【正文】 IMT2000的歷史第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)最早由國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）1985年提 出，曾被稱為未來(lái)公眾陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)FPLMTS（Future Public Land Mobile Telemunication System）。CDMA One是IS95品牌名稱。IS54在兩種北美數(shù)字蜂窩標(biāo)準(zhǔn)中，是較早推出的一種，它指定使用TDMA。GSM支持64kbit/s的數(shù)據(jù)，可與ISDN互連。有兩種版本的TACS：ETACS（歐洲）和NTACS（日本）。第二代半：1996出現(xiàn)，用于解決中速數(shù)據(jù)傳遞的數(shù)字通信系統(tǒng)，如GPRS，IS95B等第三代：用于傳遞高速數(shù)據(jù)，以支持多媒體應(yīng)用，如WCDMA，cdma2000、TDSCDMA等。相關(guān)資料《數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)》 楊留清等著 人民郵電出版社《CDMA（碼分多址）移動(dòng)通信技術(shù)》 孫立新，刑寧霞 《數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)》 陳德榮等著 北京郵電大學(xué)出版社《寬帶CDMA：第三代移動(dòng)通信技術(shù)》Tero Ojanpera Ramjee Prasad著 人民郵電出版社第1章 CDMA發(fā)展簡(jiǎn)史移動(dòng)通信系指通信雙方或至少一方是處于移動(dòng)中進(jìn)行信息交流的通信。20年代開(kāi)始在軍事及某些特殊領(lǐng)域使用，40年代才逐步向民用擴(kuò)展；最近十年間才是移動(dòng)通信真正迅猛發(fā)展的時(shí)期，而且由于其許多的優(yōu)點(diǎn)，前景十分廣闊。 主要移動(dòng)通信系統(tǒng)介紹l AMPS先進(jìn)的移動(dòng)電話系統(tǒng)（AMPS）使用模擬蜂窩傳輸?shù)?00MHz頻帶。英國(guó)、日本和部分亞洲國(guó)家廣泛使用該標(biāo)準(zhǔn)。GSM采用FDD雙工方式，TDMA多址方式，每載頻支持8信道，使用200kHz的帶寬。l IS95北美數(shù)字蜂窩（IS95）標(biāo)準(zhǔn)。cdma2000無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)也是以IS95為演變基礎(chǔ)的。后來(lái)考慮到該系統(tǒng)將于2000年左右進(jìn)入商用市場(chǎng)，并且其工作的頻段在2000MHz，故于1996年正式更名為IMT2000（International Mobile Telemunication2000）。(2) 傳輸速率能夠按需分配。逐步引入寬帶及多媒體業(yè)務(wù)；通信技術(shù)方面，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和設(shè)施將與有線網(wǎng)的智能化、寬帶化結(jié)合在一起，通過(guò)一種演變的過(guò)程進(jìn)入第三代，而無(wú)線傳輸技術(shù)將經(jīng)歷一場(chǎng)革命，為第三代移動(dòng)通信新業(yè)務(wù)的提 供奠定基礎(chǔ)。IUTT：負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)端的標(biāo)準(zhǔn)化工作。3. IMT2000標(biāo)準(zhǔn)的頻率制定10多年來(lái)，ITUR第8研究組的重要貢獻(xiàn)除了起草了10余篇有關(guān)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)目標(biāo)和框架性建議以外，還爭(zhēng)取到2 GHz附近總共230MHz的頻率作為第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的專用頻率。目前各國(guó)及國(guó)際組織對(duì)移動(dòng)通信頻率的劃分也各不相同。 3G三種制式的比較制式W－CDMAcdma2000TD－SCDMA雙工方式FDD/TDDFDDTDD帶寬（M）5/10/20碼片速率（Mbit）N* N=1，2，4N* N=1，3，6，9，12擴(kuò)譜方式前向：WALSH（信道化）+GOLD序列218（區(qū)分小區(qū)）反向：WALSH（信道化）+GOLD序列241（區(qū)分用戶）前向：WALSH（信道化）+M序列215（區(qū)分小區(qū)）反向：WALSH（信道化）+M序列2421（區(qū)分用戶）前向：WALSH（信道化）+PN序列（區(qū)分小區(qū)）反向：WALSH（信道化）+PN序列（區(qū)分用戶）基站間同步異步，同步（可選）同步（GPS、GLONSS）同步（GPS或其它方式） WCDMA和cdma2000的演進(jìn)策略1. WCDMA（DS）的演進(jìn)策略是：(1) 目前的GSM(2) 高速電路交換數(shù)據(jù)HSCSD（~64kbit/s）(3) 通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)GPRS（144kbit/s）(4) GSM/EDGE384（將調(diào)制方式由GMSK更新為8P8K之類更高效率方式，將傳輸速率上升至384kbit/s）(5) 最終以網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)覆蓋再度平滑無(wú)縫隙地演進(jìn)至IMT2000 WCDMA（DS）cdma2000（MC）的演進(jìn)策略是：(6) 由目前與AMPS疊加的IS95A ，cdma2000的第一階段(7) ，(8) 實(shí)施加倍容量的IS95C，最終平滑無(wú)縫隙地演進(jìn)至傳輸速率可高達(dá)2Mbit/s的cdma2000。圖21 三種多址方式概念示意圖FDMA是以不同的頻率信道實(shí)現(xiàn)通信的，TDMA是以不同的時(shí)隙實(shí)現(xiàn)通信的，CDMA是以不同的代碼序列實(shí)現(xiàn)通信的。 時(shí)分多址時(shí)分多址是在一個(gè)帶寬的無(wú)線載波上，按時(shí)間（或稱為時(shí)隙）劃分為若干時(shí)分信道，每一用戶占用一個(gè)時(shí)隙，只在這一指定的時(shí)隙內(nèi)收（或發(fā)）信號(hào)，故稱為時(shí)分多址。當(dāng)自己的時(shí)隙到來(lái)時(shí)，移動(dòng)臺(tái)就啟動(dòng)接收和解調(diào)電路，對(duì)基站發(fā)來(lái)的猝發(fā)式信息進(jìn)行解碼。其最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)就是利用兩個(gè)時(shí)隙，一個(gè)發(fā)一個(gè)收。TDD的主要缺點(diǎn)是滿足不了大規(guī)模系統(tǒng)的容量要求。有多少個(gè)互為正交的碼序列，就可以有多少個(gè)用戶同時(shí)在一個(gè)載波上通信。另外，在移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行軟切換的時(shí)候，也正是由于使用不同的RAKE接收機(jī)接收不同基站的信號(hào)才得以實(shí)現(xiàn)。多用戶檢測(cè)（MUD）也稱為聯(lián)合檢測(cè)和干擾消除，它提供了降低多路接入干擾的影響，因而增加系統(tǒng)容量。在一個(gè)CDMA系統(tǒng)中，每一碼分信道都會(huì)受到來(lái)自其它碼分信道的干擾，這種干擾是一種固有的內(nèi)在干擾。1. 反向開(kāi)環(huán)功率控制反向開(kāi)環(huán)功率控制是移動(dòng)臺(tái)根據(jù)在小區(qū)中所接收功率的變化，迅速調(diào)節(jié)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率。1) 剛進(jìn)入接入信道時(shí)（閉環(huán)校正尚未激活）平均輸出功率（dBm）= 平均輸入功率（dBm）73+NOM_PWR（dB）+ INIT_PWR（dB）其中： MHz標(biāo)稱CDMA信道帶寬而言；INIT_PWR是對(duì)第一個(gè)接入信道序列所需作的調(diào)整；NOM_PWR是為了補(bǔ)償由于前向CDMA 信道和反向CDMA 信道之間不相關(guān)造成的路徑損耗。“0”比特指示移動(dòng)臺(tái)增加平均輸出功率，“1”比特指示移動(dòng)臺(tái)減少平均輸出功率，步長(zhǎng)為1dB/比特。反向外環(huán)與閉環(huán)功率控制如圖23所示：圖23 反向外環(huán)與閉環(huán)功率控制示意圖3. 前向功率控制基站周期性地降低發(fā)射到移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率，移動(dòng)臺(tái)測(cè)量誤幀率，當(dāng)誤幀率超過(guò)預(yù)定義值時(shí)，移動(dòng)臺(tái)要求基站對(duì)它的發(fā)射功率增加1％，每15～20ms進(jìn)行一次調(diào)整。 軟容量對(duì)于CDMA系統(tǒng)，用戶數(shù)與服務(wù)級(jí)別存在比較靈活的關(guān)系，運(yùn)營(yíng)商可在話務(wù)量高峰期將誤幀率稍微提高，來(lái)增加可用信道數(shù)，提高系統(tǒng)容量。CDMA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)呼吸功能的本質(zhì)在于其可以方便的控制各個(gè)基站的覆蓋范圍和系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)軟切換，通過(guò)改變基站的覆蓋范圍來(lái)調(diào)整各個(gè)基站下面使用用戶的容量，CDMA系統(tǒng)通過(guò)呼吸功能，實(shí)現(xiàn)相鄰基站之間的容量均衡，降低各個(gè)基站內(nèi)部的用戶干擾，從整個(gè)系統(tǒng)考慮是增加了容量。1. 硬切換硬切換是指在切換的過(guò)程中，業(yè)務(wù)信道有瞬時(shí)的中斷的切換過(guò)程。如果兩個(gè)基站之間采用的是不同頻率，則這時(shí)發(fā)生的切換是硬切換。l 有效導(dǎo)頻集：與正在聯(lián)系的基站相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)頻集合。候選導(dǎo)頻集和有效導(dǎo)頻集里的所有其它導(dǎo)頻的導(dǎo)頻集合。1. 偽隨機(jī)序列偽隨機(jī)序列（PN碼）具有類似噪聲序列的性質(zhì)，是一種貌似隨機(jī)但實(shí)際上是有規(guī)律的周期性二進(jìn)制序列。m序列的基本性質(zhì)a、周期是P＝2R－1。c、m序列和其移位后的序列逐位模2 相加，所得的序列還是m 序列，只是相位不同。b、如果超過(guò)門(mén)限了，在該相位再做更長(zhǎng)一段PN碼的相關(guān)解調(diào)，以判定該相位是否有有用信號(hào)。在反向信道中，長(zhǎng)度為2421的m序列被用作直接進(jìn)行擴(kuò)頻，每個(gè)用戶被分配一個(gè)m序列的相位，這個(gè)相位是由用戶的ESN（移動(dòng)臺(tái)的電子序號(hào)）計(jì)算出來(lái)，這些 m序列的相位是隨機(jī)分布且不會(huì)重復(fù)的。疊加后的信號(hào)幅度變化符合瑞利分布，又稱瑞利衰落。分集技術(shù)是克服疊加衰落的一個(gè)有效分發(fā)。無(wú)論在市區(qū)還是郊區(qū)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于相關(guān)帶寬的要求，所以CDMA的寬帶傳輸本身就是頻率分集。各子系統(tǒng)之間或各子系統(tǒng)與各種公用通信網(wǎng)之間都明確和詳細(xì)定義了標(biāo)準(zhǔn)化接口規(guī)范，保證任何廠商提供的CDMA系統(tǒng)或子系統(tǒng)能互連；CDMA系統(tǒng)能提供穿過(guò)國(guó)際邊界的自動(dòng)漫游功能。由圖可見(jiàn)，CDMA系統(tǒng)是由若干個(gè)子系統(tǒng)或功能實(shí)體組成。操作系統(tǒng)（OSS）則提供運(yùn)營(yíng)部門(mén)一種手段來(lái)控制和維護(hù)這些實(shí)際運(yùn)行部分?；蛘咛峁┡c其它一些終端設(shè)備之間的接口?，F(xiàn)在機(jī)卡分離的CDMA早已研制成功，UIM卡和GSM手機(jī)的SIM卡一樣，它包含所有與用戶有關(guān)的和某些無(wú)線接口的信息，其中也包括鑒權(quán)和加密信息。另一方面，基站子系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）中的移動(dòng)交換中心（MSC）相連，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用戶之間或移動(dòng)用戶與固定網(wǎng)絡(luò)用戶之間的通信連接，傳送系統(tǒng)信號(hào)和用戶信息等。BTS可以直接與BSC相連接，也可以通過(guò)基站接口設(shè)備采用遠(yuǎn)端控制的連接方式與BSC相連接。1. 基站收發(fā)信臺(tái)（BTS）基站收發(fā)信臺(tái)（BTS）屬于基站子系統(tǒng)的無(wú)線部分，由基站控制器（BSC）控制，服務(wù)于某個(gè)小區(qū)的無(wú)線收發(fā)信設(shè)備，完成BSC與無(wú)線信道之間的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)BTS與移動(dòng)臺(tái)（MS）之間通過(guò)空中接口的無(wú)線傳輸及相關(guān)的控制功能。1. 移動(dòng)交換中心（MSC）移動(dòng)交換中心（MSC）是網(wǎng)絡(luò)的核心，它提供交換功能及面向系統(tǒng)其它功能實(shí)體：基站子系統(tǒng)BSS、歸屬位置寄存器HLR、鑒權(quán)中心AC、移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器EIR、操作維護(hù)中心OMC和面向固定網(wǎng)（公用電話網(wǎng)PSTN、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN、分組交換公用數(shù)據(jù)網(wǎng)PSPDN、電路交換公用數(shù)據(jù)網(wǎng)CSPDN）的接口功能，把移動(dòng)用戶與移動(dòng)用戶、移動(dòng)用戶與固定網(wǎng)用戶互相連接起來(lái)。語(yǔ)音業(yè)務(wù)：話音編碼器采用EVRC。提供IWF的電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和基于Simple IP和Mobile IP的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；補(bǔ)充業(yè)務(wù)。增值業(yè)務(wù)。當(dāng)然，作為網(wǎng)絡(luò)的核心，MSC還支持位置登記、越區(qū)切換和自動(dòng)漫游等移動(dòng)特征性能和其它網(wǎng)絡(luò)功能。目前，GMSC功能就是在MSC中實(shí)現(xiàn)的。一旦移動(dòng)用戶離開(kāi)該VLR的控制區(qū)域，則重新在另一個(gè)VLR登記，原VLR將取消臨時(shí)記錄的該移動(dòng)用戶數(shù)據(jù)。一個(gè)HLR能夠控制若干個(gè)移動(dòng)交換區(qū)域以及整個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)，所有移動(dòng)用戶重要的靜態(tài)數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在HLR中，這包括移動(dòng)用戶識(shí)別號(hào)碼、訪問(wèn)能力、用戶類別和補(bǔ)充業(yè)務(wù)等數(shù)據(jù)。因此，鑒權(quán)中心（AC）存儲(chǔ)著鑒權(quán)信息和加密密鑰，用來(lái)防止無(wú)權(quán)用戶接入系統(tǒng)和保證通過(guò)無(wú)線接口的移動(dòng)用戶通信的安全。移動(dòng)用戶管理可包括用戶數(shù)據(jù)管理和呼叫計(jì)費(fèi)。移動(dòng)設(shè)備管理是由移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（EIR）來(lái)完成的，EIR與NSS的功能實(shí)體之間是通過(guò)SS7信令網(wǎng)絡(luò)的接口互連，為此，EIR也歸入NSS的組成部分之一?？梢哉J(rèn)為，操作子系統(tǒng)（OSS）已不包括與CDMA系統(tǒng)的NSS和BSS部分密切相關(guān)的功能實(shí)體，而成為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的管理和服務(wù)中心。它主要定義和標(biāo)準(zhǔn)化能保證不同供應(yīng)商生產(chǎn)的移動(dòng)臺(tái)、基站子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)設(shè)備能納入同一個(gè)CDMA數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)運(yùn)行和使用。此接口傳遞的信息包括無(wú)線資源管理，移動(dòng)性管理和接續(xù)管理等。用于移動(dòng)交換中心（MSC）向拜訪位置寄存器（VLR）詢問(wèn)有關(guān)移動(dòng)臺(tái)（MS）當(dāng)前位置信息或者通知拜訪位置寄存器（VLR）有關(guān)移動(dòng)臺(tái)（MS）的位置更新信息等。C接口的物理鏈接方式與D接口相同。因此D接口的物理鏈接是通過(guò)移動(dòng)交換中心（MSC）與歸屬位置寄存器（HLR）。 CDMA系統(tǒng)與其它公用電信網(wǎng)的接口其它公用電信網(wǎng)主要是指公用電話網(wǎng)（PSTN），綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN），分組交換公用數(shù)據(jù)網(wǎng)（PSPDN）和電路交換公用數(shù)據(jù)網(wǎng)（CSPDN）。 CDMA系統(tǒng)與智能網(wǎng)的接口T1接口：SCP與MSC/SSP之間的接口。不同的接口可能采用不同形式的物理鏈路，完成各自特定的功能，傳遞各自特定的消息，這些都由相應(yīng)的信令協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖36 系統(tǒng)主要接口的協(xié)議分層示意圖2. 協(xié)議分層結(jié)構(gòu)l 信號(hào)層1（也稱物理層）這是無(wú)線接口的最低層、提供傳送比特流所需的物理鏈路（例如無(wú)線鏈路）、為高層提供各種不同功能的邏輯信道，包括業(yè)務(wù)信道和邏輯信道，每個(gè)邏輯信道有它自己的服務(wù)接入點(diǎn)。其中一個(gè)接續(xù)管理子層中含有多個(gè)呼叫控制（CC）單元，提供并行呼叫處理。BSAP：BSS應(yīng)用部分 SCCP：信令連接控制部分DTAP：直接轉(zhuǎn)移應(yīng)用部分 MTP：消息傳遞部分BSMAP：BSS移動(dòng)應(yīng)用部分圖37 A接口信令協(xié)議參考模型子層移動(dòng)性管理（MM）和接續(xù)管理（CM）都至MSC終止，MM和CM消息在A接口中是采用直接轉(zhuǎn)移應(yīng)用部分（DTAP）傳遞，基站子系統(tǒng)（BSS）則透明傳遞MM和CM消息，這樣就保證L3子層協(xié)議在各接口之間的互通。應(yīng)指出的是，TUP和ISUP信令必須符合各國(guó)家制定的相應(yīng)技術(shù)規(guī)范，MAP信令則必須符合CDMA技術(shù)規(guī)范。一個(gè)服務(wù)區(qū)可由一個(gè)或若干個(gè)公用陸地移動(dòng)通信網(wǎng)（PLMN）組成，可以是一個(gè)國(guó)家或是一個(gè)國(guó)家的一部分，也可以是若干個(gè)國(guó)家。MSC構(gòu)成固定網(wǎng)與PLMN之間的功能接口，用于呼叫接續(xù)等。位置區(qū)可由一個(gè)或若干個(gè)小區(qū)（或基站區(qū)）組成。在采用全向天線結(jié)構(gòu)時(shí)，小區(qū)即為基站區(qū)。MAC：是移動(dòng)接入碼，本網(wǎng)采用網(wǎng)號(hào)方案，為133。在實(shí)際使用過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)從H0等于0到9開(kāi)始，逐步起用。 聯(lián)通使用基于MIN的IMSI（MIN based IMSI）。ABCDEF是MDN號(hào)碼中的ABCD經(jīng)過(guò)擾碼以后獲得。其關(guān)系如下表所示。 它是133后面第一第二位為44的號(hào)碼。它包含32比特，設(shè)備序列號(hào)由移動(dòng)臺(tái)的生產(chǎn)廠家設(shè)置。每個(gè)移動(dòng)本地網(wǎng)分配一個(gè)SID號(hào)碼，每個(gè)本地網(wǎng)具體獲得的號(hào)碼由聯(lián)通總部確定。NID的分配由各本地網(wǎng)管理，具體的分配方案待定。由各本地網(wǎng)管理，具體的分配方案待定。當(dāng)一個(gè)HLR所屬的用戶的IMSI號(hào)碼為460 03 03 H0H1H2H3 ABCD時(shí)，這個(gè)HLR的HLR號(hào)碼可以是460 03 03 H0H1H2H3 0000。這個(gè)消息SCCP層的主叫GT設(shè)置為這個(gè)MSC的MSC號(hào)碼，其中TT（翻譯類型）設(shè)置為0；SCCP層的被叫GT設(shè)置為移動(dòng)臺(tái)的IMSI號(hào)碼，其中TT設(shè)置為0。這條發(fā)送給MC的消息SCCP層的被叫GT設(shè)置為移動(dòng)臺(tái)的MDN號(hào)碼，其中TT設(shè)置為128。