mW，即使與一隻普通燈泡相比，也僅相當於十萬分之一以下， 而GSM手機的最大發射功率為2W，也因此CDMA手機待機與通話時間較長 。 註 : 無線市話的手機最大的發射功率為 0.2W。
谢谢大家