第6章IS-95移动通信系统

第六章IS-95移动通信系统哈尔滨工业大学(威海)目录IS-95标准概述IS-95前向链路IS-95反向链路IS-95中的功率控制技术IS-95中的软切换技术基于IS-95标准的系统概述哈尔滨工业大学(威海)IS-95标准概述IS-95标准发展历程IS-95系统频段IS-95系统时间123哈尔滨工业大学(威海)IS-95标准发展历程CDMA技术的地位发展历程cdmaOneIS-95AIS-95B发展历程哈尔滨工业大学(威海)CDMA技术的地位基于CDMA的IS-95标准是第二代移动通信系统中的两大技术标准体制之一在第三代移动通信系统的主流标准中，全部基于CDMA技术哈尔滨工业大学(威海)发展历程11977年，库铂（R.G.Cooper）和内特尔顿（Nettleton）首先提出利用扩频技术实现CDMA的方案，使蜂窝移动通信系统的频谱效率提高由于当时的数字无线技术和移动通信的市场均未成熟，因此没有能够投入实用。CDMA一直没有得到重视，还有一个原因是采用CDMA的蜂窝系统必须有精确高速的功率控制，这在当时的技术条件下实现起来很困难。与其他多址方式相比，CDMA有较强的抗干扰和抗多径衰落能力，而且CDMA系统的频率规划简单，可以采用软切换、话音激活等技术。20世纪80年代中期，许多国家都在探索蜂窝移动通信系统从模拟蜂窝系统向数字蜂窝系统转变的方法。1988年9月，美国蜂窝通信工业协会（CTIA）提出下一代蜂窝网的用户性能需求。哈尔滨工业大学(威海)发展历程2CDMA蜂窝系统最早由美国Qualcomm（高通）公司开发1992年，美国电信工业协会（TIA）开始准备CDMA系统的标准化,1993年将Qualcomm提出的CDMA系统确定为一个暂定的标准，即为IS-95标准（IS是InterimStandard的缩写）。经过不断修改，形成了IS-95A、IS-95B等一系列标准1994年成立了CDMA发展组织（CDG:CDMADevelopmentGroup）20世纪90年代末，在美国、香港、韩国多地投入商用哈尔滨工业大学(威海)cdmaOne基于IS-95的一系列标准和产品的统称如IS-95、IS-95A、TSB-74、J-STD-008以及IS-95B又被称为IS-95CDMA系统N-CDMA（窄带CDMA）系统哈尔滨工业大学(威海)IS-95AUserPerformanceRequirement010203产生过程关键技术哈尔滨工业大学(威海)用户性能需求（UPR）1、系统容量至少是AMPS的10倍2、通信质量等于或者优于AMPS系统3、能够充分引入新业务4、具有话音和数据保密能力5、易于过渡并和现有的模拟系统兼容6、采用开放的网络结构哈尔滨工业大学(威海)IS-95A的产生过程IS-95A是CDMA标准系列中第一个投入商用的标准1989年Qualcomm公司提出了CDMA蜂窝移动通信系统的实现方案1993年美国电信工业协会（TIA）将CDMA系统确定为一个暂定标准——IS-95标准1995年形成了一个修订版本——IS-95A，并投入商用哈尔滨工业大学(威海)•宽带传输频率分集•Rake接收机时间分集克服衰落•多天线收发信号空间分集关键技术功率控制软切换多种形式的分集技术哈尔滨工业大学(威海)IS-95BIS-95BIS-95B的产生IS-95B的特点哈尔滨工业大学(威海)IS-95B的产生需求较高速率数据业务新标准标准制定时间说明ANSIJ-STD-0081995年属于个人通信系统（PersonalCommunicationsSystems，PCS）的CDMA标准TSB(TelecommunicationsSystemsBulletin)-741995年用于描述IS-95A系统和PCS系统相互间的交互关系IS-95B1998年又称为TIA/EIA-95哈尔滨工业大学(威海)IS-95B的特点1内容IS-95A+TSB-74+ANSIJ-STD-008（同时增加了一些新的功能和算法，并取消了标准中的模拟部分。IS-95B支持800MHz/1900MHz频段，支持速率集1和速率集2。IS-95B除了支持话音业务，还可以提供中高速的数据业务。）对于速率集1，IS-95B可以提供的最高数据速率为76.8Kbps；对于速率集2，IS-95B可以提供的最高数据速率为115.2Kbps。哈尔滨工业大学(威海)IS-95B的特点2核心思想在不改变IS-95A物理层的前提下，通过自适应信道捆绑技术来提供高速数据业务。它在基本信道（FCH：ForwardFundementalCHannel）的基础上，可以再提供1到7个辅助编码信道（SupplementalCodeChannel，SCCH）给同一用户用于数据业务。因此，对于一个激活的数据用户，总有一个基本信道可供使用，当需要更高的数据传输速率时，该用户最多可以被指配8个码分信道。新算法新的软切换算法增加了动态门限由于种种原因，IS-95B未能大规模商用哈尔滨工业大学(威海)IS-95系统频段IS-95兼容AMPS系统，二者具有相同的工作频段。IS-95采用频分双工（FDD）的通信方式IS-95中，CDMA的载波频带中心频率采用AMPS的信道编号来描述分类标准段类工作频段最初的IS-95北美蜂窝频段（0类）800MHzANSIJ-STD-008及IS-95B北美PCS频段（1类）1900MHz哈尔滨工业大学(威海)蜂窝频段（0类频段）前向链路869～894MHz传输频段25MHz反向链路824～849MHz双工收发频差45MHz0类频段CDMA信道编号及相应的频率10类频段CDMA信道编号N与中心频率的关系2IS-95对信道号码的规定3AMPS与CDMA的带宽比较4哈尔滨工业大学(威海)0类频段CDMA信道编号及相应频率系统有效CDMA频率分配CDMA信道编号发射机频率（MHz）移动台基站A（1MHz）无效991-1012824.040-824.670869.040-869.670有效1013-1023824.700-825.000869.700-870.000A（10MHz）有效1-311825.030-834.330870.030-879.330无效312-333834.360-834.990879.360-879.990B（10MHz）无效334-355835.020-835.650880.020-880.650有效356-644835.680-844.320880.680-889.320无效645-666844.350-844.980889.350-889.980A'（1.5MHz）无效667-688845.010-845.640890.010-890.640有效689-694845.670-845.820890.670-890.820无效695-716845.850-846.480890.850-891.480B'（2.5MHz）无效717-738846.510-847.140891.510-892.140有效739-777847.170-848.310892.170-893.310无效778-799848.370-849.970893.340-893.970哈尔滨工业大学(威海)0类频段CDMA信道编号N与中心频率的关系发射机CDMA信道号（ChannelNumber）CDMA信道中心频率（MHz）移动台1N7990.030N+825.000991N10230.030(N-1023)+825.000基站1N7990.030N+870.000991N10230.030(N-1023)+870.000哈尔滨工业大学(威海)IS-95对信道号码的规定只规定了这两个CDMA载波的中心频率，其他的中心频率可以由运营商自行选择决定基本信道（首选信道）号码A系统为283B系统为384辅助信道号码A系统为691B系统为771哈尔滨工业大学(威海)在数字传输模式工作时，移动台可以按照预定的或要求的网络标志来安排其频率配置。如果移动台预定的或要求的网络标志没有被认出，它就开始向一个频率指配在“基本CDMA频道”上的基站进行捕获和同步。基本CDMA频道号码在系统A是283，在系统B是384。如果基本CDMA频道的频率指配未起作用而没有选出预定的网络标志，移动台要试图捕获并同步到“辅助CDMA频道”的频率上，其频道号码在系统A是691，在系统B是777。规定的频率容差是：基站发送的载波频率要保持在指配频率的±5×10-8之内，移动台发送的载波频率要保持比基站发送的频率低45MHz±300Hz。基本信道的作用哈尔滨工业大学(威海)AMPS与CDMA的带宽比较1AMPS和CDMA的带宽相差很大采用一个CDMA载频时频段占用情况…………262263283253254312313303304CDMA载频带宽59个AMPS信道(1.77MHz）…………保护频带9个AMPS信道（0.27MHz）保护频带占41个AMPS信道（1.23MHz）9个AMPS信道（0.27MHz）哈尔滨工业大学(威海)………………262263283221222312313303304……242CDMA载频带宽占41个AMPS信道213212CDMA载频带宽占41个AMPS信道保护频带9个AMPS信道保护频带9个AMPS信道100个AMPS信道(3MHz）AMPS与CDMA的带宽比较2采用两个CDMA载频时频段占用情况哈尔滨工业大学(威海)前向链路1930～1990MHz传输频段25MHz反向链路1850～1910MHz双工收发频差45MHzPCS频段（1类频段）1类频段CDMA信道编号及相应的频率1类频段CDMA信道编号N与中心频率的关系哈尔滨工业大学(威海)1类频段CDMA信道编号及相应频率系统有效CDMA频率分配CDMA信道编号发射机频率（MHz）移动台基站A（15MHz）无效0-241850.000-1851.2001930.000-1931.200有效25-2751851.250-1863.7501931.250-1943.750条件有效276-2991863.800-1964.9501943.800-1944.950D（5MHz）条件有效300-3241865.000-1866.2001945.000-1946.200有效325-3751866.250-1868.7501946.250-1948.750条件有效376-2991868.800-1869.9501948.800-1949.950B（15MHz）条件有效400-4241870.000-1871.2001950.000-1951.200有效425-6751871.250-1883.7501951.250-1963.750条件有效676-6991883.800-1884.9501963.800-1964.950E（5MHz）条件有效700-7241885.000-1886.200-1965.000-1966.200有效725-7751886.25-1888.7501966.250-1968.750条件有效776-7991888.800-1889.9501968.800-1969.950F（5MHz）条件有效800-8241890.000-1891.2001970.000-1971.200有效825-8751891.250-1893.7501971.250-1973.750条件有效826-8991893.800-1894.9501973.800-1974.950C（15MHz）条件有效900-9241895.000-1896.2001975.000-1976.200有效925-11751896.250-1908.7501976.250-198.8750无效1176-11991908.800-1909.9501988.800-1989.950哈尔滨工业大学(威海)1类频段CDMA信道编号N与中心频率的关系发射机CDMA信道号（Channe