cdma2000 基本原理V2.0

cdma2000 技术

2

概述概述 IS-95AIS-95A 技术特点技术特点 IS-95BIS-95B 技术特点技术特点 cdma2000 1xcdma2000 1x 技术特点技术特点 cdma2000 1xEVcdma2000 1xEV 技术特点技术特点 cdma2000 3xcdma2000 3x 技术特点技术特点华为公司华为公司 cdma2000cdma2000 接入网络解决方案接入网络解决方案

内容cdma2000 技术

3

AMPS

TACS

NMT

ÆäË ü

GSM

CDMA IS-95

TDMAIS-136

PDC

µ ÚÒ » ú 80Ä ê úÄ £Ä â

µ Ú¶ þ ú 90Ä ê úÊ ý× Ö

µ ÚÈ ý ú IMT-2000

UMTSWCDMA

CDMAcdma2000

移动通信的发展历程

4

IMT-2000 是第三代移动通信系统的统称第三代移动通信系统是一种能提供多种类型、高质量的多媒体业务，能实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能力，与固定网络相兼容，并以小型便携式终端在任何时候、任何地点进行任何种类通信的通信系统。第三代移动通信系统最早由国际电信联盟（ ITU ） 1985 年提出，考虑到该系统将于 2000 年左右进入商用市场，并且其工作的频段在 200

0MHz ，故于 1996 年正式更名为 IMT-2000 （ International Mobile Telecommunication-2000 ）。

IMT-2000

5

全球统一频段、统一标准，全球无缝覆盖高效的频谱效率更高的服务质量、保密性和可靠性易于从 2G 系统平滑演进与过渡，并反向兼容 2G 系统提供多媒体业务，速率最高可达 2Mb/s

•车速环境： 144kb/s

•步行环境： 384kb/s

•室内环境： 2Mb/s

IMT-2000 的目标

6

T1P1 TIAARIB

TTA TTC

CWTSÅ ·Ö Þ ± ±Ã À

Ñ ÇÌ «

3GPP 3GPP2

IMT-2000IMT-2000

ETSI

UMTS-WCDMA98.12³ ÉÁ ¢GSMº ËÐ ÄÍ øWCDMA RTT

cdma200099.1³ ÉÁ ¢ANSI-41º ËÐ ÄÍ øcdma2000 RTT

IMT-2000 标准化组织

7

3GÌ åÖ Æ

WCDMAº ËÐ ÄÍ øÂ ç£ º» ùÓ ÚMAPº ÍGPRSRTT£ º WCDMA£ FDD/TDD

TD-SCDMARTT¹ æ· ¶£ ºTD-SCDMA

ÆäË üÌ åÖ Æ£ º EDGE DECT

cdma2000º ËÐ ÄÍ øÂ ç£ º» ùÓ ÚANSI 41º ÍMIPRTT£ ºcdma2000

IMT-2000 技术规范体制

8

IS-95AIS-95B× î óË ÙÂ Ê

115.2kbps

cdma2000 3x× î óË ÙÂ Ê£ º

2Mbps

1xEV1xHDR1xTREMELAS-CDMA

1995

2002

2000

1998

cdma2000 1x

× î óË ÙÂ Ê307.2kbps» °Ò ôÒ µÎ ñÈ ÝÁ ¿¼ Ó± ¶Ê Ö» ú ý» úÊ ±¼ ä ü³ ¤

???

cdma2000 的发展历程

9

WCDMAWCDMA cdma2000cdma2000 TD-SCDMATD-SCDMA接收机结构接收机结构 RAKERAKE RAKERAKE RAKERAKE闭环功率控制闭环功率控制支持支持支持支持支持支持越区切换越区切换软、硬切换软、硬切换软、硬切换软、硬切换软、硬切换软、硬切换解调方式解调方式相干解调相干解调相干解调相干解调相干解调相干解调码片速率码片速率(Mcps)(Mcps) 3.843.84 N*1.2288N*1.2288 1.281.28

发射分集方式发射分集方式TSTDTSTDSTTDSTTDFBTDFBTD

OTDOTDSTSSTS 无无

同步方式同步方式异步异步同步同步异步异步核心网核心网 GSM MAPGSM MAP ANSI-41ANSI-41 GSM MAPGSM MAP

三种主要体制比较

10

1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 2200 2250

ITU

Europe

USA MSSPCS

A D B BC D CE F A FE MSSReserveBroadcast auxiliary

2165 MHz1990 MHz

1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 2200

2250

1880 MHz 1980 MHz

UMTSGSM 1800 DECT MSS

1885 MHz 2025 MHz

2010 MHz

IMT 2000

MSSUMTS

Japan MSSIMT 2000MSSIMT 2000PHS

1895

1918

BC

1885

A A’

2170 MHz

IMT 20002110 MHz 2170 MHz

MSS MSS

CDMATDDWLL

FDDWLL

1980

2025MHz

GSM1800

CDMA FDDWLL

1960

1920

1945

Chinacellular(1) cellular(2) cellular(2)

1805 MHz

1865

1865

1870

1885

1890

1895

1910

1930

1945

1965

1970

1975

IMT-2000 频率分配

11

Æµ¶ Î· ¶Î §

IMT£ 2000º ËÐ ÄÆµ¶ Î É ÏÐ Ð£ º1885£ 2025MHz Ï ÂÐ Ð£ º2110£ 2200MHz

Ö Ð¹ úÆµÂ Ê

FDD WLL£ IS£ 95 CDMA£ © É ÏÐ Ð£ º1880£ 1900MHz Ï ÂÐ Ð£ º1960£ 1980MHz TDD WLL 1900£ 1920MHz CDMA· äÎ ÑÆµ¶ Î É ÏÐ Ð£ º1865£ 1880MHz Ï ÂÐ Ð£ º1945£ 1960MHz

其中 cdmaOne 使用的频段已经宣布将在 2002-2003 年收回。除了 1900 － 1920MHz 的 20MHz 分配给 TDD 方式的 WLL 外，我国的频率分配和 IMT － 2000 的频率分配基本一致。

中国频率分配

12



13

CDMA 概念

CDMA 以一个窄带信号开始，采用扩频技术扩展到 1.23MHz 的宽带信号

接收时，从宽带信号中恢复信号 CDMA 系统干扰主要来自相邻小区和同小区其他用户

基带数据前向纠错与交织

正交扩频与调制

Rake接收机与解调

解码与解交织基带数据

9. 6kbps 9. 6kbps19. 2kbps 19. 2kbps1. 2288Mbps 1. 2288Mbps

10kHzBW 1. 25MHz BW 10kHzBW1. 25MHz BW

引入噪声

背景噪声杂散信号相邻小区干扰

同一小区其它用户干扰

14

CDMA 几个常见术语比特 (bit) 、符号 (Symbol) 与码片 (Chip)

输入含有信息的数据称为比特（ bit ）在经过卷积编码器、交织与符号重复后的数据被称为符号 (sym

bol) 经过最终扩频后得到的数据被称为码片 (chip)

处理增益 (Processing Gain) 理解为最终扩频速率与信息速率的比；在 IS-95 中处理增益为

128 ，即 21dB 前向 (Forward) ：从基站到移动站反向 (Reverse) ：从移动站到基站

15

CDMA 中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。频率分集通过将信号能量在宽频带中扩展实现的。 CDMA 将信号扩展到整个 1.25M 上。空间分集 1 ：在基站采用双接收天线。 2 ：在手机和基站采用 RAKE 接收，合并不同传输延时的信号 3 ：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

16

Walsh 码概念W2n=Wn Wn

Wn Wn

W1=0

W2= 0 00 1

W4=

0 0 0 00 1 0 10 0 1 10 1 1 0

前向采用 64 阶 Walsh 函数作为扩频函数， Walsh 码是正交码

若两个函数互相关系数为 0 ，则相互正交码字的互相关系数为

Zij= NÏ àÍ ¬£ N² »Í ¬

N× Üµ ÄÊ ý× Ö

17

长码为一周期为 242-1 的 m- 序列移位相加特性：

输出序列 Ck 和 Ck+t(Ck 时移 t) 的相加后的序列仍然是序列 Ck 的一个时移序列

自相关特性　不同相位的 m- 序列的相关值为 -1

长码的作用长码在前向用作扰码加密控制功率控制比特的插入长码在反向提供信道化

长码

1

0

1 PN Chi pm序列周期

- 1/ N

18

长码生成示意图• 001 为初始态• 110 为掩码（ mask)

• 输出为一个 7 位的序列• 当掩码不同时，输出为具有不同偏移的序列Out

0 0 1

1 1 0

19

短码为一周期 215 的 M- 序列在 m- 序列中增加了一个全 0 状态每个基站在短码中指配一个时间偏置，系统利用 PN 短码的时间偏置来区别小区

可允许所有 Walsh 码在各小区复用系统规定 PN 码最小偏移值为 64chips ，可以有 512 个时间偏置来作小区识别

导频偏置每个基站利用导频信号 PN 序列的时间偏置来识别一个前向CDMA 信道相同的导频信号 PN 序列在一个基站用于所有 CDMA 信道。

短码

20

码片速率： 1.2288 Mcps

调制前向： QPSK ；反向： OQPSK

信道编码：卷积码功率控制

前向：消息方式的慢速功率控制反向：开环功率控制；快速功率控制（ 800Hz ）

切换：软切换 / 更软切换、硬切换BTS 工作在同步方式

IS-95A 技术特点

21

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

IS-95A 信道类型

22

导频、同步、寻呼信道结构导频信道（全 0 ）

沃尔什函数 0

A

2.4kbps 4.8kbps 4.8kbps

调制符号码符号重复的码符号A

1.2kbps

卷积编码r=1/2,K=9

符号重复块交织

同步信道比特Walsh 32

寻呼信道比特

19.2kbps9.6kbps

19.2kbps 19.2kbps

调制符号码符号重复的码符号 A

9.6kbps4.8kbps


码符号重复块交织

寻呼信道 P的长码掩码长码发生器抽取器1.2288Mcps

Walsh P

23

导频信道是一组零值，用 Walsh 0 码和 PN 短码进行扩展 BTS 连续发射导频信道导频信道作用

提供相位参考，作相干解调帮助手机捕获系统，进行信道估计、多径搜索切换时手机测量导频信道，进行导频强度比较

导频信道作用•zhouxudong:

•导频信道：未调制的直接序列扩频信号。导频信道为相干解调提供相位参考，并可以提供一个比较基站之间信号强度的方法以确定什么时候进行切换。

24

同步信道作用手机通过同步信道获得与系统的同步同步信道提供导频偏置 PILOT_PN 系统时间 SYS_TIME 长码状态 LC_STATE 寻呼信道速率 P_RAT同步信道速率固定为 1200bps同步信道帧长 80/3ms ， 3帧组成一超帧为 80ms

25

寻呼信道作用 BTS 在寻呼信道上广播系统参数消息接入参数消息邻区列表 CDMA 信道列表 BTS 通过寻呼信道寻呼手机指配业务信道寻呼信道速率为 9600bps或 4800bps 寻呼信道帧长为 20ms

26

前向业务信道结构

8.6kbps4.0kbps2.0kbps0.8kbps


增加帧质量指示比特

前向业务信道信息比特

长码发生器抽取器

800bps

MUX


块交织Wallsh n

抽取器用户 m 的长码掩码

功率控制比特A

增加编码器尾比特卷积编码r =1/2

符号重复 19.2kbps

19.2kbps

19.2kbps

1.2288Mcps

27

卷积码• 采用约束长度为 9 的卷积编码器• 前向采用编码效率为 1/2 ，反向采用 1/3

28

卷积码 (2)

卷积码在 AWGN 信道中的性能

29

QPSK 调制

I

Q

I 信道序列

1 .2 2 8 8 M cp s

Q 信道序列

1 .2 2 8 8 M cp s

基带滤波

基带滤波

C o s(2f ct)

S in (2fct)

I(t)

Q (t)

s(t)A

当所有不同信道用 Walsh 码调制后，采用 QPSK 调制，并转为模拟信号，累加后发射

30

R-ACH 信道结构

I

Q

I 信道序列1.2288Mcps

4.8ksps(307.2kbps)

PN 码片1.2288Mcps

调制符号 (Walsh 码片 )重复的码符号重复的码符号

28.8kbps

码符号

14.4kbps

4.4kbps 4.8kbps

每帧增加 8bit编码尾比特卷积编码r=1/3,K=9

符号重复

接入信道信息比特 (80bits/frame)

块交织28.8kbps

64 阶正交调制

数据突发随机化

长码发生器

帧数据速率

Q 信道序列1.2288Mcps

长码掩码

1/2 PN 码片时延 =406.9ns

D

基带滤波

基带滤波Cos(2fct)

Sin(2fct)

I(t)

Q(t)

s(t)

31

反向业务信道结构

I

Q

I 信道序列1.2288Mcps

4.8ksps(307.2kbps)

PN 码片1.2288Mcps

调制符号 (Walsh 码片 )

重复的码符号重复的码符号

28.8kbps

码符号




增加帧质量指示比特 (12,10,8或 6bits/frame)

每帧增加 8bit编码尾比特


符号重复

反向业务信道信息比特 (172,80,40或 16bits/fr

ame)

块交织

28.8kbps

64 阶正交调制数据突发随机化

长码发生器

帧数据速率

Q 信道序列1.2288Mcps

长码掩码

1/2 PN 码片时延 =406.9ns

D

基带滤波

基带滤波Cos(2fct)

Sin(2fct)

I(t)

Q(t)

32

64 阶正交调制• Walsh 码不为反向信道提供信道化• 由编码器输出的数据每六个比特对应一个

Walsh 码（ 6 符号变换到 64 个符号）• 数据由 28.8kbps 扩展到 307.2kbps

33

数据突发化• 反向信道采用选通方式发射• 所有速率均以全速率功率发射• 低速率的重复码元不发射（关闭发射机）• 发射机的关闭过程由数据突发化随机算法决定

34

OQPSK

• 在 Q路上插入 1/2 个 chip 时延，产生 OQPSK 调制• OQPSK阻止信号过零，大大减小调制信号动态范围，降低输出功率峰均比• 允许移动台采用简单的功率放大器

基站发射的 QPSK 移动台发射的 OQPSK

35

CDMA 信道总结¹ ¦Ä Ü Ç °Ï òÁ Â · · Ï òÁ Â ·

¾ À í± àÂ ë 1/2Ë ÙÂ Ê 1/3Ë ÙÂ Ê

WalshÂ ë Ì á¹ ©Ð Åµ À» ¯ 64½ ×µ ÷Ö Æ

³ ¤Â ëÀ ©Õ ¹ Ì á¹ ©¼ ÓÃ ÜÐ Ô Ð Åµ À» ¯

¶ ÌÂ ëÀ ©Õ ¹ ± êÊ ¶» ùÕ ¾ Ó Ã× ÷OQPSKµ ÷Ö Æ

Ö Ø · ûº Å «Ê ä ½ µµ ÍÖ Ø · ûº Å¹ ¦Â ÊÁ ¬Ð ø· ¢É ä

² ÉÓ ÃË æ» úÍ »· ¢· ½Ê ½² »Á ¬Ð ø· ¢É ä

µ ¼ÆµÐ Åµ À Ì á¹ ©Ï à É½ ÓÊ Õ Ã »Ó Ðµ ¼ÆµÐ Åµ À£ ¬² ÉÓ Ã· ÇÏ à¸ É½ ÓÊ Õ

µ ÷Ö Æ· ½Ê ½ Ö §³ Ö¶ àÂ ëµ À «Ê ä£ ¬² ÉÓ ÃQPSK· ½Ê ½

² »Ö §³ Ö¶ àÂ ëµ À «Ê ä£ ¬² ÉÓ ÃOQPSK· ½Ê ½

36

CDMA 中的信源编码可变速率声码器支持如下的信源编码 QCELP EVRC 支持话音激活典型的双工通话中，通话的占空比小于 35%,不通话的时候降低发射速率，有效提高系统容量。

37

CDMA 链路特点反向链路特点

– 用户可在小区任何地方使用移动站• 各个移动站路径损耗不同，差别可达 80dB• 如果所有移动站以相同功率发射，到达基站的信号可能会相差 80dB ，会有巨大干扰，造成“远近效应”

– 不同移动站信道条件不同– 基站对接收信号作非相干解调– 反向功率控制要求高，控制动态范围大，灵敏度高，以补偿快速环境变化

前向链路特点– 信道相同

• 一个基站发射的所有信道经过相同路径到达移动站，信号会同时衰减– 前向信道正交性好– 移动站利用导频信号作相干解调– 由于前向信道特点，对前向功率控制要求不突出，其功率变化范围为 ±4dB

38

CDMA 中的功率控制• CDMA 系统是自干扰系统，限制 CDMA 系统容量的因素是总干扰• 当达到以下条件，系统容量最大

– 当在可接受的信号质量下，功率最小– 基站从各个移动台接收到的功率相同

• 在 CDMA 系统中，功率控制是关键技术

39

反向开环功率控制闭环功率控制

内环功率控制： 800 Hz 外环功率控制

前向闭环功率控制

消息报告方式：周期报告、门限报告

功率控制类型

40

移动台所需发射功率受以下因素影响移动台与基站距离小区负荷信道环境 CDMA 系统规定用一个常数来补偿路径损耗与小区负荷的影响，这个常数可由基站调整移动台根据接收前向信道的功率，直接确定发射功率

发射功率 =k-平均接收功率 +NOM_PWR +INIT_PWR+ 接入修正值

½ÓÊ Õ¹ ¦Â Ê

· ¢É ä¹ ¦Â Ê

反向开环功率控制

41

内环功率控制基站测量 Eb/Nt 和设定的目标 Eb/Nt 进行比较，大于则指令移动台降低发射功率，否则增加发射功率。调节速率为 800Hz

外环功率控制统计误帧率，设定所需的目标 Eb/Nt

Base StationMakes a ComparisonMobile Transmit

Power ControlCommands

Measured Eb/NtVs.

Eb/Nt Setpoint

反向闭环功率控制

42

移动台测量前向业务信道帧质量，周期方式或门限方式上报帧质量。基站根据上报的帧质量情况确定是否进行前向功率调节前向功率控制是一种慢速功率调节。

前向功率控制

43

当相邻小区的负荷一重一轻时，负荷重的小区降低导频信道的发射功率，使本小区边缘的用户切换到临近小区，从而实现负荷分担，也相当于增加了系统容量。

小区呼吸

44

软切换：在切换过程中，移动台开始与新的基站联系时，并不中断与原有的基站的通信。软切换会带来更好的话音质量，实现无缝切换、减少掉话可能，且有利于增加反向容量更软切换：与软切换类似，发生在同一基站的不同扇区之间。硬切换：在切换过程中，移动台与新的基站联系前，先中断与原基站的通信，再与新基站建立联系。硬切换过程中有短暂的中断，容易掉话。

不同频率间的切换到其它系统的切换

切换

45

软切换软切换提高质量

– 改善话音质量– 控制手机干扰– 降低掉话率– 改善小区覆盖软切换需要手机协助完成– 手机搜索强的导频信号– 手机上报导频信号搜索情况– 基站引导手机进行软切换

46

导频集是指具有相同的频率但有不同的 PN 码相位的导频集合有效集：与正在联系的基站对应的导频集合。候选集：当前不在有效集中，但是已有足够的强度表明与该导频对应基站的前向业务信道可以被成功解调的导频集合。相邻集：当前不在有效集或候选集中但是有可能进入候选集的导频集合。剩余集：其它导频集合。

导频集

47

(1) 导频强度超过 T_ADD ， MS 将其加入候选集并上报BS(2) BS命令MS 将该导频加入有效集(3) 导频强度小于 T_DROP ，手机启动 T_DROP 定时器(4) T_DROP 定时器超时， MS 上报 BS(5) BS命令MS 将该导频从有效集中删除

软切换过程

48

IS-95A 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

49

(1) 寻找 CDMA 频点，捕获导频，实现短码同步(2) 接收同步信道消息，获取 LC_STATE, SYS_TIME, P_RAT 等系统信息(3) 定时改变，实现长码同步(4) 守候在基本寻呼信道，接收系统消息(5) 可进行登记、始呼或被呼

移动台初始化过程

50

(1) Access Sub-Attempt由若干个 Access Sequence 组成；(2) 每个 Access Sequence由1……1+NUM_STEP 个 Access Probe 组成(3) 每个 Access Sequence 的第一个 Access Probe 由开环功率控制决定的初始功率发射

移动台接入过程

51

Initial Power

Power Step

Access Probe Sequence

Pream ble Segm ent Message Segm ent

1 -16 fram es 3 - 10 fram es

Access Channel Probe

TART

移动台接入过程 ( 续 )

接入信道前缀：全 0 接入信道帧，帮助 BTS 捕获接入信道

52



53

IS-95B 从 IS-95A 演化而来，完全兼容 IS-95A 主要变化：

增加速率集 2 ： 14.4k 、 7.2k 、 3.6k 与 1.8kbps ，增加 EIB 方式的前向功率控制增加增补码分信道以提高数据传输能力。单个用户可最多使用 8 个码

分信道（ 1 FCH + 7 SCCH ），最大数据传输速率可达 76.8 / 115.2kbps 软切换相对门限接入过程中的切换移动台辅助的硬切换 BSS 间的软切换

IS-95B 技术特点

54

Add Frame Quality Ind

icator

F-TCH bits Add 8 Encoder Tail bit

s

Convolutional Encoder R=1/

2, K=9

Symbol Repetition

Block Interleaver (384 Symb

ols)+

Symbol point Mapping

( 0+1, 1-1)

Channel Gain

F-PSCH gain

Power Control bit positionDecimator

Long code Generator (1.228

8Mbps)

Power Control bits800Hz

Power Control Symbol Puncture

User n’s Long Code Mask

Bits68

1012

Data Rate1.83.67.2

14.4

Factpr8X4X2X1X

28.8 kspsBits/Frame2155125267

+

Wn

To QPSK

Add One Reserved/ Fla

g bit

Symbol Puncture(2 of 6)

19.2 ksps

IS-95B 前向业务信道结构 - 速率集 2•zhouxudong:


55

Add Frame Quality Ind

icator

F-TCH bits Add 8 Encoder Tail bit

s

Convolutional Encoder R=1/

2, K=9

Symbol Repetition

Bits68

1012

Data Rate1.83.67.2

14.4

Factpr8X4X2X1X

28.8 kspsBits/Frame2155125267

Add One Erasure Indicato

r bit

Block Interleaver (576 Symb

ols)

64-ary Othogonal Modulator Data Burst Ra

ndomizer

Long code Generator (1.228

8Mbps)

User n’s Long Code Mask

+To OQPSK

28.8 ksps 307.2 ksps

IS-95B 反向业务信道结构 - 速率集 2•zhouxudong:


56

14.4k 业务信道链路修正采用 13kbps声码器代替 8kbps声码器提供更高质量语音保持与 IS-95A 的兼容

前向采用 3/4 编码，利用符号重复与符号抽取进行速率匹配反向采用 1/2 编码

57

反向开环功率控制闭环功率控制

内环功率控制： 800 Hz外环功率控制


消息报告方式：周期报告、门限报告EIB 方式： 50 Hz

IS-95B 功率控制类型

58

用于速率集 2

MS 在反向业务信道向 BS 发送 EIB （ Erasure Indicator

Bit ）。其中，如果收到的是一坏帧，则置 EIB=1 ；收到的是一好帧，则置 EIB=0

功率控制速率： 50Hz 。

前向功率控制 - EIB 方式

59

(1) 手机将有效集中的导频按强度排序为： PS1<PS2<……<PSn

(2) 导频 P2强度超过 T_ADD ，手机将其加入候选集(3) 导频 P2强度超过 [(SOFT_SLOPE/8) * 10 * log10(∑PSi) + ADD_INTERCEPT/2] ，手机向 BS 上报导频强度测量消息(4) BS命令MS 将 P2 加入有效集(5) 导频 P1强度小于 [(SOFT_SLOPE/8) * 10 * log10(∑PSi) + DROP_INTERCEPT/2] ，手机启动 T_DROP 定时器(6) T_DROP 定时器超时，手机上报导频测量消息(7) BS命令MS 将 P1 从有效集中删除(8) 导频 P1强度小于 T_DROP ，启动定时器(9) 定时器超时， MS 将 P1 从候选集中删除

IS-95B 技术特点 - 软切换“动态”门限

60

Access Handoff

Access Probe Handoff在始呼子状态或寻呼应答子状态，如果寻呼信道丢失或寻呼信道不足，且系统允许，则 MS触发接入过程中的切换。

IS-95B 技术特点 - 接入过程中的切换

61

CFSRPM(Report)

CFSCNM(Search Order)

F1 (serving)

F2 (candidate)

GHDM(HHO)

CFSRQM(Search Parameters)

CFSRSM(Acceptance)

1、 MS 工作在频点 F1，在 MAHHO过程中，首先由 BS 发起 CFSRQM（候选频率搜索请求参数消息），带候选频点搜索参数2、 MS 发回 CFSRSM （候选频率搜索应答消息）确认3、 BS 通过 CFSCNM （候选频率搜索命令消息）命令MS按设定的搜索参数搜索候选频点 F2； MS 在转到频点 F1时，将中断与频点 F1的联系4、 MS 通过 CFSRPM （候选频率搜索报告消息）报告搜索结果5、 BS 通过 GHDM （硬切换）命令MS 切换到频点 F2

IS-95B 技术特点 - 移动台辅助的硬切换

62



63

cdma2000 1xcdma2000 1x 概述概述 cdma2000 1xcdma2000 1x 前向信道前向信道

公共信道公共信道专用信道专用信道

cdma2000 1xcdma2000 1x 反向信道反向信道公共信道公共信道专用信道专用信道

TurboTurbo 码码功率控制功率控制

cdma2000 1x 技术特点

64


IS-95A/B完全兼容增加多种信道提高系

统性能

1.23MHz信道带宽：物理层支持最大速率

307.2kbps8K/13K语音编码：

QCELP 8K EVRC

前向发射分集方式：OTD STS，

调制方式：HPSK反向QPSK前向

功率控制：前向反向快速功率控制

信道编码：卷积码和TURBO码

解调方式：导频辅助的相干解调

cdma2000 cdma2000 1x 1x

65

Ç°Ï òcdma2000ÐÅµÀ

F-CACH F-CPCCH F-PICH F-CCCH

F-DCCH F-FCH F-PC F-SCCH F-SCH

F-PICH F-TDPICH F-APICH F-ATDPICH

F-SYNCH F-TCH F-BCH F-PCH F-QPCH

×ÓÐÅµÀ (RC1~2) (RC3~9)

cdma2000 1x 前向信道类型

66

Radio Configuration

Spreading Rate

Max Data Rate* (kbps)

Effective FEC Code Rate

OTD Allowed FEC Encoding Modulation

1** 1 9.6 1/2 No Conv BPSK 2** 1 14.4 3/4 No Conv BPSK

3 1 153.6 1/4 Yes Conv and Turbo QPSK4 1 307.2 1/2 Yes Conv and Turbo QPSK5 1 230.4 3/8 Yes Conv and Turbo QPSK6 3 307.2 1/6 Yes Conv and Turbo QPSK7 3 614.4 1/3 Yes Conv and Turbo QPSK8 3 460.8 1/4 or 1/3 Yes Conv and Turbo QPSK9 3 1036.8 1/2or 1/3 Yes Conv and Turbo QPSK

前向无线配置 RC

67

呼叫处理过程可以利用原有的 F-PCH和 R-ACH进行。同时 cdma2000 前向引入了三种新的公共信道，可用来替代 F-PCH

F-BCH ( Forward Broadcast Channel )F-QPCH ( Forward Quick Paging Channel )F-CCCH ( Forward Common Control Channel )

引入新的公共信道的原因更低的延时更低的基站发射功率更小的 MS耗电F-BCH使MS 可以更快地获得系统消息F-QPCH的引入F-CCCH的设计使MS 可以更快地关机

新的公共信道特点

68

F-BCH 信道结构B lock

In ter leaver(1,536 S ym bols)

Add 16-B itF ram eQ u ality

In dicator

Add 8-B itE n coder

Tail

C on volu tion alE n coder

R = 1/ 2, K = 9

B roadcast C h an n el B its(744 B its per

40, 80, or 160 m sB roadcast C h an n el S lot)

D ata R ate19.2, 9.6, or 4.8 k bps

C h an n elG ain

S ign al Poin tM appin g0 +11 –1

S equ enceR epetition(1, 2, or 4

F actor )X

38.4 k sps

I an d Q S cram blin g B it E xtractorE xtract th e Pairs at a R ate of

M odu lation S ym bol R ate/(2 S cram blin g B it R epetition F actor )

S cram blin g B it R epetition1 F actor for N on -O TD

2 F actor for O TD

M odu lationS ym bol R ate

L on g C odeM ask for

B roadcastC h an n el

L on g C odeG en erator

(1.2288M cps)

M odu lationS ym bol

69

总体消息广播短消息广播可以有多个 F-BCH

基本的 F-BCH用于总体消息广播其它 F-BCHs 用于短消息广播

F-BCH 作用

70

F-QPCH 信道结构

Q u ick Pagin g C h an n elIn dicators

Indicator R ate 9.6 or 4.8 k spsD ata R ate 4.8 or 2.4 k bps

S ym bolR epetition(2 or 4F actor )

S ign al Poin t M appin g+1 W h en In dicator E n abled

0 O th erw iseC h an n el

G ain X19.2 k sps


F-QPCH作用寻呼指示配置更改指示减少MS监视 F-PCH的时间

71

R=1/4

F-CCCH 信道结构

72

R=1/2

F-CCCH 信道结构

73

发送与 MS 特定的消息可以有多个 F-CCCH

基本的 F-CCCH用于寻呼 MS其它 F-CCCHs 用于直接与 MS 通信确认消息信道指配消息短数据突发

F-CCCH 作用

74

PilotChannels(All 0’s)

Data RateBits/20 ms (kbps) Factor96 4.8 2192 9.6 1

ConvolutionalEncoderR = 1/2, K = 9PagingChannelBits

SymbolRepetitionBlockInterleaver(384Symbols)

ChannelGainSignal PointMapping0 +11 –1

XI

XQ0

ConvolutionalEncoderR = 1/2, K = 9SyncChannelBits

SymbolRepetition(2 Factor)BlockInterleaver(128Symbols)32 Bits per26.666... ms FrameData Rate 1.2 kbps


XI

XQ0


XI

XQ0

19.2 ksps

19.2 ksps

DecimatorLong CodeGenerator(1.2288Mcps)

Long CodeMask forPagingChannel p

ModulationSymbol

ModulationSymbol4.8 ksps

导频、同步、寻呼信道结构

75

F-PICH ：信道估计、多径搜索、临近小区测量

F-TDPICH ：支持发射分集，与 F-PICH 配合

F-APICH 、 F-ATDPICH ：波束成形。一组 MS或一个 MS 一个辅助导频信道。智能天线应用

导频信道

76

D ata R ateB its/ F ram e B its (k bps) S ym bols R ate (k sps)

24 B its/ 5 m s 16 9.6 96 19.2172 B its/ 20 m s 12 9.6 384 19.2


R = 1/ 2, K = 9

AddF ram eQ u ality

In dicator

Add 8E n coderTail B its

F orwardD edicated

C on trolC h an n el

B its

B lockIn ter leaver W


D ata R ateB its/ F ram e B its B its (k bps) D eletion S ym bols R ate (k sps)

24 B its/ 5 m s 0 16 9.6 Non e 192 38.4267 B its/ 20 m s 1 12 14.4 4 of 12 768 38.4

F orwardD edicated


B its


R = 1/ 4, K = 9

AddF ram eQ u ality

In dicator


AddR eserved

B itsS ym bol

Pu n ctu reB lock

In ter leaver W


Data RateBits/Frame Bits (kbps) Symbols Rate (ksps)24 Bits/5 ms 16 9.6 192 38.4172 Bits/20 ms 12 9.6 768 38.4

ConvolutionalEncoderR = 1/4, K = 9AddFrameQualityIndicator

Add 8EncoderTail Bits

ForwardDedicatedControlChannelBitsBlockInterleaver W

ModulationSymbol

RC4

RC5

RC3

F-DCCH 信道结构

77

F-DCCH 作用F-DCCH 用于在呼叫过程中传送用户和信令信息。每个前向业务信道可以有一个 F-DCCH 。支持 5ms 帧。支持非连续传输。

78

D ata R ateB its/ F ram e B its (k bps) R F actor D eletion S ym bols R ate (k sps)

24 B its / 5 ms 16 9.6 1/ 2 1 Non e 96 19.2

16 B its/ 20 m s 6 1.5 1/ 2 8 1 of 5 384 19.240 B its/ 20n m s 6 2.7/ n 1/ 2 4 1 of 9 384 19.2/ n80 B its/ 20n m s 8 4.8/ n 1/ 2 2 Non e 384 19.2/ n

172 B its/ 20n m s 12 9.6/ n 1/ 2 1 Non e 384 19.2/ n

360 B its/ 20n m s 16 19.2/ n 1/ 2 1 Non e 768 38.4/ n744 B its/ 20n m s 16 38.4/ n 1/ 2 1 Non e 1,536 76.8/ n

1,512 B its/ 20n m s 16 76.8/ n 1/ 2 1 Non e 3,072 153.6/ n3,048 B its/ 20n m s 16 153.6/ n 1/ 2 1 Non e 6,144 307.2/ n6,120 B its/ 20n m s 16 307.2/ n 1/ 2 1 Non e 12,288 614.4/ n

C on volu tion alor Tu rboE n coder

Sym bolR epetition

S ym bolPu n ctu re

B lockIn ter leaver

AddF ram eQ u ality

In dicator

Add 8R eserved/E n coderTail B its

WC h an n elB its

Notes:1. n is th e len gth of th e fram e in m u ltiples of 20 m s. F or 40 ch an n el bits per fram e, n = 1 or 2. F or m ore

th an 40 ch an n el bits per fram e, n = 1, 2, or 4.2. Th e 5 m s fram e is on ly u sed for th e F orward F u n dam en tal C h an n el, an d th e F orward F u n dam en tal C h an n el on ly u ses from

16 to 172 ch an n el bits per fram e with n = 1.3. Tu rbo codin g m ay be u sed for th e F orward Su pplemen tal C h an n els w ith 360 or m ore ch an n el bits per fram e; oth erwise, K = 9

con volu tion al codin g is u sed.4. W ith con volu tion al codin g, th e R eserved/ E n coder Tail b its provide an en coder tail. W ith tu rbo codin g, th e fi rst two of th ese bits

are reserved bits th at are en coded an d th e last six bits are replaced by an in tern ally gen erated tail.


RC4

F-FCH 和 F-SCH 信道结构

79

Power con trol sym bol pu n ctu r in g is on th e F orward F u n dam ental C h an n els an d F orward D edicated C on trol C h an n els on ly.

W

I an d Q S cram blin g B it E xtractorE xtract th e Pair s at a R ate of

M odu lation S ymbol R ate/(2 S cram bling B it R epetition F actor)

S cram blin g B it R epetition1 F actor for N on -O TD

2 F actor for O TD


M odu lationS ymbol R ate

C h an n elG ain

S ign al Poin tM appin g0 +11 –1

F orward PowerC on trol

S u bch an n elG ain

PowerC on trolS ym bol

Pu n ctu rePower C on trol

B its1 V alu es

16 B its per20 m s F rameor 4 B its per5 m s F ram e

Pu n ctu re T im in gC on trol (800 H z)

X


D ecimatorPower

C on trolB it Position

E xtractor

L on g C odeM ask

for U ser m

L on g C odeG en erator

(1.2288M cps)

长码扰码、功率控制比特插入、信号成形

80

多种发射模式

cdma2000 1x 前向支持多种发射模式– Non-TD– TD （ Transmit Diversity 发射分集）

• OTD （ Orthogonal Transmit Diversity ）• STS （ Space Time Spreading ）

81

前向信道 Non-TD 调制结构

PN Q

当控制端有信号时输入信号

90旋转度

基带滤波

基带滤波

I

Q

+

-

tf c2cos

tf c2sin

+

-

+

-

I i n

Qi n

Wal sh函数

QOF标志

Wal sh旋转

复数相乘

控制

PN I

YI

YQ

DeMuxY

82

正交发射分集 OTD模式

符号分解

Wal sh扩频QPSK调制

Wal sh扩频QPSK调制 2天线

1天线

X

1IX

2IX

2QX

1QX

辅助导频信号W16

128

符号重复( +, +)

符号重复( +, +)

符号重复( +, - )

符号重复( +, - )

导频信号W0

128

83

空时扩展 STS模式

wal sh扩频QPSK调制

wal sh扩频QPSK调制 2天线

1天线

辅助导频信号W16

128

符号重复( +, +)

符号重复( +, - )

导频信号W0

128

∑+

-

符号重复( +, +)

符号重复( +, - )

∑+

+

符号重复( +, - )

符号重复( +, +)

∑+

+

符号重复( +, - )

符号重复( +, +)

∑-

+

YI 1

YI 1

YI 2

YI 2

YQ1

YQ1

YQ2

YQ2

• 在多天线上发射所有前向信道• 以互补的 Walsh 码或伪随机码扩频

84

IS-95A/B 前向最多只有 64 个码道，可能不够。 cdma2000 通过 QOF（ Quasi-Orthogonal Functions ）扩展前向码道。QOF由 walsh 码掩码组成QOF 特点

不同的 QOF 掩码将码字分成若干个组同组中的码字间相互正交不同组的码字间存在非 0 相关特性，称作伪正交。

码道分配W0

64 ：导频信道W32

64 ：同步信道W32

64 ：寻呼信道W80

128 , W48128 , W112

128 ：快速寻呼信道

QOF

85

· ´ Ï òcdma2000ÐÅµÀ

R-ACH R-TCH² Ù×÷ R-EACH R-CCCH

R-SCCH

R-FCH

R-TCH² Ù×÷² Ù×÷ ² Ù×÷(RC1~2) (RC3~6)

R-EACH

R-PICH

R-CCCH

R-PICH

R-DCCH

R-PICH

0~7 0~1

R-SCH

R-FCH

0~2

0~1

×ÓÐÅµÀR-PC

cdma2000 1x 反向信道结构

86

Radio Configuration

Spreading Rate

Max Data Rate* (kbps)

Effective FEC Code Rate

OTD Allowed FEC Encoding Modulation

1** 1 9.6 1/3 No Conv 64-ary ortho 2** 1 14.4 1/2 No Conv 64-ary ortho

3 1 153.6 1/4 Yes Conv or Turbo BPSK(307.2) (1/2)

4 1 230.4 3.8 Yes Conv or Turbo BPSK5 3 153.6 1/4 Yes Conv or Turbo BPSK

(614.4) (1/3)6 3 460.8 1/4 Yes Conv or Turbo BPSK

(1036.8) (1/2)

反向无线配置 RC

87

RC1 和 RC2 分别对应于 IS-95A/B里的速率集 1 和速率集 2 。cdma2000 1x 前向： RC1~RC5 ；反向： RC1~RC4 。组合规则：

前向 RC1 、反向 RC1 ；前向 RC2 、反向 RC2 ；前向 RC3或 RC4 、反向 RC3 ；前向 RC5 、反向 RC4 ；

RC 组合规则

88

反向导频用于初始捕获跟踪反向相干解调功率控制测量

利用反向导频信道，基站能进行相干解调，提高了接收性能，增大了反向信道容量cdma2000 1x 是 IS-95A/B 的 2倍

M U X A

P ilot(all '0 's)

Power C on trolB it

N is th e S pread in g R ate n u m ber

P ilot PowerC on trol

1 P ower C on trol G rou p= 1536 N PN C h ips

384 N C h ips

反向导频信道

89

R-EACH头结构

R-EACH 和 R-CCCH 信道结构

R-EACH 和 R-CCCH 信道结构

90

R-EACH 作用E n h an ced AccessC h an n el P ream ble

E n h an cedAccess H eader

P ream bleTran sm ission

(S ee F igu re 2.1.3.4.2.3-1)

Tx Power

R everse P ilotC h an n el

E n h an ced AccessD ata

P ream ble

1.25 m s

E n h an cedAccess D ata

R everse P ilot C h an n el Tran sm ission

E n h an ced AccessH eader

Not tran sm itted inB asic Access M ode

Not tran sm itted inR eservation Access M ode

5 m s 20, 10, or 5 m s

MS 初始接入，如：始呼、被呼应答有三种接入模式

基本接入模式：前缀 + 数据功率控制接入模式：前缀 +头 + 数据预约接入模式：前缀 +头，数据在 R-CCCH 上发送

91

R-CCCH 作用

R everse C om m onC on trol C h an n el

P reamble

R everse C om m on C on trol C h an n elD ata

20, 10, or 5 ms

R everse P ilot C h an n el Tran smission

R everse C om m on C on trol C h an n elTran sm ission

P ream bleTran sm ission

(S ee F igu re 2.1.3.5.2.3-1)

Tx Power

R everseP ilot

C h an n el

R everseC om m onC on trolC h an n el

P ream ble

1.25 m s

无反向业务信道时传送用户或信令信息。

92

D ata R ateB its/ F ram e B its (k bps) S ymbols R ate (k sps)

24 B its/ 5 m s 16 9.6 384 76.8172 B its/ 20 m s 12 9.6 1,536 76.8


R = 1/ 4, K = 9

S ym bolR epetition

(2F actor)

AddF ram eQ u ality

Indicator


R everseD edicated


B its

B lockIn ter leaver B


D ata R ateB its/ F ram e B its B its (k bps) D eletion S ym bols R ate (k sps)

24 B its/ 5 m s 0 16 9.6 Non e 384 76.8267 B its / 20 m s 1 12 14.4 8 of 24 1,536 76.8

R everseD edicated


B its


R = 1/ 4, K = 9

S ym bolR epetition

(2F actor )

S ym bolPu n ctu re

B lockIn ter leaver

AddF ram eQ u ality

In d icator


AddR eserved

B itsB


RC 3

RC 4

R-DCCH 信道结构

93

D ata R ateB its / F rame B its (kbps) R F actor D eletion Symbols R ate (k sps )

24 B its / 5 ms 16 9.6 1/ 4 2 None 384 76.8

16 B its/ 20 ms 6 1.5 1/ 4 16 1 of 5 1,536 76.840 B its / 20n m s 6 2.7/ n 1/ 4 8 1 of 9 1,536 76.8/ n80 B its / 20n m s 8 4.8/ n 1/ 4 4 None 1,536 76.8/ n

172 B its / 20n m s 12 9.6/ n 1/ 4 2 None 1,536 76.8/ n

360 B its / 20n m s 16 19.2/ n 1/ 4 1 None 1,536 76.8/ n744 B its / 20n m s 16 38.4/ n 1/ 4 1 None 3,072 153.6/ n

1,512 B its/ 20n m s 16 76.8/ n 1/ 4 1 None 6,144 307.2/ n3,048 B its/ 20n m s 16 153.6/ n 1/ 4 1 None 12,288 614.4/ n6,120 B its/ 20n m s 16 307.2/ n 1/ 2 1 None 12,288 614.4/ n

C onvolu tion alor T u rboE n coder

SymbolR epetition

SymbolPu n ctu re

B lockIn terleaver

AddF rameQu ality

Indicator

Add 8R eserved/E n coderT ail B its

C hann elB its C

N otes:1. n is the len gth of the frame in mu ltiples of 20 ms . F or 40 channel bits per fram e, n = 1 or 2. F or more

th an 40 ch an nel bits per frame, n = 1, 2, or 4.2. T he 5 ms frame is on ly u sed for the R everse F u n damental C h an nel, and the R everse F u ndamen tal C hannel on ly u ses from

16 to 172 ch annel bits per frame with n = 1.3. T u rbo codin g may be u sed for the R everse Su pplemen tal C hannels w ith 360 or more channel bits per fram e; otherw ise, K = 9

convolu tional codin g is u sed.4. W ith convolu tional codin g, the Reserved/ E n coder T ail bits provide an encoder tail. W ith tu rbo codin g, th e first two of these bits

are reserved bits that are encoded and the last s ix bits are replaced by an in tern ally gen erated tail.

M odu lationSymbol

RC3

R-FCH/R-SCH 信道结构

94

反向信道扩频调制结构

MASK长码

C

Wal sh Cover

相对增益

∑

相对增益

A

B

Wal sh Cover

C

Wal sh Cover

相对增益

∑

相对增益C

Wal sh Cover

+

+

+

+

+

∑ 基带滤波

∑ 基带滤波

2以抽取

延迟1chi p

长码生成器

I PN路序列 Q PN路序列

Wal sh Cover( + - )

∑+

+

cos2π f ct

si n2π f ct

2反向补充信道

反向导频信道

反向专用控制信道

反向基本信道

1反向补充信道、反向公共控制信道、或增强接入信道

反向信道特点：采用 Walsh 扩频多码道传输HPSK 调制

95

HPSK ( Hybrid PSK ) ，亦称为 OCQPSK ( Orthogonal Complex QPSK )作用：减少过零率减少对功放的线性要求

HPSK

( a)采用普通复扰码结构后的信号 ( b) HPSK采用调制后的信号

x x

y y

0

0

0

0

- 3. 4

- 3. 4 3. 4

3. 4

- 3. 1

- 3. 1

3. 1

3. 1

96

cdma2000 信道编码 - Turbo 码 (1)

交织器

tX

X( t )

)(0 tY

)(1 tY

)(' tX

)('0 tY

)('1 tY

复用抽取器

CC2

CC1

97


• 编码器组成– 两个分量码编码器 (递归系统卷积码 )– 一个交织器– 输出符号复用与抽取

• Turbo 码的特点– 对输入的信息序列进行两次编码，译码时可相互交换信息– 交织器的引入使得信息比特不仅受邻近校验比特的保护，而且受距离很远的校验比特的保护

• Turbo 码性能明显优于卷积码，可以达到逼近信道极限的效果

98


• 图中 Turbo 码中交织块大小为 1530 ，解码迭代次数为 3次• 可见 Turbo 码性能优于卷积码

99

cdma2000 功率控制类型反向

开环功率控制闭环功率控制

内环功率控制： 800 Hz外环功率控制


消息报告方式：周期报告、门限报告EIB 方式： 50 HzQIB 方式： 50 Hz快速功率控制： 800 Hz

100

R-PCSCH 与 R-PICH 复用快速前向功控： 800Hz

前向快速功率控制

101

兼容 IS-95A/B （ RC1&RC2)

反向导频Turbo 码发射分集前向采用 QPSK ；反向采用 HPSK

物理层提供的速率最大达 307.2 kbps

话音用户容量是 IS-95 的 2倍，数据容量是 IS-95 的 3

倍

cdma2000 1x 技术特点总结

102

cdma2000 与 IS-95 比较 (1)

对比项 IS-95A/B cdma2000 1x频谱占用 1.23MHz 1.23MHz传输速率 IS-95B 最大支持速率为

76.8kbps/115.2kbpscdma2000 1x能支持最大速率为307.2kbps

无线配置（RC） Rate Set 1 9.6kbps Rate Set 2 14.4kbps

前向支持 RC1~5反向支持 RC1~4

反向导频信道不支持支持反向导频信道，提供相干解调

信道编码卷积码卷积码、Turbo码调制方式前向 QPSK

反向 OQPSK前向 QPSK反向 HPSK

反向扩频方式采用 64阶正交调制，长码扩频采用Walsh码扩频前向功率控制慢速功率控制增加前向 QIB方式：50Hz

前向快速功率控制：800 Hz发射分集无支持 Non-TD、OTD、STS方式

103

cdma2000 与 IS-95 比较 (2) 信道类型 IS-95A/B cdma2000-

1X Forward Pilot Channel √ √ Transmit Diversity Pilot Channel √ Auxiliary Pilot Channel √ Auxiliary Transmit Diversity Piolt Channel √ Sync Channel √ √ Paging Channel √ √ Broadcast Channel √ Quick Paging Channel √ Common Power Control Channel √ Common Assignment Channel √ Forward Common Control Channel √ Forward Dedicated Control Channel √ Forward Fundamental Channel √ √ Forward Supplemental Code Channel √ √

Forward Channel

Forward Supplemental Channel √ Reverse Pilot Channel √ Access Channel √ √ Enhanced Access Channel √ Reverse Common Control Channel √ Reverse Dedicated Control Channel √ Reverse Fundamental Channel √ √ Reverse Supplemental Code Channel √ √

Reverse Channel

Reverse Supplemental Channel √

104

cdma2000 与 IS-95 比较 (3)

注 1 ：每扇区载频所支持的 8K/13K话音用户的数量注 2 ：根据现有网络运行参数和仿真计算的结果，空中接口每扇区载频所能提供的最大数据流量。

IS-95A IS-95B cdma2000-1X 载频带宽 1.25MHZ 1.25MHz 1.25MHz 业务种类 Circuit Circuit/Packet Packet 业务速率 9.6/14.4Kbps 56.6/64Kbps 144Kbps

话音用户/扇区/载频注1

22/14用户 22/14用户 44/28用户

空中接口容量/扇区载频注2

105.6kbps 105.6kbps 337.92kbps

105



106

无线 Internet 接入对语音和高速分组数据提出了不同的需求语音：低速、对称、低突发性数据：高速突发性、不对称、更低的 BER 要求频率将继续是稀有资源，只要能获得可比的性能， 1.25M 系统比 5M 系统更有吸引力。在向高速分组数据业务演进时， cdma2000 1x 系统将对基站系统和终端系统的影响降到了最小

cdma2000 1x 演进的动力

107

Qualcomm 提出的 HDR （ High Data Rate ）方案Motorola 、 LSI Logic 和 Nokia 提出 1XTREME 方案中国提出的 LAS-CDMA 方案

cdma2000 1x增强技术主要方案

108

1xEV 分为两个阶段：•phase 1: 1xEV-DO ( Data Only )

只提供对分组数据业务的支持，不支持实时的语音业务今年 10月标准定稿； 2001 年 1月开始试验网； 2001年年底开始商用

•phase 2: 1xEV-DV ( Data and Voice )可以同时提供非实时的分组数据业务和实时的语音业务。2001年 10月标准定稿； 2002年 1月开始试验。

cdma2000 1xEV 演进时间表1xEV Phase 1

· ÇÊµÊ±¡ ¢ ßËÙ·Ö×éÒµÎ ñ

cdma2000 1x

study period

1xEV Phase 2Í ¬Ê±Ö§³ÖÊµÊ±º Í · ÇÊµÊ±ÒµÎ ñ

Phase 1 BLText Done(August 2000)

oct, 2000 oct 2001

109

基于 Qualcomm 提出的 1xHDR ( High Data Rate )只提供非实时的分组数据业务反向继续采用功率控制前向最大功率发射，采用速率控制较高的频谱利用率，反向最高可传输 153.6 kbps ；前向最高可传输 2.4576 Mbps所有的数据速率都使用 Turbo 码反向继续使用 HPSK 调制；前向使用 QPSK 、 8-PSK 、16-QAM 调制采用为分组业务优化的时隙 / 帧结构

cdma2000 1xEV-DO 技术特点

110

cdma2000 1xEV-DV 速率需求Ç °Ï ò · Ï ò

» °Ò ôÈ ÝÁ ¿ 2± ¶Ó Úcdma2000 1x

2± ¶Ó Úcdma2000 1x

Outdoor¸ ßË ÙÊ ý¾ Ý· åÖ µË ÙÂ Ê

2.4Mbps 1.25Mbps

Outdoor¸ ßË ÙÊ ý¾ ÝÆ½¾ ùË ÙÂ Ê

600kbps 600kbps

Outdoor² ½Ð ÐÊ ý¾ ÝË ÙÂ Ê

2Mbps 1.25Mbps

IndoorÊ ý¾ ÝË ÙÂ Ê 2Mbps 1.25Mbps

111

三种业务模式：实时、非实时、实时 /非实时混合语音和分组数据业务可以与 cdma2000 1x 、 cdma2000 1xEV-DO 互操作，包括切换同一载频可以同时支持实时和非实时的业务语音和分组数据业务选项和容量可以支持未来语音和图像编码方式的融合语音质量达到或超过 cdma2000 系统语音质量。1xEV-DV标准必须从 1xEV-DO演进，其标准可能基于：

仍以 1xHDR 为基础融合其它技术

cdma2000 1xEV-DV需求

112



113

0 1 M Hz 2 M Hz 3 M Hz 4 M Hz 5 M Hz

0 1 M Hz 2 M Hz 3 M Hz 4 M Hz 5 M Hz

1 .2 5 M Hz

F orw ardL in k

R ev erseL in k

码片速率 N*1.2288 Mcps ， N=1,3,6,9,12

接入速率最大可达 2Mbps

前向：多载波，反向：直扩由于 cdma2000 1xEV 的发展， cdma2000 3x 技术可能发生变化


114

cdma2000 3x 前向信道 (1)

• cdma2000 3x 前向信道采用多载波模式• 占用相邻的 3 个 1.2288MHz 的频段• cdma2000 3x 与 cdma2000 1x 可以共存，• 使用多载波模式，可以重复使用 cdma2000 1x 的频段与现有设备，减少费用与风险，节约频带资源，实现平滑过渡

115

cdma2000 3x 前向信道 (2)

IS-95B1载频

IS-95B2载频

IS-95B3载频

保护频带

保护频带

A载波 C载波B载波

625KHz

625KHz1.25MHz 1.25MHz1.25MHz

5MHz串并变换

串并变换

扩频QPSK调制

天线

IX

QX

1IX

2IX

2QX

1QX

扩频QPSK调制

扩频QPSK调制

3IX

3QX

1载频

2载频

3载频

116



117

cdma2000 平滑过渡

1 IS-95A/B载频 cdma2000 1X载频1 IS-95A/B载频+ 2 cdma2000 1X载频

cdma2000 1x 兼容 IS-95A/B。增加 SCH以支持分组业务。可以通过增加 cdma2000 1x BSC和 cdma2000 1x BTS的方式平滑过渡即业务可以平滑升级，但设备需增加

118

从 2G 到 3G 的平滑过渡

1.25MHz 1.25MHz 1.25MHz 1.25MHz f

IS-95A/B

1.25MHz 1.25MHz 1.25MHz 1.25MHz f

cdma2000 1XEV cdma2000-3X

1.25MHz 1.25MHz 1.25MHz 1.25MHz f

cdma2000 1X

Í øÂ çÑ Ý½ ø

2G/2.5G

3G

3G

IS-95A/B IS-95A/B IS-95A/B

IS-95A/B IS-95A/B

119

系统的演进 (1)

BSC

MSC

BSC

cdma2000 BTScdma2000 MS

IS-95 MS

cdma2000 BTS

IS-95 BTS

IS-95 BTS

IS-95 BTS

A3/A7

Abis

IS-95 网络

IS-95 网络

IS-95 MS

PSTN/ISDN

其他 PLMN

INTERNET

120

系统的演进 (2)

BSC

PCF Internet

BSC

cdma2000 BTScdma2000 MS

IS-95 MS

cdma2000 BTS

IS-95 BTS

IS-95 BTS

IS-95 BTS

A3/A7

A8/A9

Abis

cdma2000 网络

IS-95 网络

IS-95 MS

PSTN/ISDN

MSC

更新 BSC

升级 BSC

121

系统的演进 (3)

INTERNETBSC

SDH

MSCSSP/VLR

HLR/AUC/EIR

PCF

PSTNISDN

PLMN

GMSC/SSP

分组域

PDSN/FA

MIP HA

AAA

BSC

BTS

MS

MS

BTS

BTS

BTS

BTS

BTS

无线接入网络电路域

A3/A7

A1/A2/A5

A8/A9A10/A11

Abis

A1/A2/A5A8/A

9

全 cdma2000网络

122

cdma2000 接入网络解决方案第一步－ cdma2000 1x阶段

阶段一： cdma2000 1x 接入网络基本解决方案阶段二： cdma2000 1x 接入网络完善解决方案

第二步－ cdma2000 1xEV阶段cdma2000 1xEV-DO 接入网络解决方案cdma2000 1xEV-DV 接入网络解决方案

第三步－ cdma2000 3x阶段 ( ？ )

cdma2000 3x 接入网络解决方案

华为公司 cdma2000 接入网络演进解决方案

123

2001 2002 2003

1x 接入网络完善解决方案

1xEV 接入网络解决方案

3x3x 接入网络接入网络解决方案解决方案

1x 接入网络基本解决方案

各阶段解决方案时间表

124

2001 20032002

路标

cdma2000 1x» ù± ¾½ â¾ ö· ½° ¸» ùÕ ¾ 4*3/2*6Å äÖ Ã» ù± ¾Ó ïÒ ôÒ µÎ ñº ÍÖ ÐË Ù· Ö× éÒ µÎ ñ

cdma2000 1xÍ êÉ Æ½ â¾ ö· ½° ¸Ï µÁ Ð» » ùÕ ¾Í êÉ Æ1xÒ µÎ ñ

cdma2000 3x¸ ü ßµ Ä· þÎ ñÖ ÊÁ ¿Ö §³ Ö ALL IP

cdma2000 BSC V1.0R01

cdma2000 1xEV¸ ßË Ù· Ö× éÊ ý¾ ÝÒ µÎ ñ

cdma2000 BTS V1.0R01

cdma2000 BSC V1.0R02

cdma2000 BTS V1.0Rxx

cdma2000 BSC V2.0

cdma2000 BTS V2.0

cdma2000 BSC V3.0

cdma2000 BTS V3.0

华为 cdma2000 接入网络产品路标

125


cdma2000 1x 接入网络解决方案阶段一： cdma2000 1x 接入网络基本解决方案阶段二： cdma2000 1x 接入网络完善解决方案

126

市场定位 :适于运营商初期高起点建设 CDMA网络

INTERNETBSC

SDH

MSCSSP/VLR

HLR/AUC/EIR

PCF

PSTNISDN

PLMN

GMSC/SSP

分组域

PDSN/FA

MIP HA

AAA

BSC

BTSMS

MS

BTS

BTS

BTS

BTS

BTS


A3/A7

A1/A2/A5

A8/A9A10/A11

Abis

A1/A2/A5A8/A

9

cdma2000 1x 接入网络基本解决方案

127

无线接入网结构及接口描述

A1/A2½Ó¿Ú

PCF

PDSN

A7½Ó¿Ú

A10/A11½Ó¿Ú

A8/A9½Ó¿Ú

BTSBTS¡¤¡¤¡¤

BSC

Abis½Ó¿Ú

BSBTSBTS¡¤¡¤¡¤

BSC

Abis½Ó¿Ú

BS

PCF

A8/A9½Ó¿Ú

A3ÐÅÁî½Ó¿ÚA3ÒµÎñ½Ó¿Ú

BSSAPSCCPMTPÎïÀí²ã

A11ÐÅÁîUDPIPÁÂ·²ãÎïÀí²ã

A10ÒµÎñGREIPÁÂ·²ãÎïÀí²ã

IPÍøMSC

128

cdma2000 BSS 功能BSC 功能

– 呼叫控制– 无线资源管理– 功率控制– 切换控制– 基站逻辑操作维护– 空中接口MAC 、 LA

C层

BTS 功能– 空中接口控制– 功率控制– 环境监控

129

cdma2000 1x 基本解决方案—— BSC产品结构

ATM½ »» »» ú¹ ¦Ä ÜÄ £¿ é

× ÊÔ ¹ ÜÀ í¹ ¦Ä ÜÄ £¿ é

Abis/A1-A11² Ù× ÷Î ¬» ¤¹ ¦Ä ÜÄ £¿ é

» ù± ¾ ¦À í¹ ¦Ä ÜÄ £¿ é

» ù± ¾ ¦À í¹ ¦Ä ÜÄ £¿ é.....

LAN

Abis/A1-A11

Abis/A1-A11

130

cdma2000 1x 基本解决方案—— BSC产品规格单模块支持 5万用户，可平滑扩容到 10模块 50万用户最大支持 1280 个 cdma2000 1x TRX BHCA≥1000K ，支持 15000Erl 兼容 IS-95A/B ，并可通过软件升级向后演进支持硬切换、更软切换、 BSC内软切换和 BSC之间的软切换先进的无线资源管理算法，华为公司专利基于华为公司成熟的 ATM 交换机平台，交换容量为 25G 提供 E1 、 STM-1 等接口支持 2Mbps 的 No.7 信令链路，支持多信令点

131

cdma2000 1x 基本解决方案—— BTS产品规格单机柜 12载频，通过并柜可平滑扩容到 36 载频支持全向、 1*3 、 2*3 、 4*3 、 1*6 、 2*6 等小区配置覆盖面积大，小区半径最大可达 125公里，可适合小容量大覆盖的初期建设支持 GPS/Glonass 以及外接时钟同步方式物理层提供最大 307.2kbps 数据传输数率支持星型、链型和树型组网方式 Abis 接口传输提供 E1 、 STM-1 方式

132

cdma2000 BTS 组网支持星型、链型、树型、环型组网方式

BSC

BTS BTSBTS

E1E1

E1

BSC

BTS

BTS

BTS

STM-1STM-1STM-1

STM-1 STM-1

STM-1

n*E1E1 E1 E1 E1

BTSBTS

星型

环型

BTS BTS

树型

链型

133

市场定位 :适于对 cdma2000 1x 业务需求的增长和多样化

INTERNETBSC

SDH

MSCSSP/VLR

HLR/AUC/EIR

PCF

PSTNISDN

PLMN

GMSC/SSP

分组域

PDSN/FA

MIP HA

AAA

BSC

MICRO BTS

MS

MS

BTS

BTS

BTS

BTS

OUTDOOR BTS 无线接入网络

电路域

A3/A7

A1/A2/A5

A8/A9A10/A11

Abis

A1/A2/A5A8/A

9

R-RFM

R-RFM

系列化基站

RF光纤拉远

cdma2000 1x 接入网络完善解决方案

134

cdma2000 BSC 产品规格支持小区呼吸支持定位业务支持接入切换支持地面电路预指配、早指配支持快速寻呼支持加密流程支持 PACA 呼叫支持带内 DTMF

135

cdma2000 BTS 产品规格提供室内型、室外型、微型、大容量等系列化基站

室内普通基站室外型基站微型基站室内大容量基站

大容量基站，单机柜支持最大不小于 18 载频支持射频模块光纤拉远

136

市场定位 : 适于在 cdma2000 1x网络上支持更快的速率数据业务热点地区

INTERNETBSC

SDH

MSCSSP/VLR

HLR/AUC/EIR

PCF

PSTNISDN

PLMN

GMSC/SSP

分组域

PDSN/FA

MIP HA

AAA

BSC

BTSMS

MS

BTS

BTS

BTS

BTS

BTS


A3/A7

A1/A2/A5

A8/A9A10/A11

Abis

A1/A2/A5

A8/A9

1xEV/1x/IS-95

1xEV/1x/IS-95

cdma2000 1xEV 接入网络解决方案

137

支持 Higher Speed Data 、 Concurrent Service 、 Short Data Burst 和 Variable Rate

支持 IP Broadcast&Multicast 、 SMV 和端到端的 QoS

A 接口支持 IOS4.2

Abis 接口标准化通过升级 BSC 软件、更换 BTS 信道处理模块即可从 1x升级到 1xEV

cdma2000 1xEV 接入网络解决方案 -产品规格

138

第一阶段支持 cdma2000 1xEV-DO 高速、非实时分组数据，非对称的数据业务分组数据业务可以与 cdma2000 1x 信道互操作，包括切换支持 Higher Speed Data 、 Concurrent Service 、 Short Data Burst 和 Variable Rate

支持 IP Broadcast&Multicast 、 SMV 和端到端的 QoS

A 接口协议顺从 IOS4.2

cdma2000 BSS V2.0产品规格

139

第二阶段支持 cdma2000 1xEV-DV

支持三种业务模式：实时、非实时、实时 /非实时混合语音业务可以与 cdma2000 1x 信道互操作，包括切换同一载频可以同时支持实时和非实时的业务

cdma2000 BSS V2.0产品规格

140

根据 cdma2000协议的发展情况确定


141

cdma2000 接入网络解决方案第一步－ cdma2000 1x阶段

阶段一： cdma2000 1x 接入网络基本解决方案阶段二： cdma2000 1x 接入网络完善解决方案

第二步－ cdma2000 1xEV阶段cdma2000 1xEV-DO 接入网络解决方案cdma2000 1xEV-DV 接入网络解决方案

第三步－ cdma2000 3x阶段 ( ？ )


华为公司 cdma2000 接入网络演进解决方案

142

华为公司 cdma2000 接入网络产品将密切注意用户需求的变化，跟踪技术、协议的发展。满足用户日益增长的需求、最大限度地保护用户的投资是华为公司的宗旨

华为公司 cdma2000 接入网络产品总结

cdma2000 基本原理V2.0

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