CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技能基礎(chǔ)培訓(xùn)教材一-文檔

1、CDMA 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技能考評(píng)培訓(xùn) 教材第一部分 CDMA 基礎(chǔ)知識(shí)第 1 章 CDMA 技術(shù)原理 11.1 CDMA技術(shù)的發(fā)展 11.1.1主要移動(dòng)通信系統(tǒng)介紹 11.1.2第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 21.2 多址技術(shù) 11.2.1 頻分多址 11.2.2 時(shí)分多址 11.2.3 碼分多址 21.3 擴(kuò)頻通信原理 21.3.1擴(kuò)頻通信基本概念 21.3.2擴(kuò)頻通信的基本原理 31.3.3擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ) 31.4 CDMA 碼序列 41.4.1 Walsh 碼 41.4.2 PN 短碼 51.4.3 PN 長(zhǎng)碼 71.4.4 三種擴(kuò)頻碼的比較 81.5 CDMA 關(guān)鍵技術(shù) 81.5.1 功率

2、控制 81.5.2 軟切換 111.5.3 RAKE 接收機(jī)工作原理 151.5.4 CDMA 呼吸效應(yīng) 15第 2 章 CDMA 的信道 172.1 IS-95 信道 172.1.1 反向 CDMA 信道 172.1.2 前向 CDMA 信道 182.2 CDMA2000 1x 的新特性 202.2.1 CDMA2000 1x 信道 21第 3 章 CDMA 空中信令流程 243.1 與信令流程有關(guān)的幾個(gè)概念 243.1.1 IMSI 243.1.2 ESN 243.1.3 登記 243.1.4 導(dǎo)頻信號(hào)集 253.2 移動(dòng)臺(tái)狀態(tài)變遷流程 253.3 CDMA基本信令流程 293.3.1 語(yǔ)

3、音業(yè)務(wù)起呼 293.3.2 語(yǔ)音業(yè)務(wù)被呼 293.3.3 位置登記的流程 303.3.4 短消息的流程 313.3.5 切換流程 333.3.6 語(yǔ)音業(yè)務(wù)釋放 343.3.7 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)起呼 35第 4 章 CDMA 空口技術(shù)規(guī)范、協(xié)議 374.1 協(xié)議架構(gòu) 374.2 空中接口層次結(jié)構(gòu) 374.2.1 物理層描述 374.2.2 MAC 層描述 384.2.3 LAC 層描述 384.2.4 層 3 描述 394.3 A 接口協(xié)議層次 394.3.1 A 接口協(xié)議層次結(jié)構(gòu) 394.3.2 內(nèi)部接口層次結(jié)構(gòu) 39第 5 章 CDMA 2000 1X EV-DO 原理 405.1 1X EV-DO

4、 系統(tǒng)概述 405.1.1 CDMA2000 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn) 405.1.2 1X EV-DO 與 IS-95/1X 網(wǎng)絡(luò)的兼容性 405.1.3 從 CDMA2000 1X 向 1X EV-DO 演進(jìn) 415.2 1X EV-DO 協(xié)議與物理層技術(shù) 415.2.1 1X EV-DO 網(wǎng)絡(luò)參考模型 415.2.2 1X EV-DO 空中接口協(xié)議模型 435.2.3 1X EV-DO 前向信道 455.2.4 1X EV-DO 反向信道 465.3 1X EV-DO 空中接口關(guān)鍵技術(shù) 485.3.1 前向時(shí)分復(fù)用 485.3.2 前向自適應(yīng)調(diào)制和編碼技術(shù) 485.3.3 前向 HARQ 495.

5、3.4 前向鏈路調(diào)度算法 495.3.5 前向快速扇區(qū)選擇和切換 505.3.6 速率控制 515.4 1X EV-DO Rev.A 515.4.1 1X EV-DO Rev.A 技術(shù)改進(jìn) 515.4.2 物理層新增功能 525.5 CDMA2000 1X EV-DO數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流程 555.5.1 AT 始呼流程 565.5.2 AT 發(fā)起的呼叫激活流程 58第1章CDMA技術(shù)原理1.1 CDMA技術(shù)的發(fā)展移動(dòng)通信系指通信雙方或至少一方是處于移動(dòng)中進(jìn)行信息交流的通信。20年代開(kāi)始在軍事及某些特殊領(lǐng)域使用，40年代才逐步向民用擴(kuò)展，最近十年間才是移動(dòng)通信真正迅猛發(fā)展的時(shí)期，而且由于其許多的優(yōu)點(diǎn)，前

6、景十分廣闊。第一代：1980年出現(xiàn)，為模擬話音通信系統(tǒng)，如AMPS、TACS、NMT、NTT等系統(tǒng)。第二代：1980年末出現(xiàn)，傳遞話音和低速數(shù)據(jù)，為窄帶數(shù)字通信系統(tǒng)，如GSM、PDC、D-AMPS、CDMA （ IS95）等。第二代半：2019年出現(xiàn)，用于解決中速數(shù)據(jù)傳遞的數(shù)字通信系統(tǒng)，如GPRS、IS95B等第三代：用于傳遞高速數(shù)據(jù)，以支持多媒體應(yīng)用，如 WCDMA、CDMA2000、TD-SC DMA 等。1.1.1主要移動(dòng)通信系統(tǒng)介紹AMPS先進(jìn)的移動(dòng)電話系統(tǒng)（AMPS），使用模擬蜂窩傳輸?shù)?800MHz頻帶。AMPS在北美、 南美和部分環(huán)太平洋國(guó)家廣泛使用。TACS全接入通信系統(tǒng)（TA

7、CS），使用900MHz頻帶。有兩種版本的 TACS : ETACS （歐洲） 和NTACS （日本），英國(guó)、日本和部分亞洲國(guó)家廣泛使用該標(biāo)準(zhǔn)。GSM全球移動(dòng)通信系統(tǒng) （GSM），使用900MHz頻帶，使用1800MHz頻帶的叫 DCS 1800。 GSM發(fā)源于歐洲，它是作為全球數(shù)字蜂窩通信的 TDMA標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的。GSM支持64kbi t/s的數(shù)據(jù)，可與ISDN互連.GSM采用FDD雙工方式，TDMA多址方式，每載頻支持 8 信道，使用200kHz的帶寬。IS-54北美數(shù)字蜂窩（IS-54）標(biāo)準(zhǔn)，使用800MHz頻帶，也叫D-AMPS。IS-54在兩種北美 數(shù)字蜂窩標(biāo)準(zhǔn)中，是較早推出的一種，

8、它指定使用TDMA。IS-95北美數(shù)字蜂窩（IS-95）標(biāo)準(zhǔn)，使用800MHz頻帶或1.9GHz頻帶。IS-95指定使用CD MA，CDMA成為美國(guó)PCS網(wǎng)的首選技術(shù)。目前 54%的許可證持有者使用 CDMA 。 CDMA One是IS-95品牌名稱(chēng)，CDMA2000無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)也是以 IS-95為基礎(chǔ)演變的。1.1.2 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)能提供多種類(lèi)型、高質(zhì)量的多媒體業(yè)務(wù)，能實(shí)現(xiàn)全球無(wú)縫覆蓋， 具有全球漫游能力，可與固定網(wǎng)絡(luò)相兼容，小型便攜式終端在任何時(shí)候、任何地點(diǎn)可以進(jìn) 行任何種類(lèi)的通信。 由于其諸多的優(yōu)點(diǎn)， 吸引了全世界各個(gè)運(yùn)營(yíng)商、 生產(chǎn)廠家與廣大用戶(hù)。 1. IM

9、T-2000 的歷史第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)最早由國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU ) 1985年提出，曾被稱(chēng)為未來(lái)公眾陸地移動(dòng)通信系統(tǒng) FPLMTS (Future Public Land Mobile Telecommunication System),后來(lái) 考慮到該系統(tǒng)將于 2000 年左右進(jìn)入商用市場(chǎng)，并且其工作的頻段在 2000MHz ，故于 2019 年正式更名為 IMT-2000 ( International Mobile Telecommunication-2000 )。2. 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的目標(biāo)( 1)能實(shí)現(xiàn)全球漫游：用戶(hù)可以在整個(gè)系統(tǒng)甚至全球范圍內(nèi)漫游,且可以在不同速率、 不同的運(yùn)動(dòng)狀

10、態(tài)下獲得有質(zhì)量保證的服務(wù)；( 2)能提供多種業(yè)務(wù)：提供話音、可變速率的數(shù)據(jù)、視頻通話業(yè)務(wù),特別是多媒體業(yè)務(wù)；( 3)能適應(yīng)多種環(huán)境：可以綜合現(xiàn)有的公眾電話交換網(wǎng)(PSTN )、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)、無(wú)繩系統(tǒng)、地面移動(dòng)通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)等多種系統(tǒng),提供無(wú)縫隙的覆蓋；( 4)足夠的系統(tǒng)容量,強(qiáng)大的多種用戶(hù)管理能力,高保密性能和服務(wù)質(zhì)量。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，對(duì)其無(wú)線傳輸技術(shù)(RTT : Radio Transmission Technology)提出了以下要求；(1) 高速傳輸以支持多媒體任務(wù)室內(nèi)環(huán)境至少2Mbit/s :室內(nèi)外步行環(huán)境至少 384kbit/s :室外車(chē)輛運(yùn)動(dòng)中至少 144kbit/s ;

11、衛(wèi)星移動(dòng)環(huán)境至少 9.6kbit/s ；( 2)傳輸速率能夠按需分配；( 3)上下行鏈路能適應(yīng)不對(duì)稱(chēng)需求。 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的引入是一個(gè)漸變演進(jìn)的過(guò)程,并充分考慮向下兼容的原則。通 信業(yè)務(wù)方面,將以第二代出現(xiàn)的各種業(yè)務(wù)為基礎(chǔ),逐步引入寬帶及多媒體業(yè)務(wù);通信技術(shù) 方面,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和設(shè)施將與有線網(wǎng)的智能化、寬帶化結(jié)合在一起,通過(guò)一種演變的過(guò)程進(jìn) 入第三代,而無(wú)線傳輸技術(shù)將經(jīng)歷一場(chǎng)革命,為第三代移動(dòng)通信新業(yè)務(wù)的提供奠定基礎(chǔ)。3. 第三代移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)化的制定第三代移動(dòng)通信系統(tǒng) IMT-2000 的標(biāo)準(zhǔn)化工作是在國(guó)際電信聯(lián)盟的指導(dǎo)下有組織有步 驟地進(jìn)行的。 目前在 ITU 組織中負(fù)責(zé)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)

12、體制技術(shù)規(guī)范制定的工作組主要 包括如下三個(gè)： ITU-R 、 ITU-T 、 ICG.ITU-R ：負(fù)責(zé)系統(tǒng)集成無(wú)線部分,解決頻譜與法規(guī)問(wèn)題,協(xié)調(diào)無(wú)線傳輸技術(shù)的評(píng)估活 動(dòng)。IUT-T ：負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)端的標(biāo)準(zhǔn)化工作 .主要包括網(wǎng)絡(luò)部分、信令與協(xié)議、編號(hào)與尋址、網(wǎng)管及安全性等問(wèn)題。ICG for IMT-2000 ：中間協(xié)調(diào)組， 負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)工作， 使 ITU-R 和 ITU-T 之間能定期進(jìn)行 交流，并協(xié)調(diào)在制定 IMT-2000 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題。4. IMT-2000 標(biāo)準(zhǔn)的頻率制定1992 年負(fù)責(zé)全球無(wú)線頻率管理和分配的 WARC-92 大會(huì)根據(jù)當(dāng)時(shí) CCIR 對(duì)未來(lái)陸地移 動(dòng)通信需要頻率

13、的估算，確定在 2GHz 周?chē)偣脖俪?230MHz 頻帶作為第三代移動(dòng)通信系 統(tǒng)的專(zhuān)用頻率：18852025MHz 、 21102200MHz 作為 2000 年以后的全球性移動(dòng)通信使用，其中衛(wèi)星 通信使用的頻段 19802019MHz 和 2170-2200MHz 最遲到 2019 年退出。2019 年 WRC 大會(huì)作出決議，對(duì)分配給移動(dòng)衛(wèi)星業(yè)務(wù)的頻率又做了少量變動(dòng)，為第二 大區(qū)增加了 2019-2025MHz 和 2160-2170MHz 頻段，且要求退出頻率的時(shí)間提前到 2000 年。IMT-2000 將使用 18751975MHz 和 21102160MHz 兩段頻率，目前各國(guó)及國(guó)際

14、組織 對(duì)移動(dòng)通信頻率的劃分也各不相同。3G 頻率劃分如下圖 1-1 所示，圖 1-1 3G 頻率劃分5. 目前對(duì) 3G 的研究目前 ITU 對(duì) 3G 的研究工作主要由 3GPP 和 3GPP2 來(lái)承擔(dān)。3GPP:是以 WCDMA 為基礎(chǔ)，集合了 Erission , Nokia , Simense等歐洲公司以及日 本的NTT，韓國(guó)的一些公司，共同研究3G的組織。3GPP2 :是以CDMA2000為基礎(chǔ)，集合了 Qualcomm，Luce nt等美國(guó)公司及日本的 ARIB，韓國(guó)的一些公司，共同研究3G的組織。6. 3G 的 RTT 技術(shù)IMT-2000中最關(guān)鍵的是無(wú)線傳輸技術(shù)（ RTT）。為了確

15、定IMT-2000 RTT的關(guān)鍵技術(shù)，ITU 對(duì)多種無(wú)線接入方案（衛(wèi)星接入除外）進(jìn)行了艱難的融合，以盡可能達(dá)到形成統(tǒng)一的RTT 標(biāo)準(zhǔn)的目的。 但是， 經(jīng)過(guò)一年多的研究之后， ITU 發(fā)現(xiàn)要想獲得不同 RTT 技術(shù)間的完 全融合是根本行不通的。因此，2019年 11月， ITU TG8/1 在芬蘭舉行的會(huì)議上通過(guò)了“ IMT-2000 無(wú)線接口技術(shù)規(guī)范” ，最終確定了 IMT-2000 可用的 5 種 RTT 技術(shù)，這些技術(shù)覆 蓋了歐洲與日本的 WCDMA 、美國(guó)的 cdma2000 和中國(guó)的 TD-SCDMA 。WCDMA 是歐洲和日本提出的寬帶 CDMA 標(biāo)準(zhǔn)，并且雙方已經(jīng)達(dá)成一致，彼此 間

16、差異很小。其技術(shù)特點(diǎn)是:頻分雙工，可適應(yīng)多種速率和多種業(yè)務(wù)；前向鏈路快速功率 控制、反向鏈路相干解調(diào)；支持不同載頻間切換，基站之間無(wú)須同步，適用于高速環(huán)境。CDMA2000 是北美基于 IS-95 系統(tǒng)演變而來(lái)的。其技術(shù)特點(diǎn)是:反向鏈路相干接收、前向鏈路發(fā)送分集；基站之間由GPS同步；與IS-95兼容性好，技術(shù)成熟、風(fēng)險(xiǎn)小，綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能好。TD-SCDMA 是中國(guó)第一次向 ITU 提出的擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的提案， 它基于 TDMA 和同步 CDMA 技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。其技術(shù)特點(diǎn)是：時(shí)分雙工（ TDD ），并結(jié)合了智能天線和軟 件無(wú)線電等多種先進(jìn)技術(shù)。7. CDMA2000 標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)CDMA200技

17、術(shù)的完整演進(jìn)過(guò)程如 錯(cuò)誤！未找到引用源。1-2所示。圖1-2 CDMA200技術(shù)的演進(jìn)過(guò)程真正在全球得到廣泛應(yīng)用的第一個(gè)CDMA準(zhǔn)是IS-95A，這一標(biāo)準(zhǔn)支持8K語(yǔ)音編碼服務(wù)、13K語(yǔ)音編碼服務(wù)，其中 13K語(yǔ)音編碼服務(wù)質(zhì)量已非常接近有線電話的語(yǔ)音質(zhì)量。隨 著移動(dòng)通信對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的增長(zhǎng)，2019年2月，美國(guó)Qualcomm公司宣布IS-95B標(biāo)準(zhǔn)用于CDM廛礎(chǔ)平臺(tái)。IS-95B提升了 CDMA系統(tǒng)性能，并增加了用戶(hù)移動(dòng)通信設(shè)備的數(shù)據(jù)流量， 提供對(duì)64 kbit/s 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持。采用 IS-95規(guī)范的CDM療統(tǒng)統(tǒng)稱(chēng)為CDMA One對(duì)應(yīng)CDMA200技術(shù)的演進(jìn)過(guò)程，CDMAF階段系統(tǒng)的描述

18、如表所示。表1-1 CDMA系統(tǒng)演進(jìn)系統(tǒng)速率業(yè)務(wù)階段CDMAOneiS-95A , IS-95B)14.4 kbit/s64 kbit/s語(yǔ)音/數(shù)據(jù)2GCDMA2000 1x153.6 kbit/s語(yǔ)音/數(shù)據(jù)2.5GCDMA2000 1x EV-DO2.4 Mbit/s以上數(shù)據(jù)3GCDMA2000 1x EV-DV4 M bit/s以上語(yǔ)音/數(shù)據(jù)3G1.2多址技術(shù)多址技術(shù)使眾多的用戶(hù)共用公共的通信線路。為使信號(hào)多路化而實(shí)現(xiàn)多址的方法基本上有三種，它們分別采用頻率、時(shí)間或代碼分隔的多址連接方式，即人們通常所稱(chēng)的頻分多址（FDMA ）、時(shí)分多址（TDMA ）和碼分多址（CDMA ）三種接入方式。0

19、用模型表示 了這三種方法簡(jiǎn)單的一個(gè)概念 圖1-3 三種多址方式概念示意圖FDMA是以不同的頻率信道實(shí)現(xiàn)通信的，TDMA是以不同的時(shí)隙實(shí)現(xiàn)通信的，CDMA是以不同的代碼序列實(shí)現(xiàn)通信的.1.2.1頻分多址頻分，有時(shí)也稱(chēng)之為信道化，就是把整個(gè)可分配的頻譜劃分成許多單個(gè)無(wú)線電信道（發(fā)射和接收載頻對(duì)），每個(gè)信道可以傳輸一路話音或控制信息。在系統(tǒng)的控制下，任何一個(gè) 用戶(hù)都可以接入這些信道中的任何一個(gè)。模擬蜂窩系統(tǒng)是FDMA結(jié)構(gòu)的一個(gè)典型例子，數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中也同樣可以采用FDMA，比如GSM和CDMA系統(tǒng)也采用了 FDMA。1.2.2時(shí)分多址時(shí)分多址是在一個(gè)帶寬的無(wú)線載波上，按時(shí)間（或稱(chēng)為時(shí)隙）劃分為若干時(shí)

20、分信道，每一用戶(hù)占用一個(gè)時(shí)隙，只在這一指定的時(shí)隙內(nèi)收（或發(fā)）信號(hào)，故稱(chēng)為時(shí)分多址。此多址方式在數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中采用，GSM系統(tǒng)也采用了此種方式。TDMA是一種較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，最簡(jiǎn)單的情況是單路載頻被劃分成許多不同的時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙傳輸一路突發(fā)式信息， TDMA中關(guān)鍵部分為用戶(hù)部分， 每一個(gè)用戶(hù)分配給一個(gè)時(shí)隙（在呼叫開(kāi)始時(shí)分配），用戶(hù)與基站之間進(jìn)行同步通信，并對(duì)時(shí)隙進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)自己的時(shí)隙到來(lái)時(shí)，移動(dòng)臺(tái)就啟動(dòng)接收和解調(diào)電路，對(duì)基站發(fā)來(lái)的突發(fā)式信息進(jìn)行解碼。同樣，當(dāng)用戶(hù)要發(fā)送信息時(shí)， 首先將信息進(jìn)行緩存，等到自己時(shí)隙的到來(lái)在時(shí)隙開(kāi)始后，再將信息 以加倍的速率發(fā)射出去，然后又開(kāi)始積累下一次突發(fā)式傳輸。TDM

21、A 的一個(gè)變形是在一個(gè)單頻信道上進(jìn)行發(fā)射和接收，稱(chēng)之為時(shí)分雙工（ TDD ）。 其最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)就是利用兩個(gè)時(shí)隙，一個(gè)發(fā)一個(gè)收。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射時(shí)基站接收、基站發(fā)射 時(shí)移動(dòng)臺(tái)接收，交替進(jìn)行。 TDD 具有 TDMA 結(jié)構(gòu)的許多優(yōu)點(diǎn)：突發(fā)式傳輸、不需要天線 的收發(fā)共用裝置等等。它的主要優(yōu)點(diǎn)是可以在單一載頻上實(shí)現(xiàn)發(fā)射和接收，而不需要上行 和下行兩個(gè)載頻， 不需要頻率切換， 因而可以降低成本。 TDD 的主要缺點(diǎn)是滿(mǎn)足不了大規(guī) 模系統(tǒng)的容量要求。1.2.3 碼分多址碼分多址是一種利用擴(kuò)頻技術(shù)所形成的不同的碼序列實(shí)現(xiàn)的多址方式，它不像 FDM A、 TDMA 那樣把用戶(hù)的信息從頻率和時(shí)間上進(jìn)行分離，它可在一

22、個(gè)信道上同時(shí)傳輸多個(gè) 用戶(hù)的信息，也就是說(shuō)，允許用戶(hù)之間的相互干擾。其關(guān)鍵是信息在傳輸以前要進(jìn)行特殊 的編碼，編碼后的信息混合后不會(huì)丟失原來(lái)的信息。有多少個(gè)互為正交的碼序列，就可以 有多少個(gè)用戶(hù)同時(shí)在一個(gè)載波上通信。每個(gè)發(fā)射機(jī)都有自己唯一的代碼（偽隨機(jī)碼） ，同 時(shí)接收機(jī)也知道要接收的代碼，用這個(gè)代碼作為信號(hào)的濾波器，接收機(jī)就能從所有其他信 號(hào)的背景中恢復(fù)成原來(lái)的信息碼（這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為解擴(kuò)） 。CDMA按照獲得帶寬信號(hào)所采取的調(diào)制方式分為直接序列擴(kuò)頻（DS）、跳頻（FH）和跳時(shí)（ TH ），如下 0 所示：圖 1-4 三種 CDMA 擴(kuò)頻方式概念示意圖1.3 擴(kuò)頻通信原理1.3.1 擴(kuò)頻通信基本

23、概念所謂擴(kuò)展頻譜通信，可定義如下：擴(kuò)頻通信技術(shù)是一種信息傳輸方式，其信號(hào)所占有 的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息所必需的最小帶寬； 頻帶的展寬是通過(guò)編碼及調(diào)制的方法實(shí)現(xiàn) 的，與所傳信息數(shù)據(jù)無(wú)關(guān)；在接收端則用相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)解調(diào)來(lái)解擴(kuò)及恢復(fù)所傳信 息數(shù)據(jù)。此定義包括四方面的內(nèi)容：（1）信號(hào)的頻譜被展寬了；（2）信號(hào)頻譜的展寬是通過(guò)擴(kuò)頻碼序列調(diào)制的方式實(shí)現(xiàn)的 .我們知道，在時(shí)間上有限的 信號(hào)，其頻譜是無(wú)限的 .信號(hào)的頻帶寬度與其持續(xù)時(shí)間近似成反比， 因此，如果用很窄的脈 沖序列被所傳的信息調(diào)制， 則可產(chǎn)生很寬的頻帶信號(hào) .這種很窄的脈沖碼序列， 其碼速率是 很高的，稱(chēng)為擴(kuò)頻碼序列；（3）采用的擴(kuò)頻碼序

24、列與所傳信息數(shù)據(jù)是無(wú)關(guān)的， 也就是說(shuō)它與一般的正弦波信號(hào)一 樣，絲毫不影響信息傳輸?shù)耐该餍?，擴(kuò)頻碼序列僅僅起擴(kuò)展信號(hào)頻譜的作用；（4）在接收端用相關(guān)解調(diào)來(lái)解擴(kuò)。1.3.2擴(kuò)頻通信的基本原理擴(kuò)頻通信的基本原理如圖1-5所示：圖1-5擴(kuò)頻通信基本原理在發(fā)端輸入的信息（比特率bit）先經(jīng)過(guò)信息調(diào)制形成數(shù)字信號(hào) （符號(hào)率symbol），然后由 擴(kuò)頻發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號(hào)以展寬信號(hào)的頻譜（碼片率chip）。展寬后的信號(hào)調(diào)制到射頻發(fā)送出去，在收端接收到的寬帶射頻信號(hào)，變頻至中頻，然后由本地產(chǎn)生 的與發(fā)端相同的擴(kuò)頻碼序列去解擴(kuò)，最后經(jīng)信息解調(diào)，恢復(fù)成原始信息輸出。由此可見(jiàn)， 一般的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)

25、都要進(jìn)行三次調(diào)制和相應(yīng)的解調(diào)。一次調(diào)制為信息調(diào)制，二次調(diào)制為 擴(kuò)頻調(diào)制，三次調(diào)制為射頻調(diào)制，以及相應(yīng)的信息解調(diào)，解擴(kuò)和射頻解調(diào)按照擴(kuò)展頻譜的方式不同，現(xiàn)有的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)可分為：直接序列（DS）擴(kuò)頻，跳頻（FH）擴(kuò)頻，跳時(shí)（TH）擴(kuò)頻，線性調(diào)頻（Chirp）擴(kuò)頻，以及上述幾種方式的組合。1.3.3擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)在擴(kuò)頻通信中采用寬頻帶的信號(hào)來(lái)傳送信息，主要是為了通信的安全可靠，這可用信 息論和抗干擾理論的基本觀點(diǎn)來(lái)解釋。信息論中的仙農(nóng)（Shannon' /其中C-信道容量（比特riog2（i+4-）N-噪聲功率W-信道帶寬（赫茲）S-信號(hào)功率此公式原意是說(shuō)：在給定信號(hào)功率 S和白噪聲功

26、率 N的情況下，只要采用某種編碼 系統(tǒng)，我們就能以任意小的差錯(cuò)概率，以接近于C的傳輸信息的速率來(lái)傳送信息。但同時(shí)此公式也指出，在保持信息傳輸速率C不變的條件下，我們可以用不同頻帶寬度W和信噪功率比 S/N來(lái)傳輸信息。換句話說(shuō)，頻帶W和信噪比S/N是可以互換的。如果增加頻帶寬度，就可以在較低的信噪比的情況下用相同的信息率以任意小的差錯(cuò)概率來(lái)傳 輸信息。甚至在信號(hào)被噪聲湮沒(méi)的情況下，只要相應(yīng)地增加信號(hào)帶寬，也能保持可靠的通 信此公式指明了采用擴(kuò)展頻譜信號(hào)進(jìn)行通信的優(yōu)越性，即用擴(kuò)展頻譜的方法以換取信噪比的增益。下圖1-6顯示出了擴(kuò)頻和解擴(kuò)的全過(guò)程圖1-6擴(kuò)頻、解擴(kuò)原理圖由此，我們可以看出，擴(kuò)頻通信具

27、備以下優(yōu)點(diǎn)：隱蔽性和保密性好多個(gè)用戶(hù)可以同時(shí)占用相同頻帶，實(shí)現(xiàn)多址抗衰落、抗多徑干擾抗干擾能力強(qiáng)1.4 CDMA 碼序列地址碼和擴(kuò)頻碼的設(shè)計(jì)是碼分多址體制的關(guān)鍵技術(shù)之一。 具有良好的相關(guān)特性和隨機(jī) 性的地址碼和擴(kuò)頻碼對(duì)碼分多址通信是非常重要的，對(duì)系統(tǒng)的性能具有決定的作用，它直 接關(guān)系到系統(tǒng)的多址能力，關(guān)系到抗干擾、抗噪聲、抗截獲的能力及多徑保護(hù)和抗衰落的 能力，關(guān)系到信息數(shù)據(jù)的隱蔽和保密，關(guān)系到捕獲與同步系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。在 CDMA 中需要采用地址碼來(lái)區(qū)分不同的地址，其中主要有以下四種不同類(lèi)型：(1)用戶(hù)地址：用于區(qū)分不同移動(dòng)用戶(hù)；(2) 多速率 (多媒體 )業(yè)務(wù)地址：用于多媒體業(yè)務(wù)中區(qū)分不同速率

28、類(lèi)型的業(yè)務(wù)；(3) 信道地址：用于區(qū)分每個(gè)小區(qū)或每個(gè)扇區(qū)內(nèi)的不同信道；(4) 基站地址：用于區(qū)分不同基站或扇區(qū)。其中： (1)、 (2)多用于反向信道，以移動(dòng)臺(tái)為主；(3)、 (4)多用于正向信道，以基站為主。1.4.1 Walsh 碼Walsh 碼(又稱(chēng)為 Walsh 函數(shù))有著良好的互相關(guān)和較好的自相關(guān)特性，由于在 CDMA 中采用了 Walsh 正交碼，下面我們介紹 Walsh 碼的生成與性質(zhì)。 Walsh 碼是正交擴(kuò)頻碼，根據(jù) Walsh 函數(shù)集而產(chǎn)生。 Walsh 函數(shù)是一類(lèi)取值介于 1 與 -1 的二元正 交函數(shù)系。它有多種等價(jià)定義方法，最常用的是 Hadamard 編號(hào)法。 Wa

29、lsh 函數(shù)集是完備 的非正弦型正交函數(shù)集，常用作用戶(hù)的地址碼。正交函數(shù)的產(chǎn)生過(guò)程如下圖 1-7 所示圖 1-7 Walsh 函數(shù)產(chǎn)生過(guò)程Walsh 碼的功能如下：在 CDMA2000 1X 中， Walsh 碼用于進(jìn)行前向擴(kuò)頻，區(qū)分扇區(qū)內(nèi)前向碼分信道，反向 做正交調(diào)制。 Walsh 碼在前向信道中的應(yīng)用如圖 1-8 所示。圖 1-8 中， Walsh 碼在 CDMA 中的應(yīng)用基站在相同頻率下同時(shí)發(fā)送幾條信道， 一個(gè)扇區(qū)下的所有手機(jī)都將收到包含所有 信道的復(fù)合信號(hào)，并且必須識(shí)別需要解調(diào)的信道。用 Walsh 碼區(qū)分這些前向信道的方法是：每個(gè)扇區(qū)有 64 個(gè)不同的 Walsh 碼，每個(gè) WaIs

30、h碼是64Chips，每一個(gè) Walsh碼經(jīng)過(guò)擴(kuò)頻后分配給一條信道，擴(kuò)頻速率是1.2288Mcps。在手機(jī)終端，接收到的信號(hào)應(yīng)與所需信道的 Walsh 碼相關(guān)。user #2FW Traffic(for user #3)圖1-8 Walsh碼前向信道區(qū)分圖基站在相同頻率下同時(shí)發(fā)送幾條信道，一個(gè)扇區(qū)下的所有手機(jī)都將收到包含所有信道的復(fù)合信號(hào)，并且必須識(shí)別需要解調(diào)的信道。用Walsh碼區(qū)分這些前向信道的方法是：每個(gè)扇區(qū)有64個(gè)不同的 Walsh碼，每個(gè) Walsh碼是64Chips，每一個(gè) Walsh碼經(jīng)過(guò)擴(kuò)頻后分 配給一條信道，擴(kuò)頻速率是1.2288Mcps。在手機(jī)終端，接收到的信號(hào)應(yīng)與所需信道

31、的Wai sh碼相關(guān)。前向信道包括導(dǎo)頻、同步、尋呼、前向業(yè)務(wù)信道等。導(dǎo)頻信道占用Walsh碼0，同步信道占用 Walsh碼32，尋呼信道占用 Walsh碼1-7 （通常使用一條尋呼信道 Walsh碼1）， 前向業(yè)務(wù)信道可以自由使用其余的 Walsh碼。1.4.2 PN 短碼1. PN短碼的產(chǎn)生過(guò)程如下：偽隨機(jī)序列（PN碼）具有類(lèi)似噪聲序列的性質(zhì)，是一種貌似隨機(jī)但實(shí)際上有規(guī)律的周期性二進(jìn)制序列，如果知道當(dāng)前PN碼的狀態(tài)和產(chǎn)生公式，則可推出以后PN碼的狀態(tài)。PN碼的生成過(guò)程原理如圖 1-9所示。4UU1Out/ L-0h-qL,Lnoio-LS*4M*»c* 1XT011 100IQ11

32、LfT|、 亠圖1-9 PN碼生成過(guò)程圖中輸入為001，輸出為一個(gè)不斷重復(fù) 1001011這7位數(shù)的序列。PN碼最初的多項(xiàng)式是由模 2加算法產(chǎn)生，其狀態(tài)公式由移位寄存器和異或門(mén)組成，長(zhǎng)度取決于所用寄存器的長(zhǎng)度（長(zhǎng)度為2n-1）,屬于m序列。PN短碼序列由提供32767chips的1155比特寄存器產(chǎn)生（2 -1），比特0加在序列的最后一位使其成為32768chips。PN短碼序列與Walsh碼的速率相同，每26.67毫秒重復(fù)一次，這 32768 chips的序列被劃分為512種不同 的偏移（稱(chēng)為偏移序號(hào)），每個(gè)偏移為64chips。每個(gè)PN短碼序列的偏移均與同序列其它偏移正交。2. PN短碼序

33、列具有以下特性：PN短碼序列可以看作具有I和Q兩種不同成分序列的二維二進(jìn)制矢量，每一個(gè)的長(zhǎng)度為 32768chip ；每一個(gè)PN短碼序列均與它自身相關(guān)，即與時(shí)間偏置為零的短碼序列相關(guān)；一個(gè)零偏置短碼序列與它自身的任何非零偏置的短碼序列正交。實(shí)際中以64chips偏移做為一個(gè)偏移序號(hào) （PN_OFFSET_INDEX），即可用的PN碼 是 0-511。PN短碼序列主要特性如圖 1-10所示。圖1-10 PN短碼序列主要特性3. PN短碼的功能有：如果MS同時(shí)收到兩個(gè)基站的信號(hào)，每個(gè)基站都發(fā)送一系列前向編碼信道，MS如何區(qū)分這兩個(gè)基站的信號(hào)？使用PN短碼序列即可達(dá)到這個(gè)目的。PN短碼用于前向信道的

34、正交調(diào)制，每個(gè)載扇均使用I、Q兩種PN短碼序列進(jìn)行數(shù)字調(diào)制。我們可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃將PN短碼分配給不同的載扇。PN短碼序列也用于數(shù)字調(diào)制，前向鏈路為QPSK調(diào)制，反向鏈路為O-QPSK調(diào)制。1.4.3 PN 長(zhǎng)碼1. PN長(zhǎng)碼的產(chǎn)生過(guò)程PN長(zhǎng)碼序列由42位反饋移位寄存器產(chǎn)生，產(chǎn)生原理如圖1-11所示。長(zhǎng)碼寄存器 備 1. 2288 MCPS）公共長(zhǎng)碼掩碼 （靜態(tài)）用戶(hù)長(zhǎng)碼序列（S1. 2288 MCPS）圖1-11 PN長(zhǎng)碼產(chǎn)生原理這個(gè)序列需要41天10小時(shí)12分19.4秒循環(huán)一次，因此我們稱(chēng)之為PN長(zhǎng)碼。PN長(zhǎng)碼序列 只有一個(gè)，為了對(duì)同一載扇下的反向信道（接入信道和反向業(yè)務(wù)信道）進(jìn)行區(qū)分，PN

35、長(zhǎng)碼序列應(yīng)用偏移的方式。每個(gè)寄存器產(chǎn)生的比特均經(jīng)過(guò)掩碼，不同的掩碼產(chǎn)生不同的偏移。該序列是根據(jù)42位長(zhǎng)碼寄存器的內(nèi)容、32位的ESN及掩碼生成的，然后結(jié)果再經(jīng)過(guò)一個(gè)異 或門(mén)，輸出的序列為 PN長(zhǎng)碼序列。PN長(zhǎng)碼序列的擴(kuò)頻速率為 1.2288 Mcps。2. PN長(zhǎng)碼的功能PN長(zhǎng)碼序列的主要功能用于反向信道。當(dāng)一個(gè)基站為幾個(gè)用戶(hù)服務(wù)時(shí)，因?yàn)樗械挠脩?hù)都在相同載頻上，基站很難區(qū)分這些用戶(hù)，PN長(zhǎng)碼序列則用于在反向信道上用戶(hù)的識(shí)別和區(qū)分。在前向信道PN長(zhǎng)碼序列用于建立用戶(hù)與前向業(yè)務(wù)信道和尋呼信道的連接。PN長(zhǎng)碼序列只有一個(gè)，因此PN長(zhǎng)碼序列應(yīng)用偏移的方式對(duì)同一載扇下的反向信道（接入信道和反向業(yè)務(wù)信道

36、）進(jìn)行區(qū)分。每個(gè)寄存器產(chǎn)生的比特均經(jīng)過(guò)掩碼，不同的掩碼產(chǎn)生不同的偏移。MS用ESN/UIM提供唯一的長(zhǎng)碼序列序列偏移，ESN/UIM只有32比特，而移位寄存器有 42比特，因此我們給 ESM/UIM 加上10比特的前綴（1100011000）。PN 長(zhǎng)碼序列是根據(jù)42位長(zhǎng)碼寄存器的內(nèi)容、32位的ESN/UIM及掩碼生成的，然后結(jié)果再經(jīng) 過(guò)一個(gè)異或門(mén)，輸出的序列為最終PN長(zhǎng)碼序列。在接入信道，接入信道掩碼用于所有向基站發(fā)送消息的MS。1.4.4三種擴(kuò)頻碼的比較F面對(duì)CDMA2000 1x系統(tǒng)中的三種擴(kuò)頻碼進(jìn)行比較，具體說(shuō)明如表 1-2所示。 表1-2三種擴(kuò)頻碼比較碼序列長(zhǎng)度應(yīng)用位置應(yīng)用目的主要特

37、性PN長(zhǎng)碼242 1反向接入信道反向業(yè)務(wù)信道標(biāo)識(shí)移動(dòng)臺(tái)用戶(hù)具有尖銳的二值自相關(guān)特性前向?qū)ず粜诺狼跋驑I(yè)務(wù)信道用于數(shù)據(jù)擾碼PN短碼2 1所有前向信道正交擴(kuò)頻，利于調(diào)制平衡性所有反向信道正交擴(kuò)頻，利于調(diào)制，并且用于標(biāo)識(shí)基站W(wǎng)alsh 碼64所有前向信道正交擴(kuò)頻，前向信道化區(qū)分正交性4/8/16/32前向補(bǔ)充信道128前向快速尋呼信道16反向基本信道正交擴(kuò)頻，反向信道化區(qū)分32反向?qū)ьl信道2或4反向補(bǔ)充信道1.5 CDMA關(guān)鍵技術(shù)1.5.1功率控制1.功率控制目的CDMA的功率控制包括前向功率控制、反向功率控制。如果小區(qū)中的所有用戶(hù)均以相同功率發(fā)射，則靠近基站的移動(dòng)臺(tái)到達(dá)基站的信號(hào)強(qiáng)， 遠(yuǎn)離基站的移動(dòng)

38、臺(tái)到達(dá)基站的信號(hào)弱，導(dǎo)致強(qiáng)信號(hào)掩蓋弱信號(hào)，這就是移動(dòng)通信中的“遠(yuǎn) 近效應(yīng)”問(wèn)題。因?yàn)镃DMA是一個(gè)自干擾系統(tǒng)，所有用戶(hù)共同使用同一頻率，所以“遠(yuǎn)近效應(yīng)”問(wèn) 題更加突出。CDMA系統(tǒng)中某個(gè)用戶(hù)信號(hào)的功率（包括前反向）較強(qiáng)，對(duì)該用戶(hù)被正確接 收是有利的，但卻會(huì)增加對(duì)共享的頻帶內(nèi)其它的用戶(hù)的干擾，甚至淹沒(méi)其它用戶(hù)的信號(hào)， 結(jié)果使其它用戶(hù)通信質(zhì)量劣化，導(dǎo)致系統(tǒng)容量下降。為了克服遠(yuǎn)近效應(yīng)，必須根據(jù)通信距 離的不同，實(shí)時(shí)地調(diào)整發(fā)射機(jī)所需的功率，這就是“功率控制”。“遠(yuǎn)近效應(yīng)”如下圖所示:(»)信號(hào)被離基站近的圖1-12 CDMA遠(yuǎn)近效應(yīng)功率控制的原則如下：控制基站、移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率：首先保證信號(hào)

39、經(jīng)過(guò)復(fù)雜多變的無(wú)線空間傳輸后到 達(dá)對(duì)方接收機(jī)時(shí)，能滿(mǎn)足正確解調(diào)所需的解調(diào)門(mén)限。在滿(mǎn)足上一條的原則下，盡可能降低基站、移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率，以降低用戶(hù)之間 的干擾，使網(wǎng)絡(luò)性能達(dá)到最優(yōu)。距離基站越近的移動(dòng)臺(tái)比距離基站越遠(yuǎn)的或者處于衰落區(qū)的移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率要小。2. 前向功控CDMA的前向信道功率要分配給前向?qū)ьl信道、同步信道、尋呼信道和各個(gè)業(yè)務(wù)信道?；拘枰{(diào)整分配給每一個(gè)信道的功率，使處于不同傳播環(huán)境下的各個(gè)移動(dòng)臺(tái)都得到足夠的信號(hào)能量。前向功率控制的目的就是實(shí)現(xiàn)合理分配前向業(yè)務(wù)信道功率，在保證通訊質(zhì)量 的前提下，使其對(duì)相鄰基站/扇區(qū)產(chǎn)生的干擾最小，也就是使前向信道的發(fā)射功率在滿(mǎn)足移 動(dòng)臺(tái)解調(diào)最小需求信

40、噪比的情況下盡可能小。前向功控的原理如下圖所示：圖1-13前向功控的原理圖移動(dòng)臺(tái)通過(guò) Power Measurement Report Message上報(bào)當(dāng)前信道的質(zhì)量狀況： 上報(bào)周期 內(nèi)的壞幀數(shù)，總幀數(shù)。BSC據(jù)此計(jì)算出當(dāng)前的 FER，與目標(biāo)FER相比，以此來(lái)控制基站進(jìn)行前向功率調(diào)整。3. 1X中的前向快速功率控制CDMA系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用表明， 系統(tǒng)的容量并不僅僅是取決于反向容量，往往還受限于前向鏈路的容量。這就對(duì)前向鏈路的功率控制提出了更高的要求。前向快速功率控制就是實(shí)現(xiàn)合理分配前向業(yè)務(wù)信道功率，在保證通訊質(zhì)量的前提下， 使其對(duì)相鄰基站/扇區(qū)產(chǎn)生的干擾最小，也就是使前向信道的發(fā)射功率在滿(mǎn)足移

41、動(dòng)臺(tái)解調(diào)最 小需求信噪比的情況下盡可能小。通過(guò)調(diào)整，既能維持基站與位于小區(qū)邊緣的移動(dòng)臺(tái)之間的通信，又能在較好的通信傳輸特性時(shí)最大限度地降低前向發(fā)射功率，減少對(duì)相鄰小區(qū)的 干擾，增加前向鏈路的相對(duì)容量。前向快速功率控制分為前向外環(huán)功率控制和前向閉環(huán)功率控制。在外環(huán)使能的情況 下，兩種功率控制機(jī)制共同起作用，達(dá)到前向快速功率控制的目標(biāo)。前向快速功率控制雖 然發(fā)生作用的點(diǎn)是在基站側(cè)，但是進(jìn)行功率控制的外環(huán)參數(shù)和功率控制比特都是移動(dòng)臺(tái)檢測(cè)前向鏈路的信號(hào)質(zhì)量得出輸出結(jié)果，并把最后的結(jié)果通過(guò)反向?qū)ьl信道上的功率控制子信道傳給基站。原理圖如下圖所示：圖1-14前向快速功率控制原理4. 反向功控在CDMA系統(tǒng)

42、的反向鏈路中引入了功率控制，通過(guò)調(diào)整用戶(hù)發(fā)射機(jī)功率，使各用戶(hù) 不論在基站覆蓋區(qū)的什么位置和經(jīng)過(guò)何種傳播環(huán)境，都能保證各個(gè)用戶(hù)信號(hào)到達(dá)基站接收機(jī)時(shí)具有相同的功率。在實(shí)際系統(tǒng)中，由于用戶(hù)的移動(dòng)性，使用戶(hù)信號(hào)的傳播環(huán)境隨時(shí)變 化，致使每時(shí)每刻到達(dá)基站時(shí)所經(jīng)歷的傳播路徑、信號(hào)強(qiáng)度、時(shí)延、相移都隨機(jī)變化，接 受信號(hào)的功率在期望值附近起伏變化。反向功率控制包括三部分：開(kāi)環(huán)功率控制、閉環(huán)功率控制和外環(huán)功率控制。在實(shí)際系統(tǒng)中，反向功率控制是由上述三種功率控制共同完成的，即首先對(duì)移動(dòng)臺(tái)發(fā) 射功率作開(kāi)環(huán)估計(jì)，然后由閉環(huán)功率控制和外環(huán)功率控制對(duì)開(kāi)環(huán)估計(jì)作進(jìn)一步修正，力圖 做到精確的功率控制。（1）反向開(kāi)環(huán)功控CDM

43、A系統(tǒng)的每一個(gè)移動(dòng)臺(tái)都一直在計(jì)算從基站到移動(dòng)臺(tái)的路徑損耗，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)接收到從基站來(lái)的信號(hào)很強(qiáng)時(shí)，表明要么離基站很近，要么有一個(gè)特別好的傳播路徑，這時(shí)移 動(dòng)臺(tái)可降低它的發(fā)送功率，而基站依然可以正常接收；相反，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)接收到的信號(hào)很弱 時(shí)，它就增加發(fā)送功率，以抵消衰耗，這就是開(kāi)環(huán)功率控制。開(kāi)環(huán)功率控制簡(jiǎn)單、直接， 不需在移動(dòng)臺(tái)和基站之間交換控制信息，同時(shí)控制速度快并節(jié)省開(kāi)銷(xiāo)。反向開(kāi)環(huán)功控的原 理如下圖所示：圖 1-15的原理(2 )反分為內(nèi)反向開(kāi)環(huán) 功率控制內(nèi)環(huán)指基站接收移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)后將其強(qiáng)度與一門(mén)限（下面稱(chēng)為“閉環(huán)門(mén)限”反向開(kāi)環(huán)功控圖向閉環(huán)功控向閉環(huán)功控正又環(huán)和外環(huán)兩部分，）相比，如果高于該門(mén)限，

44、向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送“降低發(fā)射功率”的功率控制指令；否則發(fā)送“增加發(fā)射功率”的指令。外環(huán)的作用是對(duì)內(nèi)環(huán)門(mén)限進(jìn)行調(diào)整，這種調(diào)整是根據(jù)基站所接收到的反向業(yè)務(wù)信道的指令指標(biāo)（誤幀率）的變化來(lái)進(jìn)行的。通常 FER 都有一定的目標(biāo)值，當(dāng)實(shí)際接收 的 FER 高于目標(biāo)值時(shí)，基站就需要提高內(nèi)環(huán)門(mén)限，以增加移動(dòng)臺(tái)的反向發(fā)射功率；反之， 當(dāng)實(shí)際接收的 FER 低于目標(biāo)值時(shí)， 基站就適當(dāng)降低內(nèi)環(huán)門(mén)限， 以降低移動(dòng)臺(tái)的反向發(fā)射功 率。最后，在基站和移動(dòng)臺(tái)的共同作用下，使基站能夠在保證一定接收質(zhì)量的前提下，讓 移動(dòng)臺(tái)以盡可能低的功率發(fā)射信號(hào)，以減小對(duì)其它用戶(hù)的干擾，提高容量。反向閉環(huán)功控 原理如下所示：圖 1-16 反向閉環(huán)

45、功控原理圖1.5.2 軟切換1. 導(dǎo)頻集 “導(dǎo)頻信號(hào)”可用一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)序列偏置和一個(gè)載頻標(biāo)明，一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)集的所有導(dǎo) 頻信號(hào)具有相同的 CDMA 載頻。移動(dòng)臺(tái)搜索導(dǎo)頻信號(hào)以探測(cè)現(xiàn)有的 CDMA 信道，并測(cè)量 它們的強(qiáng)度，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)探測(cè)了一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)具有足夠的強(qiáng)度，但并不與任何分配給它的前 向業(yè)務(wù)信道相聯(lián)系時(shí)，它就發(fā)送一條導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量消息至基站，基站分配一條前向業(yè) 務(wù)信道給移動(dòng)臺(tái)，并指示移動(dòng)臺(tái)開(kāi)始切換。業(yè)務(wù)狀態(tài)下，相對(duì)于移動(dòng)臺(tái)來(lái)說(shuō)，在某一載頻 下，所有不同偏置的導(dǎo)頻信號(hào)被分類(lèi)為如下集合：有效導(dǎo)頻信號(hào)集：所有與移動(dòng)臺(tái)的前向業(yè)務(wù)信道相聯(lián)系的導(dǎo)頻信號(hào)。 候選導(dǎo)頻信號(hào)集：當(dāng)前不在有效導(dǎo)頻信號(hào)集里，但是

46、已經(jīng)具有足夠的強(qiáng)度，能被成功 解調(diào)的導(dǎo)頻信號(hào)。相鄰導(dǎo)頻信號(hào)集：由于強(qiáng)度不夠，當(dāng)前不在有效導(dǎo)頻信號(hào)集或候選導(dǎo)頻信號(hào)集內(nèi)，但 是可能會(huì)成為有效集或候選集的導(dǎo)頻信號(hào)。剩余導(dǎo)頻信號(hào)集：在當(dāng)前 CDMA 載頻上，當(dāng)前系統(tǒng)里的所有可能的導(dǎo)頻信號(hào)集合（ PILOT_INCs 的整數(shù)倍），但不包括在相鄰導(dǎo)頻信號(hào)集，候選導(dǎo)頻信號(hào)集和有效導(dǎo)頻信號(hào)集 里的導(dǎo)頻信號(hào)。圖 1-17 軟切換的導(dǎo)頻集2. 軟切換（1）軟切換的概念 所謂軟切換就是當(dāng)移動(dòng)臺(tái)需要跟一個(gè)新的基站通信時(shí)，并不先中斷與原基站的聯(lián)系。軟切換是 CDMA 移動(dòng)通信系統(tǒng)所特有的，以往的系統(tǒng)所進(jìn)行的都是硬切換，即先中斷與原 基站的聯(lián)系，再在一指定時(shí)間內(nèi)與新基

47、站取得聯(lián)系。軟切換只能在相同頻率的 CDMA 信道 間進(jìn)行，它在兩個(gè)基站覆蓋區(qū)的交界處起到了業(yè)務(wù)信道的分集作用。軟切換有以下幾種方式：同一 BTS內(nèi)相同載頻不同扇區(qū)之間的切換，也就是通常說(shuō)的更軟切換（softer handoff）;同一 BSC內(nèi)不同BTS之間相同載頻的切換；同一 MSC內(nèi)，不同BSC的之間相同載頻的切換。（2）軟切換的優(yōu)點(diǎn)FDMA 、TDMA 系統(tǒng)中廣泛采用硬切換技術(shù)，當(dāng)硬切換發(fā)生時(shí)，因?yàn)樵九c新基的 載波頻率不同，移動(dòng)臺(tái)必須在接收新基站的信號(hào)之前，中斷與原基站的通信，往往由于在 與原基站鏈路切斷后，移動(dòng)臺(tái)不能立即得到與新基站之間的鏈路，會(huì)中斷通信。另外，當(dāng) 硬切換區(qū)域面積

48、狹窄時(shí)，會(huì)出現(xiàn)新基站與原基站之間來(lái)回切換的“乒乓效應(yīng) ”， 影響業(yè)務(wù)信道的傳輸。在 CDMA 系統(tǒng)中提出的軟切換技術(shù)，與硬切換技術(shù)相比，具有以下更好的優(yōu) 點(diǎn)：八、軟切換發(fā)生時(shí)， 移動(dòng)臺(tái)只有在取得了與新基站的鏈接之后， 才會(huì)中斷與原基站的聯(lián)系， 通信中斷的概率大大降低。軟切換進(jìn)行過(guò)程中，移動(dòng)臺(tái)和基站均采用了分集接收的技術(shù)，有抵抗衰落的能力，不 用過(guò)多增加移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率；同時(shí)，基站宏分集接收保證在參與軟切換的基站中， 只需要有一個(gè)基站能正確接收移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)就可以進(jìn)行正常的通信，由于通過(guò)反向功率控制， 可以使移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率降至最小， 這進(jìn)一步降低移動(dòng)臺(tái)對(duì)其它用戶(hù)的干擾， 增加了系統(tǒng)反向容量。進(jìn)入

49、軟切換區(qū)域的移動(dòng)臺(tái)即使不能立即得到與新基站通信的鏈路，也可以進(jìn)入切換等待的排隊(duì)隊(duì)列，從而減少了系統(tǒng)的阻塞率。軟切換示意圖如下圖 1-18所示：圖 1-18 軟切換示意圖（3）更軟切換更軟切換是指發(fā)生在同一基站下不同扇區(qū)之間的切換。在基站收發(fā)機(jī)（BTS ）側(cè)，不同扇區(qū)天線的接收信號(hào)對(duì)基站來(lái)說(shuō)就相當(dāng)于不同的多徑分量，由 RAKE 接收機(jī)進(jìn)行合并后送至BSC，作為此基站的語(yǔ)音幀。而軟切換是由BSC完成的，將來(lái)自不同基站的信號(hào)都送至選擇器，由選擇器選擇最好的一路，再進(jìn)行話音編解碼。圖 1-19 更軟切換示意圖 軟切換和更軟切換的區(qū)別如下圖 1-20 所示：圖 1-20 軟切換與更軟切換的區(qū)別 由圖可以

50、看出，軟切換由 BSC 幀處理板進(jìn)行選擇合并，更軟切換不同分支信號(hào)在 BT S 分集合并。3. 硬切換當(dāng)移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)基站的覆蓋范圍移動(dòng)到另外一個(gè)基站的覆蓋范圍，通過(guò)切換移動(dòng)臺(tái)保持與基站的通信。硬切換是在呼叫過(guò)程中，移動(dòng)臺(tái)先中斷與原基站的通信，再與目標(biāo)基站 取得聯(lián)系，發(fā)生在分配不同頻率或者不同的幀偏置的CDMA 信道之間的切換。在呼叫過(guò) 程中，根據(jù)候選導(dǎo)頻強(qiáng)度測(cè)量報(bào)告和門(mén)限值的設(shè)置，基站可能指示移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行硬切換。硬 切換可以發(fā)生在相鄰的基站集之間，不同的頻率配置之間，或是不同的幀偏置之間?？梢?在同一個(gè)小區(qū)的不同載波之間，也可以在不同小區(qū)的不同載波之間。在 CDMA 中，有以 下幾種發(fā)生硬切換的

51、情況：不同的頻率間的硬切換； 同一設(shè)備商、同一頻率間的硬切換； 不同設(shè)備商間的硬切換；不同的設(shè)備商，同一個(gè)頻率上同一系統(tǒng)中的硬切換。4. 軟切換的相關(guān)參數(shù)T_ADD ：導(dǎo)頻信號(hào)加入門(mén)限， 如果移動(dòng)臺(tái)檢查相鄰導(dǎo)頻信號(hào)集或剩余導(dǎo)頻信號(hào)集中的 某一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)的強(qiáng)度達(dá)到 T_ADD ，移動(dòng)臺(tái)將把這一導(dǎo)頻信號(hào)加到候選導(dǎo)頻信號(hào)集 中，并向基站發(fā)送導(dǎo)頻強(qiáng)度測(cè)量報(bào)告消息（ PSMM ）。T_DROP ：導(dǎo)頻信號(hào)去掉門(mén)限，移動(dòng)臺(tái)需要對(duì)在有效導(dǎo)頻信號(hào)集和候選導(dǎo)頻信號(hào)集里 的每一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)保留一個(gè)切換去掉定時(shí)器。 每當(dāng)與之相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度小于 T_ DROP時(shí)，移動(dòng)臺(tái)需要打開(kāi)定時(shí)器。如果與之相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度

52、超過(guò)T_DROP ,移動(dòng)臺(tái)復(fù)位該定時(shí)器。如果達(dá)到 T_TDROP ，移動(dòng)臺(tái)復(fù)位該定時(shí)器，并向基站發(fā)送 PS MM消息。如果T_TDROP改變，移動(dòng)臺(tái)必須在100ms內(nèi)開(kāi)始使用新值。T_TDROP ：切換去掉定時(shí)器，若該定時(shí)器超時(shí)，若該定時(shí)器所對(duì)應(yīng)的導(dǎo)頻信號(hào)是有 效導(dǎo)頻信號(hào)集的一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)，就發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量消息。如果這一導(dǎo)頻信號(hào)是 候選導(dǎo)頻信號(hào)集中的導(dǎo)頻信號(hào)，它將被移至相鄰導(dǎo)頻信號(hào)集。T_COMP ：有效導(dǎo)頻信號(hào)集與候選導(dǎo)頻信號(hào)集比較門(mén)限，當(dāng)候選導(dǎo)頻信號(hào)集里的導(dǎo)頻 信號(hào)強(qiáng)度比有效導(dǎo)頻信號(hào)集中的導(dǎo)頻信號(hào)超過(guò)此門(mén)限時(shí)，移動(dòng)臺(tái)發(fā)送一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量報(bào)告消息。基站置這一字段為候選導(dǎo)頻信號(hào)集與有效

53、導(dǎo)頻信號(hào)集比值的門(mén)限， 單位為 0.5dB 。SRCH_WIN_A ：有效導(dǎo)頻信號(hào)集和候選導(dǎo)頻信號(hào)集搜索窗口大小， 它對(duì)應(yīng)于移動(dòng)臺(tái)使 用的有效導(dǎo)頻信號(hào)集和候選導(dǎo)頻信號(hào)集搜索窗口的大小。移動(dòng)臺(tái)的搜索窗口以有效導(dǎo)引信號(hào)集中最早到來(lái)的可用導(dǎo)頻信號(hào)多徑成分為中心。SRCH_WIN_N ：相鄰導(dǎo)頻信號(hào)集搜索窗口大小， 它對(duì)應(yīng)于移動(dòng)臺(tái)使用的相鄰導(dǎo)引信號(hào) 集搜索窗口大小的值。移動(dòng)臺(tái)應(yīng)以導(dǎo)頻的PN序列偏置為搜索窗口中心。SRCH_WIN_R ：剩余導(dǎo)頻信號(hào)集搜索窗口大小， 它對(duì)應(yīng)于移動(dòng)臺(tái)使用的相鄰導(dǎo)頻信號(hào) 集搜索窗口大小的值。 移動(dòng)臺(tái)應(yīng)以導(dǎo)頻的PN序列偏置為搜索窗口中心， 移動(dòng)臺(tái)應(yīng)僅搜 索剩余導(dǎo)頻信號(hào)集中其導(dǎo)

54、頻信號(hào) PN序列偏置等于PILOT_INCs整數(shù)倍的導(dǎo)頻信號(hào)。1X 系統(tǒng)關(guān)于切換的參數(shù)還有以下三個(gè)：軟切換斜率、切換加截距、切換去截距。5. 搜索過(guò)程 對(duì)各種不同導(dǎo)頻集，手機(jī)采用不同的搜索策略。對(duì)于激活集與候選集，采用的搜索頻 度很高， 相鄰集搜索頻度次之， 對(duì)剩余集搜索最慢。 整個(gè)導(dǎo)頻搜索的時(shí)間安排見(jiàn)下圖所示： 圖 1-21 手機(jī)對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)的搜索時(shí)間安排 從上圖可以看出，在完成一次對(duì)全部激活集或候選集中的導(dǎo)頻搜索后，搜索一個(gè)相鄰 集中的導(dǎo)頻信號(hào)。然后再一次完成激活集與候選集中所有導(dǎo)頻搜索后，搜索另一個(gè)相鄰集 中的導(dǎo)頻信號(hào)。 在完成對(duì)相鄰集中所有導(dǎo)頻信號(hào)搜索后， 才搜索一個(gè)剩余集中的導(dǎo)頻信號(hào)。

55、 周而復(fù)始，完成對(duì)所有導(dǎo)頻集中的信號(hào)的搜索。手機(jī)搜索能力有限，當(dāng)搜索窗尺寸越大、導(dǎo)頻集中的導(dǎo)頻數(shù)越多時(shí)，遍歷導(dǎo)頻集中所 有導(dǎo)頻的時(shí)間就越長(zhǎng)。6. 軟切換的過(guò)程(1)IS95 的軟切換過(guò)程圖 1-22 IS 95 的軟切換過(guò)程MS檢測(cè)到某個(gè)導(dǎo)頻強(qiáng)度超過(guò) T_ADD，發(fā)送導(dǎo)頻強(qiáng)度測(cè)量消息 PSMM給BS,并且將該 導(dǎo)頻移到候選集中；BS發(fā)送切換指示消息；MS將該導(dǎo)頻轉(zhuǎn)移到有效導(dǎo)頻集中，并發(fā)送切換完成消息；有效集中的某個(gè)導(dǎo)頻強(qiáng)度低于 T_DROP，MS啟動(dòng)切換去定時(shí)器(T_TDROP)；切換去定時(shí)器超時(shí)，導(dǎo)頻強(qiáng)度仍然低于T_DROP，MS發(fā)送PSMM ；BS發(fā)送切換指示消息；MS將該導(dǎo)頻從有效導(dǎo)頻集移到相鄰集中，并發(fā)送切換完成消息。(2) IS2000 動(dòng)態(tài)軟切換過(guò)程IS2000-1X 的軟切換流程中，我們采用動(dòng)態(tài)門(mén)限，而非 IS-95 中采用的絕對(duì)門(mén)限。IS2000 軟切換算法說(shuō)明：圖 1-23 IS2000 動(dòng)態(tài)軟切換過(guò)程導(dǎo)頻 P2 強(qiáng)度超過(guò) T_ADD ， 移動(dòng)臺(tái)把導(dǎo)頻移入候選集。導(dǎo)頻 P2 強(qiáng)度超過(guò) (SOFT_SLOPE/8) X 10X log10(PS1)+ ADD_INTERCEPT/2.移動(dòng)