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1、第六章第六章第六章第六章窄带窄带窄带窄带CDMACDMA数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统 第六章第六章 纲要纲要n6.1 概述 q6.1.1 CDMA系列标准简介q6.1.2 CDMA系统特点q6.1.3 CDMA系统的地址码n6.2 IS-95前向信道 q6.2.1 导频信道q6.2.2 同步信道q6.2.3 寻呼信道q6.2.4 业务信道2n6.3 IS-95反向信道 q6.3.1 接入信道q6.3.2 业务信道n6.4 IS-95前向链路与反向链路比较n6.5 IS-95链路增强技术q6.5.1 功率控制q6.5.2 软切换q6.5.3 多
2、种分集技术第六章第六章 纲要纲要36.1 概述 6.1.1 CDMA系列标准简介 46.1 概述 6.1.2 CDMA系统特点 n 容量大单小区的反向连路容量 假设小区中有M个用户，功率控制使基站接收到的各用户的功率相等为 ，则用户的载干比为：Gp=B/Rb扩频增益 56.1 概述 6.1.2 CDMA系统特点 n 容量大考虑语音激活技术的影响 如果CDMA系统的语音工作周期用变量 表示，则容量公式可以修正为：典型双工通话中语音工作周期约为35%。若采用语音激活技术，CDMA系统容量可提高1/0.35=2.86倍。66.1 概述 6.1.2 CDMA系统特点 n 容量大考虑扇区划分的影响 CD
3、MA小区扇区化后每根天线仅接收其中一个扇区的用户信号，干扰可会有明显减少，设增容系数为Gs则：通常把小区分成3个扇区，实际中接收天线大约有15%的重复覆盖区，因此有效的增容系数为：76.1 概述 6.1.2 CDMA系统特点 n 容量大多小区系统反向信道容量 在多小区系统中必须考虑相邻小区的干扰，CDMA系统中所有小区都可以使用相同频率，高通的模拟实验表明，来自其它小区的干扰是本小区干扰的35%，加上频率再用效率系数 的影响：86.1 概述 6.1.2 CDMA系统特点 n 容量大IS-95反向连路容量 Gp=128 Eb/N0=7dB Fe=0.65 96.1 概述 6.1.2 CDMA系统
4、特点 n 软容量软容量示意图 邻小区 本小区106.1 概述 6.1.2 CDMA系统特点 n 软容量CDMA系统的小区呼吸导频A10dBm导频B10dBmABAABA导频A6dBm导频B14dBm116.1 概述 6.1.2 CDMA系统特点 n 软切换u改善话音质量；u控制手机干扰u降低掉话率；u提高容量u增大覆盖范围126.1 概述 6.1.2 CDMA系统特点 n 发射功率低“绿色手机”n 更有利于实现大范围覆盖 n 频率规划简单n 建网成本低n 保密性好 136.1 概述 6.1.3 CDMA系统的地址码 n 地址码类型 用户地址码：上向链路区分不同的移动用户信道地址码：下行链路区分
5、小区内的不同信道基站地址码：上、下行信道区分不同的基站 常用的地址码：m序列、Gold码、Walsh码 146.1 概述 6.1.3 CDMA系统的地址码 n IS-95用户地址码设计 长m序列：周期为242-1特征多项式该序列的周期为41天，参考相位和系统时钟的一个特殊参考时间点保持同步，不同的移动台在接入反向业务信道时将随机分配一个延时相位，并与以该移动台置换后的电子序列号（ESN）做为掩码，产生不同相位的地址码。156.1 概述 6.1.3 CDMA系统的地址码 n IS-95用户地址码设计 长m序列反多项式和采用MSRG实现结构166.1 概述 6.1.3 CDMA系统的地址码 n I
6、S-95用户地址码设计 IS-95反向业务信道长码掩码格式 置乱消除ESN之间的相关性 176.1 概述 6.1.3 CDMA系统的地址码 n IS-95信道地址码设计 选用了周期为64的正交Walsh码通过Hadamard矩阵产生把第i行记作Hi结构一种典型的配置方案是：u 1条导频信道采用全0的u 1条同步信道采用u 7条寻呼信道采用 u 55条业务信道采用 ，186.1 概述 6.1.3 CDMA系统的地址码 n IS-95基站地址码设计 采用两个短PN码，码长为215-1，分别用于上下链路QPSK和OQPSK调制的同相（I）和正交（Q）分路周期改造：215-1215IS-95最多可提供
7、的基站地址的数目为215/64=512个IS-95规定各基站地址码的相位差是64个码片的整数倍196.2 IS-95前向信道 n 前向链路信道类型及配置 206.2 IS-95前向信道 6.2.1 导频信道 大功率连续发送导频信号，为MS完成相干解调提供参考相位，通常占总发射功率的1220%以19.2Kbit/s的速率发送全“0”码，仅经过正交调制后发射，所以移动台很容易捕获它。通过它移动台还可以获得初始系统同步，完成对基站信号的时间、频率和相位的跟踪216.2 IS-95前向信道 6.2.2 同步信道 同步信道反复广播系统的同步信息，包括基站协议版本、系统和网络识别号、导频序列的偏置指数、详
8、细的时间信息、寻呼信道速率、信道数量等信息。226.2 IS-95前向信道 6.2.3 寻呼信道 在呼叫建立阶段传输控制信息，其操作如下 寻呼信道长码掩码格式 236.2 IS-95前向信道 6.2.4 业务信道 业务信道操作 246.2 IS-95前向信道 6.2.4 业务信道 业务信道帧结构 256.3 IS-95反向信道 n 反向链路信道类型及配置 266.3 IS-95反向信道 6.3.1 接入信道 接入信道操作 接入信道长码掩码格式 每6个二进制编码符号选择64阶Walsh序列Hi中的一个准则为：276.3 IS-95反向信道 6.3.2 业务信道 业务信道操作 286.3 IS-9
9、5反向信道 n功率控制突发方案 6.3.2 业务信道 取出前一帧的倒数第二个功率控制组中用于长PN码的最后14个比特，并结合发送数据的速率模式来决定。将14位比特从高位到低位记作 ，每帧16个功率控制组序号记作015，则：对于全速率（9.6Kbit/s）数据，将在015所有16个功率控制组上发送；对于半速率（4.8Kbit/s）数据，将在b0，2+b1，4+b2，6+b3，8+b4，10+b5，12+b6，14+b7 8个功率控制组上发送；296.3 IS-95反向信道 n功率控制突发方案 6.3.2 业务信道 对于1/4速率（2.4Kbit/s）数据，根据控制比特b8b9b12b11的取值从
10、下表中选择4个功率控制组发送控制比特及其取值b8b9b10b1101010101功率控制组序号b02+b14+b26+b38+b410+b512+b614+b7306.3 IS-95反向信道 n功率控制突发方案 6.3.2 业务信道 对于1/8速率（1.2Kbit/s）数据，根据控制比特b8b9b12和b10b11b13的取值，分别从表1和表2中选择1个功率控制组，共2个功率控制组发送。控制比特b8b90101b120b02+b114+b26+b3表1 1/8速率突发选择I 316.3 IS-95反向信道 n功率控制突发方案 6.3.2 业务信道 表2 1/8速率突发选择II 控制比特B10b
11、110101b1308+b410+b5112+b614+b7326.4 IS-95前向链路与反向链路比较 调制解调方式卷积编码与交织方式Walsh码的使用.参数前向链路反向链路卷积编码约束长度9，编码效率1/2约束长度9，编码效率1/3交织1帧，384个符号1帧，576个符号Walsh序列用作信道地址码提供64进制调制长PN序列数据加扰用作用户地址码重复的符号发送所有符号通过门控筛选调制QPSKOQPSK336.5 IS-95链路增强技术 6.5.1 功率控制 功率控制作用 u 克服远近效应和多径衰落u 减小多址干扰，提高通信质量u 延长电池使用时间 功率控制分类 u 前向功率控制和反向功率控
12、制u 开环功率控制和闭环功率控制346.5 IS-95链路增强技术 6.5.1 功率控制 反向开环功率控制 手机发射信号测量前向链路信号强度并以此调节发射功率。基站发射信号开环功控的主要作用：一是调制移动台初始接入时的发射功率，二是补偿阴影和远近效应导致的衰耗。356.5 IS-95链路增强技术 6.5.1 功率控制 反向闭环功率控制 手机发射信号测量反向链路信号强度产生功率控制比特，通过功率控制子信道发给手机。基站发射信号依据功率控制比特增加或减低发射功率。366.5 IS-95链路增强技术 6.5.1 功率控制 前向功率控制 u 逻辑信道功率分配u 前向链路发射功率控制前向闭环功率控制 F
13、orwardRFBSCBTSSyncPilotPagingmoreShort PNTrans-mitter,Sector XSI QUser 1User 2User 3Vocoder/SelectorHelp!376.5 IS-95链路增强技术 6.5.2 软切换 软切换定义HandsetRake ReceiverRFPN WalshPN WalshPN WalshSearcherPN W=0SVoiceDataMessagesPilot Ec/IoBTSBSCBTSSel.386.5 IS-95链路增强技术 6.5.2 软切换 IS-95系统为每个移动台维护的导频集 活动导频集活动导频集候选导频集候选导频集邻区导频集邻区导频集剩余导频集剩余导频集活动导频集未满或者候选导频强度比活动导频超过T_COMP强度低于T_DROP，且持续时间超过T_TDROPEc/IoT_ADD396.5 IS-95链路增强技术 6.5.2 软切换 软切换实现过程 406.5 IS-95链路增强技术 6.5.3 多种分集技术 时间分集频率分集空间分集多径分集 41 作业作业w参考本章思考练习题4243