CDMA系统概念 CDMA系统是基于码分技术（扩频技术）和多址技术的通信系统，系统为每个用户分配各自特定地址码。地址码之间具有相互准正交性，从而在时间、空间和频率上都可以重叠；将需传送的具有一定信号带宽的信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的伪随机码进行调制，使原有的数据信号的带宽被扩展，接收端进行向反的过程，进行接扩，增强了抗干扰的能力。

Presentation on theme: "CDMA系统概念 CDMA系统是基于码分技术（扩频技术）和多址技术的通信系统，系统为每个用户分配各自特定地址码。地址码之间具有相互准正交性，从而在时间、空间和频率上都可以重叠；将需传送的具有一定信号带宽的信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的伪随机码进行调制，使原有的数据信号的带宽被扩展，接收端进行向反的过程，进行接扩，增强了抗干扰的能力。"— Presentation transcript:

1 CDMA系统概念 CDMA系统是基于码分技术（扩频技术）和多址技术的通信系统，系统为每个用户分配各自特定地址码。地址码之间具有相互准正交性，从而在时间、空间和频率上都可以重叠；将需传送的具有一定信号带宽的信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的伪随机码进行调制，使原有的数据信号的带宽被扩展，接收端进行向反的过程，进行接扩，增强了抗干扰的能力。 CDMA系统概念 有了一定的基础之后，介绍CDMA雄的概念 由于CDMA系统是干扰系统，这个特点以及信道的形成过程决定CDMA系统采用许多技术都与降低干扰、增大容量有关系，后面我们将谈到的技术大都围绕着这个特点进行 CDMA系统属于子干扰系统。

2 CDMA系统时间 CDMA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 CDMA系统时间 无论固话网、还是移动网，任何通信系统都对系统的定时有较高的要求，系统的同步直接影响系统内数据传输的质量 CDMA系统采用GPS时间作为系统时间 使用GPS定时具有切换快、同步简单的优点 每个基站可以通过GPS系统直接为自己定时、定位，减少系统资源的浪费

3 CDMA系统缺点 CDMA系统缺点 来自非同步CDMA网中不同的用户的扩频序列不完全正交，从而引起多址干扰；
由于使用相同的载频，许多用户共用一个信道，强信号对弱信号有着明显的抑制作用，从而产生“远－－近”效应，影响用户通话。 CDMA系统缺点 缺点主要有多址干扰、远近效应 强信号对弱信号有着明显的抑制作用 CDMA系统中采用功率控制技术解决“远---进”效应。

4 我国CDMA系统频率使用规划 我国CDMA系统频率使用规划
联通新时空CDMA占用的载频上行（825MHz-835MHz）下行（870MHz-880MHz） 载频计算： 上行：载频=0.030MHz*载频号 MHz 下行：载频=0.030MHz*载频号 MHz 载频号 信道号 上行（MHz） 下行（MHz） 7 283 833.49 878.49 6 242 832.26 877.26 5 201 831.03 876.03 4 160 829.80 874.80 3 119 828.57 873.57 2 78 827.34 872.34 1 37 826.11 871.11 我国CDMA系统频率使用规划 联通新时空CDMA占用的载频上行（825MHz-835MHz）下行（870MHz-880MHz） 上下行间隔45M 已经使用283（ ）、201号载频（ ）

5 CDMA系统编号计划 CDMA系统编号计划 MSISDN：移动用户号码 CC+NDS+SN IMSI:国际移动用户识别码
MCC+MNC+MSIN 国家号码86 移动 数字蜂窝移动业务接入号133 移动网号 联通：03 移动用户号 移动用户识别码 CDMA系统编号计划 移动用户号码包括国家号码、数字蜂窝移动业务接入号、移动用户号 国际移动用户识别码包括移动国家号码、移动网号、移动用户识别码 采用国际移动用户识别码的原因：国家号码位数不同，增加系统识别运算的负担

6 CDMA系统构成 A E Q F L C H N D M Abis B G CDMA系统结构图 MSC HLR EIR SC BSC BTS
OMC AUC SME IWF VLR PSTN ISDN PSPDN A E Q F L Um C H N D M Abis B G Pi Ai Di 功能模块 接口 CDMA系统结构图

7 CDMA系统构成部件说明： BSC 基站控制器 对一个或多个BTS进行控制及相应呼叫控制的功能实体 BTS 基站收发信机
为一个小区服务的无线收发设备 MSC 移动交换中心 对位于它管辖区域中的移动台进行控制、交换的功能实体 OMC 操作维护中心 操作、维护系统中的各种功能实体 AUC 鉴权中心 为认证移动用户的身份和产生相应的鉴定参数的功能实体 EIR 设备识别寄存器 存储有关移动台设备参数的数据库 HLR 归属位置寄存器 管理部门用于移动用户管理的数据库 BSC 基站控制器 对一个或多个BTS进行控制及相应呼叫控制的功能实体 BTS 基站收发信机 为一个小区服务的无线收发设备 MSC 移动交换中心 对位于它管辖区域中的移动台进行控制、交换的功能实体 OMC 操作维护中心 操作、维护系统中的各种功能实体 AUC 鉴权中心 为认证移动用户的身份和产生相应的鉴定参数的功能实体 EIR 设备识别寄存器 存储有关移动台设备参数的数据库 HLR 归属位置寄存器 管理部门用于移动用户管理的数据库

8 CDMA系统构成部件说明： VLR 拜访位置寄存器 MSC为所管辖区域中MS的呼叫、所需检索信息的数据库 MS 移动台 ISDN
综合业务数字网 PSTN 公用电话交换网 PSPDN 公用数据交换网 PLMN 共用陆地移动网 SC 短消息中心 VLR 拜访位置寄存器 MSC为所管辖区域中MS的呼叫、所需检索信息的数据库 MS 移动台 ISDN 综合业务数字网 PSTN 公用电话交换网 PSPDN 公用数据交换网 PLMN 共用陆地移动网 SC 短消息中心

9 CDMA 系统接口、协议 CDMA 系统接口、协议 接口：代表两个相邻实体之间的连接点。 协议：说明连接点上交换信息需要遵守的规则。 Um
IS95 L3 IS95 L2 IS95 L1 Abis L3 Abis L2 Abis L1 BSSAP SCCP MTP TCAP MAP Um Abis A MS BTS BSC MSC CDMA 系统接口、协议 接口与协议的概念： 接口：代表两个相邻实体之间的连接点。 协议：说明连接点上交换信息需要遵守的规则。 简单介绍U、Abis、A接口位置 CDMA网络结构协议图

10 CDMA信道类型 CDMA信道类型 BTS W0: PILOT ACCESS W32: SYNC TRAFFIC W1: PAGING
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 CDMA信道类型 CDMA系统信道包括前向信道与后向信道 前向信道包括到频信道、同步信道、寻呼信道、业务信道 反向信道包括接入信道与业务信道 BTS W0: PILOT ACCESS W32: SYNC W1: PAGING Wn: TRAFFIC TRAFFIC

11 CDMA系统前向信道结构 CDMA系统前向信道结构 前向业务信道示意图
(基站发送的1.23 MHz 信道) … 导频信道 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 W2 W7 W8 W31 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系统前向信道结构 前向业务信道示意图 通过PN码区分信道，一共64个信道，0为导频信道、32为同步信道、1----7为寻呼信道，其他为业务信道

12 导频、同步、寻呼信道结构 导频、同步、寻呼信道结构 图中标处导频信道、同步信道、寻呼信道的结构 导频信道使用不经过处理的0号信道
（全0） Walsh (0) 去QPSK 2.4ksps 4.8ksps 调制 符号 码符号 重复的 1.2kbps 卷积编码 r=1/2,K=9 重复 块交织 同步信道比特 Walsh (32) 寻呼信道比特 19.2ksps 9.6ksps 9.6kbps 4.8kbps 寻呼信道P 的长码掩码 长码发生器 抽取器 1.2288Mcps Walsh (N) 导频、同步、寻呼信道结构 图中标处导频信道、同步信道、寻呼信道的结构 导频信道使用不经过处理的0号信道 同步信道使用32号信道，需要经过卷积编码、交织 寻呼信道使用1----7号信道，需要经过卷积编码、交织，在经过扰码后通过WALSH码扩频后进行发送

13 CDMA系统前向业务信道结构 CDMA系统前向业务信道结构 + 业务信道经过扰码，进行加密
Add Frame Quality Indicator F-TCH bits Add 8 Encoder Tail bits Convolutional Encoder R=1/2, K=9 Symbol Repetition Block Interleaver (384 Symbols) + Symbol point Mapping ( 0+1, -1) Channel Gain F-PSCH gain Power Control bit position Decimator Long code Generator (1.2288Mcps) Power Control bits 800Hz Power Control Symbol Puncture User n’s Long Code Mask Bits 8 12 Data Rate (kbps) 1.2 2.4 4.8 9.6 Factpr 8X 4X 2X 1X 19.2 ksps Bits/Frame 16 40 80 172 Wn To QPSK CDMA系统前向业务信道结构 业务信道经过扰码，进行加密

14 CDMA系统反向信道结构 CDMA系统反向信道结构 反向 CDMA 信道 ( 基站接收的 1.23 MHz ) 以长码 进行编址 与寻呼信道
有关的接入信道 业务 1 CDMA系统反向信道结构

15 R-ACH信道结构 R-ACH信道结构 + 接入信道不采用数据突发随机化，（只用于在说话间隔间降低平均功率），接入信道与说话无关。
R-ACH bits Add 8 Encoder Tail bits Convolutional Encoder R=1/3, K=9 Symbol Repetition Block Interleaver (576 Symbols) 64-ary Othogonal Modulator Data Burst Randomizer Long code Generator (1.2288Mbps) User n’s Long Code Mask Data Rate (kbps) 4.8 Factpr 2X 28.8 ksps Bits/Frame 88 + To OQPSK ksps R-ACH信道结构 接入信道不采用数据突发随机化，（只用于在说话间隔间降低平均功率），接入信道与说话无关。

16 CDMA系统反向业务信道结构 CDMA系统反向业务信道结构 + Add Frame Quality Indicator R-TCH bits
Add 8 Encoder Tail Bits Convolutional Encoder R=1/3, K=9 Symbol Repetition Block Interleaver (576 Symbols) 64-ary Othogonal Modulator Data Burst Randomizer Long code Generator (1.2288Mbps) User n’s Long Code Mask Bits 8 12 Data Rate (kbps) 1.2 2.4 4.8 9.6 Factpr 8X 4X 2X 1X 28.8 ksps Bits/Frame 16 40 80 172 + To OQPSK ksps CDMA系统反向业务信道结构 反向信道包括接入信道与业务信道 业务信道速率为：9600/4800/2400/1200bps 采用1/3的卷积编码， 采用数据突发化算法屏蔽码重复产生的冗余数据 采用64阶Walsh码调制数据 采用长码为移动台提供唯一的码指配 短序列扰码，采用OQPSK调制 没有导频信道，反向只能采用非相干接收技术，接收性能比相干接收差3dB，必须采用一些措施弥补性能上的不足

17 CDMA关键技术 CDMA关键技术包括：分集技术 功率控制 切换 软容量 扩频 语音编码 定位

18 分集技术 分集技术（diversity techniques）：利用多条传输相同信息且有尽量相等的平均信号强度和相互独立衰落特性的信号路径，并在接收端对这些信号进行适当的合并，以便大大降低多经衰落的影响，从而改善传输的可靠性。 分集 空间分集 时间分集 极化分集 角度分集 频率分集 分集技术 分集技术 概念：利用多条传输相同信息且有尽量相等的平均信号强度和相互独立衰落特性的信号路径，并在接收端对这些信号进行适当的合并，以便大大降低多经衰落的影响，从而改善传输的可靠性。 分别介绍几种分集：空间分集、时间分集、极化分集、角度分集、频率分集

19 CDMA系统应用的分集技术 CDMA系统应用的分集技术 时间分集 频率分集 时间分集 频率分集 采用符号交织，检错纠错编码等方法。
将能量扩展到宽带中实现。CDMA将信号扩展到整个1.23M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 CDMA系统应用的分集技术 时间分集 采用符号交织，检错纠错编码等方法。（隐分集技术） 频率分集 将能量扩展到宽带中实现。CDMA将信号扩展到整个1.23M上。（扩频技术） 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

20 RAKE接收技术 在移动通信中，移动台与基站之间的环境复杂，到达接收信号不会是一条路径来的信号，而是多径合成信号。对于采用其他技术的移动通信系统，只能采用复杂的抵抗技术，减少影响。而对采用CDMA技术的移动通信系统，由于CDMA的相关特性，只要路径之间的时延差大于一个PN码片宽度，就可以利用多径信号加强接收效果，此种技术称为RAKE分集接收技术（俗称路径分集）。 一般RAKE接收机由搜索器（Searcher）、解调器（Finger）、合并器（Combiner）3个模块组成。搜索器完成路径搜索，主要原理是利用码的自相关及互相关特性。解调器完成信号的解扩、解调，解调器的个数决定了解调的路径数，通常CDMA基站系统一个RAKE接收机由4个Finger组成，移动台由3个Finger组成。合并器完成多个解调器输出的信号的合并处理，通用的合并算法有选择式相加合并、等增益合并、最大比合并3种。合并后的信号输出到译码单元，进行信道译码处理。 RAKE接收技术 在移动通信中，移动台与基站之间的环境复杂，到达接收信号不会是一条路径来的信号，而是多径合成信号。对于采用其他技术的移动通信系统，只能采用复杂的抵抗技术，减少影响。而对采用CDMA技术的移动通信系统，由于CDMA的相关特性，只要路径之间的时延差大于一个PN码片宽度，就可以利用多径信号加强接收效果，此种技术称为RAKE分集接收技术（俗称路径分集）。 一般RAKE接收机由搜索器（Searcher）、解调器（Finger）、合并器（Combiner）3个模块组成。搜索器完成路径搜索，主要原理是利用码的自相关及互相关特性。解调器完成信号的解扩、解调，解调器的个数决定了解调的路径数，通常CDMA基站系统一个RAKE接收机由4个Finger组成，移动台由3个Finger组成。合并器完成多个解调器输出的信号的合并处理，通用的合并算法有选择式相加合并、等增益合并、最大比合并3种。合并后的信号输出到译码单元，进行信道译码处理。