CDMA原理及硬件結(jié)構(gòu)

會(huì)計(jì)學(xué)1CDMA原理及硬件結(jié)構(gòu)信道結(jié)構(gòu)ForwardCDMAChannel

Structure1、PilotChannel導(dǎo)頻不含信息，只是用來搜索PilotPNoffset.第2頁/共37頁第1頁/共37頁2、SyncChannel用來完成MS的時(shí)鐘同步和長碼同步。Walsh32同步信道1幀=26.67ms第3頁/共37頁第2頁/共37頁3、PagingChannel尋呼信道1幀=20ms尋呼模式：非時(shí)隙尋呼模式：移動(dòng)臺(tái)在所有的時(shí)間內(nèi)監(jiān)視尋呼信道時(shí)隙尋呼模式：移動(dòng)臺(tái)僅在配置的尋呼信道時(shí)隙中監(jiān)視尋呼信道。由于移動(dòng)臺(tái)沒有必須在所有的時(shí)間內(nèi)監(jiān)視尋呼信道，所以在時(shí)隙模式內(nèi)操作的移動(dòng)臺(tái)能夠保留電池能量。

第4頁/共37頁第3頁/共37頁P(yáng)agingChannel中有關(guān)長碼掩碼(LCM)的消息412928--2423-21209801100011000110100000PCN000000000000pilotpnoffsetPCN:pagingchannelnumber(共三位walsh1-walsh7)

在長碼掩碼中包含有兩個(gè)未知項(xiàng)，PCN和pilotpnoffset。所以在手機(jī)接受的尋呼信道信息中知道了PCN和pilotpnoffset，手機(jī)即可產(chǎn)生相同的長碼掩碼。第5頁/共37頁第4頁/共37頁4、ForwardTrafficChannel語音編碼1幀=20ms。（話音功率普密度為20-40ms）功率控制比特（800bps）在前向業(yè)務(wù)信道通過打孔方式加入，即把一個(gè)話音比特用一個(gè)功率控制比特來代替。功率控制比特由BTS的MCC板產(chǎn)生。第6頁/共37頁第5頁/共37頁前向業(yè)務(wù)信道的長碼掩碼結(jié)構(gòu)4132|3101100011000|ESN與反向業(yè)務(wù)信道的長碼掩碼結(jié)構(gòu)相同在IS-95ARATESET1:9.6K4.8K2.4K1.2K數(shù)字基帶信號(hào)的速率與功率成正比

RateXEb=Power第7頁/共37頁第6頁/共37頁ReverseCDMAChannel

Structure1、ACCESSCHANNEL對(duì)應(yīng)每一個(gè)前向Paging信道，反向可以有32個(gè)AccessChannel,即每個(gè)小區(qū)最多可以由32*7個(gè)AccessChannel。接入信道1幀=20ms接入信道的傳輸速率固定在4800bps第8頁/共37頁第7頁/共37頁2、ReverseTrafficChannel所有反向信道所加的短碼片直為0，反向信道中加短碼的目的只是為了擴(kuò)頻第9頁/共37頁第8頁/共37頁

呼叫過程PowerupMobilestationinitilizationstateMobilestationidlestateMobilestationidlehandoffoperationwithNGHBR_CONFIGequalto‘011’orunabletoreceivepagingchannelmessageEndsuseofthetrafficchannelMobilestationhasfullyacquiredsystemtimingInitializationtask第10頁/共37頁第9頁/共37頁SystemAccessStateMobilestationControlontheTrafficchannelReceiveanacknowledgmenttoanaccesschanneltransmissionotherthananoriginationmessageorapageresponsemessageDirectedtoatrafficchannelReceivesapagingchannelmessagerequiringanacknowledgmentorresponseoriginatesacallorpartnersregistration第11頁/共37頁第10頁/共37頁

移動(dòng)臺(tái)初始化狀態(tài)PoweruporanyotherstateSystemdeterminationsubstatePilotchannelacquisitionsubstateSyncchannelAcquisitionsubstateThinkingchangesubstateMsidlestateCDMAsystemselectAcquirespilotchannelRecievessyncchannelmessage第12頁/共37頁第11頁/共37頁在移動(dòng)臺(tái)初始化狀態(tài)，移動(dòng)臺(tái)完成系統(tǒng)選擇、導(dǎo)頻信道捕獲、同步信道捕獲、計(jì)時(shí)變化等工作移動(dòng)臺(tái)從同步信道消息中提取并存儲(chǔ)系統(tǒng)的基本參數(shù)消息，包括系統(tǒng)標(biāo)識(shí)（SID）、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)(NID)、導(dǎo)頻PN序列偏置索引、尋呼信道速率等，以及定時(shí)信息，包括長碼狀態(tài)值、系統(tǒng)時(shí)間、出現(xiàn)閏秒的時(shí)間、夏令時(shí)指示燈在計(jì)時(shí)變化子狀態(tài)，移動(dòng)臺(tái)完成：

1、長碼同步

2、時(shí)鐘同步第13頁/共37頁第12頁/共37頁SyncChannelMessage第14頁/共37頁第13頁/共37頁

移動(dòng)臺(tái)空閑子狀態(tài)

IdleProceduresPagingChannelMonitoringAcknowledgementProceduresRegistration=>GOTOSystemAccessStateIdleHandoffAddressRecognitionforOtherthanPageMessagesAuthentication,Encryption,Privacy第15頁/共37頁第14頁/共37頁在尋呼信道上發(fā)給移動(dòng)臺(tái)的總共有6條開銷消息系統(tǒng)參數(shù)消息相鄰列表消息CDMA信道列表信息擴(kuò)展的系統(tǒng)參數(shù)信息全球服務(wù)該導(dǎo)信息接入?yún)?shù)信息以上前五個(gè)信息是配置信息，移動(dòng)臺(tái)連續(xù)地接受在尋呼信道上的這些不同的信息，并且將這些信息放到那些需要更新和加載進(jìn)入移動(dòng)臺(tái)的內(nèi)存中。第16頁/共37頁第15頁/共37頁系統(tǒng)參數(shù)消息在系統(tǒng)參數(shù)消息中主要包含：登記消息、尋呼模式消息、切換消息和功率控制消息等。有關(guān)登記消息區(qū)域登記：REG_ZONE;TOTAL_ZONE;ZONE_TIMER等開機(jī)登記：POWER_UP_REG關(guān)機(jī)登記：POWER_DOWN_REG參數(shù)變化登記：PARAMETER_REG周期性登記：REG_PRD距離登記：REG_DIST第17頁/共37頁第16頁/共37頁接入?yún)?shù)消息在此消息中包含有系統(tǒng)接入時(shí)所需的參數(shù)：INIT_PWR;NOM_PWR;PWR_STEP;NUM_STEP;ACC_CHAN；PROBE_BKOFF;BKOFF等第18頁/共37頁第17頁/共37頁系統(tǒng)接入子狀態(tài)TheMStransmitsontheAccessChannelusingarandomaccessprocedure.ManyparametersoftherandomaccessprocedurearesuppliedbytheBSintheAccessParametersMessage.Power(EDITSECTORMSRPC)IP=-73-MeanInputPower(dBm)+NOM_PWR+INIT_PWRNOM_PWR:Nominaltransmitpoweroffset(-8to+7dB)INIT_PWR:Initialpoweroffsetforaccess(-16to+15dB)PWR_STEP:Powerincrement(0to7dB)以上參數(shù)由數(shù)據(jù)庫定義，IP的大小影響手機(jī)的接入速度。Number(EDITSECTORMACC)NUM_STEP:Numberofaccessprobes(1to16).MAX_REQ_SEQ:MaximumnumberofaccessprobesequencesforanAccessChannelrequest(1to15).MAX_RSP_SEQ:MaximumnumberofaccessprobesequencesforanAccessChannelresponse(1to15).第19頁/共37頁第18頁/共37頁第20頁/共37頁第19頁/共37頁P(yáng)AM_SZ:AccessChannelPreamblelength,less1,inframes.MAX_CAP_SZ:MaximumAccessChannelmessagecapsulesize,less3,inframes.第21頁/共37頁第20頁/共37頁移動(dòng)臺(tái)控制業(yè)務(wù)信道子狀態(tài)TrafficChannelinitilizationSubstateWaitingforOrderSubstateWaitingforMobileStationAnswerSubstateMobilestationterminatedcallandmobilestationreceiveaBaseStationAcknowledgmentOrderontheForwardTrafficChannelEnterfromsystemaccessstateReceiveamaintenanceorderoranalertwithinformationmessageMSuseranswerscallMSoriginatedcallandmsreceiveaBaseStationAcknowledgmentOrderontheForwardTrafficChannelReceiveReleaseOrderReceiveReleaseOrder第22頁/共37頁第21頁/共37頁ReleasesubstateConversationsubstateReceivemaintenanceorderMS

userinitiatesdisconnectormsreceiveReleaseOrderReceiveAlertwithinformationMessage第23頁/共37頁第22頁/共37頁功率控制及功率參數(shù)定義MCC:Eb/No<(Eb/No)setPCB=0增功率Eb/No>(Eb/No)setPCB=1降功率XC:Fer<(Fer)target，(Eb/No)set減小Fer<(Fer)target，(Eb/No)set增加第24頁/共37頁第23頁/共37頁MOTOROLABSS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)BSSSystemSystemInterconnectionSignalFlow

第25頁/共37頁第24頁/共37頁BSSSystemMMMSCBTSBTSBTSOMCRUNOXCCBSC第26頁/共37頁第25頁/共37頁MMMSCInterworkingH/OArbitrationCentralBSSFMChannelAllocationPageDistributionBSSInit.&Download第27頁/共37頁第26頁/共37頁第28頁/共37頁第27頁/共37頁MM為雙接點(diǎn)PUMA平臺(tái)，兩個(gè)主機(jī)接點(diǎn)級(jí)備份，即運(yùn)行兩套獨(dú)立的軟件系統(tǒng)。1、路由部分ROC2、處理器部分CPU、SSC3、適配器部分TOKENRINGCARD、EthNETCARD、

SS7CARD等SSC:通過SCSI、ServerNET來直接控制I/O設(shè)備；

SSC中含有SP,具有SP的功能。SP功能：1、當(dāng)MM初始化時(shí)，SP引導(dǎo)主機(jī)BOOT;2、系統(tǒng)正常工作時(shí)，可telnet到SP平臺(tái)上作操作維護(hù)和故障診斷。第29頁/共37頁第28頁/共37頁XC第30頁/共37頁第29頁/共37頁XCFunctionsTheTranscoder(XC)provides:?Speechtranscoding(PCM<->CELP)?SpanlineinterfacessupportingEI,TIandJT1?SpanlinegroomingwithsubratemultiplexingonBTSconnections?BTSlinktermination?Switchingofsignalinglinks-MMandMSC-BTSandMM-XCandMM?Optionalechocancellation第31頁/共37頁第30頁/共37頁協(xié)議轉(zhuǎn)換功能BSAPBSAPPhysicalinterface(TokingRingFiberandE1Spanline)TCP/IPLAPDBSAPBSAPLAPDTCP/IPMMFEPBTSFEP:完成聯(lián)路層協(xié)議轉(zhuǎn)換TCP/IPLAPDLAPD:LinkAccessProtocol‘D’(LAPD)isthetransportsoftwareusedtoinsureapplicationdatasentandreceivedreliably.第32頁/共37頁第31頁/共37頁第33頁/共37頁第32頁/共37頁OMCR&UNOOMC-RTheOMC-Rprovidesmaintenanceandcontrolfor1to8BSSs.?Operationsandmaintenancefunctions:-Databasemanagement?BSSconfigurationdatabasecontrolfortheTranscoderandBTSdevices-Faultmanagement?Mo