1第7章 码分多址(CDMA)移动通信系统第7章 码分多址(CDMA)移动通信系统7.1 7.1 概述概述 7.2 CDMA7.2 CDMA蜂窝通信系统的通信容量蜂窝通信系统的通信容量7.3 CDMA7.3 CDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输 *7.4 CDMA*7.4 CDMA蜂窝系统的消息格式和信道结构蜂窝系统的消息格式和信道结构 7.5 CDMA7.5 CDMA蜂窝系统的控制功能蜂窝系统的控制功能 2第7章 码分多址(CDMA)移动通信系统p 码码分分多多址址(CDMA)是是以以扩扩频频技技术术为为基基础础的的。扩扩频频是是把把信信息息的的频频谱谱扩扩展展到到宽宽带带中中进进行行传传输输的的技技术术。扩扩频频技技术术用用于于通通信信系系统统具具有抗干扰、抗多径、隐蔽、保密和多址能力。有抗干扰、抗多径、隐蔽、保密和多址能力。pCDMA技技术术的的出出现现源源自自于于人人类类对对更更高高质质量量无无线线通通信信的的需需求求。第第二二次次世世界界大大战战期期间间因因战战争争的的需需要要而而研研究究开开发发出出CDMA技技术术，其其思思想想初初衷衷是是防防止止敌敌方方对对己己方方通通讯讯的的干干扰扰，在在战战争争期期间间广广泛泛应应用用于于军军事事抗抗干干扰扰通通信信，后后来来由由美美国国高高通通公公司更新成为商用蜂窝电信技术。司更新成为商用蜂窝电信技术。 p 适用于码分多址蜂窝通信系统的扩频技术是直接序列扩频适用于码分多址蜂窝通信系统的扩频技术是直接序列扩频(DS)或简称直扩。或简称直扩。p 扩扩频频信信号号的的产产生生包包括括调调制制和和扩扩频频两两个个步步骤骤。比比如如，先先用用要要传传送送的的信信息息比比特特对对载载波波进进行行调调制制，再再用用伪伪随随机机序序列列(PN序序列列)扩扩展展信信号号的的频频谱谱；也也可可以以先先用用伪伪随随机机序序列列与与信信息息比比特特相相乘乘(把把信信息息的的频频谱谱扩扩展展)，再再对对载载波波进进行行调调制制。二二者者是是等效的。等效的。 扩频的概念扩频的概念 3第7章 码分多址(CDMA)移动通信系统p 设设信信息息速速率率为为Rb (bit/s), 伪伪随随机机序序列列的的速速率率为为Rp (子子码码/秒秒)，定义扩频因子为，定义扩频因子为 通通常常L1，且且为为整整数数，它它是是信信号号频频谱谱的的扩扩展展倍倍数数，也也等等于扩频系统抑制噪声的处理增益。于扩频系统抑制噪声的处理增益。 接接收收端端要要从从收收到到的的扩扩频频信信号号中中恢恢复复出出它它携携带带的的信信息息，必必须须经经过过解解扩扩和和解解调调两两个个步步骤骤。解解扩扩是是接接收收机机以以相相同同的的伪伪随随机机序序列列与与接接收收的的扩扩频频信信号号相相乘乘，也也称称相相关关接接收收。解解扩扩后后的的信信号号再再经过常规的解调，即可恢复出其中传送的信息。经过常规的解调，即可恢复出其中传送的信息。 4第7章 码分多址(CDMA)移动通信系统码分多址的特征码分多址的特征 1. CDMA蜂窝通信系统的多址干扰蜂窝通信系统的多址干扰 蜂蜂窝窝通通信信系系统统无无论论是是采采用用何何种种多多址址方方式式都都会会存存在在各各种各样的外部干扰和系统本身产生的特定干扰。种各样的外部干扰和系统本身产生的特定干扰。 FDMA与与TDMA蜂蜂窝窝系系统统的的共共道道干干扰扰和和CDMA蜂蜂窝系统的多址干扰都是系统本身存在的内部干扰。窝系统的多址干扰都是系统本身存在的内部干扰。 对对于于各各种种干干扰扰来来说说，对对蜂蜂窝窝系系统统的的容容量量起起主主要要制制约约作用的是系统本身存在的自我干扰。作用的是系统本身存在的自我干扰。 5第7章 码分多址(CDMA)移动通信系统图 CDMA蜂窝系统的多址干扰 CDMA蜂窝通信系统的多址干扰分两种情况：蜂窝通信系统的多址干扰分两种情况：基基站站在在接接收收某某一一移移动动台台的的信信号号时时，会会受受到到本本小小区区和和临临近近小小区区其其他他MS所所发发信号的干扰，如图（信号的干扰，如图（a）所示，基站对）所示，基站对MS产生的正向多址干扰；产生的正向多址干扰；移移动动台台在在接接收收所所属属基基站站发发来来的的信信号号时时，会会受受到到所所属属基基站站和和邻邻近近基基站站向向其其他他MS所发信号的干扰，如图（所发信号的干扰，如图（b）所示，）所示，MS对基站产生的反向多址干扰。对基站产生的反向多址干扰。6第7章 码分多址(CDMA)移动通信系统1.话音激活技术；话音激活技术；2.扇区扇区3.功率控制功率控制CDMA提高容量的条件：进行功率控制。提高容量的条件：进行功率控制。减少多址干扰的主要技术：减少多址干扰的主要技术：7第7章 码分多址(CDMA)移动通信系统p远近效应：远近效应：CDMA蜂窝系统的蜂窝系统的“远近效应远近效应”很突出，主很突出，主要发生在反向传输链路上。移动台在小区内的位置是随要发生在反向传输链路上。移动台在小区内的位置是随机移动的，而且是经常变化的，同一部移动台可能有时机移动的，而且是经常变化的，同一部移动台可能有时处于小区边缘，有时靠近基站。如果移动台发射功率按处于小区边缘，有时靠近基站。如果移动台发射功率按照最大通信距离设计，则当移动台靠近基站时，必然会照最大通信距离设计，则当移动台靠近基站时，必然会有过量而又有害的功率辐射。解决方法就是根据通信距有过量而又有害的功率辐射。解决方法就是根据通信距离的不同，实时调整发射机所需的功率，即功率控制。离的不同，实时调整发射机所需的功率，即功率控制。p功率控制的原则（要求）：功率控制的原则（要求）：当信道的传播条件突然改善当信道的传播条件突然改善时，功率控制应作出快速反应；当信道传播条件突然变时，功率控制应作出快速反应；当信道传播条件突然变坏时，功率控制的速度可以相对慢一些。坏时，功率控制的速度可以相对慢一些。p功率控制分为功率控制分为反向功率控制反向功率控制正向功率控制正向功率控制CDMA蜂窝通信系统的功率控制蜂窝通信系统的功率控制8第7章 码分多址(CDMA)移动通信系统反向功率控制反向功率控制p 反反向向功功率率控控制制也也称称上上行行链链路路功功率率控控制制。 其其主主要要要要求求是是使使任任一一移移动动台台无无论论处处于于什什么么位位置置上上， 其其信信号号在在到到达达基基站站的的接接收收机机时时，都都具具有有相相同同的的电电平平，而而且且刚刚刚刚达达到到信信干干比比要要求求的门限。的门限。p 进进行行反反向向功功率率控控制制的的办办法法可可以以在在移移动动台台接接收收并并测测量量基基站站发发来来的的信信号号强强度度，并并估估计计正正向向传传输输损损耗耗，然然后后根根据据这这种种估估计计来来调调节节移移动动台台的的反反向向发发射射功功率率。如如果果接接收收信信号号增增强强， 就降低其发射功率；接收信号减弱，就增加其发射功率。就降低其发射功率；接收信号减弱，就增加其发射功率。 9第7章 码分多址(CDMA)移动通信系统反向链路功率控制影响接入和反向业务信道。反向链路功率控制影响接入和反向业务信道。反向功率控制分为开环功率控制和闭环功率控制反向功率控制分为开环功率控制和闭环功率控制(1)开环功率控制：移动台接收并测量基站发来的开环功率控制：移动台接收并测量基站发来的信号强度，并估计正向传输的损耗，然后根据信号强度，并估计正向传输的损耗，然后根据这种估计调节移动台的反向发射功率。这种估计调节移动台的反向发射功率。(2)闭环功率控制：由基站检测来自移动台的信号闭环功率控制：由基站检测来自移动台的信号强度，根据检测结果形成功率调整指令，通知强度，根据检测结果形成功率调整指令，通知移动台来调整发射功率。移动台来调整发射功率。反向功率控制反向功率控制10第7章 码分多址(CDMA)移动通信系统 1 反向链路开环功率控制p原则：距离基站越近的移动台与距离基站较远或处于衰落区的移动原则：距离基站越近的移动台与距离基站较远或处于衰落区的移动台相比发射功率要更小。台相比发射功率要更小。p移动台根据在移动台根据在1.23MHz带宽内的总的接收功率带宽内的总的接收功率(导频、寻呼、同步、导频、寻呼、同步、业务信道的功率业务信道的功率)来调整发射功率。来调整发射功率。p在开环功率控制中不包括基站在开环功率控制中不包括基站只有移动台进行开环功率控制。只有移动台进行开环功率控制。pCDMA系统的主要目的是发射刚好满足必需的性能目标的功率，因系统的主要目的是发射刚好满足必需的性能目标的功率，因此移动台试图通过发射一个极低的功率信号首先引起基站的注意。此移动台试图通过发射一个极低的功率信号首先引起基站的注意。关键的原则是移动台的发射功率与接收功率成反比。关键的原则是移动台的发射功率与接收功率成反比。p缺点：反向链路传播的统计量是根据前向链路的传播统计量进行估缺点：反向链路传播的统计量是根据前向链路的传播统计量进行估测的，但由于两个链路是不相关的，可能会出现大的差错。测的，但由于两个链路是不相关的，可能会出现大的差错。p纠正：通过移动台捕获到前向业务信道，并开始处理功率控制比特，纠正：通过移动台捕获到前向业务信道，并开始处理功率控制比特，闭环功率控制机制开始生效后，才能纠正。闭环功率控制机制开始生效后，才能纠正。反向功率控制反向功率控制11第7章 码分多址(CDMA)移动通信系统2. 反向链路闭环功率控制p两种独立的功率控制机制结合起来能在两种独立的功率控制机制结合起来能在80dB (48dB闭环闭环+32dB开环开环)的动态范围对功率进行调节。闭环功率控制对的动态范围对功率进行调节。闭环功率控制对开环功率控制提供校正。开环功率控制提供校正。p移动台根据来自基站的功率控制比特增加或降低反向业务移动台根据来自基站的功率控制比特增加或降低反向业务信道的发射功率，从而接近信道的发射功率，从而接近Eb/It额定值的目标值或控制长额定值的目标值或控制长期期FER的设定值。的设定值。p每个功率比特能够使移动台功率产生每个功率比特能够使移动台功率产生1dB的变化的变化可以使测可以使测量的量的Eb/It的值与目标值之间的差距减少的值与目标值之间的差距减少1dB。p基站在每个长度为基站在每个长度为20ms的帧内发送对的帧内发送对Eb/It的修正的修正16次。如次。如果测得的果测得的Eb/It大于当前的大于当前的Eb/It的目标值，基站通知移动台的目标值，基站通知移动台按照每次降低按照每次降低1dB的方式降低它的功率，否则，基站指令的方式降低它的功率，否则，基站指令移动台按照每次增加移动台按照每次增加1dB的方式增加功率。的方式增加功率。12第7章 码分多址(CDMA)移动通信系统 13第7章 码分多址(CDMA)移动通信系统 正向功率控制也称下行链路功率控制。正向功率控制也称下行链路功率控制。p 要要求求：调调整整基基站站向向移移动动台台发发射射的的功功率率，使使任任一一移移动动台台无无论论处处于于小小区区中中的的任任何何位位置置上上，收收到到基基站站的的信信号号电电平平都都刚刚刚刚达达到到信干比所要求的门限值。信干比所要求的门限值。p作作用用：可可以以避避免免基基站站向向距距离离近近的的移移动动台台辐辐射射过过大大的的信信号号功功率率，也也可可以以防防止止或或减减少少由由于于移移动动台台进进入入传传播播条条件件恶恶劣劣或或背背景景干扰过强的地区而发生误码率增大或通信质量下降的现象。干扰过强的地区而发生误码率增大或通信质量下降的现象。 正向功率控制正向功率控制14第7章 码分多址(CDMA)移动通信系统 根根据据理理论论分分析析，CDMA蜂蜂窝窝系系统统与与模模拟拟蜂蜂窝窝系系统统或或TDMA数字蜂窝系统相比数字蜂窝系统相比具有更大的通信容量具有更大的通信容量具有更大的通信容量具有更大的通信容量。 具具具具有有有有“ “软软软软容容容容量量量量” ”的的的的特特特特点点点点。CDMA蜂蜂窝窝系系统统的的全全部部用用户户共共享享一一个个无无线线信信道道，用用户户信信号号的的区区分分只只靠靠所所用用码码型型的的不不同同，因因此此当当蜂蜂窝窝系系统统的的负负荷荷满满载载时时，另另外外增增加加少少数数用用户户，只只会会引引起起话话音音质质量量的的轻轻微微下下降降(或或者者说说信信干干比比稍稍微微降降低低)，而而不不会会出出现现阻阻塞塞现现象象。CDMA蜂蜂窝窝系系统统的的这这种种特特征征，使使系系统统容容量量与用户数之间存在一种与用户数之间存在一种“软软”的关系。的关系。码分多址蜂窝通信系统的特点码分多址蜂窝通信系统的特点15第7章 码分多址(CDMA)移动通信系统 CDMA蜂窝系统具有蜂窝系统具有“ “软切换软切换软切换软切换” ”功能功能功能功能。即在过。即在过区切换的起始阶段，由原小区的基站与新小区的基站同区切换的起始阶段，由原小区的基站与新小区的基站同时为过区的时为过区的MS服务，直到该服务，直到该MS与新基站建立起可靠的与新基站建立起可靠的通信链路后，原基站才中断它和该通信链路后，原基站才中断它和该MS的联系。的联系。 CDMA蜂蜂窝窝系系统统可可以以充充分分利利用用人人类类对对话话的的不不连连续特性来续特性来实现话音激活技术实现话音激活技术实现话音激活技术实现话音激活技术，以提高系统的通信容量。，以提高系统的通信容量。 CDMA蜂蜂窝窝系系统统以以扩扩频频技技术术为为基基站站，因因而而它它具具具具有有有有扩扩扩扩频频频频通通通通信信信信系系系系统统统统所所所所固固固固有有有有的的的的优优优优点点点点，如如抗抗干干扰扰、抗抗多多径径衰衰落落和具有保密性等。和具有保密性等。 码分多址蜂窝通信系统的特点码分多址蜂窝通信系统的特点16第7章 码分多址(CDMA)移动通信系统双模式移动台的概念双模式移动台的概念 p 双双模模式式移移动动台台既既能能以以模模拟拟调调频频方方式式工工作作， 又又能能以以扩扩频频码分方式工作。码分方式工作。p 这这种种移移动动台台在在模模拟拟调调频频和和码码分分多多址址两两种种制制式式不不同同的的蜂蜂窝窝系系统统中中，均均能能向向网网中中其其他他用用户户发发起起呼呼叫叫和和接接受受其其呼呼叫叫，而而两两种种制制式式不不同同的的蜂蜂窝窝系系统统也也均均能能向向网网中中这这种种双双模模式式移移动动台台发发起起呼呼叫叫和和接接受受其其呼呼叫叫，而而且且这这种种呼呼叫叫无无论论在在定定点点上上或或在移动漫游过程中都是自动完成的。在移动漫游过程中都是自动完成的。 17第7章 码分多址(CDMA)移动通信系统Qualcomm CDMA蜂窝系统的工作频率蜂窝系统的工作频率 pQualcomm CDMA蜂蜂窝窝系系统统：美国Qualcomm （高通）公司开发的CDMA蜂窝体制，被采纳为北美蜂窝数字标准，定名为IS-95。p双双模模CDMA蜂蜂窝窝系系统统使使用用美美国国联联邦邦通通信信委委员员会会(FCC)分配给蜂窝通信系统使用的频段。分配给蜂窝通信系统使用的频段。 移动台向基站的传输频段是移动台向基站的传输频段是 824849 MHz 基站向移动台的传输频段是基站向移动台的传输频段是869894 MHz18第7章 码分多址(CDMA)移动通信系统表 CDMA频道编号及相应的频率 p允允许许CDMA蜂蜂窝窝系系统统占占用用的的频频段段如如表表 所所示示。对对一一个个指指定定的的系系统统可可以以分分配配多多个个CDMA频频道道，同同一一个个系系统统中中的的小小区区和和扇扇区区要要使使用用其其中中的的任任一一个个CDMA频频道。道。 19第7章 码分多址(CDMA)移动通信系统 Qualcomm CDMA蜂窝通信系统的时间基准蜂窝通信系统的时间基准 p CDMA蜂蜂窝窝系系统统利利用用“全全球球定定位位系系统统”(GPS)的的时时标标，GPS的的时时间间和和“世世界界协协调调时时间间”(UTC)是是同同步步的的，二二者者之之差是秒的整倍数。差是秒的整倍数。p 各各基基站站都都配配有有GPS接接收收机机，保保持持系系统统中中各各基基站站有有统统一一的的时时间间基基准准，称称为为CDMA系系统统的的公公共共时时间间基基准准。移移动动台台通通常常利利用用最最先先到到达达并并用用于于解解调调的的多多径径信信号号分分量量建建立立基基准准。如如果果另另一一条条多多径径分分量量变变成成了了最最先先到到达达并并用用于于解解调调的的多多径径分分量量，则则移移动动台台的的时时间间基基准准要要跟跟踪踪到到这这个个新新的的多多径径分分。 20第7章 码分多址(CDMA)移动通信系统Qualcomm CDMA蜂窝系统的话音编码蜂窝系统的话音编码 p Qualcomm CDMA蜂蜂窝窝系系统统开开发发的的声声码码器器采采用用码码激激励线性预测励线性预测(CELP)编码算法，也称为编码算法，也称为QCELP算法。算法。 其其基基本本速速率率是是 8 kb/s，但但是是可可随随输输入入话话音音消消息息的的特特征征而而动动态态地地分分为为四四种种，即即 8、 4、 2、 1 kb/s， 可可以以 9.6#, 4.8#, 2.4#, 1.2 kb/s的信道速率分别传输。的信道速率分别传输。 发发送送端端的的编编码码器器对对输输入入的的话话音音取取样样，产产生生编编码码的的话话音音分分组组(packet)传传输输到到接接收收端端，接接收收端端的的解解码码器器把把收收到到的的话音分组解码，再恢复成话音样点。话音分组解码，再恢复成话音样点。 码分多址码分多址(CDMA)(CDMA)概述概述 pp 从原理上讲，无论从原理上讲，无论从原理上讲，无论从原理上讲，无论FDMAFDMA，TDMATDMA，CDMACDMA所能所能所能所能提供的系统容量都是一定的（香农公式）提供的系统容量都是一定的（香农公式）提供的系统容量都是一定的（香农公式）提供的系统容量都是一定的（香农公式） 结合具体的应用条件和工作环境，能得到的通信结合具体的应用条件和工作环境，能得到的通信结合具体的应用条件和工作环境，能得到的通信结合具体的应用条件和工作环境，能得到的通信容量可以是不同的，甚至有较大的差异。容量可以是不同的，甚至有较大的差异。容量可以是不同的，甚至有较大的差异。容量可以是不同的，甚至有较大的差异。CDMA系统理论容量系统理论容量码分多址码分多址(CDMA)(CDMA)概述概述 l lFDMA FDMA 和和和和TDMATDMA系统提高容量的根本原因系统提高容量的根本原因系统提高容量的根本原因系统提高容量的根本原因: :减减减减小频率再用的距离。小频率再用的距离。小频率再用的距离。小频率再用的距离。l l影响频率再用距离的原因：受载干比的限制。影响频率再用距离的原因：受载干比的限制。影响频率再用距离的原因：受载干比的限制。影响频率再用距离的原因：受载干比的限制。l l模拟蜂窝系统：模拟蜂窝系统：模拟蜂窝系统：模拟蜂窝系统：1/71/7小区共用；小区共用；小区共用；小区共用；l l数字蜂窝系统（数字蜂窝系统（数字蜂窝系统（数字蜂窝系统（GSMGSM）：）：）：）：1/41/4小区共用；小区共用；小区共用；小区共用；l lCDMACDMA系统：每小区可以使用相同的频率，但系统：每小区可以使用相同的频率，但系统：每小区可以使用相同的频率，但系统：每小区可以使用相同的频率，但存在多址干扰，容量受到限制。存在多址干扰，容量受到限制。存在多址干扰，容量受到限制。存在多址干扰，容量受到限制。l lCDMACDMA提高容量的根本方法：减少多址干扰。提高容量的根本方法：减少多址干扰。提高容量的根本方法：减少多址干扰。提高容量的根本方法：减少多址干扰。容量受限容量受限CDMACDMA蜂窝通信系统的通信容量蜂窝通信系统的通信容量几种蜂窝通信系统的通信容量的比较：几种蜂窝通信系统的通信容量的比较： 模拟模拟FDMA系统系统 总频段宽度总频段宽度 1.25 MHz (AMPS) 频道间隔频道间隔 30 kHz 信道数目信道数目 1.2510 6/(30103)=41.7 每区群小区数每区群小区数 7 通信容量通信容量 41.7/7=6 CDMACDMA蜂窝通信系统的通信容量蜂窝通信系统的通信容量 TDMA系统系统 总频段宽度总频段宽度1.25 MHz频道间隔频道间隔30 kHz每载频时隙数每载频时隙数 3信道数目信道数目31.25106/(30103)=125每区群小区数每区群小区数 4通信容量通信容量 125/4=31.25 CDMACDMA蜂窝通信系统的通信容量蜂窝通信系统的通信容量CDMA系统系统 总频段宽度总频段宽度 1.25 MHz扇形分区数扇形分区数 3通信容量通信容量 120p以以n表表示示通通信信容容量量，三三种种系系统统的的比比较较结结果果可可以以写写成成n(CDMA)=20n(FDMA)=4n(TDMA) CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输信道组成信道组成 图图 CDMA蜂窝系统的信道示意图蜂窝系统的信道示意图 p在在CDMA蜂窝系统中，除了要传输业务信息外，还必须传输蜂窝系统中，除了要传输业务信息外，还必须传输各种必需的控制信息。为此，在基站到移动台的方向设置了导各种必需的控制信息。为此，在基站到移动台的方向设置了导频信道、同步信道、寻呼信道、正向业务信道，在移动台到基频信道、同步信道、寻呼信道、正向业务信道，在移动台到基站的方向上设置了接入信道和反向业务信道。站的方向上设置了接入信道和反向业务信道。CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输图 CDMA蜂窝系统的逻辑信道示意图 CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输1. 1.导频信道导频信道导频信道导频信道p传输由基站连续发送的导频信号。传输由基站连续发送的导频信号。p导导频频信信道道是是由由Walsh函函数数W0进进行行扩扩频频调调制制的的，用用来来传传送送未未调制的扩频信号。调制的扩频信号。 p导导频频信信号号是是一一种种无无调调制制的的直直接接序序列列扩扩频频信信号号，令令移移动动台台可可迅迅速速而而精精确确地地捕捕获获信信道道的的定定时时信信息息，并并提提取取相相干干载载波波进进行行信号的解调。信号的解调。p移移动动台台通通过过对对周周围围不不同同基基站站的的导导频频信信号号进进行行检检测测和和比比较较，可以决定什么时候需要进行过区切换。可以决定什么时候需要进行过区切换。 CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输Walsh函数函数CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输2. 2. 同步信道同步信道同步信道同步信道p主要传输同步信息主要传输同步信息(还包括提供移动台选用的寻呼信道数据率还包括提供移动台选用的寻呼信道数据率)。p同步信道是由同步信道是由Walsh函数函数W32进行扩频调制的用来传送一个经进行扩频调制的用来传送一个经过编码、重复、交织扩频和调制的同步信号。在获得相位和编过编码、重复、交织扩频和调制的同步信号。在获得相位和编码同步后，移动台从同步信道上获得同步信息。码同步后，移动台从同步信道上获得同步信息。 p 在同步期间，移动台利用此同步信息进行同步调整在同步期间，移动台利用此同步信息进行同步调整。一旦同。一旦同步完成，它通常不再使用同步信道，步完成，它通常不再使用同步信道， 但当设备关机后重新开机但当设备关机后重新开机时，还需要重新进行同步。时，还需要重新进行同步。p当通信业务量很多当通信业务量很多, 所有业务信道均被占用而不敷应用时，此所有业务信道均被占用而不敷应用时，此同步信道也可临时改作业务信道使用。同步信道也可临时改作业务信道使用。 CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输3. 3. 寻呼信道寻呼信道寻呼信道寻呼信道p在呼叫接续阶段传输寻呼移动台的信息在呼叫接续阶段传输寻呼移动台的信息。p移移动动台台通通常常在在建建立立同同步步后后，接接着着就就选选择择一一个个寻寻呼呼信信道道(也也可可以以由由基基站指定站指定)来监听系统发出的寻呼信息和其它指令。来监听系统发出的寻呼信息和其它指令。p在需要时，寻呼信道可以改作业务信道使用，直至全部用完。在需要时，寻呼信道可以改作业务信道使用，直至全部用完。p寻寻呼呼信信道道是是由由Walsh函函数数W1W7进进行行扩扩频频调调制制的的，寻寻呼呼信信道道的的工工作作速速率率固固定定在在9.6kbit/s或或4.8kbit/s。经经卷卷积积编编码码、重重复复和和块块交交织织后后，用用周周期期为为2421、速速率率为为1.2288Mchip/s的的长长码码，每每隔隔64个个码码片片用用一一个码片对寻呼信道的信息进行扰码。个码片对寻呼信道的信息进行扰码。 CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输4. 4. 接入信道接入信道接入信道接入信道p 当移动台没有使用业务信道时，提供移动台到基站的传输通当移动台没有使用业务信道时，提供移动台到基站的传输通路，在其中发起呼叫、对寻呼进行响应以及传送登记注册等短路，在其中发起呼叫、对寻呼进行响应以及传送登记注册等短信息。信息。p接入信道和正向传输中的寻呼信道相对应接入信道和正向传输中的寻呼信道相对应，以相应传送指令、，以相应传送指令、应答和其它有关的信息。应答和其它有关的信息。p不过，不过， 接入信道是一种分时隙的随机接入信道，允许多个用接入信道是一种分时隙的随机接入信道，允许多个用户同时抢占同一接入信道。每个寻呼信道所支撑的接入信道数户同时抢占同一接入信道。每个寻呼信道所支撑的接入信道数最多可达最多可达 32 个。个。CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输5. 5. 正向业务信道正向业务信道正向业务信道正向业务信道p共共有有四四种种传传输输速速率率(9600、4800、2400、1200 b/s)。业业务务速速率率可可以以逐逐帧帧(20 ms)改改变变，以以动动态态地地适适应应通通信信者者的的话话音音特特征征。比如，发音时传输速率提高，停顿时传输速率降低。比如，发音时传输速率提高，停顿时传输速率降低。p这这样样做做，有有利利于于减减少少CDMA系系统统的的多多址址干干扰扰，以以提提高高系系统统容量。容量。p在在业业务务信信道道中中，还还要要插插入入其其它它的的控控制制信信息息，如如链链路路功功率率控控制和过区切换指令等。制和过区切换指令等。反反向向传传输输逻逻辑辑信信道道如如图图 7-7(b)所所示示。图图中中，含含 55 个个业业务务信信道道和和n个接入信道。个接入信道。 6. 6. 反向业务信道反向业务信道反向业务信道反向业务信道p 与正向业务信道相对应。与正向业务信道相对应。 CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输正向传输正向传输正向传输正向传输 pCDMA信道综合使用频分和码分多址技术。信道综合使用频分和码分多址技术。频分，是指把可供使用的频段分成若干个宽为1.25MHz的频道，它是传输扩频调制信号所需的最小带宽。在建网初始阶段，一个CDMA蜂窝服务区只可以占用一个这样的频道，随着业务量的增多，一个CDMA蜂窝服务区可以占用多个这样的频道，使各个基站以频分方式使用这些频道。码分，是指用正交沃尔什函数来区分不同用途的信道，并用一对伪码的不同偏置进行四相调制来区分不同基站发出的信号。CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输正向传输正向传输正向传输正向传输 图 正向CDMA信道的功能框图 p正向正向CDMA信道包含信道包含1个导频信道，个导频信道，1个同步信道（必要时可以改作个同步信道（必要时可以改作业务信道），业务信道），7个寻呼信道（必要时可以改作业务信道），个寻呼信道（必要时可以改作业务信道），55个（最个（最多多63个）正向业务信道。个）正向业务信道。CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输 1. 1. 数据速率数据速率数据速率数据速率p同步信道的数据速率为 1200 b/s，寻呼信道为 9600 或 4800 b/s，正向业务信道为9600、4800、2400、1200 b/s。p正向业务信道的数据在每帧(20 ms)末尾含有 8 bit, 称为编码器尾比特，它的作用是把卷积码编码器置于规定的状态。p此外，在9600 和4800b/s的数据中都含有帧质量指示比特(即CRC检验比特)，前者为12 bit， 后者为 8 bit。因而，正向业务信道的信息速率分别是 8.6、 4.0、 2.0、 0.8 kb/s。 2. 2. 卷积编码卷积编码卷积编码卷积编码p数据在传输之前都要进行卷积编码，卷积码的码率为 1/2， 约束长度为 9。正向传输正向传输正向传输正向传输 CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输 3. 3. 码元重复码元重复码元重复码元重复p对于同步信道，经过卷积编码后的各个码元，在分组交织之前，都要重复一次(每码元连续出现 2 次)。p对于寻呼信道和正向业务信道，只要数据率低于 9 600 b/s, 在分组交织之前都要重复。速率为 4 800 b/s时，各码元要重复一次(每码元连续出现 2 次)，速率为2 400 b/s时，各码元要重复 3 次(每码元连续出现 4 次)，速率为 1 200 b/s时，各码元要重复 7 次(每码元连续出现 8 次)。p这样做，使各种信息速率均变换为相同的调制码元速率，即每秒 19 200 个调制码元。 正向传输正向传输正向传输正向传输 CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输 4. 4. 分组交织分组交织分组交织分组交织p 所有码元在重复之后都要进行分组交织。p同步信道所用的交织跨度等于 26.666 ms，相当于码元速率为 4800 b/s时的 128 个调制码元宽度。交织器组成的阵列是 8 行16 列(即 128 个单元)。p寻呼信道和正向业务信道所用的交织跨度等于20 ms，这相当于码元速率为 19200 b/s时的 384 个调制码元宽度。 交织器组成的阵列是 24 行16 列(即 384 个单元)。 正向传输正向传输正向传输正向传输 CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输 5. 5. 数据掩蔽数据掩蔽数据掩蔽数据掩蔽p数据掩蔽用于寻呼信道和正向业务信道，其作用是为通信提供保密。p掩蔽器把交织器输出的码元流和按用户编址的PN序列进行模 2 相加。这种PN序列是工作在时钟为1.228 8 MHz的长码，每一调制码长度等于 1.228 8106/19 200=64 个PN子码宽度。长码经分频后，其速率变为 19 200 b/s，因而送入模 2 相加器进行数据掩蔽的是每 64 个子码中的第一个子码在起作用。 正向传输正向传输正向传输正向传输 CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输 6. 6. 正交扩展正交扩展正交扩展正交扩展p为了使正向传输的各个信道之间具有正交性，在正向CDMA信道中传输的所有信号都要用六十四进制的沃尔什函数进行扩展。p这种沃尔什函数 6464 矩阵可用以下的循环步骤产生：号码为 0 的沃尔什函数W0分配给导频信道，号码为32 的沃尔什函数W32分配给同步信道，号码为 17 的沃尔什函数W1W7分配给寻呼信道，其余沃尔什函数分配给正向业务信道。沃尔什函数的子码速率为1.228 8 MC/s，并以 52.083s(64/1.228 8106)为周期重复，此周期就是正向业务信道调制码元的宽度。 正向传输正向传输正向传输正向传输 CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输 7. 7. 四相扩展四相扩展四相扩展四相扩展p在正交扩展之后，各种信号都要进行四相扩展。p四相扩展所用的序列称为引导PN序列。p引导PN序列的作用是给不同基站发出的信号赋以不同的特征，便于移动台识别所需的基站。p不同的基站使用相同的PN序列， 但各自采用不同的时间偏置。由于PN序列的相关特性在时间偏移大于一个子码宽度时，其相关值就等于 0 或接近于 0，因而移动台用相关检测法很容易把不同基站的信号区分开来。p通常，一个基站的PN序列在其所有配置的频率上，都采用相同的时间偏置，而在一个CDMA蜂窝系统中，时间偏置可以再用。 正向传输正向传输正向传输正向传输 CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输 7. 7. 四相扩展四相扩展四相扩展四相扩展p引导PN序列的有两个：I支路PN序列和Q支路PN序列，它们的长度均为 215(32768)个子码。p其构成是以下面的生成多项式为基础的： 按此生成多项式产生的是长为215-1的m序列。为了得到周期为 215的I序列和Q序列，当生成的m序列中出现 14 个“0”时，从中再插入一个“0”，使序列 14 个“0”的游程变成 15 个“0”的游程。引导PN序列周期长度是 32 768/1 228 800=26.66 ms, 即每 2 秒有 75 个PN序列周期。正向传输正向传输正向传输正向传输 CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输图 正向CDMA信道的信号相位点及其转换关系 7. 7. 四相扩展四相扩展四相扩展四相扩展两支路的合成信号具有如图所示的相位点和转换关系，显然，它和典型的四相相移键控（QPSK）具有相同的信号相量图。这里的四相调制是由两个不同的PN序列直接对输入码元进行扩展得到的。正向传输正向传输正向传输正向传输 CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输8. 8. 信道参数信道参数信道参数信道参数 表表 同步信道参数同步信道参数 参参 数数 数据率数据率1 200 b/s1 200 b/s PNPN子码速率子码速率/(Mc/s) /(Mc/s) 1.228 8 1.228 8 卷积编码码率卷积编码码率 1/2 1/2 码元重复后出现次码元重复后出现次数数 2 2 调制码元速率调制码元速率/(s/s) /(s/s) 4 800 4 800 每调制码元的子码每调制码元的子码数数 256 256 每比特的子码数每比特的子码数 1 024 1 024 正向传输正向传输正向传输正向传输 参参参参 数数数数 数据率数据率/(b/s) /(b/s) 9 6009 6004 8004 800PNPN子码速率子码速率子码速率子码速率/(Mc/s) /(Mc/s) 1.228 8 1.228 8 1.228 81.228 8卷积编码码率卷积编码码率卷积编码码率卷积编码码率 码元重复后出现次数码元重复后出现次数码元重复后出现次数码元重复后出现次数 1 1 2 2调制码元速率调制码元速率调制码元速率调制码元速率/(s/s) /(s/s) 19 200 19 200 19 20019 200每调制码元的子码数每调制码元的子码数每调制码元的子码数每调制码元的子码数 64 64 6464每比特的子码数每比特的子码数每比特的子码数每比特的子码数 128 128 256256表表 寻呼信道参数寻呼信道参数 CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输 反向传输反向传输 图 反向 CDMA 信道的电路框图-接入信道p反向反向CDMA信道由接入信道和反向业务信道组成。每个接入信道用信道由接入信道和反向业务信道组成。每个接入信道用不同码序列来区分，每个反向业务信道也用不同码序列来区分。不同码序列来区分，每个反向业务信道也用不同码序列来区分。CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输 反向传输反向传输 图 反向 CDMA 信道的电路框图-反向业务信道CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输 1. 1. 数据速率数据速率数据速率数据速率p接入信道用4800 b/s的固定速率。p反向业务信道用 9600, 4800, 2400和 1200 b/s的可变速率。p两种信道的数据中均要加入编码器尾比特，用于把卷积编码器复位到规定的状态。p此外，在反向业务信道上传送9600 和4800 b/s数据时，也要加质量指示比特(CRC校验比特)。 2. 2. 卷积编码卷积编码卷积编码卷积编码p接入信道和反向业务信道所传输的数据都要进行卷积编码，卷积码的码率为 1/3，约束长度为 9。 反向传输反向传输 CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输 3. 3. 码元重复码元重复码元重复码元重复p反向业务信道的码元重复办法和正向业务信道一样。p数据速率为9600b/s时，码元不重复；数据速率为 4800, 2400 和 1200 b/s时，码元分别重复 1 次、3 次和 7 次(每一码元连续出现 2 次、4 次和 8 次)。这样就使得各种速率的数据都变换成每秒28800 码元。p这里不同的地方是重复的码元不是重复发送多次，相反，除去发送其中的一个码元外，其余的重复码元全部被删除。p在接入信道上，因为数据速率固定为 4 800 b/s，因而每一码元只重复 1 次， 而且两个重复码元都要发送。 反向传输反向传输 CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输 4. 4. 分组交织分组交织分组交织分组交织p所有码元在重复之后都要进行分组交织。p分组交织的跨度为 20 ms。交织器组成的阵列是 32 行18 列(即 576 个单元)。 5. 5. 可变数据率传输可变数据率传输可变数据率传输可变数据率传输p为了减少移动台的功耗和减小它对CDMA信道产生的干扰，对交织器输出的码元，用一时间滤波器进行选通，只允许所需码元输出，而删除其它重复的码元。 反向传输反向传输 CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输 6. 6. 正交多进制调制正交多进制调制正交多进制调制正交多进制调制p在反向CDMA信道中，把交织器输出的码元每6个作为一组，用26=64进制的沃尔什函数之一(称调制码元)进行传输。p调制码元的传输速率为28800/6=4800 b/s。p调制码元的时间宽度为 1/4 800=208.333 s。p每一调制码元含 64 个子码，因此沃尔什函数的子码速率为 644 800=307.2 kb/s，相应的子码宽度为 3.255 s。 反向传输反向传输 CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输7. 7. 直接序列扩展直接序列扩展直接序列扩展直接序列扩展 p 在反向业务信道和接入信道传输的信号都要用长码进行扩展。在反向业务信道和接入信道传输的信号都要用长码进行扩展。p长码的周期是长码的周期是 242-1 个子码并满足以下特征多项多的线性递个子码并满足以下特征多项多的线性递归关系：归关系： p长长码码的的各各个个PN子子码码是是用用一一 42 位位的的掩掩码码和和序序列列产产生生器器的的 42 位状态矢量进行模位状态矢量进行模 2 内乘而产生的，见图内乘而产生的，见图 7-13。 反向传输反向传输 CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输图 7-13 长码产生器 反向传输反向传输 CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输 8. 四相扩展四相扩展p反反向向CDMA信信道道四四相相扩扩展展所所用用的的序序列列就就是是前前面面正正向向CDMA信道所用的信道所用的I与与Q引导引导PN序列。序列。p经经过过PN序序列列扩扩展展之之后后，Q支支路路的的信信号号要要经经过过一一个个延延迟迟电电路路，把把时时间间延延迟迟 1/2 个个子子支支宽宽度度(409.901 ns)， 再再送送入入基基带滤波器。带滤波器。p信信号号经经过过基基带带滤滤波波器器之之后后，按按照照一一定定的的相相位位关关系系进进行行四四相调制。合成信号的相位点及其转换关系如图所示相调制。合成信号的相位点及其转换关系如图所示。 反向传输反向传输 图 反向CDMS信道的信号相位点及其转换关系 CDMACDMA蜂窝系统的无线传输蜂窝系统的无线传输9. 信道参数信道参数 表 反向业务信道的参数 反向传输反向传输 表 接入信道参数 CDMACDMA蜂窝系统的控制功能蜂窝系统的控制功能登记注册登记注册 p登登记记注注册册是是移移动动台台向向基基站站报报告告其其位位置置状状态态、身身份份标标志志和和其其他他特特征征的的过过程程。通通过过注注册册，基基站站可可以以知知道道移移动动台台的的位位置置、等等级级和和通通信信能能力力，确确定定移移动动台台在在寻寻呼呼信信道道的的哪哪个个时时隙隙中中监监听听，并并能有效地向移动台发起呼叫等。能有效地向移动台发起呼叫等。pCDMA系统支持以下几种类型的注册：系统支持以下几种类型的注册：(1)开电源注册开电源注册：MS打开电源时要注册，打开电源时要注册，MS从其他服务系统（如模拟系统）从其他服务系统（如模拟系统）切换过来时也要注册。切换过来时也要注册。(2) 断电源注册断电源注册： MS断开电源时要注册，但只有它在当前服务的系统中已经断开电源时要注册，但只有它在当前服务的系统中已经注册过后才能进行断电源注册。注册过后才能进行断电源注册。(3) 周期性注册周期性注册：为了使：为了使MS按一定的时间间隔进行周期性注册，按一定的时间间隔进行周期性注册，MS要设置一要设置一种计数器，计数器的最大值受种计数器，计数器的最大值受BS控制，当计数值达到最大时，控制，当计数值达到最大时，MS即进行即进行一次注册。能保证系统及时掌握一次注册。能保证系统及时掌握MS的状态。的状态。(4) 根据距离注册根据距离注册：如果当前的：如果当前的BS和上次注册的和上次注册的BS之间的距离超过了门限值，之间的距离超过了门限值，则则MS要进行注册。要进行注册。(5) 根据区域注册根据区域注册。CDMACDMA蜂窝系统的控制功能蜂窝系统的控制功能登记注册登记注册 pCDMA系统支持以下几种类型的注册：系统支持以下几种类型的注册：(6)参数改变注册参数改变注册：当：当MS修改其存储的某些参数时，要进行注册。修改其存储的某些参数时，要进行注册。(7) 受命注册受命注册：BS发送请求指令，指挥发送请求指令，指挥MS进行注册。进行注册。(8) 默认注册默认注册：当：当MS成功地发送出一启动信息或寻呼应答信息时，成功地发送出一启动信息或寻呼应答信息时，BS能借此能借此判断出判断出MS的位置，不涉及二者之间的任何注册信息的交换，称为默认注的位置，不涉及二者之间的任何注册信息的交换，称为默认注册。册。(9) 业务信道注册业务信道注册:一旦一旦BS得到得到MS已被分配到一业务信道的注册信息时，则已被分配到一业务信道的注册信息时，则BS通知通知MS它已被注册。它已被注册。其中前五种形式的注册作为一组，称为自主注册，与其中前五种形式的注册作为一组，称为自主注册，与MS的漫游状态有关。的漫游状态有关。CDMACDMA蜂窝系统的控制功能蜂窝系统的控制功能 “系统系统”、“网络网络”和和“区域区域”。“网络网络”是是“系统系统”的子集，的子集， “区域区域”是是“系统系统”和和“网络网络”的组成部分的组成部分(由一组基站组成由一组基站组成)。系统用系统用“系统标志系统标志”(SID)区分，网区分，网络用络用“网络标志网络标志”(NID)区分，区域用区分，区域用“区域号区域号”区分。区分。属于一个系统的网络，由属于一个系统的网络，由“系统系统/网络网络”标志标志(SID, NID)来区分，属于一个来区分，属于一个系统中某个网络的区域，用系统中某个网络的区域，用“区域号区域号”加上加上“系统系统/网络网络”标志标志(SID， NID)来区分。来区分。根据区域注册根据区域注册图 系统与网络的示意图 pp为了便于对通信进行控制和管理，把为了便于对通信进行控制和管理，把为了便于对通信进行控制和管理，把为了便于对通信进行控制和管理，把CDMACDMA蜂窝系统划分为三个蜂窝系统划分为三个蜂窝系统划分为三个蜂窝系统划分为三个层次：层次：层次：层次：CDMACDMA蜂窝系统的控制功能蜂窝系统的控制功能p 基站和移动台都保存一张供移动台注册用的基站和移动台都保存一张供移动台注册用的“区域表格区域表格”。p 当当移移动动台台进进入入一一个个新新区区，区区域域表表格格中中没没有有它它的的登登记记注注册册，则则移移动动台台要要进进行行以以区区域域为为基基础础的的注注册册。注注册册的的内内容容包包括括区区域域号号与与系系统统/网网络络标标志志(SID, NID)。p 为为了了实实现现在在系系统统之之间间以以及及网网络络之之间间漫漫游游，移移动动台台要要专专门门建建立立一一种种“系系统统/网网络络表表格格”。移移动动台台可可在在这这种种表表格格中中存存储储4次次注注册册。每每次次注注册册都包括系统都包括系统/网络标志网络标志(SID, NID)。p这种注册有两种类型：一是原籍注册；二是访问注册。这种注册有两种类型：一是原籍注册；二是访问注册。根据区域注册根据区域注册CDMACDMA蜂窝系统的控制功能蜂窝系统的控制功能p 移移动动台台的的原原籍籍注注册册可可以以不不限限于于一一个个网网络络或或系系统统。比比如如移移动动台台的的原原籍籍标标志志(SID, NID)是是(2,3), (2,0), (3,1)，若若它它进进入入一一个个新新的的基基站站覆覆盖盖区区，基基站站的的标标志志(SID, NID)是是(2,3), 由由于于(2,3)在在移移动动台台的的原籍表格中，所以，可判断移动台不是漫游者。原籍表格中，所以，可判断移动台不是漫游者。p 在在蜂蜂窝窝通通信信系系统统中中，移移动动台台在在快快速速运运动动中中通通信信，也也可可能能经经常常在在某某处处停停留留，或或只只在在很很小小的的范范围围内内移移动动。在在后后两两种种的的情情况况下下通通信信，一一般般不不需需要要经经常常进进行行以以区区域域为为基基础础的的注注册册。这这和和周周期期性性的的注册方式相比，在单位时间内的平均注册次数较低。注册方式相比，在单位时间内的平均注册次数较低。 根据区域注册根据区域注册CDMACDMA蜂窝系统的控制功能蜂窝系统的控制功能p基站和移动台支持三种切换方式：基站和移动台支持三种切换方式：(1)软切换：软切换：MS开始于新的开始于新的BS通信但不中断它和原来的通信但不中断它和原来的BS通信的通信的一种切换方式。软切换只能在同一频率的一种切换方式。软切换只能在同一频率的CDMA信道中进行。信道中进行。(2) CDMA到到CDMA的硬切换：的硬切换：当各当各BS使用不同频率或帧偏置时，使用不同频率或帧偏置时，BS引导引导MS进行的一种切换方式。进行的一种切换方式。 (3) CDMA到模拟系统的切换：到模拟系统的切换：BS引导引导MS由正向业务信道向模拟由正向业务信道向模拟话音信道的切换。话音信道的切换。 切换切换CDMACDMA蜂窝系统的控制功能蜂窝系统的控制功能切换切换p切切换换的的前前提提是是及及时时了了解解各各BS发发射射的的信信号号到到达达MS接接收收地地点点的的强强度度，因因此此，MS必必须须对对BS发发出出的的导导频频信信号号不不断断进进行行测测量量，并并把把测测量量结结果果发发给给BS。pBS发发出出的的导导频频信信号号在在使使用用相相同同频频率率时时，只只由由引引导导PN序序列列的的不不同同偏偏置置来来区区分分，每每一一可可用用导导频频要要与与它它同同一一CDMA信信道道中中的的正正向向业业务务信信道道配配合合才才有有效效。当当MS检检测测到到一一个个足足够够强强的的导导频频而而它它未未与与任任何何一一个个正正向向业业务务信信道道相相配配合合时时，就就向向BS发发送送一一导导频频测测量量报报告告，于于是是BS就就给给MS指指定定一一正正向业务信道和该导频相对应，这样的导频称为激活导频或有效导频。向业务信道和该导频相对应，这样的导频称为激活导频或有效导频。p把同一把同一CDMA信道的导频分类四类：信道的导频分类四类：(1)激活组：和分配给激活组：和分配给MS的正向业务信道结合的导频。的正向业务信道结合的导频。 (2) 候补组：未列入激活组，但具有足够的强度表明它与正向业务信道结候补组：未列入激活组，但具有足够的强度表明它与正向业务信道结合并能成功地被解调。合并能成功地被解调。 (3) 邻近组：未列入激活组和候补组，但可作为切换的备用导频。邻近组：未列入激活组和候补组，但可作为切换的备用导频。 (4) 剩余组：未列入上述（剩余组：未列入上述（1）（）（2）（）（3）组的导频。）组的导频。 CDMACDMA蜂窝系统的控制功能蜂窝系统的控制功能p当当移移动动台台驶驶向向一一基基站站， 然然后后又又离离开开该该基基站站时时，移移动动台台收收到到该该基基站站的的导导频频强强度度先先由由弱弱变变强强，接接着着又又由由强强变变弱弱，因因此此该该导导频频信信号号可可能能由由邻邻近近组和候补组进入激活组，然后又返回邻近组。组和候补组进入激活组，然后又返回邻近组。切换切换CDMACDMA蜂窝系统的控制功能蜂窝系统的控制功能p在此期间，移动台和基站之间的信息交换如下：在此期间，移动台和基站之间的信息交换如下：切换切换(1)导频强度超过门限(上)，移动台向基站发送一导频强度测量消息，并把导频转换到候补组。(2)基站向移动台发送一切换引导消息；(3)移动台把导频转换到激活组，并向基站发送一切换完成消息；(4)导频强度降低到门限(下)之下，移动台起动“切换下降计时器”；(5)切换下降计时器终止，移动台向基站发送一导频测量消息；(6)基站向移动台发送一切换消息；(7)移动台把导频从激活组转移到邻近组，并向基站发送一切换完成消息。 图 切换门限举例 CDMACDMA蜂窝系统的控制功能蜂窝系统的控制功能软切换优点软切换优点 (1) CDMA通信系统的软切通信系统的软切换不改变频率，可减小通信换不改变频率，可减小通信中断的概率，更重要的是在中断的概率，更重要的是在切换的过程中移动台开始和切换的过程中移动台开始和一个新基站通信时，并不中一个新基站通信时，并不中断和原来基站的通信，可以断和原来基站的通信，可以说，说，CDMA系统的软切换是系统的软切换是“先切换后中断先切换后中断”，而其它，而其它系统系统(模拟模拟FDMA系统和数字系统和数字TDMA系统系统)的切换是的切换是“先中先中断后切换断后切换”。 (2) 软软切切换换为为在在CDMA通通信信系系统统中中实实现现分分集集接接收收提提供供了了条条件件。这这样样做做，可可以以明明显显地地提提高高正正向向业业务务信信道道的的抗抗衰衰落落能能力力。此此外外，在在软软切切换换的的过过程程中中，可可能能有有两两个个(或或三三个个)基基站站同同时时收收到到一一个个移移动动台台发发出出的的信信号号，这这些些来来自自不不同同基基站站而而内内容容相相同同的的信信息息由由MSC用用一一选选择择分分集集合合并并器器，逐逐帧帧挑挑选选质质量量最最高高的的比比特特，作作为为输输出出信信息息，从从而而实实现现了了反反向向业业务务信信道道的的分分集接收。集接收。 CDMACDMA蜂窝系统的控制功能蜂窝系统的控制功能图 移动台呼叫处理状态 呼叫处理呼叫处理 1.移动台呼叫处理移动台呼叫处理移动台呼叫处理移动台呼叫处理 (1) 移动台初始化状态。移动台初始化状态。 (2) 移动台空闲状态。移动台空闲状态。 (3) 系统接入状态。系统接入状态。 (4) 移动台在业务信道控制状态。移动台在业务信道控制状态。 CDMACDMA蜂窝系统的控制功能蜂窝系统的控制功能图 移动台呼叫处理状态 呼叫处理呼叫处理 1.移动台呼叫处理移动台呼叫处理移动台呼叫处理移动台呼叫处理 (1) 移动台初始化状态。移动台初始化状态。pMS接通电源后就进入初始化状态。在此状态下，MS首先要判定它要在模拟系统中工作还是要在CDMA系 统 中 工 作 。 如 果 是CDMA系统，它就不断检测周围各BS发来的导频信号和同步信号。p各BS使用相同的引导PN序列，但其偏置各不相同，MS只要改变其本地PN序列的偏置，就能很容易地测出周围有那些BS在发送导频信号。pMS比较这些导频信号的强度，即可判断出自己目前处于哪个小区之中，因为一般情况下，最强的信号是距离最近的BS发送的。CDMACDMA蜂窝系统的控制功能蜂窝系统的控制功能图 移动台呼叫处理状态 呼叫处理呼叫处理 1.移动台呼叫处理移动台呼叫处理移动台呼叫处理移动台呼叫处理 (2) 移动台空闲状态。移动台空闲状态。p MS在完成同步和定时后，由初始化状态进入空闲状态。p在此状态中，MS可接收外来的呼叫，可进行向外的呼叫和登记注册的处理，还能置定所需的码信道和数据率。pMS的工作模式有两种：一种是时隙工作模式，MS只需要在其指配的时隙中监听寻呼信道，其他时间可以关掉接收机（有利于节电）；另一种是非时隙工作模式，MS要一直监听寻呼信道。CDMACDMA蜂窝系统的控制功能蜂窝系统的控制功能图 移动台呼叫处理状态 呼叫处理呼叫处理 1.移动台呼叫处理移动台呼叫处理移动台呼叫处理移动台呼叫处理 (3) 系统接入状态。系统接入状态。p如果MS要发起呼叫，或者要进行注册登记，或者收到需要认可或应答的消息，则进入“系统接入状态”， 并在接入信道上向BS发送有关的信息。p这些信息可分为两类：一类属于应答信息（被动发送），一类属于请求信息（主动发送）。CDMACDMA蜂窝系统的控制功能蜂窝系统的控制功能图 移动台呼叫处理状态 呼叫处理呼叫处理 1.移动台呼叫处理移动台呼叫处理移动台呼叫处理移动台呼叫处理 (4) 移动台在业务信道控制状态移动台在业务信道控制状态p在此状态下，MS和BS利用反向业务信道和正向业务信道进行信息交换。p为了支持正向业务信道进行功率控制，MS要向BS报告帧错误率的统计数字。为此，移动台要连续地对它收到的帧总数的错误帧数进行统计。p无论MS还是BS都可以申请“服务选择”，并进行“服务选择协商”，当找到双方可接受的服务选择或者找不到双方可接受的服务选择，这种协商过程就结束了。CDMACDMA蜂窝系统的控制功能蜂窝系统的控制功能 2. 2. 基站呼叫处理基站呼叫处理基站呼叫处理基站呼叫处理 基站呼叫处理有以下类型：基站呼叫处理有以下类型：(1)(1)导导频频和和同同步步信信息息处处理理。在此期间，基站发送导频信号和同步信号，使移动台捕获和同步到CDMA信道。同时移动台处于初始化状态。(2)(2)寻寻呼呼信信道道处处理理。在此期间，基站发送寻呼信号。同时移动台处于空闲状态，或系统接入状态。(3) (3) 接接入入信信道道处处理理。在此期间，基站监听接入信道，以接收移动台发来的信息。同时移动台处于系统接入状态。(4) (4) 业业务务信信道道处处理理。在此期间，基站用正向业务信道和反向业务信道与移动台交换信息。同时，移动台处于业务信道控制状态。 CDMACDMA蜂窝系统的控制功能蜂窝系统的控制功能3. 呼叫呼叫流图流图 图由移动台发起呼叫的简化流图CDMACDMA蜂窝系统的控制功能蜂窝系统的控制功能图 以移动台为呼叫终点的简化流图(使用“服务选择 1”) CDMACDMA蜂窝系统的控制功能蜂窝系统的控制功能图 软切换期间的呼叫处理(由基站A向基站B进行软切换的例子) CDMACDMA蜂窝系统的控制功能蜂窝系统的控制功能图 连续软切换期间的呼叫处理(移动台由一到基站A与B， 通过另一对基站B和C，向基站C进行软切换的例子) CDMACDMA蜂窝系统的控制功能蜂窝系统的控制功能 感谢您的如期而至！感谢您的如期而至！