【正文】 由 GPS 同步；與 IS95 兼容性好，技術(shù)成熟、風(fēng)險小，綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能好。因此，1999 年 11 月，ITU TG8/1 在芬蘭舉行的會議上通過了“IMT2022 無線接口技術(shù)規(guī)范” ，最終確定了 IMT2022 可用的 5 種 RTT 技術(shù)，這些技術(shù)覆蓋了歐洲與日本的 WCDMA、美國的 cdma2022 和中國的 TDSCDMA。3GPP2：是以 CDMA2022 為基礎(chǔ)，集合了 Qualm，Lucent 等美國公司及日本的4 / 85ARIB，韓國的一些公司，共同研究 3G 的組織。1995 年 WRC 大會作出決議，對分配給移動衛(wèi)星業(yè)務(wù)的頻率又做了少量變動，為第二大區(qū)增加了 20222025MHz 和 21602170MHz 頻段，且要求退出頻率的時間提前到 2000 年。目前在 ITU 組織中負(fù)責(zé)第三代移動通信系統(tǒng)體制技術(shù)規(guī)范制定的工作組主要包括如下三個：ITUR、ITUT、ICG.ITUR：負(fù)責(zé)系統(tǒng)集成無線部分，解決頻譜與法規(guī)問題，協(xié)調(diào)無線傳輸技術(shù)的評估活3 / 85動。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，對其無線傳輸技術(shù)（RTT：Radio Transmission Technology）提出了以下要求；（1）高速傳輸以支持多媒體任務(wù)①室內(nèi)環(huán)境至少 2Mbit/s；②室內(nèi)外步行環(huán)境至少 384kbit/s；③室外車輛運(yùn)動中至少 144kbit/s；④衛(wèi)星移動環(huán)境至少 ；（2）傳輸速率能夠按需分配；（3）上下行鏈路能適應(yīng)不對稱需求。2 / 85 第三代移動通信系統(tǒng)簡介第三代移動通信系統(tǒng)能提供多種類型、高質(zhì)量的多媒體業(yè)務(wù)，能實(shí)現(xiàn)全球無縫覆蓋，具有全球漫游能力，可與固定網(wǎng)絡(luò)相兼容，小型便攜式終端在任何時候、任何地點(diǎn)可以進(jìn)行任何種類的通信。? IS95北美數(shù)字蜂窩（IS95）標(biāo)準(zhǔn)，使用 800MHz 頻帶或 頻帶。GSM 發(fā)源于歐洲，它是作為全球數(shù)字蜂窩通信的 TDMA 標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計的。AMPS 在北美、南美和部分環(huán)太平洋國家廣泛使用。第一代：1980 年出現(xiàn)，為模擬話音通信系統(tǒng)，如 AMPS、 TACS、NMT、NTT 等系統(tǒng)。20 年代開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通信真正迅猛發(fā)展的時期，而且由于其許多的優(yōu)點(diǎn)，前景十分廣闊。 主要移動通信系統(tǒng)介紹? AMPS先進(jìn)的移動電話系統(tǒng)（AMPS ） ，使用模擬蜂窩傳輸?shù)?800MHz 頻帶。? GSM全球移動通信系統(tǒng)（GSM） ，使用 900MHz 頻帶，使用 1800MHz 頻帶的叫 DCS 1800。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。CDMA One 是 IS95 品牌名稱， CDMA2022 無線通信標(biāo)準(zhǔn)也是以 IS95 為基礎(chǔ)演變的。2. 第三代移動通信系統(tǒng)的目標(biāo)（1）能實(shí)現(xiàn)全球漫游：用戶可以在整個系統(tǒng)甚至全球范圍內(nèi)漫游，且可以在不同速率、不同的運(yùn)動狀態(tài)下獲得有質(zhì)量保證的服務(wù)；（2）能提供多種業(yè)務(wù)：提供話音、可變速率的數(shù)據(jù)、視頻通話業(yè)務(wù)，特別是多媒體業(yè)務(wù)；（3）能適應(yīng)多種環(huán)境：可以綜合現(xiàn)有的公眾電話交換網(wǎng)（PSTN）、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)、無繩系統(tǒng)、地面移動通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)等多種系統(tǒng)，提供無縫隙的覆蓋；（4）足夠的系統(tǒng)容量，強(qiáng)大的多種用戶管理能力，高保密性能和服務(wù)質(zhì)量。3. 第三代移動通信的標(biāo)準(zhǔn)化的制定第三代移動通信系統(tǒng) IMT2022 的標(biāo)準(zhǔn)化工作是在國際電信聯(lián)盟的指導(dǎo)下有組織有步驟地進(jìn)行的。4. IMT2022 標(biāo)準(zhǔn)的頻率制定1992 年負(fù)責(zé)全球無線頻率管理和分配的 WARC92 大會根據(jù)當(dāng)時 CCIR 對未來陸地移動通信需要頻率的估算，確定在 2GHz 周圍總共辟出 230MHz 頻帶作為第三代移動通信系統(tǒng)的專用頻率：1885~2025MHz、2110~2200MHz 作為 2022 年以后的全球性移動通信使用，其中衛(wèi)星通信使用的頻段 1980~2022MHz 和 21702200MHz 最遲到 2022 年退出。3GPP：是以 WCDMA 為基礎(chǔ)，集合了 Erission，Nokia，Simense 等歐洲公司以及日本的 NTT，韓國的一些公司，共同研究 3G 的組織。但是，經(jīng)過一年多的研究之后，ITU 發(fā)現(xiàn)要想獲得不同 RTT 技術(shù)間的完全融合是根本行不通的。? CDMA2022 是北美基于 IS95 系統(tǒng)演變而來的。7. CDMA2022 標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)CDMA2022 技術(shù)的完整演進(jìn)過程如 Error! Reference source not 所示。采用 IS95 規(guī)范的 CDMA 系統(tǒng)統(tǒng)稱為 CDMA One。0 用模型表示了這三種方法簡單的一個概念. tfc信 道 1信 道 3信 道 2信 道 N… FDMA tfc信道1TDMA信道3信道2信道N… tfcCDMA信 道 1信 道 3信 道 2信 道 N… 圖 13　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 . 頻分多址頻分，有時也稱之為信道化，就是把整個可分配的頻譜劃分成許多單個無線電信道（發(fā)射和接收載頻對） ，每個信道可以傳輸一路話音或控制信息。此多址方式在數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中采用，GSM 系統(tǒng)也采用了此種方式。TDMA 的一個變形是在一個單頻信道上進(jìn)行發(fā)射和接收，稱之為時分雙工（ TDD） 。它的主要優(yōu)點(diǎn)是可以在單一載頻上實(shí)現(xiàn)發(fā)射和接收，而不需要上行和下行兩個載頻，不需要頻率切換，因而可以降低成本。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。194。188。 擴(kuò)頻通信的基本原理擴(kuò)頻通信的基本原理如圖 15 所示：4 / 85圖 15　擴(kuò)頻通信基本原理在發(fā)端輸入的信息(比特率 bit)先經(jīng)過信息調(diào)制形成數(shù)字信號(符號率 symbol） ，然后由擴(kuò)頻發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號以展寬信號的頻譜(碼片率 chip)。 擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)在擴(kuò)頻通信中采用寬頻帶的信號來傳送信息，主要是為了通信的安全可靠，這可用信息論和抗干擾理論的基本觀點(diǎn)來解釋。如果增加頻帶寬度，就可以在較低的信噪比的情況下用相同的信息率以任意小的差錯概率來傳輸信息。在 CDMA 中需要采用地址碼來區(qū)分不同的地址，其中主要有以下四種不同類型：(1)用戶地址：用于區(qū)分不同移動用戶；(2)多速率(多媒體 )業(yè)務(wù)地址：用于多媒體業(yè)務(wù)中區(qū)分不同速率類型的業(yè)務(wù)；(3)信道地址：用于區(qū)分每個小區(qū)或每個扇區(qū)內(nèi)的不同信道；(4)基站地址：用于區(qū)分不同基站或扇區(qū)。Walsh 函數(shù)是一類取值介于 1 與1 的二元正交函數(shù)系。Walsh 碼在前向信道中的應(yīng)用如圖 18 所示。圖 18　Walsh 碼前向信道區(qū)分圖7 / 85基站在相同頻率下同時發(fā)送幾條信道，一個扇區(qū)下的所有手機(jī)都將收到包含所有信道的復(fù)合信號，并且必須識別需要解調(diào)的信道。導(dǎo)頻信道占用 Walsh 碼 0，同步信道占用 Walsh 碼 32，尋呼信道占用 Walsh 碼 17（通常使用一條尋呼信道 Walsh 碼 1），前向業(yè)務(wù)信道可以自由使用其余的 Walsh 碼。PN碼最初的多項式是由模2加算法產(chǎn)生，其狀態(tài)公式由移位寄存器和異或門組成，長度取決于所用寄存器的長度（長度為2 n1)，屬于m序列。2. PN 短碼序列具有以下特性：? PN短碼序列可以看作具有I 和Q 兩種不同成分序列的二維二進(jìn)制矢量，每一個的長度為32768chip；? 每一個PN短碼序列均與它自身相關(guān)，即與時間偏置為零的短碼序列相關(guān)；? 一個零偏置短碼序列與它自身的任何非零偏置的短碼序列正交。PN 短碼用于前向信道的正交調(diào)制，每個載扇均使用 I、Q 兩種 PN 短碼序列進(jìn)行數(shù)字調(diào)制。圖 111　PN 長碼產(chǎn)生原理，因此我們稱之為PN長碼。 Mcps。PN 長碼序列只有一個，因此 PN 長碼序列應(yīng)用偏移的方式對同一載扇下的反向信道（接入信道和反向業(yè)務(wù)信道）進(jìn)行區(qū)分。在接入信道，接入信道掩碼用于所有向基站發(fā)送消息的 MS。因為 CDMA 是一個自干擾系統(tǒng)，所有用戶共同使用同一頻率，所以“遠(yuǎn)近效應(yīng)”問題更加突出。? 在滿足上一條的原則下，盡可能降低基站、移動臺的發(fā)射功率，以降低用戶之間的干擾，使網(wǎng)絡(luò)性能達(dá)到最優(yōu)。前向功率控制的目的就是實(shí)現(xiàn)合理分配前向業(yè)務(wù)信道功率，在保證通訊質(zhì)量的前提下，使其對相鄰基站/扇區(qū)產(chǎn)生的干擾最小，也就是使前向信道的發(fā)射功率在滿足移動臺解調(diào)最小需求信噪比的情況下盡可能小。這就對前向鏈路的功率控制提出了更高的要求。在外環(huán)使能的情況下，兩種功率控制機(jī)制共同起作用，達(dá)到前向快速功率控制的目標(biāo)。反向功率控制包括三部分：開環(huán)功率控制、閉環(huán)功率控制和外環(huán)功率控制。反向開環(huán)功控的原理如下圖所示：B圖 115　反向開環(huán)功控的原理圖（2）反向閉環(huán)功控反向閉環(huán)功控正又分為內(nèi)環(huán)和外環(huán)兩部分，內(nèi)環(huán)指基站接收移動臺的信號后，將其強(qiáng)度與一門限（下面稱為“閉環(huán)門限” ）相比，如果高于該門限，向移動臺發(fā)送“降低發(fā)射功率”的功率控制指令；否則發(fā)送“增加發(fā)射功率”的指令。反向閉環(huán)功控原理如下所示：14 / 85圖 116　反向閉環(huán)功控原理圖 軟切換1. 導(dǎo)頻集“導(dǎo)頻信號”可用一個導(dǎo)頻信號序列偏置和一個載頻標(biāo)明，一個導(dǎo)頻信號集的所有導(dǎo)頻信號具有相同的 CDMA 載頻。相鄰導(dǎo)頻信號集：由于強(qiáng)度不夠，當(dāng)前不在有效導(dǎo)頻信號集或候選導(dǎo)頻信號集內(nèi)，但是可能會成為有效集或候選集的導(dǎo)頻信號。軟切換只能在相同頻率的CDMA信道間進(jìn)行，它在兩個基站覆蓋區(qū)的交界處起到了業(yè)務(wù)信道的分集作用。在 CDMA 系統(tǒng)中提出的軟切換技術(shù)，與硬切換技術(shù)相比，具有以下更好的優(yōu)點(diǎn)：? 軟切換發(fā)生時，移動臺只有在取得了與新基站的鏈接之后，才會中斷與原基站的聯(lián)系，通信中斷的概率大大降低。在基站收發(fā)機(jī)（BTS）側(cè)，不同扇區(qū)天線的接收信號對基站來說就相當(dāng)于不同的多徑分量，由 RAKE 接收機(jī)進(jìn)行合并后送至 BSC，作為此基站的語音幀。硬切換是在呼叫過程中，移動臺先中斷與原基站的通信，再與目標(biāo)基站取得聯(lián)系，發(fā)生在分配不同頻率或者不同的幀偏置的 CDMA 信道之間的切換。在 CDMA中，有以下幾種發(fā)生硬切換的情況：? 不同的頻率間的硬切換；? 同一設(shè)備商、同一頻率間的硬切換；? 不同設(shè)備商間的硬切換；? 不同的設(shè)備商，同一個頻率上同一系統(tǒng)中的硬切換。如果與之相對應(yīng)的導(dǎo)頻信號強(qiáng)度超過T_DROP，移動臺復(fù)位該定時器。如果這一導(dǎo)頻信號是候選導(dǎo)頻信號集中的導(dǎo)頻信號，它將被移至相鄰導(dǎo)頻信號集。移動臺的搜索窗口以有效導(dǎo)引信號集中最早到來的可用導(dǎo)頻信號多徑成分為中心。移動臺應(yīng)以導(dǎo)頻的PN序列偏置為搜索窗口中心，移動臺應(yīng)僅搜索剩余導(dǎo)頻信號集中其導(dǎo)頻信號PN序列偏置等于PILOT_INCs整數(shù)倍的導(dǎo)頻信號18 / 85。整個導(dǎo)頻搜索的時間安排見下圖所示：圖 121 手機(jī)對導(dǎo)頻信號的搜索時間安排從上圖可以看出，在完成一次對全部激活集或候選集中的導(dǎo)頻搜索后，搜索一個相鄰集中的導(dǎo)頻信號。手機(jī)搜索能力有限，當(dāng)搜索窗尺寸越大、導(dǎo)頻集中的導(dǎo)頻數(shù)越多時，遍歷導(dǎo)頻集中所有導(dǎo)頻的時間就越長。? 導(dǎo)頻 P2 強(qiáng)度超過 [(SOFT_SLOPE/8)10log10(PS1) + ADD_INTERCEPT/2].移動臺發(fā)送 PSMM? 移動臺收到 EHDM, GHDM 或 UHDM， 把導(dǎo)頻 P2 加入到有效集, 并發(fā)送HCM。? 導(dǎo)頻 P1 強(qiáng)度降低到低于 T_DROP. 移動臺啟動切換去掉定時器.? 切換去掉定時器超時，移動臺把導(dǎo)頻 P1 從候選集移入相鄰集其中，SOFT_SLOPE表示軟切換斜率、ADD_INTERCEPT表示切換加截距、DROP_INTERCEPT表示切換去截距。將這些不同波束分別經(jīng)過不同的延21 / 85遲線，對齊以及合并在一起，則可達(dá)到變害為利，把原來是干擾的信號變成有用信號組合在一起。解調(diào)器的個數(shù)決定了解調(diào)的路徑數(shù)，通常一個 RAKE 接收機(jī)由 4 個 Finger 組成，移動臺由 3 個 Finger 組成。無線信道是基于不同的擴(kuò)頻碼字來區(qū)分的，理論上來說系統(tǒng)容量也就自然取決于碼字資源即擴(kuò)頻碼的數(shù)量，但實(shí)際的系統(tǒng)容量（實(shí)際可以分配的擴(kuò)頻碼數(shù)量） ，卻是受限于系統(tǒng)的自干擾，即不同用戶間由于擴(kuò)頻碼并非理想正交而產(chǎn)生的多址干擾，同時包括本小區(qū)用戶干擾及其他小區(qū)干擾。反之，當(dāng)小區(qū)用戶數(shù)目減少，也就是小區(qū)容量減小時，系統(tǒng)業(yè)務(wù)強(qiáng)度的降低22 / 85使得基站接收的干擾功率水平降低，各用戶將可以發(fā)射更小的功率來維持與基站的連接，結(jié)果導(dǎo)致在小區(qū)內(nèi)可以容忍的最大路徑損耗增大，等效于小區(qū)半徑增加，覆蓋范圍增大。圖 125 給出了呼吸效應(yīng)與覆蓋距離之間的關(guān)系。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時，運(yùn)營商一般會采用“先覆蓋，后容量”的策略，即在建網(wǎng)初期先進(jìn)行薄容量的覆蓋，在后期再逐漸進(jìn)行擴(kuò)容。因此，CDMA 網(wǎng)絡(luò)中由于容量需求而增加新基站，并不能使網(wǎng)絡(luò)容量像 GSM 網(wǎng)絡(luò)一樣線性增長，尤其是在城市密集區(qū)，基站間距本身就很小，這種現(xiàn)象也就更加嚴(yán)重。這些信道采用直接序列擴(kuò)頻的 CDMA 技術(shù)共用于同一 CDMA 頻率。進(jìn)入業(yè)務(wù)信道以后，不同的用戶使用不同的長碼掩碼，也就是不同的用戶使用不同的相位偏置。但是反向業(yè)務(wù)信道只對 9600bit/s 和 4800bit/s 兩種速率使用 CRC 校驗。接入信道幀長度為 20ms。在移動臺剛剛進(jìn)入接入信道時，首先發(fā)送一個接入信道前綴，它的幀由 96 全零組成，也是以 4800bit/s 的速率發(fā)射。反向業(yè)務(wù)信道幀的長度為 20