RA000001 CDMA通信原理(NSS)~0

无线产品课程开发室ISSUERA000001CDMA通信原理(NSS)1.0学习目标对CDMA技术特别是网络知识有一个初步的、全局的了解，为CDMA技术的深层次学习打基础。本教材虽然是CDMA技术的普及性教材，但也要求学员有一定的电信基础和相关知识的了解。学习完本课程，您应该能够：课程内容第一章CDMA技术及其发展演进第二章CDMA技术特点和特色业务第三章CDMA在中国的应用第一章CDMA技术及其发展演进移动通信的发展与CDMA技术的出现三种3G制式的比较什么是CDMA技术CDMA技术与其它多址技术的比较CDMA技术的发展演进CDMA20001X概述CDMA20001X带来的技术优势CDMA网络参考模型CDMA接口标准参考资料CDMA通信原理IOS40IS41DM800系统概述800MHzCDMA数字蜂窝移动通信系统设备总技术规范：交换子系统部分移动通信的发展与CDMA技术的出现移动通信的发展与CDMA技术的出现CDMA与GSM同属于2代数字移动通信系统。GSM是欧洲标准，全球都有应用，中国称为全球通，向3G演进的方向是WCDMACDMA是北美标准，主要在北美洲。南美洲、亚洲。澳洲也有运营商。向3G演进的方向是CDMA2000三种3G制式的比较3G体制CDMA20003GPP2FDD方式WCDMA3GPPFDD方式TD-SCDMACWTSTDD方式现在总共有3中3G制式存在三种3G制式的比较（1）三种3G制式的比较（2）WCDMAWCDMAcdma2000cdma2000TD-SCDMATD-SCDMA接收机结构接收机结构RAKERAKERAKERAKERAKERAKE闭环功率控制闭环功率控制支持支持支持支持支持支持越区切换越区切换软、硬切换软、硬切换软、硬切换软、硬切换软、硬切换软、硬切换解调方式解调方式相干解调相干解调相干解调相干解调相干解调相干解调码片速率码片速率(Mcps)(Mcps)3.843.84N*1.2288N*1.22881.281.28发射分集方式发射分集方式TSTDTSTDSTTDSTTDFBTDFBTDOTDOTDSTSSTS无无同步方式同步方式异步异步同步同步异步异步核心网核心网GSMMAPGSMMAPANSI-41ANSI-41GSMMAPGSMMAP什么是CDMA技术频率码用户3用户2用户1CDMACDMA：CodeDivisionMultipleAccess（码分多址）。所有用户在同一时间、同一频段上、根据编码获得业务信道。CDMA技术与其它多址技术的比较码业务信道在不同频段分配给不同用户如：TACS系统、AMPS系统业务信道在不同时间分配给不同用户如：GSM所有用户在同一时间、同一频段上、根据编码获得业务信道用户1用户2用户3时间频率FDMA用户1用户2用户3时间频率TDMA时间频率CDMA用户3用户2用户1CDMA技术与其它多址技术的比较CDMA10MHz8个CDMA载波每载波20个话音信道每站点3个扇区频率复用系数＝1支持有效话音信道数＝8×20×3＝480GSM10MHz50个GSM载波(10MHz/200KHz)每载波8个时隙（包括业务信道和控制信道）每站点3个扇区频率复用系数（通常）＝4可配置的站型为S444支持有效话音信道数＝48×7.2/4＝87在相同频谱利用度情况下，CDMA容量是GSM的4~5倍.大容量CDMA技术与其它多址技术的比较广覆盖CDMA小区覆盖随负载的变化而变化在无负载情况下，小区半径是标准GSM的3倍在每扇区20信道的负载条件下，半径是标准GSM的2倍GSM小区在加载的情况下，覆盖保持不变在相同覆盖条件下，基站数量大大减少CDMA2000技术的发展演进CDMA20001X概述CDMA20001X概述码片速率：1.2288McpsIS-95A/B是其子集,RC1/RC2反向导频，反向采用相干解调前向发射分集：OTD、STS前向快速功率控制,速率800Hz支持快速寻呼信道,终端待机时间更长帧长可变:5ms、20ms、40ms、80ms信道编码增加Turbo码物理层支持速率最大可达307.2kbps话音用户容量是IS-95A/B的1.5~2倍，数据业务吞吐能力提高3倍以上CDMA20001X带来的技术优势系统吞吐量提高前向快速功率控制前向发射分集OTD、STS导频辅助相干解调约(3dB)Turbo编码的引入更强的搞干扰性改进的前向纠错(中/高速数据传输采用TurboCode)频谱利用率提高Walsh码资源加倍HPSK、QPSK调制CDMA20001X带来的技术优势支持高速SCH,单个信道的峰值速率高达307.2kbps更多的信道类型使高层信令控制更加完善终端待机时间更长快速寻呼信道前向兼容射频部分基带处理部分(RC)CDMA网络参考模型MSBSMSCHLRACEIRVLRPSTNISDNMCUmABCDEHAiDiMSCFVLRMCSMESMEGNMMMQSCPSCPSSPAiT1T8IPHLRIPISDNDiT2T3T5T9CDMA接口标准MSC：移动业务交换中心BSC：基站控制器MC：短消息中心HLR：归属位置寄存器BTS：基站收发信台VM：语音邮箱VLR：拜访位置寄存器OMC：操作维护中心AC：鉴权中心SCP：业务控制点其他MSCPSTN/ISDN其他PLMNMC/VMMSC/SSP/VLROMCHLR/ACSDHGMSC/SSPSCPSTPIOS4.0SS7IS-41IS-41IS-41IS-41移动客户服务中心INTERNETSS7TCP/IPSS7IS-41BTSBTSBSCMSIS95----CDMA2000问题现在世界上总共有几种3G标准?CDMA2000的演进方式是什么?小结CDMA即CodeDivisionMultipleAccess（码分多址）是一种采用先进无线扩频技术的数字通信多址接入方式。CDMA2000标准的发展经历了从IS-95A、IS-95B到cdma20001x、及cdma20001xEV的发展过程第二章CDMA技术特点和特色业务第一节CDMA的关键技术第二节CDMA的特色业务第三节CDMA2000新业务第四节CDMA的移动性管理第五节CDMA的安全性管理第一节CDMA关键技术扩频技术RAKE接收技术语音编码信道编码功率控制软切换技术增强硬切换技术小区呼吸鉴权技术CDMA关键技术——扩频技术CDMA扩频技术可以减少频率选择性衰落的影响窄带信号扩频码扩频码信号合并宽带信号噪声噪声+宽带信号信号与噪声分离tP(t)P(t)P(t)P(t)P(t)ttttCDMA关键技术——扩频技术功能前向链路反向链路纠错编码1/2速率1/3速率Walsh码提供信道化64阶调制长码扩展提供加密性信道化短码扩展标识基站用作OQPSK调制重复符号传输降低重复符号功率连续发射采用随机突发方式不连续发射导频信道提供相干接收没有导频信道，采用非相干接收调制方式支持多码道传输，采用QPSK方式不支持多码道传输，采用OQPSK方式CDMA关键技术——RAKE接收技术时间分集采用符号交织，检错纠错编码等方法。频率分集通过将信号能量在宽频带中扩展实现的。CDMA将信号扩展到整个1.25M上。空间分集基站采用双接收天线。在手机和基站采用RAKE接收，合并不同传输延时的信号。软切换的时候，移动台和多个基站同时联系，从中选出最好的帧送给交换机。ttCDMA关键技术——RAKE接收技术tS(t)发射信号接收技术无线环境-多径效应CDMA关键技术——RAKE接收技术RAKE接收技术在多径衰落条件下有效提高接收性能接收机单径接收电路单径接收电路单径接收电路搜索器计算信号强度与时延合并合并后的信号ttS(t)S(t)CDMA关键技术——语音编码典型的双工通话中，通话的占空比小于35%,不通话的时候降低发射速率，有效提高系统容量。可变速率声码器:8KQCELP13KQCELP特点:支持话音激活CDMA关键技术——信道编码CDMA采用卷积码与Turbo码，降低误码率，提高系统性能，满足语音通信与数据通信需求不能满足通信需要满足语音通信需要满足数据通信需要无纠错编码：BER10-1~BER10-2卷积编码：BER10-3Turbo码：BER10-6CDMA关键技术——功率控制反向开环功率控制闭环功率控制内环功率控制：800Hz外环功率控制前向闭环功率控制消息报告方式：周期报告、门限报告EIB(ErasureIndicatorBit)方式：50HzQIB方式：50Hz快速功率控制：800HzCDMA关键技术——功率控制每个用户对于其他用户都相当于干扰，远近效应会严重影响系统容量采用功率控制技术减少了相互之间的干扰，提高了系统整体容量PowerfPowerf远近效应与功率控制CDMA关键技术——功率控制(反向开环)移动台所需发射功率受以下因素影响移动台与基站距离小区负荷信道环境CDMA系统规定用一个常数来补偿路径损耗与小区负荷的影响，这个常数可由基站调整移动台根据接收前向信道的功率，直接确定发射功率BaseStationMakesaComparisonMobileTransmitPowerControlCommandsMeasuredEb/NtVs.Eb/NtSetpointCDMA关键技术——功率控制(反向闭环)内环功率控制基站测量Eb/Nt和设定的目标Eb/Nt进行比较，大于则指令移动台降低发射功率，否则增加发射功率。调节速率为800Hz外环功率控制统计误帧率，设定所需的目标Eb/NtCDMA关键技术——软切换技术软切换:不同基站BTS间切换不同BSC间切换更软切换:同基站不同扇区间切换硬切换:异频切换不同系统间切换CDMA系统支持多种切换技术CDMA关键技术——软切换技术ABCABCABCABCABCABC软切换技术改善话音质量；控制手机干扰降低掉话率；提高容量与覆盖范围CDMA关键技术——增强硬切换技术CFSRPM(Report)CRSCNM(SearchOrder)F1(serving)F2(candidate)GHDM(HHO)CRSRQM(SearchParameters)CFSRSM(Acceptance)CDMA技术支持不同频率基站之间硬切换，支持不同系统间的硬切换增强硬切换技术有效提高切换成功率，降低掉话率CDMA关键技术——增强硬切换技术CDMA技术支持不同频率基站之间硬切换，支持不同系统间的硬切换增强硬切换技术有效提高切换成功率，降低掉话率City2City1City3当相邻小区的负荷不相同时，负荷重的小区降低发射功率，使本小区边缘的用户切换到临近小区，从而实现负载控制CDMA关键技术——小区呼吸“小区呼吸”动态分配小区负荷，改善网络覆盖,增加系统容量负载控制使用的主要手段包括小区呼吸和同覆盖异频小区之间的切换。CDMA关键技术——鉴权技术CDMA通过完善的鉴权流程有效防止非法复制手机不能非法复制手机了？！CDMA关键技术——鉴权技术共享保密数据_ARANDSSD56bitESN32bitA_Key64bitSSDGeneration程序SSD_A_NEW64bitSSD_B_NEW64bitCDMA关键技术——鉴权技术A_KEY63......4847......3231......0bit保存在手机和AC中，只用于计算SSD。SSD代替A_Key参与后续鉴权流程计算CDMA关键技术——鉴权技术ESN32bitRAND_Challenge32bitMIN_124bitSSD_A64bitAUTH_Signature程序AUTH值18bitRAND_ChallengeCDMA关键技术——鉴权技术鉴权的类型：1、按接续过程中鉴权的时刻位置登记时鉴权、始呼鉴权、终呼鉴权、FLASH鉴权2、