[工学]5CDMA技术应用示例-IS95简介.pptx
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清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介第五讲CDMA技术应用示例IS95简介肖立民清华大学微波与数字通信国家重点实验室2002年3月 广州第一页，共45页清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介内容提要CDMA 系统逻辑数据信道前向链路结构反向链路结构编码功率控制切换第二页，共45页清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介CDMA 系统反向链路前向链路BTSBTS基站控制器（BSC）移动移动交换中心（MSC）PSTN声码器HLR, VLR第三页，共45页清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介逻辑信道(1)导频信道同步信道寻呼信道 1寻呼信道 2接入信道 #1接入信道 2业务信道 1业务信道 2基站信道前向链路反向链路第四页，共45页清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介IS95逻辑信道(2) 两种逻辑信道 控制信道和业务信道控制信道反向链路接入前向链路导频同步呼叫全速率1/2 速率第五页，共45页清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介语音或数据全速率1/2 速率1/4 速率1/8速率随机信令部分话务和大量信号无话务但有大量信号功率控制（前向）话务信道IS95逻辑信道(2)第六页，共45页。
清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介前向链路第七页，共45页清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介前向链路空中接口特征 (1)复用前向链路的信道化是基于正交码分复用方案，所用码是沃尔什函数的一组正交子集从多址角度讲，CDMA中的C在前向链路中指沃尔什函数的复用抗干扰 前向链路波形用直接序列PN码扩谱技术进行调制，用以分离特定基站的信号，并减少接收到的其他基站信号的干扰移动台用PN码的相位来区分基站信号第八页，共45页清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介前向链路空中接口特征 (2)调制 前向波形使I路和Q路的射频载波被不同PN码的双极性基带数据流调制，成为一种四相相移键控(QPSK)信号脉冲成形I路和Q路输出信道中的基带数字脉冲形状由FIR滤波器决定，滤波器的设计要使发射的功率谱对邻近频率影响最小PN码片速率 PN码的码片速率是1.2288Mbits/s，是最大数据率9.6kbits/s的128倍第九页，共45页清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介前向链路空中接口特征 (3)有效带宽 前向链路信号能量基本上控制在1.25MHz的带宽内。
语音编码采用变速率语音编码，根据语音的动态范围，数据率可为：1200、2400、4800和9600bit/s纠错编码前向链路应用了码率1/2的卷积编码和维特比译码交织为了防止突发错误，前向链路在发送前对符号进行交织，交织长度为20ms第十页，共45页清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介前向链路信道配置导频信道寻呼信道1寻呼信道7业务信道1业务信道24业务信道25业务信道55同步信道.+H0H1H7H8H31H32H33H63对寻呼特殊的移动台和发往一个或多个移动台的系统数据进行编码、加密、扩谱、交织通过单一的PN码相位提供相干参考和鉴别基台的未调制的扩谱信号经编码、交织、扩谱调制的移动台时间同步信号携带数字话音和移动台功率控制的数据经编码、交织、加密、扩谱调制的信号1.2288Mcps CDMA 无线信道前向链路第十一页，共45页清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介简化的IS-95前向链路（基站到）data(9600 bps)1/2Conv.长PN编码生成器短PN编码生成器19.2 ksps1.2288 McpsRFW = 1.25 MHz19.2 ksps沃尔什Hn1.2288 McpsESN寻址模块其他前向信道BS id正交多路传输x1 PN扩展（随机）数据编码(r =1/2)第十二页，共45页。
清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介前向话务信道结构R=1/2卷积编码和重复块交织器长PN编码生成器抽取器(64:1)抽取器(24:1)PCB沃尔什码9600,4800,2400,1200 bps19.2 ksps19.2 ksps19.2 ksps19.2 ksps1.2288 Msps1.2288 Msps基于ESN的模块（32位）Gain增益数据编码(x2 to x16)扰码正交扩谱(x64)MUX第十三页，共45页清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介重 复符号重复用来向交织器和扩谱提供恒定的比特率卷积编码器r=1/2重复数据块交织1.2 kbps2.4 kbps4.8 kbps9.6 kbps2.4 ksps4.8 ksps9.6 ksps19.2 ksps19.2 ksps19.2 ksps19.2 ksps19.2 ksps19.2 ksps19.2 ksps19.2 ksps19.2 ksps第十四页，共45页清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介前向导频、同步、寻呼信道结构W0W32Wpaging块交织器R=1/2卷积编码和重复R=1/2卷积编码和重复块交织器4800 sps19.2 ksps4800 sps1200 bps导频信道（全）同步信道32 0s + 32 1s00000.寻呼信道9600 bps or 4800 bps19.2 ksps 长码发生器抽取器(64:1)19.2 ksps长码掩码第十五页，共45页。
清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介前向链路射频1.2288 MspsPNQ短码PNI 短码1.2288 Msps1.2288 MspsScos(wct)sin(wct)HPAG0G63IQW0W63第十六页，共45页清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介Forward Link Summary前向链路总结最高数据率可至19,200 sps数据经19,200 cps的长码扰码 长码相位由移动台 ESN确定信道由64个沃尔什函数（H0 至 H63)之一确定 “在一个扇区的前向链路上CDMA信道“正交导频使用H0 同步信道采用H32 个或多个寻呼信道 . 导频只发射短码每个扇区有一个导频偏移可供识别不同的和扇区的前向链路定义了个不同的偏移第十七页，共45页清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介Variable Data Rates可变数据速率241,200Eighth482,400Quarter964,800Half1929,600FullBits per frameBpsRate第十八页，共45页。
清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介Reverse Link反向链路第十九页，共45页清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介反向链路特征(1)多址接入 反向链路的信道化是基于传统的PN序列扩谱码分多址方案的这种方案总用42阶长PN码的不同相位偏置来区分用户，相位偏置相当于用户的地址正交扩谱 反向链路数据用与前向链路相同的两个短PN码进行直接扩谱正交调制；调制反向链路波形用64码片长的序列来表示6位二进制符号，进行64进制正交调制I路和Q路的射频载波被不同PN码的双极性基带数据流调制，其中Q路的数据流经过半个PN码片延时，成为一种四相相移键控(OQPSK)第二十页，共45页清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介反向链路特征(2)脉冲成形 I路和Q路输出信道中的基带数字脉冲形状由FIR滤波器决定，滤波器的设计要使发射的功率谱对邻近频率影响最小PN码片速率 PN码片的速率是1.2288Mbit/s，为最大速据率9.6kbit/s的128倍捕获 基站通过移动台发送的不包含数据的报头来捕获和跟踪移动台信号第二十一页，共45页。
清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介反向链路特征(3)语音编码采用变速率语音编码，每20ms帧的数据率可为1200、2400、4800和9600bit/s纠错编码 反向链路应用了1/3的卷积编码和维特比译码交织为了防止突发性错误，方向链路在发送前对符号进行交织，交织长度为20ms.第二十二页，共45页清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介简化的反向链路dataR=9600 bps1/3Conv. Enc6-64Block. EncLong PN code gen.Short PN code gen.28.8 ksps307.2 ksps1.2288 Mcps1.2288 McpsRFW = 1.25 MHzESN addressmaskData Coding (x32)x4 spreadingx1 Spreading (randomisation)第二十三页，共45页清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介反向链路详细构造R=1/3卷积编码和重复块交织器To RF9600,4800,2400,1200 bps19.2 ksps307.2 ksps1.2288 McpsQ Short CodeI Short Code6-64编码码19.2 ksps1.2288 Mcps1/2 chip delay长PN编码发生器ESN based Mask (42 bits)基于ESN的掩码（42位）1.2288 McpsX4扩展数据编码(x32 to x256)X扩展（随机）凿孔抽取第二十四页，共45页。
清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介Reverse Link RF反向链路RF1.2288 MspsQ Short CodeI Short Code1.2288 Mcps1.2288 Mcpscos(wct)sin(wct)HPAI1/2 chip delayQFIR FilterFIR Filter使用1/2码片延时可避免180度相变当经过一个非线性放大器（如移动PA）后，OQPSK的频谱再生比QPSK小第二十五页，共45页清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介IS-95反向链路1/3率的卷积编码+6/64率的块编码效果相当于1/32率卷积解码用沃尔什函数完成块编码每6个数据位选择64个沃尔什函数之一（每个长64码元）可进行非相关检测（例如Wn或+Wn对应同样的6位数据序列） 长PN实现x4扩展至最终的1.25MHz带宽每42天重复一次每个机都有特定的相位（偏移）短PN编码是随机的（但不扩展） 每26.6667毫秒重复一次第二十六页，共45页清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介IS95码第二十七页，共45页。
清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介短代码只有两种短代码用于IS95中（I和Q信道）最大长度序列，带一个附加位length = 215 = 32,678 chips代码的偏移或相位用于区分小区传输所有的BTS小区发送一个导频，该导频为未调制的I和Q短代码用于切换时识别扇区有512个可用的偏移（例如每64个码片）第二十八页，共45页清华大学微波与数字通信技术国家重点实验室CDMA 移动通信技术IS-95简介同 步每个BT。
