【正文】 5MHz 和 2110~2160MHz 兩段頻率，目前各國及國際組織對移動(dòng)通信頻率的劃分也各不相同。? WCDMA 是歐洲和日本提出的寬帶 CDMA 標(biāo)準(zhǔn)，并且雙方已經(jīng)達(dá)成一致，彼此間差異很小。隨著移動(dòng)通信對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的增長，1998 年 2 月，美國 Qualm 公司宣布 IS95B 標(biāo)準(zhǔn)用于 CDMA 基礎(chǔ)平臺(tái)。模擬蜂窩系統(tǒng)是 FDMA 結(jié)構(gòu)的一個(gè)典型例子，數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中也同樣可以采用 FDMA，比如 GSM 和 CDMA 系統(tǒng)也采用了 FDMA。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射時(shí)基站接收、基站發(fā)射時(shí)移動(dòng)臺(tái)接收，交替進(jìn)行。CDMA 按照獲得帶寬信號所采取的調(diào)制方式分為直接序列擴(kuò)頻（DS） 、跳頻（FH）和跳時(shí)（TH） ，如下 0 所示：3 / 85198。DSFHTH圖 14　三種 CDMA 擴(kuò)頻方式概念示意圖 擴(kuò)頻通信原理 擴(kuò)頻通信基本概念所謂擴(kuò)展頻譜通信，可定義如下：擴(kuò)頻通信技術(shù)是一種信息傳輸方式，其信號所占有的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息所必需的最小帶寬；頻帶的展寬是通過編碼及調(diào)制的方法實(shí)現(xiàn)的，與所傳信息數(shù)據(jù)無關(guān)；在接收端則用相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)解調(diào)來解擴(kuò)及恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)。但同時(shí)此公式也指出，在保持信息傳輸速率 C 不變的條件下，我們可以用不同頻帶寬度 W 和信噪功率比 S/N 來傳輸信息。 Walsh 碼Walsh 碼（又稱為 Walsh 函數(shù)）有著良好的互相關(guān)和較好的自相關(guān)特性，由于在 CDMA 中采用了 Walsh 正交碼，下面我們介紹 Walsh 碼的生成與性質(zhì)。用 Walsh 碼區(qū)分這些前向信道的方法是：每個(gè)扇區(qū)有 64 個(gè)不同的 Walsh 碼，每個(gè) Walsh 碼是 64Chips，每一個(gè) Walsh 碼經(jīng)過擴(kuò)頻后分配給一條信道，擴(kuò)頻速率是 。PN 碼的生成過程原理如圖 19 所示。PN 短碼序列主要特性如圖 110 所示。每個(gè)寄存器產(chǎn)生的比特均經(jīng)過掩碼，不同的掩碼產(chǎn)生不同的偏移。MS 用 ESN/UIM 提供唯一的長碼序列序列偏移，ESN/UIM 只有 32比特，而移位寄存器有 42 比特，因此我們給 ESM/UIM 加上 10 比特的前綴（1100011000） 。為了克服遠(yuǎn)近效應(yīng)，必須根據(jù)通信距離的不同，實(shí)時(shí)地調(diào)整發(fā)射機(jī)所需的功率，這就是“功率控制” 。BSC 據(jù)此計(jì)算出當(dāng)前的 FER，與目標(biāo) FER 相比，以此來控制基站進(jìn)行前向功率調(diào)整。原理圖如下圖所示：圖 114　前向快速功率控制原理4. 反向功控在 CDMA 系統(tǒng)的反向鏈路中引入了功率控制，通過調(diào)整用戶發(fā)射機(jī)功率，使各用戶不論在基站覆蓋區(qū)的什么位置和經(jīng)過何種傳播環(huán)境，都能保證各個(gè)用戶信號到達(dá)基站接收機(jī)時(shí)具有相同的功率。通常 FER 都有一定的目標(biāo)值，當(dāng)實(shí)際接收的 FER 高于目標(biāo)值時(shí)，基站就需要提高內(nèi)環(huán)門限，以增加移動(dòng)臺(tái)的反向發(fā)射功率；反之，當(dāng)實(shí)際接收的 FER 低于目標(biāo)值時(shí)，基站就適當(dāng)降低內(nèi)環(huán)門限，以降低移動(dòng)臺(tái)的反向發(fā)射功率。FER移 動(dòng) 臺(tái) BTS BSC制制Signal StrengthMesum門 限 值 or制制移 動(dòng) 臺(tái) 門 限 值15 / 85圖 117　軟切換的導(dǎo)頻集2. 軟切換（1）軟切換的概念所謂軟切換就是當(dāng)移動(dòng)臺(tái)需要跟一個(gè)新的基站通信時(shí)，并不先中斷與原基站的聯(lián)系。? 進(jìn)入軟切換區(qū)域的移動(dòng)臺(tái)即使不能立即得到與新基站通信的鏈路，也可以進(jìn)入切換等待的排隊(duì)隊(duì)列，從而減少了系統(tǒng)的阻塞率。硬切換可以發(fā)生在相鄰的基站集之間，不同的頻率配置之間，或是不同的幀偏置之間。如果T_TDROP 改變，移動(dòng)臺(tái)必須在100ms 內(nèi)開始使用新值。移動(dòng)臺(tái)應(yīng)以導(dǎo)頻的PN序列偏置為搜索窗口中心。在完成對相鄰集中所有導(dǎo)頻信號搜索后，才搜索一個(gè)剩余集中的導(dǎo)頻信號。? 移動(dòng)臺(tái)收到 EHDM, GHDM 或 UHDM。? 搜索器完成路徑搜索，主要原理是利用碼的自相關(guān)及互相關(guān)特性。在 CDMA 系統(tǒng)中，小區(qū)的容量和覆蓋是通過系統(tǒng)干擾緊密相連的。接下來我們將分析一下由于小區(qū)的“呼吸效應(yīng)”所帶來的危害。24 / 85第 2 章 CDMA 的信道 IS95 信道先回顧一下 IS95 系統(tǒng)的前反向物理信道，如圖 2－1 所示，分為前向信道（FORWARD CHANNELS）和反向信道（REVERSE CHANNELS） 。接入信道和業(yè)務(wù)信道調(diào)制的區(qū)別在于：接入信道調(diào)制不經(jīng)過最初的“增加幀指示比特”和“數(shù)據(jù)突發(fā)隨機(jī)化”這兩個(gè)步驟，也就是說，反向接入信道調(diào)制中沒有加 CRC 校驗(yàn)比特，而且接入信道25 / 85的發(fā)送速率是固定的 4800bit/s，而反向業(yè)務(wù)信道選擇不同的速率發(fā)送。一個(gè)尋呼信道最多可對應(yīng) 32個(gè)反向 CDMA 接入信道，標(biāo)號從 0 至 31。26 / 85移動(dòng)臺(tái)業(yè)務(wù)信道初始幀的時(shí)間偏置由尋呼信道的信道支配消息中的幀偏置參數(shù)定義。圖 22　反向接入信道生成結(jié)構(gòu)圖4. 反向業(yè)務(wù)信道反向業(yè)務(wù)信道是用來在建立呼叫期間傳輸用戶信息和信令信息。接入信道由其共用長碼掩碼唯一識(shí)別。當(dāng)長碼掩碼輸入長碼發(fā)生器時(shí)，會(huì)產(chǎn)生唯一的用戶長碼序列，其長度為 2421。這時(shí)就不得不通過建一些新基站來彌補(bǔ)這些漏洞。我們也可以利用 CDMA 系統(tǒng)中常提及的“雞尾酒會(huì)”的例子更加形象的來說明，在一個(gè)雞尾酒會(huì)上，來了很多客人，同時(shí)講話的人數(shù)越多，就越難聽清對方的聲音。合并后的信號輸出到譯碼單元，進(jìn)行信道譯碼處理。發(fā)射機(jī)發(fā)出的擴(kuò)頻信號，在傳輸過程中受到不同建筑物、山崗等各種障礙物的反射和折射，到達(dá)接收機(jī)時(shí)每個(gè)波束具有不同的延遲，形成多徑信號。（2）IS－2022 動(dòng)態(tài)軟切換過程IS20221X 的軟切換流程中，我們采用動(dòng)態(tài)門限，而非 IS95 中采用的絕對門限。5. 搜索過程對各種不同導(dǎo)頻集，手機(jī)采用不同的搜索策略?；局眠@一字段為候選導(dǎo)頻信號集與有效導(dǎo)頻信號集比值的門限。? T_DROP：導(dǎo)頻信號去掉門限，移動(dòng)臺(tái)需要對在有效導(dǎo)頻信號集和候選導(dǎo)頻信號集里的每一個(gè)導(dǎo)頻信號保留一個(gè)切換去掉定時(shí)器。 　　　　　圖 119　更軟切換示意圖軟切換和更軟切換的區(qū)別如下圖 120 所示：　　　　　圖 120　軟切換與更軟切換的區(qū)別　　由圖可以看出，軟切換由 BSC 幀處理板進(jìn)行選擇合并，更軟切換不同分支信號在 BTS 分集合并。（2）軟切換的優(yōu)點(diǎn)FDMA、TDMA 系統(tǒng)中廣泛采用硬切換技術(shù)，當(dāng)硬切換發(fā)生時(shí)，因?yàn)樵九c新基的載波頻率不同，移動(dòng)臺(tái)必須在接收新基站的信號之前，中斷與原基站的通信，往往由于在與原基站鏈路切斷后，移動(dòng)臺(tái)不能立即得到與新基站之間的鏈路，會(huì)中斷通信。業(yè)務(wù)狀態(tài)下，相對于移動(dòng)臺(tái)來說，在某一載頻下，所有不同偏置的導(dǎo)頻信號被分類為如下集合：有效導(dǎo)頻信號集：所有與移動(dòng)臺(tái)的前向業(yè)務(wù)信道相聯(lián)系的導(dǎo)頻信號。（1）反向開環(huán)功控CDMA 系統(tǒng)的每一個(gè)移動(dòng)臺(tái)都一直在計(jì)算從基站到移動(dòng)臺(tái)的路徑損耗，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)接收到從基站來的信號很強(qiáng)時(shí)，表明要么離基站很近，要么有一個(gè)特別好的傳播路徑，這時(shí)移動(dòng)臺(tái)可降低它的發(fā)送功率，而基站依然可以正常接收；相反，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)接收到的信號很弱時(shí)，它就增加發(fā)送功率，以抵消衰耗，這就是開環(huán)功率控制。通過調(diào)整，既能維持基站與位于小區(qū)邊緣的移動(dòng)臺(tái)之間的通信，又能在較好的通信傳輸特性時(shí)最大限度地降低前向發(fā)射功率，減少對相鄰小區(qū)的干擾，增加前向鏈路的相對容量。2. 前向功控CDMA 的前向信道功率要分配給前向?qū)ьl信道、同步信道、尋呼信道和各個(gè)業(yè)務(wù)信道。10 / 85表 12　三種擴(kuò)頻碼比較碼序列 長度 應(yīng)用位置 應(yīng)用目的 主要特性反向接入信道反向業(yè)務(wù)信道標(biāo)識(shí)移動(dòng)臺(tái)用戶PN 長碼 242－1前向?qū)ず粜诺狼跋驑I(yè)務(wù)信道用于數(shù)據(jù)擾碼具有尖銳的二值自相關(guān)特性所有前向信道 正交擴(kuò)頻，利于調(diào)制PN 短碼 215－1所有反向信道 正交擴(kuò)頻，利于調(diào)制，并且用于標(biāo)識(shí)基站平衡性64 所有前向信道4/8/16/32 前向補(bǔ)充信道128 前向快速尋呼信道正交擴(kuò)頻，前向信道化區(qū)分16 反向基本信道32 反向?qū)ьl信道Walsh 碼2 或 4　 反向補(bǔ)充信道正交擴(kuò)頻，反向信道化區(qū)分正交性 CDMA 關(guān)鍵技術(shù) 功率控制1. 功率控制目的CDMA 的功率控制包括前向功率控制、反向功率控制。當(dāng)一個(gè)基站為幾個(gè)用戶服務(wù)時(shí)，因?yàn)樗械挠脩舳荚谙嗤d頻上，基站很難區(qū)分這些用戶，PN 長碼序列則用于在反向信道上用戶的識(shí)別和區(qū)分。PN 短碼序列也用于數(shù)字調(diào)制，前向鏈路為 QPSK 調(diào)制，反向鏈路為 OQPSK 調(diào)制。PN短碼序列與Walsh 碼的速率相同，這32768 chips的序列被劃分為512種不8 / 85同的偏移（稱為偏移序號），每個(gè)偏移為64chips。在手機(jī)終端，接收到的信號應(yīng)與所需信道的 Walsh 碼相關(guān)。Walsh 函數(shù)集是完備的非正弦型正交函數(shù)集，常用作用戶的地址碼。下圖 16 顯示出了擴(kuò)頻和解擴(kuò)的全過程圖 16　擴(kuò)頻、解擴(kuò)原理圖由此，我們可以看出，擴(kuò)頻通信具備以下優(yōu)點(diǎn)：? 隱蔽性和保密性好? 多個(gè)用戶可以同時(shí)占用相同頻帶，實(shí)現(xiàn)多址? 抗衰落、抗多徑干擾? 抗干擾能力強(qiáng) CDMA 碼序列地址碼和擴(kuò)頻碼的設(shè)計(jì)是碼分多址體制的關(guān)鍵技術(shù)之一。由此可見，一般的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)都要進(jìn)行三次調(diào)制和相應(yīng)的解調(diào)。202。 碼分多址碼分多址是一種利用擴(kuò)頻技術(shù)所形成的不同的碼序列實(shí)現(xiàn)的多址方式，它不像 FDMA、TDMA 那樣把用戶的信息從頻率和時(shí)間上進(jìn)行分離，它可在一個(gè)信道上同時(shí)傳輸多個(gè)用戶的信息，也就是說，允許用戶之間的相互干擾。當(dāng)自己的時(shí)隙到來時(shí)，移動(dòng)臺(tái)就啟動(dòng)接收和解調(diào)電路，對基站發(fā)來的突發(fā)式信息進(jìn)行解碼。1 / 85表 11 CDMA 系統(tǒng)演進(jìn) 系統(tǒng) 速率 業(yè)務(wù) 階段CDMAOne（IS95A，IS95B） kbit/s，64 kbit/s語音/數(shù)據(jù) 2GCDMA2022 1x kbit/s 語音/數(shù)據(jù) CDMA2022 1x EVDO Mbit/s 以上 數(shù)據(jù) 3GCDMA2022 1x EVDV 4 M bit/s 以上 語音/數(shù)據(jù) 3G 多址技術(shù)多址技術(shù)使眾多的用戶共用公共的通信線路。? TDSCDMA 是中國第一次向 ITU 提出的擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的提案，它基于 TDMA 和同步 CDMA 技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。6. 3G 的 RTT 技術(shù)IMT2022 中最關(guān)鍵的是無線傳輸技術(shù)（RTT ） 。IUTT：負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)端的標(biāo)準(zhǔn)化工作 .主要包括網(wǎng)絡(luò)部分、信令與協(xié)議、編號與尋址、網(wǎng)管及安全性等問題。由于其諸多的優(yōu)點(diǎn)，吸引了全世界各個(gè)運(yùn)營商、生產(chǎn)廠家與廣大用戶。GSM 支持 64kbit/s 的數(shù)據(jù)，可與 ISDN 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。第二代：1980 年末出現(xiàn)，傳遞話音和低速數(shù)據(jù)，為窄帶數(shù)字通信系統(tǒng)，如 GSM、PDC、DAMPS、CDMA（IS95 ）等。第二代半：1996 年出現(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、CDMA202TDSCDMA 等。? IS54北美數(shù)字蜂窩（IS54）標(biāo)準(zhǔn)，使用 800MHz 頻帶，也叫 DAMPS。1. IMT2022 的歷史第三代移動(dòng)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(dòng)通信系統(tǒng) FPLMTS（Future Public Land Mobile Telemunication System） ，后來考慮到該系統(tǒng)將于 2022 年左右進(jìn)入商用市場，并且其工作的頻段在 2022MHz，故于1996 年正式更名為 IMT2022（International Mobile Telemunication2022） 。ICG for IMT2022：中間協(xié)調(diào)組，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)工作，使 ITUR 和 ITUT 之間能定期進(jìn)行交流，并協(xié)調(diào)在制定 IMT2022 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中出現(xiàn)的各種問題。為了確定 IMT2022 RTT 的關(guān)鍵技術(shù)，ITU 對多種無線接入方案（衛(wèi)星接入除外）進(jìn)行了艱難的融合，以盡可能達(dá)到形成統(tǒng)一的 RTT 標(biāo)準(zhǔn)的目的。其技術(shù)特點(diǎn)是：時(shí)分雙工（TDD ） ，并結(jié)合了智能天線和軟件無線電等多種先進(jìn)技術(shù)。為使信號多路化而實(shí)現(xiàn)多址的方法基本上有三種，它們分別采用頻率、時(shí)間或代碼分隔的多址連接方式，即人們通常所稱的頻分多址（FDMA ） 、時(shí)分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）三種接入方式。同樣，當(dāng)用戶要發(fā)送信息時(shí)，首先將信息進(jìn)行緩存，再將信息以加倍的速率發(fā)射出去，然后又開始積累下一次突發(fā)式傳輸。其關(guān)鍵是信息在傳輸以前要進(jìn)行特殊的編碼，編碼后的信息混合后不會(huì)丟失原來的信息。177。一次調(diào)制為信息調(diào)制，二次調(diào)制為擴(kuò)頻調(diào)制，三次調(diào)制為射頻調(diào)制，以及相應(yīng)的信息解調(diào)，擴(kuò)展頻譜的方式不同，現(xiàn)有的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)可分為：直接序列（DS）擴(kuò)頻，跳頻（FH）擴(kuò)頻，跳時(shí)（TH）擴(kuò)頻，線性調(diào)頻（ Chirp）擴(kuò)頻，以及上述幾種方式的組合。具有良好的相關(guān)特性和隨機(jī)性的地址碼和擴(kuò)頻碼對碼分多址通信是非常重要的，對系統(tǒng)的性能具有決定的作用，它直接關(guān)系到系統(tǒng)的多址能力，關(guān)系到抗干擾、抗噪聲、抗截獲的能力及多徑保護(hù)和抗衰落的能力，關(guān)系到信息數(shù)據(jù)的隱蔽和保密，關(guān)系到捕獲與同步系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。正交函數(shù)的產(chǎn)生過程如下圖 17 所示圖 17　Walsh 函數(shù)產(chǎn)生過程Walsh 碼的功能如下：在 CDMA2022 1X 中，Walsh 碼用于進(jìn)行前向擴(kuò)頻，區(qū)分扇區(qū)內(nèi)前向碼分信道，反