【正文】 。? 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。第三代移動通信系統(tǒng)的引入是一個漸變演進(jìn)的過程，并充分考慮向下兼容的原則。? TACS全接入通信系統(tǒng)（TACS） ，使用 900MHz 頻帶。有兩種版本的 TACS：ETACS（歐洲）和 NTACS（日本） ，英國、日本和部分亞洲國家廣泛使用該標(biāo)準(zhǔn)。通信業(yè)務(wù)方面，將以第二代出現(xiàn)的各種業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)，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，通過一種演變的過程進(jìn)入第三代，而無線傳輸技術(shù)將經(jīng)歷一場革命，為第三代移動通信新業(yè)務(wù)的提供奠定基礎(chǔ)。其技術(shù)特點是：頻分雙工，可適應(yīng)多種速率和多種業(yè)務(wù)；前向鏈路快速功率控制、反向鏈路相干解調(diào)；支持不同載頻間切換，基站之間無須同步，適用于高速環(huán)境。2 / 85 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。181。換句話說，頻帶 W 和信噪比 S/N 是可以互換的。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)。圖 110　PN 短碼序列主要特性3. PN 短碼的功能有：如果 MS 同時收到兩個基站的信號，每個基站都發(fā)送一系列前向編碼信道，MS 如何區(qū)分這兩個基站的信號？使用 PN 短碼序列即可達(dá)到這個目的。PN 長碼序列是根據(jù) 42 位長碼寄存器的內(nèi)容、32 位的 ESN/UIM 及掩碼生成的，然后結(jié)果再經(jīng)過一個異或門，輸出的序列為最終 PN 長碼序列。12 / 853. 1X 中的前向快速功率控制CDMA 系統(tǒng)的實際應(yīng)用表明，系統(tǒng)的容量并不僅僅是取決于反向容量，往往還受限于前向鏈路的容量。最后，在基站和移動臺的共同作用下，使基站能夠在保證一定接收質(zhì)量的前提下，讓移動臺以盡可能低的功率發(fā)射信號，以減小對其它用戶的干擾，提高容量。軟切換示意圖如下圖118所示：16 / 85圖 118　軟切換示意圖（3）更軟切換更軟切換是指發(fā)生在同一基站下不同扇區(qū)之間的切換。? T_TDROP：切換去掉定時器，若該定時器超時，若該定時器所對應(yīng)的導(dǎo)頻信號是有效導(dǎo)頻信號集的一個導(dǎo)頻信號，就發(fā)送導(dǎo)頻信號強(qiáng)度測量消息。周而復(fù)始，完成對所有導(dǎo)頻集中的信號的搜索。? 解調(diào)器完成信號的解擴(kuò)、解調(diào)。23 / 85圖 126　“呼吸效應(yīng)”示意圖如圖 126 所示，我們可以看出 “呼吸效應(yīng)”最大的危害是可能由于小區(qū)的收縮而形成“覆蓋漏洞” ，即覆蓋盲區(qū)，這在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時是必須要注意到的問題。反向業(yè)務(wù)信道支持 9600、4800、2400、1200bit/s 的可變數(shù)據(jù)速率。反向業(yè)務(wù)信道的時間偏置與前向業(yè)務(wù)信道的時間偏置相同。3. 反向接入信道移動臺使用反向接入信道的功能包括：? 發(fā)起同基站的通信、? 響應(yīng)基站發(fā)來的尋呼信道消息? 進(jìn)行系統(tǒng)注冊? 在沒有業(yè)務(wù)時接入系統(tǒng)和對系統(tǒng)進(jìn)行實時情況的回應(yīng)接入信道傳輸?shù)氖且粋€經(jīng)過編碼、交織以及調(diào)制的擴(kuò)頻信號。而 CDMA 系統(tǒng)的“呼吸效應(yīng)”使得這種策略很難再得以實施，如果在 CDMA 網(wǎng)絡(luò)建網(wǎng)初期也象 GSM 一樣基于覆蓋建一層薄薄的網(wǎng)（低負(fù)荷） ，隨著容量的增加，基站間就會普遍的出現(xiàn)覆蓋漏洞。? 合并器完成多個解調(diào)器輸出的信號的合并處理，通用的合并算法有選擇式相加合并、等增益合并、最大比合并 3 種。6. 軟切換的過程（1）IS－95 的軟切換過程19 / 85圖 122　IS －95 的軟切換過程? MS檢測到某個導(dǎo)頻強(qiáng)度超過T_ADD，發(fā)送導(dǎo)頻強(qiáng)度測量消息PSMM給BS，并且將該導(dǎo)頻移到候選集中；? BS發(fā)送切換指示消息；? MS將該導(dǎo)頻轉(zhuǎn)移到有效導(dǎo)頻集中，并發(fā)送切換完成消息；? 有效集中的某個導(dǎo)頻強(qiáng)度低于T_DROP，MS 啟動切換去定時器（ T_TDROP） ；? 切換去定時器超時，導(dǎo)頻強(qiáng)度仍然低于T_DROP，MS發(fā)送PSMM ；? BS發(fā)送切換指示消息；? MS將該導(dǎo)頻從有效導(dǎo)頻集移到相鄰集中，并發(fā)送切換完成消息。? T_COMP：有效導(dǎo)頻信號集與候選導(dǎo)頻信號集比較門限，當(dāng)候選導(dǎo)頻信號集里的導(dǎo)頻信號強(qiáng)度比有效導(dǎo)頻信號集中的導(dǎo)頻信號超過此門限時，移動臺發(fā)送一個導(dǎo)頻信號強(qiáng)度測量報告消息。而軟切換是由 BSC 完成的，將來自不同基站的信號都送至選擇器，由選擇器選擇最好的一路，再進(jìn)行話音編解碼。移動臺搜索導(dǎo)頻信號以探測現(xiàn)有的 CDMA 信道，并測量它們的強(qiáng)度，當(dāng)移動臺探測了一個導(dǎo)頻信號具有足夠的強(qiáng)度，但并不與任何分配給它的前向業(yè)務(wù)信道相聯(lián)系時，它就發(fā)送一條導(dǎo)頻信號強(qiáng)度測量消息至基站，基站分配一條前向業(yè)務(wù)信道給移動臺，并指示移動臺開始切換。前向快速功率控制就是實現(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。 三種擴(kuò)頻碼的比較下面對 CDMA2022 1x 系統(tǒng)中的三種擴(kuò)頻碼進(jìn)行比較，具體說明如表 12 所示。我們可以通過網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃將 PN 短碼分配給不同的載扇。用 Walsh 碼區(qū)分這些前向信道的方法是：每個扇區(qū)有 64 個不同的 Walsh 碼，每個 Walsh 碼是 64Chips，每一個 Walsh 碼經(jīng)過擴(kuò)頻后分配給一條信道，擴(kuò)頻速率是 。甚至在信號被噪聲湮沒的情況下，只要相應(yīng)地增加信號帶寬，也能保持5 / 85，即用擴(kuò)展頻譜的方法以換取信噪比的增益。202。TDMA 是一種較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，最簡單的情況是單路載頻被劃分成許多不同的時隙，每個時隙傳輸一路突發(fā)式信息，TDMA 中關(guān)鍵部分為用戶部分，每一個用戶分配給一個時隙（在呼叫開始時分配） ，用戶與基站之間進(jìn)行同步通信，并對時隙進(jìn)行計數(shù)。其技術(shù)特點是：反向鏈路相干接收、前向鏈路發(fā)送分集；基站之間由 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。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。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。 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。2. 第三代移動通信系統(tǒng)的目標(biāo)（1）能實現(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。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。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 . 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。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。 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來解釋。Walsh 碼在前向信道中的應(yīng)用如圖 18 所示。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 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。前向功率控制的目的就是實現(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。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。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：? 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。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。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。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。圖 125 給出了呼吸效應(yīng)與覆蓋距離之間的關(guān)系。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。反向業(yè)務(wù)信道幀的長度為 20ms。接入信道幀長度為 20ms。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。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，但實際的系統(tǒng)容量（實際可以分配的擴(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。? 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。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。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。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。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)。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。圖 111　PN 長碼產(chǎn)生原理，因此我們稱之為PN長碼。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。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)。188。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） 。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。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。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。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)。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、任何地點可以進(jìn)行任何種類的通信。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。5 / 85對應(yīng) CDMA2022 技術(shù)的演進(jìn)過程，CDMA 各階段系統(tǒng)的描述如表所示。TDD 的主要缺點是滿足