1CDMA基础知识培训.docx
- 文档编号:12542102
- 上传时间:2023-04-20
- 格式:DOCX
- 页数:24
- 大小:145.69KB
1CDMA基础知识培训.docx
《1CDMA基础知识培训.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《1CDMA基础知识培训.docx(24页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
1CDMA基础知识培训
CDMA网优初级教程
版本1.0
长沙海图科技有限公司
2009-03-18
AllRightsReserved
版本历史记录
版本
制订者
生效时间
更改内容
审核人
审核意见
变更申请单号
1.0
罗兴科
2009-3-18
新建
1.1
刘骄
2009-5-5
基础知识变更
目录
1什么是CDMA4
2发展历史及现状5
3技术特点和优势5
4CDMA系统典型结构5
4.1MS(移动台)6
4.2BSS(基站子系统)6
4.2.1构成实体6
4.2.2作用6
4.3NSS(网络子系统)7
4.3.1作用7
4.3.2组成实体7
4.3.3其他8
4.4OSS(操作子系统)8
4.4.1任务8
4.4.2组成9
4.5实际图例9
5相关概念10
5.1码分多址10
5.2CDMA呼叫发起过程10
5.3Walsh码的定义10
5.4扩频码10
5.5伪随机序列(PN码)10
5.6声码器(VOCODER)11
5.7CDMA使用可变速率输出的编码器11
5.8小区11
5.9CDMA直放站11
5.10CFC(呼叫结果类型)11
5.11BHCA值12
5.12CAPS12
5.13合路器12
5.14天线半功率角12
5.15基带12
5.16信道13
5.16.1前向信道(基站发送到移动台)13
5.16.2反向信道(移动台发送到基站)14
5.16.3导频信道的生成14
5.16.4有效导频集15
5.16.5剩余导频集15
5.16.6候选导频集15
5.16.7相邻导频集15
5.17切换15
5.17.1硬切换15
5.17.2软切换15
5.17.3更软切换16
5.18符号(symbol)16
5.19处理增益(ProcessingGain)16
5.20m序列16
5.21码片16
5.22A接口16
5.23Um接口16
5.24B接口17
5.25C接口17
5.26D接口17
5.27E接口17
5.28与其它公用电信网的接口17
5.29与智能网的接口18
5.30缩写18
5.30.1A18
5.30.2B18
5.30.3C18
5.30.4D18
5.30.5E18
5.30.6F19
5.30.7G19
5.30.8H19
5.30.9I19
5.30.10V19
5.30.11U19
5.30.12T19
5.30.13S20
5.30.14R20
5.30.15Q20
5.30.16P20
5.30.17O20
5.30.18N21
5.30.19M21
5.30.20L21
1什么是CDMA
⏹CDMA是一个技术名词,它是英文:
“Code-Division-Multiple-Access”的缩写,译为“码分多址”,是一种以扩频通信为基础的载波调制和多址连接技术,实现手段是采用直接序列扩譜调制方式。
2发展历史及现状
⏹从1995年底和记电讯在香港开通全球第一个CDMA网络以来,CDMA技术已在全世界得到空前的发展,现在全世界CDMA用户已超过4亿。
⏹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。
⏹1996年,CDMA标准IS95A发布;
⏹2000年,CDMA2000-1X标准IS-2000Release0、ReleaseA出台;
3技术特点和优势
⏹无线网络规划简单,频率复用系数高,工程设计简单,扩容方便
⏹覆盖范围大,是标准GSM的2倍左右,相同覆盖范围所用的基站少,节省投资;
⏹举例:
覆盖1000km2:
GSM需要200个基站,CDMA只需50个基站
⏹频谱利用率高,相同频谱情况下容量是模拟系统的8-10倍;是GSM的4-6倍;
⏹隐蔽性好,保密性好,很难被盗打
⏹采用独特的软切换技术,降低了掉话率,CDMA:
小区/扇区切换采用软/更软切换切换是先接续再中断服务质量高,有效减低掉话;其他无线系统:
小区/扇区切换采用硬切换切换是先中断再接续容易产生掉话
⏹话音质量高,采用8KQCELP、8KEVRC、13KQCELP语音编码技术,良好的背景噪声抑制功能;
⏹发射功率小,完善的功率控制
⏹全高速分组结构:
方便向3G的平滑过渡
4CDMA系统典型结构
MS、BSS和NSS组成CDMA系统的实体部分。
4.1MS(移动台)
⏹移动台是公用CDMA移动通信网中用户使用的设备,也是用户能够直接接触的整个CDMA系统中的唯一设备。
4.2BSS(基站子系统)
4.2.1构成实体
⏹基站子系统是由基站收发信台(BTS)、基站控制器(BSC)、码变换器(TC)和相应的子复用设备(SM)的功能实体构成
(BSC)基站控制器
⏹一个基站控制器根据话务量需要可以控制数十个BTS。
BTS可以直接与BSC相连接,也可以通过基站接口设备采用远端控制的连接方式与BSC相连接
⏹基站控制器(BSC)是基站子系统(BSS)的控制部分,起着BSS的变换设备的作用,即各种接口的管理,承担无线资源和无线参数的管理
(BTS)基站收发信台
⏹属于基站子系统的无线部分,由基站控制器(BSC)控制,服务于某个小区的无线收发信设备,完成BSC与无线信道之间的转换,实现BTS与移动台(MS)之间通过空中接口的无线传输及相关的控制功能
(TC)码变换器
⏹码变换器在更多的实际情况下是置于BSC和MSC之间,在组网的灵活性和减少传输设备配置数量方面具有许多优点
4.2.2作用
⏹基站子系统(BSS)在移动台(MS)和网络子系统(NSS)之间提供和管理传输通路,特别是包括了MS与CDMA系统的功能实体之间的无线接口管理
⏹基站子系统与网络子系统(NSS)中的移动交换中心(MSC)相连,实现移动用户之间或移动用户与固定网络用户之间的通信连接,传送系统信号和用户信息等
4.3NSS(网络子系统)
4.3.1作用
⏹包含有CDMA系统的交换功能和用于用户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能,它对CDMA移动用户之间通信和CDMA移动用户与其它通信网用户之间通信起着管理作用
⏹NSS必须管理通信业务,保证MS与相关的公用通信网或与其它MS之间建立通信,也就是说NSS不直接与MS互通,BSS也不直接与公用通信网互通
4.3.2组成实体
MSC(移动交换机)
⏹是网络的核心,它提供交换功能及面向系统其它功能实体
⏹可从三种数据库,即归属位置寄存器(HLR)、拜访位置寄存器(VLR)和鉴权中心(AC)获取处理用户位置登记和呼叫请求所需的全部数据
VLR(拜访位置寄存器)
⏹是服务于其控制区域内移动用户的,存储着进入其控制区域内已登记的移动用户相关信息,为已登记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件
⏹VLR从该移动用户的归属位置寄存(HLR)处获取并存储必要的数据。
一旦移动用户离开该VLR的控制区域,则重新在另一个VLR登记,原VLR将取消临时记录的该移动用户数据。
因此,VLR可看作为一个动态用户数据库
⏹VLR功能总是在每个MSC中综合实现的
HLR(归属位置寄存器)
⏹是CDMA系统的中央数据库,存储着该HLR控制的所有存在的移动用户的相关数据
⏹一个HLR能够控制若干个移动交换区域以及整个移动通信网,所有移动用户重要的静态数据都存储在HLR中
⏹HLR还存储且为MSC提供关于移动用户实际漫游所在的MSC区域扔关动态信息数据这样,任何入局呼叫可以即刻按选择路径送到被叫的用户
AC(鉴权中心)
⏹存储着鉴权信息和加密密钥,用来防止无权用户接入系统和保证通过无线接口的移动用户通信的安全
⏹AC属于HLR的一个功能单元部分,专用于CDMA系统的安全性管理
EIR(移动设备识别寄存器)
⏹存储着移动设备的电子序列号(ESN)
⏹通过检查白色清单、黑色清单或灰色清单这三种表格
⏹采取及时的防范措施,以确保网络内所使用的移动设备的唯一性和安全性
4.3.3其他
⏹呼叫首先被接入到入口移动交换中心,称为GMSC,入口交换机负责获取位置信息,且把呼叫转接到可向该移动用户提供即时服务的MSC,称为被访MSC(VMSC)
⏹GMSC具有与固定网和其它NSS实体互通的接口。
目前,GMSC功能就是在MSC中实现的。
根据网络的需要,GMSC功能也可以在固定网交换机中综合实现
⏹一个网络子系统NSS可包括若干个MSC、VLR和HLR
⏹EIR与NSS的功能实体之间是通过SS7信令网络的接口互连,为此,EIR也归入NSS的组成部分之一
⏹HLR是NSS功能实体之一
4.4OSS(操作子系统)
⏹提供运营部门一种手段来控制和维护这些实际运行部分
4.4.1任务
移动用户管理
⏹包括用户数据管理和呼叫计费
⏹用户数据管理一般由归属位置寄存器(HLR)来完成
⏹用户识别卡UIM的管理是用户数据管理的一部分
⏹呼叫计费可以由移动用户所访问的各个移动交换中心MSC和GMSC分别处理,也可以采用通过HLR或独立的计费设备来集中处理计费数据的方式
移动设备管理
⏹移动设备管理是由移动设备识别寄存器(EIR)来完成的
网络操作维护
⏹是完成对CDMA系统的BSS和NSS进行操作与维护管理任务的
⏹完成网络操作与维护管理的设施称为操作与维护中心(OMC)
4.4.2组成
⏹网络管理中心(NMC)
⏹安全性管理中心(SEMC)
⏹用于用户识别卡管理的个人化中心(PCS)
⏹用于集中计费管理的数据后处理系统(DPPS)
4.5实际图例
⏹其中网络侧由电路域系统和分组域构成。
网络侧电路域系统由一套MSC/VLR(内置SSP功能)、一套HLR/AUC等设备构成;分组域系统由一套PDSN,一套AAA服务器、一套业务服务器等设备组成。
无线网络设备由一套BSC(内置PCF板),2个95A单载频三扇区基站(1x软件);2个1x双载频三扇区基站;3个95A/1x混插三扇区双载频基站。
基于以上实验网的配置,可满足3.85万话音用户、2734户无线数据用户需求。
⏹实用化的CDMA系统结构一般把VLR综合于移动交换中心(MSC)中,而把归属位置寄存器(HLR)与鉴权中心(AC)综合在同一个物理实体内
5相关概念
5.1码分多址
⏹是指以不同的二进制码来区分不同的用户的多址方式,这种多址方式是相对于FDMA和TDMA而言的
5.2CDMA呼叫发起过程
⏹1、移动台首先必须在反向接入信道上发送呼叫请求消息OriginationMessage
⏹2、基站确认移动台的呼叫请求基站通过AcknowledgementOrder对移动台的呼叫请求进行确认
⏹3、基站为移动台分配资源基站建立一条前向业务信道,发送空业务,并向移动台发送信道指配消息
⏹4、在接收到信道指配消息之后,移动台开始试探获取前向业务信道
⏹5、当前向业务信道成功解调,移动台开始在反向业务信道发送空业务
⏹6、基站向移动台发送业务连接消息
⏹7、移动台如果在2m内没有接收到该消息,将重新初始化
5.3Walsh码的定义
⏹Walsh函数是一种非正弦波的完备正交函数系统,可用哈达玛矩阵H通过递推关系构成。
由于它仅有可能的取值是+1和-1(或0和1),比较适合于用来表达和处理数字信号
5.4扩频码
⏹扩频码的使用是扩频通信的关键点
⏹扩频码速率:
1.2288Mcps
⏹扩频码:
前向为Walsh码和PN短码,反向为PN长码
⏹CDMA采用的是直接序列扩频,即将需要传送的信号与速率远大于信息速率的伪随机序列编码(扩频码)直接混合,这样调制信号的频谱宽度远大于原来信息的频谱宽度。
5.5伪随机序列(PN码)
⏹具有类似噪声序列的性质,是一种貌似随机但实际上有规律的周期性二进制序列
5.6声码器(VOCODER)
⏹声码器发送控制语音信号再生的参数,而不是点对点的对语音波形进行描述
5.7CDMA使用可变速率输出的编码器
⏹在说话时使用全速率
⏹在停顿时使用低速率
⏹可以提高系统的容量
⏹在传输中声音听起来更自然
5.8小区
⏹每个基站的有效覆盖范围即为无线小区,即小区
⏹一个基站一般有三个扇区
5.9CDMA直放站
⏹直放站(中继器)属于同频放大设备,是指在无线通信传输过程中起到信号增强的一种无线电发射中转设备
⏹直放站的基本功能就是一个射频信号功率增强器
⏹直放站在下行链路中,由施主天线现有的覆盖区域中拾取信号,通过带通滤波器对带通外的信号进行极好的隔离,将滤波的信号经功放放大后再次发射到待覆盖区域
⏹在上行链接路径中,覆盖区域内的移动台手机的信号以同样的工作方式由上行放大链路处理后发射到相应基站,从而达到基地站与手机的信号传递
⏹使用直放站一是在不增加基站数量的前提下保证网络覆盖,二是其造价远远低于有同样效果的微蜂窝系统
⏹可以扩大CDMA基站的覆盖范围,大大节省CDMA网络建设的投资(一个CDMA直放站的投资约为一个CDMA基站的十分之一)。
⏹CDMA直放站是为了消除移动通信网覆盖盲区或弱信号,延伸基站信号覆盖的一种中继设备,它能解决消除城市因受高楼大厦影响而产生的室外局部信号阴影区,地下停车场、地下隧道、商场、电梯等基地无法到达信号的盲区,提高了覆盖范围增强了信号覆盖延伸
5.10CFC(呼叫结果类型)
⏹CallFinalClass呼叫结果类型
5.11BHCA值
⏹BusyHourCallAteempts 忙时试呼次数
⏹BHCA600K表示设备可以每小时处理60万次呼叫
⏹BHCA值表征了该设备的呼叫处理能力
⏹MSC在一定的硬件配置条件下,BHCA的处理能力取决于其软件的能力
⏹影响BHCA值的因素主要
⏹1)系统容量影响。
用户数量越多,扫描程序的开销与端口数量相关,时钟级固定开销也就越大,导致单位时间能处理的呼叫数目减少。
⏹2)控制结构影响。
多处理机结构,存在额外通信开销。
⏹3)处理机性能影响。
包括指令功能、工作频率、存储器寻址范围和I/O端口数量。
⏹4)软件设计水平。
重要因素,包括程序结构、算法、数据结构和采用的编程语言等。
5.12CAPS
⏹CAPS乘以3600就是BHCA了
5.13合路器
⏹作用是将信号手机的收信和发信组合到一根天线上
5.14天线半功率角
⏹就是指天线覆盖范围中功率下降一半这个范围的天线角度。
半功率角可以可以看成天线主要的覆盖角度
5.15基带
⏹首先未变频的信号成为基带信号
⏹一般无线信道中不能直接进行基带传输,要进行上变频到更高的载波上再进行传输
⏹基带是相对于变频前后(前为基带,后为中频率/射频)而言的
⏹通常是基带->中频->射频
5.16信道
5.16.1前向信道(基站发送到移动台)
⏹1个导频信道
⏹1个同步信道
⏹1~7个寻呼信道
⏹每个CDMA载频最少可以有55个业务信道
⏹不用的寻呼信道可以额外提供6个信道
⏹一个CDMA频道划分为64个码分逻辑信道,包含一个导频信道、一个同步信道、7个寻呼信道55个正向业务信道。
必要时,同步信道和寻呼信道可改做业务信道使用,使得业务信道数最多可达到63个
Pilot信道
⏹每个小区只有一个,它由Walsh函数序列0提供正交调制。
Pilot信道信号不含任何信息,它只提供同步信号,供移动台采集获取相干解调时所需的载波相位参考。
⏹用于移动台初始系统捕获;
⏹基站在前向信道上不停地发射;
⏹所有基站共享相同的PN序列;
⏹通过相位偏置区分每个基站;
Sync信道
⏹每个小区只有一个,它由Walsh函数序列32提供正交调制。
Sync信道信号主要提供基站Pilot PN码的偏移量及系统标准定时。
系统识别符等信息。
移动台只在初始化时采集接收Sync信道信令,之后不再使用。
⏹用于提供系统基本参数
⏹系统捕获阶段采用,比特率为1200bps
⏹移动台在每次呼叫结束时重新与系统同步
Paging信道
⏹每个小区最多可以有7个,分别使用Walsh函数序列1-序列7。
其中,使用Walsh函数序列1的称为主Paging信道。
Paging信道主要用于寻呼移动台收听。
传送系统参数。
管理移动台的登记工作以及为移动台分配信道。
ForwardTraffic信道
⏹每个小区至少有55个,分别以Walsh函数序列8到序列63(除序列32以外)提供正交隔离。
ForwardTraffic信道用于基站向移动台传送话音、数据以及有着信令,而且,信令可以在一帧内与话音或数据从那时起传送;
⏹在呼叫期间,业务信道用于向某一特定移动台发送用户信息和信令信息
5.16.2反向信道(移动台发送到基站)
Access(接入)信道
⏹在小区内,每个Paging信道下可对应最多32个Access信道
⏹采用随机接续时隙――ALOHA(slotted-ALOHA)方式,在这种方式下移动台的每个接续信号在时隙的起点处开始改善,然后随机地等待一段时间(160-1360ms)
⏹与基站建立初始通信
⏹对寻呼信道消息作出响应
⏹固定数据率:
4800bps
⏹每个接入信道仅与一个寻呼信道相关
⏹每个寻呼信道最多可支持32个接入信道(0-31)
ReverseTraffic(反向话音)信道
⏹是每6个基带信息比特选择1个Walsh函数序列进行正交扩频
⏹用于在呼叫期间发送用户的话音业务
⏹用户对来自基站的命令和查询的响应用户对基站请求
⏹支持可变速率操作8Kbps声码器13Kbps声码器
5.16.3导频信道的生成
⏹采用短PN序列偏置,允许每个CDMA载频最多可有512个不同的导频信道
5.16.4有效导频集
⏹与正在联系的基站相对应的导频集合
5.16.5剩余导频集
⏹不被包括在相邻导频集。
候选导频集和有效导频集里的所有其它导频的导频集合
5.16.6候选导频集
⏹当前不在有效导频集里,但是已有足够的强度表明与该导频相对应的基站的前向业务信道可以被成功解调的导频集合
5.16.7相邻导频集
⏹当前不在有效导频集或候选导频集里但又根据某种算法被认为很快就可以进入候选导频集里的导频集合
5.17切换
5.17.1硬切换
⏹如果两个基站之间采用的是不同频率,则这时发生的切换是硬切换
⏹硬切换是指在切换的过程中,业务信道有瞬时的中断的切换过程
⏹硬切换发生在不同MSC之间或者同一MSC中的不同频道之间
⏹GSM中使用的是硬切换
5.17.2软切换
⏹软切换是指在切换过程中,在中断与旧的小区的联系之前先用相同频率建立与新的小区的联系。
手机在两个或多个基站的覆盖边缘区域进行切换时,手机同时接收多个基站(大多数情况下是两个)的信号,几个基站也同时接收该手机的信号,直到满足一定的条件后手机才切断同原来基站的联系;
⏹软切换发生在同一基站的两个扇区之间、不同基站的两个小区之间、不同基站的小区和扇区之间的三方切换、不同基站控制器之间;
⏹能够实现软切换的原因在于
⏹1、CDMA系统可以实现相邻小区的同频复用
⏹2、手机和基站对于每个信道都采用多个RAKE接收机,可以同时接收多路信号,在软切换过程中各个基站的信号对于手机来讲相当于是多径信号,手机接收到这些信号相当于是一种空间分集
5.17.3更软切换
⏹如果切换发生在两个相同频率的扇区之间的话,这种切换称为更软切换
5.18符号(symbol)
⏹经过卷积编码器、交织与符号重复后的数据
5.19处理增益(ProcessingGain)
⏹最终速率与信息速率的比
⏹在IS-95中处理增益为1.2288M/9.6k=128,即21dB
5.20m序列
⏹m序列是“最长线性反馈移位寄存器序列”的简称
5.21码片
⏹经过最终扩频后得到的数据被称为码片(chip)
⏹码片实际就是一个脉冲(对应最终的电路上的脉冲电平产生)根据编码方式的不同,一个符号可能由多个码片构成,例如扩频时,符号1可能就是一连串的码片
5.22A接口
⏹A接口定义为网络子系统(NSS)与基站子系统(BSS)之间的通信接口
⏹从实体来说,就是移动交换中心(MSC)与基站控制器(BSC)之间的互连接口,其物理链接通过采用标准的2.048Mbit/sPCM数字传输链路来实现
⏹此接口传递的信息包括移动台管理、基站管理、移动性管理、接续管理等
5.23Um接口
⏹定义为移动台与基站收发信台(BTS)之间的通信接口,用于移动台与CDMA系统的固定部分之间的互通
⏹其物理链接通过无线链路实现
⏹此接口传递的信息包括无线资源管理,移动性管理和接续管理等
5.24B接口
⏹定义为拜访位置寄存器(VLR)与移动交换中心(MSC)之间的内部接口
⏹用于移动交换中心(MSC)向拜访位置寄存器(VLR)询问有关移动台(MS)当前位置信息或者通知拜访位置寄存器(VLR)有关移动台(MS)的位置更新信息
5.25C接口
⏹定义为归属位置寄存器(HLR)与移动交换中心(MSC)之间的接口
⏹用于传递路由选择和管理信息
⏹C接口的物理链接是通过移动交换中心(MSC)与归属位置寄存器(HLR)之间的标准2.048Mbit/s的PCM数字传输链路实现的
5.26D接口
⏹定义为归属位置寄存器(HLR)与拜访位置寄存器(VLR)之间的接口
⏹用于交换有关移动台位置和用户管理的信息,为移动用户提供的主要服务是保证移动台在整个服务区内能建立和接收呼叫
⏹D接口的物理链接是通过移动交换中心(MSC)与归属位置寄存器(HLR)之间的标准2.048Mbit/s的PCM数字传输链路实现的
5.27E接口
⏹定义为控制相邻区域的不同移动交换中心(MSC)之间的接口
⏹此接口用于切换过程中交换有关切换信息以启动和完成切换
⏹E接口的物理链接方式是通过移动交换中心(MSC)之间的标准2.048Mbit/sPCM数字传输链路实现的
5.28与其它公用电信网的接口
⏹其它公用电信网主要是指公用电话网(PSTN),综合业务数字网(ISDN),分组交换公用数据网(PSPDN)电路交换公用数据网(CSPDN)
⏹CDMA系统与PSTN和ISDN网的互连方式采用7号信令系统接口
⏹其物理链接方式是通过MSC与PSTN或ISDN交换机之间标准2.048Mbit/s的PCM数字传输实现的
⏹如果具备ISDN交换机,HLR与ISDN网之间可建立直
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- CDMA 基础知识 培训