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cdma初级技术复习资料中国电信cdma网优服务人员认证考试大纲 （初级人员认证考试复习资料） 18ver1.0 版本目 录考试分析6一、技能要求6二、考试知识点6第一部分：移动通信基础知识6第二部分：cdma技术原理6第三部分：天馈知识7第四部分：cdma无线网络优化7三、考试难度7试题资料8第一部分：移动通信基础知识8一、移动通信基本概念8二、无线电波传播特性10三、干扰和抗衰落技术113.1干扰分类：113.2 常用的抗干扰、抗衰落技术？11第二部分：cdma技术原理12一、cdma基础121.1 cdma技术的发展和演进121.2 多址技术161.2.1 频分多址技术171.2.2 时分多址技术171.2.3 码分多址技术171.3 扩频通信原理181.3.1 基本概念181.3.2 基本原理181.3.3 理论基础191.4 cdma码序列201.4.1 walsh码211.4.2 pn短码221.4.2 pn长码241.4.3 三种扩频码的比较251.5 cdma关键技术251.5.1 功率控制251.5.2 软切换301.5.3 rake接收机工作原理361.5.4 呼吸效应3呼吸效应的概念3 “呼吸效应”的危害38二、cdma空中接口协议及信道结构392.1 cdma空中接口协议及信道结构392.1.1协议架构392.12空中接口层次结构402.1.3a 接口协议层次（了解）432.2 is-95信道452.2.1 反向cdma信道452.2.2 前向cdma信道482.3 cdma 1x信道512.3.1 cdma 1x信道51三、cdma空口信令流程553.1 与信令流程有关的几个概念553.2 移动台状态变迁流程573.2.1 初始化状态583.2.2 空闲状态593.2.3 系统接入状态593.2.4 业务信道状态613.3 cdma基本信令流程613.3.1 语音业务起呼613.3.2 语音业务被呼633.3.3 位置登记的流程643.3.4 切换流程653.3.5 语音业务释放663.3.6 数据业务起呼67四、cdma2000 1x ev-do rela原理6841 cdma2000技术标准演进（了解）6842 1xdo 与is-95/1x技网络兼容性（了解）7043 1xdo 网络参考模型（了解）7044 1xdo空中接口协议模型（了解）724.5 1xev-do rela前、反向信道744.5.1 前向信道结构744.5.2 前向信道时隙结构754.5.3 反向信道结构764.6 1xev-do rela空中接口关键技术784.6.1前向时分复用784.6.2前向自适应调制和编码技术794.6.3前向harq794.6. 4前向链路调度算法794.6.5前向快速扇区选择和切换804.6.6速率控制814.7 1xev-do rela技术改进(了解)824.8 1xev-do rela物理层新增功能(了解)834.9 cdma2000 1x ev-do 数据业务流程(了解)884.9.1 at始呼流程88492 at发起的呼叫激活流程90第三部分：天馈知识92一、天线基础知识9211天线增益9212辐射方向图9213波瓣宽度9314工作频段9515极化方式9516下倾方式9617天线前后比9718旁瓣抑制与零点填充9719天线的驻波比98110三阶互调99二、天线的种类和选型10021 天馈线的安装10022 室内分布系统天线的选用102三、天馈线常见的故障处理10331 天馈线安装问题10332 天馈线进水问题10433 天线高度的调整10434 天线俯仰角的调整10435 天线方位角的调整104第四部分：cdma无线网络优化105一、无线网络优化流程10511 工程优化流程10512运维优化流程10613专题优化1071.3.1 导频污染优化1081.3.2切换优化1081.3.3邻区优化10814 优化流程中常见问题的发现及排查1091.4.1 问题的发现1091.4.2 问题的排查110二、dt、cqt测试工作内容、要求及测试方法111三、仪表的使用11131 天馈测试仪的使用111311频域特性与故障点测量原理111312 dtf的测试原理：112313 wiltron sitemaster s331测试仪使用11232 频谱测试仪的使用11333 安立频谱测试仪测试项目1143.3.1 占有带宽1143.3.2 功率百分比法1143.3.3 功率下降xdb法1143.3.4 测量所需仪器1143.3.5 测量所需仪器1153.3.6 安立频谱测试仪技术指标参数：1153.4路测数据采集和分析软件的使用（以鼎利公司产品为例）1153.4.1 pilot pionner3.6.0的主要操作流程1163.4.2 后台数据分析软件dci-pilot navigator的功能116四、网优案例1174.1 常见网络问题定位方法1174.1.1 导频污染问题及常用调整参数1184.1.2 天馈问题及常用调整参数1194.1.3 干扰问题及常用调整参数1194.1.4 覆盖问题及常用调整参数1234.1.5 切换问题及常用调整参数1254.1.6 掉话问题及常用调整参数1284.1.7 接入问题及常用调整参数1294.1. 8 直放站与室内分布系统基本优化方法1314.1. 9搜索窗口参数的优化1314.1.10 施主基站接入信道搜索窗口宽度及反向业务信道搜索窗口宽度1314.1. 11 激活集搜索窗口1324.1.12 相邻集搜索窗口1324.1.13邻区变化1324.1.14pn规划的调整1324.2 直放站与室内分布系统典型故障处理案例1324.3 室内分布与主网的干扰1334.4 用户投诉分析1354.4.1 用户投诉常见问题分类1354.4.2 用户投诉常见故障操作分析及操作流程1354.4.3 有信号无法接通1354.4.4 无声音1354.4.5 噪音电话1354.4.6 掉话1354.4.7用户投诉案例1354.5 网络质量分析1374.5.1 导频污染1374.5.2 切换参数设置不合理1384.5.3 邻区关系不合理1384.5.4 搜索窗设置不合理139五、站点勘察139六、mapinfo及googleearth使用？140考试分析一、技能要求a) 通讯、计算机或相关专业； b) 具备省级或者本地网级c网优化经验； c) 精通dt/cqt测试、熟悉中国电信dt/cqt测试技术规范，能根据不同测试目标和目的，制定测试方案和测试路线，确保测试数据的科学性、准确性和完备性，能对路测数据进行详细分析和报告制作； d) 能根据路测现场情况对基站或天馈故障进行简单的问题定位； e) 具备无线语音覆盖和质量基础（导频污染、接入、切换和保持性能）优化能力，能够根据路测数据作出合理rf调整方案、邻区优化等； f) 能够熟练使用频谱仪，天馈测试仪表等设备进行扫频和天馈故障排查等工作； g) 能够及时处理现场投诉，具备基本的技术解答能力； h) 具备基本沟通能力。 二、考试知识点第一部分：移动通信基础知识 1. 移动通信基本概念（如：爱尔兰、阻塞率、gos、频率及小区、调制、编码、移动通信系统构成、编号、多址接入、漫游、切换等） 2. 移动通信电波传播特性 无线电波传播方式 无线电波衰落 多径效应、阴影效应、多谱勒频移 3. 移动通信抗干扰、抗衰落技术 邻频干扰、同频干扰、互调干扰 常用的抗干扰、抗衰落技术 第二部分：cdma技术原理 1. cdma基础 cdma技术的发展及演进 多址技术 扩频通信原理 cdma码序列 cdma关键技术（软切换、功率控制、rake接收、呼吸效应等） 2. cdma空中接口协议及信道结构 cdma空中接口协议架构及层次结构 is95信道 cdma2000 1x信道 3. cdma空口信令流程 cdma移动台状态及变迁 cdma始呼和被呼、位置登记、切换、语音业务释放、1x数据业务等流程。 4. cdma2000 1x evdo rela原理 1xev-do rela前、反向信道 1xev-do rela空中接口关键技术（前向时分复用、前向自适应调制和编码技术、前向harq、前向快速扇区选择和虚拟切换、前向链路调度算法等） 第三部分：天馈知识 1. 天线基础知识 无线电波传播的基本理论 天线的参数（如增益、极化、方向角、带宽、阻抗、波瓣角、下倾、驻波比等） 2. 天线的种类及选型 天线的种类 天线选型的一般原则 室内分布系统的天线选型 3. 天馈线常见的故障处理 第四部分：cdma无线网络优化 1. 无线网络优化流程 2. dt 测试工作内容、要求及测试方法 dt测试指标及要求 dt测试方法，包括cdma 1x语音及数据、do数据 3. cqt测试工作内容、要求及测试方法 cqt测试指标及要求 cqt测试方法，包括cdma 1x语音及数据、do数据 4. 掌握路测仪器、仪表包括：前台仪表、后台仪表、频谱分析仪、天馈测试仪的操作及使用 5. 根据测试数据进行简单分析，解决常见的导频污染、越区覆盖、覆盖不足等问题 6. 站点勘察与选择 7. 网优工具的使用，如mapinfo、googleearth等； 三、考试难度初级网优工程师认证考试难度适中，原理部分侧重移动通信基础和cdma基本原理及ev-do原理。技能部分重点考察路测仪器、仪表的操作及使用能力，考察网优服务人员根据测试数据和cdma原理解决无线网络中基本的导频污染，越区覆盖等常见问题。 试题资料第一部分：移动通信基础知识一、移动通信基本概念爱尔兰：话务量单位erl (爱尔兰) 定义：*d7m3p)v2o9u,s$r(m 话务量的大小取决于单位时间（1小时）内平均发生的呼叫次数和每次呼叫平均占用信道时间s a=s（小时/次）*（次/小时） 话务量的单位为爱尔兰（erl）。a是平均1小时内所有呼叫需占用信道的总小时数，1爱尔兰表示平均每小时内用户要求通话的时间为1小时。&v*m!r;j e89n k话务量和爱尔兰公式：(h.k;#z7_)r0xwww.mscbsc.co 话务量公式为：a=c x t。a是话务量，单位为erl（爱尔兰），c是呼叫次数，单位是个，t是每次呼叫平均占用时长，单位是小时。一般话务量又称小时呼，统计的时间范围是1个小时阻塞率：在一个区域，由于经济方面的原因，所提供的链路数往往比电话用户数要少得多。当有人要打电话时，会发现所有链路可能全部处于繁忙状态，我们称这种情况为“阻塞”或“时间阻塞”。提供的链路越多，则系统的阻塞率越小，提供给用户的服务质量就越好，即电话系统的承载能力决定了链路的数目，而链路的数目又决定了系统的阻塞率。gos（grade of service）：意为服务等级（服务质量）。阻塞率和其它衡量系统质量的性能指标一起，构成了系统提供给用户的服务等级。主要是指覆盖概率、阻塞率等。eb/no、ec/io：都是信噪比的意思，对具体业务，所要求的信噪比越低，则系统的容量和覆盖就比较好，前者只是在接收端接受下来，还没有进行解扩和解调的，所以这时候有用信号远小于噪声，这个值都是负值。后者是指解扩和解调后的信号，所以此时有用信号要强于噪声（否则打电话就有问题了），这个值通常是正值。eb/no，这个no是指白噪声的功率谱密度，其单位是w/hz，no是noise的简称ec/io :ec只是手机接收到的导频功率的强度,io是手机接收到的全部功率的总和,也包含导频功率的强度,显然ioec,因为正常的系统不论在什么时候都需要发射三种信号,即导频信号、同步信号和寻呼信号，同时他还会接收到其他基站发射的信号、以及存在的背景噪声如高斯白噪等。这样ec/io1，取对数后就变成负的了。db 、dbi、dbd、 dbm与w转换db是功率的比值取对数的结果。（如增益，抑制度acpr）dbi是天线方向性的一个指标，天线增益一般用dbi或dbd表示。dbi是指天线相对于无方向天线的功率能量密度之比；dbd是指相对于半波振子dipole的功率能量密度之比，半波振子的增益为2.15dbi，因此0dbd=2.15dbi.射频信号的功率常用dbm，dbw表示，它与mw，w的换算关系如下例如 信号功率为xw，则用dbm表示其大小时：例如1w=30dbm，等于0dbw1、 dbmdbm是一个考征功率绝对值的值，计算公式为：10lgp（功率值/1mw）。例1 如果发射功率p为1mw，折算为dbm后为0dbm。例2 对于40w的功率，按dbm单位进行折算后的值应为：10lg（40w/1mw)=10lg（40000）=10lg4+10lg10+10lg1000=46dbm。2、dbi 和dbddbi和dbd是考征增益的值（功率增益），两者都是一个相对值，但参考基准不一样。dbi的参考基准为全方向性天线，dbd的参考基准为偶极子，所以两者略有不同。一般认为，表示同一个增益，用dbi表示出来比用dbd表示出来要大2. 15。例3 对于一面增益为16dbd的天线，其增益折算成单位为dbi时，则为18.15dbi（一般忽略小数位，为18dbi）。例4 0dbd=2.15dbi。例5 gsm900天线增益可以为13dbd（15dbi），gsm1800天线增益可以为15dbd（17dbi)。3、dbdb是一个表征相对值的值，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个db时，按下面计算公式：10lg（甲功率/乙功率）例6 甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3db。也就是说，甲的功率比乙的功率大3 db。频率及小区1、频率：指无线信号的发射频率。c=f*，c为光速,f为频率，单位hz, 为波长，单位为m2、频点：是给固定频率的编号，就是通信时工作于哪个频率点在移动通信中一般就是基站支持的频点3、频段就是某一频率点到另一个频率点的范围 如gsm工作频段上行是890-9154、载波就是载了信息的微波，专业上来讲是信息经过调制后的以特定的频率发送出去的信息栽体如正弦波！5、载扇是指一个基站支持的的频点个数与覆盖天线方向数的乘积，例如四载三扇的基站共有4312个载扇。6、小区：当基站只有一个小区（全向站）那它就代表这个基站，当基站有多个扇区时他就要用不同的cell_id来区分。采用基站识别码或全球小区识别进行标识的无线覆盖区域叫做小区，如果采用全向天线结构时，小区即为基站区.调制调制就是把低频的信号和高频的载波混合在一块，使得低频信号的频率变高得以发射，利于发射传输。因为在低频段，信号不易传输发射，容易受到干扰。编码编码是将源对象内容按照一种标准转换为一种标准格式内容, 编解码的目的是为了加密信息，经过加密的内容不知道编码标准的人很难识别。移动通信系统构成通信系统是由移动终端、基站收发信机（bts）、基站控制器（bsc）、移动交换机（msc）、分组控制功能及分组数据服务节点等部分组成，其中，bts和bsc合称基站子系统（bss）。移动台（ms）：移动台由移动台物理设备和智慧部件sim卡两部分构成基站收发信台（bts）是基站子系统的无线部分，受基站控制器（bsc）控制，为某个小区的无线收发设备服务。完成bsc与无线信道之间有线和无线之间的转换，通过空中接口，实现bst与移动台（ms）之间的无线传输及相关的控制功能。bst主要由基带部分、载频单元和控制单元组成。基站控制器（bsc）：具有对一个或多个bts进行控制的功能，它主要负责无线网路资源的管理、小区配置数据管理、功率控制、定位和切换等，是个很强的业务控制点。基站子系统(bss):系统是在一定的无线覆盖区中由msc控制，与ms进行通信的系统设备，它主要负责完成无线发送接收和无线资源管理等功能。功能实体可分为基站控制器（bsc）和基站收发信台（bts）交换网路子系统（nss）:主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。msc：是对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路交换的功能实体，也是移动通信系统与其它公用通信网之间的接口。它可完成网路接口、公共信道信令系统和计费等功能，还可完成bss、msc之间的切换和辅助性的无线资源管理、移动性管理等。另外，为了建立至移动台的呼叫路由，每个ms、还应能完成入口msc（gmsc）的功能，即查询位置信息的功能。vlr：是一个数据库，是存储msc为了处理所管辖区域中ms（统称拜访客户）的来话、去话呼叫所需检索的信息，例如客户的号码，所处位置区域的识别，向客户提供的服务等参数。hlr：也是一个数据库，是存储管理部门用于移动客户管理的数据。每个移动客户都应在其归属位置寄存器（hlr）注册登记，它主要存储两类信息：一是有关客户的参数；二是有关客户目前所处位置的信息，以便建立至移动台的呼叫路由，例如msc、vlr地址等。auc：用于产生为确定移动客户的身份和对呼叫保密所需鉴权、加密的三参数的功能实体。多址接入蜂窝系统中是以信道来区分通信对象的，一个信道只容纳一个用户进行通话，许多同时通话的用户，互相以信道来区分，这就是多址。移动通信系统是一个多信道同时工作的系统，具有广播和大面积覆盖的特点。在移动通信环境的电波覆盖区内，如何建立用户之间的无线信道的连接，是多址接入方式的问题。解决多址接入问题的方法叫多址接入技术。漫游指的是蜂窝移动电话的用户在离开本地区或本国时，仍可以在其他一些地区或国家继续使用他们的移动电话手机。离开自己所属的hlr区域就是漫游了切换是指当移动台在通话过程中从一个基站覆盖区移动到另一个基站覆盖区，或者由于外界干扰而造成通话质量下降时，必须改变原有的话音信道而转接到一条新的空闲话音信道上去，以继续保持通话的过程。二、无线电波传播特性传播方式：主要有：直射波或地面反射波、绕射波、对流层反射波、电离层反射波1、自由空间指该区域是各向同性（沿各个轴特性一样）且同类（均匀结构）。另一种方式是地面反射波。直射波和反射波叠加的结果可能使信号加强，也可能使信号减弱，即所谓的多径效应。2、绕射波是建筑物内部等阴影区域信号的主要来源。绕射波的强度受传播环境影响很大，且频率越高，绕射信号越弱。3、对流层反射波，产生于对流层。对流层是异类介质，由于天气情况而随时间变化。它的反射系数随高度增加而减少。这种缓慢变化的反射系数使电波弯曲。对流层方式应用于波长小于10米（即频率大于30mhz）的无线通信中。4、电离层反射传播。当电波波长小于1米（频率大于300mhz）时，电离层是反射体。从电离层反射的电波可能有一个或多个跳跃，因此这种传播用于长距离通信。同对流层一样，电离层也具有连续波动的特性。常用传播模型okumura-hata传播模型，cost231-hata模型，lee传播模型等。作用：传播模型用于预期地形和人为环境对无线传播理论中路径损耗的影响；传播模型是覆盖规划的基础，好的模型可以保证规划的精确度；无线传播模型受系统工作频率的影响，不同的传播模型有不同的工作频率范围；而且有室内传播模型和室外传播模型之分。模 型 名 称适用范围okumura-hata适用于150-1500 mhz宏蜂窝预测cost231-hata适用于1500-2000 mhz宏蜂窝预测lee适用于450-2000mhz 微蜂窝、宏蜂窝预测无线通信中常见几种效应：多径效应：电波传播信道中的多径传输现象所引起的干涉延时效应。在实际的无线电波传播信道中(包括所有波段)，常有许多时延不同的传输路径。各条传播路径会随时间变化，参与干涉的各分量场之间的相互关系也就随时间而变化，由此引起合成波场的随机变化，从而形成总的接收场的衰落。因此，多径效应是衰落的重要成因。多径效应对于数字通信、雷达最佳检测等都有着十分严重的影响。阴影效应：在无线通信系统中，移动台在运动的情况下，由于大型建筑物和其他物体对电波的传输路径的阻挡而在传播接收区域上形成半盲区，从而形成电磁场阴影，这种随移动台位置的不断变化而引起的接收点场强中值的起伏变化叫做阴影效应。阴影效应是产生慢衰落的主要原因多谱勒效应：多普勒效应是波源和观察者有相对运动时观察者接受到的波的频率与波源发出不同频率的现象。远方急驶过来的火车鸣笛声变得尖细(即频率变高，波长变短），而离我们而去的火车鸣笛声变得低沉（即频率变低，波长变长），就是多普勒效应的现象。 呼吸效应：小区呼吸效应指小区的覆盖范围随着网络用户数的变化而变化。当用户数增加、网络负载增大时，小区的覆盖范围减小；反之当用户数减少、网络负载降低时小区的覆盖范围增大。远近效应：小区中的所有用户均以相同的功率发射信号，则靠近基站的手机到达基站的信号就强，而远离基站的手机到达基站的信号就弱，这样将导致强信号掩盖弱信号，这就是移动通信中的远近效应问题。无线电波衰落快衰落：由于多径传播而引起的接收信号场强短时间内随机快速起伏。慢衰落：在移动通信传播环境中，电波在传播路径上遇到起伏的山丘、建筑物、树林等障碍物阻挡，形成电波的阴影区，就会造成信号场强中值的缓慢变化，引起衰落。通常把这种现象称为阴影效应，由此引起的衰落又称为阴影慢衰落。瑞利衰落：由于信号进行多径传播达到接收点处的场强来自不同传播的路径，各条路径延时时间是不同的，而各个方向分量波的叠加，又产生了驻波场强，从而形成信号快衰落称为瑞利衰落。三、干扰和抗衰落技术3.1干扰分类：1、同频干扰由其它信号源发送出来与有用信号的频率相同并以同样的方法进入收信机中频通带的干扰都称为同频干扰。2、邻频干扰凡是在收信机射频通带内或通带附近的信号，经变频后落入中频通带内所造成的干扰，称为邻频干扰。3、带外干扰发信机的杂散辐射和接收机的杂散响应产生的干扰，称为带外干扰4、互调干扰是指两个或多个信号作用在通信设备的非线性器件上，产生同有用信号频率相近的频率，从而对通信系统构成干扰的现象。3.2 常用的抗干扰、抗衰落技术跳频技术：跳频技术是用扩频码序列去进行频移键控，使载波频率不断跳变而扩展频谱的一种方法。它是一种比较成熟的抗干扰技术，具有较强的抗干扰能力，已在战术通信中得到广泛的应用。直接序列扩频技术：直接序列扩频是一种真正对抗的抗干扰体制，它将有用信号在很宽的频带上进行扩展，使单位频带内的功率变小，即信号的功率谱密度变低，通信可在信道噪声和热噪声的背景下，用很低的信号功率谱进行通信，使信号淹没的噪声里，对方不容易发现信号。自适应天线技术：对于空间不同方向来的各种干扰，自适应天线可以通过调整其各单元上的振幅和相位分布，波瓣在这些干扰方向上形成零点，从而减小或避免干扰信号的影响，如果干扰源在空间不断运动，自适应天线则可以相应改变波瓣零点的位置，继续对干扰信号进行抑制。纠错编码与交织编码技术：对抗衰落和干扰引起的突发错误，一般说交织的作用是打散突发错误，使之变为随机错误，然后再通过纠错编码纠正这些随机错误。分集技术：分离技术（时间、频率、空间、极化分集等）；合并技术（等增益合并、选择合并、最大信噪比合并等）。通过分离与合并，提高接收端的信噪比，从而获得分集增益。分集技术在对抗多径传输引起的包络衰落和时延方面，其作用十分明显。第二部分：cdma技术原理一、cdma基础1.1 cdma技术的发展和演进移动通信系指通信双方或至少一方是处于移动中进行信息交流的通信。20年代开始在军事及某些特殊领域使用，40年代才逐步向民用扩展，最近十年间才是移动通信真正迅猛发展的时期，而且由于其许多的优点，前景十分广阔。第一代：1980年出现，为模拟话音通信系统，如amps、tacs、nmt、ntt等系统。第二代：1980年末出现，传递话音和低速数据，为窄带数字通信系统，如gsm、pdc、d-amps、cdma（is95）等。第二代半：1996年出现，用于解决中速数据传递的数字通信系统，如gprs、is95b等第三代：用于传递高速数据，以支持多媒体应用，如wcdma、cdma2000、td-scdma等。l amps先进的移动电话系统（amps），使用模拟蜂窝传输的800mhz频带。amps在北美、南美和部分环太平洋国家广泛使用。l tacs全接入通信系统（tacs），使用900mhz频带。有两种版本的tacs：etacs（欧洲）和ntacs（日本），英国、日本和部分亚洲国家广泛使用该标准。l gsm全球移动通信系统（gsm），使用900mhz频带，使用1800mhz频带的叫dcs 1800。gsm发源于欧洲，它是作为全球数字蜂窝通信的tdma标准而设计的。gsm支持64kbit/s的数据，可与isdn互连.gsm采用fdd双工方式，tdma多址方式，每载频支持8信道，使用200khz的带宽。l is-54北美数字蜂窝（is-54）标准，使用800mhz频带，也叫d-amps。is-54在两种北美数字蜂窝标准中，是较早推出的一种，它指定使用tdma。l is-95北美数字蜂窝（is-95）标准，使用800mhz频带或1.9ghz频带。is-95指定使用cdma，cdma成为美国pcs网的首选技术。目前54的许可证持有者使用cdma。cdma one是is-95品牌名称，cdma2000无线通信标准也是以is-95为基础演变的。l 第三代第三代移动通信系统能提供多种类型、高质量的多媒体业务，能实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能力，可与固定网络相兼容，小型便携式终端在任何时候、任何地点可以进行任何种类的通信。由于其诸多的优点，吸引了全世界各个运营商、生产厂家与广大用户。第三代移动通信系统最早由国际电信联盟（itu）1985年提出，曾被称为未来公众陆地移动通信系统fplmts（future public land mobile telecommunication system），后来考虑到该系统将于2000年左右进入商用市场，并且其工作的频段在2000mhz，故于1996年正式更名为imt-2000（international mobile telecommunication-2000）。 第三代移动通信系统的目标：（1）能实现全球漫游：用户可以在整个系统甚至全球范围内漫游，且可以在不同速率、不同的运动状态下获得有质量保证的服务；（2）能提供多种业务：提供话音、可变速率的数据、视频通话业务，特别是多媒体业务；（3）能适应多种环境：可以综合现有的公众电话交换网（pstn）、综合业务数字网、无绳系统、地面移动通信系统、卫星通信系统等多种系统，提供无缝隙的覆盖；（4）足够的系统容量，强大的多种用户管理能力，高保密性能和服务质量。为实现上述目标，对其无线传输技术（rtt：radio transmission technology）提出了以下要求；（1）高速传输以支持多媒体任务室内环境至少2mbit/s；室内外步行环境至少384kbit/s；室外车辆运动中至少144kbit/s；卫星移动环境至少9.6kbit/s；（2）传输速率能够按需分配；（3）上下行链路能适应不对称需求。第三代移动通信系统的引入是一个渐变演进的过程，并充分考虑向下兼容的原则。通信业务方面，将以第二代出现的各种业务为基础，逐步引入宽带及多媒体业务；通信技术方面，网络技术和设施将与有线网的智能化、宽带化结合在一起，通过一种演变的过程进入第三代，而无线传输技术将经历一场革命，为第三代移动通信新业务的提供奠定基础。 第三代移动通信的标准化的制定：第三代移动通信系统imt-2000的标准化工作是在国际电信联盟的指导下有组织有步骤地进行的。目前在itu组织中负责第三代移动通信系统体制技术规范制定的工作组主要包括如下三个：itu-r、itu-t、icg.itu-r：负责系统集成无线部分，解决频谱与法规问题，协调无线传输技术的评估活动。iut-t：负责网络端的标准化工作.主要包括网络部分、信令与协议、编号与寻址、网管及安全性等问题。icg for imt-2000：中间协调组，负责协调工作，使itu-r和itu-t之间能定期进行交流，并协调在制定imt-2000技术标准中出现的各种问题 imt-2000标准的频率制定：1992年负责全球无线频率管理和分配的warc-92大会根据当时ccir对未来陆地移动通信需要频率的估算，确定在2ghz周围总共辟出230mhz频带作为第三代移动通信系统的专用频率：18852025mhz、21102200mhz作为2000年以后的全球性移动通信使用，其中卫星通信使用的频段19802010mhz和2170-2200mhz最迟到2005年退出。1995年wrc大会作出决议，对分配给移动卫星业务的频率又做了少量变动，为第二大区增加了2010-2025mhz和2160-2170mhz频段，且要求退出频率的时间提前到2000年。imt-2000将使用18751975mhz和21102160mhz两段频率，目前各国及国际组织对移动通信频率的划分也各不相同。3g频率划分如下图1-1所示，图1-13g频率划分 3g技术：3gpp：是以wcdma为基础，集合了erission，nokia，simense等欧洲公司以及日本的ntt，韩国的一些公司，共同研究3g的组织。3gpp2：是以cdma2000为基础，集合了qualcomm，lucent等美国公司及日本的arib，韩国的一些公司，共同研究3g的组织。 3g的rtt技术：imt-2000中最关键的是无线传输技术（rtt）。为了确定imt-2000 rtt的关键技术，itu对多种无线接入方案（卫星接入除外）进行了艰难的融合，以尽可能达到形成统一的rtt标准的目的。但是，经过一年多的研究之后，itu发现要想获得不同rtt技术间的完全融合是根本行不通的。因此，1999年11月，itu tg8/1在芬兰举行的会议上通过了“imt-2000无线接口技术规范”，最终确定了imt-2000可用的5种rtt技术，这些技术覆盖了欧洲与日本的wcdma、美国的cdma2000和中国的td-scdma。lwcdma是欧洲和日本提出的宽带cdma标准，并且双方已经达成一致，彼此间差异很小。其技术特点是：频分双工，可适应多种速率和多种业务；前向链路快速功率控制、反向链路相干解调；支持不同载频间切换，基站之间无须同步，适用于高速环境。lcdma2000是北美基于is-95系统演变而来的。其技术特点是：反向链路相干接收、前向链路发送分集；基站之间由gps同步；与is-95兼容性好，技术成熟、风险小，综合经济技术性能好。cdma2000技术的完整演进过程如1-2所示。图1-2cdma2000技术的演进过程真正在全球得到广泛应用的第一个cdma标准是is-95a，这一标准支持8k语音编码服务、13k语音编码服务，其中13k语音编码服务质量已非常接近有线电话的语音质量。随着移动通信对数据业务需求的增长，1998年2月，美国qualcomm公司宣布is-95b标准用于cdma基础平台。is-95b提升了cdma系统性能，并增加了用户移动通信设备的数据流量，提供对64 kbit/s数据业务的支持。采用is-95规范的cdma系统统称为cdma one。对应cdma2000技术的演进过程，cdma各阶段系统的描述如表所示。表1-1 cdma系统演进 系统速率业务阶段cdmaone（is-95a，is-95b）14.4 kbit/s，64 kbit/s语音/数据2gcdma2000 1x153.6 kbit/s语音/数据2.5gcdma2000 1x ev-do2.4 mbit/s以上数据3gcdma2000 1x ev-dv4 m bit/s以上语音/数据3gltd-scdma是中国第一次向itu提出的拥有自主知识产权的提案，它基于tdma和同步cdma技术的标准。其技术特点是：时分双工（tdd），并结合了智能天线和软件无线电等多种先进技术。1.2 多址技术多址技术使众多的用户共用公共的通信线路。为使信号多路化而实现多址的方法基本上有三种，它们分别采用频率、时间或代码分隔的多址连接方式，即人们通常所称的频分多址（fdma）、时分多址（tdma）和码分多址（cdma）三种接入方式。0用模型表示了这三种方法简单的一个概念.图1-3三种多址方式概念示意图fdma是以不同的频率信道实现通信的，tdma是以不同的时隙实现通信的，cdma是以不同的代码序列实现通信的.1.2.1 频分多址技术频分，有时也称之为信道化，就是把整个可分配的频谱划分成许多单个无线电信道（发射和接收载频对），每个信道可以传输一路话音或控制信息。在系统的控制下，任何一个用户都可以接入这些信道中的任何一个。模拟蜂窝系统是fdma结构的一个典型例子，数字蜂窝系统中也同样可以采用fdma，比如gsm和cdma系统也采用了fdma。1.2.2 时分多址技术时分多址是在一个带宽的无线载波上，按时间（或称为时隙）划分为若干时分信道，每一用户占用一个时隙，只在这一指定的时隙内收（或发）信号，故称为时分多址。此多址方式在数字蜂窝系统中采用，gsm系统也采用了此种方式。tdma是一种较复杂的结构，最简单的情况是单路载频被划分成许多不同的时隙，每个时隙传输一路突发式信息，tdma中关键部分为用户部分，每一个用户分配给一个时隙（在呼叫开始时分配），用户与基站之间进行同步通信，并对时隙进行计数。当自己的时隙到来时，移动台就启动接收和解调电路，对基站发来的突发式信息进行解码。同样，当用户要发送信息时，首先将信息进行缓存，等到自己时隙的到来.在时隙开始后，再将信息以加倍的速率发射出去，然后又开始积累下一次突发式传输。tdma的一个变形是在一个单频信道上进行发射和接收，称之为时分双工（tdd）。其最简单的结构就是利用两个时隙，一个发一个收。当移动台发射时基站接收、基站发射时移动台接收，交替进行。tdd具有tdma结构的许多优点：突发式传输、不需要天线的收发共用装置等等。它的主要优点是可以在单一载频上实现发射和接收，而不需要上行和下行两个载频，不需要频率切换，因而可以降低成本。tdd的主要缺点是满足不了大规模系统的容量要求1.2.3 码分多址技术码分多址是一种利用扩频技术所形成的不同的码序列实现的多址方式，它不像fdma、tdma那样把用户的信息从频率和时间上进行分离，它可在一个信道上同时传输多个用户的信息，也就是说，允许用户之间的相互干扰。其关键是信息在传输以前要进行特殊的编码，编码后的信息混合后不会丢失原来的信息。有多少个互为正交的码序列，就可以有多少个用户同时在一个载波上通信。每个发射机都有自己唯一的代码（伪随机码），同时接收机也知道要接收的代码，用这个代码作为信号的滤波器，接收机就能从所有其他信号的背景中恢复成原来的信息码（这个过程称为解扩）。cdma按照获得带宽信号所采取的调制方式分为直接序列扩频（ds）、跳频（fh）和跳时（th），如下图所示：图1-4三种cdma扩频方式概念示意图1.3 扩频通信原理1.3.1 基本概念所谓扩展频谱通信，可定义如下：扩频通信技术是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息所必需的最小带宽；频带的展宽是通过编码及调制的方法实现的，与所传信息数据无关；在接收端则用相同的扩频码进行相关解调来解扩及恢复所传信息数据。此定义包括四方面的内容：(1) 信号的频谱被展宽了；(2) 信号频谱的展宽是通过扩频码序列调制的方式实现的。我们知道，在时间上有限的信号，其频谱是无限的.信号的频带宽度与其持续时间近似成反比，因此，如果用很窄的脉冲序列被所传的信息调制，则可产生很宽的频带信号.这种很窄的脉冲码序列，其码速率是很高的，称为扩频码序列；(3) 采用的扩频码序列与所传信息数据是无关的，也就是说它与一般的正弦波信号一样，丝毫不影响信息传输的透明性，扩频码序列仅仅起扩展信号频谱的作用；(4) 在接收端用相关解调来解扩。1.3.2 基本原理扩频通信的基本原理如图 1-5所示：图1-5扩频通信基本原理在发端输入的信息(比特率 bit)先经过信息调制形成数字信号(符号率symbol），然后由扩频发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱(码片率chip)。展宽后的信号调制到射频发送出去，在收端接收到的宽带射频信号，变频至中频，然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去解扩，最后经信息解调，恢复成原始信息输出。由此可见，一般的扩频通信系统都要进行三次调制和相应的解调。一次调制为信息调制，二次调制为扩频调制，三次调制为射频调制，以及相应的信息解调，解扩和射频解调.按照扩展频谱的方式不同，现有的扩频通信系统可分为：直接序列（ds）扩频，跳频（fh）扩频，跳时（th）扩频，线性调频（chirp）扩频，以及上述几种方式的组合1.3.3 理论基础在扩频通信中采用宽频带的信号来传送信息，主要是为了通信的安全可靠，这可用信息论和抗干扰理论的基本观点来解释。信息论中的仙农（shannon）公式描述如下：其中 c-信道容量（比特/秒）n-噪声功率w-信道带宽（赫兹）s-信号功率此公式原意是说：在给定信号功率 s 和白噪声功率 n 的情况下，只要采用某种编码系统，我们就能以任意小的差错概率，以接近于 c 的传输信息的速率来传送信息。但同时此公式也指出，在保持信息传输速率 c 不变的条件下，我们可以用不同频带宽度 w 和信噪功率比 s/n 来传输信息。换句话说，频带 w 和信噪比 s/n是可以互换的。如果增加频带宽度，就可以在较低的信噪比的情况下用相同的信息率以任意小的差错概率来传输信息。甚至在信号被噪声湮没的情况下，只要相应地增加信号带宽，也能保持可靠的通信.此公式指明了采用扩展频谱信号进行通信的优越性，即用扩展频谱的方法以换取信噪比的增益。下图 1-6显示出了扩频和解扩的全过程图1-6扩频、解扩原理图由此，我们可以看出，扩频通信具备以下优点：l 隐蔽性和保密性好l 多个用户可以同时占用相同频带，实现多址l 抗衰落、抗多径干扰l 抗干扰能力强1.4 cdma码序列地址码和扩频码的设计是码分多址体制的关键技术之一。具有良好的相关特性和随机性的地址码和扩频码对码分多址通信是非常重要的，对系统的性能具有决定的作用，它直接关系到系统的多址能力，关系到抗干扰、抗噪声、抗截获的能力及多径保护和抗衰落的能力，关系到信息数据的隐蔽和保密，关系到捕获与同步系统的实现。在cdma中需要采用地址码来区分不同的地址，其中主要有以下四种不同类型：(1)用户地址：用于区分不同移动用户；(2)多速率(多媒体)业务地址：用于多媒体业务中区分不同速率类型的业务；(3)信道地址：用于区分每个小区或每个扇区内的不同信道；(4)基站地址：用于区分不同基站或扇区。其中：(1)、(2)多用于反向信道，以移动台为主；(3)、(4)多用于正向信道，以基站为主。1.4.1 walsh码walsh码（又称为walsh函数）有着良好的互相关和较好的自相关特性，由于在cdma中采用了walsh正交码，下面我们介绍walsh码的生成与性质。walsh码是正交扩频码，根据walsh函数集而产生。walsh函数是一类取值介于1与-1的二元正交函数系。它有多种等价定义方法，最常用的是hadamard编号法。walsh函数集是完备的非正弦型正交函数集，常用作用户的地址码。正交函数的产生过程如下图1-7所示图1-7walsh函数产生过程walsh码的功能如下：在cdma2000 1x中，walsh码用于进行前向扩频，区分扇区内前向码分信道，反向做正交调制。walsh码在前向信道中的应用如图1-8所示。图1-8中，walsh码在cdma中的应用基站在相同频率下同时发送几条信道，一个扇区下的所有手机都将收到包含所有信道的复合信号，并且必须识别需要解调的信道。用walsh码区分这