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cdma2000 技术
2
概述概述 IS-95AIS-95A 技术特点技术特点 IS-95BIS-95B 技术特点技术特点 cdma2000 1xcdma2000 1x 技术特点技术特点 cdma2000 1xEVcdma2000 1xEV 技术特点技术特点 cdma2000 3xcdma2000 3x 技术特点技术特点 华为公司华为公司 cdma2000cdma2000 接入网络解决方案接入网络解决方案
内 容cdma2000 技术
3
AMPS
TACS
NMT
ÆäË ü
GSM
CDMA IS-95
TDMAIS-136
PDC
µ ÚÒ » ú 80Ä ê úÄ £Ä â
µ Ú¶ þ ú 90Ä ê úÊ ý× Ö
µ ÚÈ ý ú IMT-2000
UMTSWCDMA
CDMAcdma2000
移动通信的发展历程
4
IMT-2000 是第三代移动通信系统的统称第三代移动通信系统是一种能提供多种类型、高质量的多媒体业务,能实现全球无缝覆盖,具有全球漫游能力,与固定网络相兼容,并以小型便携式终端在任何时候、任何地点进行任何种类通信的通信系统。第三代移动通信系统最早由国际电信联盟( ITU ) 1985 年提 出,考虑到该系统将于 2000 年左右进入商用市场,并且其工作的频段在 200
0MHz ,故于 1996 年正式更名为 IMT-2000 ( International Mobile Telecommunication-2000 )。
IMT-2000
5
全球统一频段、统一标准,全球无缝覆盖高效的频谱效率更高的服务质量、保密性和可靠性易于从 2G 系统平滑演进与过渡,并反向兼容 2G 系统提供多媒体业务,速率最高可达 2Mb/s
•车速环境: 144kb/s
•步行环境: 384kb/s
•室内环境: 2Mb/s
IMT-2000 的目标
6
T1P1 TIAARIB
TTA TTC
CWTSÅ ·Ö Þ ± ±Ã À
Ñ ÇÌ «
3GPP 3GPP2
IMT-2000IMT-2000
ETSI
UMTS-WCDMA98.12³ ÉÁ ¢GSMº ËÐ ÄÍ øWCDMA RTT
cdma200099.1³ ÉÁ ¢ANSI-41º ËÐ ÄÍ øcdma2000 RTT
IMT-2000 标准化组织
7
3GÌ åÖ Æ
WCDMAº ËÐ ÄÍ øÂ ç£ º» ùÓ ÚMAPº ÍGPRSRTT£ º WCDMA£ FDD/TDD
TD-SCDMARTT¹ æ· ¶£ ºTD-SCDMA
ÆäË üÌ åÖ Æ£ º EDGE DECT
cdma2000º ËÐ ÄÍ øÂ ç£ º» ùÓ ÚANSI 41º ÍMIPRTT£ ºcdma2000
IMT-2000 技术规范体制
8
IS-95AIS-95B× î óË ÙÂ Ê
115.2kbps
cdma2000 3x× î óË Ù ʣ º
2Mbps
1xEV1xHDR1xTREMELAS-CDMA
1995
2002
2000
1998
cdma2000 1x
× î óË Ù Ê307.2kbps» °Ò ôÒ µÎ ñÈ ÝÁ ¿¼ Ó± ¶Ê Ö» ú ý» úÊ ±¼ ä ü³ ¤
???
cdma2000 的发展历程
9
WCDMAWCDMA cdma2000cdma2000 TD-SCDMATD-SCDMA接收机结构接收机结构 RAKERAKE RAKERAKE RAKERAKE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) 3.843.84 N*1.2288N*1.2288 1.281.28
发射分集方式发射分集方式TSTDTSTDSTTDSTTDFBTDFBTD
OTDOTDSTSSTS 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 GSM MAPGSM MAP ANSI-41ANSI-41 GSM MAPGSM MAP
三种主要体制比较
10
1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 2200 2250
ITU
Europe
USA MSSPCS
A D B BC D CE F A FE MSSReserveBroadcast auxiliary
2165 MHz1990 MHz
1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 2200
2250
1880 MHz 1980 MHz
UMTSGSM 1800 DECT MSS
1885 MHz 2025 MHz
2010 MHz
IMT 2000
MSSUMTS
Japan MSSIMT 2000MSSIMT 2000PHS
1895
1918
BC
1885
A A’
2170 MHz
IMT 20002110 MHz 2170 MHz
MSS MSS
CDMATDDWLL
FDDWLL
1980
2025MHz
GSM1800
CDMA FDDWLL
1960
1920
1945
Chinacellular(1) cellular(2) cellular(2)
1805 MHz
1865
1865
1870
1885
1890
1895
1910
1930
1945
1965
1970
1975
IMT-2000 频率分配
11
Ƶ¶ η ¶Î §
IMT£ 2000º ËÐ ÄƵ¶ Î É ÏРУ º1885£ 2025MHz Ï ÂРУ º2110£ 2200MHz
Ö Ð¹ úƵ Ê
FDD WLL£ IS£ 95 CDMA£ © É ÏРУ º1880£ 1900MHz Ï ÂРУ º1960£ 1980MHz TDD WLL 1900£ 1920MHz CDMA· äÎ ÑƵ¶ Î É ÏРУ º1865£ 1880MHz Ï ÂРУ º1945£ 1960MHz
其中 cdmaOne 使用的频段已经宣布将在 2002-2003 年收回。除了 1900 - 1920MHz 的 20MHz 分配给 TDD 方式的 WLL 外,我国的频率分配和 IMT - 2000 的频率分配基本一致。
中国频率分配
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内 容cdma2000 技术
概述概述 IS-95AIS-95A 技术特点技术特点 IS-95BIS-95B 技术特点技术特点 cdma2000 1xcdma2000 1x 技术特点技术特点 cdma2000 1xEVcdma2000 1xEV 技术特点技术特点 cdma2000 3xcdma2000 3x 技术特点技术特点 华为公司华为公司 cdma2000cdma2000 接入网络解决方案接入网络解决方案
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CDMA 概念
CDMA 以一个窄带信号开始,采用扩频技术扩展到 1.23MHz 的宽带信号
接收时,从宽带信号中恢复信号 CDMA 系统干扰主要来自相邻小区和同小区其他用户
基带数据 前向纠错与交织
正交扩频与调制
Rake接收机与解调
解码与解交织 基带数据
9. 6kbps 9. 6kbps19. 2kbps 19. 2kbps1. 2288Mbps 1. 2288Mbps
10kHzBW 1. 25MHz BW 10kHzBW1. 25MHz BW
引入噪声
背景噪声 杂散信号 相邻小区干扰
同一小区其它用户干扰
14
CDMA 几个常见术语 比特 (bit) 、符号 (Symbol) 与码片 (Chip)
输入含有信息的数据称为比特( bit ) 在经过卷积编码器、交织与符号重复后的数据被称为符号 (sym
bol) 经过最终扩频后得到的数据被称为码片 (chip)
处理增益 (Processing Gain) 理解为最终扩频速率与信息速率的比;在 IS-95 中处理增益为
128 ,即 21dB 前向 (Forward) :从基站到移动站 反向 (Reverse) :从移动站到基站
15
CDMA 中应用的分集技术 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 1 :在基站采用双接收天线。 2 :在手机和基站采用 RAKE 接收,合并不同传输延时的 信号 3 :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
16
Walsh 码概念W2n=Wn Wn
Wn Wn
W1=0
W2= 0 00 1
W4=
0 0 0 00 1 0 10 0 1 10 1 1 0
前向采用 64 阶 Walsh 函数作为扩频函数, Walsh 码是正交码
若两个函数互相关系数为 0 ,则相互正交码字的互相关系数为
Zij= NÏ àÍ ¬£ N² »Í ¬
N× Üµ ÄÊ ý× Ö
17
长码为一周期为 242-1 的 m- 序列 移位相加特性:
输出序列 Ck 和 Ck+t(Ck 时移 t) 的相加后的序列仍然是序列 Ck 的一个时移序列
自相关特性 不同相位的 m- 序列的相关值为 -1
长码的作用长码在前向用作扰码加密控制功率控制比特的插入长码在反向提供信道化
长码
1
0
1 PN Chi pm序列周期
- 1/ N
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长码生成示意图• 001 为初始态• 110 为掩码( mask)
• 输出为一个 7 位的序列• 当掩码不同时,输出为具有不同偏移的序列Out
0 0 1
1 1 0
19
短码为一周期 215 的 M- 序列在 m- 序列中增加了一个全 0 状态每个基站在短码中指配一个时间偏置,系统利用 PN 短码的时间偏置来区别小区
可允许所有 Walsh 码在各小区复用系统规定 PN 码最小偏移值为 64chips ,可以有 512 个时间偏置来作小区识别
导频偏置每个基站利用导频信号 PN 序列的时间偏置来识别一个前向CDMA 信道相同的导频信号 PN 序列在一个基站用于所有 CDMA 信道。
短码
20
码片速率: 1.2288 Mcps
调制前向: QPSK ; 反向: OQPSK
信道编码:卷积码功率控制
前向:消息方式的慢速功率控制反向:开环功率控制;快速功率控制( 800Hz )
切换:软切换 / 更软切换、硬切换BTS 工作在同步方式
IS-95A 技术特点
21
前向导频信道同步信道寻呼信道业务信道(含功率控制子信道)
反向接入信道业务信道
IS-95A 信道类型
22
导频、同步、寻呼信道结构导频信道(全 0 )
沃尔什函数 0
A
2.4kbps 4.8kbps 4.8kbps
调制符号码符号 重复的码符号A
1.2kbps
卷积编码r=1/2,K=9
符号重复 块交织
同步信道比特Walsh 32
寻呼信道比特
19.2kbps9.6kbps
19.2kbps 19.2kbps
调制符号码符号 重复的码符号 A
9.6kbps4.8kbps
卷积编码r=1/2,K=9
码符号重复 块交织
寻呼信道 P的长码掩码 长码发生器 抽取器1.2288Mcps
Walsh P
23
导频信道是一组零值,用 Walsh 0 码和 PN 短码进行扩展 BTS 连续发射导频信道 导频信道作用
提供相位参考,作相干解调 帮助手机捕获系统,进行信道估计、多径搜索 切换时手机测量导频信道,进行导频强度比较
导频信道作用•zhouxudong:
•导频信道:未调制的直接序列扩频信号。导频信道为相干解调提供相位参考,并可以提供一个比较基站之间信号强度的方法以确定什么时候进行切换。
24
同步信道作用手机通过同步信道获得与系统的同步 同步信道提供 导频偏置 PILOT_PN 系统时间 SYS_TIME 长码状态 LC_STATE 寻呼信道速率 P_RAT同步信道速率固定为 1200bps同步信道帧长 80/3ms , 3帧组成一超帧为 80ms
25
寻呼信道作用 BTS 在寻呼信道上广播 系统参数消息 接入参数消息 邻区列表 CDMA 信道列表 BTS 通过寻呼信道 寻呼手机 指配业务信道 寻呼信道速率为 9600bps或 4800bps 寻呼信道帧长为 20ms
26
前向业务信道结构
8.6kbps4.0kbps2.0kbps0.8kbps
9.6kbps4.8kbps2.4kbps1.2kbps
增加帧质量指示比特
前向业务信道信息比特
长码发生器 抽取器
800bps
MUX
19.2kbps9.6kbps4.8kbps2.4kbps
块交织Wallsh n
抽取器用户 m 的长码掩码
功率控制比特A
增加编码器尾比特 卷积编码r =1/2
符号重复 19.2kbps
19.2kbps
19.2kbps
1.2288Mcps
27
卷积码• 采用约束长度为 9 的卷积编码器• 前向采用编码效率为 1/2 ,反向采用 1/3
28
卷积码 (2)
卷积码在 AWGN 信道中的性能
29
QPSK 调制
I
Q
I 信道序列
1 .2 2 8 8 M cp s
Q 信道序列
1 .2 2 8 8 M cp s
基带滤波
基带滤波
C o s(2f ct)
S in (2fct)
I(t)
Q (t)
s(t)A
当所有不同信道用 Walsh 码调制后,采用 QPSK 调制,并转为模拟信号,累加后发射
30
R-ACH 信道结构
I
Q
I 信道序列1.2288Mcps
4.8ksps(307.2kbps)
PN 码片1.2288Mcps
调制符号 (Walsh 码片 )重复的码符号重复的码符号
28.8kbps
码符号
14.4kbps
4.4kbps 4.8kbps
每帧增加 8bit编码尾比特卷积编码r=1/3,K=9
符号重复
接入信道信息比特 (80bits/frame)
块交织28.8kbps
64 阶正交调制
数据突发随机化
长码发生器
帧数据速率
Q 信道序列1.2288Mcps
长码掩码
1/2 PN 码片时延 =406.9ns
D
基带滤波
基带滤波Cos(2fct)
Sin(2fct)
I(t)
Q(t)
s(t)
31
反向业务信道结构
I
Q
I 信道序列1.2288Mcps
4.8ksps(307.2kbps)
PN 码片1.2288Mcps
调制符号 (Walsh 码片 )
重复的码符号重复的码符号
28.8kbps
码符号
28.8kbps14.4kbps7.2kbps3.6kbps
8.6kbps4.0kbps2.0kbps0.8kbps
9.6kbps4.8kbps2.4kbps1.2kbps
增加帧质量指示比特 (12,10,8或 6bits/frame)
每帧增加 8bit编码尾比特
卷积编码r=1/3,K=9
符号重复
反向业务信道信息比特 (172,80,40或 16bits/fr
ame)
块交织
28.8kbps
64 阶正交调制 数据突发随机化
长码发生器
帧数据速率
Q 信道序列1.2288Mcps
长码掩码
1/2 PN 码片时延 =406.9ns
D
基带滤波
基带滤波Cos(2fct)
Sin(2fct)
I(t)
Q(t)
32
64 阶正交调制• Walsh 码不为反向信道提供信道化• 由编码器输出的数据每六个比特对应一个
Walsh 码( 6 符号变换到 64 个符号)• 数据由 28.8kbps 扩展到 307.2kbps
33
数据突发化• 反向信道采用选通方式发射• 所有速率均以全速率功率发射• 低速率的重复码元不发射(关闭发射机)• 发射机的关闭过程由数据突发化随机算法决定
34
OQPSK
• 在 Q路上插入 1/2 个 chip 时延,产生 OQPSK 调制• OQPSK阻止信号过零,大大减小调制信号动态范围,降低输出功率峰均比• 允许移动台采用简单的功率放大器
基站发射的 QPSK 移动台发射的 OQPSK
35
CDMA 信道总结¹ ¦Ä Ü Ç °Ï òÁ  · · Ï òÁ  ·
¾ À í± à ë 1/2Ë ÙÂ Ê 1/3Ë Ù Ê
Walsh ë Ì á¹ ©Ð ŵ À» ¯ 64½ ×µ ÷Ö Æ
³ ¤Â ëÀ ©Õ ¹ Ì á¹ ©¼ Óà ÜÐ Ô Ð Åµ À» ¯
¶ Ì ëÀ ©Õ ¹ ± êÊ ¶» ùÕ ¾ Ó Ã× ÷OQPSKµ ÷Ö Æ
Ö Ø · ûº Å «Ê ä ½ µµ ÍÖ Ø · ûº Ź ¦Â ÊÁ ¬Ð ø· ¢É ä
² ÉÓ ÃË æ» úÍ »· ¢· ½Ê ½² »Á ¬Ð ø· ¢É ä
µ ¼ÆµÐ ŵ À Ì á¹ ©Ï à ɽ ÓÊ Õ Ã »Ó е ¼ÆµÐ ŵ À£ ¬² ÉÓ Ã· ÇÏ à¸ É½ ÓÊ Õ
µ ÷Ö Æ· ½Ê ½ Ö §³ Ö¶ àÂ ëµ À «Ê ä£ ¬² ÉÓ ÃQPSK· ½Ê ½
² »Ö §³ Ö¶ àÂ ëµ À «Ê ä£ ¬² ÉÓ ÃOQPSK· ½Ê ½
36
CDMA 中的信源编码可变速率声码器 支持如下的信源编码 QCELP EVRC 支持话音激活 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。
37
CDMA 链路特点 反向链路特点
– 用户可在小区任何地方使用移动站• 各个移动站路径损耗不同,差别可达 80dB• 如果所有移动站以相同功率发射,到达基站的信号可能会相差 80dB ,会有巨大干扰,造成“远近效应”
– 不同移动站信道条件不同– 基站对接收信号作非相干解调– 反向功率控制要求高,控制动态范围大,灵敏度高,以补偿快速环境变化
前向链路特点– 信道相同
• 一个基站发射的所有信道经过相同路径到达移动站,信号会同时衰减– 前向信道正交性好– 移动站利用导频信号作相干解调– 由于前向信道特点,对前向功率控制要求不突出,其功率变化范围为 ±4dB
38
CDMA 中的功率控制• CDMA 系统是自干扰系统,限制 CDMA 系统容量的因素是总干扰• 当达到以下条件,系统容量最大
– 当在可接受的信号质量下,功率最小– 基站从各个移动台接收到的功率相同
• 在 CDMA 系统中,功率控制是关键技术
39
反向 开环功率控制 闭环功率控制
内环功率控制: 800 Hz 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
功率控制类型
40
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
发射功率 =k-平均接收功率 +NOM_PWR +INIT_PWR+ 接入修正值
½ÓÊ Õ¹ ¦Â Ê
· ¢É ä¹ ¦Â Ê
反向开环功率控制
41
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/Nt
Base StationMakes a ComparisonMobile Transmit
Power ControlCommands
Measured Eb/NtVs.
Eb/Nt Setpoint
反向闭环功率控制
42
移动台测量前向业务信道帧质量,周期方式或门限方式上报帧质量。基站根据上报的帧质量情况确定是否进行前向功率调节前向功率控制是一种慢速功率调节。
前向功率控制
43
当相邻小区的负荷一重一轻时,负荷重的小区降低导频信道的发射功率,使本小区边缘的用户切换到临近小区,从而实现负荷分担,也相当于增加了系统容量。
小区呼吸
44
软切换:在切换过程中,移动台开始与新的基站联系时,并不中断与原有的基站的通信。软切换会带来更好的话音质量,实现无缝切换、减少掉话可能,且有利于增加反向容量 更软切换:与软切换类似,发生在同一基站的不同扇区之间。 硬切换:在切换过程中,移动台与新的基站联系前,先中断与原基站的通信,再与新基站建立联系。硬切换过程中有短暂的中断,容易掉话。
不同频率间的切换到其它系统的切换
切换
45
软切换软切换提高质量
– 改善话音质量– 控制手机干扰– 降低掉话率– 改善小区覆盖软切换需要手机协助完成– 手机搜索强的导频信号– 手机上报导频信号搜索情况– 基站引导手机进行软切换
46
导频集是指具有相同的频率但有不同的 PN 码相位的导频集合有效集:与正在联系的基站对应的导频集合。候选集:当前不在有效集中,但是已有足够的强度表明与该导频对应基站的前向业务信道可以被成功解调的导频集合。相邻集:当前不在有效集或候选集中但是有可能进入候选集的导频集合。剩余集:其它导频集合。
导频集
47
(1) 导频强度超过 T_ADD , MS 将其加入候选集并上报BS(2) BS命令MS 将该导频加入有效集(3) 导频强度小于 T_DROP ,手机启动 T_DROP 定时器(4) T_DROP 定时器超时, MS 上报 BS(5) BS命令MS 将该导频从有效集中删除
软切换过程
48
IS-95A 系统时间 系统零时:定义 1980年 1月 6日 0 时整为系统起始时间。偏置为零的长码和短码此时同时处于初始状态 所有基站将在 GPS 时间的每个偶秒起始时刻(或在此之后 80ms 整数倍处)作为 0 偏置 PN 码(周期为 80/3 ms)的初态,即在此之前恰好输出了 1 个“ 1”和连续 15个“ 0”这样的 PN 码片 所有基站需将 1980年 1月 6日零时( GPS起始时间)作为 m 序列长码的初态(在此之前恰好输出了一个“ 1”码片和 41 个连续的“ 0”码片) 使用 GPS 定时的好处:切换快,同步简单
49
(1) 寻找 CDMA 频点,捕获导频,实现短码同步(2) 接收同步信道消息,获取 LC_STATE, SYS_TIME, P_RAT 等系统信息(3) 定时改变,实现长码同步(4) 守候在基本寻呼信道,接收系统消息(5) 可进行登记、始呼或被呼
移动台初始化过程
50
(1) Access Sub-Attempt由若干个 Access Sequence 组成;(2) 每个 Access Sequence由1……1+NUM_STEP 个 Access Probe 组成(3) 每个 Access Sequence 的第一个 Access Probe 由开环功率控制决定的初始功率发射
移动台接入过程
51
Initial Power
Power Step
Access Probe Sequence
Pream ble Segm ent Message Segm ent
1 -16 fram es 3 - 10 fram es
Access Channel Probe
TART
移动台接入过程 ( 续 )
接入信道前缀:全 0 接入信道帧,帮助 BTS 捕获接入信道
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内 容cdma2000 技术
概述概述 IS-95AIS-95A 技术特点技术特点 IS-95BIS-95B 技术特点技术特点 cdma2000 1xcdma2000 1x 技术特点技术特点 cdma2000 1xEVcdma2000 1xEV 技术特点技术特点 cdma2000 3xcdma2000 3x 技术特点技术特点 华为公司华为公司 cdma2000cdma2000 接入网络解决方案接入网络解决方案
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IS-95B 从 IS-95A 演化而来,完全兼容 IS-95A 主要变化:
增加速率集 2 : 14.4k 、 7.2k 、 3.6k 与 1.8kbps , 增加 EIB 方式的前向功率控制 增加增补码分信道以提高数据传输能力。单个用户可最多使用 8 个码
分信道( 1 FCH + 7 SCCH ),最大数据传输速率可达 76.8 / 115.2kbps 软切换相对门限 接入过程中的切换 移动台辅助的硬切换 BSS 间的软切换
IS-95B 技术特点
54
Add Frame Quality Ind
icator
F-TCH bits Add 8 Encoder Tail bit
s
Convolutional Encoder R=1/
2, K=9
Symbol Repetition
Block Interleaver (384 Symb
ols)+
Symbol point Mapping
( 0+1, 1-1)
Channel Gain
F-PSCH gain
Power Control bit positionDecimator
Long code Generator (1.228
8Mbps)
Power Control bits800Hz
Power Control Symbol Puncture
User n’s Long Code Mask
Bits68
1012
Data Rate1.83.67.2
14.4
Factpr8X4X2X1X
28.8 kspsBits/Frame2155125267
+
Wn
To QPSK
Add One Reserved/ Fla
g bit
Symbol Puncture(2 of 6)
19.2 ksps
IS-95B 前向业务信道结构 - 速率集 2•zhouxudong:
•导频信道:未调制的直接序列扩频信号。导频信道为相干解调提供相位参考,并可以提供一个比较基站之间信号强度的方法以确定什么时候进行切换。
55
Add Frame Quality Ind
icator
F-TCH bits Add 8 Encoder Tail bit
s
Convolutional Encoder R=1/
2, K=9
Symbol Repetition
Bits68
1012
Data Rate1.83.67.2
14.4
Factpr8X4X2X1X
28.8 kspsBits/Frame2155125267
Add One Erasure Indicato
r bit
Block Interleaver (576 Symb
ols)
64-ary Othogonal Modulator Data Burst Ra
ndomizer
Long code Generator (1.228
8Mbps)
User n’s Long Code Mask
+To OQPSK
28.8 ksps 307.2 ksps
IS-95B 反向业务信道结构 - 速率集 2•zhouxudong:
•导频信道:未调制的直接序列扩频信号。导频信道为相干解调提供相位参考,并可以提供一个比较基站之间信号强度的方法以确定什么时候进行切换。
56
14.4k 业务信道链路修正采用 13kbps声码器代替 8kbps声码器提供更高质量语音保持与 IS-95A 的兼容
前向采用 3/4 编码,利用符号重复与符号 抽取进行速率匹配反向采用 1/2 编码
57
反向开环功率控制闭环功率控制
内环功率控制: 800 Hz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 方式: 50 Hz
IS-95B 功率控制类型
58
用于速率集 2
MS 在反向业务信道向 BS 发送 EIB ( Erasure Indicator
Bit )。其中,如果收到的是一坏帧,则置 EIB=1 ;收到的是一好帧,则置 EIB=0
功率控制速率: 50Hz 。
前向功率控制 - EIB 方式
59
(1) 手机将有效集中的导频按强度排序为: PS1<PS2<……<PSn
(2) 导频 P2强度超过 T_ADD ,手机将其加入候选集(3) 导频 P2强度超过 [(SOFT_SLOPE/8) * 10 * log10(∑PSi) + ADD_INTERCEPT/2] ,手机向 BS 上报导频强度测量消息(4) BS命令MS 将 P2 加入有效集(5) 导频 P1强度小于 [(SOFT_SLOPE/8) * 10 * log10(∑PSi) + DROP_INTERCEPT/2] ,手机启动 T_DROP 定时器(6) T_DROP 定时器超时,手机上报导频测量消息(7) BS命令MS 将 P1 从有效集中删除(8) 导频 P1强度小于 T_DROP ,启动定时器(9) 定时器超时, MS 将 P1 从候选集中删除
IS-95B 技术特点 - 软切换“动态”门限
60
Access Handoff
Access Probe Handoff在始呼子状态或寻呼应答子状态,如果寻呼信道丢失或寻呼信道不足,且系统允许,则 MS触发接入过程中的切换。
IS-95B 技术特点 - 接入过程中的切换
61
CFSRPM(Report)
CFSCNM(Search Order)
F1 (serving)
F2 (candidate)
GHDM(HHO)
CFSRQM(Search Parameters)
CFSRSM(Acceptance)
1、 MS 工作在频点 F1,在 MAHHO过程中,首先由 BS 发起 CFSRQM(候选频率搜索请求参数消息),带候选频点搜索参数2、 MS 发回 CFSRSM (候选频率搜索应答消息)确认3、 BS 通过 CFSCNM (候选频率搜索命令消息)命令MS按设定的搜索参数搜索候选频点 F2; MS 在转到频点 F1时,将中断与频点 F1的联系4、 MS 通过 CFSRPM (候选频率搜索报告消息)报告搜索结果5、 BS 通过 GHDM (硬切换)命令MS 切换到频点 F2
IS-95B 技术特点 - 移动台辅助的硬切换
62
内 容cdma2000 技术
概述概述 IS-95AIS-95A 技术特点技术特点 IS-95BIS-95B 技术特点技术特点 cdma2000 1xcdma2000 1x 技术特点技术特点 cdma2000 1xEVcdma2000 1xEV 技术特点技术特点 cdma2000 3xcdma2000 3x 技术特点技术特点 华为公司华为公司 cdma2000cdma2000 接入网络解决方案接入网络解决方案
63
cdma2000 1xcdma2000 1x 概述概述 cdma2000 1xcdma2000 1x 前向信道前向信道
公共信道公共信道专用信道专用信道
cdma2000 1xcdma2000 1x 反向信道反向信道公共信道公共信道专用信道专用信道
TurboTurbo 码码 功率控制功率控制
cdma2000 1x 技术特点
64
cdma2000 1x 技术特点
IS-95A/B完全兼容增加多种信道提高系
统性能
1.23MHz信道带宽:物理层支持最大速率
307.2kbps8K/13K语音编码:
QCELP 8K EVRC
前向发射分集方式:OTD STS,
调制方式:HPSK反向QPSK前向
功率控制:前向反向快速功率控制
信道编码:卷积码和TURBO码
解调方式:导频辅助的相干解调
cdma2000 cdma2000 1x 1x
65
Ç°Ï òcdma2000ÐŵÀ
F-CACH F-CPCCH F-PICH F-CCCH
F-DCCH F-FCH F-PC F-SCCH F-SCH
F-PICH F-TDPICH F-APICH F-ATDPICH
F-SYNCH F-TCH F-BCH F-PCH F-QPCH
×ÓÐŵÀ (RC1~2) (RC3~9)
cdma2000 1x 前向信道类型
66
Radio Configuration
Spreading Rate
Max Data Rate* (kbps)
Effective FEC Code Rate
OTD Allowed FEC Encoding Modulation
1** 1 9.6 1/2 No Conv BPSK 2** 1 14.4 3/4 No Conv BPSK
3 1 153.6 1/4 Yes Conv and Turbo QPSK4 1 307.2 1/2 Yes Conv and Turbo QPSK5 1 230.4 3/8 Yes Conv and Turbo QPSK6 3 307.2 1/6 Yes Conv and Turbo QPSK7 3 614.4 1/3 Yes Conv and Turbo QPSK8 3 460.8 1/4 or 1/3 Yes Conv and Turbo QPSK9 3 1036.8 1/2or 1/3 Yes Conv and Turbo QPSK
前向无线配置 RC
67
呼叫处理过程可以利用原有的 F-PCH和 R-ACH进行。同时 cdma2000 前向引入了三种新的公共信道,可用来替代 F-PCH
F-BCH ( Forward Broadcast Channel )F-QPCH ( Forward Quick Paging Channel )F-CCCH ( Forward Common Control Channel )
引入新的公共信道的原因更低的延时更低的基站发射功率更小的 MS耗电F-BCH使MS 可以更快地获得系统消息F-QPCH的引入F-CCCH的设计使MS 可以更快地关机
新的公共信道特点
68
F-BCH 信道结构B lock
In ter leaver(1,536 S ym bols)
Add 16-B itF ram eQ u ality
In dicator
Add 8-B itE n coder
Tail
C on volu tion alE n coder
R = 1/ 2, K = 9
B roadcast C h an n el B its(744 B its per
40, 80, or 160 m sB roadcast C h an n el S lot)
D ata R ate19.2, 9.6, or 4.8 k bps
C h an n elG ain
S ign al Poin tM appin g0 +11 –1
S equ enceR epetition(1, 2, or 4
F actor )X
38.4 k sps
I an d Q S cram blin g B it E xtractorE xtract th e Pairs at a R ate of
M odu lation S ym bol R ate/(2 S cram blin g B it R epetition F actor )
S cram blin g B it R epetition1 F actor for N on -O TD
2 F actor for O TD
M odu lationS ym bol R ate
L on g C odeM ask for
B roadcastC h an n el
L on g C odeG en erator
(1.2288M cps)
M odu lationS ym bol
69
总体消息广播短消息广播可以有多个 F-BCH
基本的 F-BCH用于总体消息广播其它 F-BCHs 用于短消息广播
F-BCH 作用
70
F-QPCH 信道结构
Q u ick Pagin g C h an n elIn dicators
Indicator R ate 9.6 or 4.8 k spsD ata R ate 4.8 or 2.4 k bps
S ym bolR epetition(2 or 4F actor )
S ign al Poin t M appin g+1 W h en In dicator E n abled
0 O th erw iseC h an n el
G ain X19.2 k sps
M odu lationS ym bol
F-QPCH作用寻呼指示配置更改指示减少MS监视 F-PCH的时间
71
R=1/4
F-CCCH 信道结构
72
R=1/2
F-CCCH 信道结构
73
发送与 MS 特定的消息可以有多个 F-CCCH
基本的 F-CCCH用于寻呼 MS其它 F-CCCHs 用于直接与 MS 通信 确认消息 信道指配消息 短数据突发
F-CCCH 作用
74
PilotChannels(All 0’s)
Data RateBits/20 ms (kbps) Factor96 4.8 2192 9.6 1
ConvolutionalEncoderR = 1/2, K = 9PagingChannelBits
SymbolRepetitionBlockInterleaver(384Symbols)
ChannelGainSignal PointMapping0 +11 –1
XI
XQ0
ConvolutionalEncoderR = 1/2, K = 9SyncChannelBits
SymbolRepetition(2 Factor)BlockInterleaver(128Symbols)32 Bits per26.666... ms FrameData Rate 1.2 kbps
ChannelGainSignal PointMapping0 +11 –1
XI
XQ0
ChannelGainSignal PointMapping0 +11 –1
XI
XQ0
19.2 ksps
19.2 ksps
DecimatorLong CodeGenerator(1.2288Mcps)
Long CodeMask forPagingChannel p
ModulationSymbol
ModulationSymbol4.8 ksps
导频、同步、寻呼信道结构
75
F-PICH :信道估计、多径搜索、临近小区测量
F-TDPICH :支持发射分集,与 F-PICH 配合
F-APICH 、 F-ATDPICH :波束成形。一组 MS或一个 MS 一个辅助导频信道。智能天线应用
导频信道
76
D ata R ateB its/ F ram e B its (k bps) S ym bols R ate (k sps)
24 B its/ 5 m s 16 9.6 96 19.2172 B its/ 20 m s 12 9.6 384 19.2
C on volu tion alE n coder
R = 1/ 2, K = 9
AddF ram eQ u ality
In dicator
Add 8E n coderTail B its
F orwardD edicated
C on trolC h an n el
B its
B lockIn ter leaver W
M odu lationS ym bol
D ata R ateB its/ F ram e B its B its (k bps) D eletion S ym bols R ate (k sps)
24 B its/ 5 m s 0 16 9.6 Non e 192 38.4267 B its/ 20 m s 1 12 14.4 4 of 12 768 38.4
F orwardD edicated
C on trolC h an n el
B its
C on volu tion alE n coder
R = 1/ 4, K = 9
AddF ram eQ u ality
In dicator
Add 8E n coderTail B its
AddR eserved
B itsS ym bol
Pu n ctu reB lock
In ter leaver W
M odu lationS ym bol
Data RateBits/Frame Bits (kbps) Symbols Rate (ksps)24 Bits/5 ms 16 9.6 192 38.4172 Bits/20 ms 12 9.6 768 38.4
ConvolutionalEncoderR = 1/4, K = 9AddFrameQualityIndicator
Add 8EncoderTail Bits
ForwardDedicatedControlChannelBitsBlockInterleaver W
ModulationSymbol
RC4
RC5
RC3
F-DCCH 信道结构
77
F-DCCH 作用F-DCCH 用于在呼叫过程中传送用户和信令信息。每个前向业务信道可以有一个 F-DCCH 。支持 5ms 帧。支持非连续传输。
78
D ata R ateB its/ F ram e B its (k bps) R F actor D eletion S ym bols R ate (k sps)
24 B its / 5 ms 16 9.6 1/ 2 1 Non e 96 19.2
16 B its/ 20 m s 6 1.5 1/ 2 8 1 of 5 384 19.240 B its/ 20n m s 6 2.7/ n 1/ 2 4 1 of 9 384 19.2/ n80 B its/ 20n m s 8 4.8/ n 1/ 2 2 Non e 384 19.2/ n
172 B its/ 20n m s 12 9.6/ n 1/ 2 1 Non e 384 19.2/ n
360 B its/ 20n m s 16 19.2/ n 1/ 2 1 Non e 768 38.4/ n744 B its/ 20n m s 16 38.4/ n 1/ 2 1 Non e 1,536 76.8/ n
1,512 B its/ 20n m s 16 76.8/ n 1/ 2 1 Non e 3,072 153.6/ n3,048 B its/ 20n m s 16 153.6/ n 1/ 2 1 Non e 6,144 307.2/ n6,120 B its/ 20n m s 16 307.2/ n 1/ 2 1 Non e 12,288 614.4/ n
C on volu tion alor Tu rboE n coder
Sym bolR epetition
S ym bolPu n ctu re
B lockIn ter leaver
AddF ram eQ u ality
In dicator
Add 8R eserved/E n coderTail B its
WC h an n elB its
Notes:1. n is th e len gth of th e fram e in m u ltiples of 20 m s. F or 40 ch an n el bits per fram e, n = 1 or 2. F or m ore
th an 40 ch an n el bits per fram e, n = 1, 2, or 4.2. Th e 5 m s fram e is on ly u sed for th e F orward F u n dam en tal C h an n el, an d th e F orward F u n dam en tal C h an n el on ly u ses from
16 to 172 ch an n el bits per fram e with n = 1.3. Tu rbo codin g m ay be u sed for th e F orward Su pplemen tal C h an n els w ith 360 or m ore ch an n el bits per fram e; oth erwise, K = 9
con volu tion al codin g is u sed.4. W ith con volu tion al codin g, th e R eserved/ E n coder Tail b its provide an en coder tail. W ith tu rbo codin g, th e fi rst two of th ese bits
are reserved bits th at are en coded an d th e last six bits are replaced by an in tern ally gen erated tail.
M odu lationS ym bol
RC4
F-FCH 和 F-SCH 信道结构
79
Power con trol sym bol pu n ctu r in g is on th e F orward F u n dam ental C h an n els an d F orward D edicated C on trol C h an n els on ly.
W
I an d Q S cram blin g B it E xtractorE xtract th e Pair s at a R ate of
M odu lation S ymbol R ate/(2 S cram bling B it R epetition F actor)
S cram blin g B it R epetition1 F actor for N on -O TD
2 F actor for O TD
M odu lationS ym bol R ate
M odu lationS ymbol R ate
C h an n elG ain
S ign al Poin tM appin g0 +11 –1
F orward PowerC on trol
S u bch an n elG ain
PowerC on trolS ym bol
Pu n ctu rePower C on trol
B its1 V alu es
16 B its per20 m s F rameor 4 B its per5 m s F ram e
Pu n ctu re T im in gC on trol (800 H z)
X
M odu lationS ym bol R ate
D ecimatorPower
C on trolB it Position
E xtractor
L on g C odeM ask
for U ser m
L on g C odeG en erator
(1.2288M cps)
长码扰码、功率控制比特插入、信号成形
80
多种发射模式
cdma2000 1x 前向支持多种发射模式– Non-TD– TD ( Transmit Diversity 发射分集)
• OTD ( Orthogonal Transmit Diversity )• STS ( Space Time Spreading )
81
前向信道 Non-TD 调制结构
PN Q
当控制端有信号时输入信号
90旋转 度
基带滤波
基带滤波
I
Q
+
-
tf c2cos
tf c2sin
+
-
+
-
I i n
Qi n
Wal sh函数
QOF标志
Wal sh旋转
复数相乘
控制
PN I
YI
YQ
DeMuxY
82
正交发射分集 OTD模式
符号分解
Wal sh扩频QPSK调制
Wal sh扩频QPSK调制 2天线
1天线
X
1IX
2IX
2QX
1QX
辅助导频信号W16
128
符号重复( +, +)
符号重复( +, +)
符号重复( +, - )
符号重复( +, - )
导频信号W0
128
83
空时扩展 STS模式
wal sh扩频QPSK调制
wal sh扩频QPSK调制 2天线
1天线
辅助导频信号W16
128
符号重复( +, +)
符号重复( +, - )
导频信号W0
128
∑+
-
符号重复( +, +)
符号重复( +, - )
∑+
+
符号重复( +, - )
符号重复( +, +)
∑+
+
符号重复( +, - )
符号重复( +, +)
∑-
+
YI 1
YI 1
YI 2
YI 2
YQ1
YQ1
YQ2
YQ2
• 在多天线上发射所有前向信道• 以互补的 Walsh 码或伪随机码扩频
84
IS-95A/B 前向最多只有 64 个码道,可能不够。 cdma2000 通过 QOF( Quasi-Orthogonal Functions )扩展前向码道。QOF由 walsh 码掩码组成QOF 特点
不同的 QOF 掩码将码字分成若干个组同组中的码字间相互正交不同组的码字间存在非 0 相关特性,称作伪正交。
码道分配W0
64 :导频信道W32
64 :同步信道W32
64 :寻呼信道W80
128 , W48128 , W112
128 :快速寻呼信道
QOF
85
· ´ Ï òcdma2000ÐŵÀ
R-ACH R-TCH² Ù×÷ R-EACH R-CCCH
R-SCCH
R-FCH
R-TCH² Ù×÷² Ù×÷ ² Ù×÷(RC1~2) (RC3~6)
R-EACH
R-PICH
R-CCCH
R-PICH
R-DCCH
R-PICH
0~7 0~1
R-SCH
R-FCH
0~2
0~1
×ÓÐŵÀR-PC
cdma2000 1x 反向信道结构
86
Radio Configuration
Spreading Rate
Max Data Rate* (kbps)
Effective FEC Code Rate
OTD Allowed FEC Encoding Modulation
1** 1 9.6 1/3 No Conv 64-ary ortho 2** 1 14.4 1/2 No Conv 64-ary ortho
3 1 153.6 1/4 Yes Conv or Turbo BPSK(307.2) (1/2)
4 1 230.4 3.8 Yes Conv or Turbo BPSK5 3 153.6 1/4 Yes Conv or Turbo BPSK
(614.4) (1/3)6 3 460.8 1/4 Yes Conv or Turbo BPSK
(1036.8) (1/2)
反向无线配置 RC
87
RC1 和 RC2 分别对应于 IS-95A/B里的速率集 1 和速率集 2 。cdma2000 1x 前向: RC1~RC5 ;反向: RC1~RC4 。组合规则:
前向 RC1 、反向 RC1 ;前向 RC2 、反向 RC2 ;前向 RC3或 RC4 、反向 RC3 ;前向 RC5 、反向 RC4 ;
RC 组合规则
88
反向导频用于初始捕获跟踪反向相干解调功率控制测量
利用反向导频信道,基站能进行相干解调,提高了接收性能,增大了反向信道容量cdma2000 1x 是 IS-95A/B 的 2倍
M U X A
P ilot(all '0 's)
Power C on trolB it
N is th e S pread in g R ate n u m ber
P ilot PowerC on trol
1 P ower C on trol G rou p= 1536 N PN C h ips
384 N C h ips
反向导频信道
89
R-EACH头结构
R-EACH 和 R-CCCH 信道结构
R-EACH 和 R-CCCH 信道结构
90
R-EACH 作用E n h an ced AccessC h an n el P ream ble
E n h an cedAccess H eader
P ream bleTran sm ission
(S ee F igu re 2.1.3.4.2.3-1)
Tx Power
R everse P ilotC h an n el
E n h an ced AccessD ata
P ream ble
1.25 m s
E n h an cedAccess D ata
R everse P ilot C h an n el Tran sm ission
E n h an ced AccessH eader
Not tran sm itted inB asic Access M ode
Not tran sm itted inR eservation Access M ode
5 m s 20, 10, or 5 m s
MS 初始接入,如:始呼、被呼应答有三种接入模式
基本接入模式:前缀 + 数据功率控制接入模式:前缀 +头 + 数据预约接入模式:前缀 +头,数据在 R-CCCH 上发送
91
R-CCCH 作用
R everse C om m onC on trol C h an n el
P reamble
R everse C om m on C on trol C h an n elD ata
20, 10, or 5 ms
R everse P ilot C h an n el Tran smission
R everse C om m on C on trol C h an n elTran sm ission
P ream bleTran sm ission
(S ee F igu re 2.1.3.5.2.3-1)
Tx Power
R everseP ilot
C h an n el
R everseC om m onC on trolC h an n el
P ream ble
1.25 m s
无反向业务信道时传送用户或信令信息。
92
D ata R ateB its/ F ram e B its (k bps) S ymbols R ate (k sps)
24 B its/ 5 m s 16 9.6 384 76.8172 B its/ 20 m s 12 9.6 1,536 76.8
C on volu tion alE n coder
R = 1/ 4, K = 9
S ym bolR epetition
(2F actor)
AddF ram eQ u ality
Indicator
Add 8E n coderTail B its
R everseD edicated
C on trolC h an n el
B its
B lockIn ter leaver B
M odu lationS ym bol
D ata R ateB its/ F ram e B its B its (k bps) D eletion S ym bols R ate (k sps)
24 B its/ 5 m s 0 16 9.6 Non e 384 76.8267 B its / 20 m s 1 12 14.4 8 of 24 1,536 76.8
R everseD edicated
C on trolC h an n el
B its
C on volu tion alE n coder
R = 1/ 4, K = 9
S ym bolR epetition
(2F actor )
S ym bolPu n ctu re
B lockIn ter leaver
AddF ram eQ u ality
In d icator
Add 8E n coderTail B its
AddR eserved
B itsB
M odu lationS ym bol
RC 3
RC 4
R-DCCH 信道结构
93
D ata R ateB its / F rame B its (kbps) R F actor D eletion Symbols R ate (k sps )
24 B its / 5 ms 16 9.6 1/ 4 2 None 384 76.8
16 B its/ 20 ms 6 1.5 1/ 4 16 1 of 5 1,536 76.840 B its / 20n m s 6 2.7/ n 1/ 4 8 1 of 9 1,536 76.8/ n80 B its / 20n m s 8 4.8/ n 1/ 4 4 None 1,536 76.8/ n
172 B its / 20n m s 12 9.6/ n 1/ 4 2 None 1,536 76.8/ n
360 B its / 20n m s 16 19.2/ n 1/ 4 1 None 1,536 76.8/ n744 B its / 20n m s 16 38.4/ n 1/ 4 1 None 3,072 153.6/ n
1,512 B its/ 20n m s 16 76.8/ n 1/ 4 1 None 6,144 307.2/ n3,048 B its/ 20n m s 16 153.6/ n 1/ 4 1 None 12,288 614.4/ n6,120 B its/ 20n m s 16 307.2/ n 1/ 2 1 None 12,288 614.4/ n
C onvolu tion alor T u rboE n coder
SymbolR epetition
SymbolPu n ctu re
B lockIn terleaver
AddF rameQu ality
Indicator
Add 8R eserved/E n coderT ail B its
C hann elB its C
N otes:1. n is the len gth of the frame in mu ltiples of 20 ms . F or 40 channel bits per fram e, n = 1 or 2. F or more
th an 40 ch an nel bits per frame, n = 1, 2, or 4.2. T he 5 ms frame is on ly u sed for the R everse F u n damental C h an nel, and the R everse F u ndamen tal C hannel on ly u ses from
16 to 172 ch annel bits per frame with n = 1.3. T u rbo codin g may be u sed for the R everse Su pplemen tal C hannels w ith 360 or more channel bits per fram e; otherw ise, K = 9
convolu tional codin g is u sed.4. W ith convolu tional codin g, the Reserved/ E n coder T ail bits provide an encoder tail. W ith tu rbo codin g, th e first two of these bits
are reserved bits that are encoded and the last s ix bits are replaced by an in tern ally gen erated tail.
M odu lationSymbol
RC3
R-FCH/R-SCH 信道结构
94
反向信道扩频调制结构
MASK长码
C
Wal sh Cover
相对增益
∑
相对增益
A
B
Wal sh Cover
C
Wal sh Cover
相对增益
∑
相对增益C
Wal sh Cover
+
+
+
+
+
∑ 基带滤波
∑ 基带滤波
2以 抽取
延迟1chi p
长码生成器
I PN路 序列 Q PN路 序列
Wal sh Cover( + - )
∑+
+
cos2π f ct
si n2π f ct
2反向补充信道
反向导频信道
反向专用控制信道
反向基本信道
1反向补充信道 、反向公共控制信道、或增强接入信道
反向信道特点:采用 Walsh 扩频多码道传输HPSK 调制
95
HPSK ( Hybrid PSK ) ,亦称为 OCQPSK ( Orthogonal Complex QPSK )作用:减少过零率减少对功放的线性要求
HPSK
( a)采用普通复扰码结构后的信号 ( b) HPSK采用 调制后的信号
x x
y y
0
0
0
0
- 3. 4
- 3. 4 3. 4
3. 4
- 3. 1
- 3. 1
3. 1
3. 1
96
cdma2000 信道编码 - Turbo 码 (1)
交织器
tX
X( t )
)(0 tY
)(1 tY
)(' tX
)('0 tY
)('1 tY
复用抽取器
CC2
CC1
97
cdma2000 信道编码 - Turbo 码 (2)
• 编码器组成– 两个分量码编码器 (递归系统卷积码 )– 一个交织器– 输出符号复用与抽取
• Turbo 码的特点– 对输入的信息序列进行两次编码,译码时可相互交换信息– 交织器的引入使得信息比特不仅受邻近校验比特的保护,而且受距离很远的校验比特的保护
• Turbo 码性能明显优于卷积码,可以达到逼近信道极限的效果
98
cdma2000 信道编码 - Turbo 码 (3)
• 图中 Turbo 码中交织块大小为 1530 ,解码迭代次数为 3次• 可见 Turbo 码性能优于卷积码
99
cdma2000 功率控制类型反向
开环功率控制闭环功率控制
内环功率控制: 800 Hz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 方式: 50 HzQIB 方式: 50 Hz快速功率控制: 800 Hz
100
R-PCSCH 与 R-PICH 复用快速前向功控: 800Hz
前向快速功率控制
101
兼容 IS-95A/B ( RC1&RC2)
反向导频Turbo 码发射分集前向采用 QPSK ;反向采用 HPSK
物理层提供的速率最大达 307.2 kbps
话音用户容量是 IS-95 的 2倍,数据容量是 IS-95 的 3
倍
cdma2000 1x 技术特点总结
102
cdma2000 与 IS-95 比较 (1)
对比项 IS-95A/B cdma2000 1x频谱占用 1.23MHz 1.23MHz传输速率 IS-95B 最 大 支 持 速 率 为
76.8kbps/115.2kbpscdma2000 1x能支持最大速率为307.2kbps
无线配置(RC) Rate Set 1 9.6kbps Rate Set 2 14.4kbps
前向支持 RC1~5反向支持 RC1~4
反向导频信道 不支持 支持反向导频信道,提供相干解调
信道编码 卷积码 卷积码、Turbo码调制方式 前向 QPSK
反向 OQPSK前向 QPSK反向 HPSK
反向扩频方式 采用 64阶正交调制,长码扩频 采用Walsh码扩频前向功率控制 慢速功率控制 增加前向 QIB方式:50Hz
前向快速功率控制:800 Hz发射分集 无 支持 Non-TD、OTD、STS方式
103
cdma2000 与 IS-95 比较 (2) 信道类型 IS-95A/B cdma2000-
1X Forward Pilot Channel √ √ Transmit Diversity Pilot Channel √ Auxiliary Pilot Channel √ Auxiliary Transmit Diversity Piolt Channel √ Sync Channel √ √ Paging Channel √ √ Broadcast Channel √ Quick Paging Channel √ Common Power Control Channel √ Common Assignment Channel √ Forward Common Control Channel √ Forward Dedicated Control Channel √ Forward Fundamental Channel √ √ Forward Supplemental Code Channel √ √
Forward Channel
Forward Supplemental Channel √ Reverse Pilot Channel √ Access Channel √ √ Enhanced Access Channel √ Reverse Common Control Channel √ Reverse Dedicated Control Channel √ Reverse Fundamental Channel √ √ Reverse Supplemental Code Channel √ √
Reverse Channel
Reverse Supplemental Channel √
104
cdma2000 与 IS-95 比较 (3)
注 1 :每扇区载频所支持的 8K/13K话音用户的数量注 2 :根据现有网络运行参数和仿真计算的结果,空中接口每扇区载频所能提供的最大数据流量。
IS-95A IS-95B cdma2000-1X 载频带宽 1.25MHZ 1.25MHz 1.25MHz 业务种类 Circuit Circuit/Packet Packet 业务速率 9.6/14.4Kbps 56.6/64Kbps 144Kbps
话音用户/扇区/载频注1
22/14用户 22/14用户 44/28用户
空中接口容量/扇区载频注2
105.6kbps 105.6kbps 337.92kbps
105
内 容cdma2000 技术
概述概述 IS-95AIS-95A 技术特点技术特点 IS-95BIS-95B 技术特点技术特点 cdma2000 1xcdma2000 1x 技术特点技术特点 cdma2000 1xEVcdma2000 1xEV 技术特点技术特点 cdma2000 3xcdma2000 3x 技术特点技术特点 华为公司华为公司 cdma2000cdma2000 接入网络解决方案接入网络解决方案
106
无线 Internet 接入对语音和高速分组数据提出了不同的需求语音:低速、对称、低突发性数据:高速突发性、不对称、更低的 BER 要求频率将继续是稀有资源,只要能获得可比的性能, 1.25M 系统比 5M 系统更有吸引力。在向高速分组数据业务演进时, cdma2000 1x 系统将对基站系统和终端系统的影响降到了最小
cdma2000 1x 演进的动力
107
Qualcomm 提出的 HDR ( High Data Rate )方案Motorola 、 LSI Logic 和 Nokia 提出 1XTREME 方案中国提出的 LAS-CDMA 方案
cdma2000 1x增强技术主要方案
108
1xEV 分为两个阶段:•phase 1: 1xEV-DO ( Data Only )
只提供对分组数据业务的支持,不支持实时的语音业务今年 10月标准定稿; 2001 年 1月开始试验网; 2001年年底开始商用
•phase 2: 1xEV-DV ( Data and Voice )可以同时提供非实时的分组数据业务和实时的语音业务。2001年 10月标准定稿; 2002年 1月开始试验。
cdma2000 1xEV 演进时间表1xEV Phase 1
· Çʵʱ¡ ¢ ßËÙ·Ö×éҵΠñ
cdma2000 1x
study period
1xEV Phase 2Í ¬Ê±Ö§³Öʵʱº Í · ÇʵʱҵΠñ
Phase 1 BLText Done(August 2000)
oct, 2000 oct 2001
109
基于 Qualcomm 提出的 1xHDR ( High Data Rate )只提供非实时的分组数据业务反向继续采用功率控制前向最大功率发射,采用速率控制较高的频谱利用率,反向最高可传输 153.6 kbps ;前向最高可传输 2.4576 Mbps所有的数据速率都使用 Turbo 码反向继续使用 HPSK 调制;前向使用 QPSK 、 8-PSK 、16-QAM 调制采用为分组业务优化的时隙 / 帧结构
cdma2000 1xEV-DO 技术特点
110
cdma2000 1xEV-DV 速率需求Ç °Ï ò · Ï ò
» °Ò ôÈ ÝÁ ¿ 2± ¶Ó Úcdma2000 1x
2± ¶Ó Úcdma2000 1x
Outdoor¸ ßË ÙÊ ý¾ Ý· åÖ µË Ù Ê
2.4Mbps 1.25Mbps
Outdoor¸ ßË ÙÊ ý¾ Ýƽ¾ ùË Ù Ê
600kbps 600kbps
Outdoor² ½Ð ÐÊ ý¾ ÝË Ù Ê
2Mbps 1.25Mbps
IndoorÊ ý¾ ÝË ÙÂ Ê 2Mbps 1.25Mbps
111
三种业务模式:实时、非实时、实时 /非实时混合语音和分组数据业务可以与 cdma2000 1x 、 cdma2000 1xEV-DO 互操作,包括切换同一载频可以同时支持实时和非实时的业务语音和分组数据业务选项和容量可以支持未来语音和图像编码方式的融合语音质量达到或超过 cdma2000 系统语音质量。1xEV-DV标准必须从 1xEV-DO演进,其标准可能基于:
仍以 1xHDR 为基础融合其它技术
cdma2000 1xEV-DV需求
112
内 容cdma2000 技术
概述概述 IS-95AIS-95A 技术特点技术特点 IS-95BIS-95B 技术特点技术特点 cdma2000 1xcdma2000 1x 技术特点技术特点 cdma2000 1xEVcdma2000 1xEV 技术特点技术特点 cdma2000 3xcdma2000 3x 技术特点技术特点 华为公司华为公司 cdma2000cdma2000 接入网络解决方案接入网络解决方案
113
0 1 M Hz 2 M Hz 3 M Hz 4 M Hz 5 M Hz
0 1 M Hz 2 M Hz 3 M Hz 4 M Hz 5 M Hz
1 .2 5 M Hz
F orw ardL in k
R ev erseL in k
码片速率 N*1.2288 Mcps , N=1,3,6,9,12
接入速率最大可达 2Mbps
前向:多载波,反向:直扩由于 cdma2000 1xEV 的发展, cdma2000 3x 技术可能发生变化
cdma2000 3x 技术特点
114
cdma2000 3x 前向信道 (1)
• cdma2000 3x 前向信道采用多载波模式• 占用相邻的 3 个 1.2288MHz 的频段• cdma2000 3x 与 cdma2000 1x 可以共 存,• 使用多载波模式,可以重复使用 cdma2000 1x 的频段与现有设备,减少费用与风险,节约频带资源,实现平滑过渡
115
cdma2000 3x 前向信道 (2)
IS-95B1载频
IS-95B2载频
IS-95B3载频
保护频带
保护频带
A载波 C载波B载波
625KHz
625KHz1.25MHz 1.25MHz1.25MHz
5MHz串并变换
串并变换
扩频QPSK调制
天线
IX
QX
1IX
2IX
2QX
1QX
扩频QPSK调制
扩频QPSK调制
3IX
3QX
1载频
2载频
3载频
116
内 容cdma2000 技术
概述概述 IS-95AIS-95A 技术特点技术特点 IS-95BIS-95B 技术特点技术特点 cdma2000 1xcdma2000 1x 技术特点技术特点 cdma2000 1xEVcdma2000 1xEV 技术特点技术特点 cdma2000 3xcdma2000 3x 技术特点技术特点 华为公司华为公司 cdma2000cdma2000 接入网络解决方案接入网络解决方案
117
cdma2000 平滑过渡
1 IS-95A/B载频 cdma2000 1X载频1 IS-95A/B载频+ 2 cdma2000 1X载频
cdma2000 1x 兼容 IS-95A/B。增加 SCH以支持分组业务。可以通过增加 cdma2000 1x BSC和 cdma2000 1x BTS的方式平滑过渡即业务可以平滑升级,但设备需增加
118
从 2G 到 3G 的平滑过渡
1.25MHz 1.25MHz 1.25MHz 1.25MHz f
IS-95A/B
1.25MHz 1.25MHz 1.25MHz 1.25MHz f
cdma2000 1XEV cdma2000-3X
1.25MHz 1.25MHz 1.25MHz 1.25MHz f
cdma2000 1X
Í ø çÑ Ý½ ø
2G/2.5G
3G
3G
IS-95A/B IS-95A/B IS-95A/B
IS-95A/B IS-95A/B
119
系统的演进 (1)
BSC
MSC
BSC
cdma2000 BTScdma2000 MS
IS-95 MS
cdma2000 BTS
IS-95 BTS
IS-95 BTS
IS-95 BTS
A3/A7
Abis
IS-95 网络
IS-95 网络
IS-95 MS
PSTN/ISDN
其他 PLMN
INTERNET
120
系统的演进 (2)
BSC
PCF Internet
BSC
cdma2000 BTScdma2000 MS
IS-95 MS
cdma2000 BTS
IS-95 BTS
IS-95 BTS
IS-95 BTS
A3/A7
A8/A9
Abis
cdma2000 网络
IS-95 网络
IS-95 MS
PSTN/ISDN
MSC
更新 BSC
升级 BSC
121
系统的演进 (3)
INTERNETBSC
SDH
MSCSSP/VLR
HLR/AUC/EIR
PCF
PSTNISDN
PLMN
GMSC/SSP
分组域
PDSN/FA
MIP HA
AAA
BSC
BTS
MS
MS
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
无线接入网络 电路域
A3/A7
A1/A2/A5
A8/A9A10/A11
Abis
A1/A2/A5A8/A
9
全 cdma2000网络
122
cdma2000 接入网络解决方案第一步- cdma2000 1x阶段
阶段一: cdma2000 1x 接入网络基本解决方案阶段二: cdma2000 1x 接入网络完善解决方案
第二步- cdma2000 1xEV阶段cdma2000 1xEV-DO 接入网络解决方案cdma2000 1xEV-DV 接入网络解决方案
第三步- cdma2000 3x阶段 ( ? )
cdma2000 3x 接入网络解决方案
华为公司 cdma2000 接入网络演进解决方案
123
2001 2002 2003
1x 接入网络完善解决方案
1xEV 接入网络解决方案
3x3x 接入网络接入网络解决方案解决方案
1x 接入网络基本解决方案
各阶段解决方案时间表
124
2001 20032002
路标
cdma2000 1x» ù± ¾½ â¾ ö· ½° ¸» ùÕ ¾ 4*3/2*6Å äÖ Ã» ù± ¾Ó ïÒ ôÒ µÎ ñº ÍÖ ÐË Ù· Ö× éÒ µÎ ñ
cdma2000 1xÍ êÉ Æ½ â¾ ö· ½° ¸Ï µÁ л » ùÕ ¾Í êÉ Æ1xÒ µÎ ñ
cdma2000 3x¸ ü ßµ Ä· þÎ ñÖ ÊÁ ¿Ö §³ Ö ALL IP
cdma2000 BSC V1.0R01
cdma2000 1xEV¸ ßË Ù· Ö× éÊ ý¾ ÝÒ µÎ ñ
cdma2000 BTS V1.0R01
cdma2000 BSC V1.0R02
cdma2000 BTS V1.0Rxx
cdma2000 BSC V2.0
cdma2000 BTS V2.0
cdma2000 BSC V3.0
cdma2000 BTS V3.0
华为 cdma2000 接入网络产品路标
125
cdma2000 1x 接入网络解决方案
cdma2000 1x 接入网络解决方案阶段一: cdma2000 1x 接入网络基本解决方案阶段二: cdma2000 1x 接入网络完善解决方案
126
市场定位 :适于运营商初期高起点建设 CDMA网络
INTERNETBSC
SDH
MSCSSP/VLR
HLR/AUC/EIR
PCF
PSTNISDN
PLMN
GMSC/SSP
分组域
PDSN/FA
MIP HA
AAA
BSC
BTSMS
MS
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
无线接入网络 电路域
A3/A7
A1/A2/A5
A8/A9A10/A11
Abis
A1/A2/A5A8/A
9
cdma2000 1x 接入网络基本解决方案
127
无线接入网结构及接口描述
A1/A2½Ó¿Ú
PCF
PDSN
A7½Ó¿Ú
A10/A11½Ó¿Ú
A8/A9½Ó¿Ú
BTSBTS¡¤¡¤¡¤
BSC
Abis½Ó¿Ú
BSBTSBTS¡¤¡¤¡¤
BSC
Abis½Ó¿Ú
BS
PCF
A8/A9½Ó¿Ú
A3ÐÅÁî½Ó¿ÚA3ÒµÎñ½Ó¿Ú
BSSAPSCCPMTPÎïÀí²ã
A11ÐÅÁîUDPIPÁ·²ãÎïÀí²ã
A10ÒµÎñGREIPÁ·²ãÎïÀí²ã
IPÍøMSC
128
cdma2000 BSS 功能BSC 功能
– 呼叫控制– 无线资源管理– 功率控制– 切换控制– 基站逻辑操作维护– 空中接口MAC 、 LA
C层
BTS 功能– 空中接口控制– 功率控制– 环境监控
129
cdma2000 1x 基本解决方案—— BSC产品结构
ATM½ »» »» ú¹ ¦Ä ÜÄ £¿ é
× ÊÔ ¹ ÜÀ í¹ ¦Ä ÜÄ £¿ é
Abis/A1-A11² Ù× ÷Î ¬» ¤¹ ¦Ä ÜÄ £¿ é
» ù± ¾ ¦À í¹ ¦Ä ÜÄ £¿ é
» ù± ¾ ¦À í¹ ¦Ä ÜÄ £¿ é.....
LAN
Abis/A1-A11
Abis/A1-A11
130
cdma2000 1x 基本解决方案—— BSC产品规格 单模块支持 5万用户,可平滑扩容到 10模块 50万用户 最大支持 1280 个 cdma2000 1x TRX BHCA≥1000K ,支持 15000Erl 兼容 IS-95A/B ,并可通过软件升级向后演进 支持硬切换、更软切换、 BSC内软切换和 BSC之间的软切换 先进的无线资源管理算法,华为公司专利 基于华为公司成熟的 ATM 交换机平台,交换容量为 25G 提供 E1 、 STM-1 等接口 支持 2Mbps 的 No.7 信令链路,支持多信令点
131
cdma2000 1x 基本解决方案—— BTS产品规格 单机柜 12载频,通过并柜可平滑扩容到 36 载频 支持全向、 1*3 、 2*3 、 4*3 、 1*6 、 2*6 等小区配置 覆盖面积大,小区半径最大可达 125公里,可适合小容量大覆盖的初期建设 支持 GPS/Glonass 以及外接时钟同步方式 物理层提供最大 307.2kbps 数据传输数率 支持星型、链型和树型组网方式 Abis 接口传输提供 E1 、 STM-1 方式
132
cdma2000 BTS 组网支持星型、链型、树型、环型组网方式
BSC
BTS BTSBTS
E1E1
E1
BSC
BTS
BTS
BTS
STM-1STM-1STM-1
STM-1 STM-1
STM-1
n*E1E1 E1 E1 E1
BTSBTS
星型
环型
BTS BTS
树型
链型
133
市场定位 :适于对 cdma2000 1x 业务需求的增长和多样化
INTERNETBSC
SDH
MSCSSP/VLR
HLR/AUC/EIR
PCF
PSTNISDN
PLMN
GMSC/SSP
分组域
PDSN/FA
MIP HA
AAA
BSC
MICRO BTS
MS
MS
BTS
BTS
BTS
BTS
OUTDOOR BTS 无线接入网络
电路域
A3/A7
A1/A2/A5
A8/A9A10/A11
Abis
A1/A2/A5A8/A
9
R-RFM
R-RFM
系列化基站
RF光纤拉远
cdma2000 1x 接入网络完善解决方案
134
cdma2000 BSC 产品规格 支持小区呼吸 支持定位业务 支持接入切换 支持地面电路预指配、早指配 支持快速寻呼 支持加密流程 支持 PACA 呼叫 支持带内 DTMF
135
cdma2000 BTS 产品规格 提供室内型、室外型、微型、大容量等系列化基站
室内普通基站 室外型基站 微型基站 室内大容量基站
大容量基站,单机柜支持最大不小于 18 载频 支持射频模块光纤拉远
136
市场定位 : 适于在 cdma2000 1x网络上支持更快的速率 数据业务热点地区
INTERNETBSC
SDH
MSCSSP/VLR
HLR/AUC/EIR
PCF
PSTNISDN
PLMN
GMSC/SSP
分组域
PDSN/FA
MIP HA
AAA
BSC
BTSMS
MS
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
无线接入网络 电路域
A3/A7
A1/A2/A5
A8/A9A10/A11
Abis
A1/A2/A5
A8/A9
1xEV/1x/IS-95
1xEV/1x/IS-95
cdma2000 1xEV 接入网络解决方案
137
支持 Higher Speed Data 、 Concurrent Service 、 Short Data Burst 和 Variable Rate
支持 IP Broadcast&Multicast 、 SMV 和端到端的 QoS
A 接口支持 IOS4.2
Abis 接口标准化 通过升级 BSC 软件、更换 BTS 信道处理模块即可从 1x升级到 1xEV
cdma2000 1xEV 接入网络解决方案 -产品规格
138
第一阶段支持 cdma2000 1xEV-DO 高速、非实时分组数据,非对称的数据业务 分组数据业务可以与 cdma2000 1x 信道互操作,包括切换 支持 Higher Speed Data 、 Concurrent Service 、 Short Data Burst 和 Variable Rate
支持 IP Broadcast&Multicast 、 SMV 和端到端的 QoS
A 接口协议顺从 IOS4.2
cdma2000 BSS V2.0产品规格
139
第二阶段支持 cdma2000 1xEV-DV
支持三种业务模式:实时、非实时、实时 /非实时混合 语音业务可以与 cdma2000 1x 信道互操作,包括切换 同一载频可以同时支持实时和非实时的业务
cdma2000 BSS V2.0产品规格
140
根据 cdma2000协议的发展情况确定
cdma2000 3x 接入网络解决方案
141
cdma2000 接入网络解决方案第一步- cdma2000 1x阶段
阶段一: cdma2000 1x 接入网络基本解决方案阶段二: cdma2000 1x 接入网络完善解决方案
第二步- cdma2000 1xEV阶段cdma2000 1xEV-DO 接入网络解决方案cdma2000 1xEV-DV 接入网络解决方案
第三步- cdma2000 3x阶段 ( ? )
cdma2000 3x 接入网络解决方案
华为公司 cdma2000 接入网络演进解决方案
142
华为公司 cdma2000 接入网络产品将密切注意用户需求的变化,跟踪技术、协议的发展。满足用户日益增长的需求、最大限度地保护用户的投资是华为公司的宗旨
华为公司 cdma2000 接入网络产品总结
143