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第四章第四章 CDMACDMA通信系统通信系统 第一节第一节 系统综述系统综述一、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系统CDMA可用 的频率模拟信道总数CDMA频道编号发射机频率/MHz 移动台基站A〞 （1MHz）′′′′′22991 1012824.040 824.670869.040 869.670 CDMA111013 1023824.700 825.000869.700 870.000 A （10MHz）CDMA3111 311825.030 834.330870.030 879.330 ′′′′′22312 333834.360 834.990879.360 879.990 B （10MHz）′′′′′22334 355835.020 835.650880.020 880.650 CDMA289356 644835.680 844.320880.680 889.320 ′′′′′22645 666844.350 844.980889.350 889.980 A ′ （1.5MHz）′′′′′22667 688845.010 845.640890.010 890.640 CDMA6689 694845.670 845.820890.670 890.820 ′′′′′22695 716845.850 846.480890.850 891.480 B ′ （2.5MHz）′′′′′22717 738846.510 847.140891.510 892.140 CDMA39739 777847.170 848.310892.170 893.310 ′′′′′22778 799848.340 848.970893.340 893.970发发射机CDMA频频道号CDMA频频率/MHz移动动台1≤N≤7770.03N+825.0001013≤N≤10230.03(N-1023)+825.000基站1≤N≤7770.03N+870.0001013≤N≤10230.03(N-1023)+870.000表4－2 由频道编号计算CDMA频率IS-95规定的基本频道（首选频道）号码：A系统为283， B系统为384。

由表4－2可算出相应的频率值 对于A系统，频道号码为283： 移动台发射频率＝0.03×283+825.00＝833.49MHz 基站发射频率＝0.03×283+870.00＝878.49MHz 对于B系统，频道号码为384： 移动台发射频率＝0.03×384+825.00＝836.52MHz 基站发射频率＝0.03×384+870.00＝881.52MHz2 5 12 5 22 5 32 5 42 5 52 8 12 8 22 8 32 8 42 8 53 1 13 1 23 1 33 1 43 1 53 3 3……………AMPS话音信道AMPS控制信道30kHz图4－1 AMPS（A系统）频道分布图4－2 CDMA主载频占用的频带2 5 32 5 42 6 22 6 32 1 42 8 33 0 33 0 43 1 13 1 23 1 33 3 3……………CDMA载频带宽 占41个AMPS频道(1.23MHz)AMPS 控制信道……保护频带 9个AMPS 频道 (0.27MHz)AMPS 话音频道保护频道 (0.27MHz)2832 1 22 1 32 6 22 6 32 1 42 2 22 4 22 8 32 2 13 0 33 0 43 1 13 1 23 1 33 3 3……………CDMA载频带宽 占41个AMPS频道 (1.23MHz)AMPS 控制信道图4－3 CDMA两个载频占用的频带……保护频带 9个AMPS 频道 (0.27MHz)AMPS 话音频 道保护频道 (0.27MHz)283……CDMA载频带宽 占41个AMPS频道 (1.23MHz)242当CDMA系统采用2个载频时，如图4－3所示，第 二个载频的频道号是242＝283－41，它只需再占用41 个AMPS频道。

同理，当系统采用3个载频时，载频中心 频率为201，占用1.23MHz频带两个载频占用82个 AMPS频道，再加上两边各9各AMPS频道，共占用100个 AMPS频道，即3MHz频带宽度下面是我国联通800MHz CDMA数字蜂窝移动通信网 频率计划 1. 工作频率 反向：825～835MHz 正向：870～880MHz 2. 频道间隔及中心频率位置1825.03MHz2825.06MHz37826.11MHz逐步从高端向 低端扩扩展使用 的中心频频点78827.34MHz119828.57MHz160829.80MHz201831.03MHz242832.26MHz283833.49MHzCDMA基本频频道313834.39MHzAMPS的控制信 道333834.99MHz3. 频道使用计划• 对于已建长城网且长城网暂时维持现状的地区仍使用283号频道• 新建cdma2000lX或增强型IS-95A系统可使用20l、160、119、78、37号频道，其中201号频道作为基本频道而242号频道暂不使用，以免与现有长城网产生干扰持长城网搬迁或与新建网络合并后，可将新建网络基本频道调整至283号频道，同时242号频道也可开始使用。

• 对于其他地区，可直接从283号频道开始使用，并将283号频道定为基本频道­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：基站导频信道 同步信道 寻呼信道 正向业务信道 接入信道 反向业务信道图4－4 CDMA蜂窝系统信道分类由于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载频包含64个逻辑信道，占用带宽 约1.23MHz­正向逻辑信道W0W1W7W8W31W32W33W34W62W63…………导频 寻呼寻呼 业务业务数据随路信令CDMA正向信道（基站发送的1.23MHz信道）图4－5 正向传输的逻辑信道组成正向传输中，采用64阶沃尔什函数区分逻辑信道，分 别用W0，W1，…，W63表示其中W0作为导频信道，W1 是首选的寻呼信道，W2～W7也是寻呼信道；W8～W63用 作也信道(其中W32为同步信道)，共计55•导频信道：用于传送导频信息，由基站连续不断地发送一种直接序列扩频信号，供移动台从中获得信道信息并提取相干载波以进行相干解调。

也可对导频信号电平进行检测，以比较相邻基站的信号强度和决定是否要进行越区切换为了保证各种移动台载波检测和提取可靠性，导频信道的功率高于业务信道和寻呼信道的平均功率•同步信道：用于传输同步信息，在基站覆盖范围内，各移动台可利用这些信息进行同步捕获，同步信道上载有系统时间和基站引导PN序列码的偏置系数，以实现移动台接收解调其速率固定为1200b/s•寻呼信道：供基站在呼叫建立阶段传输控制信息，每个基站有一个 或几个（最多7个）寻呼信道，其上播送移动台用户识别码移动台 在建立同步后，就在首选寻呼信道（或基站指定寻呼信道上）监听 由基站发来的信令，当收到基站分配业务信道的指令后就转入指配 的业务信道进行信息传输其速率可为4800或9600b/s •业务信道：载有编码话音或其它业务数据，还可插入必需的随路信 令（必须安排功率控制子信道，传输功率控制指令；通话过程中， 发生越区切换时必须插入过境切换指令等）通常有55个业务信道 ，在极端情况下，除去一个导频信道外，其余63个均可用于业务信 道­反向逻辑信道接入 信道……… …。