《移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化》課件-網(wǎng)優(yōu)工程師資質(zhì)獲取

網(wǎng)優(yōu)工程師資質(zhì)獲取課程目的學(xué)習(xí)完本課程，你將能夠：了解3G移動通信的發(fā)展過程掌握CDMA／EVDO的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)掌握CDMA語音處理流程掌握CDMA2000數(shù)據(jù)處理流程目錄3G移動通信的發(fā)展過程3G無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)CDMA2000語音處理流程CDMA2000數(shù)據(jù)處理流程第一代：上個(gè)世紀(jì)80年代出現(xiàn)，為模擬話音通信系統(tǒng)，如AMPS、TACS、NMT、NTT等系統(tǒng)。第二代：上個(gè)世紀(jì)90年代出現(xiàn)，傳遞話音和低速數(shù)據(jù)，為窄帶數(shù)字通信系統(tǒng)，如GSM、PDC、D-AMPS、CDMA（IS95）等。第二代半：1996年出現(xiàn)，用于解決中速數(shù)據(jù)傳遞的數(shù)字通信系統(tǒng)，如GPRS、IS95B等。第三代：用于傳遞高速數(shù)據(jù)，以支持多媒體應(yīng)用，如WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA等。一、移動通信發(fā)展史介紹3G移動通信的發(fā)展過程一、移動通信發(fā)展史介紹3G移動通信的發(fā)展過程二、3G標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)性能比較3G移動通信的發(fā)展過程三、3G無線頻譜劃分介紹3G移動通信的發(fā)展過程四、移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)3G移動通信的發(fā)展過程4.1GSM/GPRS向WCDMA/TD-SCDMA的技術(shù)演進(jìn)路線圖四、移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)3G移動通信的發(fā)展過程4.2CDMA2000無線側(cè)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)過程如圖所示目錄3G移動通信的發(fā)展過程3G無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)CDMA2000語音處理流程CDMA2000數(shù)據(jù)處理流程一、CDMA2000的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成3G無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.1移動臺（MS）3G無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

MS：MobileStation，移動臺，手機(jī)、固定臺或數(shù)據(jù)卡。

移動臺是為用戶提供服務(wù)的設(shè)備，它與網(wǎng)絡(luò)之間的通信鏈路為無線鏈路，通過空中無線接口為用戶提供接入移動網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)具體服務(wù)，也稱移動終端（包括車載臺和手機(jī)），由射頻模塊、核心芯片、上層應(yīng)用軟件和UIM卡構(gòu)成。

CDMA移動臺分為機(jī)卡合一和機(jī)卡分離兩種，現(xiàn)在中國電信支持機(jī)卡分離終端。1.2無線接入網(wǎng)（AN）3G無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1X基站（1XBTS）1X基站控制器（1XBSC）EVDO基站（EVDOBTS）EVDO基站控制器（EVDOBSC）接入網(wǎng)鑒權(quán)、授權(quán)、計(jì)費(fèi)服務(wù)器（AN-AAA）分組控制功能（PCF）1.3核心網(wǎng)（CN）-電路域3G無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)軟交換電路域移動交換中心（MSC）拜訪位置寄存器（VLR）歸屬位置寄存器（HLR）鑒權(quán)中心（AC）1.4核心網(wǎng)（CN）-分組域3G無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)核心網(wǎng)分組域分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)（PDSN）認(rèn)證授權(quán)和計(jì)費(fèi)服務(wù)器（AAA）拜訪代理（FA）歸屬代理（HA）接入網(wǎng)鑒權(quán)、授權(quán)與計(jì)帳服務(wù)器（AN-AAA）二、CDMA2000無線網(wǎng)絡(luò)接口3G無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)目錄3G移動通信的發(fā)展過程3G無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)CDMA2000語音處理流程CDMA2000數(shù)據(jù)處理流程一、信號處理過程CDMA2000語音處理流程1.1信號處理過程-信源編碼CDMA2000語音處理流程信源編碼將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，然后在信道中傳輸。CDMA系統(tǒng)的語音編碼分為：

激勵(lì)線性預(yù)測編碼QCELP增強(qiáng)型可變速率編碼EVRC

現(xiàn)在CDMA系統(tǒng)中采用了三種話音編碼標(biāo)準(zhǔn)，它們分別是第一代標(biāo)準(zhǔn)QCELP-8K、第二代標(biāo)準(zhǔn)QCELP-13K和第三代標(biāo)準(zhǔn)EVRC-8K。1.2信號處理過程-信道編碼交織CDMA2000語音處理流程1）信道編碼技術(shù)是移動通信中提高系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)可靠性的有效方法。2）CDMA的信道編碼方案包括以下幾個(gè)方面:糾錯(cuò)編碼/譯碼（包括速率適配）交織/解交織傳輸信道映射至/分離出物理信道。3）CDMA建議了四種前向信道糾錯(cuò)碼：卷積碼RS碼與卷積碼的串行級聯(lián)、Turbo碼業(yè)務(wù)專用碼

1.3信號處理過程-加擾擴(kuò)頻

CDMA2000語音處理流程1）擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)1.3信號處理過程-加擾擴(kuò)頻

CDMA2000語音處理流程1）擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)1.3信號處理過程-加擾擴(kuò)頻

CDMA2000語音處理流程2）多址方式-碼分多址1.3信號處理過程-加擾擴(kuò)頻

CDMA2000語音處理流程擴(kuò)頻碼速率：1.2288Mcps；擴(kuò)頻碼：Walsh碼、PN短碼、PN長碼。擴(kuò)頻碼的使用是擴(kuò)頻通信的關(guān)鍵點(diǎn)2）多址方式-碼分多址1.3信號處理過程-加擾擴(kuò)頻

CDMA2000語音處理流程

Walsh函數(shù)是一種非正弦波的完備正交函數(shù)系統(tǒng)，可用哈達(dá)瑪矩陣H通過遞推關(guān)系構(gòu)成。由于它僅有可能的取值是＋1和－1（或0和1），比較適合于用來表達(dá)和處理數(shù)字信號。

Walsh函數(shù)具有理想的互相關(guān)特性。在Walsh函數(shù)中，兩兩之間的互相關(guān)函數(shù)為“0”，亦即它們之間是正交的。3）Walsh碼1.3信號處理過程-加擾擴(kuò)頻

CDMA2000語音處理流程CDMA中:用64階Walsh函數(shù)進(jìn)行前向擴(kuò)頻，區(qū)分扇區(qū)內(nèi)前向碼分信道,反向做正交調(diào)制。SyncPilotFWTraffic(foruser#1)PagingFWTraffic(foruser#2)FWTraffic(foruser#3)BTSMS3）Walsh碼1.3信號處理過程-加擾擴(kuò)頻CDMA2000語音處理流程偽隨機(jī)序列(PN碼)：具有類似噪聲序列的性質(zhì)，是一種貌似隨機(jī)但實(shí)際上有規(guī)律的周期性二進(jìn)制序列。m序列是一種重要的二進(jìn)制的偽隨機(jī)序列。m序列是“最長線性反饋移位寄存器序列”的簡稱。具體定義如下：如果n級線性移位寄存器輸出序列的周期是P=2n–1，則該序列稱為m序列。m序列發(fā)生器由：移位寄存器、反饋抽頭、模2加法器組成。4）PN短碼1.3信號處理過程-加擾擴(kuò)頻CDMA2000語音處理流程PN短碼序列由提供32767chips的15比特寄存器產(chǎn)生（2的15次方-1），比特0加在序列的最后一位使其成為32768chips。PN短碼序列與Walsh碼的速率相同，每26.67毫秒重復(fù)一次，這32768chips的序列被劃分為512種不同的偏移（稱為偏移序號），每個(gè)偏移為64chips。每個(gè)PN短碼序列的偏移均與同序列其它偏移正交。PN短碼序列具有以下特性PN短碼序列可以看作具有I和Q兩種不同成分序列的二維二進(jìn)制矢量，每一個(gè)的長度為32768chips。每一個(gè)PN短碼序列均與它自身相關(guān)，即與時(shí)間偏置為零的短碼序列相關(guān)。一個(gè)零偏置短碼序列與它自身的任何非零偏置的短碼序列正交。實(shí)際中以64chips偏移做為一個(gè)偏移序號(PN_OFFSET_INDEX)，即可用的PN碼是0--511。IQ32,768chipslong262/3

ms.(75repetitionsin2sec.)4）PN短碼1.3信號處理過程-加擾擴(kuò)頻

CDMA2000語音處理流程長碼寄存器

(@1.2288Mcps)公共長碼掩碼

(靜態(tài))用戶長碼序列(@1.2288Mcps)

1100011000PERMUTEDESNAND=SUM每個(gè)移動臺使用一個(gè)唯一的用戶長碼序列，該序列是根據(jù)42位長碼寄存器的內(nèi)容以及基于用戶32位ESN的掩碼生成的，長碼寄存器在移動臺初始化期間與CDMA系統(tǒng)建立同步。5）PN長碼1.3信號處理過程-加擾擴(kuò)頻

CDMA2000語音處理流程來自移動臺#1837732008的反向業(yè)務(wù)來自移動臺#1997061104的反向業(yè)務(wù)來自移動臺.#1994011508的反向業(yè)務(wù)來自移動臺.#2000071301的系統(tǒng)接入請求(在接入信道

#1上發(fā)送)CDMA系統(tǒng)必須能夠識別出每個(gè)試圖與基站建立通信的移動臺。在商用環(huán)境下，移動臺的數(shù)目十分龐大。5）PN長碼1.3信號處理過程-加擾擴(kuò)頻

CDMA2000語音處理流程CDMA系統(tǒng)中有兩個(gè)序列的PN碼：PN長碼：242－1PN短碼215不同的用途前向信道長碼擾碼，短碼正交擴(kuò)頻（標(biāo)識基站）反向信道長碼擴(kuò)頻（標(biāo)識用戶），短碼正交調(diào)制5）PN長碼1.3信號處理過程-加擾擴(kuò)頻CDMA2000語音處理流程序列類型數(shù)量長度特性前向鏈路功率反向鏈路功率沃什碼6464chips1/19,200sec.互相正交前向信道識別正交調(diào)制短碼序列232,768chips26-2/3ms75xin2sec.除0偏置外正交區(qū)分扇區(qū)四相調(diào)制（0偏置）長碼序列1242chips～41days近似正交數(shù)據(jù)擾碼區(qū)分用戶6)三種擴(kuò)頻碼的比較1.4信號處理過程-射頻調(diào)制CDMA2000語音處理流程為了保證通信效果，克服遠(yuǎn)距離信號傳輸中的問題，必須要通過調(diào)制將信號頻譜搬移到高頻信道中進(jìn)行傳輸。這種將要發(fā)送的信號加載到高頻信號的過程就叫調(diào)制。有三種最基本的調(diào)制方法：調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相。其他各種調(diào)制方法都是以上方法的改進(jìn)或組合。在CDMA系統(tǒng)中，下行調(diào)制采用采用QPSK調(diào)制方式；上行采用BPSK調(diào)制方式。1.4信號處理過程-射頻調(diào)制

CDMA2000語音處理流程正交相移鍵控（QuadraturePhaseShiftKeyin，QPSK）是一種數(shù)字調(diào)制方式。它分為絕對相移和相對相移兩種。由于絕對相移方式存在相位模糊問題，所以在實(shí)際中主要采用相對移相方式DQPSK。CDMA系統(tǒng)中，下行調(diào)制采用采用QPSK調(diào)制方式，傳輸數(shù)據(jù)率提高，信噪比要求高，主要是因?yàn)橄滦行盘柕墓β瘦^高，接收條件好。1）QPSK1.4信號處理過程-射頻調(diào)制

CDMA2000語音處理流程二相相移鍵控（BPSK）是用二進(jìn)制基帶信號（0、1）對載波進(jìn)行二相調(diào)制。BPSK是最簡單的PSK形式，相移大小為180°，又可稱為2-PSK。在群點(diǎn)聚集的地方，其實(shí)都不是非常有關(guān)系，在該圖像中，群點(diǎn)分布在水平軸上的0°和180°上。由于BPSK只有使用嚴(yán)重失真才能致使解調(diào)器作出錯(cuò)誤的判斷，所以該調(diào)制方式是所有PSK中最強(qiáng)的。但它只能以1bit/symbol調(diào)制而不適合高數(shù)據(jù)率應(yīng)用情況。在CDMA系統(tǒng)中，上行采用BPSK調(diào)制方式來增加處理增益，上行信號接收條件差。2）BPSK1.5信號處理過程-射頻發(fā)射和接收CDMA2000語音處理流程無線通信系統(tǒng)在發(fā)射端把電信號轉(zhuǎn)變?yōu)闊o線電信號后通過天線發(fā)射出去，在接收端接收到無線電信號后轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。注：無線通信系統(tǒng)無線電信號的發(fā)射與接收性能取決于天饋系統(tǒng)。二、分集技術(shù)CDMA2000語音處理流程分集技術(shù)是研究如何充分利用傳輸中的多徑信號能量，以改善傳輸可靠性的技術(shù)。為了在接收端得到幾乎相互獨(dú)立的不同路徑，可以通過空域、時(shí)域、頻域的不同角度、不同的方法與措施來加以實(shí)現(xiàn)。其中最基本的有如下幾種：空間分集頻率分集時(shí)間分集極化分集2.1空間分集CDMA2000語音處理流程利用不同接收地點(diǎn)（空間）收到的信號衰落的獨(dú)立性，實(shí)現(xiàn)抗衰落的功能?？臻g分集的基本結(jié)構(gòu)為：發(fā)端一副天線發(fā)送，收端N部天線接收。接收天線之間的距離d足夠大，大于相干距離ΔR。分集天線數(shù)N越大，分集效果越好，但是不分集與分集差異很大，屬于質(zhì)變。分集增益正比于分集的數(shù)量N，其改善是有限的，屬于量變，且改善程度隨分集數(shù)量的增加而減少。工程上折衷，一般取N=2～4?？臻g分集還有兩類變化形式：極化分集；角度分集。

2.2頻率分集CDMA2000語音處理流程將待發(fā)送的信息分別調(diào)制到不同的載波上發(fā)送至信道。不同的載波之間的間隔足夠大，大于頻率相干帶寬ΔF。頻率分集與空間分集相比，其優(yōu)點(diǎn)是減少了接收天線與相應(yīng)設(shè)備的數(shù)目；缺點(diǎn)是占用更多的頻譜資源，有可能在發(fā)端要采用多部發(fā)射機(jī)。2.3時(shí)間分集CDMA2000語音處理流程對于一個(gè)隨機(jī)衰落信號，如果取樣時(shí)間間隔足夠大時(shí)，兩個(gè)樣點(diǎn)間的衰落互不相關(guān)的，利用這一特性可以構(gòu)成時(shí)間分集。將待發(fā)送的信號每隔一定時(shí)間間隔重復(fù)發(fā)送，在接收端就可以得到N條獨(dú)立的分集支路。在時(shí)域上時(shí)間間隔Δt應(yīng)大于相干時(shí)間ΔT。時(shí)間分集對于處于靜止?fàn)顟B(tài)的移動臺是無用的。時(shí)間分集與空間分集相比，其優(yōu)點(diǎn)是減少了接收天線的數(shù)目，缺點(diǎn)是要占用更多的時(shí)隙資源，從而降低了傳輸效率。

2.4CDMA分集接收技術(shù)CDMA2000語音處理流程分集接收中，在接收端從N個(gè)不同的獨(dú)立信號支路所獲得的信號，可以通過不同形式的合并技術(shù)來獲得分集增益。合并時(shí)采用的準(zhǔn)則和方式主要可以分為三種：最大比值合并、等增益合并、選擇式合并。RAKE接收機(jī)的基本原理就是將那些幅度明顯大于噪聲背景的多徑分量取出，對它進(jìn)行延時(shí)和相位校正，使之在某一時(shí)刻對齊，并按一定的規(guī)則進(jìn)行合并，變矢量合并為代數(shù)求和，有效地利用多徑分量，提高多徑分集的效果。分集接收技術(shù)和RAKE接收機(jī)都是移動通信系統(tǒng)中的重要技術(shù)，在CDMA移動通信系統(tǒng)中，這兩種技術(shù)得到了更加廣泛的應(yīng)用。三、功率控制技術(shù)CDMA2000語音處理流程CDMA是一個(gè)自干擾系統(tǒng)，所有用戶共同使用同一頻率，所以“遠(yuǎn)近效應(yīng)”問題更加突出。CDMA系統(tǒng)中某個(gè)用戶信號的功率（包括前反向）較強(qiáng)，對該用戶被正確接收是有利的，但卻會增加對共享的頻帶內(nèi)其它的用戶的干擾，甚至淹沒其它用戶的信號，結(jié)果使其它用戶通信質(zhì)量劣化，導(dǎo)致系統(tǒng)容量下降。為了克服遠(yuǎn)近效應(yīng)，必須根據(jù)通信距離的不同，實(shí)時(shí)地調(diào)整發(fā)射機(jī)所需的功率，這就是“功率控制”。功率控制Page43功率控制的必要性:解決遠(yuǎn)近效應(yīng)問題.補(bǔ)償衰落,提高通信質(zhì)量.增加系統(tǒng)的容量.功率控制Page44無線通信系統(tǒng)中的遠(yuǎn)近效應(yīng)無功率控制AB

P(

)

P(

)

P(

)從A接收到功率

從B接收到功率A的發(fā)射功率B的發(fā)射功率Totalreceive

P(

)

P(

)成功恢復(fù)用戶A的信號用戶B的信號被淹沒解擴(kuò)功率控制Page45有功率控制AB

P(

)

P(

)

P(

)從A接收到功率

從B接收到功率A的發(fā)射功率B的發(fā)射功率Totalreceive

P(

)

P(

)成功恢復(fù)用戶A的信號用戶A的信號被淹沒解擴(kuò)無線通信系統(tǒng)中的遠(yuǎn)近效應(yīng)Page46功率控制（1）（2）（3）（4）解擴(kuò)

P(

)

P(

)

P(

)

P(

)（1）（2）（3）

P(

)（4）TotalreceiveCDMA2000是自干擾系統(tǒng)P(

)P(

)P(

)P(

)

（1）（2）（3）（4）Totalreceive解擴(kuò)無功率控制

P(

)

P(

)（1）

P(

)（2）

P(

)（3）

P(

)（4）Totalreceive解擴(kuò)有功率控制P(

)

（5）

P(

)（5）（5）3.1功率控制技術(shù)的原則CDMA2000語音處理流程控制基站、移動臺的發(fā)射功率：首先保證信號經(jīng)過復(fù)雜多變的無線空間傳輸后到達(dá)對方接收機(jī)時(shí)，能滿足正確解調(diào)所需的解調(diào)門限。在滿足上一條的原則下，盡可能降低基站、移動臺的發(fā)射功率，以降低用戶之間的干擾，使網(wǎng)絡(luò)性能達(dá)到最優(yōu)。距離基站越近的移動臺比距離基站越遠(yuǎn)的或者處于衰落區(qū)的移動臺發(fā)射功率要小。3.2功率控制技術(shù)的分類CDMA2000語音處理流程根據(jù)功控方向分類

反向功率控制

前向功率控制根據(jù)功控類型分類反向功率控制：

反向開環(huán)功率控制

反向閉環(huán)功率控制。前向功率控制：

基于測量報(bào)告的功率控制EIB功率控制

前向快速功率控制3.3功率控制技術(shù)CDMA2000語音處理流程前向功率控制的原理為：基站緩慢地降低到每個(gè)移動臺的功率；隨著FER(在移動臺測定)的增加，移動臺要求增加前向業(yè)務(wù)信道的功率,發(fā)送功率測量報(bào)告消息PMRM。BSC通過PMRM消息內(nèi)回報(bào)的當(dāng)前前向誤幀率FER來調(diào)整該扇區(qū)對該移動臺分配的前向業(yè)務(wù)信道的功率。前向功率控制Page50前向功率控制基于測量報(bào)告:BTS根據(jù)MS以周期/門限方式上報(bào)幀質(zhì)量來確定是否進(jìn)行前向功率調(diào)節(jié).是一種慢速功率調(diào)節(jié).EIB功率控制:BTS根據(jù)MS以50bit/s發(fā)送的功控比特值來確定是否進(jìn)行功率調(diào)節(jié).是一種慢速功率調(diào)節(jié).前向閉環(huán)功控:手機(jī)將測量接收到的前向業(yè)務(wù)信道Eb/Nt值,并將此值與門限相比較來要求基站增加或減少傳輸功率以保持業(yè)務(wù)信道的Eb/Nt值在合適的范圍內(nèi).123PowerControlBitFER統(tǒng)計(jì)MSPowerControlBitEb/Nt

比較器BTSEb/Nt目標(biāo)值Eb/Nt前向閉環(huán)功控反向功率控制Page51開環(huán)功控:MS根據(jù)在1.23MHZ上接收的總功率來調(diào)整自身的發(fā)射功率.內(nèi)環(huán)功控:BTS根據(jù)測量反向信道Eb/Nt值,與基站設(shè)定的Eb/Nt門限值相比較,來告訴MS如何調(diào)整發(fā)射功率.外環(huán)功控:BSC根據(jù)BTS上報(bào)的FER測量值,來告訴BTS如何調(diào)整Eb/Nt門限值.123閉環(huán)功控測量反向信道Eb/Nt插入功率控制比特設(shè)定Eb/Nt目標(biāo)值測量FER反向閉環(huán)功控四、移動臺(MS)加電啟動過程CDMA2000語音處理流程4.1初始化狀態(tài)CDMA2000語音處理流程4.2空閑狀態(tài)CDMA2000語音處理流程移動臺在完成同步和定時(shí)后，即由初始狀態(tài)進(jìn)入“空閑狀態(tài)”。在此狀態(tài)中，移動臺可接收外來的呼叫，可進(jìn)行向外的呼叫和登記注冊的處理，還能置定所需的碼信道和數(shù)據(jù)率。移動臺的工作模式有兩種：一種是時(shí)隙工作模式，移動臺只需要在其指配的時(shí)隙中監(jiān)聽尋呼信道，其他時(shí)間關(guān)掉接收機(jī)（有利于節(jié)電）。一種是非時(shí)隙工作模式，移動臺要一直監(jiān)視尋呼信道。4.3系統(tǒng)接入狀態(tài)CDMA2000語音處理流程如果移動臺要發(fā)起呼叫，或者要進(jìn)行注冊登記，或者收到一種需要認(rèn)可或應(yīng)答的尋呼信息時(shí)，移動臺即進(jìn)入“系統(tǒng)接入狀態(tài)”，并在接入信道上向基站發(fā)送有關(guān)的信息。當(dāng)移動臺在尋呼信道中得到上面的接入?yún)?shù)消息后，對自身狀態(tài)進(jìn)行配置，于是就可以進(jìn)行一次接入了。接入過程是由多次接入嘗試組成的，進(jìn)行一次消息的發(fā)送和對該消息的應(yīng)答的接收（或者接收失?。┑恼麄€(gè)過程，稱為一次接入嘗試。4.3系統(tǒng)接入狀態(tài)CDMA2000語音處理流程一個(gè)接入試探序列中包含多次接入試探（accessprobe）。下圖就說明了一個(gè)接入試控序列的構(gòu)成完成接入后，移動臺與基站之間建立雙向聯(lián)系，可以利用反向業(yè)務(wù)信道和前向業(yè)務(wù)信道進(jìn)行信息交換。移動臺轉(zhuǎn)變?yōu)闃I(yè)務(wù)信道狀態(tài)。五、CDMA系統(tǒng)信道結(jié)構(gòu)CDMA2000語音處理流程5.1IS-95前反向物理信道CDMA2000語音處理流程5.1IS-95前反向物理信道CDMA2000語音處理流程前向物理信道導(dǎo)頻（PILOT）信道同步（SYNC）信道尋呼（PAGING）信道業(yè)務(wù)（TRAFFIC）信道反向物理信道反向接入信道反向業(yè)務(wù)信道5.21X前向物理信道CDMA2000語音處理流程前向?qū)ьl信道（F-PICH）前向同步信道（F-SYNCH）前向?qū)ず粜诺溃‵-PCH）前向廣播控制信道（F-BCH）前向快速尋呼信道（F-QPCH）前向公共功率控制信道（F-CPCCH）前向公共指配信道（F-CACH）前向公共控制信道（F-CCCH）前向基本業(yè)務(wù)信道（F-FCH）前向?qū)Ｓ每刂菩诺溃‵-DCCH）前向補(bǔ)充信道（F-SCH）5.31X反向物理信道CDMA2000語音處理流程反向?qū)ьl信道（R-PICH）反向接入信道（R-ACH）反向公共控制信道（R-CCCH）反向增強(qiáng)接入信道（R-EACH）反向基本信道（R-FCH）反向?qū)Ｓ每刂菩诺溃≧-DCCH）反向補(bǔ)充信道（R-SCH）CDMA移動臺狀態(tài)CDMA移動臺狀態(tài)初始化接入業(yè)務(wù)空閑移動臺狀態(tài)分為四種:初始化、空閑、接入、業(yè)務(wù)狀態(tài).這四種狀態(tài)涵蓋了移動臺各項(xiàng)功能和操作.初始化狀態(tài):主要完成移動臺對系統(tǒng)的選擇;空閑狀態(tài):移動臺檢測尋呼信道的消息;接入狀態(tài):完成移動臺與系統(tǒng)間建立連接的過程;業(yè)務(wù)信道狀態(tài):完成移動臺與系統(tǒng)間的業(yè)務(wù)交互.Page63CDMA移動臺初始化狀態(tài)初始化移動臺開機(jī)或重啟后會先進(jìn)入初始化狀態(tài).初始化狀態(tài)包含如下幾個(gè)子狀態(tài):

定時(shí)改變

同步信道獲取

導(dǎo)頻獲取

系統(tǒng)選擇系統(tǒng)選擇子狀態(tài)中,移動臺選擇使用哪個(gè)系統(tǒng).移動臺會在所有前向鏈路上進(jìn)行搜索,直到搜索到一個(gè)可用的CDMA信號.搜索依據(jù):HistoryList和PreferredRoamingList.如果搜索不到可用系統(tǒng),移動臺會進(jìn)入省電模式.Mobilescansforwardlinkfrequencies:(CellularorPCS,dependingonmodel)HistoryListPreferredRoamingListuntilaCDMAsignalisfound.NOCDMA?!GotoAMPS,ortoapower-savingstandbymodeHISTORYLISTLast-used:FreqFreqFreqFreqFreqetc.FREQUENCYLISTS:PREFERREDROAMINGLISTFreq/SID1Freq/SID2Freq/SID3Freq/SID4Freq/SID5etc.Page64CDMA移動臺初始化狀態(tài)初始化

定時(shí)改變

同步信道獲取

導(dǎo)頻獲取

系統(tǒng)選擇導(dǎo)頻獲取子狀態(tài)中,移動臺將其Walsh指針指到Walsh0去搜索可用導(dǎo)頻信道.移動臺會遍歷所有PN,直到搜索到一個(gè)強(qiáng)導(dǎo)頻信號.如果移動臺在指定時(shí)間內(nèi)無法搜索到強(qiáng)導(dǎo)頻,則移動臺會重新回到系統(tǒng)選擇子狀態(tài).當(dāng)移動臺搜索到一個(gè)強(qiáng)導(dǎo)頻后,則進(jìn)入同步信道獲取子狀態(tài).Ec/Io0032K512ChipsPN1.導(dǎo)頻搜索器在所有PN范圍內(nèi)進(jìn)行搜索.AllPNOffsets0-20強(qiáng)導(dǎo)頻Page65CDMA移動臺初始化狀態(tài)初始化

定時(shí)改變

同步信道獲取

導(dǎo)頻獲取

系統(tǒng)選擇同步信道獲取子狀態(tài)中,移動臺將其Walsh指針指到Walsh32,去獲取該強(qiáng)導(dǎo)頻所對應(yīng)的同步信道,接收同步信道消息,獲得系統(tǒng)配置信息和定時(shí)信息.98/05/2423:14:09.817[SCH]SyncChannelMessageMSG_LENGTH=208bitsMSG_TYPE=SyncChannelMessageP_REV=3MIN_P_REV=2SID=179NID=0PILOT_PN=168OffsetIndexLC_STATE=0x0348D60E013SYS_TIME=98/05/2423:14:10.160LP_SEC=12LTM_OFF=-300minutesDAYLT=0PRAT=9600bpsRESERVED=12.將Rake接收機(jī)指到最強(qiáng)的可用PN,對Walsh32進(jìn)行解碼,并讀取其同步信道消息.SYNCCHANNELMESSAGEHandsetRakeReceiverRF

x

LOSrchPN???W0F1PN168W32F2PN168W32F3PN168W32RakeFingers

ReferencePNActivePilotPage66CDMA移動臺初始化狀態(tài)初始化

定時(shí)改變

同步信道獲取

導(dǎo)頻獲取

系統(tǒng)選擇移動臺在收到同步信道消息后,進(jìn)入定時(shí)改變子狀態(tài).在定時(shí)改變子狀態(tài)中,移動臺根據(jù)SCHM消息中的PILOT_PN、LC_STATE和SYS_TIME,改變自己的長碼狀態(tài)和系統(tǒng)時(shí)間,與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同步.Page67CDMA移動臺進(jìn)入空閑狀態(tài)移動臺在完全捕獲系統(tǒng)定時(shí)后進(jìn)入空閑態(tài).接下來,移動臺將其Walsh指針指到Walsh1,準(zhǔn)備接收系統(tǒng)主尋呼信道消息:IS95手機(jī),使用SCHM中的CDMA_FREQ接收主尋呼信道系統(tǒng)消息.如果當(dāng)前手機(jī)所在頻點(diǎn)與該CDMA_FREQ不一致,手機(jī)將頻點(diǎn)調(diào)整到該頻點(diǎn).CDMA2000手機(jī),使用SCHM中的EXT_CDMA_FREQ接收主尋呼信道系統(tǒng)消息.如果當(dāng)前手機(jī)所在頻點(diǎn)與該EXT_CDMA_FREQ不一致,手機(jī)將頻點(diǎn)調(diào)整到該頻點(diǎn).在接收系統(tǒng)主尋呼信道過程中,移動臺進(jìn)行:服務(wù)頻點(diǎn)選擇尋呼信道選擇尋呼信道選擇結(jié)束后,移動臺正式進(jìn)入空閑狀態(tài).初始化空閑Page68CDMA移動臺進(jìn)入空閑狀態(tài)RakeFingers

ReferencePNActivePilotEc/Io0032K512ChipsPNAllPNOffsets0-203.保持Rake接收機(jī)指在最強(qiáng)的可用PN,對Walsh1進(jìn)行解碼,并監(jiān)聽尋呼信道消息.讀取尋呼信道配置消息AccessParametersMsgSystemParametersMsgCDMAChannelListMsgExtendedSystem

ParametersMsg(*opt.)(Extended*)NeighborListMsgGlobalServiceRedirectionMsg(*opt.)Nowwearereadytooperate!!HandsetRakeReceiverRF

x

LOSrchPN???W0F1PN168W01F2PN168W01F3PN168W01Page69CDMA移動臺進(jìn)入空閑狀態(tài)尋呼信道消息:

移動臺在進(jìn)行業(yè)務(wù)之前,必須先從尋呼信道中獲取一組完整的配置消息.

所有的配置消息在尋呼信道中以1.28s為周期連續(xù)廣播發(fā)送.

幾個(gè)重要的前向?qū)ず粜诺?F-PCH)消息:

AccessParametersMessage:接入?yún)?shù)消息

SystemParametersMessage:系統(tǒng)參數(shù)消息

CDMAChannelListMessage:CDMA信道列表消息

NeighborListMessage:鄰區(qū)列表消息

ExtendedNeighborListMessage:擴(kuò)展鄰區(qū)列表消息

ExtendedSystemParametersMessage:擴(kuò)展系統(tǒng)參數(shù)消息

GlobalServiceRedirectionMessage:全局業(yè)務(wù)重定向消息初始化空閑Page70CDMA移動臺進(jìn)入空閑狀態(tài)系統(tǒng)參數(shù)消息(SPM)中的重要參數(shù):SID,NIDREG_ZONE登記區(qū)BASE_IDBaseStationIDPAGE_CHAN尋呼信道數(shù)REG_PRD注冊周期T_ADD、T_DROP、T_COMP、T_TDROP軟切換參數(shù)說明:這些參數(shù)在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程中經(jīng)常用到.相關(guān)命令:MODSPM系統(tǒng)參數(shù)消息:用于在尋呼信道中廣播接入系統(tǒng)相關(guān)的各種參數(shù).Page71空閑CDMA移動臺空閑狀態(tài)關(guān)于尋呼信道監(jiān)聽:

尋呼信道被分成80ms的時(shí)隙,稱為尋呼信道時(shí)隙.工作在非分時(shí)隙模式的移動臺可以在任何尋呼信道時(shí)隙上接收尋呼和控制消息,因此要求非分時(shí)隙模式的移動臺監(jiān)聽所有時(shí)隙.工作在分時(shí)隙模式的移動臺,僅在某些分配的時(shí)隙上監(jiān)聽尋呼信道,在不監(jiān)聽尋呼信道的時(shí)隙里,移動臺可以停止或減少其處理過程,以便節(jié)省電源.除了處于移動臺空閑狀態(tài),其他狀態(tài)下移動臺均不能工作在分時(shí)隙模式.監(jiān)聽尋呼信道消息接收被叫,發(fā)起主叫登記發(fā)起消息連接Page72空閑CDMA移動臺空閑狀態(tài)登記:登記就是移動臺通知基站:它的位置、狀態(tài)、標(biāo)識、時(shí)隙周期和其它特性的過程.移動臺通知基站它的位置和狀態(tài),使得當(dāng)基站想要建立一個(gè)移動臺被叫時(shí)能有效的尋呼到移動臺.當(dāng)運(yùn)行在分時(shí)隙模式時(shí),移動臺提供SLOT_CYCLE_INDEX參數(shù),使基站能確定移動臺在哪些時(shí)隙監(jiān)聽.移動臺提供等級標(biāo)志和協(xié)議版本號,使基站知道移動臺的特性.CDMA系統(tǒng)支持10種不同的登記類型:開機(jī)登記:當(dāng)移動臺打開電源時(shí),就進(jìn)行開機(jī)登記.為了防止在電源被快速開關(guān)的而帶來的多次登記,移動臺在進(jìn)入空閑狀態(tài)后延遲T57m秒后再進(jìn)行登記.關(guān)機(jī)登記移動臺關(guān)機(jī)時(shí)會進(jìn)行關(guān)機(jī)登記.如果執(zhí)行關(guān)機(jī)登記,移動臺會在完成登記嘗試后才會關(guān)機(jī).如果移動臺沒有在當(dāng)前的系統(tǒng)進(jìn)行登記,則關(guān)機(jī)時(shí)不會執(zhí)行關(guān)機(jī)登記.Page73空閑CDMA移動臺空閑狀態(tài)周期登記:移動臺周期性進(jìn)行登記.注冊周期由系統(tǒng)參數(shù)消息(SPM)中的REG_PRD字段決定.基于距離的登記:在移動臺的當(dāng)前基站與它上次登記的基站之間的距離超過一個(gè)門限時(shí),移動臺將進(jìn)行基于距離的登記.移動臺通過計(jì)算當(dāng)前基站與它上次登記基站之間的經(jīng)緯度之差來得到它所移動的特定距離,如果這一距離超過門限值,移動臺就開始進(jìn)行登記.基于區(qū)域的登記:REG_ZONE:登記區(qū).基于區(qū)域的登記在每當(dāng)移動臺移至一個(gè)不在它內(nèi)部存貯訪問登記區(qū)域表上的新區(qū)域時(shí)開始登記.

系統(tǒng)REG_ZONE信息在系統(tǒng)參數(shù)消息里廣播發(fā)送.一個(gè)移動臺可以在多于一個(gè)區(qū)域里登記.通過REG_ZONE和該區(qū)域的SID和NID可以唯一識別該區(qū)域.Page74空閑CDMA移動臺空閑狀態(tài)參數(shù)改變登記:當(dāng)移動臺內(nèi)存儲的參數(shù)發(fā)生變化,或移動臺所支持的性能發(fā)生變化時(shí),發(fā)起登記.指令登記:基站可以通過發(fā)送一條”登記請求指示”來命令移動臺登記.隱含登記:當(dāng)發(fā)送一條始呼消息或?qū)ず繇憫?yīng)消息時(shí),基站能推斷出移動臺的位置,這被認(rèn)為是一個(gè)隱含登記.業(yè)務(wù)信道登記:當(dāng)移動臺進(jìn)入業(yè)務(wù)信道時(shí),基站通過移動臺已登記消息通知移動臺已經(jīng)在系統(tǒng)中登記.用戶區(qū)域登記:用戶區(qū)域登記在移動臺選擇一個(gè)有效用戶區(qū)域時(shí)發(fā)生.六、語音呼叫信令流程

6.1主叫信令流程CDMA2000語音處理流程76語音業(yè)務(wù)起呼(MO)MSBSOriginationMessageServiceConnectCompleteMessageBSAckOrderExtendedChannelAssignmentMessageFFCHNullTrafficRFCHPreambleBSAckOrderMSAckOrderServiceConnectMessageMSCCMservicerequestAssignmentrequestAssignmentcompleteT303T10終端主動發(fā)起呼叫基站回復(fù)應(yīng)答證實(shí)消息基站發(fā)送信道指配消息基站發(fā)送前向業(yè)務(wù)信道空幀基站捕獲反向業(yè)務(wù)信道前綴基站發(fā)送證實(shí)指令終端回送證實(shí)指令基站發(fā)送業(yè)務(wù)連接消息終端回復(fù)業(yè)務(wù)連接完成消息77起呼流程CNA截圖6.2MS被叫流程CDMA2000語音處理流程79語音業(yè)務(wù)被呼PageResponseMessageServiceConnectCompleteMessageBSAckOrderExtendedChannelAssignmentMessageFFCHNullTrafficRFCHPreambleBSAckOrderMSAckOrderServiceConnectMessageMSBSMSCCMservicerequestAssignmentrequestAssignmentcompleteT303T10pagerequestGeneralPageMessageT3113基站發(fā)送尋呼消息給終端終端發(fā)送尋呼響應(yīng)消息基站回復(fù)應(yīng)答證實(shí)消息基站發(fā)送信道指配消息基站發(fā)送前向業(yè)務(wù)信道空幀基站捕獲反向業(yè)務(wù)信道前綴基站發(fā)送證實(shí)指令終端回送證實(shí)指令基站發(fā)送業(yè)務(wù)連接消息終端回復(fù)業(yè)務(wù)連接完成消息80被叫信令CNA截圖

6.3呼叫釋放流程CDMA2000語音處理流程移動臺主動發(fā)起釋放流程

MSC側(cè)主動發(fā)起釋放流程82位置登記的流程RegistrstionMessageRegistrstionAcceptedOraderMSBSMSCLocationUpdatingRequestLocationUpdatingAccept移動臺發(fā)送登記消息基站發(fā)位置更新請求消息基站收位置更新應(yīng)答消息登記接受七、切換技術(shù)

CDMA2000語音處理流程切換，是指當(dāng)移動臺在通話過程中從一個(gè)基站覆蓋區(qū)移動到另一個(gè)基站覆蓋區(qū)，必須改變原有的話音信道而轉(zhuǎn)接到一條新的空閑話音信道上去，以繼續(xù)保持通話的過程。切換從方式上一般可分為硬切換和軟切換兩種。硬切換：硬切換是在切換過程中，移動臺必須在一指定時(shí)間內(nèi)，先中斷與原基站的聯(lián)系，再與新基站取得聯(lián)系。因此，硬切換是“先斷開，后切換”。軟切換：軟切換是在切換過程中，移動臺同時(shí)與原基站和新基站都保持著通信鏈路，一直到進(jìn)入新基站并測量到新基站的傳輸質(zhì)量滿足指標(biāo)要求后，才斷開與原基站的連接。因此，軟切換是“先切換，后斷開”。7.1切換技術(shù)CDMA硬切換CDMA2000語音處理流程不同的頻率間的硬切換同一設(shè)備商、同一頻率間的硬切換不同設(shè)備商間的硬切換不同的設(shè)備商，同一個(gè)頻率上同一系統(tǒng)中的硬切換7.2切換技術(shù)CDMA軟切換CDMA2000語音處理流程同一BTS內(nèi)，不同扇區(qū)之間的切換，即更軟切換同一BSC內(nèi)，不同BTS之間的切換同一MSC內(nèi)，不同BSC的之間的切換CDMA系統(tǒng)中軟切換只能在相同頻率的CDMA信道間進(jìn)行，它在兩個(gè)基站覆蓋區(qū)的交界處起到了業(yè)務(wù)信道的分集作用。CDMA軟切換分為：7.3切換技術(shù)軟切換優(yōu)點(diǎn)CDMA2000語音處理流程大大改善了通話質(zhì)量。降低了移動臺的發(fā)射功率，提高電池使用壽命。減少系統(tǒng)的阻塞率。7.4切換技術(shù)導(dǎo)頻集分類CDMA2000語音處理流程有效導(dǎo)頻集（A集）候選導(dǎo)頻集（C集）剩余導(dǎo)頻集（R集）相鄰導(dǎo)頻集（N集）導(dǎo)頻集分類候選導(dǎo)頻集（C集）

-當(dāng)前不在有效導(dǎo)頻信號集里，但是已經(jīng)具有足夠的強(qiáng)度，能被成功解調(diào)的導(dǎo)頻信號相鄰導(dǎo)頻集（N集）-由于強(qiáng)度不夠，當(dāng)前不在有效導(dǎo)頻信號集或候選導(dǎo)頻信號集內(nèi)，但是可能會成為有效集或候選集的導(dǎo)頻信號有效導(dǎo)頻集（A集）-所有與移動臺的前向業(yè)務(wù)信道相聯(lián)系的導(dǎo)頻信號剩余導(dǎo)頻集（R集）-在當(dāng)前CDMA載頻上，當(dāng)前系統(tǒng)里的所有可能的導(dǎo)頻信號集合，但不包括在相鄰導(dǎo)頻信號集，候選導(dǎo)頻信號集和有效導(dǎo)頻信號集里的導(dǎo)頻信號。MS中有四個(gè)存儲器，用于存放短PN碼的偏移序號，關(guān)機(jī)后清零，開機(jī)后從系統(tǒng)獲取信息這些導(dǎo)頻集可以在切換期間由基站更新7.5切換技術(shù)軟切換的相關(guān)參數(shù)CDMA2000語音處理流程切換參數(shù)T_ADD：導(dǎo)頻信號加入門限T_DROP：導(dǎo)頻信號去掉門限T_TDROP：切換去掉定時(shí)器T_COMP：有效導(dǎo)頻信號集與候選導(dǎo)頻信號集比較門限搜索窗參數(shù)SRCH_WIN_A：有效導(dǎo)頻信號集和候選導(dǎo)頻信號集搜索窗口大小SRCH_WIN_N：相鄰導(dǎo)頻信號集搜索窗口大小SRCH_WIN_R：剩余導(dǎo)頻信號集搜索窗口大小7.6切換技術(shù)切換搜索過程CDMA2000語音處理流程手機(jī)搜索能力有限，當(dāng)搜索窗尺寸越大、導(dǎo)頻集中的導(dǎo)頻數(shù)越多時(shí)，遍歷導(dǎo)頻集中所有導(dǎo)頻的時(shí)間就越長。7.7切換技術(shù)IS95軟切換CDMA2000語音處理流程7.8切換技術(shù)IS2000軟切換CDMA2000語音處理流程7.9切換技術(shù)通話狀態(tài)切換流程CDMA2000語音處理流程93基本信道的軟切換加終端上報(bào)導(dǎo)頻強(qiáng)度測量報(bào)告基站回復(fù)證實(shí)基站發(fā)送切換指示消息終端回復(fù)證實(shí)終端發(fā)送切換完成消息基站回復(fù)證實(shí)基站發(fā)送鄰區(qū)列表更新消息終端回復(fù)證實(shí)目錄3G移動通信的發(fā)展過程3G無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)CDMA2000語音處理流程CDMA2000數(shù)據(jù)處理流程一、信號處理過程CDMA2000數(shù)據(jù)處理流程我們使用CDMA2000-EVDO高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，有以下幾個(gè)步驟：發(fā)射端有信源編碼（將模擬語音信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字語音信號，EVDO中無此步驟）。信道編碼交織（在無線傳輸中提高傳輸數(shù)據(jù)的可靠性）。加擾（用一個(gè)偽隨機(jī)碼序列對擴(kuò)頻碼進(jìn)行相乘，對信號進(jìn)行加密）。擴(kuò)頻（使信號在很寬的頻帶上被擴(kuò)展，降低干擾）。調(diào)制（對信號源的信息進(jìn)行處理加到載波上）。射頻發(fā)射（將無線信號通過天饋系統(tǒng)發(fā)射出去）。

1.1信道編碼交織CDMA2000數(shù)據(jù)處理流程信道編碼技術(shù)是移動通信中提高系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)可靠性的有效方法。CDMA2000-EVDO采用Turbo碼。Turbo碼：CDMA2000方案中，Turbo碼被用在CDMA系統(tǒng)前向