第四章 IS-95 CDMA和CDMA2000 1x系统.

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1 第四章 IS-95 CDMA和CDMA2000 1x系统

2 内容提要 概述 IS-95 CDMA的网络结构 蜂窝小区构成及频率配置 IS-95 CDMA的信道划分 IS-95 CDMA的功率控制技术
CDMA2000 1x系统

3 内容提要 概述 IS-95 CDMA的网络结构 蜂窝小区构成及频率配置 IS-95 CDMA的信道划分 IS-95 CDMA的功率控制技术
CDMA2000 1x系统

4 概述 1992年，美国的Qualcomm公司向CTIA提出了CDMA的数字蜂窝移动通信系统的建议和标准，该建议于1993年被CTIA和TIA批准为IS-95标准。 IS-95标准（全称为“双模式宽带扩频蜂窝系统的移动台——基站兼容标准”）是一个公共空中接口（CAI）标准，它没有完全规定一个系统怎样实现，而只是提出了信令协议和数据结构的特点与限制。

5 IS-95是兼容AMPS模拟制式的双模标准，主要包括IS-95A和IS-95B两个系列标准，它们都属于第二代移动通信技术标准。
IS-95A是1995年5月TIA正式颁布的窄带CDMA标准，在全球得到广泛应用，可提供最大9.6kb/s电路型数据接入。 IS-95B标准是IS-95A的进一步发展，其主要目标是提高CDMA系统性能，满足更高比特速率业务的需求，IS-95B支持8个码信道的捆绑使用，可提供的理论最大比特速率为115kb/s。

6 IS-95公共空中接口，简称QCDMA标准，其主要包括以下几个部分：
频段：824～849MHz（反向，基站收、移动台发）；869～894MHz（正向，基站发、移动台收）。 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25MHz带宽。 射频带宽：第一频道为2×1.77MHz；其他频道为2×1.23MHz。 调制方式：基站为QPSK；移动台为OQPSK。 扩频方式：DS（直接序列扩频）。

7 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：正向链路卷积编码的码率为R=1/2，约束长度为K=9；反向链路卷积编码的码率为R=1/3，约束长度为K=9。交织编码的交织间距为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Walsh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。

8 与FDMA和TDMA系统相比，CDMA系统具有许多独特的特点。
（1）同一频率可以在所有小区重复使用，大大提高了频谱利用率 （2）抗干扰能力强 （3）具有保密性 （4）系统容量大，且具有软容量特性 （5）具有软切换特性

9 内容提要 概述 IS-95 CDMA的网络结构 蜂窝小区构成及频率配置 IS-95 CDMA的信道划分 IS-95 CDMA的功率控制技术
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10 4.2.1 IS-95 CDMA系统的网络参考模型

11 1．IS-95 CDMA网络的功能实体 IS-95 CDMA系统可分为： 移动台（MS） 基站子系统（BSS） 网络交换子系统（NSS）
基站收发信台（BTS） 基站控制器（BSC） 网络交换子系统（NSS） 移动交换中心（MSC） 拜访位置寄存器（VLR） 归属位置寄存器（HLR） 鉴权中心（AUC） 短消息中心（SC） 短消息实体（SME） 操作维护中心（OMC）

12 2．IS-95 CDMA网络中的接口及参考点 A接口：基站子系统与交换子系统之间的接口，其物理链路通过采用标准的2.048Mb/s的PCM数字传输链路来实现。此接口传递的信息包括移动台管理、基站管理、移动性管理、接续管理等。一般采用IS-634标准、IOS2.4、IOS4.0等。 Abis接口：基站子系统中BSC与BTS之间的接口，支持对BTS无线设备的控制。物理层采用直接互联的方法，无统一标准。 Um接口：MS与BTS之间的通信接口，即空中接口。它实现了各种制造商的移动台与不同运营者的网络间的兼容性，从而实现了移动台的漫游。此接口遵守IS-95A标准。

13 B接口：MSC和VLR间的接口，内部接口，没有标准定义。
C接口：MSC和HLR间的接口，接口的物理层为2.048Mb/s的PCM传输链路。信令接口符合ITU-T No.7信令系统规范。 D接口：VLR和HLR间的接口，接口的物理层为2.048Mb/s的PCM传输链路。信令接口符合ITU-T No.7信令系统规范。 E接口：MSC和MSC间的接口，接口的物理层为2.048Mb/s的PCM传输链路。信令接口符合ITU-T No.7信令系统规范。

14 H接口：HLR和AUC间的接口，内部接口。
N接口：HLR和MC间的接口，接口的物理层为2.048Mb/s的PCM传输链路。信令接口符合ITU-T No.7信令系统规范。 Ai/Di接口：MSC和PSTN/ISDN间的接口，接口的物理层为2.048Mb/s的PCM传输链路。信令接口符合ITU-T No.7信令系统规范，采用TUP、ISUP以及随路信令。 Q接口：MSC和MC间的接口，接口的物理层为2.048Mb/s的PCM传输链路。

15 4.2.2 IS-95 CDMA的网络结构 IS-95 CDMA的话路网网络结构 IS-95 CDMA的信令网网络结构
CDMA No.7信令网分为二级和三级结构。采用三级结构的No.7信令网由第一级高级信令转接点（HSTP）、第二级低级信令转接点（LSTP）和第三级信令点（SP）所组成；采用二级结构的No.7信令网由H&LSTP和信令点（SP）所组成。 No.7信令网和话路网的对应关系 在CDMA网的话路网中采用三级结构（由TMSC1、TMSC2和移动端局MSC组成）的省，信令网则应采用三级（HSTP、LSTP、SP）或二级信令网（H&LSTP、SP）。在话路网为两级（TMSC和MSC）的省，信令网则采用二级（H&LSTP、SP）信令网。

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17 4.3.1 蜂窝小区构成 对于IS-95 CDMA系统，其蜂窝小区的结构与GSM系统相同，但由于CDMA系统各蜂窝小区可以共享同一个频带，频率复用与蜂窝区群结构的关系大为减弱了。在CDMA蜂窝系统中，蜂窝结构（包括扇区结构）的考虑在于频带资源共享后的多用户干扰的影响。

18 1．CDMA蜂窝系统的频谱带宽 CDMA蜂窝系统频谱带宽的确定，是基于如下考虑：频谱资源的限制；系统容量；多径分离；扩频处理增益。
目前，CDMA数字蜂窝系统频谱带宽为1.23MHz。

19 2．CDMA与蜂窝小区和扇区的关系 在CDMA蜂窝系统，不同的DS-CDMA蜂窝系统可采用不同的载频区分，而对同一个DS-CDMA蜂窝系统的某一个载频，则是采用地址码选择站址的，即对不同的小区和扇区基站分配不同的码型。 在IS-95 CDMA系统中，这些不同的码型是由一个PN码序列生成的，PN序列周期为215=32768个码片，并将此周期序列每隔64码片移位序列作为一个码，共可得到32768/64=512个码。即在1.23MHz带宽的CDMA蜂窝系统中，可区分多达512个基站（或扇区站）。 在一个小区（或扇区）内，基站与移动台之间的信道，是在PN序列上再采用正交序列进行码分的信道。

20 4.3.2 IS-95 CDMA系统频率配置

21 IS-95规定的基本频道（首选频道）号码：A系统为283，B系统为384。由下表可算出相应的频率值。
发射机 CDMA频道号 CDMA频率/MHz 移动台 1≤N≤777 0.03N 1013≤N≤1023 0.03(N-1023) 基站 0.03N 0.03(N-1023)

22 IS-95规定的辅助频道（即第二个载频）号码，A系统为691，相应的移动台和基站的发射频率分别为8450. 73MHz和890
IS-95规定的辅助频道（即第二个载频）号码，A系统为691，相应的移动台和基站的发射频率分别为 MHz和890.73MHz；B系统的辅助频道号码为771，相应的移动台和基站的发射频率分别为848.13MHz和893.13MHz。 此外，规定的频率容差是：基站发射的载波频率要保持在额定频率的±5×10-8之内，移动台发射的载波频率要保持在比基站发射频率低45MHz±300Hz的频率范围内。

23 第一代模拟蜂窝系统AMPS的频谱分配方案如下图所示。

24 IS-95 CDMA系统沿用了AMPS的频谱分配方案（AMPS频道间隔为30kHz），每个CDMA信道使用41个AMPS信道，系统带宽为1
IS-95 CDMA系统沿用了AMPS的频谱分配方案（AMPS频道间隔为30kHz），每个CDMA信道使用41个AMPS信道，系统带宽为1.23MHz。在实际的系统中，每个CDMA信道两侧各有9个AMPS信道作为保护频带，如下图所示。

25 当CDMA系统采用2个载频时，第二个载频的频道号是242=283-41，它只需再占用41个AMPS频道。同理，当系统采用3个载频时，载频中心频率为201，占用1.23MHz频带。两个载频占用82个AMPS频道，再加上两边各9各AMPS频道，共占用100个AMPS频道，即3MHz频带宽度。

26 我国CDMA系统频率配置 原中国联通CDMA网的工作频段为825MHz～835MHz(基站收，移动台发)、870MHz～880MHz(基站发，移动台收)，即10MHz可用频率，上下行频率间隔为45MHz。

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28 4.4.1 前向链路信道结构 前向链路指由基站发往移动台的无线通信链路，也称作下行链路。IS-95 CDMA系统前向链路最多可以有64个同时传输的信道，它们是在PN序列上再采用正交的Walsh码进行区分的信道，采用同一个射频载波发射。而来自不同基站的前向链路信号则是通过PN短码的不同偏置来区分。 前向链路的码分物理信道采用的正交码为64阶的Walsh函数，所生成的Walsh序列长度为64个码片。正交信号共有64个Walsh序列码型，记作W0，W1，W2，…，W63，可提供64个码分物理信道。

29 利用码分物理信道可以传送不同功能的信息，按照所传送信息功能的不同而分类的信道称为逻辑信道。前向链路中的逻辑信道包括以下几种：
导频信道（Pilot Channel）：基站在此信道发送导频信号（其信号功率比其他信道高20dB）供移动台识别基站并引导移动台入网。 同步信道（Synchronizing Channel）：基站在此信道发送同步信息供移动台建立与系统的定时和同步。 寻呼信道（Paging Channel）：基站在此信道寻呼移动台，发送有关寻呼、指令及业务信道指配信息。 前向业务信道（Traffic Channel）：供基站到移动台之间通信，用于传送用户业务数据；同时也传送信令信息。该信道包含有业务数据和功率控制子信道，前者传送用户信息和信令信息，后者用于传送功率控制信息。

30 1. IS-95 CDMA系统前向信道组成

31 2．前向链路信道的结构

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34 4.4.2 反向链路信道结构 反向链路指由移动台发往基站的无线通信链路，也称作上行链路。IS-95 CDMA系统中，反向链路的码分物理信道是由长度为242-1的PN长码构成的，使用长码的不同相位偏置来区分不同的用户。 反向链路的逻辑信道包括以下两种： 接入信道（Access Channel）：与前向链路的寻呼信道相对应，其作用是在移动台没有占用业务信道之前，提供移动台至基站的传输通路。接入信道供移动台发起呼叫或者对基站的寻呼进行响应，以及向基站发送登记注册消息等。 反向业务信道（Reverse Traffic Channel）：与前向业务信道一样，反向业务信道用于传送用户业务数据，同时也传送信令信息。

35 1．反向链路信道的组成

36 2．反向链路信道的结构

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39 功率控制分为前向功率控制和反向功率控制，反向功率控制又可分为仅由移动台参与的开环功率控制和移动台、基站同时参与的闭环功率控制。

40 1．前向功率控制 前向链路功率控制主要解决同频干扰问题。前向链路控制的目的是要使移动台接收到的信噪比为所需的最小值，这种方式可使处于严重干扰区域的移动台保持较好的通信质量，同时减少对其他信号的干扰。 在前向功率控制中，基站根据移动台提供的测量结果，调整对每个移动台的发射功率，其目的是对路径衰落小的移动台分配较小的正向链路功率，而对那些远离基站和误码率高的移动台分配较大的正向链路功率。通过在各个前向业务信道上合理的分配功率可以确保各个用户的通信质量，同时使前向链路容量达到最大。

41 2．反向功率控制 反向链路功率控制主要解决远近效应，通过控制各移动台的发射功率的大小，保证基站接收到的小区内所有移动台信号功率相等，从而使各用户之间相互干扰最小。反向链路功率控制包括反向开环功率控制和反向闭环功率控制。

42 （1）反向开环功率控制 它的前提条件是假设上行链路和下行链路传输损耗相同，移动台接收并测量基站发来的信号强度，并估计下行传输损耗，然后根据这种估计，移动台自行调整其发射功率，若接收信号增强，则移动台降低发射功率；接收信号减弱，则移动台增加发射功率。 开环功率控制不需要在移动台和基站之间交换控制信息，因而控制速度快、节省开销、简单易行。但由于CDMA系统采用频分双工的通信方式，收发频率相差45MHz，已远远超过信道的相干带宽，使得这种直接依据前向信道信号电平来调节移动台发射功率的方法不能对功率进行完善的调节。为了解决这个问题，可采用闭环功率控制方法。

43 （2）反向闭环功率控制 闭环功率控制是指移动台根据基站发送的功率控制指令（功率控制比特携带的信息）来调节移动台的发射功率的过程。闭环功率控制的设计目标是使基站对移动台的开环功率估计迅速做出纠正，以使移动台保持最理想的发射功率。 在反向闭环功率控制中，基站测量所接收到的每一个移动台的信噪比，并与一个门限相比较，决定发给移动台的功率控制指令是增大还是减少它的发射功率。移动台将接收到的功率控制指令与移动台的开环估算相结合，来确定移动台闭环控制应发射的功率值。 在功率控制的闭环调节中，基站起主导作用。这种开环的迅速纠正，解决了正向链路和反向链路增益允许度和传输损耗不一致的问题，抵消了反向信道的快衰落。

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45 在移动通信系统中，对于正在通信中的移动台，当它由一个基站的覆盖区域移动到另外一个基站的覆盖区域时，为了保证通信的连续性，网络控制系统会启动切换过程，将移动台与网络之间的通信链路从当前基站转移到新的基站，以保证用户业务的连续传输。 根据切换发生时，移动台与原基站以及目标基站连接方式的不同，可以将切换分为硬切换与软切换两大类。

46 1．硬切换 硬切换是指移动台先中断与原基站的联系，再去建立和新基站联系的切换方式，在整个切换过程中移动台只能使用一个无线信道。在硬切换过程中，可能存在原有的链路已经断开，但是新的链路没有成功建立的情况，导致切换失败，通话中断。 采用不同频率的小区之间只能采用硬切换，所以模拟系统和TDMA系统（如GSM系统）都是采用硬切换的方式。

47 2．软切换 所谓软切换是指移动台需要切换时，先与新的基站建立联系，再中断与原基站联系的切换方式。软切换可以有效地提高切换的可靠性，大大减少切换造成的掉话。软切换只能在同一频率的信道间进行，因此，模拟系统、TDMA系统不具有这种功能。 软切换还可细分为： 更软切换是指在一个小区内的扇区之间的信道切换。更软切换由移动台提出，由基站来完成，不需要MSC的参与，但要通知MSC。 软/更软切换是移动台从一个小区的两个扇区进入相同载频的另外一个小区的扇区采用的过境切换。这种类型的切换网络资源包括小区A和B之间的双方软切换资源，加上小区B内的更软切换资源。

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49 4.7.1 概述 CDMA2000 1x标准是由CDMA IS-95标准演进而来的。对于语音业务，其系统容量是IS-95的2倍，并提供高达307.2kb/s（A版本）的峰值速率；对于数据业务，其系统容量是IS-95的3.2倍。同时CDMA2000 1x在无线信道类型、物理信道调制和无线分组接口功能上都有很大的增强，采用的新技术包括反向导频、前向快速功控、Turbo码和传输分集发射（OTD和STS）等。

50 CDMA2000 1x系统前向信道和反向信道均采用码片速率为1
CDMA2000 1x系统前向信道和反向信道均采用码片速率为1.2288Mc/s的单载波直接序列扩频方式，可以与现有的IS-95系统后向兼容，并可以与IS-95B系统的频段共享或重叠。这样就使cdma2000 1x系统可从IS-95B系统的基础上平滑地过渡、发展，保护已有的投资。由于在网络部分引入了分组交换机制，CDMA2000 1x可以支持移动IP业务和QoS功能，因此更能适应复杂的第三代业务。 CDMA2000网络向全IP网络演进过程采用分阶段步骤实施，演进技术体制遵循3GPP2标准。

51 4.7.2 CDMA2000 1x的体系结构

52 1．无线部分 CDMA2000 1x无线部分为移动台（MS）和核心网（CN）之间提供和管理传输通道，特别是包括了MS与CDMA系统的功能实体之间的无线接口管理。主要包括基站控制器（BSC）和基站收发信机（BTS）。 其中，BTS主要负责收发空中接口的无线帧，分配资源和用于用户的功率和Walsh码；控制CDMA2000 1x网络和用户单元的接口，也控制直接与网络性能有关的许多方面。BSC主要负责对其所管辖的多个BTS进行管理，将话音和数据分别转发给移动交换中心MSC和分组控制功能PCF，也接收分别来自MSC和PCF的话音和数据。

53 2．核心网电路域部分 电路域部分为移动用户提供传统的基于电路交换技术的服务，如话音业务、电路数据业务等，并提供这些服务所必需的呼叫控制、用户管理、移动性管理等功能。从IS-95演进到CDMA2000 1x，主要增加了高速分组数据业务，对原有的电路域部分基本保持不变。其主要的功能实体包括：移动交换中心（MSC）、拜访位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器（HLR）、鉴权中心（AUC）。

54 3．核心网分组域部分 分组域部分为移动用户提供基于IP技术的分组数据服务，包括：
分组控制单元（PCF）：主要负责与分组数据业务有关的无线资源的控制。PCF是CDMA2000 1x系统中为了支持分组数据而新增加的部分，因此，它可以看作分组域的一个组成部分。但大多数厂商在开发产品的时候，将它与BSC做在一起。 分组数据服务节点（PDSN）： PDSN为移动用户提供分组数据业务的管理与控制功能，它至少要连接到一个基站系统，同时连接到外部公共数据网络。 认证、授权和计费（AAA）：负责管理用户，包括用户的权限、开通的业务、认证信息、计费数据等内容。 归属代理（HA）：主要用于为移动用户提供分组数据业务的移动性管理和安全认证，包括：

55 4．短消息业务部分 短消息是CDMA2000 1x系统中非常稳定的一个部分。从技术上来说，短消息技术已经是一个成熟的技术，其本身已经不再继续发展。因此，从网络结构上来看，无论在IS-95 CDMA中，还是在CDMA2000 1x中，这个部分都是完全相同的。唯一的不同点实际上是在无线接口上，由于短消息业务量在不断增加，原有的寻呼信道已经不能满足业务量的需求，所以CDMA2000 1x增加了新的控制信道类型以便更好地传递控制信息和短消息。

56 5．无线智能网部分 CDMA2000的智能网部分到目前为止已经经历了3个发展阶段，这3个阶段的智能网技术都可以提供给各种无线接口使用，包括IS-95 CDMA和CDMA2000 1x。其主要的功能实体包括： 业务交换点（SSP）：是移动通信网与智能网的连接点，它可提供智能网的功能集。 业务控制点（SCP）：智能网的核心部件。移动智能网所提供的所有业务控制功能都集中在SCP之中，SCP与SSP之间利用移动智能网的标准接口和协议进行通信。 智能外设（IP）：协助完成智能业务的特殊资源。通常具有备种语音功能。如语音合成、播放录音通知、接收双音多频拨号及语音识别等。

57 6．WAP部分 WAP是目前移动通信中广泛使用的浏览器技术，在CDMA2000 1x系统中也使用这项技术。目前系统中使用的WAP有两个版本：1.x系列和2.x系列。这两个版本都可以通过电路型数据和分组型数据传递到用户端。 在CDMA2000 1x网络中，WAP网关处于分组域，位于移动承载网络与Internet应用服务器之间，提供浏览业务和MMS、流媒体等数据业务的承载。在实际运营中，WAP业务系统需要包括AAA/RADIUS服务器和管理、业务支撑系统，以实现认证、鉴权和计费。另外，为实现操作维护、统计、网管、监控等功能，WAP网关需要和网管平台有连接。

58 7．定位部分 定位业务是CDMA2000 1x系统新增加的业务之一。为了支持这个新的业务，需要分析和计算移动台发送给网络的很多信息，其中包括全球定位系统（GPS）卫星信息和信号传播时延信息。因此，新增加了一个负责具体定位和计算的网络功能实体PDE(Position Determining Entity，定位实体)。另外，为了对用户的位置信息进行有效的管理，防止涉及个人隐私的信息落入不恰当的人手中，系统中还增加了移动位置中心MPC(Mobile Position Center)，其是定位操作流程的控制管理中心和位置信息的控制管理中心。

59 由于CDMA2000 1x系统是后向兼容IS-95系统，所以IS-95可平滑向CDMA2000 1x演进，除增加核心分组域部分和定位部分外，原有的交换和基站部分可以通过更换部分硬件和进行软件升级来完成。 核心分组域部分：增加一系列功能实体，如PCF、PDSN/FA、RADIUS和HA等。 定位部分：增加MPC和PDE功能实体。 无线部分：为支持分组数据业务和定位业务，需对MSC、BSC和BTS等的软件进行升级。硬件方面，为支持CDMA2000 1x空中接口标准，需更换无线信道卡等。

60 CDMA2000 1x的网络结构中有以下一些接口： （1）Um接口：BTS通过Um接口与MS交互信息。 （2）Abis接口：BTS通过Abis接口连接到BSC，BTS包括一个或多个小区。 （3）A接口：BSC通过A接口与核心网及其他BSC交换信息。

61 A接口的网络参考模型

62 A1/A2/A5 这是BSC和MSC间的接口。其中A1是控制信令部分，它使用No.7信令中的MTP和SCCP作为承载。A2是语音部分，采用64kb/s PCM电路。A5是电路型数据，它在64kb/s PCM电路的基础上定义了一个简单的协议，用来传输数据。在这个接口中，CDMA2000 1x在IS-95的基础上增加了相关的控制信令，从而保证CDMA2000 1x平滑过渡。 A3/A7 该接口是两个BSC间的接口，以支持两个BSC间的软切换。其中A3接口传递业务信息，而A7接口传递控制信令信息。

63 A8/A9 这是BSC和PCF间的接口。A8传递业务、A9传递信令。大多数厂商都将PCF和BSC做在一个物理实体中。 A10/A11 这是PCF和PDSN间的接口。实际上，这个接口是CDMA2000 1x系统中无线部分和分组部分的连接点，所以，这个接口也被称为R-P接口。在这个接口中，A10负责传递业务，而A11负责传递信令。 A1、A2、A5、A3、A7接口传输实时性要求高的电路型业务及其信令。物理层采用传统的电路传输技术，如T1/E1、DS0链路、T3、OC3链路；数据传输层采用No.7信令系统或ATM技术。A8、A9、A10、A11接口传输用户的分组业务数据及其信令，采用IP技术传输。

64 4.7.3 CDMA2000 1x的空中接口概述 CDMA2000 1x的空中接口采用分层的协议结构，不同层次执行不同的功能，并形成不同的技术标准。空中接口协议的分层化是CDMA2000 1x较之IS-95标准进步的一个主要方面。协议的分层化使各层标准能够专注于相应的功能，使协议结构更加清晰，更加有利于理解与实现。 CDMA2000 1x空中接口的协议结构中包括：物理层、链路层以及高层。其中物理层对应于OSI参考模型的第一层，链路层对应于OSI参考模型的第二层，高层则对应于OSI参考模型的3～7层。

65 1．物理层 物理层是CDMA2000 1x系统空中接口协议结构的最低层，物理层的承载媒体为空中的无线电波。物理层协议包括移动台和基站的各种空中接口参数。主要包括CDMA系统的定时、频率参数、编码、扩频及射频调制参数，各种前向和反向物理信道规范等。

66 2．链路层 CDMA2000 1x空中接口的第二层，实现了高层信令与业务向物理信道的映射与复用，为信令和业务数据提供一定的服务质量保证机制，完成信令信息的寻址、鉴权等功能。 链路层协议包括两个协议层次：媒体接入控制子层（MAC）和链路接入控制子层（LAC）。

67 （1）媒体接人控制子层（MAC） CDMA2000 1x系统的接入过程与MAC子层的实现紧密相连。MAC子层负责话音、电路交换数据、分组交换数据到物理层的接人过程。在MAC子层采用QoS控制机制来平衡多个并发业务的不同QoS需求。 MAC子层包含三个主要部分：信令无线突发协议（SRBP）子层、无线链路协议（RLP）子层以及复用与QoS子层。

68 （2）链路接入控制子层（LAC） LAC子层主要与信令消息相关，其功能是确保高层的信令在无线信道的正确传输和发送，完成信令消息的打包、分割、重装、寻址、鉴权以及重传控制。 LAC子层包括五个子分层，包括：鉴权子层、ARQ子层、寻址子层、功用子层和分割与重装子层。LAC子层中的ARQ协议采用基于肯定应答（ACK）的选择重传协议。

69 3．高层 CDMA2000 lx系统中定义的高层协议侧重于描述系统控制消息(信令)的交互。其中第3层通过LAC子层提供的服务，按照协议所规定的语法和定时关系来发送和接收移动台和基站之问的信令消息，为高层提供特定应用服务。

70 与物理层的关系非常密切的概念 扩频速率（Spreading Rate）：简称“SR”，指前向或反向链路上的PN码片速率。SR有两种：
SR1：通常称为“1X”或“1x”，SR1的前向和反向CDMA信道在单载波上都采用码片速率为1.2288Mc/s的直接序列（DS）扩频。 SR3，通常称为“3X”或“3x”，SR3的前向CDMA信道有3个载波，每个载波上都采用1.2288Mc/s的DS扩频，总称多载波（MC）方式；SR3的反向CDMA信道在单载波上采用码片速率为3.6864Mc/s的DS扩频。

71 与物理层的关系非常密切的概念 无线配置（Radio Configuration）：简称“RC”。RC指一系列前向或反向业务信道的工作模式。每种RC支持一组数据速率，其差别在于物理信道的各种参数，包括差错控制编码、调制特性和扩频速率等。 CDMA2000的前向业务信道支持RC1～RC9，反向业务信道支持RC1～RC6。其中RC1和RC2用于后向兼容IS-95系统。RC1对应于IS-95B的速率集1（Rate Set 1，RS1，即9.6kb/s速率系列），RC2对应于IS-95B的速率集2（Rate Set 2，RS2，即14.4kb/s速率系列）。

72 与物理层的关系非常密切的概念 物理信道：指基站与移动台之间无线链路的通信路径，用大写字母的缩写表示。信道名称的第一个字母表示信道的方向（F表示前向，R表示反向），然后是一个连字符，连字符后为信道的名称缩写。如前向导频信道的名称为F-PICH。 逻辑信道：指移动台与基站之间协议层的通信路径，是在物理层之上，为了更好的定义和控制各种业务，引入的概念。根据所传输信息的方向（前向/反向）、内容（信令/用户数据）以及是对单个用户还是多个用户（公共/专用），可以对逻辑信道进行分类。逻辑信道用小写字母的缩写表示，如f-csch表示前向公共信令信道。

73 4.7.4 CDMA2000 1x的空中接口的物理层 CDMA2000 1x是在IS-95基础上的进一步发展，因此它的无线接口保留了许多IS-95空中接口设计的特征。但为了支持高速数据业务，CDMA2000 1x物理层引入了许多新的技术，它的一些主要特点如下： 支持新的无线配置 辅助导频 支持Turbo编码 前向链路的发射分集 前向链路采用快速功率控制 引入前向快速寻呼信道（F-QPCH） 采用新的扩频调制方式 支持可变的帧长

74 1．前向链路物理信道 CDMA2000 1x前向链路使用的无线配置为RC1～RC5。前向链路物理信道由适当的Walsh函数或准正交函数（quasi-orthogonal function，简称QOF）进行扩频。Walsh函数用于RC1或RC2；Walsh函数或QOF用于RC3～RC5。 前向链路的物理信道可进一步划分为前向链路公共物理信道和前向链路专用物理信道两大类。

75 （1）前向链路公共物理信道 前向链路公共物理信道包括：导频信道、同步信道、寻呼信道、广播控制信道、快速寻呼信道、公共功率控制信道、公共指配信道、和公共控制信道。其中，前三种与IS-95系统相兼容，后面的信道则是CDMA2000 1x新定义的信道。

76 （2）前向链路专用物理信道 专用物理信道从功能上来说，等效于IS-95中的业务信道。由于3G要求支持多媒体业务，不同的业务类型（话音、分组数据、电路数据等）带来了不同的需求，这就需要业务信道可以灵活地适应这些不同的要求，甚至同时支持多个并发的业务。CDMA2000 1x中新定义的专用信道就是为了满足这样的要求。前行链路专用物理信道主要包括：专用控制信道、基本信道、补充信道和补充码分信道，它们用来在基站和某一特定的移动台之间建立业务连接。其中，基本信道的RC1和RC2，以及补充码分信道是和IS-95系统中的业务信道兼容的，其它的信道则是CDMA2000 1x新定义的前向专用信道。

77 3．反向链路物理信道 CDMA2000 1x反向链路所包括的物理信道如图4-21所示。CDMA2000 1x反向链路中采用的无线配置为RC1～RC4。在反向链路上，不同的用户仍然用PN长码来区分，一个用户的不同信道则是用Walsh码来区分。 反向链路的物理信道也可以划分为公共物理信道和专用物理信道两大类。

78 （1）反向链路公共物理信道 反向链路公共物理信道包括：接入信道、增强接入信道和反向公共控制信道，这些信道是多个移动台共享使用的。CDMA2000 1x提供了相应的随机接入机制，以进行冲突控制。与前向不同，反向的导频信道在同一移动台的信道中是公用的，而各移动台的导频之间是不同，即在局部上可以说反向导频信道是公共信道。

79 （2）反向链路专用物理信道 反向链路专用物理信道和前向链路专用物理信道种类基本相同并相互对应，它们包括：反向专用控制信道、基本信道、补充信道和补充码分信道，用来在某一特定的移动台和基站之间建立业务连接。其中，R-FCH中的RC1和RC2两种分别和IS-95A和IS-95B系统中的反向业务信道兼容的，其它的信道则是新定义的反向专用信道。

80 4.7.5 CDMA2000 1x的功率控制和系统切换 1．CDMA2000 1x的功率控制 2．系统切换

81 1．CDMA2000 1x的功率控制 CDMA2000 1x系统的一个目标是使它所能容纳的用户数达到最大。如果每个移动台都调整其发射机的功率，使得基站接收到的信噪比达到可允许的最低水平，系统的容量将会达到最大。移动台增大发射功率会增大干扰，容量就会损失。功率控制可以调整移动台和基站的发射功率，在满足一定的通信质量的条件下，使整个系统的干扰最小。 在CDMA2000-1x系统中，功率控制可分为前向功率控制和反向功率控制。

82 （1）反向功率控制 反向功率控制用来控制移动台的发射功率，以使移动台的发射信号在到达基站并满足一定的解调要求的前提下，发射功率尽量地降低。和前向功率控制相比，反向功率控制的要求高，过程也复杂，但反向功率控制的动态变化范围大，灵敏度高，可以补偿快速的环境变化。 移动台的反向发射功率由移动台的开环估计和闭环控制共同作用得到，在没有闭环控制的情况下，接入信道的发射功率就只有开环在起作用。

83 （2）前向功率控制 CDMA2000 1x前向信道的功率是由导频、同步、寻呼及业务信道共同分担的。由于移动台处于不同的位置，基站到移动台的信号强弱是不同的，因此最好能单独对每个业务信道进行功率分配控制。标准要求移动台必须监测前向业务信道的质量，并在收到基站的指令后能将信息反馈到基站，这个“闭环”过程很接近反向功率控制。 前向功率控制的对象是移动台。

84 2．系统切换 当移动台从一个基站的覆盖范围移动到另一个基站的覆盖范围，通过切换保持与基站的通信。在CDMA2000 1x中有通话切换和空闲切换两个概念。 在呼叫过程中，移动台支持以下三种切换过程。 软切换：在断开和原基站联系之前已建立和目标基站的联系。其切换策略与IS-95是相同的。 更软切换：移动台与同一小区的两个扇区保持通信，由基站完成不同扇区天线的合并，不通知BSC。其切换策略与IS-95是相同的。 硬切换：不同频率或不同步基站之间的切换。

85 空闲状态下切换和接入切换 空闲切换：处于空闲状态的移动台，从一个小区移动到到另外一个小区时，需要执行空闲切换，以监听新小区的前向公共信道，例如寻呼信道。当某个新导频强度超过服务导频强度3dB时，移动台自动执行空闲切换，空闲切换为硬切换。 接入切换：处于系统接入状态的移动台切到另一个基站的寻呼信道接收并继续接入过程。在接入期间采用切换主要是为了减少主被叫接入失败，提高接入信道在前向覆盖不好的地区工作的可靠性。

86 4.7.6 CDMA2000 1x业务体系 CDMA2000 1x网络为运营商同时提供了话音业务的承载平台和分组数据承载平台。它既可以为用户提供传统的话音业务，也可以为用户提供端到端的分组传输方式的数据业务。CDMA2000 1x业务分类的方式很多，按照传统的业务分类方式，通常可将其提供的业务分为基本业务和补充业务两大类。

87 1．基本业务 CDMA2000 1x的基本业务部分，又可分为电信业务和承载业务。
电信业务：是指为用户通信提供的，包括终端设备功能在内的有完整能力的通信业务。此类业务通常要遵循网络运营部门批准的规程。 承载业务：是指提供用户接入点间信号传输能力的通信业务，也就是在用户和网络接口之间向用户提供低层的运送基本比特功能的业务。

88 2．补充业务 补充业务是对基本业务的改进和补充，它不能单独向用户提供，而必须与基本业务一起提供。同一补充业务可应用到若干个基本业务中。补充业务可分为以下几类： 呼叫显示提醒/限制类业务。 呼叫转移类业务。 群组/多方呼叫类业务。 呼叫限制类业务。 业务控制和管理类业务。 此外，移动智能网业务也是结合移动通信网和智能网业务平台提供给用户的各种补充业务。