V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA基本原理基本原理与测试基础与测试基础安捷伦无线通信测试技术认证培训安捷伦无线通信测试技术认证培训安捷伦无线通信测试技术认证培训安捷伦无线通信测试技术认证培训 安捷伦科技大学安捷伦科技大学安捷伦科技大学安捷伦科技大学1V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 课程安排课程安排1.CDMA基本慨念基本慨念2.CDMA关键技术关键技术3.CDMA前向与反向信道前向与反向信道4.CDMA呼叫处理过程呼叫处理过程5.CDMA2000简介简介6.CDMA测试基础测试基础2V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 PowerFrequencyTimeFDMAFrequencyPowerTimeTDMAFrequencyCDMAPowerTime蜂窝系统多址方法蜂窝系统多址方法模拟蜂窝系统模拟蜂窝系统FDMA使用了使用了25kHz/30kHz信道信道数字式数字式TDMA接入方式可以进一步接入方式可以进一步增加系统容量：增加系统容量：NADC为为FDMA的的3倍，倍，GSM为为8倍倍 CDMA用相关代码来区分用相关代码来区分同用户。同用户。一个用户信道由特定的频一个用户信道由特定的频与唯一代与唯一代码的组合所代表码的组合所代表干扰干扰是在同一是在同一CDMA频率上所有本频率上所有本区内和本区外的用户，以及因延迟到区内和本区外的用户，以及因延迟到达的多径信号部分，它也包括通常的达的多径信号部分，它也包括通常的热噪声和大气干扰热噪声和大气干扰3V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 全双工全双工CDMA系统系统幅度幅度AMPS45 MHz881.52 MHz836.52 MHzCDMA45 MHz836.52 MHz881.52 MHz前向链路前向链路反向链路反向链路反向链路反向链路前向链路前向链路幅度幅度频率频率频率频率为了实现双向无线通信，必须采用频分或时分方法提供全为了实现双向无线通信，必须采用频分或时分方法提供全双工连接频分双工双工连接频分双工FDD和时分双工和时分双工TDD800MHz与与900MHz频段内，频率间隔为频段内，频率间隔为45MHz17101755MHz/18051850MHz频段内，频率间隔频段内，频率间隔90MHz17551785MHz/18501880MHz频段内，频率间隔频段内，频率间隔95MHz19201980MHz/21102170MHz频段内，频率间隔频段内，频率间隔190MHz4V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA 复用复用 11111111136FDMA复用复用6221457频率复用方式频率复用方式模拟模拟FDMA系统必须在物系统必须在物上分隔使用相同频上分隔使用相同频的小区的小区频频复用方式可复用方式可消除干扰消除干扰和并使系统和并使系统容容最大化最大化FDMA和和TDMA系统采用以系统采用以7小区小区的频道配置方式的频道配置方式CDMA在所有小区中及所有扇区使用在所有小区中及所有扇区使用同样的频同样的频CDMA中，相邻小区使用相同频中，相邻小区使用相同频只是只是增加信道噪声增加信道噪声5V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA容量容量= 1,228,800 9,600 1 5.01 1 0.40.67CCDMA = 43 calls (使用使用 1.5 MHz BW)AMPS = 1.5 MHz 30 kHz = 50信道信道容量容量= 50信道信道 7（7小区频率复用）小区频率复用） CAMPS = 7 calls (使用使用 1.5 MHz BW)CDMA系统系统容容容量容量 = 信道带宽信道带宽 数据速率数据速率 1(Eb/I0)1VafFr处理增益处理增益=128, 21dB6V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA的基本概念的基本概念干扰源干扰源Walsh码扩频码扩频编码编码 &交织交织译码译码&解交织解交织基带数据基带数据基带数据基带数据背景噪声背景噪声外部干扰外部干扰其它小区干扰其它小区干扰其它用户干扰其它用户干扰9.6 kbps19.2 kbps1228.8 kbps19.2 kbps9.6 kbpsCDMA 发射机发射机CDMA 接收机接收机1.23 MHz BW fc1.23 MHz BW fc10 kHz BW010 kHz BW01.23 MHz BW fc1.23 MHz BW fcfc-113 dBm/1.23 MHz fc杂散信号杂散信号Walsh 码码相关器相关器1228.8 kbps7V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 窄带窄带CDMA系统组成系统组成窄带窄带CDMA系统结构与系统结构与GSM系统结构类似。系统由三大部分组成：系统结构类似。系统由三大部分组成：网络子系统网络子系统NSS、基站子系统、基站子系统BSS和用户终端和用户终端MS中国联通的中国联通的MS采用机卡分离方式，因此有用来识别用户的采用机卡分离方式，因此有用来识别用户的UIM卡卡CDMA系统还有集中的网络管理。公用陆地移动电话网络系统还有集中的网络管理。公用陆地移动电话网络PLMN与与PSTN或或ISDN网络相对应。网络相对应。NSSBSSMS8V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA系统标识系统标识基站覆盖范围可以分成系统、网络和登记区基站覆盖范围可以分成系统、网络和登记区l系统识别码系统识别码SID是是ITU管理的，在管理的，在CDMA通信网中唯一标通信网中唯一标识移动业务本地网的号码，长度识移动业务本地网的号码，长度15比特，比特，SID按省份分配按省份分配lSID的组成：国家识别码的组成：国家识别码(67bits)，国内业务区组编号，国内业务区组编号(54bits)，组内业务区编号，组内业务区编号(4bits)。中国的国家识别码为。中国的国家识别码为011011和和0110101l网络识别码网络识别码NID是一个移动业务本地网中唯一识别一个是一个移动业务本地网中唯一识别一个网络的号码，可用于区别不同的网络的号码，可用于区别不同的MSC，移动台可根据，移动台可根据SID和和NID判断其漫游状态。长度判断其漫游状态。长度16比特比特l登记区识别登记区识别RID码长度码长度12比特比特l基站编号基站编号Base_ID,长度长度16比特比特9V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA用户编号计划用户编号计划l国际移动用户识别码国际移动用户识别码IMSI包括移动国家码包括移动国家码MCC、移动网、移动网络码络码MNC和移动用户识别码和移动用户识别码MSIN，共，共15位号码。中国国家位号码。中国国家码码MCC为为460，中国联通，中国联通CDMA的的MNC为为03l电子序列号电子序列号ESN是唯一地识别一个移动台设备，由厂商编是唯一地识别一个移动台设备，由厂商编号、设备编号与设备序号组成，码长度号、设备编号与设备序号组成，码长度32比特比特l移动用户号码簿号码移动用户号码簿号码DN，为移动用户作被叫时，主叫用，为移动用户作被叫时，主叫用户所需拨的号码。户所需拨的号码。DN由国家码、移动接入码、由国家码、移动接入码、HLR识别码识别码和移动用户号四部分共和移动用户号四部分共13位元号码组成位元号码组成CCMACSNDN由国家码、移动接入码、由国家码、移动接入码、HLR识别码和移动用户号四部分组成识别码和移动用户号四部分组成HLR86133H0H1H2H3ABCD10V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 IS-95空中接口参数空中接口参数项 目目指指 标上行下行频段上行下行频段(MHz)825-835/870-880上下行频率间隔上下行频率间隔45MHz频带宽度频带宽度1230kHz多址方式工作方式多址方式工作方式CDMA/FDD调制方式调制方式QPSK语音编码编码速率语音编码编码速率CELP/8kbit/s传输速率传输速率1.2288Mbit/s移动台最大发射功率移动台最大发射功率200mW1W在在10MHz的带宽内可以安排的带宽内可以安排7个频点个频点中国联通中国联通CDMA网实际使用了网实际使用了283号和号和201号频点，号频点，283频点的上行频点的上行频率即为频率即为833.49MHz，下行频率为，下行频率为878.49MHz；201频点的上行频率频点的上行频率即为即为831.03MHz，下行频率为，下行频率为876.03MHz11V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMACDMAAnalogAnalogCDMA与其它系统的区别与其它系统的区别lCDMA在同一频在同一频上允许有上允许有多个用户同时工多个用户同时工作作，可在同一频道中让许多用户同时通话。，可在同一频道中让许多用户同时通话。lCDMA系统除了用频率定义信道外，系统除了用频率定义信道外，可可用相用相关码定义信道关码定义信道。模拟。模拟FDMA和和TDMA从频率从频率的意义上划分信道，对于的意义上划分信道，对于TDMA，还在同一，还在同一频道分成许多时隙频道分成许多时隙lCDMA容量极限是软指标容量极限是软指标，可通过牺牲差错率和降级音质来增，可通过牺牲差错率和降级音质来增加系统容量，或以降低周围小区容量的代价增加本小区的容量加系统容量，或以降低周围小区容量的代价增加本小区的容量l而在而在FDMA和和TDMA系统中，当所有可用信道均在使用中时，系统中，当所有可用信道均在使用中时，就不可能再增加任何呼叫就不可能再增加任何呼叫l小区呼吸小区呼吸：小区范围可以变化，夜间小区范围可以变大，但会：小区范围可以变化，夜间小区范围可以变大，但会影响小区规划并影响小区规划并出现阻塞，这种不稳定的干扰称为导频污染出现阻塞，这种不稳定的干扰称为导频污染12V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 课程安排课程安排1.CDMA基本慨念基本慨念2.CDMA关键技术关键技术3.CDMA前向与反向信道前向与反向信道4.CDMA呼叫处理过程呼叫处理过程5.CDMA2000简介简介6.CDMA测试基础测试基础13V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 多径衰落与分集技术多径衰落与分集技术l多径衰落多径衰落是由反射物、散射体产生直射波、反射波和散是由反射物、散射体产生直射波、反射波和散射波的相互干涉和串扰，以及多卜勒频移和扩展引起的射波的相互干涉和串扰，以及多卜勒频移和扩展引起的l多径衰落对数字信号通信的影响多径衰落对数字信号通信的影响：平坦衰落或非选平坦衰落或非选择性衰落；择性衰落；频率选择性衰落；频率选择性衰落；时间选择性衰落时间选择性衰落l快衰落包括空间选择性衰落、频率选择性衰落和时间快衰落包括空间选择性衰落、频率选择性衰落和时间选择性衰落。采用选择性衰落。采用分集接收、自适应均衡及纠错编码分集接收、自适应均衡及纠错编码等等技术来克服技术来克服l消除这些衰落的影响目前最有效的方法还是采用分集消除这些衰落的影响目前最有效的方法还是采用分集技术，如技术，如频率分集、空间分集，时间分集和极化分集频率分集、空间分集，时间分集和极化分集等等l采用分集技术主要是充分利用传输中多径信号的能量采用分集技术主要是充分利用传输中多径信号的能量来改善传输中的可靠性。实际上它利用信号的基本参量来改善传输中的可靠性。实际上它利用信号的基本参量在空间域、频率域和时间域中在空间域、频率域和时间域中分散和收集分散和收集的技术的技术14V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA空间分集空间分集l空间分集的基本构成：发射端用一副天线，空间分集的基本构成：发射端用一副天线，接收端可用多个接收端可用多个天线天线，各接收天线间的距离为，各接收天线间的距离为d，即为相关区间，即为相关区间 R：d R / 其中其中 为波长；为波长； 为天线扩散角。城市中为天线扩散角。城市中 20 ，则，则d2.86 l分集接收天线的数量分集接收天线的数量n越大，分集效果就越好越大，分集效果就越好，工程中一般，工程中一般取取n24为宜。空间分集除了可抗衰落外，还可获得为宜。空间分集除了可抗衰落外，还可获得3dB/每个天线的设备增益每个天线的设备增益l基站接收机多副基站接收机多副接收天线距离为波长的非整数倍接收天线距离为波长的非整数倍，当一副天，当一副天线正经受到多径衰落时，其它天线并非处在衰落条件线正经受到多径衰落时，其它天线并非处在衰落条件l模拟蜂窝与模拟蜂窝与TDMA系统的基站及系统的基站及CDMA基站均使用分集接收基站均使用分集接收15V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 MTSO编码器编码器 / 选择器选择器 BS 2 BS 1链路链路软越区切换期间的软越区切换期间的空间分集空间分集lCDMA可用可用2个或个或3个基站作为个基站作为宏分集系统宏分集系统，越区切换期间，越区切换期间，与多基站同时保持与移动台通信的过程称为与多基站同时保持与移动台通信的过程称为“软越区切换软越区切换”。此时此时MS监听不同代码的监听不同代码的2个小区基站信号，各基站则听个小区基站信号，各基站则听MS的信的信号号l移动台移动台MS已与基站已与基站1建建呼叫。当呼叫。当MS接收到电平仍然超过接收到电平仍然超过门限参数门限参数T_add，MS搜搜器确定基站器确定基站1是软越区是软越区换的换的候选者候选者移动台离开基站移动台离开基站1而接近基站而接近基站2，MS搜搜索器发现索器发现基站基站1系统参数低于系统参数低于T_drop，MS就通过基站就通过基站1将将T_drop信息发送至信息发送至移动电话交换局移动电话交换局MTSO如果网络有可用的容如果网络有可用的容，MTSO就指就指示基站和示基站和MS执行软越区切换执行软越区切换16V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA频频分集分集l移动通信移动通信多径传播多径传播会引起会引起频率选择性衰落频率选择性衰落现象现象l衰落陷波宽衰落陷波宽决定于移动通信的决定于移动通信的时延扩散时延扩散l在实际城市环境，到达接收机的多径信号时延扩散比较在实际城市环境，到达接收机的多径信号时延扩散比较大，达到大，达到5 s左右，左右，深衰深衰宽宽为为200300kHzl对于对于CDMA系统而言，深衰系统而言，深衰只只占带宽的很窄一部分占带宽的很窄一部分。3G系统带宽为系统带宽为5MHz或或10MHz，其影响更小，其影响更小l但但CDMA系统需要系统需要占用占用更多的频谱资源更多的频谱资源幅度幅度频率频率1.23 MHz 带宽带宽17V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA时间分集时间分集l显分集显分集：空间分集、频率分集、极化分集、角分集：空间分集、频率分集、极化分集、角分集l隐分集隐分集：Rake接收、信道交织和纠错编码，都属接收、信道交织和纠错编码，都属于时间分集于时间分集l对随机衰落信号采样时间间隔对随机衰落信号采样时间间隔 t足够大，足够大，两个采样两个采样点间的衰落互不相关点间的衰落互不相关，此特性可以实现时间分集技术，此特性可以实现时间分集技术l时间分集实现方法：发送信号每隔一定时间间隔时间分集实现方法：发送信号每隔一定时间间隔 t进行重复发送，在接收端就有进行重复发送，在接收端就有n条独立的分集支路，条独立的分集支路，要求时间域上的要求时间域上的时间间隔时间间隔 t大于时间相关区域大于时间相关区域 TlRake接收机接收机就可以寻找多径信号，并且可以对延就可以寻找多径信号，并且可以对延迟于主信号的多径信号进行迟于主信号的多径信号进行解调和合并解调和合并18V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 数据交织的作用数据交织的作用Errors/TimeTX1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16Errors/Time1 2 3 4 5 6 7 8 910 11 12 13 14 15 16RXErrors/TimeTX1 5 9 13 2 6 10 14 3 7 11 15 4 8 12 16Errors/TimeRX1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16交织数据帧交织数据帧1 2 3 49 10 11 1213 14 15 165 6 7 8原始帧原始帧1 2 3 45 6 7 89 10 11 1213 14 15 16写入写入1 5 9 133 7 11 154 8 12 162 6 10 14读出读出19V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 时间时间频率频率幅度幅度Rake接收机接收机l多径分集技术要求多径分集技术要求：系统带宽应远大于相干带宽；扩频前：系统带宽应远大于相干带宽；扩频前信号码元宽度应大于或接近于信道传输的最大时延；扩频后信号码元宽度应大于或接近于信道传输的最大时延；扩频后信道传输速率足高，以便分离多径分量信道传输速率足高，以便分离多径分量lRake接收机由多个相关器组成接收机由多个相关器组成。由于。由于CDMA移动台与基站移动台与基站同步同步，移动台的接收机可以分辨出直射信号和多径信号，移动台的接收机可以分辨出直射信号和多径信号lRake接收机中的接收机中的搜索器搜索器首先必须对每个多径信号和相邻的首先必须对每个多径信号和相邻的基站信号进行搜索与跟踪。搜索器在时间上进行滑动，直至基站信号进行搜索与跟踪。搜索器在时间上进行滑动，直至所分配代码的相关器输出最大为止所分配代码的相关器输出最大为止l在在IS-95系统中，系统中，移动台的移动台的Rake接收机使用接收机使用3路相关器合路相关器合并，基站的并，基站的Rake接收机使用接收机使用4路相关器合并路相关器合并20V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 输出输出T0W0T4T1T2T3W1W2W3W4+延迟线抽头延迟线抽头抽头加权抽头加权天线天线Rake接收机设计接收机设计l各相关器抽头的延迟时间与特定各相关器抽头的延迟时间与特定输人信号的输人信号的时延相匹配时延相匹配，各相关器，各相关器输出信号在相位上重新一致输出信号在相位上重新一致l抽头延迟线后面的抽头延迟线后面的加权网络加权网络使各使各支路增益归一化支路增益归一化l经过调整后的各路信号，就可合经过调整后的各路信号，就可合成为成为Rake的接收机输出的接收机输出l另一种形式的另一种形式的时间分集发生在传时间分集发生在传送降低数据率送降低数据率时。当降低数据率传时。当降低数据率传输时，基站将重复发送在全速率中输时，基站将重复发送在全速率中产生的数据。当工作于降低的数据产生的数据。当工作于降低的数据率时，基站也将降低传送的功率率时，基站也将降低传送的功率21V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 接收信号接收信号时间时间相关系数相关系数= 1相关系数相关系数= 0相关系数相关系数= 0相系数关相系数关 = 0扩频系统的相关处理扩频系统的相关处理l相关相关是给定信号用数字码扩频以是给定信号用数字码扩频以后与所需信号匹配程度的度量后与所需信号匹配程度的度量l扩频相关处理是扩频相关处理是CDMA通信的核心通信的核心和关键，和关键，可以采用数字相关处理和可以采用数字相关处理和序列相关积分处理序列相关积分处理l采用采用3层编码结构：层编码结构：用户码、基站用户码、基站码、码、CDMA信道的正交码信道的正交码l当相关器的一个当相关器的一个PN序列与信号中序列与信号中的的PN序列序列匹配时，期望信息的信号匹配时，期望信息的信号被还原到它原来的带宽被还原到它原来的带宽l与该序列不匹配的输入信号、干与该序列不匹配的输入信号、干扰及其它非精确同步的其它扰及其它非精确同步的其它CDMA信号，通过相关器信号，通过相关器PN序列序列被扩频到被扩频到与该与该PN码相同的一个带宽上码相同的一个带宽上22V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA系统同步系统同步l直扩系统只有在完成直扩系统只有在完成扩频序列的同步扩频序列的同步后，才可能用同后，才可能用同步的步的PN序列对接收的扩频信号进行相关解扩序列对接收的扩频信号进行相关解扩l定时同步有两个含义，一是定时同步有两个含义，一是系统定时系统定时，又叫全局定时；，又叫全局定时；另一是移动台与基站的另一是移动台与基站的定时同步定时同步l扩频信号同步的两个阶段：扩频信号同步的两个阶段：初始捕获是粗同步过程，初始捕获是粗同步过程，而跟踪是细同步过程而跟踪是细同步过程l这种定时同步采用这种定时同步采用扩频相关处理、帧同步和扩频信号扩频相关处理、帧同步和扩频信号相位传送相结合的办法相位传送相结合的办法实现实现l系统定时可采用系统定时可采用GPS或移动交换中心时间标准定时或移动交换中心时间标准定时。由于定时精度要求不低于由于定时精度要求不低于20ns，用，用GPS也不是很容易也不是很容易实现此要求实现此要求lMS与与BS的定时同步的定时同步，要求，要求MS要准确设置移动用户码要准确设置移动用户码相位实现软切换要求，可同时与相位实现软切换要求，可同时与2个基站通话个基站通话23V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA链路功率控制链路功率控制lCDMA系统为系统为自干扰系统自干扰系统，每一码道都会受到来自其它，每一码道都会受到来自其它码分信道的干扰，这种码分信道的干扰，这种称为称为远近效应远近效应的的固有内在干扰固有内在干扰l反向链路功率控制反向链路功率控制，能使各移动台功率控制在到达基站，能使各移动台功率控制在到达基站时信号强度基本一致，提供可接受质量的最小功率时信号强度基本一致，提供可接受质量的最小功率l每个移动台的信号达到基站时都达到所需最低的信噪比，每个移动台的信号达到基站时都达到所需最低的信噪比，系统容量将会达到最大值系统容量将会达到最大值lCDMA功率控制分为：功率控制分为：前向功率控制和反向功率控制前向功率控制和反向功率控制。在反向链路中包括在反向链路中包括开环功率控制和闭环功率控制开环功率控制和闭环功率控制l一旦建立了一旦建立了业务信道业务信道，开环和闭环功率控制就，开环和闭环功率控制就同时有效同时有效。它们按各自的控制算法同时控制移动电话的功率它们按各自的控制算法同时控制移动电话的功率24V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 反向开环功率控制反向开环功率控制l反向链路开环功率控制反向链路开环功率控制是移动台根据接收功率的变化，迅是移动台根据接收功率的变化，迅速调节移动台发射功率速调节移动台发射功率l使所有移动台发出的信号在到达基站时都有使所有移动台发出的信号在到达基站时都有相同标称功率相同标称功率l开环功率控制是为了补偿平均路径衰落的变化和阴影、拐开环功率控制是为了补偿平均路径衰落的变化和阴影、拐弯等效应，它必须有一个弯等效应，它必须有一个很大的动态范围很大的动态范围lIS-95空中接口规定开环控制，设定发送功率与接收功率之空中接口规定开环控制，设定发送功率与接收功率之和为常数，标称值为和为常数，标称值为-73dBm。也就是说，基站接收机信号。也就是说，基站接收机信号电平电平Pr的的低，将要求移动台发射机信号功低，将要求移动台发射机信号功Pt的增加的增加如，如，基站基站Pr=-85dBm时，时，Pt=(-73)-(-85)=+12dBml标准规范：开环功率控制标准规范：开环功率控制动态范围是动态范围是-32dB+32dB25V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 反向闭环功率控制反向闭环功率控制l反向链路闭环功率控制目的，使基站对移动台的开环功率估计反向链路闭环功率控制目的，使基站对移动台的开环功率估计偏离开环控制的标称值偏离开环控制的标称值时，纠正并保持移动台发射最佳功率时，纠正并保持移动台发射最佳功率l基站监视移动台接收功基站监视移动台接收功，功，功控制数据由基站发送至移动台，控制数据由基站发送至移动台，命命移动台按移动台按1dB的步进值的步进值增加或增加或低功低功。“0”比特比特指示移指示移动台动台增加增加平均输出功率，平均输出功率，“1”比特比特指示移动台指示移动台减少减少平均输出功率平均输出功率l功率控制比特是连续发送的，功率控制比特是连续发送的，每秒重复每秒重复800次次(每每1.25ms一次一次)l一个功率控制比特的长度正好等于一个功率控制比特的长度正好等于前向业务信道两个调制符号前向业务信道两个调制符号的长度（即的长度（即103.66us）。每个功率控制比特将替代两个连续的前。每个功率控制比特将替代两个连续的前向业务信道调制符号，这个技术就是通常所说的向业务信道调制符号，这个技术就是通常所说的符号抽取技术符号抽取技术l功率控制功率控制延长电池使用寿命延长电池使用寿命，减小蜂窝电话对人体的，减小蜂窝电话对人体的辐射强度辐射强度26V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA变速率编码器变速率编码器lIS95标准采用了美国标准采用了美国Qualcomm公司的语音编码算法：公司的语音编码算法：码激励线码激励线性预测编码性预测编码QCELP:QualcommCodeExcitedLinearPredictiveCodelQCELP不仅可工作于不仅可工作于1.2/2.4/4.8/9.6kb/s等固定速率上，而且等固定速率上，而且实现可变速率编码：实现可变速率编码：8009600bit/sl变速率声码器的数据编码速变速率声码器的数据编码速基于讲话的激活基于讲话的激活，正常的通话激，正常的通话激活因子约为活因子约为40%。编码时每编码时每20ms决定一次相应的速率决定一次相应的速率l可以可以利用通话中的寂静期来提高系统容量利用通话中的寂静期来提高系统容量。在用户通话时，声码。在用户通话时，声码器速率为器速率为9.6kbps。当用户没有发话时，速。当用户没有发话时，速就下就下到到1.2kbpsl国际国际CDG(CDMADevelopmentGroup)提出的提出的14.4kbps声码声码器器，运，运于于1.8/3.6/7.2/14.4kbps的的4种速种速l一种速率为一种速率为8kbps的的EVRC(增强型可变速率编码增强型可变速率编码)话音编码技术话音编码技术也已经用于也已经用于CDMA系统中系统中27V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA 帧帧 = 20 ms全速率全速率半速率半速率1/4 速速率率1/8 速率速率移动台功率突发控制移动台功率突发控制l20ms的帧被分成的帧被分成16个个功功控制组控制组l移动台发送信号时，各功移动台发送信号时，各功控制组控制组包括包括1536个符号个符号（12个话音比特）个话音比特）l声码器编码速声码器编码速降低时，移动台发降低时，移动台发送相应数量的功控组送相应数量的功控组实现突发输出实现突发输出l功功控制组控制组发送时间发送时间可以出现在整可以出现在整个时间的任意位置个时间的任意位置l考虑了话音激活，可以降低编码的考虑了话音激活，可以降低编码的速速，移动台的，移动台的平均发射功平均发射功低低l用户发射信号平均发射功用户发射信号平均发射功低低3dB，CDMA容量容量几乎增加一倍。几乎增加一倍。速速全速全速1/2速速1/4速速1/8速速kb/s9.64.82.41.2功控组功控组16个个8个个4个个2个个功功控制组控制组PCG28V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 基站可变速率语音编码器基站可变速率语音编码器lCDMA基站的语音编码器降低编码速基站的语音编码器降低编码速时，时，在在20ms的的帧中多次重复相同的码型，帧中多次重复相同的码型，以便保持以便保持9.6kb/s的全速的全速传传输要求输要求l若声码器选择半速若声码器选择半速帧，数据比特将帧，数据比特将发送发送2次填满整个次填满整个帧帧l两次重复的数据将使信号获得两次重复的数据将使信号获得3dB的处的处增益增益，因此对，因此对于半速于半速的编码，处的编码，处增益增加到增益增加到21dB+3dB=24dBl为保持与全速为保持与全速帧一致的信噪比，将帧一致的信噪比，将发射功率下调发射功率下调3dBl保存保存20ms帧工作在全速率时，降低发射功率就意味着帧工作在全速率时，降低发射功率就意味着低总干扰减小。对于前向链路来说，因此可以说采用了语低总干扰减小。对于前向链路来说，因此可以说采用了语音激活就能使音激活就能使系统容量增加系统容量增加29V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 课程安排课程安排1.CDMA基本慨念基本慨念2.CDMA关键技术关键技术3.CDMA前向与反向信道前向与反向信道4.CDMA呼叫处理过程呼叫处理过程5.CDMA2000简介简介6.CDMA测试基础测试基础CDMA前向与反向信道前向与反向信道前向信道物理层前向信道物理层Walsh码与自相关码与自相关反向信道物理层反向信道物理层CDMA调制方式调制方式30V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 Walsh编码器编码器I- 短码短码Q-短码短码FIRFIR1.2288MbpsWalsh 码码发生器发生器IQ1.2288Mbps1.2288 Mbps1.2288 Mbps长码长码19.2 kbps19.2 kbps语音编码语音编码速率速率20 msec 语音块语音块交织交织功率控制抽取功率控制抽取800bps19.2 kbps19.2 kbps800 bpsP.C.MUX9.6 kbps19.2 kbps3/4 rate1/2 rate14.4 kbps19.2 kbps卷积编码器卷积编码器长码长码加扰加扰短码加扰短码加扰前向链前向链业务信道物理层业务信道物理层长码用于区分不同用户，短码用于区分不同基站长码用于区分不同用户，短码用于区分不同基站Walsh序列在序列在前向链路中用于复用目的，用来区分信道；前向链路中用于复用目的，用来区分信道；Walsh序列在序列在反向链路中仅用作正交调制码反向链路中仅用作正交调制码31V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA语音编码器语音编码器l信源编码信源编码，它将模拟信号转变为数字信号，它将模拟信号转变为数字信号l语音编码研究的方向是语音编码研究的方向是降低话音编码速率和提高话音质降低话音编码速率和提高话音质l语音编码有三种：语音编码有三种：波形编码、参量编码和混合编码波形编码、参量编码和混合编码l混合编码是结合波形编码和参量编码，既有波形编码的高混合编码是结合波形编码和参量编码，既有波形编码的高质量又有参量编码的低速率。其质量又有参量编码的低速率。其压缩比达到压缩比达到4kbps16kbpslCDMA系统采用基于系统采用基于码激励线性预测编码码激励线性预测编码的语音编码技术的语音编码技术来降低语音的数据速率来降低语音的数据速率lIS-96A的的QCELP可变速可变速声码器，最大声码器，最大8kbps，中等质量，中等质量lCDG变速变速语音编码器，最大语音编码器，最大13kbps，接近固定电话，接近固定电话lEVRC增强型可变速率编码器，增强型可变速率编码器，8kb/s，固定电话质量，固定电话质量32V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA话音帧格式话音帧格式12817120 ms 帧帧192 比特比特 信息信息 BitsCRC编码器尾比特编码器尾比特9600bps帧帧8794800bps帧帧88392400bps帧帧8151200bps帧帧CRC128266CRC81241085482014400bps帧帧7200bps帧帧3600bps帧帧1800bps帧帧CRC8CRC6CRC混合模式比特混合模式比特混合模式比特混合模式比特1-bit 保留或帧擦除保留或帧擦除20 ms 帧帧96 比特比特 20 ms 帧帧48 比特比特 20 ms 帧帧24 比特比特 信息信息 Bits信息信息 Bits信息信息 Bits编码器尾比特编码器尾比特编码器尾比特编码器尾比特编码器尾比特编码器尾比特混合模式比特混合模式比特信息信息 Bits信息信息 Bits信息信息 Bits信息信息 Bits20 ms 帧帧288 比特比特 20 ms 帧帧144 比特比特 20 ms 帧帧72 比特比特 20 ms 帧帧36 比特比特 1-bit 保留或帧擦除保留或帧擦除1-bit 保留或帧擦除保留或帧擦除1-bit 保留或帧擦除保留或帧擦除混合模式比特混合模式比特混合模式比特混合模式比特混合模式比特混合模式比特混合模式比特混合模式比特混合模式比特混合模式比特编码器尾比特编码器尾比特编码器尾比特编码器尾比特编码器尾比特编码器尾比特编码器尾比特编码器尾比特QCELP:9600bpsCDG:14400bps33V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 前向差错保护前向差错保护l卷积编码可以纠正随机差错，码速率和约束长度卷积编码可以纠正随机差错，码速率和约束长度(8)是是卷积编码的两个关键指标卷积编码的两个关键指标lCDMA前向链前向链采用采用半速半速卷积编码器实现纠错卷积编码器实现纠错l输入的数据通过具有抽头延迟线和加法器节点的半速输入的数据通过具有抽头延迟线和加法器节点的半速编码器，每编码器，每1个输入符号会产生个输入符号会产生2个输出符号个输出符号l输入输入9,600bps数据数据，输出两个，输出两个9,600bps的数据的数据，组合产生组合产生19,200bps数据数据+9600 bps数据输入数据输入DDDDDDDD+9600 bps数据输出数据输出9600 bps数据输出数据输出34V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 卷积编码器卷积编码器14.4 kbps19.2 kbps语音编码器语音编码器速率速率3/4卷积卷积率率20 ms 语音语音块块14.4TCH前向链路的修正前向链路的修正lCDG建议采用一种新的建议采用一种新的可变数据可变数据13kbps的的语音编码器，取代语音编码器，取代8kbps的的QCELP编码器编码器l13kbps加上其它开销变成加上其它开销变成14.4kbps业务信道业务信道l为减小新编码器对现有为减小新编码器对现有9.6kbps业务信道帧结业务信道帧结构的影响。构的影响。卷积卷积改为改为3/4，输出，输出19.2kbpsl数据数据为为14.4kbps的的CDG语音编码的音质已语音编码的音质已相当于相当于固话质量固话质量l总处总处增益从增益从21.07dB被被低到了低到了19.31dB，损失损失1.76dBl处处增益的增益的低会造成系统低会造成系统总容总容的的低低1/3l或或减小蜂窝服务小区的面积减小蜂窝服务小区的面积，需要安装，需要安装多的多的设备，导致费用增加设备，导致费用增加35V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 112234567891011CDMA系统定时系统定时lIS-95A系统中，系统定时是基于系统中，系统定时是基于全球定位卫星全球定位卫星系统提供的时间标准系统提供的时间标准。每一基站都有。每一基站都有GPS接收机接收机l基站然后通过一个基站然后通过一个专用信道把定时信息发送至各移动台专用信道把定时信息发送至各移动台，系统，系统中所有的移动台都保持完全同步中所有的移动台都保持完全同步l用于系统定时的用于系统定时的GPS时钟再时钟再驱动长码伪随机序驱动长码伪随机序发生器发生器lCDMA系统中的系统中的PN码同步过程分为码同步过程分为PN码捕获码捕获（粗同步）和（粗同步）和PN码跟踪码跟踪（细同步）这两个闭环控制和调整阶段（细同步）这两个闭环控制和调整阶段lPN码捕获使本地产生的码捕获使本地产生的PN码与接收到的码与接收到的PN码间码间定时误差小于定时误差小于1个码片间隔个码片间隔TclPN码跟踪则自动调整本地码相位，定时误差缩小到码跟踪则自动调整本地码相位，定时误差缩小到码片间隔的码片间隔的几分之一几分之一，达到本地码与接收，达到本地码与接收PN码频率和相位精确同步码频率和相位精确同步36V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 长码发生器长码发生器分配给长码分配给长码掩码的用户掩码的用户ESN：32bits 模模2加加长码输出长码输出341242 bits4142长码发生器长码发生器5长码发生器可以产生一个长码发生器可以产生一个长码周期为长码周期为242-1的伪随机数据码型的伪随机数据码型由用户由用户32bitESN与与42bit长码长码输出，通过输出，通过“与与”操作产生长码操作产生长码掩码掩码 32bit的的ESN产生产生42.9亿个公共掩码，保证每一用户都有自己的唯一亿个公共掩码，保证每一用户都有自己的唯一加扰码加扰码异或异或37V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 长码长码发生器发生器编码语音编码语音 数据数据19.2 kbps1.2288 Mbps异或异或长码长码收缩收缩19.2 kbps19.2 kbps长码加扰长码加扰l扰码扰码能使信号受到随机化处理变为伪能使信号受到随机化处理变为伪随机序列，又称为随机序列，又称为“数据随机化数据随机化”和和“能量扩散能量扩散”处理处理l可以改善接收比特的可以改善接收比特的定时恢复、帧同定时恢复、帧同步和自适应时域均衡步和自适应时域均衡l在前向链路中用在前向链路中用长码对语音数据加扰长码对语音数据加扰，以提供一定的安全性以提供一定的安全性l对数据流进行对数据流进行64取取1。64倍的收缩率使倍的收缩率使数据率从数据率从1.2288Mbps到到19.2kbpsl长码数据速长码数据速就可与待进入就可与待进入异或处理异或处理的的编码语音数据速编码语音数据速相适配相适配38V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 长码长码收缩收缩数据数据编码编码话音数据话音数据19.2 kbps长码长码收缩收缩19.2 kbps19.2 kbps800 bpsP.C.Mux闭环功闭环功控制比特控制比特800 bps闭环功闭环功控制数据控制数据收缩收缩l数据经过用户定义的长码加扰，数据经过用户定义的长码加扰，闭闭环功环功控制数据被抽取控制数据被抽取l各功各功控制组中控制组中每每1.25ms发送一次发送一次功功控制比特控制比特，一个，一个20ms的的CDMA帧具有帧具有16个个1.25ms功功控制控制组组PCGl每一个每一个1.25ms的的PCG中有中有24个数个数据调制符号。该功据调制符号。该功控制比特以控制比特以800bps速速收缩到长码中收缩到长码中l功功控制比特替代了部分语音数据控制比特替代了部分语音数据l移动台移动台Viterbi解码器解码器，恢复因，恢复因抽抽取而丢失的语音数据取而丢失的语音数据抽取抽取39V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 Walsh沃尔什码沃尔什码WnWnWnWnW2 2n=W1=0W2=0001W4=0000010100110110CDMA的扩频系统采用的扩频系统采用三层扩频编码结构三层扩频编码结构底层是码长底层是码长64的正交扩频编码的正交扩频编码，不同的正，不同的正交码作为不同的信道交码作为不同的信道第二层是基站第二层是基站PN短码短码，也是扩频编码，不，也是扩频编码，不同的基站使用具有不同相位状态的扩频码同的基站使用具有不同相位状态的扩频码第三层是移动用户码第三层是移动用户码，每个用户各不相同。，每个用户各不相同。它由扩频它由扩频PN码加上移动用户掩码复合而成码加上移动用户掩码复合而成这三层编码中，对通信特性影响最大的是底这三层编码中，对通信特性影响最大的是底层的正交扩频编码的选取。层的正交扩频编码的选取。前向链前向链正交扩正交扩频编码采用频编码采用Walsh码码Walsh码组由码组由Hadamard矩阵矩阵展开产生，展开产生，H矩阵中的每一行就是一个矩阵中的每一行就是一个Walsh码码40V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 正交性校验正交性校验22Y-22N=0交叉校验交叉校验 ZijN数字总数数字总数N一致数一致数 N不一致数不一致数W4=000001010011011000000011YYNNl沃尔什码是正交码，取值沃尔什码是正交码，取值+1(0)或或-1(1)，起始点为，起始点为+1ln阶阶Walsh函数表明，在函数的周期函数表明，在函数的周期T内，它由内，它由n个个Walsh函数组成函数组成ln阶阶Walsh函数集有函数集有n个不同的个不同的Walsh函数。记为函数。记为W0,W1,W2,W3l例如例如n=8，其中，其中W5：lWalsh函数集的特点是归一化和正交性函数集的特点是归一化和正交性归一化归一化两个相同的两个相同的Walsh函数相乘，在指定的区间积分结果为函数相乘，在指定的区间积分结果为+1正交性正交性同阶两个不同同阶两个不同Walsh函数相乘，函数相乘，交叉相关系数交叉相关系数Zij等等于零于零Tt+1-141V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 Walsh编码实例编码实例-1+2+1-2+用户用户A和和B之和之和Walsh编码数据流编码数据流峰均比变大峰均比变大W=20000 :用户用户A0101 :用户用户B语音输入语音输入 0 用户码用户码 00信道信道 A语音输语音输入时入时 0100+100001信道信道A语音输入语音输入0100Walsh编码编码-1+111000000-1+111-1+100用户用户A语音输入语音输入 1 用户码用户码 11-1+1-1+1+101100-1+1110000111用户用户B100信道信道B语音输入语音输入1001Walsh编码编码信道信道 B语音输语音输入时入时 1001语音输入语音输入 0 用户码用户码 01语音输入语音输入 1 用户码用户码 1042V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 Walsh解码实例解码实例+2-1+1-2用户用户 A + B Walsh 数据数据相关函数相关函数Tfi(t)f(t)jdt 1T0z =ij原始话音数据原始话音数据A+100001有用户有用户 Walsh码合成数据的相乘结果码合成数据的相乘结果+2-1+111-1+1-2+2-1+1-2=x=- 1+101100原始话音数据原始话音数据B+2-1+1-2用户用户 A + B Walsh 数据数据-1+110-1+1-2+2-1+1-2+2x=1有用户有用户 Walsh码合成数据的相乘结果码合成数据的相乘结果用反码与合成后的用反码与合成后的Walsh码信号相乘，然后对结果进行积分码信号相乘，然后对结果进行积分可见，可见，Walsh码通过相关算法，可以对原始信号进行重建码通过相关算法，可以对原始信号进行重建用户用户A：00用户用户B：0143V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 +用户用户A & B Walsh 合成编码数据流合成编码数据流-1+2+1-2原始数据为原始数据为0（即（即-1）, 可见现在存在干扰可见现在存在干扰用户用户AWalsh编码数据编码数据-1+111000000 原信号原信号 延迟信号延迟信号Walsh码没有对准的情况码没有对准的情况-1+111000011用户用户BWalsh编码数据编码数据带有期望的带有期望的 Walsh 码相乘积分结果码相乘积分结果+2-1+111-1+1-2=+2-1+1-2- 0.75=x44V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 扩频数据后，速率增高扩频数据后，速率增高Walsh码扩频码扩频Walsh码码发生器发生器编码语音编码语音 数据数据19.2 kbps1.2288 Mbps异或异或1.2288Mbps在前向信道中，在前向信道中，Walsh码码可以唯可以唯一地识别每一个用户一地识别每一个用户 Walsh码发生器提供码发生器提供64种代码种代码之一，之一，用于对语音数据进行加扰用于对语音数据进行加扰如果语音编码数据是如果语音编码数据是0，调制器，调制器输出与输出与Walsh序序有相同的极性；有相同的极性；如果语音编码数据是如果语音编码数据是1，输出与，输出与Walsh序序有相反的极性有相反的极性CDMA移动台在接收时能根据移动台在接收时能根据Walsh码（信道）极性来解码恢码（信道）极性来解码恢复语音数据复语音数据45V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 为为么再次用短序列加扰么再次用短序列加扰?l实现隐藏的实现隐藏的64个个Walsh码的覆盖码的覆盖l使小区重复使用相同使小区重复使用相同Walsh码的码的唯一方法是使用时域上时间偏置唯一方法是使用时域上时间偏置l加扰层使用另一称为短码的代码，加扰层使用另一称为短码的代码，它可以重复使用它可以重复使用Walsh码，使移码，使移动台能够识别各小区基站动台能够识别各小区基站l小区中的所有信号均与系统时钟小区中的所有信号均与系统时钟同步，因此才有可能使用短码中同步，因此才有可能使用短码中的时间偏置来识别各不同小区的时间偏置来识别各不同小区l用于区分基站的短序用于区分基站的短序长长为为32768位，速率位，速率1.2288Mbps，即，即每每26.667ms重复一次重复一次I信道信道 短码发生器短码发生器IQ1.2288Mbps Walsh编码数据编码数据1.2288 Mbps1.2288 Mbps去去1/Q调制器调制器Q信道信道 短码发生器短码发生器46V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 码片码片0510152025301伪随机码系列伪随机码系列0-1码片偏置码片偏置相关函数与时间偏置的关系相关函数与时间偏置的关系0510152025300自相关自相关l自相关自相关函数函数R(0)是信号与其是信号与其自身的比较，相关自身的比较，相关函函数数l好的伪随机码型具有：好的伪随机码型具有：具有具有时间偏移时的强相关时间偏移时的强相关在其它时间偏移时的弱相关在其它时间偏移时的弱相关l在在EIA/TIA-95-B系统中使用系统中使用了了短码数字序短码数字序Tfi(t)f(t)jdt 1T0z =ij47V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 短码相关短码相关l同同PN偏置的短码就像在接收机中存在白噪声干扰偏置的短码就像在接收机中存在白噪声干扰l短码设计要求短码设计要求:在在时间偏置时自相关性仍很强时间偏置时自相关性仍很强在其它偏置处，相关性较弱在其它偏置处，相关性较弱在不良的信噪比环境下应当校验良好相关特性在不良的信噪比环境下应当校验良好相关特性l在实际工作时获得快速捕获在实际工作时获得快速捕获码片偏置码片偏置自相关与时间偏置的关系自相关与时间偏置的关系（17dB信噪比时）信噪比时）051015202530048V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 前向链路信道前向链路信道l信道以不同的沃尔什码信道以不同的沃尔什码进行区分进行区分l每个信道由用户唯一指每个信道由用户唯一指定的长码进行调制，达到定的长码进行调制，达到数据加扰的目的数据加扰的目的l短短PN码偏置用于区分码偏置用于区分基站扇区基站扇区l前向信道数量由前向信道数量由Walsh码、基站发射功率和物理码、基站发射功率和物理信道单元数量共同决定信道单元数量共同决定前向业务信道使用前向业务信道使用W8-W31及及W33-W63扩频，最多可以有扩频，最多可以有55个下行业务信道个下行业务信道49V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 1228.8 kbps前向链路信道结构前向链路信道结构Walsh码码32Walsh 码码 0导频信道导频信道1Walsh 码码 1 to 7Walsh码码 8-31, 33-63全全 019.2 kbps1228.8 kbps1228.8 kbps1228.8 kbpsI 转换至转换至I/Q和和PN扩频扩频FIR低通滤波低通滤波器和器和D/A转换转换Q 4.8 kbpsI DataI DataI DataI DataQ DataQ DataQ DataQ Data19.2 kbps1228.8 kbps同步信道同步信道1寻呼信道寻呼信道1-7业务信道业务信道1-55转换至转换至I/Q和和PN扩频扩频转换至转换至I/Q和和PN扩频扩频转换至转换至I/Q和和PN扩频扩频FIR低通滤波低通滤波器和器和D/A转换转换FIR低通滤波低通滤波器和器和D/A转换转换FIR低通滤波低通滤波器和器和D/A转换转换基站发送的信号的信道：包括基站发送的信号的信道：包括业务信道业务信道、导频信道、同步信道、导频信道、同步信道、寻呼信道组合而成寻呼信道组合而成各种信道经各种信道经Walsh调制后，再次用调制后，再次用I和和Q短序扩展，经过低通滤波短序扩展，经过低通滤波器后转换至模拟信号。相加后送至器后转换至模拟信号。相加后送至IQ调制器调制成调制器调制成RF载波载波50V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 导频信道物理层导频信道物理层QWalsh 码码 0I 短码短码FIRFIR1.2288MbpsWalsh 码码 发发生器生器I1.2288Mbps1.2288 Mbps1.2288 Mbps全全0 输入输入Walsh调制调制Q 短码短码 短码加扰短码加扰导频信道指定导频信道指定PN偏置进行偏置进行短码操作短码操作进入进入Walsh调制器的信道数调制器的信道数据也全是据也全是0码码选择选择Walsh码码0，即，即64个比个比特全部是特全部是0导致调制器输出全导致调制器输出全0可见不需要可见不需要Walsh调制器，调制器，因为对于产生导频的信道来因为对于产生导频的信道来说，只需要实现短码硬件说，只需要实现短码硬件51V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 导频序列与信道超帧起点导频序列与信道超帧起点lCDMA将短码每将短码每64个比特作为一个单位，共有个比特作为一个单位，共有512种不同的相位，种不同的相位，相当于有相当于有512种偏置系数，不同基站偏置系数不同种偏置系数，不同基站偏置系数不同l偏置系数定义了导频偏置系数定义了导频PN序列相对于序列相对于0偏置系数的导频偏置系数的导频PN序列的相序列的相位滞后关系位滞后关系l当偶秒开始时，偏置系数为当偶秒开始时，偏置系数为2的导频的导频PN序列的相位为序列的相位为510，而不是，而不是一般人以为的一般人以为的2；而在任意时刻，偏置系数为；而在任意时刻，偏置系数为2的导频的导频PN序列会比序列会比0偏置系数的导频偏置系数的导频PN序列滞后序列滞后2个相位个相位偏置系数为偏置系数为0 的导频的导频PN序列序列 基站基站0基站基站0 同步信道同步信道超帧起点超帧起点012345 基站基站2基站基站2同步信道同步信道超帧起点超帧起点偶秒偶秒偏置系数为偏置系数为2 的导频的导频PN序列序列5105110123452V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 同步同步信道物理层信道物理层Walsh 32FIRFIR1.2288MbpsWalsh 码码发生器发生器IQ1.2288Mbps1.2288 Mbps1.2288 Mbps同步信道同步信道消息数据消息数据交织交织4.8 kbps1/2 rate卷积卷积编码编码2x4.8 kbps符号符号重复重复2.4 kbps1.2 kbps 短码加扰短码加扰Q 短码短码I 短码短码同步信道上传送的信息首先经过同步信道上传送的信息首先经过1/2卷积（约束长度为卷积（约束长度为9），变成），变成2.4kb/s的信号，再由码元重复变成的信号，再由码元重复变成4.8kb/s的信号的信号交织处理后，同步信道使用交织处理后，同步信道使用W32进行扩频，最后进行调制进行扩频，最后进行调制53V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 寻呼信道物理层寻呼信道物理层Walsh1- 7Q 短码短码FIRFIR1.2288MbpsWalsh 码码发生器发生器IQ1.2288Mbps1.2288 Mbps1.2288 Mbps19.2 kbps寻呼信道寻呼信道长码长码19.2 kbps短码加扰短码加扰19.2 kbps1/2 rate2x19.2 kbps9.6 kbps4.8 kbps寻呼信道寻呼信道消息数据消息数据交织交织卷积卷积编码编码符号符号重复重复I 短码短码长码加扰长码加扰寻呼信道信息数据以寻呼信道信息数据以4800bps或者或者9600bps的速率进行传输的速率进行传输（称为半速率和全速率）（称为半速率和全速率）通常使用半速率传输，因为这样有额外的通常使用半速率传输，因为这样有额外的3dB的处理增益的处理增益54V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 反向反向链路链路信道信道l每个移动台生成自己唯一的每个移动台生成自己唯一的长长PN码偏置码偏置l用用64阶沃尔什码流对发送信阶沃尔什码流对发送信息进行调制息进行调制l每个移动台用每个移动台用0偏置的短偏置的短PN码对信道进行码对信道进行QPSK调制调制l移动台用唯一移动台用唯一ESN生成长生成长PN码偏置，产生码偏置，产生232种偏置可能种偏置可能l反向信道的受限主要决定于反向信道的受限主要决定于信道的信噪比信道的信噪比(S/N)55V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 反向链路业务信道物理层反向链路业务信道物理层1.2288 Mbps1.2288MbpsIQ307.2 kbpst/2 1/2 码片延迟码片延迟28.8 kbps20 ms 语音块语音块64-阶调制器阶调制器1.2288 Mbps1 of 64 Walsh码码1.2288 Mbps1.2288 MbpsFIRFIR W 1 W 2 W 0 W 62 W 63 W 619.6 kbps28.8 kbps1/3 rate1/2 rate14.4 kbps28.8 kbps长码长码调制器调制器Q 短码短码1.2288 Mbps短码加扰短码加扰语音编码语音编码数据数据 交织交织卷积编码卷积编码I 短码短码长码长码CDMA反向链路反向链路移动台不需要自己的导频信道移动台不需要自己的导频信道因为每个移动台信号到达基站的延时不一致，破坏了因为每个移动台信号到达基站的延时不一致，破坏了Walsh码码的正交性。的正交性。Walsh码不能实现信道化码不能实现信道化通过通过64阶调制器，将阶调制器，将6个比特用一个个比特用一个Walsh函数调制，指示函数调制，指示64个个Walsh码中的哪一个被使用。码中的哪一个被使用。输出数据速率达到输出数据速率达到307.2kbps6bit56V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 反向链路差错保护反向链路差错保护l由于反向链路没有导频信道，为了改善的性能应用了一种比前由于反向链路没有导频信道，为了改善的性能应用了一种比前向链路纠错能力更为好的卷积码进行编码向链路纠错能力更为好的卷积码进行编码l9.6kbps的语音数据的语音数据使用使用1/3码率编码器码率编码器，每比特输出，每比特输出3个个l当输入当输入9.6kbps的数据流时，输出的数据流时，输出28800bps的数据流的数据流l对于对于14.4kbps语音编码器，语音编码器，采用采用1/2卷积码卷积码+9600 bps数据输入数据输入+9600 bps数据输出数据输出9600 bps数据输出数据输出+DDDDDDDD9600 bps数据输出数据输出57V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 卷积编码卷积编码14.4 kbps28.8 kbps语音语音编码数据编码数据1/2 rate20 ms 语音块语音块14.4TCH反向链路的修正反向链路的修正lCDG建议采用一种新的建议采用一种新的可变数据可变数据13kbps的语音编码器，取代的语音编码器，取代8kbps的的QCELP编码器编码器l13kbps加上其它开销为加上其它开销为14.4kbps业务业务信道信道l数据数据为为14.4kbps的的CDG语音编码的语音编码的音质已相当于音质已相当于固话质量固话质量l采用采用1/2速率卷积编码速率卷积编码l处处增益从增益从21.07dB低低为为19.31dB，损失损失1.76dB58V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 307.2 kbpsWalsh Code 1Walsh Code 2Walsh Code 0Walsh Code 62Walsh Code 63Walsh Code 6128.8 kbps64阶调制阶调制l每每6个编码的语音数据比特指定个编码的语音数据比特指定64个个Walsh码之一用于扩频码之一用于扩频l扩频数据从扩频数据从28.8kbps变为变为307.2kbps，提高了，提高了10.67倍倍307.2kbps=28.8*64/6kbpsl这并这并是反向链路的信道化是反向链路的信道化l例如：例如：000000对应对应W0000001对应对应W1111111对应对应W6359V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 为什么在反向信道化时不采用为什么在反向信道化时不采用Walsh?l基站向每个移动台提供时间基准基站向每个移动台提供时间基准l前向信道：从基站发送的所有前向信道：从基站发送的所有Walsh码码会同时到达某个移动台（同步）会同时到达某个移动台（同步）l因为移动电话与基站间有因为移动电话与基站间有同的距离，同的距离，移动台信号传输移动台信号传输会同时到达基站，导致会同时到达基站，导致无法保持正交性无法保持正交性l在在EIA/TIA-95-B没有使用没有使用传输时延调整传输时延调整来保持移动电话同时到达基站的技术，即来保持移动电话同时到达基站的技术，即使付出高昂的代价，也难以实现必要的正使付出高昂的代价，也难以实现必要的正交精交精60V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 反向信道长码扩频反向信道长码扩频l在反向链路中实现信道化，必须在反向链路中实现信道化，必须为每个移动电话分配唯一的码为每个移动电话分配唯一的码l由于由于长码长度为长码长度为42比特比特，允许，允许242（43亿个）个码分配给不同用户亿个）个码分配给不同用户l即使在即使在CDMA系统网络非常庞大系统网络非常庞大时，每个移动台都可以拥有一个唯时，每个移动台都可以拥有一个唯一的信道分配码。一的信道分配码。l由于长码之间不相关和不正交，由于长码之间不相关和不正交，在基站中可以采用在基站中可以采用快速搜索器快速搜索器，在，在大范围长码内快速搜索并锁定特定大范围长码内快速搜索并锁定特定用户信号用户信号长码长码发发生器生器语音数据调语音数据调制的制的Walsh307.2 kbps1.2288 Mbps异或异或1.2288Mbps61V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 反向信道短码序列扩频反向信道短码序列扩频lCDMA移动台使用移动台使用相同的相同的PN序列序列，用于最后的短码序列扰码，目的是用于最后的短码序列扰码，目的是可以增加解扩能力可以增加解扩能力l短码序列扩频可以帮助基站接收短码序列扩频可以帮助基站接收信号个信号个同步同步l在移动台的在移动台的Q信道中经过额外的信道中经过额外的1/2码片的延时，实现码片的延时，实现OQPSK调制调制lOQPSK调制使得移动台可以调制使得移动台可以简化简化功率放大器设计功率放大器设计，以便采用更高效，以便采用更高效的功放的功放1.2288 MbpsIQt/2 1/2码片延迟码片延迟1.2288 Mbps1.2288 MbpsFIRFIRQ 短码短码1.2288 Mbps短码加扰短码加扰I 短码短码62V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 反向链路接入信道物理层反向链路接入信道物理层1.2288MbpsIQ307.2 kbpst/2 1/2 码片延迟码片延迟28.8 kbps64-阵列调制器阵列调制器1.2288 Mbps1 of 64 Walsh码码1.2288 Mbps1.2288 MbpsFIRFIR W 1 W 2 W 0 W 62 W 63 W 614.8 kbps28.8 kbps1/3 rate2x14.4 kbps长码长码调制器调制器Q 短码短码1.2288 Mbps短码加扰短码加扰接入信道接入信道消息数据消息数据 交织交织卷积编码卷积编码I 短码短码接入信道接入信道长码长码符号重复符号重复随机接入信道因为随机接入信道因为数据重复数据重复比业务信道的比业务信道的处理增益提高处理增益提高3dB。全码率业。全码率业务信道处理增益为务信道处理增益为21dB，而现在是，而现在是10log(1228800/4800)24dB接入信道扩频可利用长码。长码的产生过程与寻呼信道相同，长码掩接入信道扩频可利用长码。长码的产生过程与寻呼信道相同，长码掩码由码由同步字、同步字、接入信道号、寻呼信道号接入信道号、寻呼信道号等组成等组成63V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 IQ00011110IQ01111000OQPSK调制调制l在在OQPSK信号的产生需要信号的产生需要1/2的延迟电路的延迟电路，确，确保保I与与Q两路码元偏置半个码元周期两路码元偏置半个码元周期lOQPSK信号相位只能跳变信号相位只能跳变0,90，不会出现，不会出现180相位跳变，通过带通滤波器后相位跳变，通过带通滤波器后包络起伏小包络起伏小lQPSK每个周期产生一个符号的变化每个周期产生一个符号的变化lOQPSK在在I和和Q符号数据同时改变时，符号数据同时改变时，每个周每个周期需要期需要2个符号的变化个符号的变化OQPSKQPSK2cosct-sinct本振本振信号信号fc基带基带输入输入90相移相移串并串并变换变换T/2IQ调制调制输出输出实例：实例：00,10,01,1164V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 ICDMA调制方式调制方式滤波后的滤波后的QPSKIIQQ基站导频信道发射信号基站导频信道发射信号移动台发射信号移动台发射信号滤波后的滤波后的OQPSK采用采用OQPSK后调制信号幅度变化后调制信号幅度变化3dB，而，而QPSK幅度变化幅度变化3040dB由于通过了滤波器，使矢量图的相位路径变缓由于通过了滤波器，使矢量图的相位路径变缓这里是基站调制信号这里是基站调制信号I/Q图为一个图为一个导频信道实例导频信道实例基站由许多信道叠加后进行发送。基站即使采用基站由许多信道叠加后进行发送。基站即使采用OQPSK，但是由于，但是由于多个用户信号叠加的随机性多个用户信号叠加的随机性，不能避免信号通过原点状态，不能避免信号通过原点状态65V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 功能功能前向链路前向链路: BSMS反向链路反向链路: MSBS9.6 kbps卷积编码卷积编码1/2 速率速率9600 192001/3速率速率9600 2880014.4 kbps卷积编码卷积编码3/4 速率速率14400 192001/2 速率速率14400 28800Walsh 编码编码信道化信道化64阶调制阶调制长码扩频长码扩频话音加密话音加密信道化信道化短码扩频短码扩频基站识别基站识别改善基站搜索能力改善基站搜索能力信道化小结信道化小结正向链正向链和反向链和反向链的功能与特性的主要差别的功能与特性的主要差别66V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 前向链路前向链路:BSMS反向链路反向链路:MSBS优点优点l提供大功提供大功发射机发射机l导频信道能够提供定时基导频信道能够提供定时基准和相干基准准和相干基准l比特重复实现时间分集比特重复实现时间分集l实现了正交码信道实现了正交码信道l具有宽动态范围的功具有宽动态范围的功控制控制l能使基站完成分集接收能使基站完成分集接收缺点缺点l为对越区软为对越区软换能换能的支的支持，增加开支和复杂性持，增加开支和复杂性l只能发送有限的功只能发送有限的功l基站只能进行非相干解调码基站只能进行非相干解调码信道信道具有相关性具有相关性l外部干扰影响大外部干扰影响大CDMA链路的特点链路的特点67V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 Layer 2多个信令子层多个信令子层Layer 1物理层物理层信道数据信道数据 -9600bps/14400bps业务信道业务信道 主要业务主要业务Layer 2信令信令Layer 2链路层链路层寻呼与接入信道寻呼与接入信道Layer 3呼叫处理与控制呼叫处理与控制CDMA复用的多个信令子层复用的多个信令子层目前标准业务有如下的选项：目前标准业务有如下的选项：1.语音合成编码器；语音合成编码器；2.数据环回数据环回(DataLoopback)模式用于移动台的某些测试；模式用于移动台的某些测试；3.数据业务，标准委员会正在讨论之中。数据业务，标准委员会正在讨论之中。68V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA业务方式选项业务方式选项(ServiceOption)服务选项服务选项001：TIAIS-96-A规范定义的使用规范定义的使用8kbps语音合成编码器语音合成编码器服务选项服务选项002：测试模式测试模式1，用于，用于9600bps速率数据环回测试速率数据环回测试服务选项服务选项003：用于加强可变速率编码器：用于加强可变速率编码器(EVRC)双工语音会话模式双工语音会话模式服务选项服务选项004：异步支持电路交换数据传输：异步支持电路交换数据传输服务选项服务选项005：允许通常的：允许通常的3类传真传输类传真传输服务选项服务选项006：提供字符消息速率：提供字符消息速率9600kbps的短消息服务的短消息服务服务选项服务选项007：支持因特网标准：支持因特网标准PPP分组数据分组数据服务选项服务选项008：应用：应用CDPD的的SSO7PPP分组协议分组协议服务选项服务选项009：测试模式测试模式2，用于，用于14400kbps速率数据环回测试速率数据环回测试服务选项服务选项014：提供字符消息速率：提供字符消息速率14400kbps的短消息服务的短消息服务服务选项服务选项32769：是：是CDG专用服务选项，用专用服务选项，用14.4kbps语音合成编码语音合成编码69V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA协议栈协议栈(ProtocolStacks)EIA/TIA 95-B将将TSB-74协议与协议与J-STD-008协议合并成的全球性协议协议合并成的全球性协议J-STD-008不能与不能与IS-95向后兼容，仅用于向后兼容，仅用于PCS频段的协议频段的协议IS-95 Rev A与与IS-95向后兼容，首次使用的协议向后兼容，首次使用的协议IS-95 Rev 0原始版本，没有实际使用原始版本，没有实际使用TSB-74经过升级的协议，支持经过升级的协议，支持14400bps业务信道业务信道ARIB T53日本的日本的CDMA协议协议主要基于主要基于TSB-7470V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 课程安排课程安排1.CDMA基本慨念基本慨念2.CDMA关键技术关键技术3.CDMA前向与反向信道前向与反向信道4.CDMA呼叫处理过程呼叫处理过程5.CDMA2000简介简介6.CDMA测试基础测试基础CDMA呼叫处理过程呼叫处理过程CDMA移动台开机移动台开机CDMA移动台始呼移动台始呼CDMA初始软初始软换换CDMA关键技术关键技术71V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA移动电话的呼叫过程移动电话的呼叫过程l开机后进入开机后进入初始化，捕获导频信道初始化，捕获导频信道l手机手机待机状态，监听寻呼信道待机状态，监听寻呼信道l开始呼叫，开始呼叫，进入进入接入信道接入信道l用户移动过程中：空闲状态越区用户移动过程中：空闲状态越区换换l继续移动过程中实现继续移动过程中实现开始软开始软换换终止软终止软换换l连接成功，进入业务信道连接成功，进入业务信道l结束呼叫结束呼叫l不同的状态占用不同的逻辑信道不同的状态占用不同的逻辑信道关机关机待机待机接入接入业务连接业务连接初始化初始化待机待机越区越区结束结束呼叫呼叫接入失败接入失败72V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA移动台开机移动台开机l移动台移动台寻找全部可以收到的寻找全部可以收到的导频信号导频信号来同来同步基站，选择一个最强信号步基站，选择一个最强信号l同的导频信号具有同的导频信号具有同时间偏移，同时间偏移，基站基站之间相对偏移是之间相对偏移是64码片的整倍数码片的整倍数l任何移动台根据导频信号建任何移动台根据导频信号建频频和时间和时间基准。移动台是在基准。移动台是在Walsh32的同步信道解调的同步信道解调l可以接收该基站的同步信道消息，获得系可以接收该基站的同步信道消息，获得系统的配置和定时信息，保存同步信道消息内统的配置和定时信息，保存同步信道消息内容：同步频率、容：同步频率、PN时间参考和基站时间参考和基站I.Dl解调同步信道，用于建立系统时间解调同步信道，用于建立系统时间l确定寻呼信道长码掩码确定寻呼信道长码掩码开机开机捕获导频捕获导频捕获同步捕获同步时间同步时间同步系统搜索系统搜索捕获失败捕获失败无法接收无法接收同步信息同步信息73V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 SYNCSYNC同步信道消息数据同步信道消息数据l基站协议版本基站协议版本l支持协议最初版本支持协议最初版本l蜂窝系统的蜂窝系统的SID,NIDl基站的导频基站的导频PN偏置偏置l长码初始状态长码初始状态l寻呼信道数据寻呼信道数据，产生短码参照系，产生短码参照系l 相对于相对于GPS系统的时间系统的时间l 从系统开始时间的秒数（闰秒）从系统开始时间的秒数（闰秒）l 对系统时间的本地时间偏移（时差）对系统时间的本地时间偏移（时差）l 白天的白天的电时间标志（夏令时）电时间标志（夏令时）l 信道号信道号74V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 监听监听寻呼信道寻呼信道l移动台监听寻呼信道移动台监听寻呼信道l移动台移动台监听寻呼信道有两种方法：时隙模式和非时隙模式监听寻呼信道有两种方法：时隙模式和非时隙模式l从初始状态转入待机状态时，采用从初始状态转入待机状态时，采用非时隙模式监听非时隙模式监听寻呼消息寻呼消息l接收完基站广播信息后，接收完基站广播信息后，移动台移动台登记后转入时隙模式登记后转入时隙模式l解调寻呼信道：使用同步信道中导频解调寻呼信道：使用同步信道中导频PN偏移导出的长码掩码偏移导出的长码掩码l进入寻呼响应子状态后，手机给基站发送寻呼响应消息进入寻呼响应子状态后，手机给基站发送寻呼响应消息l收到基站对寻呼响应消息确认后，移动台启动收到基站对寻呼响应消息确认后，移动台启动T定时器定时器l收到信道指配消息后，移动台保存信道指配消息中的关键参数，收到信道指配消息后，移动台保存信道指配消息中的关键参数，进入业务状态进入业务状态l继续监视寻呼信道继续监视寻呼信道PagingPaging75V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 寻呼信道消息寻呼信道消息lJ-STD-008寻呼消息寻呼消息:系统参数系统参数接入参数接入参数CDMA信道表信道表扩展的系统参数扩展的系统参数扩展的邻道表扩展的邻道表l其它消息其它消息排序排序信道分配信道分配数据突发数据突发l多消息多消息鉴权鉴权SSD新新特性通告特性通告状况请求状况请求服务重新定向服务重新定向通用寻呼通用寻呼全球服务重新定向全球服务重新定向TMSI分配分配76V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA待机状态切换待机状态切换l 用户移动时没有呼叫称为用户移动时没有呼叫称为待机状态切换待机状态切换l移动台的移动台的Rake接收机有的三个解调器始终监听当前基站的寻接收机有的三个解调器始终监听当前基站的寻呼信道，而搜索器会不断改变导频呼信道，而搜索器会不断改变导频PN序列的偏置系数，检测周序列的偏置系数，检测周围的导频信号强度围的导频信号强度l移动台可通过导频移动台可通过导频PN序列偏置系数识别不同基站的导频信道序列偏置系数识别不同基站的导频信道l移动台收听一个新小区信号，变换时间参考点移动台收听一个新小区信号，变换时间参考点l将导频信号根据导频将导频信号根据导频PN序列的偏置归为三类：序列的偏置归为三类：有效集有效集、邻区、邻区集集、剩余集、剩余集l如果进入新小区，进行位置登记如果进入新小区，进行位置登记l导频导频PN序列的偏置系数的增量必须序列的偏置系数的增量必须是整数倍的集合是整数倍的集合77V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA呼叫完成呼叫完成l移动台发送接入试探，基站基站检测试探移动台发送接入试探，基站基站检测试探l采用信道分配消息应答接入试探采用信道分配消息应答接入试探l消息包括用于前向业务信道消息包括用于前向业务信道Walsh码信道、将要被使用码信道、将要被使用的频率以及指明的频率以及指明前向前向与反向链路之间延迟的帧偏置与反向链路之间延迟的帧偏置l移动台根据信道分配消息信息进入业务信道，移动台根据信道分配消息信息进入业务信道，移动台进移动台进入业务信道便会产生更多的信令请求入业务信道便会产生更多的信令请求l基站开始发送和接收业务信道，并开始通话基站开始发送和接收业务信道，并开始通话lEIA/TIA-95-B采用临时措施维持业务信道：采用临时措施维持业务信道：空白突发信令借用了邻近的帧用于传输信令信息空白突发信令借用了邻近的帧用于传输信令信息模糊突发信令采用较低的语音编码器速率，使用剩余模糊突发信令采用较低的语音编码器速率，使用剩余的业务信道时间慢速传送信令信息的业务信道时间慢速传送信令信息79V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA初始软初始软换换l建建呼叫后呼叫后移动台移动台断搜断搜可能成为软越区可能成为软越区换好候选者换好候选者lRake接收机的搜接收机的搜器用于扫描其它可能蜂窝小区器用于扫描其它可能蜂窝小区l移动台发现邻区集或剩余集中的导频信号强度大于导频门限移动台发现邻区集或剩余集中的导频信号强度大于导频门限T_add，移动台认为此导频的强度已经足够大并可以对其进行正，移动台认为此导频的强度已经足够大并可以对其进行正确解调确解调l移动台找到移动台找到足够功足够功的第二导频（超过的第二导频（超过T_add门限）门限）l移动台发送导频强移动台发送导频强消息至第一个基站消息至第一个基站l基站基站把该请求把该请求通知通知MTSOlMTSO在软越区在软越区换所包含二个基站中选择较好的一个信号换所包含二个基站中选择较好的一个信号l准备工作完成后，原基站向移动台发送切换指令消息，指示移准备工作完成后，原基站向移动台发送切换指令消息，指示移动台开始切换动台开始切换80V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA软软换完成换完成lMTSO发送至第二个基站的链路发送至第二个基站的链路l移动台从第二个基站接收信号功移动台从第二个基站接收信号功l两两软越区软越区换，使用移动台换，使用移动台Rake两个支路，各接收一个基站信号两个支路，各接收一个基站信号l当某个导频强度低于导频删除门限当某个导频强度低于导频删除门限T_drop时，导频删除定时器启动时，导频删除定时器启动l移动台将新基站的导频纳入有效集，移动台将新基站的导频纳入有效集，同时将其从候选集中删除同时将其从候选集中删除l移动台向基站发送切换完成消息移动台向基站发送切换完成消息有效集有效集邻区集邻区集剩余集剩余集候选集候选集收到切换收到切换指示消息指示消息导频去除导频去除计时器计时器导频强度导频强度超过超过T_ADD收到邻区收到邻区列表消息列表消息计时器计时器AGE最大最大收到切换收到切换指示消息指示消息移动台对导频的管理移动台对导频的管理81V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA切换结束切换结束l一旦来自一旦来自第一个基站的信号恶化第一个基站的信号恶化，并降到，并降到T_drop门限以门限以下下l移动台即发送另一个导频强移动台即发送另一个导频强消息，以指示基站需要消息，以指示基站需要终止终止软越区软越区换换l移动台由第二个基站控制功移动台由第二个基站控制功（由于第一个蜂窝小区可能（由于第一个蜂窝小区可能只有极差的链接）只有极差的链接）l请求由第二个基站传送至请求由第二个基站传送至MTSO，第一个基站停止传送和第一个基站停止传送和接收信号，并且释放信道接收信号，并且释放信道l现在移动台在第二个基站上利用业务信道继续通话现在移动台在第二个基站上利用业务信道继续通话l移动台可以最多与移动台可以最多与3个基站链接个基站链接82V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA呼叫结束呼叫结束l由移动台或基站链路发起的由移动台或基站链路发起的呼叫被任一方挂机呼叫被任一方挂机，移动台和基站传输链路被断开后通话终止移动台和基站传输链路被断开后通话终止l移动台先挂机移动台先挂机，移动台将向基站发送释放命令，移动台将向基站发送释放命令l移动台后挂机移动台后挂机，移动台接收基站发送释放指令，移动台接收基站发送释放指令l释放子状态正常结束，释放子状态正常结束，返回系统初始化状态返回系统初始化状态l在释放子状态，移动台不但可以进行功率控制，在释放子状态，移动台不但可以进行功率控制，还可以进行切换还可以进行切换83V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 结束语结束语CDMA关键技术关键技术lCDMA采用新的接入方法：采用新的接入方法：码分多址码分多址lCDMA是一个自扰系统。利用是一个自扰系统。利用功率控制功率控制可以实现系统容量与信号质量的折衷可以实现系统容量与信号质量的折衷l对于对于9.6kbps语音编码，语音编码，CDMA系统容量系统容量是模拟系统的是模拟系统的20倍，对于倍，对于14.4kbps语音时是语音时是16倍，比倍，比GSM系统要大系统要大4-5倍倍l在多径衰在多径衰干扰环境中，干扰环境中，CDMA系统使用的系统使用的Rake接收机接收机lCDMA系统因其系统因其语音编码器语音编码器可以动态地调整数据传输速率可以动态地调整数据传输速率lCDMA系统采用系统采用软切换技术软切换技术，可以做到先连接再断开，可以做到先连接再断开l系统规划简单，相同系统规划简单，相同CDMA载波频率可在相邻的小区内使载波频率可在相邻的小区内使用用l第第3代无线技术都基于代无线技术都基于CDMA的直接序列扩频技术的直接序列扩频技术CDMA84V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 课程安排课程安排1.CDMA基本慨念基本慨念2.CDMA关键技术关键技术3.CDMA前向与反向信道前向与反向信道4.CDMA呼叫处理过程呼叫处理过程5.CDMA2000简介简介6.CDMA测试基础测试基础CDMA2000简介简介IS-2000优越性优越性IS-2000术语和定义术语和定义SR1前向无线配置前向无线配置85V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA2000简介简介lIS-2000CDMA系统，由系统，由TIATR-45.5子委员会提出，被子委员会提出，被ITU采用为采用为IMT-2000的标准，称为的标准，称为“cdma2000”lcdma2000-1x指指cdma2000的的第一阶段第一阶段（速率高于（速率高于IS-95，低于，低于2Mbit/s），可支持），可支持308kibit/s的数据传输的数据传输l近期采用增强体制近期采用增强体制cdma2000-1xEV，运用，运用HDR高速率数据高速率数据，1.25MHz内提供内提供2Mbit/s以上的数据业务。技术标准由以上的数据业务。技术标准由3GPP2制定制定l1xEV-DO(DataOptimized)，采用专用载波提供高速数据业务。，采用专用载波提供高速数据业务。其空中接口版本包括其空中接口版本包括DORel.0，DORel.Al1xEV-DV(Data&Voice)，在同一载波中同时提供数据与语音业，在同一载波中同时提供数据与语音业务，其版本包括务，其版本包括CDMA2000Rel.C，CDMA2000Rel.DHRPD-HighRatePacketData86V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 IS-2000的优越性的优越性l改善性能和系统容量：改善性能和系统容量：约为约为TIA/EIA-95-B的两倍的两倍l符合符合IMT-2000的全部要求的全部要求，核心网协议可使用，核心网协议可使用IS-41、GSM-MAP以及以及IP骨干网标准骨干网标准l对于现在采用对于现在采用TIA/EIA-95B系统的营运商其业务升级容易系统的营运商其业务升级容易lcdma2000-1x与与3x的主要区别是，它的前向信道采用的主要区别是，它的前向信道采用单载波单载波方式，而方式，而3x采用采用3载波载波方式，还方式，还可扩展到可扩展到6X、9X、12Xl功率控制有开环、闭环和外环三种，功率控制有开环、闭环和外环三种，闭环速率为闭环速率为800次次/秒秒l采用采用反向多码道反向多码道结构，增加辅助导频信道，提供发射时间参结构，增加辅助导频信道，提供发射时间参考考l采用的其它技术：前向发送分集、使用采用的其它技术：前向发送分集、使用Turbo编码、编码、灵活的灵活的帧长、反向链路采用相干解调、可选择较长的交织器帧长、反向链路采用相干解调、可选择较长的交织器87V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 性能改进要点性能改进要点l在反向链路，每个移动台有自己的导频信道，在反向链路，每个移动台有自己的导频信道，也采用相干解也采用相干解调，具有调，具有3dB增益，增益，使反向链路容量提高一倍使反向链路容量提高一倍l14.4kbps的语音编码器采用改进的卷积编码的语音编码器采用改进的卷积编码l前向业务信道采用快速闭环功率控制，采用快速反向功率控前向业务信道采用快速闭环功率控制，采用快速反向功率控制制l前向链路使用真正的前向链路使用真正的QSPK调制，可使调制，可使码道数目增加码道数目增加1倍倍l反向链路采用连续波形，不用选通调制减小了干扰反向链路采用连续波形，不用选通调制减小了干扰l前向链路支持辅助的导频实现波束形成，可以采用多个天线，前向链路支持辅助的导频实现波束形成，可以采用多个天线，组成正交发射分集组成正交发射分集(OTD)，提高信道的抗衰落能力，提高信道的抗衰落能力l变长的变长的Walsh函数，使得空中无线资源的利用率更高函数，使得空中无线资源的利用率更高88V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 与与TIA/EIA-95-B兼容兼容lIS-2000规范与规范与TIA/EIA-95-B后向兼容，后向兼容，支持其中的信令和网支持其中的信令和网络协议络协议lIS-2000继续采用了继续采用了TIA/EIA-95-B中中部分规范部分规范：无线链路接口无线链路接口IS-707数据业务数据业务IS-127EVRC8kbps和和IS-133的的13kbps的语音合成编码器的语音合成编码器IS-637短消息和短消息和IS-683空中激活空中激活IS-98和和IS-97移动台和基站的最小性能标准以及使用公共广播信道移动台和基站的最小性能标准以及使用公共广播信道（导频，同步，寻呼）（导频，同步，寻呼）TIA/EIA-95-B无线链路接口无线链路接口l便于便于IS-2000快速开发快速开发89V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 IS-2000术语和定义术语和定义lChip用于最终用于最终扩频的数据比特周期，称作码片扩频的数据比特周期，称作码片lSR扩展率扩展率(SpreadingRate)SR1系统码速率为系统码速率为1.2288Mcps，和，和cdmaOne完全兼容完全兼容SR3系统最终扩频速率为系统最终扩频速率为3.6864Mcps(3.6864/1.2288=3)将来根据需求，有可能采用将来根据需求，有可能采用SR6、SR9和和SR12系统系统l无线配置无线配置RC(RadioConfiguration)RC定义为：相对于基本信道速率的物理信道定义为：相对于基本信道速率的物理信道配置配置只在特定扩展率只在特定扩展率SR上工作的速率，共定义了上工作的速率，共定义了9种无线配置种无线配置RC1包括包括9.6,4.8,2.4,1.2kbps四种速率四种速率RC3是用于是用于cdma2000的特定配置，基于的特定配置，基于9.6kbps的数据速的数据速率，支持率，支持4.8、2.7、1.5kbps的语音业务，也支持的语音业务，也支持19.2,38.4,76.8,153.6和和307.2kbps90V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 IS-2000SR1版本版本l改进的改进的TIA/EIA-95-B窄带系统，占用相同带宽窄带系统，占用相同带宽1.23MHzl 前向链路前向链路前向链路使用快速功率控制、快速寻呼信道以及前向链路使用快速功率控制、快速寻呼信道以及QPSK调制调制QPSK调制带来的额外的高效性，用于改善调制带来的额外的高效性，用于改善14.4kbps的由码率为的由码率为3/4变为较好的变为较好的3/8卷积编码器卷积编码器对于对于9.6kbps语音，语音，Walsh码道增加到码道增加到128个用于软切换个用于软切换l反向链路反向链路增设了另一个采用增设了另一个采用BPSK调制的导频信道，能实现同步检测调制的导频信道，能实现同步检测采用码率为采用码率为1/2或或1/3变为变为1/4卷积编码器卷积编码器使用混合相移键控使用混合相移键控HPSK调制，调制，将将I/Q长码加扰和长码加扰和I/Q短码一起短码一起l两倍的系统容量两倍的系统容量HPSK调制调制91V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 SR1前向无线配置前向无线配置lRC1与与TIA/EIA-95-B后向兼容，业务信道速率后向兼容，业务信道速率9.6kbpslRC2与与TIA/EIA-95-B后向兼容，业务信道速率后向兼容，业务信道速率14.4kbpslRC3,RC4,RC5新无线配置，采用新无线配置，采用IS-2000编码方案编码方案，提高容量，提高容量RC3基于基于9.6kbps的数据速率，也支持高达的数据速率，也支持高达153.6kbps的高数据速率的高数据速率（联通目前使用）（联通目前使用）RC4基于基于9.6kbps的数据速率，还支持高达的数据速率，还支持高达307.2kbps的高数据速率的高数据速率RC5基于基于144kbps的数据速率，支持高达的数据速率，支持高达230.4kbps的数据速率。的数据速率。RC4、RC5使用使用1/2和和1/4卷积编码以及卷积编码以及Turbo编码编码92V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 课程安排课程安排1.CDMA基本慨念基本慨念2.CDMA关键技术关键技术3.CDMA前向与反向信道前向与反向信道4.CDMA呼叫处理过程呼叫处理过程5.CDMA2000简介简介6.CDMA测试基础测试基础CDMA测试基础测试基础CDMA移动台测试要求移动台测试要求IS-98A最小性能标准最小性能标准CDMA测试仪器测试仪器8960CDMA测试方框图测试方框图9394安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 V1.0CDMA移动台测试介绍移动台测试介绍l作为安捷伦科技作为安捷伦科技(AgilentTechnologies)的前身，的前身，惠普公司是惠普公司是美国美国TIATR-45.5标准委员会的成员标准委员会的成员l参与参与CDMA标准制定，标准制定，并发明了并发明了Rho值测试方法值测试方法l惠普公司在惠普公司在1992年就着手开发年就着手开发CDMA测试产品，并测试产品，并推出世界上第一台推出世界上第一台CDMA测试仪测试仪lAgilent又为客户提供又为客户提供3G测试的全面解决方案，并测试的全面解决方案，并在在2000年推出世界上第一台年推出世界上第一台cdma2000移动台综合测移动台综合测试仪试仪E5515T（现（现E5515C）l可以支持可以支持W-CDMA、cdma2000和和cdma20001xEV-DO移动台测试移动台测试lAgilent的信号源和信号分析仪可的信号源和信号分析仪可提供提供3G测试功能测试功能V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA测试的要求测试的要求lCDMA系统测试需求的关键不同处系统测试需求的关键不同处l是是IS-98-A的用户设备的用户设备最低性能标最低性能标准准l基站仿真器的测试需求基站仿真器的测试需求l服务选项服务选项lCDMA发射机测试发射机测试lCDMA接收机测试接收机测试l其它功能测试其它功能测试95V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA测试与其它系统有何不同测试与其它系统有何不同?lCDMA对语音数据比特进行良好的对语音数据比特进行良好的纠错编码纠错编码lCDMA不需要设计一种针对不同类别的数据比特不需要设计一种针对不同类别的数据比特传输质量的测试方法传输质量的测试方法lCDMA高处理增益对传输信号有高处理增益对传输信号有很强的容错能力很强的容错能力l发射机测试对于新的调制方法，发射机测试对于新的调制方法，需要一种衡量调需要一种衡量调制质量因数的新参数：制质量因数的新参数：波形质量波形质量Rhol不像不像GSM，编码信号没有，编码信号没有I类和类和II类之分，而是测类之分，而是测量量误帧率误帧率FERlCDMA系统在强干扰环境中工作，因此移动台测系统在强干扰环境中工作，因此移动台测试必须将移动台置于试必须将移动台置于干扰环境干扰环境中进行中进行96V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 IS-98A最低性能标准最低性能标准lIS-98A是是用于双模式宽带扩频蜂窝移动台的标准用于双模式宽带扩频蜂窝移动台的标准lIS-98A由由TIATR45.5工作组开发的，包括对工作组开发的，包括对环境、协环境、协议、发射机及接收机特性等测试的最低性能标准议、发射机及接收机特性等测试的最低性能标准lIS-98-A测试的重要章节测试的重要章节:Section2模拟接收机标准模拟接收机标准Section3模拟发射机标准模拟发射机标准Section9CDMA接收机标准接收机标准Section10CDMA发射机标准发射机标准97V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 服务选项服务选项l服务选项服务选项001为语音模式为语音模式l服务选项服务选项002是是IS-98-A标准给出的，标准给出的，9600bps数据数据环回模式环回模式l009为为14400bps数据环回模式数据环回模式l055为为CDMA2000环回模式环回模式l通过仿真通过仿真空中激活链路空中激活链路的数据传输模式，对的数据传输模式，对CDMA移动台进行测试移动台进行测试l数据环回模式中，移动台解调来自基站模拟器的信数据环回模式中，移动台解调来自基站模拟器的信号，然后把相同的数据再转发给基站模拟器号，然后把相同的数据再转发给基站模拟器98V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA移动台进入仿真链路移动台进入仿真链路为建立一条仿真链路，基站仿真器设备提供如下条件：为建立一条仿真链路，基站仿真器设备提供如下条件：l仿真器必须提供一个导频信道使移动台获得短码定时仿真器必须提供一个导频信道使移动台获得短码定时和频率校准信息和频率校准信息l发送一个同步信道来提供系统定时，进行精确同步发送一个同步信道来提供系统定时，进行精确同步l仿真器通过一个寻呼信道呼叫移动台，请求仿真器通过一个寻呼信道呼叫移动台，请求002/009服服务选项，移动台自动应答务选项，移动台自动应答l指示移动台进入业务信道指示移动台进入业务信道l基站仿真器通过传递协议消息给移动台维持业务信道基站仿真器通过传递协议消息给移动台维持业务信道l在测试期间保持链路在测试期间保持链路99V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 基站仿真器基站仿真器导频信道导频信道 Walsh 0同步信道同步信道 Walsh 32寻呼信道寻呼信道 Walsh 1业务信道业务信道正交信道的噪声源正交信道的噪声源OCNSAWGN 源源射频输出射频输出仿真来自同一小区的仿真来自同一小区的其他用户带来的噪声其他用户带来的噪声正交信道的噪声源正交信道的噪声源OCNS仿真来自相邻小区噪仿真来自相邻小区噪声的声的AWGN噪声源噪声源除导频、同步、寻呼及业务信道外，基站仿真器加干扰仿真，除导频、同步、寻呼及业务信道外，基站仿真器加干扰仿真，需要两种噪声源需要两种噪声源噪声源相对幅度分辨率和精度从噪声源相对幅度分辨率和精度从0.2dB到到0.1dB如果如果Eb/Nt有有0.8dB变化，对应的变化，对应的FER会从会从0.5%变化到变化到5%100V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA移动台测试仪器：移动台测试仪器：8960lAgilent8960是双模式是双模式CDMA移动台的一种测试设备移动台的一种测试设备lAgilent8960可以仿真一个可以仿真一个CDMA基站基站l支持完成仿真支持完成仿真CDMA呼叫处理时所需的空中激活信令呼叫处理时所需的空中激活信令l测试时，用电缆将测试时，用电缆将Agilent8960与移动电话相连接，在待测与移动电话相连接，在待测试手机上键入呼叫号码后按发送键试手机上键入呼叫号码后按发送键l可以测试可以测试CDMARX和和TX关键参数关键参数l还可以测试模拟还可以测试模拟RX和和TX关键参数关键参数lAgilent8960自动处理呼叫请求并建立自动处理呼叫请求并建立CDMA链路链路lAgilent8960可以快速和精确得到测试结果可以快速和精确得到测试结果101V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA发射机测试发射机测试l频率精确度频率精确度lCDMA硬切换硬切换l时间参考精确度时间参考精确度l波形质量波形质量(Rho)l开环功率控制范围开环功率控制范围l开环功率控制时间响应开环功率控制时间响应l闭环功率控制范围性能闭环功率控制范围性能l最大最大RF输出功率输出功率l接入试探输出功率接入试探输出功率l最小控制功率最小控制功率l待机和选通输出功率待机和选通输出功率lTX传导寄生发射传导寄生发射lTX辐射寄生发射辐射寄生发射IS-98-A的第的第10部分描述了部分描述了CDMA发送机的详细测试发送机的详细测试102V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA信号的信号的波形质量波形质量lCDMA信号的质量因子：信号的质量因子：(Rho)为功率相关系数为功率相关系数l对于具有相同话务负荷的相邻小区，每小区或每扇对于具有相同话务负荷的相邻小区，每小区或每扇区约区约32个呼叫是极限值个呼叫是极限值l一个移动台发射机编码质量不佳，表明移动台信号功率没有一个移动台发射机编码质量不佳，表明移动台信号功率没有全部发射出去，部分发射功率会成为其他用户的附加干扰全部发射出去，部分发射功率会成为其他用户的附加干扰l测量的测量的值可以算出与期望编码有关的值可以算出与期望编码有关的CDMA发射信号功发射信号功率率l值为表示全部发射功率与理想的传输码相关的百分比，值为表示全部发射功率与理想的传输码相关的百分比，理理想值想值1.00，CDMA系统系统值为必须达到值为必须达到0.944l值为值为0.944时，发射机给其他用户附加噪声增大时，发射机给其他用户附加噪声增大0.25dBlCDMA系统系统不是符号调制，是波形调制，需看状态变化过程不是符号调制，是波形调制，需看状态变化过程103V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 频率准确度与静态时间偏置频率准确度与静态时间偏置l对对测量值进行优化后可以测量载波频率准确度测量值进行优化后可以测量载波频率准确度l发射载波频率误差要求：发射载波频率误差要求：300Hz(PCS：150Hz)l常规频率计数器不能测量常规频率计数器不能测量OQPSK调制信号频率调制信号频率l由由测试，测试，DSP可以计算出静态时间偏置可以计算出静态时间偏置，静态时间校正静态时间校正（移动台发射数据时钟）精确度为（移动台发射数据时钟）精确度为1sl测量是相对于导频信道发射时钟测量是相对于导频信道发射时钟l8960还报告还报告载波泄漏、幅度误差参数及相位误差载波泄漏、幅度误差参数及相位误差等参数等参数l载波泄漏参数是载波泄漏参数是I/Q调制器因直流偏置导致性能恶化调制器因直流偏置导致性能恶化lI/Q调制的幅度和相位误差可查出调制的幅度和相位误差可查出性能不佳的可能原因性能不佳的可能原因104V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 开环功率测试开环功率测试l验证开环功率控制估计的准确性验证开环功率控制估计的准确性l开环功率控制应满足下面的等式：开环功率控制应满足下面的等式：移动台发射功率移动台发射功率-73-接收基站功率接收基站功率l测量动态范围达到测量动态范围达到80dB：l移动台测量精度移动台测量精度6dB,必须小于必须小于9.5dBl在整个测量范围不确定性小于在整个测量范围不确定性小于0.2dB+20 dBm-50 dBm功率电平功率电平123基站基站dBm-93.5-65-25手机手机dBm+20-8-48105V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 开环功率控制的时间响应开环功率控制的时间响应l当当BS功率变化一级，功率变化一级，MS根据根据开环功率开环功率公式公式改变发送功率改变发送功率lMS输出功率随输出功率随BS功率改变所需要的时功率改变所需要的时间，间，称为称为“T-ROLP”测试测试l测试方法：测试方法：连接连接BS与与MS，设，设BS输出功率为输出功率为-60dBm进行一次呼叫进行一次呼叫交替发送增加减少控制比特交替发送增加减少控制比特BS每每100ms改变一次输出功率：多次改变一次输出功率：多次增减增减20dB，测试，测试MS输出对时间函数输出对时间函数l最低标准：最低标准：输出功率将在模板极限内输出功率将在模板极限内完成跳变完成跳变-80 dBm100 msTimeIor-60 dBm-40 dBmTime (ms)MS输出功率变化输出功率变化(dB)106V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 闭环功率测试闭环功率测试l基站利用闭环功率控制，指令移动台对基站利用闭环功率控制，指令移动台对其输出功率进行细调其输出功率进行细调l基站根据接收到的功率电平向移动台发基站根据接收到的功率电平向移动台发送命令，令其每次增加或者减少其输出功送命令，令其每次增加或者减少其输出功率率1dB/1.25ms（即（即800次次/秒）秒）+24 dB-24 dBl验证移动台闭环整个验证移动台闭环整个控制范围控制范围和功率和功率控制线性度控制线性度l必须有超过必须有超过24dB的闭环功率动态范围的闭环功率动态范围l测试设备必须首先由测试设备必须首先由CDMA移动台建立一个呼叫，然后向移动台建立一个呼叫，然后向移动台发送命令使在开环功率基础上功率变化超过移动台发送命令使在开环功率基础上功率变化超过24dBl测试时发送测试时发送100个增大功率比特和个增大功率比特和100个降低功率比特个降低功率比特107V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA功率测试功率测试l最大输出功率测试最大输出功率测试信号源的功率被降低到信号源的功率被降低到-104dBm/1.23MHz设置接入信道参数使手机输出达到最大可能性的功率设置接入信道参数使手机输出达到最大可能性的功率使得服务选项使得服务选项002，进行全速率呼叫，进行全速率呼叫进行功率测量进行功率测量l最大功率指标最大功率指标:1类移动台类移动台:1.25至至6.3瓦瓦2类移动台类移动台:0.5至至2.5瓦瓦3类移动台类移动台:0.2至至1.0瓦（常规手机）瓦（常规手机）l需要精确测量幅度变化大的宽带信号需要精确测量幅度变化大的宽带信号108V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 选通选通输出功率输出功率1.25 ms功率功率vs.时间模板时间模板20 dB3 dB6 s6 sCDMA可变速率语音编码器的数据速率变化时，移动台可变速率语音编码器的数据速率变化时，移动台的的输出采用脉冲式发射输出采用脉冲式发射为了减小由于脉冲式的为了减小由于脉冲式的RF载波带来的干扰，载波带来的干扰，IS-98-A规定规定了一个移动台必须遵守幅度对时间的模板了一个移动台必须遵守幅度对时间的模板CDMA脉冲输出必须满足脉冲输出必须满足的所需上升和下降时间的所需上升和下降时间选通的输出动态范围选通的输出动态范围20dBCDMA2000没有这项测试没有这项测试109V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 用用8960测试测试CDMA发射机发射机10.1.1频率准确度频率准确度10.2.1硬切换功能硬切换功能10.3.1静态时间参考静态时间参考10.3.2波形质量波形质量10.4.1开环功率控制范围开环功率控制范围10.4.2开环功控时间响应开环功控时间响应10.4.3接入试探输出功率接入试探输出功率使用使用8960建立建立服务选项服务选项002呼叫呼叫使用使用8960对发射机性能测试项目如下对发射机性能测试项目如下:10.4.4闭环功率控制范围闭环功率控制范围10.4.5最大射频输出功率最大射频输出功率10.4.6最小射频输出功率最小射频输出功率10.4.7待机选通输出功率待机选通输出功率10.5.1/2寄生辐射寄生辐射但不需要精确定时测量但不需要精确定时测量110V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA接收机测试接收机测试CDMA接收机的测试项目：接收机的测试项目：l在在AWGN下的寻呼信道解调下的寻呼信道解调l在在AWGN下的前向业务信道解调下的前向业务信道解调l在多径衰落信道下的前向业务信道解调在多径衰落信道下的前向业务信道解调l软切换功率控制比特测试软切换功率控制比特测试l接收机的灵敏度和动态范围接收机的灵敏度和动态范围l单音干扰抑制单音干扰抑制l互调寄生响应衰减互调寄生响应衰减l接收机寄生辐射接收机寄生辐射111V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 什么是帧误率什么是帧误率?l每个每个CDMA帧包含了帧包含了20ms的数字语音业务比特的数字语音业务比特(9600bps)l一帧数据出错，解码时无法纠正就产生误帧一帧数据出错，解码时无法纠正就产生误帧l个别码片错误（空中激活时）个别码片错误（空中激活时）不会明显降低不会明显降低CDMA性能性能lCDMA编码具有很强的的纠错功能，在数字接收机的测试编码具有很强的的纠错功能，在数字接收机的测试误码率误码率BER已没有实质性意义已没有实质性意义l误帧率误帧率FER可以真实测试可以真实测试CDMA接收机的性能接收机的性能lCDMA中的坏帧可在解码器中对坏帧丢失的数据插值，或中的坏帧可在解码器中对坏帧丢失的数据插值，或者关闭语音输出者关闭语音输出l在保证语音质量条件下的在保证语音质量条件下的误帧率应小于误帧率应小于3%112V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 置信度极限测试置信度极限测试l验证差错率性能验证差错率性能FERR要测试许多帧或比特数据要测试许多帧或比特数据l信号错误是随机和独立的，差错率测量需要较长时间信号错误是随机和独立的，差错率测量需要较长时间l测试测试CDMA差错率性能时，规定采用置信度极限测试差错率性能时，规定采用置信度极限测试l置信度置信度(ConfidenceLimit)测试利用规定统计分布模型测试利用规定统计分布模型来仿真一个差错的随机特性。每次测试给出一个符合特定来仿真一个差错的随机特性。每次测试给出一个符合特定置信水平的差错率置信水平的差错率l典型的置信度取为典型的置信度取为95。如果测试符合置信度规范，就。如果测试符合置信度规范，就停止测试停止测试l置信度测试可以获得绝对最短测试时间置信度测试可以获得绝对最短测试时间l例如：例如：95%置信度时，置信度时，FER应当达到应当达到0.5%113V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 置信度极限曲线置信度极限曲线测试帧数测试帧数0.5%FER时的时的95%置信度极限置信度极限6009001400280045008200160003000056000 10000000.10.20.30.40.5测试测试FERPASS1Error2Errors4Errors8Errors16Errors32Errors64Errors128Errors256Errors512Errors121828569032011201646002000 测试一个测试一个CDMA移动台接收机在满足移动台接收机在满足0.5%规定规定FER，对应置信度为，对应置信度为95的条件下的误帧率的条件下的误帧率 x轴表示需要测试的帧的数量，轴表示需要测试的帧的数量，y轴表示实际测得的误帧率轴表示实际测得的误帧率 曲线显示了在曲线显示了在FER为为0.5时的置信度极限满足时的置信度极限满足95的的FER各点各点 是一个统计测试特性，测试更多的帧数，将得到更高置信度结果是一个统计测试特性，测试更多的帧数，将得到更高置信度结果114V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 基站灵敏度仿真测试设置基站灵敏度仿真测试设置Agilent 8960的的CDMA源完全可以根据源完全可以根据IS-98-A由用户进行设置由用户进行设置 8960中，中，扇区接收功率扇区接收功率Ior灵敏度测试为灵敏度测试为-104 dBm/1.23 MHz 导频信道设置为导频信道设置为-7dB，同步信道设置为，同步信道设置为 -16dB，寻呼信道设置为，寻呼信道设置为-12dB，业务信道设置为，业务信道设置为-15.6dB（相对于（相对于Ior值）值） 8960可自动计算可自动计算OCNS的功率电平的功率电平后产生各扇区总功率后产生各扇区总功率 lor 动态范围测试动态范围测试，在，在-25dBm/1.23MHz条件下重复进行条件下重复进行CDMA信道信道 灵敏度测试灵敏度测试 动态范围测试动态范围测试lor - Total Power-104 dBm-25 dBmAWGN 关关 关关PILOT-7.0 dB-7.0 dBSYNC-16.0 dB-16.0 dBPAGING-12.0 dB-12.0 dBTRAFFIC-15.6 dB-15.6 dBOCNS-1.645 dB-1.645 db 每个小区的每个小区的总接收功率总接收功率115V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 接收机灵敏度和动态范围接收机灵敏度和动态范围Agilent 8960设定规定的小区总功率，每种信道设置合适相对功率设定规定的小区总功率，每种信道设置合适相对功率 8960发送一个发送一个PRBS数据给移动台，解调后重新传回到数据给移动台，解调后重新传回到8960。比较后。比较后计算出计算出误帧率误帧率 灵敏度测试灵敏度测试的最低误帧性能是的最低误帧性能是0.5。只在全速率的业务信道上进行。只在全速率的业务信道上进行 动态范围测试动态范围测试时时8960源设定产生一个大的功率信号源设定产生一个大的功率信号测试测试FER值值，并确认，并确认95%置信度置信度FER0.5%0.5%FERCDMA移动台建立服务选项移动台建立服务选项002呼叫（数据环回模式呼叫（数据环回模式）扇区接收总功率扇区接收总功率Ior=-104dBm/1.23MHz116V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 选择性测试时基站仿真设置选择性测试时基站仿真设置CDMA 信道信道AWGNlor 总功率总功率设置设置 Eb/NtPILOTSYNCPAGINGTRAFFICFER 指标指标速率设置速率设置1全全速率速率-54 dBm-55 dBm4.3 dB-7.0 dB-16 dB-12.0 dB-15.8 dB1.0%-54 dBm-55 dBm4.6 dB-7.0 dB-16 dB-12.0 dB-24.5 dB1.0%-54 dBm-55 dBm5.6 dB-7.0 dB-16 dB-12.0 dB-12.7 dB1.0%-54 dBm-55 dBm2.9 dB-7.0 dB-16 dB-12.0 dB-24.4 dB1.0%速率设置速率设置11/8速率速率速率设置速率设置2全全速率速率速率设置速率设置21/8速率速率选择性测试选择性测试，AWGN源设为源设为 -53dBm/1.23MHz，lor为为-54dBm/1.23MHz 业务信道功率随语音编码速率下降相应减小约业务信道功率随语音编码速率下降相应减小约3dB ，因处理增益增加了，因处理增益增加了 可以进行所有可以进行所有四种速率四种速率下完成测试（表格只给出两种设置）下完成测试（表格只给出两种设置） 测试在速率设置测试在速率设置2为为 (14.4kpdb)时需要进行重复测试时需要进行重复测试117V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 有有AWGN时的前向业务信道解调时的前向业务信道解调测试测试FER值值，并确认，并确认95%置信度置信度FER1.0%1.0%FER扇区接收总功率扇区接收总功率=-55dBm/1.23MHzAWGN总功率总功率=-54dBm/1.23MHzCDMA移动台建立服务选项移动台建立服务选项002/009呼叫（数据环回模式呼叫（数据环回模式）FER性能测试需要服务选项性能测试需要服务选项002。测试在所有可能的业务信道数据。测试在所有可能的业务信道数据速率下进行：速率下进行：9600bps, 4800bps, 2400bps, 1200bps 速率设置速率设置2 (14400，7200，3600及及1800bps)的这些测试是重复进的这些测试是重复进行的，处理增益的下降要求移动台增高业务信道的功率行的，处理增益的下降要求移动台增高业务信道的功率118V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA功能测试功能测试l功能性测试在功能性测试在IS-98-A中没有专门规定中没有专门规定l代换代换IS-98-A全部测试任务，获得类似信息又能降低成本全部测试任务，获得类似信息又能降低成本l功能性测试既可功能性测试既可快速评估性能快速评估性能，并降低测试成本和复杂度：，并降低测试成本和复杂度：制造工厂的最终检测制造工厂的最终检测营运商对移动台购货检验营运商对移动台购货检验业务维修部的校验业务维修部的校验l功能性测试实例功能性测试实例设置电话呼叫来验证整体功能设置电话呼叫来验证整体功能完成软切换和更软切换，检查完成软切换和更软切换，检查Rake接收机性能接收机性能评估语音质量评估语音质量119V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 结论结论l相对于无线系统测试，相对于无线系统测试，CDMA需要新的测试项目和测试条件需要新的测试项目和测试条件l移动台在服务选项移动台在服务选项2或服务选项或服务选项9的仿真的仿真CDMA链路，已在链路，已在IS-98-A标准中给出。关键测试包括：标准中给出。关键测试包括：lCDMA发射机关键测试发射机关键测试调制波形质量调制波形质量Rho的的测试测试开环和闭环功率控制验证开环和闭环功率控制验证lCDMA接收机关键测试接收机关键测试有加性高斯白噪声有加性高斯白噪声AWGN没有没有AWGN干扰时的误帧率测试干扰时的误帧率测试l功能性测试功能性测试，用于服务维修校验和购货验收应用，用于服务维修校验和购货验收应用lAgilent8960提供了一个强大易用的个性化平台，用于提供了一个强大易用的个性化平台，用于IS-98-A标准中给出的发射机和接收机的关键性测试标准中给出的发射机和接收机的关键性测试AMPS TestTDMA TestCDMA Test120V1.0安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材安捷伦技术认证培训专用教材 CDMA测试实验测试实验1.CDMA呼叫建立实验呼叫建立实验2.CDMA硬切换与软切换硬切换与软切换3.发射机平均功率与码域功率测试发射机平均功率与码域功率测试4.开环功率控制时间响应特性开环功率控制时间响应特性5.调制器波形质量调制器波形质量Rho测试测试6.接收机误帧率接收机误帧率FER测试及灵敏度测试测试及灵敏度测试121