【正文】 5. 數(shù)據(jù)掩蔽 ?數(shù)據(jù)掩蔽用于尋呼信道和正向業(yè)務(wù)信道 ， 其作用是為通信提供保密 。 ?同步信道所用的交織跨度等于 ms， 相當(dāng)于碼元速率為 4800 b/s時(shí)的 128 個(gè)調(diào)制碼元寬度 。 ?對(duì)于尋呼信道和正向業(yè)務(wù)信道 ， 只要數(shù)據(jù)率低于 9 600 b/s, 在分組交織之前都要重復(fù) 。 ?此外 ， 在 9600 和 4800b/s的數(shù)據(jù)中都含有 幀質(zhì)量指示比特 (即 CRC檢驗(yàn)比特 )， 前者為 12 bit， 后者為 8 bit。 ?碼分，是指用正交沃爾什函數(shù)來區(qū)分不同用途的信道，并用一對(duì)偽碼的不同偏置進(jìn)行四相調(diào)制來區(qū)分不同基站發(fā)出的信號(hào)。 6. 反向業(yè)務(wù)信道 ? 與正向業(yè)務(wù)信道相對(duì)應(yīng)。 ?這樣做 ， 有利于減少 CDMA系統(tǒng)的多址干擾 ， 以提高系統(tǒng)容量 。每個(gè)尋呼信道所支撐的接入信道數(shù)最多可達(dá) 32 個(gè)。 經(jīng)卷積編碼 、 重復(fù)和塊交織后 ，用周期為 242－ 速率為 ， 每隔 64個(gè)碼片用一個(gè)碼片對(duì)尋呼信道的信息進(jìn)行擾碼 。 CDMA蜂窩系統(tǒng)的無線傳輸 3. 尋呼信道 ?在呼叫接續(xù)階段傳輸尋呼移動(dòng)臺(tái)的信息 。在獲得相位和編碼同步后，移動(dòng)臺(tái)從同步信道上獲得同步信息。 ? 導(dǎo)頻信號(hào)是一種無調(diào)制的直接序列擴(kuò)頻信號(hào) ， 令移動(dòng)臺(tái)可迅速而精確地捕獲信道的定時(shí)信息 ， 并提取相干載波進(jìn)行信號(hào)的解調(diào) 。 容量受限 CDMA蜂窩通信系統(tǒng)的通信容量 幾種蜂窩通信系統(tǒng)的通信容量的比較： 模擬 FDMA系統(tǒng) 總頻段寬度 MHz (AMPS) 頻道間隔 30 kHz 信道數(shù)目 10 6/(30 103)= 每區(qū)群小區(qū)數(shù) 7 通信容量 CDMA蜂窩通信系統(tǒng)的通信容量 TDMA系統(tǒng) 總頻段寬度 MHz 頻道間隔 30 kHz 每載頻時(shí)隙數(shù) 3 信道數(shù)目 3 106/(30 103)=125 每區(qū)群小區(qū)數(shù) 4 通信容量 125/4= CDMA蜂窩通信系統(tǒng)的通信容量 CDMA系統(tǒng) 總頻段寬度 MHz 扇形分區(qū)數(shù) 3 通信容量 120 ?以 n表示通信容量 ， 三種系統(tǒng)的比較結(jié)果可以寫成 n(CDMA)=20n(FDMA)=4n(TDMA) CDMA蜂窩系統(tǒng)的無線傳輸 信道組成 圖 CDMA蜂窩系統(tǒng)的信道示意圖 導(dǎo) 頻 信 道同 步 信 道尋 呼 信 道正 向 業(yè) 務(wù) 信 道反 向 業(yè) 務(wù) 信 道 接 入 信 道 移 動(dòng) 臺(tái)基 站?在 CDMA蜂窩系統(tǒng)中，除了要傳輸業(yè)務(wù)信息外，還必須傳輸各種必需的控制信息。 CDMA系統(tǒng)理論容量 C = W l o g2( 1 +SN) ( b / s )碼分多址 (CDMA)概述 ? FDMA 和 TDMA系統(tǒng)提高容量的根本原因 :減小頻率再用的距離。 20 第 7章 碼分多址 (CDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng) Qualm CDMA蜂窩系統(tǒng)的話音編碼 ? Qualm CDMA蜂窩系統(tǒng)開發(fā)的聲碼器采用碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè) (CELP)編碼算法 ， 也稱為 QCELP算法 。 19 第 7章 碼分多址 (CDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng) Qualm CDMA蜂窩通信系統(tǒng)的時(shí)間基準(zhǔn) ? CDMA蜂窩系統(tǒng)利用 “ 全球定位系統(tǒng) ” (GPS)的時(shí)標(biāo) ，GPS的時(shí)間和 “ 世界協(xié)調(diào)時(shí)間 ” (UTC)是同步的 ， 二者之差是秒的整倍數(shù) 。 17 第 7章 碼分多址 (CDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng) Qualm CDMA蜂窩系統(tǒng)的工作頻率 ? Qualm CDMA蜂窩系統(tǒng)： 美國(guó) Qualm （ 高通 ）公司開發(fā)的 CDMA蜂窩體制 ， 被采納為北美蜂窩數(shù)字標(biāo)準(zhǔn) ， 定名為 IS95。 ④ CDMA蜂窩系統(tǒng)可以充分利用人類對(duì)話的不連續(xù)特性來 實(shí)現(xiàn)話音激活技術(shù) ， 以提高系統(tǒng)的通信容量 。 CDMA蜂窩系統(tǒng)的全部用戶共享一個(gè)無線信道 ， 用戶信號(hào)的區(qū)分只靠所用碼型的不同 ，因此當(dāng)蜂窩系統(tǒng)的負(fù)荷滿載時(shí) ， 另外增加少數(shù)用戶 ， 只會(huì)引起話音質(zhì)量的輕微下降 (或者說信干比稍微降低 )， 而不會(huì)出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象 。 ? 要求：調(diào)整基站向移動(dòng)臺(tái)發(fā)射的功率 ， 使任一移動(dòng)臺(tái)無論處于小區(qū)中的任何位置上 ， 收到基站的信號(hào)電平都剛剛達(dá)到信干比所要求的門限值 。 ?每個(gè)功率比特能夠使移動(dòng)臺(tái)功率產(chǎn)生 1dB的變化 —可以使測(cè)量的 Eb/It的值與目標(biāo)值之間的差距減少 1dB。 ? 糾正：通過移動(dòng)臺(tái)捕獲到前向業(yè)務(wù)信道，并開始處理功率控制比特，閉環(huán)功率控制機(jī)制開始生效后，才能糾正。 ? 在開環(huán)功率控制中不包括基站 —只有移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行開環(huán)功率控制。 反向功率控制分為開環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制 (1) 開環(huán)功率控制：移動(dòng)臺(tái)接收并測(cè)量基站發(fā)來的信號(hào)強(qiáng)度，并估計(jì)正向傳輸?shù)膿p耗，然后根據(jù)這種估計(jì)調(diào)節(jié)移動(dòng)臺(tái)的反向發(fā)射功率。 其主要要求是使任一移動(dòng)臺(tái)無論處于什么位置上 ， 其信號(hào)在到達(dá)基站的接收機(jī)時(shí) ， 都具有相同的電平 ， 而且剛剛達(dá)到信干比要求的門限 。如果移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率按照最大通信距離設(shè)計(jì)，則當(dāng)移動(dòng)臺(tái)靠近基站時(shí)，必然會(huì)有過量而又有害的功率輻射。 5 第 7章 碼分多址 (CDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng) 圖 CDMA蜂窩系統(tǒng)的多址干擾 ( a )( b ) CDMA蜂窩通信系統(tǒng)的多址干擾分兩種情況： ① 基站在接收某一移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)時(shí) ， 會(huì)受到本小區(qū)和臨近小區(qū)其他 MS所發(fā)信號(hào)的干擾 ， 如圖 （ a） 所示 ， 基站對(duì) MS產(chǎn)生的正向多址干擾； ② 移動(dòng)臺(tái)在接收所屬基站發(fā)來的信號(hào)時(shí) ， 會(huì)受到所屬基站和鄰近基站向其他 MS所發(fā)信號(hào)的干擾 ， 如圖 （ b） 所示 ， MS對(duì)基站產(chǎn)生的反向多址干擾 。 解擴(kuò)后的信號(hào)再經(jīng)過常規(guī)的解調(diào) ， 即可恢復(fù)出其中傳送的信息 。 二者是等效的 。 第二次世界大戰(zhàn)期間因戰(zhàn)爭(zhēng)的需要而研究開發(fā)出 CDMA技術(shù) ， 其思想初衷是防止敵方對(duì)己方通訊的干擾 ， 在戰(zhàn)爭(zhēng)期間廣泛應(yīng)用于軍事抗干擾通信 ， 后來由美國(guó)高通公司更新成為商用蜂窩電信技術(shù) 。1 第 7章 碼分多址 (CDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng) 第 7章 碼分多址 (CDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng) 概述 CDMA蜂窩通信系統(tǒng)的通信容量 CDMA蜂窩系統(tǒng)的無線傳輸 * CDMA蜂窩系統(tǒng)的消息格式和信道結(jié)構(gòu) CDMA蜂窩系統(tǒng)的控制功能 2 第 7章 碼分多址 (CDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng) ? 碼分多址 (CDMA)是以擴(kuò)頻技術(shù)為基礎(chǔ)的 。 ?CDMA技術(shù)的出現(xiàn)源自于人類對(duì)更高質(zhì)量無線通信的需求 。 比如 ， 先用要傳送的信息比特對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制 ， 再用偽隨機(jī)序列 (PN序列 )擴(kuò)展信號(hào)的頻譜；也可以先用偽隨機(jī)序列與信息比特相乘 (把信息的頻譜擴(kuò)展 )， 再對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制 。 解擴(kuò)是接收機(jī)以相同的偽隨機(jī)序列與接收的擴(kuò)頻信號(hào)相乘 ， 也稱相關(guān)接收 。 對(duì)于各種干擾來說 ， 對(duì)蜂窩系統(tǒng)的容量起主要制約作用的是系統(tǒng)本身存在的自我干擾 。移動(dòng)臺(tái)在小區(qū)內(nèi)的位置是隨機(jī)移動(dòng)的，而且是經(jīng)常變化的，同一部移動(dòng)臺(tái)可能有時(shí)處于小區(qū)邊緣，有時(shí)靠近基站。 ? 功率控制分為 ① 反向功率控制 ② 正向功率控制 CDMA蜂窩通信系統(tǒng)的功率控制 8 第 7章 碼分多址 (CDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng) 反向功率控制 ? 反向功率控制也稱上行鏈路功率控制 。 9 第 7章 碼分多址 (CDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng) 反向鏈路功率控制影響接入和反向業(yè)務(wù)信道。 ? 移動(dòng)臺(tái)根據(jù)在 (導(dǎo)頻、尋呼、同步、業(yè)務(wù)信道的功率 )來調(diào)整發(fā)射功率。 ? 缺點(diǎn)：反向鏈路傳播的統(tǒng)計(jì)量是根據(jù)前向鏈路的傳播統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行估測(cè)的，但由于兩個(gè)鏈路是不相關(guān)的，可能會(huì)出現(xiàn)大的差錯(cuò)。 ?移動(dòng)臺(tái)根據(jù)來自基站的功率控制比特增加或降低反向業(yè)務(wù)信道的發(fā)射功率，從而接近 Eb/It額定值的目標(biāo)值或控制長(zhǎng)期 FER的設(shè)定值。 12 第 7章 碼分多址 (CDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng) 13 第 7章 碼分多址 (CDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng) 正向功率控制也稱下行鏈路功率控制 。 ② 具有 “ 軟容量 ” 的特點(diǎn) 。即在過區(qū)切換的起始階段，由原小區(qū)的基站與新小區(qū)的基站同時(shí)為過區(qū)的 MS服務(wù)，直到該 MS與新基站建立起可靠的通信鏈路后，原基站才中斷它和該 MS的聯(lián)系。 ? 這種移動(dòng)臺(tái)在模擬調(diào)頻和碼分多址兩種制式不同的蜂窩系統(tǒng)中 ， 均能向網(wǎng)中其他用戶發(fā)起呼叫和接受其呼叫 ，而兩種制式不同的蜂窩系統(tǒng)也均能向網(wǎng)中這種雙模式移動(dòng)臺(tái)發(fā)起呼叫和接受其呼叫 ， 而且這種呼叫無論在定點(diǎn)上或在移動(dòng)漫游過程中都是自動(dòng)完成的 。 對(duì)一個(gè)指定的系統(tǒng)可以分配多個(gè) CDMA頻道 ， 同一個(gè)系統(tǒng)中的小區(qū)和扇區(qū)要使用其中的任一個(gè) CDMA頻道 。如果另一條多徑分量變成了最先到達(dá)并用于解調(diào)的多徑分量 ， 則移動(dòng)臺(tái)的時(shí)間基準(zhǔn)要跟蹤到這個(gè)新的多徑分 。 碼分多址 (CDMA)概述 ? 從原理上講，無論 FDMA， TDMA， CDMA所能提供的系統(tǒng)容量都是一定的（香農(nóng)公式） 結(jié)合具體的應(yīng)用條件和工作環(huán)境，能得到的通信容量可以是不同的，甚至有較大的差異。 ? CDMA提高容量的根本方法：減少多址干擾。 ? 導(dǎo)頻信道是由 Walsh函數(shù) W0進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制的 ， 用來傳送未調(diào)制的擴(kuò)頻信號(hào) 。 ?同步信道是由 Walsh函數(shù) W32進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制的用來傳送一個(gè)經(jīng)過編碼、重復(fù)、交織擴(kuò)頻和調(diào)制的同步信號(hào)。 ?當(dāng)通信業(yè)務(wù)量很多 , 所有業(yè)務(wù)信道均被占用而不敷應(yīng)用時(shí)，此同步信道也可臨時(shí)改作業(yè)務(wù)信道使用。 ?尋呼信道是由 Walsh函數(shù) W1～ W7進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制的 ， 尋呼信道的工作速率固定在 。 ?不過， 接入信道是一種分時(shí)隙的隨機(jī)接入信道，允許多個(gè)用戶同時(shí)搶占同一接入信道。比如 ， 發(fā)音時(shí)傳輸速率提高 ， 停頓時(shí)傳輸速率降低 。 圖中 ， 含 55 個(gè)業(yè)務(wù)信道