3CPOT03C2CDMA 信道结构和调制12.docx
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3CPOT03C2CDMA信道结构和调制12
CPO_T03_C2CDMA信道结构和调制
课程目标:
●掌握无线通信基础知识;掌握CDMA扩频通信原理及关键技术
●掌握码在CDMA系统中的应用
●理解CDMA信道分类以及各信道功能
●掌握CDMA关键技术原理
参考资料:
●ZXC10-BSS1XCDMA蜂窝移动通信系统基站子系统现场培训指导手册(V2005-01)
●CDMA空中接口技术
CDMA移动通信网络优化
目录
第1章CDMA信道结构和调制1
1.1信道结构介绍1
1.1.1cdma20001xRTT性能的增强1
1.1.2扩频速率和无线配置2
1.1.3信道种类及结构5
1.1.4中兴cdma系统支持的CDMA2000-1X信道8
第一章CDMA信道结构和调制
一.1信道结构介绍
一.1.1cdma20001xRTT性能的增强
cdma20001xRTT系统向后兼容IS-95系统,但与IS-95相比,cdma20001xRTT具有一些新的实质性的技术特点,这些技术特点简要列出如下:
无线部分:
1.相比于IS-95系统采用64位Walsh码,cdma20001xRTT系统最高可采用128位Walsh码,提高系统容量
2.快速前向功率控制--增加前向容量
3.前向发送分集――增加前向容量
4.补充信道(SCH)--支持高速分组数据业务
5.引入Turbo编码--增加系统的吞吐量
6.反向辅助导频信道--反向链路相干解调采用相关解调,提高反向容量
7.灵活的帧长度--满足不同的分组数据业务要求
8.可选择较长的交织器
9.改进的媒体接入控制(MAC)方案--支持QoS/分组状态转移等
网络部分:
1.增强的A1接口--支持并发业务,支持紧急呼叫
2.引入用户区域--为用户在不同地理区域提供不同的服务
3.A3/A7接口--支持BSC间软切换
4.A10/A11接口--支持分组数据
5.PCF和PDSN之间的安全联盟--支持安全可靠的传输
6.支持MobileIP--支持分组数据的宏移动(PDSN/FA之间)
在增加了这些新特点的同时,cdma20001xRTT系统保持了与IS-95系统的向后兼容性。
其基带系统采用无线配置RadioConfiguration(RC)以实现兼容,不同的无线配置表示不同的编码、交织和纠错等基带处理方式:
1.RC1和RC2与IS-95系统完全相同,其余的无线配置即(RC2以上)为1x系统新增加的内容;
2.在呼叫建立过程中由相应的业务协商程序确定RC方式的使用;
3.对于话音业务,IS-95移动台可工作在1x的载波中,1x的移动台也可工作中IS-95的载波中。
一.1.2扩频速率和无线配置
扩频速率即“SpreadingRates”,以下简称“SR”,指扩展CDMA信号的扩频波形的chip速率,决定了频谱的宽度和处理增益。
扩频速率1(SR1)是1,228,800chip/s,和当前IS-95的操作是一样的。
它形成1.25MHz宽的信号,每扇区能承载一定数量的数据。
无线配置即“RadioConfiguration”,以下简称“RC”。
RC指一系列前向和反向业务信道的工作模式,每种RC支持一套数据速率,其差别在于物理信道的各种参数,包括调制特性和扩频速率(SR)等。
其中,SR1所对应的RC可分为两类,一类是和IS-95兼容的,另一类则采用了新的信道调制编码等技术;BS和MS在支持SR1时,要么工作于前一类RC,要么工作于后一类RC,而不能同时使用两者。
cdma20001xRTT工作在SR1下,它有几种射频配置,每种都有自己的特征。
下表列出了cdma2000-1x在SR1下支持的RC配置情况:
表1.11CDMA2000-1X在SR1下支持的RC
RC
FFCH
FSCH
RFCH
RSCH
1
Rate=1/81.2kbps
Rate=1/42.4kbps
Rate=1/24.8kbps
Rate=19.6kbps
Rate=1/81.2kbps
Rate=1/42.4kbps
Rate=1/24.8kbps
Rate=19.6kbps
2
Rate=1/81.8kbps
Rate=1/43.6kbps
Rate=1/27.2kbps
Rate=114.4kbps
Rate=1/81.8kbps
Rate=1/43.6kbps
Rate=1/27.2kbps
Rate=114.4kbps
3
Rate=1/81.5kbps
Rate=1/42.7kbps
Rate=1/24.8kbps
Rate=19.6kbps
Rate=2X19.2kbps
Rate=4X38.4kbps
Rate=8X76.8kbps
Rate=16X153.6kbps
Rate=1/81.5kbps
Rate=1/42.7kbps
Rate=1/24.8kbps
Rate=19.6kbps
Rate=2X19.2kbps
Rate=4X38.4kbps
Rate=8X76.8kbps
Rate=16X153.6kbps
Rate=32X307.2kbps
4
Rate=1/81.5kbps
Rate=1/42.7kbps
Rate=1/24.8kbps
Rate=19.6kbps
Rate=2X19.2kbps
Rate=4X38.4kbps
Rate=8X76.8kbps
Rate=16X153.6kbps
Rate=32X307.2kbps
Rate=1/81.8kbps
Rate=1/43.6kbps
Rate=1/27.2kbps
Rate=114.4kbps
Rate=2X28.8kbps
Rate=4X57.6kbps
Rate=8X115.2kbps
Rate=16X230.4kbps
5
Rate=1/81.8kbps
Rate=1/43.6kbps
Rate=1/27.2kbps
Rate=114.4kbps
Rate=2X28.8kbps
Rate=4X57.6kbps
Rate=8X15.2kbps
Rate=16X230.4kbps
Rate=1/81.5kbps
Rate=1/42.7kbps
Rate=1/24.8kbps
Rate=19.6kbps
Rate=2X19.2kbps
Rate=4X38.4kbps
Rate=8X76.8kbps
Rate=16X153.6kbps
Rate=32X307.2kbps
Rate=64X614.4kbps
表1.12SpreadingRates&RadioConfigurations
上表中RC1是与IS-95系统中的速率集1(SR1)兼容的。
RC1即指9600、4800、2400或1200bps的速率。
RC2是与IS-95系统中的速率集2(SR2)兼容的。
RC2即指14400、7200、3600或1800bps的速率。
“Quarter-rateconvolutionalorTurboCoding”或“1/4rateconvorTurbocoding”指采用编码率R=1/4的卷积编码器或Turbo编码器。
卷积编码器的示例如下图1.11所示:
图1.11卷积编码器
一.1.3信道种类及结构
本节将先介绍cdma20001xRTT系统所能提供的所有前反向物理信道,然后给出各种信道的物理层形成框图。
物理层(PhysicalLayer)完成cdma2000前反向物理信道的编解码和调制解调功能。
先回顾一下IS-95系统的前反向物理信道,如图1.12所示,分为前向信道(FORWARDCHANNELS)和反向信道(REVERSECHANNELS)。
前向信道(FORWARDCHANNELS):
导频(PILOT)信道
同步(SYNC)信道
寻呼(PAGING)信道
业务(TRAFFIC)信道
反向信道(REVERSE CHANNELS):
接入(ACCESS)信道
业务(TRAFFIC)信道
图1.12IS-95系统前反向物理信道
cdma20001xRTT系统的前反向物理信道如图1.13所示。
前向信道(FORWARDCHANNELS):
F-Pilot(WalshCode0):
前向导频信道,功能等同于IS-95A中的前向导频信道,用于使移动台进行同步相干解调,基站在此信道发送导频信号供移动台识别基站并引导移动台入网;
F-Sync(WalshCode32):
前向同步信道,功能等同于IS-95A中的前向同步信道,用于为移动台提供系统时间和帧同步信息,基站在此信道发送同步信息提供移动台建立与系统的定时和同步;
PAGING(WalshCode1~WalshCode7):
前向寻呼信道,功能与IS-95A中的前向寻呼信道相同,基站在此信道向移动台发送有关寻呼、指令以及业务信道指配信息;
F-BCH:
前向广播控制信道,只能工作在RC3以上,用于传递Overhead消息给移动台;
F-QPCH:
前向快速寻呼信道,只能工作在RC3以上,用来快速指示移动台在哪一个时隙上接收F-PCH或F-CCCH上的控制消息,由于移动台可以不用长时间监听F-PCH或F-CCCH时隙,可以较大幅度的节省移动台电量;
F-CPCCH:
前向公共功率控制信道。
当移动台在R-CCCH上发送数据时,向移动台传递反向功率控制比特;
F-CACH:
前向公共指配信道,只能工作在RC3以上,与F-CPCH、R-EACH、R-CCCH配合使用,当基站解调出一个R-EACHHeader后,通过F-CACH指示移动台在哪一个R-CCCH信道上发送接入消息,接收哪个F-CPCH子信道的功率控制比特;
F-CCCH:
前向公共控制信道,用于当移动台还没有建立业务信道时,基站和移动台之间传递一些控制消息和突发的短数据;
F-FCH:
前向基本信道,属于业务信道的一种,用于当移动台进入到业务信道状态后,承载信令、话音、低速的分组数据业务、电路数据业务或辅助业务;
F-DCCH:
前向专用控制信道,属于业务信道的一种,只能工作在RC3以上,当移动台处于业务信道状态时,用于传递一些消息或低速的分组数据业务、电路数据业务;
F-SCH:
前向补充信道,属于业务信道的一种,只能工作在RC3以上,用于当移动台进入到业务信道状态后,承载高速的分组数据业务(9.6kbps及以上)。
反向信道(REVERSECHANNELS):
R-Pilot:
反向导频信道,只能工作在RC3以上,用于辅助基站检测移动台所发射的数据;
R-ACH:
反向接入信道,功能与IS-95A中的反向接入信道相同;
R-EACH:
反向增强接入信道,只能工作在RC3以上,当移动台还未建立业务信道时,可以通过该信道发送控制消息到基站,提高了移动台的接入能力;
R-CCCH:
反向公共控制信道,用于当移动台还没有建立业务信道时,基站和移动台之间传递一些控制消息和突发的短数据;
R-FCH:
反向基本信道,属于业务信道的一种,用于当移动台进入到业务信道状态后,承载信令、话音、低速的分组数据业务、电路数据业务或辅助业务;
R-DCCH:
反向专用控制信道,属于业务信道的一种,只能工作在RC3以上,当移动台处于业务信道状态时,用于传递一些消息或低速的分组数据业务、电路数据业务;
R-SCH:
反向补充信道,属于业务信道的一种,只能工作在RC3以上,用于当移动台进入到业务信道状态后,承载高速的分组数据业务(9.6kbps及以上)。
图1.131x系统前反向物理信道
在1xRTT最初启动时,许多IS-95移动台还存在。
IS-95移动台在现存的信道上仍可以获取配置信息。
在1xRTT阶段使用的信道不包括F-BCH,F-CPCCH,F-CACH,F-CCCH和F-DCCH,这些信道将在以后逐步实现,这些是专为1xRTT移动台服务的。
一.1.4中兴cdma系统支持的CDMA20001x信道
前向信道(FORWARDCHANNELS):
F-Pilot(WalshCode0):
前向导频信道,功能等同于IS-95A中的前向导频信道,用于使移动台进行同步相干解调,基站在此信道发送导频信号供移动台识别基站并引导移动台入网;
F-Sync(WalshCode32):
前向同步信道,功能等同于IS-95A中的前向同步信道,用于为移动台提供系统时间和帧同步信息,基站在此信道发送同步信息提供移动台建立与系统的定时和同步;
PAGING(WalshCode1~WalshCode7):
前向寻呼信道,功能与IS-95A中的前向寻呼信道相同,基站在此信道向移动台发送有关寻呼、指令以及业务信道指配信息;
F-QPCH:
前向快速寻呼信道,只能工作在RC3以上,用来快速指示移动台在哪一个时隙上接收F-PCH或F-CCCH上的控制消息,由于移动台可以不用长时间监视F-PCH或F-CCCH时隙,可以较大幅度的节省移动台电能;
F-FCH:
前向基本信道,属于业务信道的一种,用于当移动台进入到业务信道状态后,承载信令、话音、低速的分组数据业务、电路数据业务或辅助业务;
F-SCH:
前向补充信道,属于业务信道的一种,只能工作在RC3以上,用于当移动台进入到业务信道状态后,承载高速的分组数据业务(9.6kbps及以上)。
反向信道(REVERSECHANNELS):
R-Pilot:
反向导频信道,只能工作在RC3以上,用于辅助基站检测移动台所发射的数据;
R-ACH:
反向接入信道,功能与IS-95A中的反向接入信道相同;
R-FCH:
反向基本信道,属于业务信道的一种,用于当移动台进入到业务信道状态后,承载信令、话音、低速的分组数据业务、电路数据业务或辅助业务;
R-SCH:
反向补充信道,属于业务信道的一种,只能工作在RC3以上,用于当移动台进入到业务信道状态后,承载高速的分组数据业务(9.6kbps及以上)。
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