【正文】 達(dá) 32個(gè)，每個(gè)接入信道也采用不同的接入信道長碼序列加以區(qū)別。 三、 CDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與組成 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)是以移動(dòng)交換機(jī)為中心，包括 MSC、 VLR、 HLR、 OMC、 AUC等設(shè)備。其結(jié)構(gòu)如圖 4－ 8所示。 ?VLR是一個(gè)用于存儲(chǔ)來訪用戶位置信息的數(shù)據(jù)庫。當(dāng)移動(dòng)用戶漫游到新的 MSC控制區(qū)時(shí)，必須向該區(qū)的 VLR登記。 ?HLR是一種用來存儲(chǔ)本地用戶位置信息的數(shù)據(jù)庫。有兩類登記：一種是永久性的參數(shù)，如用戶號(hào)碼、移動(dòng)設(shè)備號(hào)碼、接入優(yōu)先級(jí)以及保密參數(shù)等；另一種是臨時(shí)性的需要隨時(shí)可更新的參數(shù)，即用戶當(dāng)前所處位置的有關(guān)參數(shù)。 ?OMC的任務(wù)是對(duì)全網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控和操作。每個(gè)基站的有效覆蓋范圍即為無線小區(qū)，即小區(qū)。 代碼轉(zhuǎn)換器 網(wǎng)絡(luò)接口 網(wǎng)絡(luò)接口 代碼轉(zhuǎn)換 器插件 交換 矩陣 控 制 移動(dòng)性 管理器 MSC OMC BTS BTS BTS BSC 基站 BTS群 圖 4－ 9 基站控制器結(jié)構(gòu)簡化圖 3. 移動(dòng)臺(tái) 發(fā)信數(shù)字濾波器 單路徑接收 FM收發(fā)信機(jī) 單路徑接收 單路徑接收 信號(hào)搜尋 AGC環(huán) 擴(kuò)頻 交織 卷積 編碼 數(shù)據(jù) 調(diào)節(jié) 信 號(hào) 合 并 維特比 譯碼 去交織 數(shù)據(jù)質(zhì) 量校驗(yàn) 聲碼器 編譯碼 控制微 處理器 按鍵和 顯示 送受 話器 D/A 轉(zhuǎn)換器 模擬 前端 D/A 轉(zhuǎn)換器 模擬和數(shù)字 硬件接口 圖 4－ 11 雙模式移動(dòng)臺(tái)方框圖 ?同一頻率可在所有小區(qū)內(nèi)重發(fā)使用，用戶信號(hào)的區(qū)分靠所用的碼型不同。（ TDMA：1/3； AMPS： 1/7） ?抗干擾性強(qiáng)。同時(shí)，擴(kuò)頻后信號(hào)功率譜密度降低了 G倍，對(duì)其它窄帶通信系統(tǒng)的干擾也減小了 G倍。 ?抗衰落性能好。由于擴(kuò)頻信號(hào)在設(shè)計(jì)時(shí)往往使不同路徑的傳播時(shí)延超過偽碼（ PN碼）的碼片寬度，從而能把傳播路徑的多徑信號(hào)區(qū)分開來，并且通過路徑分集，便害為利，采用 RAKE接收機(jī)可利用多徑信號(hào)能量，達(dá)到信噪比的改善。由于擴(kuò)頻通信系統(tǒng)采用偽隨機(jī)碼進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制，這給信號(hào)帶上了偽裝。在 CDMA系統(tǒng)，用戶的 PN碼還通過掩蔽步驟，更具保密性。 ?CDMA系統(tǒng)必須采用功率控制技術(shù)。 ?具有軟切換特性。 CDMA系統(tǒng)由于過境切換時(shí)，只需改變碼型，不用切換頻率。 第二節(jié) CDMA正向信道 一、正向信道組成（如圖 4－ 12） 基站發(fā)送的信號(hào)帶寬為 ，包含相互正交的 64個(gè)邏輯信道，前面已作了介紹。 每個(gè)邏輯信道對(duì)輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)過卷積編碼（碼率為 1/2，約束長度為 9）、分組交織（導(dǎo)頻信道除外，因?qū)ьl信道為全 0，無需卷積和交織）、沃爾什函數(shù)擴(kuò)頻。 正交擴(kuò)頻后的信號(hào)都要進(jìn)行實(shí)現(xiàn)調(diào)制。 I支路 PI(x)=x15+ x13+ x9+ x8+ x7+ x5+1 Q支路 PQ(x)=x15+ x12+ x11+ x6+ x5+ x4+ x3+1 這樣生成多項(xiàng)式產(chǎn)生周期長度為 2151的 m序列。不同基站使用起始位置不同的相同 PN序列。 CDMA系統(tǒng)中，不同的時(shí)間偏置用不同的偏置系數(shù)表示，系數(shù)共有512個(gè)，如圖 4－ 13所示。 ? ?? ? ? ?? ?才開始。這樣，偏置系數(shù)為引導(dǎo)序列的偏置時(shí)間差定了它和零偏置引導(dǎo)序列的偏置系數(shù)規(guī)起傳輸，其它）秒（以基站傳輸為基準(zhǔn)序列必須在時(shí)間的偶數(shù)偏置的引導(dǎo)＝＝時(shí)，相應(yīng)的偏置時(shí)間是例如，當(dāng)偏置系數(shù)為＝子碼寬度時(shí)間，即等于偏置系數(shù)乘偏置時(shí)間sPNsPNKPNPNstsKttKKK????15016415153416464??????? 引導(dǎo) PN序列的周期時(shí)間是 32768247。 ? 經(jīng)過基帶濾波之后，便按照表 4－ 3相位關(guān)系進(jìn)行四相調(diào)制。 41043114301400??????相位QI表 4－ 3 正向 CDMA信號(hào)的相位關(guān)系 圖 4－ 14 正向 CDMA信道的信號(hào) 相位點(diǎn)及其轉(zhuǎn)換關(guān)系 Q I 二、正向 CDMA的控制信道 ：用于移動(dòng)臺(tái)作相位定位時(shí)、相干載波提取以及在過境切換時(shí)信號(hào)強(qiáng)度的比較。導(dǎo)頻信號(hào)在基站工作期間是連續(xù)不斷地發(fā)送的，而且所占功率較大（約占 12％），以保證小區(qū)內(nèi)各個(gè)移動(dòng)臺(tái)能進(jìn)行正確解調(diào)，這可是保證正常通信的前提。此外，同步信道還包括供移動(dòng)臺(tái)選用的尋呼信道數(shù)據(jù)率。 同步信道結(jié)構(gòu) 一個(gè)同步信道超幀（ 80ms，含 96比特）由 3個(gè)同步信道幀構(gòu)成構(gòu)成 2個(gè)超幀，如下圖所示，在同步信道上以同步信道超幀為單位發(fā)送消息。當(dāng)然，也可在相隔 1個(gè)超幀時(shí)刻開始。 參數(shù) 參數(shù)值 單位 數(shù)據(jù)率 1200 bit/s PN比特片率 Mc/s 卷積編碼碼率 189。 同步信息速率是 ，通過碼率為 1/約束長度為 9的卷積編碼器輸出的符號(hào)速率為 ，然后碼元重復(fù)一次速率變?yōu)?，再與 （擴(kuò)頻調(diào)制）。 同步信道發(fā)送的主要消息 利用導(dǎo)頻信道和同步信道可以獲得起始時(shí)間同步，在同步信道上還傳送如下同步信道消息參數(shù)： ?系統(tǒng)識(shí)別 (SID)：系統(tǒng)的標(biāo)識(shí)符號(hào)碼。 ?PN序列偏移 (PILO_PN)指數(shù)：偏移指數(shù)對(duì)基站或小區(qū)來說，以 64個(gè)碼片為單位。 ?系統(tǒng)時(shí)間 (STS_TIME)。 ?夏令時(shí)間指示符。 同步信道超幀＝ 80ms 4個(gè)同步信道超幀＝ 320ms 同步信道幀 ＝ 80/3ms 對(duì)應(yīng) 0偏置導(dǎo)頻 PN 序列的同步信道 同步信道超幀＝ 80ms 4個(gè)同步信道超幀＝ 320ms 最后包含同步 信道消息的超幀 對(duì)應(yīng)非 0偏置導(dǎo)頻 PN序列的同步信道 導(dǎo)頻 PN 序列偏置 業(yè)務(wù)信道幀＝ 20ms 消息結(jié)束后，在時(shí)間等于 320ms導(dǎo)頻 PN序列 偏置時(shí)，此消息包含的長碼狀態(tài)有效 FRAME_OFFSET=0 的尋呼信道或 前向業(yè)務(wù)信道 對(duì)于任何導(dǎo)頻 PN序列偏置 潤秒標(biāo)記 每 25個(gè)同步信道超幀具有 0偏置 PN序列和閏秒校準(zhǔn) 圖 前向 CDMA信道導(dǎo)頻 PN序列偏置 3. 尋呼信道 尋呼信道在呼叫接續(xù)階段傳輸尋呼移動(dòng)臺(tái)信息，這些信息包括被叫移動(dòng)臺(tái)號(hào)碼，給移動(dòng)臺(tái)指配業(yè)務(wù)信道的指令等。 尋呼信道中分組交織器的交織跨度為 20ms，相當(dāng)于碼元速率為，而交織器組成也是 24行 16列（即 384個(gè)碼元）。因?yàn)閷ず粜诺乐泻幸苿?dòng)用戶號(hào)碼等重要信息，故必須采取安全措施。其中，尋呼信道號(hào) PCN用 3位二進(jìn)制比特，即 23＝ 8（種），滿足實(shí)際系統(tǒng)中最多 7個(gè)尋呼信道要求。 1100011001101 00000 000000000000 PCN PILOTPN 0 8 9 20 21 23 24 28 29 41 PCN：尋呼信道號(hào) PILOTPN：尋呼信道引導(dǎo) PN序列的偏置系數(shù) 圖 4－ 16 尋呼信道的掩碼格式 由于每一調(diào)制碼元長度等于 64個(gè) PN碼的寬度，長碼經(jīng)分頻后，其速率變?yōu)?，因而送入模 2加法器進(jìn)行最后數(shù)據(jù)掩碼的是每 64個(gè) PN子碼中的第一個(gè)子碼起作用。 ②對(duì)于 4800b/s時(shí)，每比特子碼數(shù)為 256。 比特 /編碼符號(hào) 編碼重復(fù)次數(shù) 1① 調(diào)制符號(hào) /編碼符號(hào) 調(diào)制碼元速率 19200 符號(hào) /s 每調(diào)制碼元的子碼數(shù) 64 PN比特片 /調(diào)制符號(hào) 每比特的子碼數(shù) 128② PN比特片 /比特 表 尋呼信道參數(shù) 尋呼信道參數(shù) 尋呼信道發(fā)送的主要消息 ?系統(tǒng)參數(shù)消息：開銷信息，如引導(dǎo) PN序列偏移指數(shù) i(在 PN_I_i(t)和PN_Q_i(t)中使用 )、基站標(biāo)識(shí)符、尋呼信道數(shù)、尋呼信道和其他系統(tǒng)信息。 ?接入?yún)?shù)消息：定義移動(dòng)臺(tái)在接入信道進(jìn)行發(fā)送所需要的參數(shù)。 ?CDMA信道列表消息：提供 CDMA載波列表。 ?時(shí)隙尋呼和尋呼消息：提供用來通知 MS可以接收呼叫的數(shù)據(jù)， MS在移動(dòng)識(shí)別號(hào)碼 (MIN)的字符位監(jiān)控識(shí)別號(hào)碼。 ?標(biāo)準(zhǔn)的指令消息：尋呼信道可以發(fā)送幾個(gè)指令消息，例如縮位告警、基站查詢證實(shí)、重?fù)堋彶?、截獲、基站確認(rèn)、功率的周期性鎖定、解鎖、釋放(有或沒有原因 )、登記接受、登記請(qǐng)求、登記拒絕、局部控制。利用 MS在系統(tǒng)中登記的唯一的移動(dòng)識(shí)別密鑰和 (或 )共用保密數(shù)據(jù) SSD來完成鑒權(quán)計(jì)算，并以鑒權(quán)查詢響應(yīng)消息的形式發(fā)送給基站。 4. 正向 CDMA業(yè)務(wù)信道 正向 CDMA業(yè)務(wù)信道是基站向移動(dòng)臺(tái)傳送業(yè)務(wù)信息的信道，此外，還必須傳輸必要的隨路信令，如功率控制和過境切換指令等。 卷積 編碼器 用戶 m的正向業(yè)務(wù) 信道的信息比特 172,80,40,16bit/幀 ＋ Walsh函數(shù) 32 加編碼器 尾比特 調(diào)制碼元 幀質(zhì)量 指示器 碼元 碼元 ＋ 分頻器 長碼 產(chǎn)生 用戶 m的掩碼 r=1/2 K=9 A 碼元 重復(fù) 分頻器 分組 交織器 復(fù) 用 調(diào) 制 碼 元 800MHz 正向業(yè)務(wù)信道的信號(hào)產(chǎn)生過程： 1. 信息的組成及其格式 業(yè)務(wù)信道主要傳送的是可變速率話音編碼器來的數(shù)字話音，也可傳輸同樣速率的其它也，前者稱為主要業(yè)務(wù)，后者稱為輔助業(yè)務(wù)。 業(yè)務(wù)信道的編碼過程如圖 4－ 18所示。 速率 1才加入 MM標(biāo)志位 20ms話音包 20ms業(yè)務(wù)幀 話音速率 1： 171bit 速率 1/2： 80bit 速率 1/4： 40bit 速率 1/8： 16bit 業(yè)務(wù)速率 1： 速率 1/2： 速率 1/4： 速率 1/8： 1 171話音比特 速率 1業(yè)務(wù)幀 80話音比特 速率 1/2業(yè)務(wù)幀 40話音比特 速率 1/4業(yè)務(wù)幀 16話音比特 速率 1/8業(yè)務(wù)幀 20ms 圖 4－ 19 MM=0時(shí)的業(yè)務(wù)信道幀格式 ?當(dāng) MM=1時(shí)表示該幀含有信令信息；用 TT區(qū)分業(yè)務(wù)類型： TT=0代表主要業(yè)務(wù)，TT=1代表次要業(yè)務(wù)； TM則表示業(yè)務(wù)模式。通過復(fù)接方式將業(yè)務(wù)信道和信令信道裝載到物理信道上。前者屬于循環(huán)冗余編碼具有檢糾錯(cuò)能力從而能表明該幀信息傳輸?shù)馁|(zhì)量；后者是在末位加入 8個(gè)“ 0” ，其作用是每幀要進(jìn)行卷積編碼，為使卷積編碼器中 8級(jí)移位寄存器復(fù)位至“ 0” 而添加的。 ? 在 20ms業(yè)務(wù)內(nèi)，速率 1的 CRC為 12位，由 172比特增加到 184比特；而速率1/2的 CRC為 8位，由 80比特增加到 88比特；對(duì)于 1/4和 1/8速率不進(jìn)行 CRC檢驗(yàn)。 ? 至此， CDMA系統(tǒng)正向業(yè)務(wù)信號(hào)幀就構(gòu)成了，對(duì)于 20ms業(yè)務(wù)幀，不同速率情況下，幀結(jié)構(gòu)如圖 4－ 22。如下圖所示：該編碼器由 8級(jí)移位器和兩個(gè)模 2加法器組成，碼率為 1/2，約束長度為 9，有兩個(gè)編碼生成函數(shù)。對(duì)于速率為1/2（ ）的數(shù)據(jù)，碼元重復(fù)一次（每個(gè)碼元連續(xù)出現(xiàn) 2次）；速率為 1/4的數(shù)據(jù)碼元重復(fù) 3次（每個(gè)碼元連續(xù)出現(xiàn) 4次）；速率為 1/8的數(shù)據(jù)碼元重復(fù) 7次（每個(gè)碼元連續(xù)出現(xiàn) 8次）。 ? 分組交織的作用是為了對(duì)付突發(fā)性干擾，即將突發(fā)性差錯(cuò)分散開來，以便于接收端進(jìn)行糾錯(cuò)。交織器組成的陣列是 24行 16列。正向業(yè)務(wù)信道的數(shù)據(jù)掩蔽原理和尋呼信道信號(hào)掩蔽相同。通過交織器輸出字符與長碼 PN碼片的二進(jìn)制值模 2相加而完成。 PN序列是工作時(shí)鐘為 的長碼（長碼周期為 242－ 1），每一調(diào)制碼元長度為 106247。長碼經(jīng)分頻后（分頻系數(shù)為 64），其速率變?yōu)?9200s/s，因而送入模 2加法器進(jìn)行數(shù)據(jù)掩蔽的是每 64個(gè)子碼中的第一個(gè)子碼在起作用。該子信道以每 1個(gè)比特的速率（ 800b/s）發(fā)送。 基站反向業(yè)務(wù)信道接收機(jī)對(duì)在 （ 6個(gè)調(diào)制字符）期間所分配的特定移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行接收和估算。基站在相應(yīng)的正向業(yè)務(wù)信道是使用收縮技術(shù)來發(fā)送功率控制比特。 0 1 2 3 5 6 7 8 10 11 12 13 15 4 9 14 20ms＝ 96調(diào)制字符＝ 16功率控制組 反向業(yè)務(wù) 信道 基站：① 測試信號(hào)強(qiáng)度 ② 將測試變換尾為功率控制比特 ③ 發(fā)送功率控制比特 0 1 2 3 5 6 7 8 10 11 12 13 15 4 9 14 周轉(zhuǎn)時(shí)延 反向業(yè)務(wù) 信道 1 1 0 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15