3G培训课--CDMA通信系统.ppt

第四章 CDMA通信系统第一节 系统综述 一、总体要求与标准 CDMA蜂窝网的崛起 美国电信工业协会(TIA)1993年公布代号IS-95等一系列窄带CDMA蜂窝通信系统的标准。IS-95标准（双模式宽带扩频蜂窝系统的移动台－基站兼容标准）是一个公共空中接口(CAI)，它没有完全规定一个系统怎样实现，而只是提出了信令协议和数据结构的特点与限制。不同的制造商可以采用不同的方法和硬件工艺，但是它们产生的波形和数据序列必须符合IS-95的规定。 随后还陆续颁布有标准： A接口（IS-634） MAP（IS-41） CDMA话音业务选择标准（IS-96） CDMA基站最低性能测试标准（IS-97） CDMA/AMPS双模移动台性能（IS-98） CDMA数据业务选择标准（IS-99） 从1993年起，许多著名电信公司开始根据标准生产CDMA系统的设备。1993年4月，韩国邮电部正式决定采用CDMA蜂窝移动通信。我国也从1994年开始引进CDMA实验网，新建成的中国联通CDMA网一期工程总投资240亿人民币，采用IS-95A增强型技术标准，网络规模为1515万用户覆盖全国31个省市的330个本地网。目前已经升级至cdma20001X版本。 IS-95标准 IS－95公共空中接口标准主要包括下列几部分： 频段： 正向： 869～894MHz（基站发射）； 反向： 824～849MHz（移动台发射）。 信道数： 64（码分信道）/每一载频； 每一小区可分为3个扇区，可供用一个载频； 每一网络分成9个载频，其中收发各占12.5MHz； 射频带宽 第一频道 2×1.77MHz； 其它频道 2×1.23MHz。 射频带宽 第一频道 2×1.77MHz； 其它频道 2×1.23MHz。 调制方式 基站：QPSK； 移动台 ：OQPSK。 扩频方式： DS（直接序列扩频） 话音编码： 可变速率CELP，最大速率为8kb/s，最大数据速率为9.6kb/s，每帧时间为20ms。 信道编码： 卷积编码：下行 码率R=1/2，约束长度K=9； 上行 码率R=1/3，约束长度K=9。 交织编码： 除了前向链路同步信道交织间距为26.66ms外，其他信道的交织间距均为20ms。 导频、同步信道： 供移动台作载频和时间同步。 多径利用： 采用RAKE接收方式，移动台为3个，基站为4个。 PN 扩频码： 基站识别码采用为周期为215－1 的m序列 用户识别码采用为周期为242－1 的m序列 前向链路采用64个正交Walsh码作为64个信道的地址码；反向链路则利用Walsh码进行64进制正交调制再用长码进行扩频。 码片速率的为1.2288Mc/s，码片宽度0.8138us。 频谱资源限制； 多径分离的要求； 系统容量的要求； 基带数据速率的要求。 在美国，由于划分给蜂窝通信的频谱带宽为25MHz，并平均分配给两家运营商，其中最窄的一段带宽为1.5MHz。所以，信号的带宽应该小于1.5MHz。如果选择1.2288Mc/s的码速率，滤波后可获得1.25MHz的带宽，故满足要求。 通常陆地移动通信环境的多径延迟为1us-100us，为了实现多径分离，要求扩频码序列的持续时间应该小于1us，故扩频码速率应该大于1Mcps。 系统处理增益越大，容量越大。而为了获得大的处理增益，扩频码速率应尽可能大。由前面提到的两个条件，扩频码速率应为1－1.5Mcps，故信号带宽应尽可能接近1.5Mcps。 由于基带数据速率为9.6Kbps，选择1.2288Mcps的一个原因是因为这个速率可以被9.6Kbps整除，而且除数恰好为2的幂指数（27）。 二、无线信道 无线信道是用来传输无线信号的，包括正向无线信道和反向无线信道。CDMA系统中一个频道含有64个物理信道，另一个载频又可组成64个物理信道。 CDMA频道号码与相应频率值 美国的IS-95蜂窝业务沿用了模拟AMPS系统的频谱分配方案（其信道间隔为30kHz），每个CDMA信道使用42个AMPS信道，系统带宽为1.25MHz。在实际的系统中，每个CDMA信道两侧各有9个AMPS信道作为保护频带；反向链路为824－849MHz；前向链路为869－894MHz；上下行链路的频带间隔为45MHz。 CDMA系统的逻辑信道 在CDMA系统中，各种逻辑信道都是由不同码序列来区分的。而CDMA系统在基站至移动台传输方向上，设置了导频信道、同步信道、寻呼信道和正向业务信道；在移动台至基站传输方向上，设置了接入信道和反向业务信道。如下图所示： 由于CDMA系统采用码分多址方式，收发使用不同载频（收发频率差45MHz），即通信方式是频分双工。一个