CDMA通信原理

1、CDMA通信原理摘要：本文從系統(tǒng)出發(fā)，簡要介紹了CDMA系統(tǒng)的組成部分，并詳細(xì)介紹了基站子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)，另外分析了CDMA的呼叫流程、無線鏈路的調(diào)制，最后詳細(xì)介紹了CDMA的關(guān)鍵技術(shù)：擴(kuò)頻技術(shù)，軟切換技術(shù)，功率控制技術(shù)，分集接收技術(shù)，自適應(yīng)天線。關(guān)鍵字：CDMA 無線鏈路 擴(kuò)頻 軟切換 功率控制 分集接收 自適應(yīng)天線目 錄一 CDMA簡介3二 系統(tǒng)原理41 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理41.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)41.2 組成部分簡介42 CDMA的接口和協(xié)議63 子系統(tǒng)介紹63.1 基站子系統(tǒng)63.2 交換子系統(tǒng)10與VLR功能10與AC功能12四 無線鏈路（CDMA信道調(diào)制）141 前向鏈路141.1 導(dǎo)頻信

2、道161.2同步信道171.3 尋呼信道181.4 前向業(yè)務(wù)信道181.5 相關(guān)知識(shí)192 反向鏈路202.1 接入信道222.2 反向業(yè)務(wù)信道232.3 相關(guān)知識(shí)23四 呼叫處理251 登記262 呼叫控制282.1 移動(dòng)臺(tái)始呼過程282.2移動(dòng)臺(tái)終止呼叫處理29五 CDMA的關(guān)鍵技術(shù)301 擴(kuò)頻通信技術(shù)301.1 擴(kuò)頻通信相關(guān)理論基礎(chǔ)31擴(kuò)頻通信的可行性31擴(kuò)頻碼的產(chǎn)生321.2 擴(kuò)頻通信原理及工作方式332 功率控制技術(shù)342.1反向開環(huán)功率控制342.2 反向閉環(huán)功率控制352.3 前向功率控制363 軟切換技術(shù)373.1硬切換與軟切換37硬切換37軟切換373.2 更軟切換384 分

3、集接收技術(shù)395.1 空間分集395.2 頻率分集405.3 時(shí)間分集405 自適應(yīng)天線41附錄：CDMA常用術(shù)語43一 CDMA簡介CDMA是碼分多址的英文縮寫(Code Division Multiple Access),它是在數(shù)字技術(shù)的分支擴(kuò)頻通信技術(shù)上發(fā)展起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術(shù)。CDMA技術(shù)的原理是基于擴(kuò)頻技術(shù)，即將需傳送的具有一定信號(hào)帶寬信息數(shù)據(jù)，用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬被擴(kuò)展，再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去。接收端使用完全相同的偽隨機(jī)碼，與接收的帶寬信號(hào)作相關(guān)處理，把寬帶信號(hào)換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號(hào)即解擴(kuò)，以實(shí)現(xiàn)信息通信。CDMA的主要

4、優(yōu)勢(shì):1.話音清晰CDMA采用了先進(jìn)的擴(kuò)頻技術(shù)和數(shù)字話音編碼技術(shù)，使通話噪音大大降低。其系統(tǒng)的聲碼器可以動(dòng)態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸速率，并根據(jù)適當(dāng)?shù)拈T限值選擇不同的電平級(jí)發(fā)射。同時(shí)門限值根據(jù)背景噪音的改變而變，這樣即使在背景噪音較大的情況下，也可以得到較好的通話質(zhì)量，打電話時(shí)幾乎沒有雜音。特別是在嘈雜的背景中，對(duì)方能清晰聽到您的聲音。2.輻射小普通的手機(jī)（GSM和模擬手機(jī)）功率一般能控制在600毫瓦以下，而CDMA手機(jī)的問世，給人們帶來了"綠色"手機(jī)的曙光，因?yàn)榕cGSM手機(jī)相比，CDMA手機(jī)的發(fā)射功率尚不足其一個(gè)小零頭。CDMA系統(tǒng)發(fā)射功率最高只有200毫瓦，普通通話功率可控制在零點(diǎn)

5、幾毫瓦，其輻射作用可以忽略不計(jì)，對(duì)健康沒有不良影響?；竞褪謾C(jī)發(fā)射功率的降低，將大大延長手機(jī)的通話時(shí)間，意味著電池、話機(jī)的壽命長了，對(duì)環(huán)境起到了保護(hù)作用，故稱之為"綠色手機(jī)"。3.掉線率低基站是手機(jī)通話的保障，當(dāng)用戶移動(dòng)到基站覆蓋范圍的邊緣時(shí)，基站就應(yīng)該自動(dòng)"切換"來保障你，否則就會(huì)掉話。CDMA系統(tǒng)切換時(shí)的基站覆蓋是"單獨(dú)覆蓋雙覆蓋單獨(dú)覆蓋"，而且是自動(dòng)切換到相鄰較為空閑的基站上，也就是說，在確認(rèn)手機(jī)已移動(dòng)到另一基站單獨(dú)覆蓋地區(qū)時(shí)，才與原先的基站斷開，即軟切換，這樣就保障了手機(jī)不會(huì)掉話。4.時(shí)鐘準(zhǔn)確由于CDMA采用全球同步技術(shù)，通過

6、接收全球定位信息，即可確保系統(tǒng)正常工作。此外，CDMA還可為用戶自動(dòng)提供準(zhǔn)確的時(shí)鐘，勿需用戶自行調(diào)整，當(dāng)?shù)販?zhǔn)確的時(shí)間信息一目了然，為頻繁進(jìn)行跨時(shí)區(qū)差旅的商務(wù)人士提供了方便。 其時(shí)鐘準(zhǔn)確的原理是因?yàn)镃DMA選用了精確的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS），目前，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）是這種時(shí)鐘參考的最佳選擇。GPS是一個(gè)由24顆繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星組成的天線導(dǎo)航系統(tǒng)，它的優(yōu)勢(shì)在于全球覆蓋，系統(tǒng)時(shí)鐘精度高，不易受電磁暴、低頻干擾源的影響。作為備份，遠(yuǎn)距離導(dǎo)航（LORAN-C）系統(tǒng)也是一個(gè)很好的選擇，該系統(tǒng)采用地波傳播技術(shù)，同樣具有時(shí)鐘精確、不受電離層變化影響、衰減小、相位及幅度穩(wěn)定等特點(diǎn) ，從而保證了時(shí)鐘準(zhǔn)

7、確的可能性。5.保密性好客戶在使用移動(dòng)電話時(shí)，往往擔(dān)心自己的移動(dòng)電話被別人監(jiān)聽或盜打，但是要竊聽通話，必須要找到碼址。CDMA手機(jī)的用戶每次通話時(shí)，系統(tǒng)都將在2的42次方個(gè)碼中隨機(jī)分配任意一個(gè)碼給該手機(jī)用戶，共有4.4萬億種可能的排列，要想破解密碼或竊聽簡直不可想象。而且CDMA采用的擴(kuò)頻通信技術(shù)使通信具有天然的保密性，其消息在空中信道上被截獲的概率幾乎為零另外，CDMA系統(tǒng)的鑒權(quán)、數(shù)字格式、擴(kuò)頻處理等通話保護(hù)措施，可提供最佳的保密特性，防止通信過程中的盜聽和手機(jī)密碼的盜用。二 系統(tǒng)原理CDMA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)符合典型的數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，與GSM的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相似：1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理1.1

8、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.2 組成部分簡介MS移動(dòng)站，即手機(jī)，由基帶、中頻、射頻部分組成，提供用戶通往網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的無線通道。BS基站，提供其區(qū)域用戶無線通道的一種物理裝置，它包括3個(gè)部分：用于發(fā)射、接收無線信號(hào)的BTS（基站收發(fā)信臺(tái)）；用于BS控制的BSC及用于BS、OAM的BSM，一個(gè)BSC可以控制多個(gè)BTS。BTS是用戶在其元件區(qū)域內(nèi)通信所需的實(shí)際裝置。對(duì)于無線發(fā)射、接收，低噪聲放大器、功率放大器、信號(hào)合成器/分配器以及變頻器都裝在無線頻率單元上。對(duì)于無線信號(hào)的處理，調(diào)制解調(diào)、CDMA頻道編碼/解碼以及GPS接收器都在CDMA數(shù)字單元內(nèi)，呼叫過程和OAM能在BTS控制處理器中執(zhí)行。在BTS和BSC

9、之間郵件路由和路徑由BTS互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供。BSC管理BS資源并控制BS區(qū)域用戶，所有來自MS的通信郵件在BSC中處理，切換的郵件選擇以及語音郵件在編碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)與PCM間的轉(zhuǎn)換都在代碼轉(zhuǎn)換機(jī)及波段開關(guān)組（TSB）上執(zhí)行，TSB用E1線路與MX相連。BSC呼叫過程和BSC資源管理在呼叫控制處理器中實(shí)現(xiàn)。CDMA互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)交換BSC內(nèi)部郵件，同時(shí)提供通往BTS的路徑。時(shí)鐘脈沖發(fā)生器、分配器向TSB源于GPS的時(shí)鐘信號(hào)。BSM為BS裝置提供OAM功能，針對(duì)BS操作程序及BS維護(hù)的故障接收皆于BSMP（BSM處理器）內(nèi)執(zhí)行。對(duì)于BS操作的人機(jī)界面，也包括在BSMP內(nèi)，當(dāng)BS裝置發(fā)生任何錯(cuò)誤或者故

10、障時(shí)ALM產(chǎn)生警告信號(hào)。MSC移動(dòng)交換中心，它是對(duì)位于它所覆蓋區(qū)域中的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行控制、交換的功能實(shí)體，也是移動(dòng)通信系統(tǒng)與其它公用通信網(wǎng)之間的接口。它除了具有固定網(wǎng)的交換中心的呼叫控制等功能外，還具有無線資源管理、移動(dòng)性管理等功能。另外，為了建立至移動(dòng)臺(tái)的呼叫路由，每個(gè)MSC還應(yīng)能完成區(qū)域MSC(GMSC)的功能，即查詢MS位置信息的功能。OMC操作維護(hù)中心，用于蜂窩網(wǎng)絡(luò)日常管理以及為網(wǎng)絡(luò)工程和規(guī)劃提供數(shù)據(jù)庫的集中化設(shè)備。通常，OMC同時(shí)管理移動(dòng)交換中心MSC和各基站子系統(tǒng)BSS，但也可配置為只負(fù)責(zé)由許多BSS構(gòu)成的無線子系統(tǒng)，這種配置的OMC稱作無線操作及維護(hù)中心（OMC-R）。同樣OMC如用

11、于管理MSC時(shí)，就稱之為OMC-S。LMF-本地維護(hù)設(shè)備。除了OMC外，LMF提供給技術(shù)人員對(duì)BTS操作和維護(hù)的另一種途徑。這對(duì)于尚未與OMC接通的新裝置BTS來說更為有用。當(dāng)BTS與OMC接通后，LMF也可以作為遠(yuǎn)端設(shè)備。VLR訪問位置寄存器，存放其控制區(qū)域內(nèi)所有拜訪的移動(dòng)用戶信息，這些信息包括MS建立和釋放呼叫以及提供漫游和補(bǔ)充業(yè)務(wù)的管理所需的全部數(shù)據(jù)。HLR 歸屬位置寄存器，運(yùn)營商用于管理移動(dòng)用戶的數(shù)據(jù)庫。HLR存放著該HLR控制的所有移動(dòng)用戶數(shù)據(jù)，以及每個(gè)移動(dòng)用戶的路由信息和狀態(tài)信息，每個(gè)移動(dòng)用戶都應(yīng)在某個(gè)HLR注冊(cè)登記。HLR跟蹤漫游的手機(jī)，存儲(chǔ)位置信息，并在呼叫建立期間向MX提供位

12、置信息。當(dāng)手機(jī)開機(jī)運(yùn)行時(shí)，它的位置信息經(jīng)MX傳遞到HLR。當(dāng)MX為建立手機(jī)終止呼叫而請(qǐng)求HLR的路由信息時(shí)，HLR響應(yīng)并將位置信息傳遞給MX。位置取消要求VLR刪除漫游手機(jī)的信息EIR設(shè)備識(shí)別寄存器，存儲(chǔ)有關(guān)手機(jī)的設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫。主要完成對(duì)手機(jī)的識(shí)別、監(jiān)視、閉鎖等功能。MC短消息中心，存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)短信息的功能實(shí)體。SME-短消息實(shí)體，是合成和分解短信息的實(shí)體，位于MSC、HLR和MS內(nèi)。AC-鑒權(quán)中心，用來認(rèn)證移動(dòng)用戶的身份并產(chǎn)生相應(yīng)鑒權(quán)參數(shù)的功能實(shí)體。PSTN公用數(shù)字網(wǎng)2 CDMA的接口和協(xié)議CDMA系統(tǒng)的主要接口包括Um接口、A接口和交換子系統(tǒng)內(nèi)部接口，這三種主要接口的定義和標(biāo)準(zhǔn)化可以保證

13、不同供應(yīng)商生產(chǎn)的MS、BSS（基站子系統(tǒng)）和NSS（網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)）能納入同一個(gè)CDMA數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)運(yùn)行和使用。（1）Um接口：BSS與MS之間的空中接口，即無線接口；（2）A接口：MSC與BSC之間的接口，采用標(biāo)準(zhǔn)的2.048Mbit/s PCM數(shù)字傳輸鏈路，主要傳遞呼叫處理、移動(dòng)性管理、基站管理和移動(dòng)臺(tái)管理，使用BSSAP協(xié)議；（3）交換子系統(tǒng)內(nèi)部各實(shí)體之間的接口：包括B、C、D、E、H、M、N和Q接口，其接口協(xié)議是MAP協(xié)議。3 子系統(tǒng)介紹3.1 基站子系統(tǒng) 基站子系統(tǒng)(BSS)由一個(gè)集中的基站控制器(BSC)和若干個(gè)基站無線收發(fā)信臺(tái)(BTS)組成。在CDMA系統(tǒng)的基站子系統(tǒng)中，聲碼器選擇

14、器(V/S)單元是必需的，而且從功能上說屬于BSS，但其實(shí)體一般放在移動(dòng)交換機(jī)(MSC)一側(cè)，也可以放在MSC和BSS之間。在邏輯上受BSS控制。聲碼器選擇器(V/S)單元用來完成BSS與固定網(wǎng)之間碼型的變換及速率的配合，在軟切換時(shí)具有分集作用。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)撥打移動(dòng)臺(tái)時(shí)，語音編碼應(yīng)該只經(jīng)過選擇器而不經(jīng)過聲碼器傳至被叫移動(dòng)交換局，這樣避免兩次編解碼，提高了話音質(zhì)量。一般來說，聲碼器與選擇器是合在一起的。這就使它具有以下特點(diǎn)：Ø 當(dāng)軟切換時(shí)，它能將前向業(yè)務(wù)信道的語音數(shù)據(jù)鏈路分配到正在軟切換的所有BTS；Ø 當(dāng)軟切換時(shí)，它能從所有參與軟切換的BTS的反向業(yè)務(wù)信道語音數(shù)據(jù)鏈路里選擇最好

15、的一條傳送至MSC；Ø 它能對(duì)反向業(yè)務(wù)信道進(jìn)行解碼，將語音從QCELP變換成PCM。并且對(duì)前向業(yè)務(wù)信道進(jìn)行編碼，將語音從PCM變換成QCELP。 基站收發(fā)信臺(tái)(BTS)包括了在固定端實(shí)現(xiàn)CDMA空中接口所需的設(shè)備，如：射頻收發(fā)信機(jī)、模擬接口卡、信道卡等。BSC控制著BTS，用來管理無線資源和進(jìn)行操作維護(hù)。主要功能如下：無線信道的管理在CDMA中，其物理信道占用1.23MHz的頻寬，采用CDMAFDMA方式。在這同一物理信道通過不同碼字區(qū)分不同的邏輯信道。前向CDMA信道(基站至移動(dòng)臺(tái)方向)的邏輯信道包括導(dǎo)頻信道、同步信道、尋呼信道和前向業(yè)務(wù)信道。反向CDMA信道(移動(dòng)臺(tái)至基站方向)的

16、邏輯信道包括接入信道、反向業(yè)務(wù)信道。BSS對(duì)公共控制信道管理包括對(duì)導(dǎo)頻信道、同步信道、尋呼信道的管理。在CDMA系統(tǒng)的每個(gè)物理信道中，導(dǎo)頻信道必須存在，對(duì)于同步信道和尋呼信道可根據(jù)情況分配不同的信道數(shù)，這與網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)有關(guān)。基站子系統(tǒng)結(jié)構(gòu) CDMA的無線業(yè)務(wù)信道管理包括：信道分配、鏈路監(jiān)視、信道釋放、空閑信道觀察、業(yè)務(wù)信道功率控制。BSS支持全速率、半速率、14速率、18速率業(yè)務(wù)信道。(2)有線信道的管理主要是用于指示MSC和BSC之間的信道阻塞，包括BSS無線信道與地面電路關(guān)系的管理.(3)BSSMSC管理BSS在BSSMSC管理中所起的作用是：當(dāng)控制信道過載時(shí)，BSS向MSC發(fā)送過載消息。(4

17、)信道編碼和解碼BSS使用卷積編碼和交織等技術(shù)進(jìn)行信道編碼和解碼。(5)測(cè)量 BSS中的測(cè)量主要有兩種，一種是用于功率控制的測(cè)量，即BSS測(cè)量移動(dòng)臺(tái)的反向FER(誤幀率)，根據(jù)誤幀率與標(biāo)準(zhǔn)誤幀率位比較，決定目標(biāo)Eb/No的升高或降低，并將測(cè)量到的移動(dòng)臺(tái)Eb/No與目標(biāo)Eb/No值相比較，以通知移動(dòng)臺(tái)升高或降低發(fā)射功率，這就是CDMA閉環(huán)功率控制。CDMA的開環(huán)功率控制需要基站子系統(tǒng)作的工作是判斷在開環(huán)功率控制公式中的幾個(gè)常量參數(shù)值，并通過尋呼信道消息通知移動(dòng)臺(tái)。在CDMA的前向功率控制中，BSS根據(jù)移動(dòng)臺(tái)的FER測(cè)量結(jié)果，決定增加或降低前向業(yè)務(wù)信道發(fā)射功率。 另一種是用于切換的測(cè)量。BSS收到

18、從MS來的測(cè)量信息，進(jìn)行處理。如果是一個(gè)基站不同扇區(qū)之間的軟切換(更軟切換)，則由BSS決定切換方向，然后將切換結(jié)果報(bào)告MSC。如果是不同BTS之間的軟切換，可由BSC決定切換方向也可由MSC決定(由運(yùn)營者設(shè)定)。BSC間或MSC間的切換，必須由MSC決定切換方向。在CDMA系統(tǒng)中，BSC或MSC一般只依靠來自移動(dòng)臺(tái)的測(cè)量結(jié)果就可判斷切換方向，這也就是通常所說的移動(dòng)臺(tái)輔助切換。僅有些時(shí)候，還需要對(duì)移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量，才能判斷切換方向，這時(shí)由MSC控制BSS對(duì)移動(dòng)臺(tái)反向業(yè)務(wù)信道進(jìn)行測(cè)量，并將結(jié)果報(bào)告MSC，同移動(dòng)臺(tái)報(bào)告的測(cè)量結(jié)果一起作為MSC確定切換方向的依據(jù).(6)支持碼變換速率適配在實(shí)

19、際應(yīng)用中，碼變換器在功能上將被劃歸到BSS，它不被認(rèn)為是一個(gè)獨(dú)立設(shè)備，BSS直接控制碼變換器，在BSS和碼變換器之間不定義控制接口。為了節(jié)省電路，碼變換器一般被放在MSC的側(cè)，但它仍被認(rèn)為是BSS的一部分。(7)切換(包括軟切換和硬切換)在以下幾種情況時(shí)可能發(fā)生軟切換利硬切換(內(nèi)部和外部)：比如無線傳播、業(yè)務(wù)分配、操作和維護(hù)激活、設(shè)備故障。在進(jìn)行一個(gè)小區(qū)的內(nèi)部切換即不同扇區(qū)間的切換(更軟切換)時(shí)，由BSS決定目標(biāo)扇區(qū)并通知MSC需要進(jìn)行一次切換。在一個(gè)小區(qū)的內(nèi)部切換完成以后，也將通知MSC。在一個(gè)BSS內(nèi)的不同小區(qū)間切換時(shí)，由BSS或MSC選擇目標(biāo)小區(qū)。由BSS選擇目標(biāo)小區(qū)時(shí)，在小區(qū)間切換完成

20、以后，將通知MSC，若由MSC決定目標(biāo)小區(qū)，BSS將得到的測(cè)量結(jié)果報(bào)告給MSC，由MSC進(jìn)行計(jì)算優(yōu)選，確定最終切換目標(biāo)。外部切換是指當(dāng)一個(gè)候選目標(biāo)小區(qū)與原小區(qū)不在同BSS時(shí)，就嘗試進(jìn)行一次外部切換，可分為軟切換和硬切換兩種切換。此類切換包括同一MSC下的不同BSS間的切換和MSC間的切換(原BSS和目標(biāo)BSS由不同的MSC控制)。(8)傳遞移動(dòng)性管理消息移動(dòng)性管理消息在MS和MSCVLRHLR之間通過BSS進(jìn)行傳輸。如鑒權(quán)、登記、切換和漫游等消息，BSS負(fù)責(zé)將這些消息傳給網(wǎng)絡(luò)部分。(9)尋呼 BSS負(fù)責(zé)將網(wǎng)絡(luò)來的尋呼消息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的空中接口消息向一定范圍的小區(qū)分發(fā)。重呼功能可以放在BSS，也可

21、以放在MSC，可由運(yùn)營者和廠家協(xié)調(diào)。(10)操作維護(hù)功能 BSS的操作功能包括：對(duì)BTSBSC參數(shù)的修改，對(duì)BSC的硬件配置；BSS的維護(hù)功能包括：對(duì)BSC的故障定位，支持BSC和BTS的再配置，對(duì)BSC的軟件升級(jí)。另外，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的遠(yuǎn)端操作維護(hù)，BSS到OMC(操作維護(hù)中心)之間要有接口，以便將BSS的數(shù)據(jù)文件以及測(cè)量結(jié)果傳送到OMC。(11)測(cè)量監(jiān)視BSS能完成話務(wù)量測(cè)量、信令狀態(tài)測(cè)量，以及對(duì)指定MS的監(jiān)視。(12)支持?jǐn)U容功能BSS對(duì)擴(kuò)容的支持包括：Ø 小區(qū)分割和擴(kuò)展；Ø 增減BSS中的設(shè)備；Ø 增減信道數(shù)目。(13)功率控制功能BSS支持閉環(huán)和外環(huán)功率

22、控制功能。BSC可以設(shè)置誤幀率（FER）的目標(biāo)值。(14)呼吸功能BSS支持呼吸功能。呼吸作用實(shí)際就是BTS在一個(gè)CDMA頻帶里的接收功率超過一個(gè)限定值時(shí)，主動(dòng)減少它的發(fā)射功率。(I5)小區(qū)規(guī)劃BSS能支持重疊覆蓋和非重疊覆蓋結(jié)構(gòu)，它根據(jù)需要最多可配置9個(gè)扇區(qū)。(16)BTS與MS接口BTS到MS的空中接口符合IS95A的要求。BTS支持CDMA所有類型移動(dòng)臺(tái)的操作。(17)加密BSS具有話音和消息加密功能，由MSC控制實(shí)現(xiàn)。(18)接收機(jī)空間分集BTS具有接收機(jī)空間分集功能。(19)同步如果碼序列在傳輸中有傳輸時(shí)延，在收端便不能解調(diào)恢復(fù)出原始數(shù)數(shù)據(jù)，需要在接受端通過人工的時(shí)延來補(bǔ)償傳輸及數(shù)字

23、信號(hào)處理造成的時(shí)延。要做到這種補(bǔ)償，我們必需建立一種同步體制，即必須使收、發(fā)端產(chǎn)生的碼序列同步。這就是CDMA系統(tǒng)的同步問題。由于CDMA系統(tǒng)中的碼速率非常高，因此必須有一套高精度的同步時(shí)鐘作為參考，協(xié)調(diào)全網(wǎng)所有基站的工作。目前，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）是這種時(shí)鐘參考的最佳選擇。GPS是一個(gè)由24顆繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星組成的天線導(dǎo)航系統(tǒng)，它的優(yōu)勢(shì)在于全球覆蓋，系統(tǒng)時(shí)鐘精度高，不易受電磁暴、低頻干擾源的影響。每個(gè)BTS、BSC都裝有GPS，以保證系統(tǒng)同步。在CDMA系統(tǒng)中，BSS對(duì)以上功能的完成確保了系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。3.2 交換子系統(tǒng) 交換子系統(tǒng)是以移動(dòng)交換機(jī)為核心，并包括與之其相連的相鄰MSC、

24、VLR、HLR、ACOMC、EIR、MC、PSTN。交換子系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)如圖交換子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成 MSC除具有一般交換機(jī)的功能如電路交換，CCITT 7號(hào)信令的各種應(yīng)用部分(ISUP,MAP等)之外，還具有許多與移動(dòng)性有關(guān)的功能。(1)地面電路管理 地面電路就是那些在MSC和BS之間用于承載業(yè)務(wù)(語音或數(shù)據(jù))和信令信息的設(shè)施。地面電路管理包括地面電路分配、地面電路阻塞和解閉以及地面電路復(fù)位。MSC選擇使用地面電路。(2)無線資源管理功能 無線資源管理功能包括對(duì)切換、尋呼無線業(yè)務(wù)信道釋放等的管理。首先介紹對(duì)切換(包括軟切換和硬切換)的管理。 在一個(gè)小區(qū)的內(nèi)部切換時(shí)，BSS將通知MSC需要進(jìn)行一次

25、切換。在切換完成以后,也將通知MSC。當(dāng)小區(qū)間切換時(shí)，由BSS或MSC選擇目標(biāo)小區(qū)，在前一種情況下，BSS將通知MSC需要進(jìn)行一次切換。在切換完成以后，也要通知MSC切換已經(jīng)完成。當(dāng)目標(biāo)小區(qū)在原小區(qū)的BSS的覆蓋范圍之外時(shí)，就需要進(jìn)行外部切換，它包括MSC間的切換，即原BSS和目標(biāo)BSS由不同的MSC控制。MSC間的連續(xù)切換，即指移動(dòng)臺(tái)在一次通話過程中，連續(xù)經(jīng)過兩個(gè)以上的MSC區(qū)域。為節(jié)省資源，主控MSC必須建立新的鏈路連接，例如，由MSCA切換至MSCB時(shí)，MSCA與MSCB有鏈路連接，這時(shí)又切換至MSCC，為節(jié)省資源，應(yīng)建立MSCA與MSCC之間的直接連接，而不是保持MSCA至MSCB之間

26、的電路，再建立MSCB至MSCC之間電路連接。這就需要有主控MSC控制，切換信道、保持通話。以上講述了對(duì)切換的管理功能，無線資源管理還包括以下一些管理功能。無線業(yè)務(wù)信道的釋放管理基本上是由MSC控制的。然而由于無線傳播的原因BSS也可以請(qǐng)求MSC釋放一個(gè)呼叫。對(duì)于尋呼，在MSCVLR里存有一個(gè)登記區(qū)域表(表中地址通常不止一個(gè))，MSC可根據(jù)此表做出決定，向其認(rèn)為移動(dòng)臺(tái)可能存在的所有BSS傳達(dá)尋呼請(qǐng)求消息。(3)MSC管理在MSC處理器過載時(shí)，MSC有責(zé)任將過載消息發(fā)送到BSS以阻止部分業(yè)務(wù)。(4)信道編碼和解碼信道編碼的類型是由MSC指配BSS進(jìn)行的。(5)移動(dòng)性管理移動(dòng)性管理是MSC非常重要

27、的功能，關(guān)系到系統(tǒng)的安全性、保密性和全網(wǎng)的互通性，具體包括以下幾個(gè)方面。a鑒權(quán)在具體應(yīng)用時(shí)運(yùn)營者可根據(jù)需要決定是否使用鑒權(quán)。鑒權(quán)在功能上是屬于AC的，但一般為了節(jié)省時(shí)間，鑒權(quán)功能可下放到MSCVLR(但對(duì)SSD更新的過程卻必須在AC中完成，這主要是為安全保密考慮)。MSC到BSS的接口被用作傳送必要的查詢和響應(yīng)消息。網(wǎng)絡(luò)可以對(duì)系統(tǒng)中每一個(gè)用戶都進(jìn)行鑒權(quán)，也可只對(duì)申請(qǐng)了此項(xiàng)功能的用戶進(jìn)行鑒權(quán)(由運(yùn)營者設(shè)定)。b加密有了前面鑒權(quán)的基礎(chǔ)，才有了話音與信令加密的可能，是否進(jìn)行加密由網(wǎng)絡(luò)決定，MSC會(huì)通知BSS是否加密，以及是話音加密還是信令加密，再由BSS通知移動(dòng)臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全保密。c登記登記(

28、位置更新)程序是由MSCVLRHLR負(fù)責(zé)的。在CDMA系統(tǒng)中文持9種登記形式，MSCVLR可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行要求來設(shè)置是否進(jìn)行某種登記，可以9種登記都要，也可只設(shè)置其中的一些。d首次尋呼首次尋呼是由MSCVLR控制BSS完成的。(6)呼叫控制功能用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在MSCVLR中，當(dāng)用戶起呼或被呼時(shí)，為了檢驗(yàn)用戶的合法性，系統(tǒng)要進(jìn)行鑒權(quán)，檢查用戶的HLR和EIR，這就是呼叫控制功能。(7)業(yè)務(wù)功能MSCVLR可以提供電信業(yè)務(wù)、承載業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)。HLR存儲(chǔ)著與移動(dòng)用戶有關(guān)的數(shù)據(jù)，例如，國際移動(dòng)臺(tái)識(shí)別號(hào)碼(IMSI或MIN)，用戶號(hào)碼簿號(hào)碼，用戶的服務(wù)項(xiàng)目清單(所擁有的業(yè)務(wù))，登記與激活數(shù)據(jù)以及與漫游有關(guān)

29、的數(shù)據(jù)。HLR向MSCVLR提供用戶數(shù)據(jù)，用于確定被叫移動(dòng)臺(tái)的位置，提供路由信息。AC提供給用戶在鑒權(quán)時(shí)所需的數(shù)據(jù)，從而在空中接口對(duì)用戶信息進(jìn)行保護(hù)，防止移動(dòng)臺(tái)被盜用。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理的需要，AC可將一部分鑒權(quán)功能下放到MSC/VLR中完成，將移動(dòng)臺(tái)鑒權(quán)數(shù)據(jù)直接送至MSC/VLR的目的是節(jié)省鑒權(quán)時(shí)間。但值得注意的是，SSD更新不能下放，這就是說，移動(dòng)臺(tái)的A鑰(存放在移動(dòng)臺(tái)及其相應(yīng)AC的一個(gè)64比持?jǐn)?shù))只有移動(dòng)臺(tái)自己和其相應(yīng)的AC知道，不會(huì)傳至MSCVLR，這樣可保證移動(dòng)臺(tái)鑒權(quán)參數(shù)的保密。下面簡要介紹一下HLRAC的功能。(1)提供相關(guān)接口HLRAC應(yīng)提供與MSCVLR的接口，該接口使用MAP信令；

30、HLRAC應(yīng)提供與OMC的接口；HLR與AC的接口，該接口信令屬內(nèi)部信令。 (2)移動(dòng)臺(tái)被叫處理當(dāng)移動(dòng)臺(tái)被叫時(shí)，MSC必須詢問移動(dòng)臺(tái)所屬的HLR，才能得知移動(dòng)臺(tái)所在地。從HLR得到移動(dòng)臺(tái)的漫游號(hào)TLDN(臨時(shí)本地用戶號(hào)碼)后，進(jìn)行下一步的路由選擇，進(jìn)一步處理此呼叫。在HLR中的操作過程如下：輸入被叫移動(dòng)臺(tái)的號(hào)碼簿號(hào)碼，找到相應(yīng)的IMSI，再找到被叫移動(dòng)臺(tái)的TLDN，然后將其提供給始呼MSC進(jìn)行路由接續(xù)。(3)登記在CDMA系統(tǒng)中，包括9種登記形式，下面介紹HLR/AC在登記過程中所起的作用。Ø 當(dāng)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入到新的MSC時(shí)，在HLR中將更新移動(dòng)臺(tái)的位置信息；Ø 當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在MS

31、CVLR中已經(jīng)登記時(shí)，HLR將向原來的MSC發(fā)送相關(guān)消息，清除移動(dòng)臺(tái)在原來VLR中的數(shù)據(jù)，這樣可防止VLR中的數(shù)據(jù)量太大；Ø 由于管理上的原因，移動(dòng)臺(tái)被限制呼叫時(shí)，將改變HLR中該移動(dòng)臺(tái)的服務(wù)項(xiàng)目清單，HLR也應(yīng)將這一信息通知VLR；Ø HLR還為MSCVLR提供所有必需的數(shù)據(jù)。當(dāng)HLR收到從移動(dòng)臺(tái)所在地的VLR發(fā)來的登記消息后，HLR將更新自身數(shù)據(jù)(VLR地址，移動(dòng)臺(tái)的TLDN等)。對(duì)于始呼有限制(無長途權(quán))的移動(dòng)臺(tái)，HLR可根據(jù)情況拒絕位置更新。(4)數(shù)據(jù)恢復(fù) 在HLR發(fā)生故障時(shí)，它能自動(dòng)啟動(dòng)數(shù)據(jù)恢復(fù)程序，然后將HLR復(fù)位消息傳給MSC/VLR，在與移動(dòng)臺(tái)首次無線連接中

32、確認(rèn)其位置數(shù)據(jù)。(5)對(duì)業(yè)務(wù)的支持HLR能支持基本和補(bǔ)充業(yè)務(wù)。(6)安全性 安全性在這里有兩種含義，一是HLRAC自身的安全性，一是用戶鑒權(quán)即合法性管理的功能。Ø 對(duì)于自身安全性，HLR/AC使用備份方式，以保證系統(tǒng)的安全性。在HLRAC中保存有用戶永久性數(shù)據(jù)，如果用戶數(shù)據(jù)發(fā)生修改，都應(yīng)立即或周期性進(jìn)行磁盤備份，以保證數(shù)據(jù)的安全性；Ø 對(duì)于鑒權(quán)，AC可將用戶的一部分鑒權(quán)算法和數(shù)據(jù)傳送給VLR，在某些鑒權(quán)場(chǎng)合由VLR來完成。而對(duì)于SSD更新的鑒權(quán)算法和數(shù)據(jù)要保留在AC中完成。AC將通過鑒權(quán)檢查出的黑用戶名單報(bào)告給EIR。(7)用戶的管理可以在HLR修改用戶數(shù)據(jù)，但修改后，HL

33、R應(yīng)立即通知移動(dòng)臺(tái)所在的MSC/VLR。如修改或刪除用戶呼叫前轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)刪除呼叫閉鎖等與用戶管理有關(guān)的數(shù)據(jù)時(shí)，HLR都應(yīng)通知相應(yīng)的MSC/VLR。(8)告警功能HLR監(jiān)測(cè)到異常情況發(fā)生時(shí)能通過人機(jī)接口把準(zhǔn)確必要的提示告訴操作人員，為維護(hù)人員盡快處理故障提供有效的信息。四 無線鏈路（CDMA信道調(diào)制）1 前向鏈路前向CDMA信道的結(jié)構(gòu)如圖所示。前向CDMA信道由下述碼分信道組成：導(dǎo)頻信道、同步信道、尋呼信道(最多可以有7個(gè))和若干個(gè)業(yè)務(wù)信道。每一個(gè)碼分信道都要經(jīng)一個(gè)Walsh函數(shù)進(jìn)行正交擴(kuò)頻，然后又由1.2288Mcs速率的偽噪聲序列擴(kuò)頻。在基站可按頻分多路方式使用多個(gè)前向CDMA信道(1.23MH

34、z)。前向鏈路的數(shù)據(jù)調(diào)制采用符號(hào)速率l 9.2Kbs的QPSK調(diào)制。鏈路符號(hào)流與用作信道化的正交掩碼序列模2加，然后被速率為1.2288Mcs的偽隨機(jī)噪聲序列QPSK擴(kuò)頻。發(fā)射波形嚴(yán)格限制在1.25MHz的帶寬內(nèi)。一個(gè)前向信道配置的例子示于圖，前向鏈路用正交擴(kuò)頻形成碼分信道。正交序列是64進(jìn)制Walsh序列，其周期與符號(hào)持續(xù)期相等，速率1.2288Mcs，與擴(kuò)頻序列相同。64個(gè)正交碼分信道分配如下：W0 導(dǎo)頻信道W1W7 尋呼信道W32 同步信道其余為前向業(yè)務(wù)信道。前向CDMA信道結(jié)構(gòu)前向信道結(jié)構(gòu)如圖下圖所示:可使用的碼分信道最多為64個(gè)，圖中示出1個(gè)導(dǎo)頻信道，1個(gè)同步信道，7個(gè)尋呼信道(允許

35、的最多值)和55個(gè)業(yè)務(wù)信道。但前向信道的碼分信道配置不是固定的,其中導(dǎo)頻信道一定要有,其余的碼分信道可根據(jù)情況配置.基站發(fā)射的前向CDMA信道 QPSK調(diào)制的同相和正交載波分別用兩個(gè)速率相同的擴(kuò)頻序列擴(kuò)頻，這兩個(gè)擴(kuò)頻序列生成多項(xiàng)式分別為： (X) (x)1.1 導(dǎo)頻信道導(dǎo)頻信道在CDMA前向信道上是不停發(fā)射的。導(dǎo)頻信道無數(shù)據(jù)調(diào)制,用于使所有在基站覆蓋區(qū)中工作的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行同步和切換?；纠脤?dǎo)頻PN序列的時(shí)間偏置來標(biāo)識(shí)每個(gè)前向CDMA信道。由于CDMA系統(tǒng)的頻率復(fù)用系數(shù)為“1”，即相鄰小區(qū)可以使用相同的頻率。所以頻率規(guī)劃變得簡單了，在某種程度上相當(dāng)于相鄰小區(qū)導(dǎo)頻PN序列的時(shí)間偏置的規(guī)劃。在CDM

36、A蜂窩系統(tǒng)中，可以重復(fù)使用相同的時(shí)間偏置。導(dǎo)頻信道用偏置指數(shù)(0511)來區(qū)別。偏置指數(shù)是指相對(duì)于0偏置導(dǎo)頻PN序列的偏置值。不論是對(duì)于I序列還是Q序列，在每個(gè)偶數(shù)秒(參照系統(tǒng)時(shí)間)時(shí)開始的序列都是它們的零偏置導(dǎo)頻PN序列,它們的開始位置被定義為連續(xù)輸出15個(gè)“0”的時(shí)刻。雖然導(dǎo)頻PN序列偏置值有個(gè)，但實(shí)際取值只能是512個(gè)值中的一個(gè)(64512).一個(gè)導(dǎo)頻PN序列的偏置(用比特片表示)等于其偏置指數(shù)乘以64。例如：若導(dǎo)頻PN序列偏置指數(shù)為15，則導(dǎo)頻PN序列偏置為15×64=960PN比特片。一個(gè)前向CDMA信道的所有碼分信道使用相同的導(dǎo)頻PN序列，即同樣的導(dǎo)頻序列偏置可用于給定基

37、站中所有的CDMA頻率。當(dāng)在一個(gè)地區(qū)分配給相鄰兩個(gè)基站的導(dǎo)頻PN序列偏置指數(shù)相差僅為l時(shí)，其導(dǎo)頻序列的相位間隔僅為64個(gè)比特片。在這種情況下，若其中一個(gè)基站發(fā)射的時(shí)間誤差較大。就會(huì)與另基站的延遲信號(hào)相混淆。所以相鄰基站的導(dǎo)頻PN序列偏置指數(shù)間隔應(yīng)設(shè)置的大一些。由于導(dǎo)頻信道所有比特都為0，所以在發(fā)送前，它只需經(jīng)過正交擴(kuò)頻(用Walsh函數(shù)0)四相擴(kuò)頻、濾波。 導(dǎo)頻信號(hào)功率為總功率的20%。1.2同步信道同步信道在發(fā)射前要經(jīng)過卷積編碼、碼符號(hào)重復(fù)、交織、擴(kuò)頻和調(diào)制等步驟。在基站覆蓋區(qū)中開機(jī)狀態(tài)的移動(dòng)臺(tái)利用它來獲得初始的時(shí)間同步。同步信道的比特率是l200bs，其幀長為26.666ms。同步信道上使

38、用的導(dǎo)頻PN序列偏置與同一前向信道的導(dǎo)頻信道上使用的相同。一旦移動(dòng)臺(tái)“捕獲”到導(dǎo)頻信道，即與導(dǎo)頻PN序列同步，這時(shí)可認(rèn)為移動(dòng)臺(tái)與這個(gè)前向信道的同步信道也達(dá)到同步。這是因?yàn)橥叫诺篮推渌行诺朗怯孟嗤膶?dǎo)頻PN序列進(jìn)行擴(kuò)頻的，并且同一前向信道上的幀和交織器定時(shí)也是用導(dǎo)顧PN序列進(jìn)行校準(zhǔn)的。 I、Q-PN序列：與導(dǎo)頻PN序列用相同偏置(同一基站)。信道幀結(jié)構(gòu)如圖所示。前向信道導(dǎo)頻PN序列偏置1.3 尋呼信道尋呼信道是經(jīng)過卷積編碼、碼符號(hào)重復(fù)、交織、擾碼、擴(kuò)頻和調(diào)制的擴(kuò)頻信號(hào)?；臼褂脤ず粜诺腊l(fā)送系統(tǒng)信息和移動(dòng)臺(tái)尋呼消息?；緦ず粜诺罏榫幪?hào)為l的尋呼信道。尋呼信道發(fā)送9600b/s或4800b/s

39、固定數(shù)據(jù)數(shù)率的信息，不支持2400b/s和1200b/s數(shù)據(jù)速率。在給定系統(tǒng)中所有尋呼信道發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)率相同。尋呼信道幀長為20 ms。尋呼信道使用的導(dǎo)頻序列偏置與同一前向CDMA信道的導(dǎo)頻信道上使用的相同。交織塊與尋呼信道幀的開始應(yīng)與用于前向CDMA信道擴(kuò)頻的導(dǎo)頻PN序列的開始對(duì)準(zhǔn)。尋呼信道分為許多尋呼信道時(shí)隙，每個(gè)為80 ms長。尋呼信道首先進(jìn)行卷積編碼(與業(yè)務(wù)信道不同，在尋呼信道各幀之間并不復(fù)位尋呼信道卷積編碼器)，然后進(jìn)行碼符號(hào)重復(fù)、交織(交織塊應(yīng)與尋呼信道幀對(duì)準(zhǔn))，其后進(jìn)行尋呼信道數(shù)據(jù)擾碼。尋呼信道使用的長碼掩碼如下圖：PCN：尋呼信道號(hào)PILOT-PN：前向CDMA信道導(dǎo)頻PN序列偏

40、置指數(shù)尋呼信道長碼掩碼 在尋呼信道上，基站不插入功率控制比特。在經(jīng)過擾碼后，尋呼信道還要進(jìn)行正交擴(kuò)頻(所用Walsh函數(shù)號(hào)碼等于尋呼信道的號(hào)碼(17)，接下來進(jìn)行四相擴(kuò)頻、濾波。1.4 前向業(yè)務(wù)信道 前向業(yè)務(wù)信道是用于呼叫中，向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送用戶信息和信令信息的。一個(gè)前向CDMA信道所能支持的最大前向業(yè)務(wù)信道數(shù)等于63減去尋呼信道和同步信道數(shù)。即：前向業(yè)務(wù)信道數(shù)63(尋呼信道數(shù)十同步信道數(shù)).速率為9600/4800/2400/1200b/s。調(diào)制碼符號(hào)速率19.2Kb/s，幀長20ms。前向業(yè)務(wù)信道使用的PN序列偏置與同一前向CDMA信道的導(dǎo)頻信道所用的相同。I、Q擴(kuò)頻調(diào)制采用和導(dǎo)頻信道同樣的P

41、N序列。無業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù)由16個(gè)“1”后跟8個(gè)“0”(編碼尾比待)的幀組成，以1200 bs速率發(fā)送。當(dāng)激活無業(yè)務(wù)選擇時(shí)，基站才發(fā)送無業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù)。無業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù)用來“保持通路”，使移動(dòng)臺(tái)保持與基站的聯(lián)系。幀質(zhì)量指示用CRC完成。9600b/s時(shí)：采用CRC-12，g(X)4800b/s時(shí)：采用CRC-8，g(X)1.5 相關(guān)知識(shí)幀結(jié)構(gòu)空業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)如下圖所示，速率為1200b/s。16個(gè)“1”8個(gè)“0”1200b/s 當(dāng)無業(yè)務(wù)選擇激活時(shí)，BS采用空業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù)來保持通路，使MS與BTS保持聯(lián)系。卷積編碼 1/2卷積碼，約束長度=9，生成函數(shù)分別為go=753，g1=561，譯碼采用8電平

42、軟判決譯碼和維持比譯碼算法。編碼符號(hào)重復(fù)當(dāng)數(shù)據(jù)率低于9600b/s時(shí)，卷積編碼器的輸出碼符號(hào)在交織器要重復(fù)。同步信道：重復(fù)一次。尋呼和前向業(yè)務(wù)信道：數(shù)據(jù)率4800b/s，重復(fù)1次；數(shù)據(jù)率=2400b/s，重復(fù)3次；數(shù)據(jù)率=1200b/s，重復(fù)7次。不同數(shù)據(jù)的信息在調(diào)制前形成19.2Kbs的符號(hào)流。分塊交織同步信道、尋呼信通和前向業(yè)務(wù)信道在重復(fù)后進(jìn)行分塊交織。同步信道交織塊與幀對(duì)齊，交織塊寬26.66ms，相當(dāng)于速率為4800b/s時(shí)128個(gè)調(diào)制符號(hào)寬度，交織陣列為l6行×8列(即128個(gè)符號(hào))。尋呼信道和前向業(yè)務(wù)悟道交織深度20ms，相當(dāng)于19.2Kb/s速率時(shí)得384個(gè)調(diào)制符號(hào)寬度

43、，交織陣列為24行×16列(即384個(gè)調(diào)制符號(hào)寬度)。數(shù)據(jù)擾碼 在尋呼信道和前向業(yè)務(wù)信道上，從分塊交織器輸出的19200b/s調(diào)制符號(hào)與一個(gè)隨機(jī)序列進(jìn)行模2加，這個(gè)隨機(jī)序列是由長碼(長度)每隔64比特取出一個(gè)比特組成，速率為19200符號(hào)/秒，如圖所示。數(shù)據(jù)擾碼和功控比特插入2 反向鏈路反向鏈路信道結(jié)構(gòu)如圖所示。反向鏈路信道結(jié)構(gòu)反向CDMA信道由接人信道和反向業(yè)務(wù)信道組成。這些信道采用直接序列擴(kuò)頻的CDMA技術(shù)共用于同一CDMA頻率。下圖給出了在反向CDMA信道上基站收到的所有信號(hào)。在這一反向CDMA信道上，基站和用戶使用不同的長碼掩碼區(qū)分每個(gè)接入信道和反向業(yè)務(wù)信道。當(dāng)長碼掩碼輸入長

44、碼發(fā)生器時(shí)，會(huì)產(chǎn)生唯一的用戶長碼序列，其長度為。對(duì)于接入信道，不同基站或同一基站的不同接入信道使用不同的長碼掩碼，而同一基站的同一接入信道用戶所用的接入信道長碼掩碼則是一致的。進(jìn)入業(yè)務(wù)信道以后，不同的用戶使用不同的長碼掩碼，也就是不同的用戶具有不同的相位偏置。即基站利用用戶使用不同長碼掩碼區(qū)分每個(gè)接人信道和反向業(yè)務(wù)信道。移動(dòng)臺(tái)發(fā)送的反向CDMA信道反向CDMA信道的調(diào)制過程：反向CDMA信道的數(shù)據(jù)傳送以20ms為一幀。所有數(shù)據(jù)在發(fā)送之前均要經(jīng)過卷積編碼、塊交織、64階正交調(diào)制、直接序列擴(kuò)頻以及基帶濾波。接入信道與業(yè)務(wù)信道調(diào)制的區(qū)別在于：接入信道調(diào)制不經(jīng)過最初的“增加幀指示比特”和“數(shù)據(jù)突發(fā)隨機(jī)

45、化”這兩個(gè)步驟，也就是說，反向接入信道調(diào)制中沒有加CRC校驗(yàn)比特，而且接入信道的發(fā)送速率是固定的，而不像反向業(yè)務(wù)信道那樣選擇不同的速率發(fā)送。反向CDMA信道的調(diào)制包括反向業(yè)務(wù)信道調(diào)制和接入信道調(diào)制。反向業(yè)務(wù)信道支持9600、4800、2400和1200bs的可變數(shù)據(jù)速率。但反向業(yè)務(wù)信道只對(duì)9600bs和4800bs兩種速率使用CRC校驗(yàn)(即幀質(zhì)量指示)。對(duì)于9600bs的數(shù)據(jù)速率其信源編碼為8600bs，即172比特幀(1幀=20ms，1s50幀，860050172bit)，每幀加上12個(gè)CRC校驗(yàn)比持(即幀質(zhì)量指示比特)，則每幀為184bit，再增加8個(gè)編碼尾比特后為192比恃幀，則碼速率為

46、192×509600b/s。對(duì)于4800bs的數(shù)據(jù)速率其信源編碼為4000bs，即每幀80bit，再加上8個(gè)CRC校驗(yàn)比持后為每幀88bit，再加8個(gè)編碼尾比特后為每幀96bit，即為4800bs。對(duì)于2400bs和1200bs只增加8個(gè)編碼尾比特、而沒有CRC校驗(yàn)比特。業(yè)務(wù)信道幀的產(chǎn)生過程如圖所示。這樣反向業(yè)務(wù)信道的數(shù)據(jù)幀可使用9600、4800、2400和1200b/s的可變速率發(fā)送。反向業(yè)務(wù)信道幀根據(jù)語音激活程度使用不同速率。業(yè)務(wù)信道幀的產(chǎn)生過程2.1 接入信道移動(dòng)臺(tái)使用接入信道來發(fā)起同基站的通信以及響應(yīng)基站發(fā)來的尋呼信道消息.接入信道傳輸?shù)氖且粋€(gè)經(jīng)過編碼、交織以及調(diào)制的擴(kuò)頻信

47、號(hào)。接入信道由其公用長碼掩碼唯一識(shí)別。(1)接入信道時(shí)間安排和與尋呼信道關(guān)系 移動(dòng)臺(tái)在接入信道上發(fā)送信息的速率固定為4800 bs。接入信道幀長度為20ms。僅當(dāng)系統(tǒng)時(shí)間為20ms的整數(shù)倍時(shí)，接入信道幀才可能開始。一個(gè)尋呼信道可最多對(duì)應(yīng)32個(gè)反向CDMA接入信道，標(biāo)號(hào)從0至3l。對(duì)于每個(gè)尋呼信道，至少應(yīng)有個(gè)反向接入信道與之對(duì)應(yīng)每個(gè)接入信道都應(yīng)與一個(gè)尋呼信道相關(guān)連。(2)接入信道幀結(jié)構(gòu)反向CDMA接入信道幀由88個(gè)信息比特和8個(gè)編碼尾比特構(gòu)成，沒有CRC校驗(yàn)比特。數(shù)據(jù)速率固定在4800bs。為了增加按入信道的可靠性，每個(gè)經(jīng)卷積編碼出來的碼符號(hào)是被重復(fù)一次再進(jìn)行發(fā)射的。在移動(dòng)臺(tái)剛進(jìn)入接入信道時(shí)，首

48、先發(fā)送一個(gè)接入信道前綴，它的幀由96個(gè)全零組成，也是以4800bs的速率發(fā)射。發(fā)射接入信道前綴是為了幫助基站捕獲移動(dòng)臺(tái)的接入信道消息.2.2 反向業(yè)務(wù)信道 反向業(yè)務(wù)信道是用于在呼叫建立期間傳輸用戶信息和信令信息。 (1)反向業(yè)務(wù)信道時(shí)間安排和調(diào)制率 移動(dòng)臺(tái)在反向業(yè)務(wù)信道上以可變速率9600、4800、2400和1200bs的數(shù)據(jù)率發(fā)送信息。反向業(yè)務(wù)信道幀長度為20ms。速率的選擇以一幀(即20ms)為單位，即上一幀是9600b/s，下一幀就可能是4800bs。 移動(dòng)臺(tái)業(yè)務(wù)信道初始幀的時(shí)間偏置由尋呼信道的信道指配消息中的幀偏置參數(shù)定義。反向業(yè)務(wù)信道的時(shí)間偏置與前向業(yè)務(wù)信道的時(shí)間偏量相同。僅當(dāng)系統(tǒng)

49、時(shí)間是20ms的整數(shù)倍時(shí)，零偏置的反向業(yè)務(wù)信道幀才開始. 2.3 相關(guān)知識(shí)數(shù)據(jù)率 接入信道：4800b/s；反向業(yè)務(wù)信道：1200240048009600b/s;反向業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù)率4800b/s時(shí)，加幀質(zhì)量指示比特(CRC校驗(yàn)比特)。9600b/s時(shí)：CRC多項(xiàng)式G1(x)4800b/s時(shí)：G2(x)反向業(yè)務(wù)信道也包括碼元重復(fù)，數(shù)據(jù)率為4800、2400、1200b/s時(shí),碼元分別重復(fù)1次、3次、7次。信道編碼 采用約束長度為9的標(biāo)準(zhǔn)卷積碼，碼率為1/3，其生成多項(xiàng)式為： g0557，g1663，g2711(8進(jìn)制) 也采用8電平軟判決維持比譯碼。分塊交織 使用長度20ms的分塊交織，交織器陣

50、列為32×16(即576個(gè)符號(hào))。交織后的信息符號(hào)經(jīng)一個(gè)時(shí)間選通門輸出，它只允許需要的碼元輸出刪除其他重復(fù)的碼元。正交調(diào)制交織器的輸出碼元每6個(gè)為一組，用64進(jìn)制Walsh函數(shù)中的一個(gè)進(jìn)行調(diào)制。64進(jìn)制Walsh函數(shù)調(diào)制如下圖所示。64位Walsh函數(shù)調(diào)制數(shù)據(jù)突發(fā)隨機(jī)化 交織器輸出碼元由時(shí)間濾波器選通。 選通突發(fā)位置由前一幀內(nèi)倒數(shù)第2個(gè)功率控制段(1.25ms)中最后14個(gè)PN碼比特進(jìn)行控制。直接序列擴(kuò)頻 長碼周期為，長碼的生成多項(xiàng)式P(X)為X的42次多項(xiàng)式,長碼由42bit長的長碼掩碼與PN序列發(fā)生器的42bit狀態(tài)矢量作模2加產(chǎn)生。長碼掩碼與信道類型有關(guān)。接入信道掩碼為：M4l

51、M33 11000111; M32M28 接入信道號(hào); M27M25 MS所屬尋呼信道的信道號(hào)（17）； M24M9 目前基站BASE-ID（基站識(shí)別碼）； M8M0 前向信道的PILOT-PN值。 反向業(yè)務(wù)信道采用兩種掩碼之一： 公共長碼掩碼：M41M32置為“1100011000”，其余32bit由ESN（電子序列號(hào)）經(jīng)重新排列得到。 專用長碼掩碼：用于保密電信，由TIA提供。在反向業(yè)務(wù)信道上，調(diào)制碼元經(jīng)隨機(jī)化再擴(kuò)頻，長碼的一部分比特控制數(shù)據(jù)突發(fā)隨機(jī)化。正交擴(kuò)頻 長碼擴(kuò)頗后的信號(hào)序列進(jìn)入OQPSK調(diào)制器，作正交擴(kuò)頻和四相載波調(diào)制，正交擴(kuò)頻序列長。 I信道的擴(kuò)頻序列用(X)產(chǎn)生：(X) Q信

52、道擴(kuò)頻序列用(X)產(chǎn)生：(X)+1為了得到I和Q-PN序列，在最大長度線性反饋移位寄存器輸出14個(gè)連續(xù)的0后，插入一個(gè)0。擴(kuò)頻碼速率1.2288Mc/s，調(diào)制后信號(hào)頻帶寬度1.25MHz，基帶擴(kuò)頻后經(jīng)濾波再作載波調(diào)制。調(diào)制方式為OQPSK，Q相數(shù)據(jù)相對(duì)于I相數(shù)據(jù)延時(shí)0.5個(gè)PN比特的時(shí)間。復(fù)用選擇信息 在前向反向業(yè)務(wù)信道都提供基本業(yè)務(wù)、信令業(yè)務(wù)和輔助業(yè)務(wù)的傳輸，為同時(shí)在一條業(yè)務(wù)信道上傳送多種業(yè)務(wù)，需要進(jìn)行復(fù)用選擇. 復(fù)用選擇傳按基本業(yè)務(wù)、信令業(yè)務(wù)、輔助業(yè)務(wù)。復(fù)用選擇只對(duì)9600bs速率有效。信令傳輸有兩種模式：空白突發(fā)、模糊突發(fā)。輔助業(yè)務(wù)：有基本業(yè)務(wù)時(shí)，基本業(yè)務(wù)和輔助業(yè)務(wù)經(jīng)模糊、突發(fā)模式傳輸，

53、無基本業(yè)務(wù)時(shí)，輔助業(yè)務(wù)用空白突發(fā)傳輸。四 呼叫處理如下圖所示，移動(dòng)臺(tái)接通電源后就進(jìn)入初始化狀態(tài)。在此狀態(tài)中，移動(dòng)臺(tái)首先要判定它要在模擬系統(tǒng)中工作還是要在CDMA系統(tǒng)中工作。如果是后者，它就不斷地檢測(cè)周圍各基站發(fā)來的導(dǎo)頻信號(hào)和同步信號(hào)。各基站使用相同的PN序列。但其偏置備不相同，移動(dòng)臺(tái)只要改變其本地PN序列的位置，很容易測(cè)出周圍有哪些基站在發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)。移動(dòng)臺(tái)比較這些導(dǎo)頻信號(hào)的強(qiáng)度，即可判斷出自己處于哪個(gè)小區(qū)之中，因?yàn)橐话闱闆r下，最強(qiáng)的信號(hào)是距離最近的基站發(fā)送的。移動(dòng)臺(tái)在完成同步和定時(shí)之后，即由初始化狀態(tài)轉(zhuǎn)入空閑狀態(tài)。在此狀態(tài)中，移動(dòng)臺(tái)可接收外來的呼叫，可進(jìn)行向外的呼叫和注冊(cè)登記處理，還能制定所

54、需的碼信道和數(shù)據(jù)速率。如果移動(dòng)臺(tái)要發(fā)起呼叫，或者要進(jìn)行注冊(cè)登記，或者收到一種需要認(rèn)可或應(yīng)答的尋呼消息時(shí)，移動(dòng)臺(tái)即進(jìn)入系統(tǒng)接入狀態(tài)，并在接人信道上向基站發(fā)送有關(guān)的消息。這些消息可分為兩類：一類屬于應(yīng)答稍息(被動(dòng)發(fā)送)，一類屬于請(qǐng)求消息(自主發(fā)送)。移動(dòng)臺(tái)呼叫處理 移動(dòng)臺(tái)在業(yè)務(wù)信道狀態(tài)利用正向業(yè)務(wù)信道和反向業(yè)務(wù)信道與基站交換有關(guān)信息，其中比較特殊的是： Ø 為了支持正向業(yè)務(wù)信記進(jìn)行功率控制，移動(dòng)臺(tái)要向基站報(bào)告幀錯(cuò)誤率的統(tǒng)計(jì)數(shù)字Ø 無論移動(dòng)臺(tái)還是基站都可以申請(qǐng)“服務(wù)選擇”。1 登記BSC具有分布結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)設(shè)備均與CIN(CDMA互連網(wǎng)絡(luò))相連。按功能劃分為CIN、TSB(譯碼

55、選擇器組)、CCP(呼叫控制處理器)。CIN提供TSB、CCP、BSM之間業(yè)務(wù)、控制消息的轉(zhuǎn)接開關(guān)。CCP是一個(gè)嵌入處理器，用于控制BS中的移動(dòng)呼叫。TSB處理來自移動(dòng)臺(tái)的業(yè)務(wù)消息，并送住MSC。還處理來自MSC的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)并送往移動(dòng)用戶。BSC與BTS的接口為T1/E1線路，用于傳送業(yè)務(wù)與控制消息。BSC與MX之間有兩條不同路徑。E1線路用于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，EIA422用于控制消息。CCP與TSB、BTS控制處理器(BCP)和MSC的接人處理器配合執(zhí)行呼叫控制和切換。CCP支持如下功能：移動(dòng)臺(tái)位置登錄、尋呼、呼叫控制、切換和BTS、BSC的維護(hù)。為了系統(tǒng)穩(wěn)定性CCP也有備份。對(duì)于移動(dòng)終端的呼叫，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)必須檢查移動(dòng)臺(tái)的位置并尋呼該移動(dòng)臺(tái)。登記