CDMA通信原理及关键技术介绍

HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.通信原理及关键技术介绍目录••移动通信发展简史及基础知识移动通信发展简史及基础知识••CDMACDMA通信原理及关键技术通信原理及关键技术••CDMA1XEVCDMA1XEV--DODO通信原理及关键技术通信原理及关键技术HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page3HuaweiConfidential移动通信发展历程AMPSTACSNMT其它GSMGSMCDMACDMAIS95IS95TDMATDMAIS-136IS-136PDCPDC第一代80年代模拟第二代90年代数字第三代IMT-2000UMTSUMTSWCDMAWCDMACDMACDMA20002000需求驱动需求驱动模拟技术数字技术语音业务宽带业务TD-SCDMATD-SCDMAWiMAXWiMAX移动通信是指通信双方或至少一方是处于移动中进行信息交流的通信。移动体之间的通信只能依靠电磁波的辐射和传播，经过空间传送信息。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page4HuaweiConfidential移动通信发展简史（一）z第一代移动通信系统‡采用频分多址（FDMA），模拟系统‡代表系统：美国的AMPS、欧洲的TACS‡主要缺点„频谱利用率低采用FDMA所致„业务种类有限采用模拟方式所致„无数据业务采用模拟方式所致„保密性差采用模拟方式所致„设备成本高、体积、重量大采用模拟方式所致HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page5HuaweiConfidential移动通信发展简史（二）z第二代移动通信系统（2G）‡采用时分多址（TDMA）或窄带码分多址（CDMA），数字系统‡代表系统：美国的IS－95A（CDMA）、欧洲的GSM（TDMA）、日本的JDC‡对第一代移动通信系统缺点的改善„频谱利用率提高－提高了2倍（GSM）或10倍（CDMA）„业务种类增加－提供了较丰富的电信业务„窄带数据业务－提供了低速数据业务（最大64Kbit/s）„保密性较好－具有良好的保密性能„减小了设备成本－设备（尤其是终端设备）成本大大降低HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page6HuaweiConfidential移动通信发展简史（三）z第三代移动通信系统（3G）：IMT2000‡采用宽带码分多址（CDMA），实现移动宽带多媒体通信‡IMT2000：2000年，在2000M频段实现2000K的数据通信‡3G对数据通信速率的要求„室内环境至少2Mbps„室内外步行环境至少384kbps„室外车辆运动中至少144kbps„卫星移动环境至少9.6kbps‡IMT2000推荐的3种制式：WCDMA（欧洲）、CDMA2000（美国）、TD－SCDMA（中国）、WiMAX（美国）‡TD－SCDMA：中国的第一个国际通信标准HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page7HuaweiConfidential移动通信发展简史（四）z第四代移动通信系统（4G）‡采用正交频分多址（OFDMA），MIMO/AAS等新技术‡两个基本目标：„实现无线通信全球无缝覆盖„提供无缝的高质量无线业务‡努力方向：„频谱的高效使用„带宽的动态分配„安全的无线应用„更高的服务质量„高性能的信号调制传输技术‡目前确定的4G制式：LTE/UMBHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page8HuaweiConfidential移动通信基础知识：蜂窝技术‡蜂窝技术的发明推动了移动通信在全球的飞速发展，具有里程碑意义‡移动通信系统是采用基站来提供无线覆盖，基站BTS的覆盖范围有大有小，我们把基站BTS的覆盖范围称之为蜂窝，即小区CELL‡采用大功率的基站主要是为了提供比较大的服务范围，但提供给用户的通信通道比较少，频率利用率较低，称之为大区制‡采用小功率的基站主要是为了提供大容量的服务范围，同时采用复用技术来提高频率利用率，有限的资源得到多次使用，所以系统的容量比较大，称之为小区制或微小区制f1f2f3全向站O1/O2/O3定向站S111/S222/S333HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page9HuaweiConfidential移动通信基础知识：双工模式‡通信过程中，根据发送/接收的时间不同，可以分为单工、半双工、全双工三种双工模式‡单工通信是指通信线路上的数据按单一方向传送，如广播就是典型的单工系统‡半双工（HalfDuplex），就是指一个时间段内只允许接收和发送中的一个动作发生，对讲机、步话机以及早期集线器等设备都是基于半双工的产品‡全双工（FullDuplex）是指在发送数据的同时也能够接收数据，我们打电话，说话的同时也能够听到对方的声音，就是典型的全双工f1f2FDD：GSM/CDMA2000/WCDMAf1DDDDDUUUTDD：TD－SCDMA/WiMAX目前的无线全双工通信系统，根据接收、发送所需的资源不同，分为FDD和TDD。zFDD，频分双工，上行/下行（发送/接收）分别使用不同的频率资源zTDD，时分双工，上行/下行（发送/接收）分别使用不同的时隙资源HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page10HuaweiConfidential移动通信基础知识：多址技术（一）业务信道在不同频段分配给不同用户用户1用户2用户3时间频率FDMA业务信道在不同时间分配给不同用户用户1用户2用户3时间频率TDMA多址技术将信号多路化，使众多的用户共用公共的通信线路。用户1用户2用户8用户2用户1用户1用户2用户8用户8时隙1时隙2时隙8……………………………………时间频率GSM系统采用FDMA＋TDMA每个频点分为8个时隙HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page11HuaweiConfidential移动通信基础知识：多址技术（二）码时间频率CDMA用户3用户2用户1‡码分多址是一种利用扩频技术所形成的码序列多址方式‡不同于FDMA、TDMA把用户的信息从频率和时间上进行分离，CDMA可在一个信道上同时传输多个用户的信息（即允许用户之间的相互干扰）‡其关键是信息在传输以前要进行特殊的编码，编码后的信息混合后不会丢失原来的信息CodeDivisionMultipleAccessHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page12HuaweiConfidentialCDMA20001X200120022003~2005200620072008CDMA20001xEV-DOCDMACDMA/TDMOFDM1xEV-DORev.A1xEV-DORev.BUMBCDMA2000路标下行:153.6k上行:153.6k下行:2.4M上行:153.6k下行:3.1M上行:1.8M1.25M-20M下行:46.5M上行:27MR5HSDPAR6HSUPAWCDMA路标R99/R4WCDMAR7HSPA+下行:384k上行:384k下行:14.4M上行:384k下行:14.4M上行:5.76M下行:40M上行:10M无线网络发展趋势20092010+R8HSPA+1.25M-20M下行:280M＋上行:50~100MLTE目录••移动通信发展简史及基础知识移动通信发展简史及基础知识••CDMACDMA通信原理及关键技术通信原理及关键技术••CDMA1XEVCDMA1XEV--DODO通信原理及关键技术通信原理及关键技术HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page14HuaweiConfidentialCDMA技术背景简述CDMA技术背景简述1.QUALCOMM：•CDMA2000技术来自美国的军用CDMA技术，高通解决了CDMA的功率控制使得CDMA得以商用，于1990年7月，公布了最早的CDMA标准，由美国的QUALCOMM完成民用，占到CDMA2000专利标准的31%。2.运营商的标准：•运营商对数据业务的需求，驱动CDMA演进技术发展•中国联通的机卡分离纳入CDMA2000的标准体系进行全球推广。3.在3G的全球应用处于前列：•2000年CDMA20001X商用；2002年CDMA20001xEV-DO商用；最早商用的3G技术HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page15HuaweiConfidentialCDMA技术标准组织－3GPP2CDMA技术标准组织－3GPP2CCSAChinaCommunicationsStandardsAssociation(China)TIATelecommunicationsIndustryAssociation(America)TTATelecommunicationsTechnologyAssociation(Korean)TICTheTelecommunicationTechnologyCommittee(Japan)ARIBAssociationofRadioIndustriesandBusinesses(Japan)CCSACCSAHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page16HuaweiConfidential3GPP2组织结构3GPP2组织结构SCOP：合作伙伴OrganizationalPartnershipSC：指导委员会SteeringCommitteeTSG-CTSG-ATSG-XTSG-SCDMA2000AccessNetworkInterface接入网OPCDMA2000电路核心网,分组网,智能网CDMA2000SystemandService系统与业务CDMA2000空中接口,无线网络“DevelopingthenextgenerationofCDMA2000wirelesscommunications”目前，华为在4个组织中，有5位副主席。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page17HuaweiConfidentialCDMA行业组织－CDGCDMA行业组织－CDGTechnicalTeamsCDGExecutiveBoardCDGLeadershipCouncilCDGSteeringCommitteePromotions/Education/ConferencesInternationalInterestGroupsGlobalStrategyTeamCDGOfficersCDG（CDMADevelopmentGroup）成立于1993年12月份，由CDMA业务提供商、设备制造商、应用开发者以及内容提供商组成，目前共有成员137个，一半是运营商，一半是厂商，12名全职人员，华为2002年9月加入该组织。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page18HuaweiConfidentialCDMA概念－国际性会议类比CDMA概念－国际性会议类比多个交谈发生在同一房间，共享资源（频率）同时使用不同的语言（码分）多个交谈都会产生相互影响（自干扰）同时进行的交谈越多，影响越大，交谈效果越差（呼吸效应&软容量）每一对交谈的音量要控制到最小，避免对其他交谈过大的影响(功率控制）HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page19HuaweiConfidentialCDMA系统简介CDMA系统简介基带数据9.6Kbps前向纠错交织19.2Ksps正交扩频调制1.2288Mcps基带数据9.6KbpsRake接收解调1.2288Mcps解码解交织19.2Ksps噪声引入背景噪声相邻小区干扰杂散信号同一小区其他用户干扰10K带宽10K带宽1.25M带宽1.25M带宽‡CDMA以一个窄带信号开始，采用扩频技术扩展宽带信号‡接收时，从宽带信号中恢复信号‡CDMA系统干扰主要来自同小区其他用户和相邻小区HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.