第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）

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1 第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
8.1 概述 8.2 CDMA蜂窝通信系统的通信容量 8.3 IS-95CDMA蜂窝系统的无线传输 8.4 IS-95CDMA蜂窝系统的消息格式和信道结构 8.5 IS-95CDMA蜂窝系统的控制功能 8.6 cdma2000空中接口 思考题与习题

2 8.1 概 述 1. 扩频的概念 码分多址是以扩频技术为基础的。 扩频：把信息的频谱扩展到宽带中进行传输的技术。
8.1 概 述 码分多址的特征 1. 扩频的概念 码分多址是以扩频技术为基础的。 扩频：把信息的频谱扩展到宽带中进行传输的技术。 扩频技术用于通信系统具有抗干扰、抗多径、隐蔽、保密和多址能力。 适用于码分多址蜂窝通信系统的扩频技术是直接序列扩频(DS)或简称直扩。

3 8.1 概 述 1.扩频的概念 扩频信号的产生包括调制和扩频两个步骤。
8.1 概 述 码分多址的特征 1.扩频的概念 扩频信号的产生包括调制和扩频两个步骤。 先用要传送的信息比特对载波进行调制，再用伪随机序列(PN序列)扩展信号的频谱； 也可以先用伪随机序列与信息比特相乘(把信息的频谱扩展)，再对载波进行调制。 二者是等效的。

4 设信息速率为Rb(bit/s), 伪随机序列的速率为Rp(子码/秒)，定义扩频因子为
通常L>>1，且为整数，它是信号频谱的扩展倍数，也等于扩频系统抑制噪声的处理增益。 接收端要从收到的扩频信号中恢复出它携带的信息，必须经过解扩和解调两个步骤。所谓解扩是接收机以相同的伪随机序列与接收的扩频信号相乘，也称相关接收。解扩后的信号再经过常规的解调，即可恢复出其中传送的信息。

5 2. 码分多址蜂窝通信系统的特点 ① 根据理论分析，CDMA蜂窝系统与模拟蜂窝系统或TDMA数字蜂窝系统相比具有更大的通信容量。 ② CDMA蜂窝系统的全部用户共享一个无线信道，用户信号的区分只靠所用码型的不同，因此当蜂窝系统的负荷满载时，另外增加少数用户，只会引起话音质量的轻微下降(或者说信干比稍微降低)，而不会出现阻塞现象。 在FDMA蜂窝系统或TDMA蜂窝系统中，当全部频道或时隙被占满以后，哪怕只增加一个用户也没有可能。CDMA蜂窝系统的这种特征，使系统容量与用户数之间存在一种“软”的关系。

6 软 容 量 在业务高峰期间，可以稍微降低系统的误码性能，以适当增多系统的用户数目，即在短时间内提供稍多的可用信道数。举例来说，如规定可同时工作的用户数为 50 个， 当 52 个用户同时通话时，信干比的差异仅为10 log(52/50)=0.17 dB。 这就是说CDMA蜂窝通信系统具有“软容量”特性，或者说“软过载”特性。在其它蜂窝通信系统中，当用户过境切换而找不到可用频道或时隙时， 通信必然中断。CDMA蜂窝系统的软容量特性可以避免发生类似现象。

7 ③ CDMA蜂窝系统具有“软切换”功能。 ④ CDMA蜂窝系统可以充分利用人类对话的不连续特性来实现话音激活技术，以提高系统的通信容量。 ⑤ CDMA蜂窝系统以扩频技术为基础，因而它具有扩频通信系统所固有的优点，如抗干扰、抗多径衰落和具有保密性等。

8 8.1.2 CDMA蜂窝通信系统的多址干扰和功率控制
蜂窝通信系统无论是采用何种多址方式都会存在各种各样的外部干扰和系统本身产生的特定干扰。FDMA与TDMA蜂窝系统的共道干扰和CDMA蜂窝系统的多址干扰都是系统本身存在的内部干扰。对于各种干扰来说，对蜂窝系统的容量起主要制约作用的是系统本身存在的自我干扰。

9 正向多址干扰 反向多址干扰 图 8-1 CDMA蜂窝系统的多址干扰

10 2. CDMA蜂窝通信系统的功率控制 (1) 反向功率控制。反向功率控制也称上行链路功率控制。 其主要要求是使任一移动台无论处于什么位置上， 其信号在到达基站的接收机时，都具有相同的电平，而且刚刚达到信干比要求的门限。 反向功率控制作用：既可以有效地防止“远近效应”，又可以最大限度地减小多址干扰。 进行反向功率控制的办法可以在移动台接收并测量基站发来的信号强度，并估计正向传输损耗，然后根据这种估计来调节移动台的反向发射功率。如果接收信号增强， 就降低其发射功率；接收信号减弱，就增加其发射功率。

11 功率控制的原则： 当信道的传播条件突然改善时，功率控制应作出快速反应(例如在几微秒时间内)，以防止信号突然增强而对其它用户产生附加干扰；
相反，当传播条件突然变坏时，功率调整的速度可以相对慢一些。 也就是说，宁愿单个用户的信号质量短时间恶化，也要防止许多用户都增大背景干扰。

12 (2) 正向功率控制。 正向功率控制也称下行链路功率控制。其要求是调整基站向移动台发射的功率，使任一移动台无论处于小区中的任何位置上，收到基站的信号电平都刚刚达到信干比所要求的门限值。
正向功率控制作用： 可以避免基站向距离近的移动台辐射过大的信号功率； 也可以防止或减少由于移动台进入传播条件恶劣或背景干扰过强的地区而发生误码率增大或通信质量下降的现象。

13 8.1.3 IS-95 CDMA蜂窝系统的工作频率 双模CDMA蜂窝系统使用美国联邦通信委员会(FCC)分配给蜂窝通信系统使用的频段。移动台向基站的传输频段是 824～849 MHz, 基站向移动台的传输频段是869～894 MHz。 允许CDMA蜂窝系统占用的频段如表 8-1 所示。对一个指定的系统可以分配多个CDMA频道，同一个系统中的小区和扇区要使用其中的任一个CDMA频道。

14 表 8-1 CDMA频道编号及相应的频率

15 8.1.4 IS-95 CDMA蜂窝通信系统的时间基准 CDMA蜂窝系统利用“全球定位系统”(GPS)的时标， GPS的时间和“世界协调时间”(UTC)是同步的，二者之差是秒的整倍数。 各基站都配有GPS接收机，保持系统中各基站有统一的时间基准，称为CDMA系统的公共时间基准。 移动台通常利用最先到达并用于解调的多径信号分量建立基准。如果另一条多径分量变成了最先到达并用于解调的多径分量，则移动台的时间基准要跟踪到这个新的多径分量。

16 8.1.5 IS-95 CDMA蜂窝系统的话音编码 IS-95 CDMA蜂窝系统开发的声码器采用码激励线性预测(CELP)编码算法，也称为QCELP算法。其基本速率是 8 kb/s，但是可随输入话音消息的特征而动态地分为四种，即 8、 4、 2、 1 kb/s， 可以 9.6, 4.8, 2.4, 1.2 kb/s的信道速率分别传输。发送端的编码器对输入的话音取样，产生编码的话音分组(packet)传输到接收端，接收端的解码器把收到的话音分组解码，再恢复成话音样点。

17 8.1.6 与 IS-95 有关的其它标准 与IS-95 有关的其它标准有： IS-96 关于话音业务的选择标准；

18 8.2 CDMA蜂窝通信系统的通信容量 首先考虑一般扩频通信系统(即暂不考虑蜂窝网络的特点)的通信容量。载干比可以表示为 (8-1) 式中，Eb是信息的一比特能量；Rb是信息的比特率；I0是干扰的功率谱密度(每赫干扰功率)；W是总频段宽度(在这里W也是CDMA信号所占的频谱宽度，即扩频带宽)； (Eb/I0）类似于通常所谓的归一化信噪比(Eb/N0)，其取值决定于系统对误码率或话音质量的要求，并与系统的调制方式和编码方案有关； (W/Rb)是系统的扩频因子，即系统的处理增益。

19 在误码率一定的条件下，所需归一化信干比Eb/Io越小，系统可以同时容纳的用户数越大。
n个用户共用一个无线频道，每一用户的信号都受到其他n-1个用户的信号干扰。若到达一接收机的信号强度和各个干扰强度都一样，则载干比为 在误码率一定的条件下，所需归一化信干比Eb/Io越小，系统可以同时容纳的用户数越大。 (8-2) 条件？ 或 (8-3) 通常n>>1, 故C/I≈1/n，即 (8-4)

20 1. 话音激活期的影响 人类对话的特征是不连续的，对话的激活期(占空比d)通常只有35%左右。在许多用户共享一个无线频道时， 如果利用话音激活技术，使通信中的用户有话音才发射信号，没有话音就停止发射信号，那么任一用户在话音发生停顿时，所有其他通信中的用户都会因为背景干扰减小而受益。这就是说，话音停顿可以使背景干扰减小65%，能提高系统容量到 1/0.35=2.86 倍。 令话音的占空比为d, 则式(8-4)变成 (8-5)

21 2. 扇区的作用 在CDMA蜂窝系统中采用有向天线进行分区能明显地提高系统容量。比如，用 120°的定向天线把小区分成三个扇区， 可以把背景干扰减少到原值的 1/3, 因而可以提高容量3倍。 FDMA蜂窝系统和TDMA蜂窝系统利用扇形分区同样可以减小来自共道小区的共道干扰，从而减小共道再用距离，以提高系统容量。但是，达不到像CDMA蜂窝系统那样，分成三个扇区系统容量就会增大 3 倍的效果。令G为扇区数，式(8-5)变成 (8-6)

22 3. 邻近小区的干扰 (1) 正向传输。 图 8- 2 CDMA系统中移动台受干扰的情况

23 假设各小区的基站都同时向n个用户发送功率相等的信号，在三个小区的交界处(图中x处)，来自本基站的有用信号功率ar-4(a为比例常数， r为小区半径)。来自本基站的干扰信号功率为a(n-1)r-4；来自紧邻 2 个基站(图中Ⅰ)的干扰信号功率为 2anr-4; 来自较远3个基站(图中Ⅱ)的干扰信号功率为 3an(2r)-4; 来自更远 6 个基站(图中Ⅲ)的干扰信号功率为 6an(2.63r)-4。比这些基站更远的干扰可以忽略，于是得到载干比的表示式如下：

24 如果不计邻近基站的干扰，此公式的分母只剩下第一项，可得C/I=1/(n-1)，即式(8-2)的结果，而由于邻近基站的干扰不能忽略，载干比将下降为原载干比的 1/3.3。
通常发射机的最大功率是根据最大通信距离进行计算的。这里，基站的发射功率必须保证移动台在小区交界处可以正常工作。但是，当移动台靠近基站时，如果基站仍然发射同样强的功率，则除去增大背景干扰外并无好处。为此，令基站发给每一个用户i的功率Pi根据移动台和基站的距离ri进行调整。距离越大，功率越大；反之，则越小。即 (8-8)

25 式中，β是一常数，可用试探法进行选择，一般选择β=2 比较合适。这里没有按照传播损耗的规律把β定为4，是考虑到当移动台靠近其基站时，来自本小区基站的干扰与有用信号一起变化；而来自其它小区基站的干扰，虽然有减小，但改变的速度相对较慢。这时，如果基站把发向某个移动台的信号功率按β=4的规律急剧减小，则可能使该移动台的基站附近的载干比达不到要求。 令移动台处于小区边缘(ri=r)所需的信号功率Pm，式(8-8)可写为 (8-9)

26 假设在各个小区内，移动台的数目较多，而且是均匀分布的，根据图8-3，可用以下公式来表示小区中的用户数目n:
式中，γ为一常数(与用户密度成比例)。因此，基站在增加功率控制后，发向全部用户的总功率为 已知n=γr2/2，所以

27 图8-3 计算小区中的用户数目

28 不考虑邻近小区的干扰时，一个小区允许同时工作的用户数约为n=1/(C/I), 在考虑邻近小区的干扰并且采用功率控制时，这种用户数降低为n=0
不考虑邻近小区的干扰时，一个小区允许同时工作的用户数约为n=1/(C/I), 在考虑邻近小区的干扰并且采用功率控制时，这种用户数降低为n=0.6/(C/I), 即后者是前者乘以0.6。这结果说明CDMA蜂窝系统和其它蜂窝系统类似，也存在一种信道再用效率F=0.6。由此可把式(8-6)写成

29 (2) 反向传输。设各小区中的移动台均能自动调整其发射功率，使任一移动台无论处于小区内的任何位置上，其信号功率在到达基站时，都能保持在某一额定值——即载干比的门限值。由于基站的位置是固定不变的，各移动台在其小区内是随机分布的(可以看成是均匀分布的)，因而基站附近的背景干扰不会因为某一移动台的位置变化而发生明显的变化。因此，反向功率控制应该按照传播损耗的规律来确定。即移动台(i)的发射功率(Pi)与距离(ri)的关系应该是 用式(8- 9)相同的表示方法，可得

30 从概念上看，如果功率控制很完善，而且只考虑本小区中移动台的干扰，则基站接收某一信号的载干比也是(C/I)=1(n-1)≈1/n。实际上，来自邻近小区中移动台的干扰同样不能忽略，因为它必然会降低CDMA蜂窝系统的通信容量。 图 8-4 CDMA系统中基站受干扰的情况

31 可以把来自一个邻近小区中所有移动台的干扰等效成由其基站发射来的干扰， 因而小区y的基站收到的载干比为
式中，η1, η2, η3是分别对应于环路Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ的比例常数。 由此可得信道再用效率 采用数值计算或仿真技术，可以算出F的值大约是 0.65。

32 几种蜂窝通信系统的通信容量的比较： 模拟FDMA系统 总频段宽度 1.25 MHz (AMPS) 频道间隔 30 kHz 信道数目 1.25×10 6/(30×103)=41.7 每区群小区数 7 通信容量 41.7/7=6

33 TDMA系统 总频段宽度1.25 MHz 频道间隔30 kHz 每载频时隙数 3 信道数目3×1.25×106/(30×103)=125 每区群小区数 4 通信容量 125/4=31.25

34 n(CDMA)=20n(FDMA)=4n(TDMA)
CDMA系统 总频段宽度 1.25 MHz 扇形分区数 3 通信容量 120 以n表示通信容量，三种系统的比较结果可以写成 n(CDMA)=20n(FDMA)=4n(TDMA)

35 8.3 CDMA蜂窝系统的无线传输 8.3.1 信道组成 图 8-5 CDMA蜂窝系统的信道示意图

36 图 5-5 CDMA蜂窝系统的逻辑信道示意图 (a)基站到移动台的下行链路 (b)基站到移动台的上行链路

37 1. 导频信道 传输由基站连续发送的导频信号。 导频信号是一种无调制的直接序列扩频信号. 导频信号作用：
令移动台可迅速而精确地捕获信道的定时信息，并提取相干载波进行信号的解调。 移动台通过对周围不同基站的导频信号进行检测和比较，可以决定什么时候需要进行过境切换。

38 2. 同步信道 主要传输同步信息(还包括提供移动台选用的寻呼信道数据率)。 在同步期间，移动台利用此同步信息进行同步调整。
一旦同步完成，它通常不再使用同步信道， 但当设备关机后重新开机时，还需要重新进行同步。 当通信业务量很多, 所有业务信道均被占用而不敷应用时，此同步信道也可临时改作业务信道使用。

39 3. 寻呼信道 在呼叫接续阶段传输寻呼移动台的信息。
移动台通常在建立同步后，接着就选择一个寻呼信道(也可以由基站指定)来监听系统发出的寻呼信息和其它指令。 在需要时，寻呼信道可以改作业务信道使用，直至全部用完。

40 4. 正向业务信道 共有四种传输速率(9 600、4 800、2 400、1 200 b/s)。 业务速率可以逐帧(20 ms)改变，以动态地适应通信者的话音特征。比如，发音时传输速率提高，停顿时传输速率降低。这样做，有利于减少CDMA系统的多址干扰， 以提高系统容量。 在业务信道中，还要插入其它的控制信息，如链路功率控制和过区切换指令等。

41 反向传输逻辑信道如图 5-5(b)所示。图中，
55 个业务信道 n个接入信道。

42 6. 反向业务信道： 与正向业务信道相对应。 5. 接入信道
当移动台没有使用业务信道时，提供运动台到基站的传输通路，在其中发起呼叫、对寻呼进行响应以及传送登记注册等短信息。 接入信道和正向传输中的寻呼信道相对应，以相应传送指令、应答和其它有关的信息。 不过， 接入信道是一种分时隙的随机接入信道，允许多个用户同时抢占同一接入信道。每个寻呼信道所支撑的接入信道数最多可达 32 个。 6. 反向业务信道： 与正向业务信道相对应。

43 8.3.2 正向传输 图 8-6 正向CDMA信道的功能框图

44 1. 数据速率 同步信道的数据速率为 b/s， 寻呼信道为 或 b/s， 正向业务信道为9 600、4 800、2 400、1 200 b/s 正向业务信道的数据在每帧(20 ms)末尾含有 8 bit, 称为编码器尾比特，在前面的TDMA系统中也常用到，它的作用是把卷积码编码器置于规定的状态。此外，在9 600 和 b/s的数据中都含有帧质量指示比特(即CRC检验比特)，前者为12 bit, 后者为 8 bit。因而，正向业务信道的信息速率分别是 8.6、 4.0、 2.0、 0.8 kb/s。

45 2. 卷积编码 数据在传输之前都要进行卷积编码，卷积码的码率为 1/2， 约束长度为 9。

46 3. 码元重复 对于同步信道，经过卷积编码后的各个码元，在分组交织之前，都要重复一次(每码元连续出现 2 次)。
对于寻呼信道和正向业务信道， 只要数据率低于 b/s, 在分组交织之前都要重复。 速率为 b/s时，各码元要重复一次(每码元连续出现 2 次)，速率为2 400 b/s时，各码元要重复 3 次(每码元连续出现 4 次)，速率为 b/s时，各码元要重复 7 次(每码元连续出现 8 次)。 这样做，使各种信息速率均变换为相同的调制码元速率，即每秒 个调制码元。

47 4. 分组交织 所有码元在重复之后都要进行分组交织。
同步信道所用的交织跨度等于 ms，相当于码元速率为 b/s时的 128 个调制码元宽度。交织器组成的阵列是 8 行×16 列(即 128 个单元)。 寻呼信道和正向业务信道所用的交织跨度等于20 ms，这相当于码元速率为 b/s时的 384 个调制码元宽度。 交织器组成的阵列是 24 行×16 列(即 384 个单元)。

48 5. 数据掩蔽 数据掩蔽用于寻呼信道和正向业务信道。 其作用是为通信提供保密。 掩蔽器把交织器输出的码元流和按用户编址的PN序列进行模 2 相加。这种PN序列是工作在时钟为 MHz的长码，每一调制码长度等于 ×106/19 200=64 个PN子码宽度。长码经分频后，其速率变为 b/s，因而送入模 2 相加器进行数据掩蔽的是每 64 个子码中的第一个子码在起作用。

49 6. 正交扩展 为了使正向传输的各个信道之间具有正交性，在正向CDMA信道中传输的所有信号都要用六十四进制的沃尔什函数进行扩展。
这种沃尔什函数 64×64 矩阵可用以下的循环步骤产生： 号码为 0 的沃尔什函数W0分配给导频信道，号码为32 的沃尔什函数W32分配给同步信道。号码为 1～7 的沃尔什函数W1～W7分配给寻呼信道，其余沃尔什函数分配给正向业务信道。沃尔什函数的子码速率为 MC/s，并以 μs(64/ ×106)为周期重复，此周期就是正向业务信道调制码元的宽度。

50 7. 四相扩展 在正交扩展之后，各种信号都要进行四相扩展。 四相扩展所用的序列称为引导PN序列。 引导PN序列的作用是给不同基站发出的信号赋以不同的特征，便于移动台识别所需的基站。不同的基站使用相同的PN序列， 但各自采用不同的时间偏置。由于PN序列的相关特性在时间偏移大于一个子码宽度时，其相关值就等于 0 或接近于 0，因而移动台用相关检测法很容易把不同基站的信号区分开来。

51 7. 四相扩展 通常，一个基站的PN序列在其所有配置的频率上，都采用相同的时间偏置，而在一个CDMA蜂窝系统中，时间偏置可以再用。

52 不同的时间偏置用不同的偏置系数表示，偏置系数共512 个，编号从 0 到 511。偏置时间等于偏置的系数乘以64， 单位是PN序列子码数目。例如，当偏置系数是 15 时，相应的偏置时间是15×64=960个子码，已知子码宽度为 1/ ×106= μs, 故偏置时间为 960× =781.25μs。 0偏置引导PN序列必须在时间的偶数秒(以基站传输时间为基准)起始传输，其它PN引导序列的偏置指数规定了它和0 偏置引导PN序列偏离的时间值。如上所述，偏置指数15 时， 引导PN序列的偏离时间为781.25μs，说明该PN序列要从每一偶数秒之后 μs开始。

53 引导PN序列的有两个：I支路PN序列和Q支路PN序列，它们的长度均为 215(32 768)个子码。其构成是以下面的生成多项式为基础的。
按此生成多项式产生的是长为215-1的m序列。为了得到周期为 215的I序列和Q序列，当生成的m序列中出现 14 个“0”时，从中再插入一个“0”，使序列 14 个“0”的游程变成 15 个“0”的游程。引导PN序列周期长度是 / =26.66 ms, 即每 2 秒有 75 个PN序列周期。

54 表 8-2 正向CDMA信号的相位关系 I Q 相 位 π/4 1 3π/4 -3π/4 -π/4

55 由两个不同的PN序列直接对输入码元进行扩展得到 的。
与典型的QPSK具有相同的相量图。 由两个不同的PN序列直接对输入码元进行扩展得到 的。 图 8-7 正向CDMA信道的信号相位点及其转换关系

56 8. 信道参数 表 8-3 同步信道参数 参 数 数据率1 200 b/s PN子码速率/(Mc/s) 1.228 8 卷积编码码率 1/2
参 数 数据率1 200 b/s PN子码速率/(Mc/s) 卷积编码码率 1/2 码元重复后出现次数 2 调制码元速率/(s/s) 4 800 每调制码元的子码数 256 每比特的子码数 1 024

57 表 8-4 寻呼信道参数 参 数 数据率/(b/s) 9 600 4 800 PN子码速率/(Mc/s) 卷积编码码率 码元重复后出现次数 1 2 调制码元速率/(s/s) 19 200 每调制码元的子码数 64 每比特的子码数 128 256

58 表 8-5 正向业务信道参数

59 8.3.3 反向传输 图 8-8 反向 CDMA 信道的电路框图

60 1. 数据速率 接入信道用 b/s的固定速率。 反向业务信道用 9 600, 4 800, 2 400和 b/s的可变速率。两种信道的数据中均要加入编码器尾比特，用于把卷积编码器复位到规定的状态。此外，在反向业务信道上传送9 600 和 b/s数据时，也要加质量指示比特(CRC校验比特)。 2. 卷积编码 接入信道和反向业务信道所传输的数据都要进行卷积编码，卷积码的码率为 1/3，约束长度为 9。

61 3. 码元重复 反向业业信道的码元重复办法和正向业务信道一样。数据速率为 b/s时，码元不重复；数据速率为 4 800#, 和 b/s时，码元分别重复 1 次、3 次和 7 次(每一码元连续出现 2 次、4 次和 8 次)。这样就使得各种速率的数据都变换成每秒 码元。这里不同的地方是重复的码元不是重复发送多次，相反，除去发送其中的一个码元外，其余的重复码元全部被删除。在接入信道上，因为数据速率固定为 b/s，因而每一码元只重复 1 次， 而且两个重复码元都要发送。

62 4. 分组交织 所有码元在重复之后都要进行分组交织。分组交织的跨度为 20 ms。交织器组成的阵列是 32 行×18 列(即 576 个单元)。 5. 可变数据率传输 为了减少移动台的功耗和减小它对CDMA信道产生的干扰，对交织器输出的码元，用一时间滤波器进行选通， 只允许所需码元输出，而删除其它重复的码元。这种过程如图 8 - 9所示。

63 图 8-9 反向CDMA信道的可变数据速率传输举例

64 由图可见，传输的占空比随传输速率而变：当数据率是 b/s时，选通门允许交织器输出的所有码元进行传输，即占空比为 1；当数据率是 b/s时，选通门只允许交织器输出的码元有 1/2 进行传输，即占空比为 1/2； 依此类推。在选通过程中，把 20 ms的帧分成 16 个等长的段，即功率控制段，每段1.25 ms，编码从0 至 15。 根据一定的规律，使某些功率段被连通，而某些功率控制段被断开。这种选通要保证进入交织器的重复码元只发送其中一个。不过，在接入信道中，两个重复的码元都要传输，见图 8-10。

65 图 8-10 接入信道传输结构

66 通过选通门允许发送的码元以猝发的方式工作。它在一帧中占用哪一位置进行传输是受一PN码控制的。这一过程称为数据的猝发随机化。猝发位置根据前一帧中倒数第二功率控制段内的最末 14 个PN码比特进行计算，这 14 个比特表示为： 在图 8-11 的例子中, 它们对应的比特取值为：

67 数据猝发随机化算法如下： 数据率为 b/s时， 所用的功率控制段为： 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15 数据率为 b/s时， 所用的功率控制段为： 数据率为 b/s时， 所用的功率控制段为： b0(如b8=0)或2+b1(如b8=1) 4+b2(如b9=0)或6+b3(如b9=1) 8+b4(如b10=0)或10+b5(如b10=1) 12+b6(如b11=0)或14+b7(如b11=1)

68 数据率为1 200 b/s时，所用的功率控制段为： b0(如b8=0或b12=0) 或 2+b1(如b8=1和b12=0) 或 4+b2(如b9=0 和 b12=1) 或 6+b3(如b9=1 和 b12=1) 8+b4(如b10=0和b13=0) 或 10+b5(如b10=1 和 b13=0) 或 12+b6(如b11=0 和 b13=1) 或 14+b7(如b11=1 和 b13=1)

69 6. 正交多进制调制 在反向CDMA信道中，把交织器输出的码元每 6 个作为一组, 用26=64 进制的沃尔什函数之一(称调制码元)进行传输。沃尔什函数的构成见式(8-20)。调制码元的传输速率为28 800/6=4 800 b/s。调制码元的时间宽度为 1/4 800= μs。每一调制码元含 64 个子码，因此沃尔什函数的子码速率为 64×4 800=307.2 kb/s，相应的子码宽度为 μs。

70 7. 直接序列扩展 长码的周期是 个子码并满足以下特征多项多的线性递归关系： 长码的各个PN子码是用一 42 位的掩码和序列产生器的 42 位状态矢量进行模 2 内乘而产生的，见图 8-11。

71 图 8-11 长码产生器

72 用于长码产生器的掩码根据移动台用来传输的信道类型而变。掩码的格式见图8-12。当在接入信道传输时掩码为：M41到M33要置成“ ”, M32到M28要置成选用的接入信道号码，M27到M25要置成对应的寻呼信道号码(范围是1到7)，M24到M9要置成当前的基站标志，M8到M0要置成当前CDMA信道的引导PN偏置。 图 8-12 掩码格式

73 当在反向业务信道传输时，移动台要用到两个掩码中一个：一个是公开掩码，另一个是私用掩码。这两个掩码都是该移动台所独有的。公开掩码如下：M41到M32要置成“ ”, M31到M0要置成移动台的电子序列号码(ESN)。为了防止和连号ESN相对应的长码之间出现过大的相关值，移动台的ESN要进行置换。

74 ESN的置换规则如下： 置换后的ESN为： 私用掩码适用于用户保密通信，其格式由 TIA规定。

75 8. 四相扩展 反向CDMA信道四相扩展所用的序列就是前面正向CDMA信道所用的I与Q引导PN序列。 如图 8-10 所示，经过PN序列扩展之后，Q支路的信号要经过一个延迟电路，把时间延迟 1/2 个子支宽度( ns)， 再送入基带滤波器。 信号经过基带滤波器之后，按照表 8-2 的相位关系进行四相调制。 合成信号的相位点及其转换关系如图 8-13 所示。

76 图 8-13 反向CDMS信道的信号相位点及其转换关系

77 9. 信道参数 表 8-6 反向业务信道的参数

78 表 8-7 接入信道参数