【正文】 IMT2000的歷史第三代移動通信系統(tǒng)最早由國際電信聯(lián)盟（ITU）1985年提 出，曾被稱為未來公眾陸地移動通信系統(tǒng)FPLMTS（Future Public Land Mobile Telemunication System）。CDMA One是IS95品牌名稱。IS54在兩種北美數(shù)字蜂窩標準中，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)，以支持多媒體應用，如WCDMA，cdma2000、TDSCDMA等。相關資料《數(shù)字移動通信系統(tǒng)》 楊留清等著 人民郵電出版社《CDMA（碼分多址）移動通信技術》 孫立新，刑寧霞 《數(shù)字移動通信系統(tǒng)》 陳德榮等著 北京郵電大學出版社《寬帶CDMA：第三代移動通信技術》Tero Ojanpera Ramjee Prasad著 人民郵電出版社第1章 CDMA發(fā)展簡史移動通信系指通信雙方或至少一方是處于移動中進行信息交流的通信。20年代開始在軍事及某些特殊領域使用，40年代才逐步向民用擴展；最近十年間才是移動通信真正迅猛發(fā)展的時期，而且由于其許多的優(yōu)點，前景十分廣闊。 主要移動通信系統(tǒng)介紹l AMPS先進的移動電話系統(tǒng)（AMPS）使用模擬蜂窩傳輸?shù)?00MHz頻帶。英國、日本和部分亞洲國家廣泛使用該標準。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）標準。cdma2000無線通信標準也是以IS95為演變基礎的。后來考慮到該系統(tǒng)將于2000年左右進入商用市場，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；通信技術方面，網(wǎng)絡技術和設施將與有線網(wǎng)的智能化、寬帶化結(jié)合在一起，通過一種演變的過程進入第三代，而無線傳輸技術將經(jīng)歷一場革命，為第三代移動通信新業(yè)務的提 供奠定基礎。IUTT：負責網(wǎng)絡端的標準化工作。3. IMT2000標準的頻率制定10多年來，ITUR第8研究組的重要貢獻除了起草了10余篇有關第三代移動通信系統(tǒng)目標和框架性建議以外，還爭取到2 GHz附近總共230MHz的頻率作為第三代移動通信系統(tǒng)的專用頻率。目前各國及國際組織對移動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的演進策略1. WCDMA（DS）的演進策略是：(1) 目前的GSM(2) 高速電路交換數(shù)據(jù)HSCSD（~64kbit/s）(3) 通用分組無線業(yè)務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)絡業(yè)務覆蓋再度平滑無縫隙地演進至IMT2000 WCDMA（DS）cdma2000（MC）的演進策略是：(6) 由目前與AMPS疊加的IS95A ，cdma2000的第一階段(7) ，(8) 實施加倍容量的IS95C，最終平滑無縫隙地演進至傳輸速率可高達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現(xiàn)通信的，TDMA是以不同的時隙實現(xiàn)通信的，CDMA是以不同的代碼序列實現(xiàn)通信的。 時分多址時分多址是在一個帶寬的無線載波上，按時間（或稱為時隙）劃分為若干時分信道，每一用戶占用一個時隙，只在這一指定的時隙內(nèi)收（或發(fā)）信號，故稱為時分多址。當自己的時隙到來時，移動臺就啟動接收和解調(diào)電路，對基站發(fā)來的猝發(fā)式信息進行解碼。其最簡單的結(jié)構(gòu)就是利用兩個時隙，一個發(fā)一個收。TDD的主要缺點是滿足不了大規(guī)模系統(tǒng)的容量要求。有多少個互為正交的碼序列，就可以有多少個用戶同時在一個載波上通信。另外，在移動臺進行軟切換的時候，也正是由于使用不同的RAKE接收機接收不同基站的信號才得以實現(xiàn)。多用戶檢測（MUD）也稱為聯(lián)合檢測和干擾消除，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CDMA系統(tǒng)中，每一碼分信道都會受到來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. 反向開環(huán)功率控制反向開環(huán)功率控制是移動臺根據(jù)在小區(qū)中所接收功率的變化，迅速調(diào)節(jié)移動臺發(fā)射功率。1) 剛進入接入信道時（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標稱CDMA信道帶寬而言；INIT_PWR是對第一個接入信道序列所需作的調(diào)整；NOM_PWR是為了補償由于前向CDMA 信道和反向CDMA 信道之間不相關造成的路徑損耗?！?”比特指示移動臺增加平均輸出功率，“1”比特指示移動臺減少平均輸出功率，步長為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)射到移動臺的發(fā)射功率，移動臺測量誤幀率，當誤幀率超過預定義值時，移動臺要求基站對它的發(fā)射功率增加1％，每15～20ms進行一次調(diào)整。 軟容量對于CDMA系統(tǒng)，用戶數(shù)與服務級別存在比較靈活的關系，運營商可在話務量高峰期將誤幀率稍微提高，來增加可用信道數(shù)，提高系統(tǒng)容量。CDMA系統(tǒng)實現(xiàn)呼吸功能的本質(zhì)在于其可以方便的控制各個基站的覆蓋范圍和系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)軟切換，通過改變基站的覆蓋范圍來調(diào)整各個基站下面使用用戶的容量，CDMA系統(tǒng)通過呼吸功能，實現(xiàn)相鄰基站之間的容量均衡，降低各個基站內(nèi)部的用戶干擾，從整個系統(tǒng)考慮是增加了容量。1. 硬切換硬切換是指在切換的過程中，業(yè)務信道有瞬時的中斷的切換過程。如果兩個基站之間采用的是不同頻率，則這時發(fā)生的切換是硬切換。l 有效導頻集：與正在聯(lián)系的基站相對應的導頻集合。候選導頻集和有效導頻集里的所有其它導頻的導頻集合。1. 偽隨機序列偽隨機序列（PN碼）具有類似噪聲序列的性質(zhì)，是一種貌似隨機但實際上是有規(guī)律的周期性二進制序列。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、如果超過門限了，在該相位再做更長一段PN碼的相關解調(diào)，以判定該相位是否有有用信號。在反向信道中，長度為2421的m序列被用作直接進行擴頻，每個用戶被分配一個m序列的相位，這個相位是由用戶的ESN（移動臺的電子序號）計算出來，這些 m序列的相位是隨機分布且不會重復的。疊加后的信號幅度變化符合瑞利分布，又稱瑞利衰落。分集技術是克服疊加衰落的一個有效分發(fā)。無論在市區(qū)還是郊區(qū)都遠遠大于相關帶寬的要求，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)之間都明確和詳細定義了標準化接口規(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)能提供穿過國際邊界的自動漫游功能。由圖可見，CDMA系統(tǒng)是由若干個子系統(tǒng)或功能實體組成。操作系統(tǒng)（OSS）則提供運營部門一種手段來控制和維護這些實際運行部分?；蛘咛峁┡c其它一些終端設備之間的接口。現(xiàn)在機卡分離的CDMA早已研制成功，UIM卡和GSM手機的SIM卡一樣，它包含所有與用戶有關的和某些無線接口的信息，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)絡子系統(tǒng)（NSS）中的移動交換中心（MSC）相連，實現(xiàn)移動用戶之間或移動用戶與固定網(wǎng)絡用戶之間的通信連接，傳送系統(tǒng)信號和用戶信息等。BTS可以直接與BSC相連接，也可以通過基站接口設備采用遠端控制的連接方式與BSC相連接。1. 基站收發(fā)信臺（BTS）基站收發(fā)信臺（BTS）屬于基站子系統(tǒng)的無線部分，由基站控制器（BSC）控制，服務于某個小區(qū)的無線收發(fā)信設備，完成BSC與無線信道之間的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)BTS與移動臺（MS）之間通過空中接口的無線傳輸及相關的控制功能。1. 移動交換中心（MSC）移動交換中心（MSC）是網(wǎng)絡的核心，它提供交換功能及面向系統(tǒng)其它功能實體：基站子系統(tǒng)BSS、歸屬位置寄存器HLR、鑒權(quán)中心AC、移動設備識別寄存器EIR、操作維護中心OMC和面向固定網(wǎng)（公用電話網(wǎng)PSTN、綜合業(yè)務數(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，把移動用戶與移動用戶、移動用戶與固定網(wǎng)用戶互相連接起來。語音業(yè)務：話音編碼器采用EVRC。提供IWF的電路型數(shù)據(jù)業(yè)務和基于Simple IP和Mobile IP的分組數(shù)據(jù)業(yè)務；補充業(yè)務。增值業(yè)務。當然，作為網(wǎng)絡的核心，MSC還支持位置登記、越區(qū)切換和自動漫游等移動特征性能和其它網(wǎng)絡功能。目前，GMSC功能就是在MSC中實現(xiàn)的。一旦移動用戶離開該VLR的控制區(qū)域，則重新在另一個VLR登記，原VLR將取消臨時記錄的該移動用戶數(shù)據(jù)。一個HLR能夠控制若干個移動交換區(qū)域以及整個移動通信網(wǎng)，所有移動用戶重要的靜態(tài)數(shù)據(jù)都存儲在HLR中，這包括移動用戶識別號碼、訪問能力、用戶類別和補充業(yè)務等數(shù)據(jù)。因此，鑒權(quán)中心（AC）存儲著鑒權(quán)信息和加密密鑰，用來防止無權(quán)用戶接入系統(tǒng)和保證通過無線接口的移動用戶通信的安全。移動用戶管理可包括用戶數(shù)據(jù)管理和呼叫計費。移動設備管理是由移動設備識別寄存器（EIR）來完成的，EIR與NSS的功能實體之間是通過SS7信令網(wǎng)絡的接口互連，為此，EIR也歸入NSS的組成部分之一。可以認為，操作子系統(tǒng)（OSS）已不包括與CDMA系統(tǒng)的NSS和BSS部分密切相關的功能實體，而成為一個相對獨立的管理和服務中心。它主要定義和標準化能保證不同供應商生產(chǎn)的移動臺、基站子系統(tǒng)和網(wǎng)絡子系統(tǒng)設備能納入同一個CDMA數(shù)字移動通信網(wǎng)運行和使用。此接口傳遞的信息包括無線資源管理，移動性管理和接續(xù)管理等。用于移動交換中心（MSC）向拜訪位置寄存器（VLR）詢問有關移動臺（MS）當前位置信息或者通知拜訪位置寄存器（VLR）有關移動臺（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移動交換中心（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，這些都由相應的信令協(xié)議來實現(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 信號層1（也稱物理層）這是無線接口的最低層、提供傳送比特流所需的物理鏈路（例如無線鏈路）、為高層提供各種不同功能的邏輯信道，包括業(yè)務信道和邏輯信道，每個邏輯信道有它自己的服務接入點。其中一個接續(xù)管理子層中含有多個呼叫控制（CC）單元，提供并行呼叫處理。BSAP：BSS應用部分 SCCP：信令連接控制部分DTAP：直接轉(zhuǎn)移應用部分 MTP：消息傳遞部分BSMAP：BSS移動應用部分圖37 A接口信令協(xié)議參考模型子層移動性管理（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。應指出的是，TUP和ISUP信令必須符合各國家制定的相應技術規(guī)范，MAP信令則必須符合CDMA技術規(guī)范。一個服務區(qū)可由一個或若干個公用陸地移動通信網(wǎng)（PLMN）組成，可以是一個國家或是一個國家的一部分，也可以是若干個國家。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)可由一個或若干個小區(qū)（或基站區(qū)）組成。在采用全向天線結(jié)構(gòu)時，小區(qū)即為基站區(qū)。MAC：是移動接入碼，本網(wǎng)采用網(wǎng)號方案，為133。在實際使用過程中，應當從H0等于0到9開始，逐步起用。 聯(lián)通使用基于MIN的IMSI（MIN based IMSI）。ABCDEF是MDN號碼中的ABCD經(jīng)過擾碼以后獲得。其關系如下表所示。 它是133后面第一第二位為44的號碼。它包含32比特，設備序列號由移動臺的生產(chǎn)廠家設置。每個移動本地網(wǎng)分配一個SID號碼，每個本地網(wǎng)具體獲得的號碼由聯(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。當一個HLR所屬的用戶的IMSI號碼為460 03 03 H0H1H2H3 ABCD時，這個HLR的HLR號碼可以是460 03 03 H0H1H2H3 0000。這個消息SCCP層的主叫GT設置為這個MSC的MSC號碼，其中TT（翻譯類型）設置為0；SCCP層的被叫GT設置為移動臺的IMSI號碼，其中TT設置為0。這條發(fā)送給MC的消息SCCP層的被叫GT設置為移動臺的MDN號碼，其中TT設置為128。