CDMA2000通信原理.ppt
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1、无线产品课程开发室无线产品课程开发室无线产品课程开发室无线产品课程开发室无线产品课程开发室无线产品课程开发室ISSUEISSUERA000001 CDMARA000001 CDMA通信原理通信原理(NSS)(NSS)1.11.1华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开学习目标学习目标学习目标学习目标l对CDMA技术特别是网络知识有一个初步的、全局的了解,为CDMA技术的深层次学习打基础。l本教材虽然是CDMA技术的普及性教材,但也要求学员有一定的电信基础和相关知识的了解。学习完本课程,您应该能够:学习完本课程,您应该能够:2华为机密,未经许可不得
2、扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开课程内容课程内容课程内容课程内容第一章第一章 CDMA技术及其发展演进第二章第二章 CDMA技术特点和特色业务第三章第三章 CDMA在中国的应用3华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开第一章第一章第一章第一章 CDMACDMA技术及其发展演进技术及其发展演进技术及其发展演进技术及其发展演进l移动通信的发展与CDMA技术的出现l三种3G制式的比较l什么是CDMA技术lCDMA技术与其它多址技术的比较lCDMA技术的发展演进lCDMA2000 1X概述lCDMA2000 1X带来的技
3、术优势lCDMA网络参考模型lCDMA接口标准4华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开参考资料参考资料参考资料参考资料lCDMA通信原理lIOS40lIS41DlM800系统概述l800MHz CDMA数字蜂窝移动通信系统设备总技术规范:交换子系统部分5华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开移动通信的发展与移动通信的发展与移动通信的发展与移动通信的发展与CDMACDMA技术的出现技术的出现技术的出现技术的出现6华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公
4、开移动通信的发展与移动通信的发展与移动通信的发展与移动通信的发展与CDMACDMA技术的出现技术的出现技术的出现技术的出现lCDMA与GSM同属于2代数字移动通信系统lGSM是欧洲标准,全球都有应用,中国称为全球通,向3G演进的方向是WCDMAlCDMA是北美标准,主要在北美洲、南美洲、亚洲。澳洲也有运营商。向3G演进的方向是CDMA20007华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开三种三种三种三种3G3G制式的比较制式的比较制式的比较制式的比较现在总共有现在总共有3中中3G制式存在制式存在8华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文
5、档密级:内部公开文档密级:内部公开三种三种三种三种3G3G制式的比较(制式的比较(制式的比较(制式的比较(1 1)9华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开 三种三种三种三种3G3G制式的比较(制式的比较(制式的比较(制式的比较(2 2)10华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开什么是什么是什么是什么是CDMACDMA技术技术技术技术频率频率码码用户用户3用户用户2用户用户1CDMAlCDMA:Code Division Multiple Access(码码分分多多址址)。所所有用户在同一时间、同
6、一频段上、根据编码获得业务信道。有用户在同一时间、同一频段上、根据编码获得业务信道。11华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开CDMACDMA技术与其它多址技术的比较技术与其它多址技术的比较技术与其它多址技术的比较技术与其它多址技术的比较码码业务信道在不同频段分配给不同用户业务信道在不同频段分配给不同用户如:如:TACS系统、系统、AMPS系统系统业务信道在不同时业务信道在不同时间分配给不同用户间分配给不同用户如:如:GSM所有用户在同一时间、所有用户在同一时间、同一频段上、根据编同一频段上、根据编码获得业务信道码获得业务信道用户用户1 用户用
7、户2 用户用户3时间时间频率频率FDMA用户用户1用户用户2用户用户3时间时间频率频率TDMA时间时间频率频率CDMA用户用户3用户用户2用户用户112华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开CDMACDMA技术与其它多址技术的比较技术与其它多址技术的比较技术与其它多址技术的比较技术与其它多址技术的比较lCDMA10MHz8个个CDMA载波载波每载波每载波20个话音信道个话音信道每站点每站点3个扇区个扇区频率复用系数频率复用系数1支支持持有有效效话话音音信信道道数数8203480lGSM10MHz50个个GSM载波载波(10MHz/200KHz)
8、每载波每载波8个时隙(包括业务信道和控制信道)个时隙(包括业务信道和控制信道)每站点每站点3个扇区个扇区频率复用系数(通常)频率复用系数(通常)4可配置的站型为可配置的站型为S444支持有效话音信道数支持有效话音信道数487.2/487在相同频谱利用度情况下,在相同频谱利用度情况下,CDMA容量是容量是GSM的的4545倍倍.大容量大容量大容量大容量13华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开CDMACDMA技术与其它多址技术的比较技术与其它多址技术的比较技术与其它多址技术的比较技术与其它多址技术的比较广覆盖广覆盖广覆盖广覆盖lCDMA小区覆盖随
9、负载的变化而变化小区覆盖随负载的变化而变化在无负载情况下,小区半径是标准在无负载情况下,小区半径是标准GSM的的3倍倍在每扇区在每扇区20信道的负载条件下,半径是标准信道的负载条件下,半径是标准GSM的的2倍倍lGSM小区在加载的情况下,覆盖保持不变小区在加载的情况下,覆盖保持不变在相同覆盖条件下,基站数量大大减少在相同覆盖条件下,基站数量大大减少14华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开CDMA2000CDMA2000技术的发展演进技术的发展演进技术的发展演进技术的发展演进15华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部
10、公开文档密级:内部公开CDMA2000 1XCDMA2000 1X概述概述概述概述16华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开CDMA2000 1XCDMA2000 1X概述概述概述概述l码片速率:1.2288 McpslIS-95A/B是其子集,RC1/RC2l反向导频,反向采用相干解调l前向发射分集:OTD、STSl前向快速功率控制,速率800Hzl支持快速寻呼信道,终端待机时间更长l帧长可变:5ms、20ms、40ms、80msl信道编码增加Turbo码l物理层支持速率最大可达307.2kbpsl话音用户容量是IS-95A/B的1.52倍,
11、数据业务吞吐能力提高3倍以上17华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开CDMA2000 1XCDMA2000 1X带来的技术优势带来的技术优势带来的技术优势带来的技术优势l系统吞吐量提高前向快速功率控制前向发射分集OTD、STS导频辅助相干解调约(3dB)Turbo编码的引入l更强的搞干扰性改进的前向纠错(中/高速数据传输采用Turbo Code)l频谱利用率提高Walsh码资源加倍HPSK、QPSK调制18华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开CDMA2000 1XCDMA2000 1X带来的
12、技术优势带来的技术优势带来的技术优势带来的技术优势l支持高速SCH,单个信道的峰值速率高达307.2kbps更多的信道类型使高层信令控制更加完善l终端待机时间更长快速寻呼信道l前向兼容射频部分基带处理部分(RC)19华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开CDMACDMA网络参考模型网络参考模型网络参考模型网络参考模型20华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开CDMACDMA接口标准接口标准接口标准接口标准MSC:移动业务交换中心BSC:基站控制器MC:短消息中心HLR:归属位置寄存器BTS:基站
13、收发信台VM:语音邮箱VLR:拜访位置寄存器OMC:操作维护中心 AC:鉴权中心SCP:业务控制点其他MSCPSTN/ISDN其他PLMNMC/VMMSC/SSP/VLROMCHLR/ACSDHGMSC/SSPSCPSCPSTPIOS4.0SS7IS-41IS-41IS-41IS-41移动客户服务中心INTERNETSS7TCP/IPSS7IS-41BTSBTSBSCMSIS95-CDMA200021华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开问题问题问题问题l现在世界上总共有几种3G标准?lCDMA2000的演进方式是什么?22华为机密,未经许可不
14、得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开小结小结小结小结lCDMA即Code Division Multiple Access(码分多址)是一种采用先进无线扩频技术的数字通信多址接入方式。lCDMA 2000标准的发展经历了从IS-95A、IS-95B到cdma2000 1x、及cdma2000 1xEV的发展过程23华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开第二章第二章第二章第二章 CDMACDMA技术特点和特色业务技术特点和特色业务技术特点和特色业务技术特点和特色业务l第一节 CDMA的关键技术l第二节 CDMA的特
15、色业务l第三节 CDMA2000新业务l第四节 CDMA的移动性管理l第五节 CDMA的安全性管理24华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开第一节第一节第一节第一节CDMACDMA关键技术关键技术关键技术关键技术l扩频技术扩频技术lRAKE接收技术接收技术l语音编码语音编码l信道编码信道编码l功率控制功率控制l软切换技术软切换技术l增强硬切换技术增强硬切换技术l小区呼吸小区呼吸l鉴权技术鉴权技术25华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开CDMA关键技术关键技术扩频技术扩频技术CDMA扩频技术可以
16、减少频率选择性衰落的影响扩频技术可以减少频率选择性衰落的影响窄带信号窄带信号扩频码扩频码扩频码扩频码信号合信号合并并宽带信号宽带信号噪声噪声噪声噪声+宽带信号宽带信号信号与噪声分离信号与噪声分离tP(t)P(t)P(t)P(t)P(t)tttt26华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开CDMACDMA关键技术关键技术关键技术关键技术扩频技术扩频技术扩频技术扩频技术功能功能前向链路前向链路反向链路反向链路纠错编码纠错编码1/21/2速率速率1/31/3速率速率Walsh码码提供信道化提供信道化6464阶调制阶调制长码扩展长码扩展提供加密性提供加密
17、性信道化信道化短码扩展短码扩展标识基站标识基站用作用作OQPSK调制调制重复符号传输重复符号传输降低重复符号功率降低重复符号功率连续发射连续发射采用随机突发方式不连续采用随机突发方式不连续发射发射导频信道导频信道提供相干接收提供相干接收没有导频信道,采用非相没有导频信道,采用非相干接收干接收调制方式调制方式支持多码道传输,支持多码道传输,采用采用QPSK方式方式不支持多码道传输,采用不支持多码道传输,采用OQPSK方式方式27华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开CDMACDMA关键技术关键技术关键技术关键技术RAKERAKE接收技术接收技术接
18、收技术接收技术l时间分集时间分集采用符号交织,检错纠错编码等方法。采用符号交织,检错纠错编码等方法。l频率分集频率分集通通过过将将信信号号能能量量在在宽宽频频带带中中扩扩展展实实现现的的。CDMA将将信信号号扩扩展展到到整整个个1.25M上。上。l空间分集空间分集基站采用双接收天线。基站采用双接收天线。在手机和基站采用在手机和基站采用RAKE接收,合并不同传输延时的信号。接收,合并不同传输延时的信号。软软切切换换的的时时候候,移移动动台台和和多多个个基基站站同同时时联联系系,从从中中选选出出最最好好的的帧帧送给交换机。送给交换机。tt28华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档
19、密级:内部公开文档密级:内部公开CDMA关键技术关键技术RAKE接收技术接收技术tS(t)发射信号发射信号接收技术无线环境接收技术无线环境-多径效应多径效应29华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开CDMA关键技术关键技术RAKE接收技术接收技术RAKE接收技术在多径衰落条件下有效提高接收性能接收技术在多径衰落条件下有效提高接收性能接收机单径接收电路单径接收电路单径接收电路搜索器计算信号强度与时延合 并合并后的信号ttS(t)S(t)30华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开CDMACDMA关键
20、技术关键技术关键技术关键技术语音编码语音编码语音编码语音编码典型的双工通话中,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。l可变速率声码器:8K QCELP13K QCELPl特点:支持话音激活31华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开CDMA关键技术关键技术信道编码信道编码CDMA采用卷积码与Turbo码,降低误码率,提高系统性能,满足语音通信与数据通信需求不能满足通信需要不能满足通信需要满足语音通信需要满足语音通信需要满足数据通信需要满足数据通信需要无纠错编码:BER10-1BER10-2卷积编码:BER10-3Tu
21、rbo 码:BER10-632华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开CDMACDMA关键技术关键技术关键技术关键技术功率控制功率控制功率控制功率控制l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l前向闭环功率控制消息报告方式:周期报告、门限报告EIB(Erasure Indicator Bit)方式:50 HzQIB方式:50 Hz快速功率控制:800 Hz33华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开CDMA关键技术关键技术功率控制功率控制l每每个个用用户户对对于于其其他他用
22、用户户都都相相当当于于干干扰,远近效应会严重影响系统容量扰,远近效应会严重影响系统容量l采采用用功功率率控控制制技技术术减减少少了了相相互互之之间的干扰,提高了系统整体容量间的干扰,提高了系统整体容量PowerfPowerf远近效应与功率控制远近效应与功率控制34华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开CDMACDMA关键技术关键技术关键技术关键技术功率控制功率控制功率控制功率控制(反向开环反向开环反向开环反向开环)l移动台所需发射功率受以下因素影响移动台所需发射功率受以下因素影响移动台与基站距离移动台与基站距离小区负荷小区负荷信道环境信道环境l
23、CDMA系系统统规规定定用用一一个个常常数数来来补补偿偿路路径径损损耗耗与与小小区区负负荷荷的的影影响响,这个常数可由基站调整这个常数可由基站调整l移动台根据接收前向信道的功率,直接确定发射功率移动台根据接收前向信道的功率,直接确定发射功率35华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开CDMACDMA关键技术关键技术关键技术关键技术功率控制功率控制功率控制功率控制(反向闭环反向闭环反向闭环反向闭环)l内环功率控制内环功率控制基基站站测测量量Eb/Nt和和设设定定的的目目标标Eb/Nt进进行行比比较较,大大于于则则指指令令移移动动台降低发射功率,否则
24、增加发射功率。调节速率为台降低发射功率,否则增加发射功率。调节速率为 800Hzl外环功率控制外环功率控制统计误帧率,设定所需的目标统计误帧率,设定所需的目标Eb/Nt36华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开CDMA关键技术关键技术软切换技术软切换技术l软切换软切换:不同基站BTS间切换不同BSC间切换l更软切换更软切换:同基站不同扇区间切换l硬切换硬切换:异频切换不同系统间切换CDMA系统支持多种切换技术37华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开CDMA关键技术关键技术软切换技术软切换技术A
25、BCABCABCABCABCABCl软切换技术软切换技术改善话音质量;控制手机干扰改善话音质量;控制手机干扰降低掉话率;提高容量与覆盖范围降低掉话率;提高容量与覆盖范围38华为机密,未经许可不得扩散华为机密,未经许可不得扩散文档密级:内部公开文档密级:内部公开CDMA关键技术关键技术增强硬切换技术增强硬切换技术CFSRPM(Report)CRSCNM(Search Order)F1(serving)F2(candidate)GHDM(HHO)CRSRQM(Search Parameters)CFSRSM(Acceptance)CDMA技术支持不同频率基站之间硬切换,支持不同系统间的硬切换增强硬
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