【學(xué)習(xí)課件】第三代移動通信講義

1、移動通信新技術(shù)-CDMA第1章 移動通信信道與移動用戶 第2章 多址技術(shù)與擴頻通信第3章 IS-95碼分多址系統(tǒng) 第4章 （3G）移動通信系統(tǒng)IMT-2000 簡介 吳老師：這章的內(nèi)容因為在GSM課程里我們已經(jīng)做了錄象，所以這部分不需要重復(fù)講授了。是否有不一樣的地方？下一頁上一頁2.1 多址技術(shù)的基本概念 目的原理實現(xiàn)方式典型范例 上一頁下一頁-目的- 由于移動用戶在不斷的隨機移動，建立它們之間的通信，首先必須引入?yún)^(qū)分與識別動態(tài)用戶地址的多址技術(shù)。 下一頁上一頁-原理-與固定式通信中的信號復(fù)用技術(shù)相同，實質(zhì)上都是屬于信號正交劃分與設(shè)計技術(shù)。不同點是信號復(fù)用目的在于區(qū)分多路，多址技術(shù)目的是區(qū)分多

2、個動態(tài)地址。復(fù)用技術(shù)通常在中頻或基帶實現(xiàn)；多址技術(shù)必須在射頻實現(xiàn)，它利用射頻幅射的電波尋找動態(tài)的移動地址。 上一頁下一頁-實現(xiàn)方式-正交信號的正交劃分與設(shè)計，具體是通過信號的正交參量i（i=1,2,n）的劃分來實現(xiàn)的。（1）在發(fā)送端：設(shè)計一組相互正交的信號參量 其中： :為第 i 個用戶地址的信號； :為第 i 個用戶信號 的正交參量； :為第 i 個用戶地址的保護區(qū)。 下一頁上一頁（2.1）（2.2）-實現(xiàn)方式- （續(xù)）式（2.1）是理論上表達式;式（2.2）則是考慮到實際情況后的實際劃分表達式。而且，正交參量應(yīng)滿足 上一頁下一頁1 當(dāng) i = j 時0 當(dāng) i j 時ij =（2.3）-實

3、現(xiàn)方式- （續(xù)）（2）在接收端：設(shè)計一個正交信號識別器。如圖2.1所示。 圖2.1 正交信號識別器原理圖 下一頁上一頁-典型范例-當(dāng)i=Fi時，稱為頻分多址FDMA。如圖2.2所示。圖2.2 頻分多址原理圖 上一頁下一頁-典型范例- （續(xù)） 在移動通信中，最典型的頻分多址方式有：北美：800MHz的AMPS體制；歐洲與我國：900MHz的TACS體制。 下一頁上一頁-典型范例- （續(xù)） 當(dāng)i=Ti時，稱為時分多址TDMA。如圖2.3所示。圖2.3 時分多址原理圖 上一頁下一頁-典型范例- （續(xù)） 在移動通信中，最典型的時分多址方式有：GSM900，它是歐洲與我國等采用的體制；D-AMPS，它是

4、北美等采用的體制；PDC，它是日本采用的體制。 下一頁上一頁-典型范例- （續(xù)） 當(dāng)i=ci時，稱為碼分多址CDMA。它有兩種主要形式：直擴碼分DS-CDMA：多用于民用；時頻編碼、跳頻等：多用于軍事。對于直擴碼分多址DS-CDMA形式如圖2.4所示。圖2.4 直擴碼分多址原理圖 上一頁下一頁-典型范例- （續(xù)） CDMA與FDMA，TDMA劃分形式不一樣頻分FDMA與時分TDMA均屬于一維多址劃分；碼分多址CDMA是屬于時頻二維域上的劃分。CDMA的所有用戶均占有同一整個頻段F與同一整個時隙T，而劃分不同地址的正交參量既不是頻段也不是時隙，而是不同地址信號碼組的自相關(guān)與互相關(guān)函數(shù)，具體實現(xiàn)將

5、在后面介紹。 下一頁上一頁-典型范例- （續(xù)）另一種碼分形式為時頻編碼或稱跳頻，如圖2.5所示。圖2.5 時頻編碼擴頻多址原理圖上一頁下一頁-典型范例- （續(xù)）在時頻編碼或跳頻方式中，它將整個時域T劃分為若干個子時域Ti（i=1,2,，n），同樣又將整個頻段F劃分為若干個子頻段Fi（i=1,2,，n）。然而每個用戶在不同的時隙占用不同的頻段即在時頻二維的子區(qū)域內(nèi)跳動，稱為時頻編碼。或者可以看作按時間順序在不同頻段上跳動，稱為跳頻。 下一頁上一頁2.2 擴頻通信的基本概念 擴頻碼分多址是數(shù)字移動通信中的一種多址接入方式，特別是在第三代移動通信中，它已成為最主要的多址接入方式。擴頻通信確切地說稱為

6、擴譜通信更為恰當(dāng)，因為被擴展的是信號頻譜帶寬，不過習(xí)慣上均稱為擴頻，它是一類寬帶通信系統(tǒng)。它的主要特征是：擴頻前的信息碼元帶寬遠小于擴頻后的擴頻碼序列（chip）的帶寬。 上一頁下一頁2.2 擴頻通信的基本概念（續(xù)）窄帶和寬帶通信系統(tǒng)擴頻通信的基本原理直擴式碼分多址DS-CDMA跳頻直擴系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo) 上一頁下一頁下一頁-窄帶和寬帶通信系統(tǒng)- 定義：設(shè)R為待傳送信息碼元速率，T為信息碼元的持續(xù)時間，F(xiàn)為傳送信號擴頻碼序列（chip）所占用的帶寬。 若RT=FT1時，即當(dāng)R=F，或者F=2R時，稱為一般窄帶通信系統(tǒng)，在通常數(shù)字通信系統(tǒng)中，移頻、移相均屬窄帶通信系統(tǒng)。若F R，即 =10106

7、（1060 dB），則稱該系統(tǒng)為寬帶通信系統(tǒng)。 寬帶通信系統(tǒng)是窄帶系統(tǒng)通過擴頻方式來實現(xiàn)的。碼分多址CDMA就是一類典型的擴頻寬帶通信系統(tǒng)。 上一頁下一頁-擴頻通信的基本原理- 由通信原理與信息論中的著名Shannon公式C=FTlg（1+ ）（見圖2.6）。 公式中：F：限頻帶寬；T：限時時隙，一般在通信原理中取T=1； ：為功率信噪比；C：信道容量。 圖2.6 信道容量C的直觀圖示上一頁下一頁-擴頻通信的基本原理- （續(xù)）這一公式指出一個限時（T）限頻（F）限功率（S）的連續(xù)白色高斯信道。其信道容量可以形象的用3個主要信號參量所決定的體積來表示。 上一頁下一頁-擴頻通信的基本原理- （續(xù)）

8、3個參量F、T與lg（1+ ）所構(gòu)成體積，當(dāng)容積C不變時，具有“可塑性”。即3個參量之間可以互換。這一辯證關(guān)系實質(zhì)性的揭示，為眾多新型通信體制的建立打開了創(chuàng)新之門。擴頻通信就是其中最典型的一個實例。 在移動通信中，信噪比 是最主要的矛盾，為了提高信噪比，可以不惜一切手段。其中Shannon公式指出：可以采用頻帶F來換取信噪比，即當(dāng)C不變時，增加頻帶F可以降低接收機接收的信噪門限值lg（1+ ）。這就是擴頻通信的基本原理，即用頻帶換取信噪比。 上一頁下一頁-直擴式碼分多址DS-CDMA- 下面以一個最簡單的7位m序列為例，按照m序列定義：m=7=2n-1=23-1，即它可以由最簡單的三級移位寄存

9、器產(chǎn)生7位的m序列的偽隨機碼序列：1 -1 -1 1 -1。其擴頻前、后波形圖如圖2.7所示。 圖2.7 擴頻波形原理圖 上一頁下一頁-直擴式碼分多址DS-CDMA- （續(xù)）在不考慮多徑影響時，假如我們?nèi)〈薽序列七位碼元的不同移位（向左移）構(gòu)成7個不同用戶的地址碼，這時，信道假設(shè)為理想無多徑信道，則有：C1= 1 1 1 -1 -1 1 -1C2= 1 1 -1 -1 1 -1 1C3= 1 -1 -1 1 -1 1 1C4= -1 -1 1 -1 1 1 1C5= -1 1 -1 1 1 1 -1C6= 1 -1 1 1 1 -1 -1C7= -1 1 1 1 -1 -1 1C8= 1 1

10、1 -1 -1 1 -1上一頁下一頁-直擴式碼分多址DS-CDMA - （續(xù)） 顯然，移至八位以上就產(chǎn)生循環(huán)重復(fù)即c1=c8，c2=c9。故該偽隨機碼周期為7。擴頻后速率提高了七倍或者說頻帶增大了七倍，對于理想無多徑信道擴頻后，通過擴頻碼移位可提供7個不同用戶，其有效性沒有降低。 上一頁下一頁-直擴式碼分多址DS-CDMA - - （續(xù)） 這時可利用DS-CDMA的m序列自相關(guān)特性來區(qū)分與識別用戶多址。上述七位m序列擴頻碼的自相關(guān)函數(shù)如圖2.8所示。圖2.8 m=7=23-1序列的自相關(guān)函數(shù)圖 上一頁下一頁-直擴式碼分多址DS-CDMA（續(xù)） 由上述相關(guān)函數(shù)圖形可見只有當(dāng)發(fā)端、收端是同一用戶地

11、址碼時（即時間移位對齊時），自相關(guān)函數(shù)輸出最大為7；當(dāng)收、發(fā)不是同一用戶地址碼時（即時間移位錯開一至六位時），其自相關(guān)函數(shù)輸出均為-1。因此利用這一自相關(guān)特性可以實現(xiàn)在移動通信多址接入技術(shù)中，尋找屬于自己用戶的地址。這時，從抗干擾看，通過擴頻碼移位對齊后，七倍擴頻碼（chip）信號能量通過相關(guān)運算能集中到對齊位的某一個擴頻碼（chip）上，與擴頻前相比，其抗干擾性增大七倍以上。上一頁下一頁-直擴式碼分多址DS-CDMA - （續(xù)）DS-CDMA系統(tǒng)實現(xiàn)框圖如圖2.9所示。圖2.9 系統(tǒng)發(fā)、收端實現(xiàn)框圖它與傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)相比較發(fā)端多了擴頻調(diào)制；收端多了擴頻解擴。 上一頁下一頁-跳頻- 跳頻是將待

12、傳送碼元的載波分量隨著時間順序受一個偽隨機序列控制而隨機跳動。 下面給出一個6個時隙7個載波跳頻系統(tǒng)， 如圖2.10所示。 圖2.10 跳頻原理圖 上一頁下一頁-跳頻- （續(xù)）跳頻的具體實現(xiàn)方框圖如圖2.11所示。 圖2.11 跳頻、發(fā)、收端實現(xiàn)框圖 跳頻體制，抗人為干擾能力強，保密，但實現(xiàn)較復(fù)雜。因此多用于軍事通信中。另外還有其他類似的跳時、時頻相調(diào)制以及各類混合體制等。 上一頁下一頁-直擴系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)- 處理增益G 它表示擴頻系統(tǒng)解擴后信噪比改善程度；另有兩類等效定義：表示發(fā)送端碼元擴展的倍數(shù)信號帶寬擴展的倍數(shù)； 它可用下列公式表示 其中：RPN、R分別表示偽碼速率和信息碼速率； ：

13、FPN、B分別表示偽碼帶寬與信息碼帶寬。 上一頁下一頁-直擴系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)- （續(xù)）干擾容限M它表示在正常工作的條件下，接收機輸入端所能承受的干擾比信號高出的分貝數(shù)值： 其中：Ls為實際傳輸路徑損耗（dB）M值直觀反映了擴頻系統(tǒng)接收機所允許的干擾最大強度值（用分貝表示）。上一頁下一頁-直擴系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)- （續(xù)）例：某擴頻系統(tǒng)若已知：G=21dB，Ls=5dB，10lg( )out=6dB則有：M=21-5-6=10dB它說明該擴頻系統(tǒng)最大承受干擾為10dB，即允許最大干擾比信號強10倍。 上一頁下一頁2.3 擴頻通信的主要優(yōu)缺點 主要優(yōu)點主要缺點 上一頁下一頁-主要優(yōu)點- 抗干擾能力

14、強且G越大；抗干擾能力越強，抗白噪聲、抗單頻窄帶干擾、抗人為干擾、抗跟蹤干擾、抗寬帶的等效白噪聲的多址與多徑干擾能力都很強。擴頻系統(tǒng)抗干擾性強的物理解釋：對于數(shù)字通信系統(tǒng)，則 可見：誤碼率Pe與功率信噪比 及信號基數(shù)FT成反比。且當(dāng)Pe不變時， 。所以當(dāng)FT=10106時，在保證一定Pe時，可以實現(xiàn)在很低的 值下進行通信，即允許很強的干擾。 上一頁下一頁-主要優(yōu)點- （續(xù)）保密性能強無論是直擴還是跳頻，擴頻后其頻譜均為近似白噪聲，因此具有良好的保密性能。同時對于數(shù)字化用戶，還可以進一步進行數(shù)字式用戶加密。低功率譜密度由于擴頻屬于寬帶系統(tǒng)，頻帶越寬，功率譜密度就越低，因此它具有良好的隱蔽性能。且

15、對其他通信系統(tǒng)及對人體的干擾與影響也小。上一頁下一頁-主要優(yōu)點- （續(xù)）易于實現(xiàn)大容量多址通信時頻二維地址劃分使?jié)撛诘刂窋?shù)增大。抗干擾能力強與低功率密度對于干擾受限系統(tǒng)，將允許接納更多的用戶數(shù)。 易于實現(xiàn)精確定時與測距因此被廣泛用于雷達、導(dǎo)航、通信、測距等系統(tǒng)。適合于變參信道的無線通信擴頻系統(tǒng)易于實現(xiàn)多種形式分集接收并提高抗干擾性。 上一頁下一頁-主要缺點- 占用信號頻帶寬擴頻后的碼序列（chip）帶寬遠大于擴頻前的信息序列帶寬。系統(tǒng)實現(xiàn)復(fù)雜。在時變信道中實現(xiàn)同步較為困難。目前受尋找地址碼數(shù)量上的限制，實現(xiàn)大容量通信仍存在一定困難。 上一頁下一頁第3章 IS-95碼分多址系統(tǒng) IS-95 CD

16、MA體制簡介 IS-95中的RAKE接收技術(shù) IS-95中的功率控制 IS-95中的切換技術(shù) IS-95中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 上一頁下一頁3.1 IS-95 CDMA體制簡介 美國QUALCOMM公司研制的IS-95CDMA體制是一類直擴碼分多址（DS-CDMA）的蜂窩通信系統(tǒng)。也是世界上第一個民用的碼分多址CDMA蜂窩通信系統(tǒng)。下面將簡要介紹IS-95，主要介紹多址技術(shù)、可靠性（抗干擾性）、有效性（系統(tǒng)容量）。 上一頁下一頁3.1 IS-95 CDMA體制簡介擴頻碼分多址的技術(shù)實現(xiàn)采用多種手段提高可靠性（抗干擾性）利用基站的GPS實現(xiàn)下行同步碼分增加系統(tǒng)容量的主要手段 上一頁下一頁 圖3.1 CDM

17、A 系統(tǒng)的信道示意圖3.1 IS-95 CDMA體制簡介（續(xù)）上一頁下一頁下一頁圖3.2 N-CDMA 系統(tǒng)正向信道分配圖3.1 IS-95 CDMA體制簡介（續(xù)）上一頁下一頁下一頁圖3.3 N-CDMA 系統(tǒng)反向信道分配圖3.1 IS-95 CDMA體制簡介（續(xù)）上一頁下一頁圖3.4 正向CDMA信道結(jié)構(gòu)3.1 IS-95 CDMA體制簡介（續(xù)）上一頁下一頁圖3.5 反向CDMA信道結(jié)構(gòu)3.1 IS-95 CDMA體制簡介（續(xù)）上一頁下一頁圖3.6 發(fā)信方向基帶信號處理結(jié)構(gòu) 3.1 IS-95 CDMA體制簡介（續(xù)）上一頁下一頁-擴頻碼分多址的技術(shù)實現(xiàn)- 采用三種類型正交（準(zhǔn)正交）碼以區(qū)分三

18、個不同層次的地址： 用戶地址碼信道地址碼 基站地址碼 上一頁下一頁-擴頻碼分多址的技術(shù)實現(xiàn)-用戶地址碼（1）為了容納更多的用戶，地址碼的數(shù)量是主要矛盾。（2）用戶地址碼是由移動臺產(chǎn)生的，主要用于上行（反向）信道中。（3）地址碼結(jié)構(gòu)：為了保證數(shù)量，因此選用：超長m=242-1序列為基礎(chǔ)；在整個IS-95中超長m=242-1序列的結(jié)構(gòu)是唯一不變的；不同移動臺用戶隨機分配一個延遲初相，并再與該移動臺電子序號ESN作掩碼模二加形成不同相位的地址碼；延遲相位初相與作掩碼用的移動臺ESN是一一相對應(yīng)的。 上一頁下一頁-擴頻碼分多址的技術(shù)實現(xiàn)-用戶地址碼（續(xù)）（4）掩碼有三大類型： 上行業(yè)務(wù)信道公用長碼掩碼

19、；接入信道掩碼；專用長碼保密算法掩碼（上、下行）。（5）上行業(yè)務(wù)信道公用長碼掩碼格式如下： 41位 32位 31位置換前：ESN=（E31E30E29E2E1E0）；置換后：ESN=（E0E31E22E13E4E18E9）。置換目的在于置亂以防止連續(xù)ESN間大的相關(guān)性。 11 0 0 0 1 1 0 0 0 置換后的電子序號ESN 上一頁下一頁-擴頻碼分多址的技術(shù)實現(xiàn)-用戶地址碼（續(xù)）（6）接入信道的掩碼格式如下： 41位 33 32 28 27 25 24 9 8 0 ACN為接入信道號（28至32號）；PCN為該移動臺目前所屬尋呼信道號（25至27號）；BASE-ID為目前基站的識別碼（9

20、至24號）；PILOT-PN為前向（下行）CDMA信道的導(dǎo)頻偏置（0至8號）。 （7）超長碼m=242-1序列發(fā)生器結(jié)構(gòu)如圖3.7所示。圖3.7 超長碼m=242-1序列發(fā)生器結(jié)構(gòu) 11 0 0 0 1 1 1 ACN PCN BASEID PILOTPN 上一頁下一頁-擴頻碼分多址的技術(shù)實現(xiàn)-用戶地址碼（續(xù)）（8）特點：用超長碼的64位局部自相關(guān)特性代替64位偽碼PN序列的自相關(guān)、互相關(guān)特性。 （9）上述超長碼的生成多項式為：F（x）=x42+x35+x33+x31+x27+x26+x25+x22+x21+x19+x18+x17+x16+x10+x7+ x6+x5+x3+x2+x+1且在整個

21、IS-95系統(tǒng)中，上述多項式是唯一的。（10）下行中，將m=242-1序列速率為12288 Mbit/s作64分頻后，再對塊交織后的信息碼流進行擾碼。由m序列性質(zhì)，分頻后m序列與原m序列等價。 上一頁下一頁-擴頻碼分多址的技術(shù)實現(xiàn)-信道地址碼（1）同步時，采用完全正交的64位Walsh碼，它由基站產(chǎn)生并在下行中實現(xiàn)。（2）基站64個信道分配如下：1個導(dǎo)頻信道，采用全0的W0；1個同步信道，采用0，1相間的W32；7個尋呼信道，采用W1至W7；55個業(yè)務(wù)信道，采用W8至W31，W33至W63。 上一頁下一頁（3）為了進一步克服變參信道傳輸中由于同步的微小偏移可帶來對Walsh碼互相關(guān)特性的迅速惡

22、化的影響，下行鏈路在walsh擴頻后，再加基站掩碼，它等效于采用Walsh-PN復(fù)合碼擴頻；并可大大改善同步對互相關(guān)性能惡化的影響。 上一頁下一頁-擴頻碼分多址的技術(shù)實現(xiàn)-信道地址碼（1）目的是為了盡量減少基站間多用戶的干擾，它由基站中產(chǎn)生，并在下行（正向）信道中實現(xiàn)。（2）利用m=215-1，并補充一個0構(gòu)成15位全0碼，形成周期為215的PN序列，并分別使用零偏置的I路Q路正交導(dǎo)頻PN序列。 （3）基站地址碼的特征多項式為：同相（I）序列：FI（x）=x15+x13+x9+x8+x7+x5+1正交（Q）序列：FQ（x）=x15+x12+x11+x10+x6+x5+x4+x3+1 上一頁下一

23、頁-擴頻碼分多址的技術(shù)實現(xiàn)-基地地址碼（4）為了有效防止多徑干擾，每個基站間至少相差64位，因此共計可產(chǎn)生基站： n=215/64=32768/64=512個。當(dāng)多于512個基站時，可以再用頻分進行復(fù)組合（另外的1.25MHz頻段）或使用導(dǎo)頻相位規(guī)劃。（5）零偏置具體定義如下：上一頁下一頁-擴頻碼分多址的技術(shù)實現(xiàn)-基地地址碼-采用多種手段提高可靠性（抗干擾性）- CDMA信道中的主要類型白噪聲多徑干擾多址干擾克服干擾的主要手段 抵抗白噪聲干擾 抗多徑干擾 抗多址干擾與“遠近”效應(yīng) 上一頁下一頁白噪聲： 主要來自設(shè)備的無源與有源器件的高斯（正態(tài)）白噪聲干擾。多徑干擾： 由于傳播的開放性與地理環(huán)境

24、的復(fù)雜性而引起的多條路徑間干擾所形成的噪聲干擾。上一頁下一頁多址干擾在CDMA中特別突出，其原因是由于在CDMA中小區(qū)內(nèi)、外共同使用同一時隙、同一頻段；且由于用戶地址碼正交性（互相關(guān)特性）不理想而帶來的多用戶干擾。其強度分配約為：本小區(qū)約占60%小區(qū)外第一相臨層：66%=36%第二層的外約占4% 上一頁下一頁抵抗白噪聲干擾 采用直擴碼分（DS-CDMA）通信體制；采用抗干擾性強調(diào)制、解調(diào)方式：QPSK（OQPSK）采用抗干擾（白噪聲）性強的信道編譯碼，比如采用（2,1,8）、（3,1,8） 卷積碼以及相應(yīng)的Viterhi譯碼。 克服干擾的主要手段上一頁下一頁抗多徑干擾利用精確功控技術(shù)抗陰影效應(yīng)

25、帶來的對數(shù)正態(tài)分布的慢衰落；利用基站的空間分集抗空間選擇性（即平滑瑞利）快衰落；利用RAKE接收機實現(xiàn)擴頻碼分寬帶系統(tǒng)的帶內(nèi)分集，抗頻率選擇性快衰落；利用信道交織編碼，將時域上長突發(fā)性深衰落交織為獨立差錯或短突發(fā)性差錯，再利用糾錯碼加以糾正，以實現(xiàn)抗時間選擇性衰落。 上一頁下一頁克服干擾的主要手段抗多址干擾與“遠近”效應(yīng)在移動通信中，由于用戶的隨機移動，動態(tài)用戶與基站間距離隨機可變，往往會出現(xiàn)離基站近的用戶的強信號壓制離基站遠的用戶弱信號的現(xiàn)象，又稱這類以強壓弱的現(xiàn)象為“遠近”效應(yīng)。克服多址干擾與“遠近”效應(yīng)的方法有：在同一小區(qū)內(nèi)，下行同步碼分選用理想互相關(guān)的正交碼組，上行異步碼分，選用在正交

26、性上堅韌性好的正交碼組。碼型選定后，主要靠精確的功率控制技術(shù)。另外，智能天線與多用戶檢測技術(shù)能進一步抗多址干擾與“遠近”效應(yīng)。 上一頁下一頁克服干擾的主要手段圖3.8 采用多種手段提高可靠性（抗干擾性）上一頁下一頁-利用基站的GPS實現(xiàn)下行同步碼分- 采用GPS實現(xiàn)各基站間的同步，每個基站配套一部GPS接收機采用GPS實現(xiàn)下行（基移）同步碼分利用導(dǎo)頻信道，傳送導(dǎo)頻，以保證載波相位同步，實現(xiàn)相干檢測。利用同步信道，傳送同步信號，以實現(xiàn)各碼組間的同步。 由于車載臺，手持機體積有限，無法附加一套GPS接收機，因而上行信道無法實現(xiàn)同步碼分，故上行為異步碼分。上一頁下一頁-增加系統(tǒng)容量的主要手段- 容量

27、即有效性是通信系統(tǒng)的數(shù)量指標(biāo)，遺憾的是容量計算非常復(fù)雜，這里僅從一些基本概念出發(fā)來探討： 壓縮信源碼率提高有效性 小區(qū)用戶容量Ks 功控誤差對小區(qū)容量的影響 上一頁下一頁采用高質(zhì)量低碼率的話音混合編碼技術(shù)：在IS-95中采用二種速率話音編碼8kb/s與13kb/s它比通常64kb/s PCM，速率分別壓縮了K1=64/8=8（倍）、K2=64/135（倍）采用話音激活技術(shù)：利用約占3/8的空隙，引入系統(tǒng)增益約為G=2.67dB 壓縮信源碼率提高有效性上一頁下一頁用Ks來表示采用IS-95后小區(qū)中等能量用戶的總數(shù)。下面引用Viterbi本人分析思路與結(jié)果。 （1）IS-95是一個信噪比受限系統(tǒng)，

28、且上、下行容量不相等，上行是瓶頸；系統(tǒng)背景噪聲為白噪聲且可忽略；具有理想功率控制（即所有移動臺到達基站時功率是一樣的）；所有多徑干擾、多用戶干擾化為等效寬帶白噪聲。小區(qū)用戶容量Ks上一頁下一頁（2）Ks初步定量分析這時，每個用戶解調(diào)器中干擾功率為N則有：N=（Ks-1）Ps其中Ps為每用戶信號功率而：N/F=N0為噪聲密度（單位頻帶內(nèi)） Ps/R=Eb為每比特信號能量，而R為信息速率則有： Ks-1=N/Ps=N0F/REb=（F/R）/（Eb/Nb）即 Ks（F/R）/（Eb/N0）=（F/B）/（Eb/N0）=G/（Eb/N0）其中B為信息碼元帶寬，F(xiàn)為擴頻碼元帶寬。 上一頁下一頁（3）結(jié)

29、論與分析由以上分析得：KsG （擴頻處理增益），即增大帶寬增大擴頻比，可以提高小區(qū)容量；Ks （信噪比門限值）即改善系統(tǒng)抗干擾性能，降低信噪比門限值，也可以提高小區(qū)容量，同時這一結(jié)論也指出IS-95實質(zhì)上是一個信噪比受限系統(tǒng)。 上一頁下一頁（1）前面分析中認(rèn)為功控特性理想即每個用戶信號功率Ps相等；（2）現(xiàn)可設(shè)若有一個用戶信號功率為其它用戶平均功率的（1+n）倍；（3）這時，修改后的方程為 N=（Ks-1）Ps+nPs Ks=N/Ps+1-n可見隨著n的增大，Ks將同步下降（4）進一步計算機仿真指出，信號功率1dB起伏，將使小區(qū)容量損失2.3dB。 功控誤差對小區(qū)容量的影響上一頁下一頁3.2

30、IS-95中的RAKE接收技術(shù) 基本原理IS-95中基站RAKE接收機實現(xiàn)方框圖（基帶）上一頁下一頁3.2.1 基本原理傳播的多徑效應(yīng)有效利用時延功率譜Rake接收用信號矢量的直觀表示 上一頁下一頁-傳播的多徑效應(yīng)- 引入接收信號時延功率譜的擴散它有兩種類型： 連續(xù)時延功率譜：繁華市區(qū)、密集建筑物反射引起。圖3.9 連續(xù)型時延功率譜離散型時延功率譜：非繁華區(qū)建筑物較分散時。圖3.10 離散型時延功率譜上一頁下一頁-有效利用時延功率譜- 利用寬帶信號擴頻技術(shù)的相關(guān)理論將集中或分散的時延功率譜的擴散分量集中起來加以利用。圖3.11 有效利用時延功率譜上一頁下一頁-Rake接收用信號矢量的直觀表示-

31、 從信號矢量圖上可形象表示為： （1）無RAKE接收圖3.12 多徑信號的矢量合成圖上一頁下一頁-Rake接收用信號矢量的直觀表示- （2）有RAKE接收圖3.13 利用Rake接收（相干檢測）后合成矢量圖 上一頁下一頁圖3.14 IS-95中基站RAKE接收機實現(xiàn)方框圖3.2.2 IS-95中基站RAKE接收機實現(xiàn)方框圖（基帶）上一頁下一頁偽碼（PN）解擴采用復(fù)相關(guān)解調(diào) 反向（上行）鏈路是非相干解調(diào)，它通過平方相加處理，必須有PNI與PNQ分量；本地載波PN碼必須產(chǎn)生PNI與PNQ分量；復(fù)相關(guān)過程實現(xiàn)電路如下： 圖3.15 數(shù)據(jù)解調(diào)器框圖采用長短碼一次性解擴上一頁下一頁-累加器-累加器采用4

32、位累加器反向信道中一個WALSH碼片（CHIP）包含四個PN碼的碼片；它將相繼4個PN碼的碼片進行累加；輸入是四位1.2288Mbps碼流；輸出是307.2Kbps碼流； 上一頁下一頁-64進制WALSH函數(shù)解調(diào)器- 解調(diào)器是將64個數(shù)據(jù)與64階WALSH符號分別作相關(guān)； 上述相關(guān)過程用類似與FFT的蝶形塊速算法即快速哈達變換取代（FHT） 以八階FHT為例 ：圖3.16 8階FHT流程圖上一頁下一頁-64進制WALSH函數(shù)解調(diào)器-（續(xù)）其中每個蝶形運算為： 圖3.17 蝶形運算本系統(tǒng)中進行64階FHT運算則有：4log264=384次加減運算代替了原來多次相乘、相加過程。從而大大簡化運算過程

33、。上一頁下一頁-路徑分集合并- 路徑合并過程即為多徑分集合并過程； 將4個路徑的符號能量對應(yīng)相加；合并按最大比合并（最佳）即： 其中 為噪聲功率， 為 支路信號強度。 實現(xiàn)框圖如下： 圖 3.18 分集路徑合并原理框圖 上一頁下一頁3.3 IS-95中的功率控制 IS-95中功率控制的必要性與功控方案IS-95中功率控制的必要性 IS-95中功率控制方案 前向（下行）功率控制 反向（上行）功率控制 開環(huán)功率控制粗估閉環(huán)功率控制反向功控（QUALCOMM公司的具體實現(xiàn)方案）閉環(huán)功控調(diào)節(jié)步驟反向功率控制比特的傳輸 上一頁下一頁3.3.1 IS-95中功率控制的必要性與功控方案必要性IS-95是一類

34、采用碼分多址CDMA實現(xiàn)移動通信的系統(tǒng)。IS-95從實驗室走向商用化，主要歸功于功率控制技術(shù)，它可以抵抗和減少IS-95中多種類型干擾，提高IS-95中的系統(tǒng)容量。上一頁下一頁IS-95中功率控制的必要性 具體表現(xiàn)在：功率控制可以有效的克服由于電波傳播的“陰影”效應(yīng)而產(chǎn)生的慢衰落。功率控制可以有效的克服由于用戶隨機移動性引起的“遠近”效應(yīng)和“角落”效應(yīng)。它是減少多址干擾的主要手段之一，這類多址干擾在碼分多址CDMA中尤為嚴(yán)重。這是由于同時通信的各用戶共用同一頻段和同一時隙而引起的。由于CDMA是信噪比受限系統(tǒng)，降低干擾可以增加信噪比，提高小區(qū)內(nèi)的用戶容量。 上一頁下一頁IS-95中功率控制方案

35、 （1）前向功率控制IS-95中前向（下行）鏈路優(yōu)于反向（上行）鏈路，即前向同步碼分優(yōu)于反向異步碼分；前向功控在系統(tǒng)中是非重點，它可以采用較簡單的慢速率閉環(huán)功控方案。 上一頁下一頁（2）反向（上行）功率控制反向功控是IS-95系統(tǒng)中功控的重點；反向功控由粗控、精控與外環(huán)控制三部分組成；粗控：由移動臺完成的開環(huán)功率控制實現(xiàn)粗控功能；精控：由移動臺與基站相配合共同完成閉環(huán)功率修正的精控過程。采用精控是由于在IS-95中采用頻率雙向雙工的FDD體制；這時前向、反向傳輸頻段相差45MHz，遠遠大于相關(guān)帶寬，因而前、反向的衰落是獨立的，僅僅采用單向的開環(huán)是實現(xiàn)不了精確功率控制的。外環(huán)控制：確定閉環(huán)精控中

36、的門限閾值。 上一頁下一頁IS-95中功率控制方案 3.3.2 前向（下行）功率控制功控依據(jù)（即誤差源的提取）：各移動臺的誤幀率。功控方式：慢速閉環(huán)功率控制調(diào)節(jié)步長：一般為0.5dB（12%），當(dāng)負(fù)荷接近容量時，步長降為6%。調(diào)節(jié)范圍：46dB。功控信息執(zhí)行信道上行通過反向業(yè)務(wù)信道的“功率測量報告信息”段進行。下行起始功控指令是通過尋呼信道上“系統(tǒng)參數(shù)信息”段或前向（下行）業(yè)務(wù)信道上的“功控參數(shù)信息”段傳遞。 上一頁下一頁-前向（下行）功率控制（續(xù)） -功控調(diào)節(jié)算法具體算法在IS-95中無明確定義，而高通（QUAICOMM）公司有專利。前向總功率分配如下：導(dǎo)頻信道占20%；同步信道占3%；每個

37、尋呼信道占6%；剩下來的功率分配給各業(yè)務(wù)信道。為了克服“角落”效應(yīng)，基站必須控制發(fā)射給每個不同用戶的功率，稱它為前向功控。 上一頁下一頁-前向（下行）功率控制（續(xù)） -功控調(diào)節(jié)算法（續(xù)）基站根據(jù)接入到的各移動臺的誤幀率，控制給各移動臺的發(fā)射功率，即根據(jù)各移動臺的誤幀率與一個給定的閾值進行比較以決定是增加還是減小各個對應(yīng)前向信道的功率。除了按照一定周期接收的誤幀率以外，各移動臺當(dāng)接收到的壞幀數(shù)超過一定閾值時，也會自動向基站匯報，經(jīng)基站判斷后，亦可決定是增加還是減少其前向功率。 上一頁下一頁3.3.3 反向（上行）功率控制開環(huán)功率控制粗估閉環(huán)功率控制反向功控（QUALCOMM公司的具體實現(xiàn)方案）閉

38、環(huán)功控調(diào)節(jié)步驟反向功率控制比特的傳輸 上一頁下一頁開環(huán)功率控制粗估 各移動臺測量其總接收功率（未解調(diào)前）并對發(fā)射電平作粗略估計。為了補償傳播中產(chǎn)生的“陰影”效應(yīng)、“遠近”效應(yīng)，需要有較大的動態(tài)變化范圍：32dB。這一過程完全由移動臺獨立完成。具體實現(xiàn)是由移動臺按照在一定含義下計算平均輸出功率，發(fā)射開環(huán)探測序列，并以一定功率遞增值（步長0.5dB）增加發(fā)射功率，一直到接收到一個響應(yīng)時才停止。 上一頁下一頁閉環(huán)功率控制 必要性：IS-95中前向、反向雙工頻率間隔為45MHz，它遠遠大于信號的相關(guān)帶寬，使前向與反向衰落特性不相關(guān)，這使開環(huán)粗控根本無法完成精控的任務(wù)。 在IS-95中僅定義了以下兩點：

39、 控制比特的含義：“0”表示增加，“1”表示減少；控制比特率：1bit/1.25ms=800bit/s，然而 1.25ms = 閉環(huán)功率控制范圍：24dB。 上一頁下一頁反向功控（QUALCOMM公司的具體實現(xiàn)方案） QUALCOMM公司的功控方案原理如圖3.19所示：圖3.19 QUALCOMM功控方案原理框圖 上一頁下一頁閉環(huán)功控調(diào)節(jié)步驟 （1）基站測量移動臺發(fā)射信號功率P1 在偽碼（PN碼）解擴和快速哈達碼變換以后進行；功率值按照一個功率控制組1.25ms進行平均；對每個接收到的Walsh符號作功率測量，取64個解調(diào)值中的最大值，然后將每個功控組中6個Walsh符號的最大值相加并取其平均

40、。（2）哈達碼變換器另一端送至用戶數(shù)據(jù)譯碼器，產(chǎn)生用戶數(shù)據(jù)與譯碼差錯度量值。 上一頁下一頁閉環(huán)功控調(diào)節(jié)步驟（續(xù)）（3）速率判定根據(jù)用戶數(shù)據(jù)與譯碼差錯確定移動臺的發(fā)送速率。（4）根據(jù)判定的幀速率由外環(huán)功控處理器計算預(yù)定接收功率的P0值。 （5）比較P0與P1值： 若P1P0，發(fā)出減小指令“1”；若P1P0，發(fā)出增加指令“0”。 上一頁下一頁（6）再將功率調(diào)整指令插入到經(jīng)過擾碼后的前向業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中。（7）移動臺接收前向業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并從中提取功率調(diào)整指令。（8）根據(jù)功率調(diào)整指令，調(diào)整其發(fā)射功率。（9）反向功率控制比特要產(chǎn)生兩個功率控制組的時延。 上一頁下一頁閉環(huán)功控調(diào)節(jié)步驟（續(xù)）反向功率控制比特的傳輸

41、反向功控比特傳輸?shù)脑硎疽鈭D如圖3.20所示： 圖3.20 反向功控比特傳輸示意圖 上一頁下一頁下一頁-反向功率控制比特的傳輸（續(xù)） 假設(shè)基站通過反向信道第5個功控組測得移動臺的信號強度?；纠貌迦爰夹g(shù)在相應(yīng)的前向業(yè)務(wù)信道中插入功率控制的800bit/s信息。若計入傳輸與處理時延，功率控制比特要滯后2.5ms以上。上一頁下一頁-反向功率控制比特的傳輸（續(xù)）功率控制比特的插入位置有16種可能的選擇，其中每個位置對應(yīng)一個功率控制組1.25ms中的24個調(diào)制比特（023）中的前16位（015）中的某一個位置開始。 上述原理圖中，對應(yīng)關(guān)系如下： 20位 21位 22位 23位 （20） （21） （

42、22） （23） 1 1 0 1 用十進制表示為：1+2+0+8=11它表示功控比特起始位置為下一個功控組中的第11比特開始，占兩個比特。每個功控比特要替換前向業(yè)務(wù)信道中擾碼后的兩位連續(xù)已調(diào)信號比特（不加密），其中有一半使原信息比特產(chǎn)生錯誤，其誤碼率為1/1600。上一頁下一頁3.4 IS-95中的切換技術(shù) 概述 切換方案分類 IS-95中切換的特點 IS-95中切換類型 IS-95中切換的具體實現(xiàn)上一頁下一頁3.4.1 概述必要性性能指標(biāo)引起切換的主要因素切換準(zhǔn)則 上一頁下一頁-必要性- 蜂窩小區(qū)組網(wǎng)是增加移動業(yè)務(wù)需求的有效措施。切換可以在下列區(qū)間實現(xiàn)：小區(qū)內(nèi)的扇區(qū)之間；蜂窩小區(qū)之間；不同頻

43、率的小區(qū)群之間；“無縫隙”通信必要手段和關(guān)鍵技術(shù)。 上一頁下一頁-性能指標(biāo)- 話音質(zhì)量；切換次數(shù)：通話期內(nèi)發(fā)生切換的次數(shù)；切換時延：由于切換引入的時延；切換阻塞概率“切換請示被阻塞的概率；切換掉話概率切換失敗，造成通話中斷的概率；測試表明，無線信道90%掉話是由于切換引起的； 上一頁下一頁-性能指標(biāo)-續(xù)呼叫阻塞概率小區(qū)內(nèi)新呼叫被阻塞的概率；不必要切換概率 當(dāng)信道仍能滿足通信質(zhì)量要求時，發(fā)生切換的概率；上述指標(biāo)間很多是相互約束的，不可能同時達到最小。實際上只能選取其合理的折中值。 上一頁下一頁-引起切換的主要因素 -移動臺位于小區(qū)邊界，信號強度惡化到門限值以下；移動臺在小區(qū)中進入陰影區(qū)，信號強度

44、惡化到門限值以下；移動交換中心MSC發(fā)現(xiàn)在某些小區(qū)中業(yè)務(wù)用戶過于擁擠，而另一些相鄰小區(qū)比較空閑，為了平衡業(yè)務(wù)量；顯然前兩者，切換由移動臺發(fā)起，后者，切換是由MSC發(fā)起。 上一頁下一頁-切換準(zhǔn)則- 接收信號強度指示（RSSI）； 載波信號、干擾比（C/I）；誤碼率（BER、Pe）； 上一頁下一頁3.4.2 切換方案分類 主要可劃分為三大類型：網(wǎng)絡(luò)控制切換移動臺控制切換 由移動臺與網(wǎng)絡(luò)共同控制切換 上一頁下一頁-網(wǎng)絡(luò)控制切換- 主要用于模擬式第一代移動通信：AMPS、TACS、NMT等；移動臺完全處于被動；由基站檢測移動臺線路質(zhì)量（RSSI）當(dāng)接收信號低于門限值時，向MSC發(fā)出切換請求；MSC指令

45、周圍基站檢測該移動臺并將測量結(jié)果匯總至MSC； 上一頁下一頁-網(wǎng)絡(luò)控制切換-（續(xù)）由MSC根據(jù)匯總結(jié)果，選擇被切換基站；只允許在小區(qū)間切換，每次切換需要數(shù)秒鐘主要缺點：相鄰小區(qū)基站對移動臺監(jiān)測不是連續(xù)的經(jīng)常進行，影響檢測精度；為減輕網(wǎng)絡(luò)信令負(fù)擔(dān)，監(jiān)測結(jié)果亦不能連續(xù)發(fā)送，影響切換性能。 上一頁下一頁-移動臺控制切換- 歐洲D(zhuǎn)ECT系統(tǒng)采用本方案；切換過程控制更為分散；移動臺于基站均參加監(jiān)測接收信號強度（RSSI）和通信質(zhì)量（BER）；切換最終判斷移動臺完成；它既允許小區(qū)間，也允許小區(qū)內(nèi)切換；每次切換時間大約為100ms。 上一頁下一頁-由移動臺與網(wǎng)絡(luò)共同控制切換- 網(wǎng)絡(luò)為主、移動臺為輔；第二代的

46、GSM與IS-95采用本方案：GSM中切換控制比較分散；IS-95的軟切換中，導(dǎo)頻信號強度測量、比較均由移動臺完成，最后決策由MSC完成并由基站下達切換指示；移動臺、基站均參與測量、接收RSSI與BER；既允許小區(qū)內(nèi)也允許小區(qū)間切換；每次切換時間大約1秒鐘。上一頁下一頁-由移動臺與網(wǎng)絡(luò)共同控制切換（續(xù)）- 圖 3.21 IS-95中切換管理權(quán)限示意圖上一頁下一頁3.4.3 IS-95中切換的特點 模擬的FDMA切換、數(shù)字式TDMA切換是在不同頻率之間進行；上述兩類切換均可概括為“先斷后切”二狀態(tài)硬切換；圖3.22 “先斷后切”示意圖缺點：出現(xiàn)暫時中斷，并可能出現(xiàn)“乒乓”效應(yīng)。上一頁下一頁3.4

47、.3 IS-95中切換的特點（續(xù)）IS-95中，一般切換是在不同地址碼（扇區(qū)基站）間進行的。利用RAKE接收機，每個移動臺可同時對兩個以上基站保持通信；這類切換可概括為“先切后斷”三狀態(tài)無縫隙通信，極大的改善了切換性能。圖3.23 “先切后斷”示意圖上一頁下一頁3.4.4 IS-95中切換類型 IS-95中切換可劃分為四種類型： 同一小區(qū)間，不同扇區(qū)間的更軟切換 不同小區(qū)間的軟切換 不同BSC的小區(qū)間硬切換 雙模擬體制間的硬切換 上一頁下一頁-同一小區(qū)間，不同扇區(qū)間的更軟切換- 在同一BSC控制區(qū)，同一個BTS內(nèi)的不同扇區(qū)間的切換；具有同一載波頻率，不同扇區(qū)地址碼；具有多狀態(tài)切換如圖3.24

48、（先切后斷）。圖3.24 扇區(qū)間切換示意圖上一頁下一頁-不同小區(qū)間的軟切換- 在同一個BSC控制下的各個BTS之間的切換具有同一載波頻率，不同基站地址碼三狀態(tài)無縫隙切換（先切后斷）圖3.25 三狀態(tài)無縫隙切換示意圖上一頁下一頁-不同BSC的小區(qū)間硬切換- 在兩個不同BSC或同一BSC不同載波頻率的BTS間切換；具有不同載波頻率；二狀態(tài)有中斷的硬切換。圖3.26 二狀態(tài)有中斷的硬切換示意圖先斷后切，出現(xiàn)中斷上一頁下一頁-雙模擬體制間的硬切換- CDMAAMPS（或TACS）之間不同體制間的切換；具有同一頻段但載波不一樣；二狀態(tài)先斷后切硬切換；出現(xiàn)中斷；出現(xiàn)在兩個不同的MSC之間。 上一頁下一頁3

49、.4.5 IS-95中切換的具體實現(xiàn) 實現(xiàn)切換的準(zhǔn)則：導(dǎo)頻信號強度，它被定義為導(dǎo)頻信號能量與總信號能量的比值；可區(qū)分導(dǎo)頻的數(shù)量 頻率不相同的小區(qū)群數(shù)；它等于整個碼分體制可能使用的頻段被系統(tǒng)帶寬1.25MHz相除，所得之商。在同一小區(qū)群內(nèi)，頻率相同但相位偏移不同，它共有：215/64=32768/64=512個，供不同扇區(qū)或基站使用。IS-95是以網(wǎng)絡(luò)為主、移動臺為輔的切換 上一頁下一頁3.4.5 IS-95中切換的具體實現(xiàn)（續(xù)）將具有相同頻率，不同相位偏移量的不同基站（或扇區(qū)）構(gòu)成一個導(dǎo)頻組集合，它可劃分為以下四種類型：運行導(dǎo)頻集合，移動臺正常運行的基站導(dǎo)頻集合；侯選導(dǎo)頻集合：目前不在運行導(dǎo)頻

50、集內(nèi)，但已有足夠?qū)ьl強度的基站所對應(yīng)的導(dǎo)頻；相鄰導(dǎo)頻集合：不在上述兩類集合中，但能作為切換侯選基站所對應(yīng)的導(dǎo)頻；剩余導(dǎo)頻集合：不包含在上述三類集合中，系統(tǒng)所剩下其它基站的導(dǎo)頻；移動臺針對上述四類導(dǎo)頻集合，規(guī)定了相應(yīng)的搜索窗口，即偽碼相位的偏移范圍。 上一頁下一頁3.4.5 IS-95中切換的具體實現(xiàn)（續(xù)）導(dǎo)頻強度變化與軟切換過程 每個MS通過RAKE接收機，允許同時與兩個以上小區(qū)保持通信；它接收到導(dǎo)頻強度變化如下列圖形所示：圖3.27 導(dǎo)頻強度變化示意圖上一頁下一頁導(dǎo)頻強度變化與軟切換過程 移動臺除與基站A建立通信外還同時監(jiān)測相鄰小區(qū)，基站B與C的導(dǎo)頻信號強度變化；當(dāng)t=t1時，基站B導(dǎo)頻強度

51、超過檢測門限值T-ADD，它立即通知MS由MSC指令基站B與MS建立通信；tt1，MS同時與基站A，B建立通信，構(gòu)成軟切換區(qū)內(nèi)二重多經(jīng)分集。當(dāng)t=t2時，基站A導(dǎo)頻信號強度低于導(dǎo)頻丟掉的限值T-DROP，并經(jīng)過一個由信號富裕量引入的時間富裕量T后，即t=t3時完成切換。 3.4.5 IS-95中切換的具體實現(xiàn)（續(xù)）上一頁下一頁3.4.5 IS-95中切換的具體實現(xiàn)（續(xù)）IS-95的切換過程IS-95的切換過程實際上就是導(dǎo)頻集合的不斷更新的過程。它可以用下列圖形表示：圖3.28 導(dǎo)頻集合的更新過程示意圖上一頁下一頁IS-95的切換過程本圖形具體解釋如下：當(dāng)t=t1，導(dǎo)頻強度超過T-ADD，MS向

52、BTS發(fā)送導(dǎo)頻強度測量信息，并將其導(dǎo)頻由相鄰集轉(zhuǎn)入候選集t=t2，BTS發(fā)送切換命令信息；t=t3，MS將導(dǎo)頻轉(zhuǎn)入運行集合，并發(fā)送切換完成信息；t=t4，導(dǎo)頻強度下降至T-DROP以下，MS啟動切換終止計時器；t=t5，終止計量器到時，MS發(fā)送導(dǎo)頻強度測量信息；t=t6，BTS發(fā)送切換命令；t=t7，MS將導(dǎo)頻轉(zhuǎn)入相鄰集，發(fā)送切換完成。 3.4.5 IS-95中切換的具體實現(xiàn)（續(xù)）上一頁下一頁3.5 IS-95的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 功能實體空中（UM）接口（IS-95A） 上一頁下一頁3.5.1 功能實體圖3.29 IS-95的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖 上一頁下一頁3.5.1 功能實體-（續(xù)）移動臺（MS）用戶端接入

53、無線信道的設(shè)備，含車載臺與手機。基站（BS）設(shè)于某一地點、服務(wù)于一個或幾個蜂窩小區(qū)全部無線設(shè)備的總稱。含BTS和BSC。移動交換中心（MSC）對位于它所服務(wù)的區(qū)域中的移動臺進行控制、交換的功能實體，也是與其它MSC、公用交換網(wǎng)間傳送用戶話務(wù)的自動接續(xù)設(shè)備。 上一頁下一頁-功能實體-（續(xù)）歸屬位置寄存器（HLR）為記錄而指定用戶身份給它的一種位置登記器。登記內(nèi)容為用戶信息、服務(wù)項目信息、當(dāng)前位置批準(zhǔn)有效時間段等。HLR可以與MSC合設(shè)，也可以分設(shè)，合設(shè)時C接口變?yōu)閮?nèi)部接口。拜訪位置寄存器（VLR）它是MSC作為檢索信息用的位置登記器，比如處理發(fā)、收一個拜訪用戶的呼叫信息。VLR可以與MSC合設(shè)也

54、可以分設(shè)，合設(shè)時B接口變?yōu)閮?nèi)部接口。 上一頁下一頁-功能實體-（續(xù)）設(shè)備識別寄存器（EIR）用于記錄用戶設(shè)備身份的寄存器，EIR可與MSC合設(shè)也可分設(shè)，合設(shè)時F接口為內(nèi)部接口，建網(wǎng)初期可暫不設(shè)置EIR。鑒權(quán)中心（AC）是一個管理與移協(xié)臺相關(guān)的監(jiān)權(quán)信息的功能實體，它可以與HLR合設(shè)，也可以分設(shè)，合設(shè)時H接口為內(nèi)部接口。消息中心（MC）存貯和轉(zhuǎn)送短消息的實體。上一頁下一頁-功能實體-（續(xù)）短消息實體（SME）合成和分解短消息的實體，它可以位于MSC、HLR或MS內(nèi)。 A接口：BS與MSC之間接口，簡記為BS/MSCEIA/TIA IS-634（MOTOROLA）ULTRA （AT&T）QA （Qu

55、alCOMM）B接口：MSC/VLR一般為內(nèi)部接口。C/D接口：MSC/HLR、HLR/VLR、EIA/TIA IS-41C 上一頁下一頁-功能實體-（續(xù)）Ai接口：MSC/PSTN，優(yōu)先選用NO.7信令Di接口：MSC/ISDN，有待進一步研究E/G接口：MSC/MSC、VLR/VLR、EIA/TIA IS-41CF接口：MSC/EIR，待定 H接口：HLR/AC，待定P接口：MSC/MCM接口：MC/MC、MC/SEN、SEM/SEM、EIA/TIA IS-41CN接口：HLR/MC、EIA/TIA IS-41CEIA/TIA IS-41C 上一頁下一頁3.5.2 空中（Um）接口（IS-

56、95A）CDMA空中接口層結(jié)構(gòu)如圖3.30。圖3.30 協(xié)議分層圖 上一頁下一頁3.5.2 空中（Um）接口（IS-95A） （續(xù)）第一層：數(shù)字無線信道的物理層完成傳輸?shù)南嚓P(guān)功能?；鶐д{(diào)制、解調(diào)；信源、信道編碼、譯碼；組幀、拆幀；射頻調(diào)制、解調(diào)； 復(fù)用子層介于第一、二層之間允許用戶數(shù)據(jù)與信令共享數(shù)字無線信道 上一頁下一頁空中（Um）接口（IS-95A）-（續(xù)）第二層：本層協(xié)議目標(biāo)是在基站與移動臺間可靠傳輸?shù)谌龑有帕顓f(xié)議。消息重發(fā)；各種信道統(tǒng)計；復(fù)制檢測。第三層：本層協(xié)議是關(guān)于呼叫處理與控制。呼叫建立；切換；功率控制；移動臺鎖定 。上一頁下一頁第4章 第三代（3G）移動通信系統(tǒng)IMT-2000簡

57、介 蜂窩式移動通信的發(fā)展過程 第三代移動通信無線接口規(guī)范 2G向3G過渡 cdma 2000系統(tǒng)簡介 WCDMA系統(tǒng)簡介 3G物理層主要關(guān)鍵技術(shù)簡介第三代（3G）移動通信（IMT-2000）的網(wǎng)絡(luò) 上一頁下一頁4.1 蜂窩式移動通信的發(fā)展過程IMT-2000的由來IMT-2000目標(biāo)與基本要求 跨區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP與3GPP2第三代（3G）使用的頻段十種IMT-2000無線傳輸（地面）技術(shù)方案業(yè)務(wù)目標(biāo) 上一頁下一頁圖4.1 蜂窩式移動通信的發(fā)展過程上一頁下一頁-IMT-2000的由來- 1985年提出FPLMTS即Future Public Land Mobile Telecommunica

58、tions System，1996年正式更名為IMT-2000。IMT-2000即International Mobile Telecommunications工作在2000MHz頻段；在2000年左右商用； 1992年世界無線電大會在2GHz頻段上分配了230MHz頻段給當(dāng)時FPLMTS和衛(wèi)星業(yè)務(wù)即 1885 2025MHz和2110 2200MHz；其中：1980 2010MHz和2170 2200MHz僅供衛(wèi)星使用。上一頁下一頁-IMT-2000目標(biāo)與基本要求- 全球同一頻段、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、無縫隙覆蓋、全球漫游提供多媒體業(yè)務(wù)；車速環(huán)境：144Kb/s；步行環(huán)境：384Kb/s；室內(nèi)環(huán)境：2M

59、b/s；高服務(wù)質(zhì)量；高頻譜利用效率；易于從第二代過渡、演變；袖珍手機，價格低；高保密性能。 上一頁下一頁-跨區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化組織第三代伙伴計劃3GPP與3GPP2- 3GPP由歐洲ETSI，日本ARIB、TTC，韓國TTA和美國TI組成；宗旨是制定以GSM為核心網(wǎng)，UTRA（Universal Terrestrial Radio Access）為無線接口的標(biāo)準(zhǔn)，于1998年12月正式成立；3GPP2由美國ANSI（TIA），日本ARIB、TTC，韓國TTA等組成；宗旨是制定以ANSI/IS-41為核心網(wǎng)cdma2000、UMC-136為無線接口的標(biāo)，于1999年1月正式成立； 上一頁下一頁-第三代使用

60、的頻段-圖4.2 核心頻段上一頁下一頁-第三代使用的頻段（續(xù)）-圖4.3 WRC 2000頻譜圖上一頁下一頁-十種IMT-2000無線傳輸（地面）技術(shù)方案- 表4-1 十種IMT-2000無線傳輸（地面）技術(shù)方案 序號提交方案雙工方式應(yīng)用環(huán)境提交者1J：W-CDMAFDD.TDD所有環(huán)境日本：ABIB2ETSI-UTRA-UMTSFDD.TDD所有環(huán)境歐洲：ETSI3UMTSFDD所有環(huán)境美國：TIA4WIMS W-CDMAFDD所有環(huán)境美國：TIPI5WCDMA/NAFDD所有環(huán)境韓國：TTA6TD-SCDMAFDD所有環(huán)境中國：CATT7CDMA2000FDD.TDD所有環(huán)境美國：TIA8