（通信与信息系统专业论文）关于cdma1x无线网络技术的研究.pdf

哈尔滨i ：料人学硕十学位论文 摘要 c d m a 是码分多址的英文缩写( c o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ) ，它是在 数字技术的分支一一扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信 技术。传输速度高达1 5 3 6 k b ps 的c d m a l x 网络的建成，使得无线数据业 务获得了广阔发展空间。中国联通也推出了c d m a l x 的无线数据业务品牌 “联通无限”，基于b r e w 和j a v a 技术，可以通过空中下载各种应用软件 来实现手机无限升级，使手机永远个性、时尚。 随着i p 网成为基础网以及三网融合目标的发展，互联网在向宽带发展的 同时丌始向无线移动方向发展。移动i p 将是移动技术和i p 技术的深层融合， 它将真正实现话音和数据的业务融合，移动i p 的目标是将无线话音和无线数 据综合到一个技术平台上传输，这一平台就是i p 协议。 b r e w 是一个无线终端应用软件的运行平台。它包括面向运营商的b r e w 分发系统、面向终端制造商的b r e w 丌放平台、面向应用丌发商的b r e w 应用 丌发s d k 及面向最终用户的b r e w 应用下载。b r e w 应用开发s d k 是基于 c c + + 语吉的丌发软件，并可在p c 上模拟实际运行情况。 本论文研究的主要内容是在无线环境下的协议转换与应用软件的丌发。 这其中包括使用c 、c + + 语苦对p p p 协议及t c p i p 协议进行协议仿真，以c 语言编写移动黄页查询系统，并在b r e w 环境下进行模拟运行。接下来，将 程序下载至手机，在手机中运行。手机通过信号请求以p p p 协议的方式访问 联通已经存在了的p d s n ( 分组数掘业务节点) ，接下来通过t c p i p 协议连 接数据库服务器( d s e r v e r ) ，访问服务器中已经存在的数据( 图片、铃声或 者数掘信息) 实现在线运行和下载。 关键词：c d m a2 0 0 01 x ；移动l p ：b r e w ；无线通信网络 哈尔滨i ：烈人学硕士学位论文 a b s t r a c t c o m ai st h ee n g l i s ha b b r e v i a t i o no fc o d ed i v i s i o nm u i t i p l e a c c e s s i ti so n eb r a n d n e wa n dm a t u r ew i r e l e s sc o m m u n i c a t i o n t e c h n o l o g yb a s e do nd i f f u s ec o m m u ic a t i o n ，w h i c hi so n ee m b r a n c h m e n t o ft h ed i g i t a lt e c h e n o l o g y w i t ht h ef o u n do fc d m ai xn e t w o r kw i t ht h e t r a n s m i s s i o nv e l o c i t yo f1 5 3 6 k b pf a s t ，w ir e l e s sd a t ao p e r a t j o ng e t w i d e rd e v e l o p m e n ts p a c et h a nb e f o r e c h i n au n i c o ms e tu pt h eb r a n do f w i r e l e s sd a t ao p e r a t i o nb a s e do nc d m ai x i ti sb a s e do nb r e wa n dj a v a ， c a nd o w n l o a da 1 1k i n d so fa p p lic a t i o n s o f t w a r et om a k et h em o b i l ep h o n e u p d a t ab yt h ea i r ，m a k et h em o b il ef o r e v e rin d iv id u a lit ya n dm o d e r n w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h r e en e t sa m a l g a m a t i o na n di pn e tb e c o m i n g b a s en e t ，i n t e r n e tb e g i nt op r o g r e s st ot h ew i r e l e s sm o b i l ea sw e l l a st ot h ew i d eb r a n d m o b i l ei pi st h ed e e pa m a l g a m a t i o no ft h em o b i le t e c h n o l o g ya n dt h ei p i ti nd e e dc a r r yo u tt h es y n c r e t i z a t i o no ft h e v o ic ea n dd a t a t h eg o a lo fm o b 1 ei pi st os y n t h e s i z et h ew i r e e s s v o i c ea n dw i r e l e s sd a t at o g e t h e ra n dt r a n s m i t t h i sp l a t f o r misi p p r o t o c 0 1 b r e wi so n eo p e r a t i o np l a t f o r mo fw i r e l e s st e r m i h a la p p l i c a t i o n s i tjn c l u d e sb r e wb s df a c i n gt h et e l e c o m m u n i c a t i o no p e r a t o r ，b r e wo p e n f l a t f o r mf a c i n gt h et e r m i h a lm a n u f a c t u r e r ，b r e ws d k f a c i n gt h e a p p i c a t i o nd e v e l o p e r ，a n db r e wd o w n l o a df o r t h eu s e r b r e ws d kis b a s e do nc c + + 1 a n g u a g e ，a n dc a na n a l o gt h er e a lr u ni n s t a n c ei nt h e p c k e yw o r d s ：c d m a2 0 0 0l x ，m o b i l ei p ，b r e w ，w i r e l e s sc o m m u n i c a t i o nn e t 哈尔滨工程大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导 下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文 献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已 注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已 经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个 人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到 本声明的法律结果由本人承担。 作者( 签字) ：拯褪 日期：埘年；e l e t 1 1 移动互联网络 第1 章绪论 移动通信和互联网是当前的两个亮点，丽将这两项技术结合在一起的移 动互联网及其应用则成为网络经济时代的一个新宠。它丌辟了新的市场空削， 引发了众多智能化、个性化的移动多媒体信息终端产品的“出笼”，带动了各 类计算机应用系统设备及应用软件、信息增值服务的发展，为国内通信运营 商扩展多媒体业务带束巨大商机。 当前在世界范围内，手机的销售量已经远远超过了个人电脑。到今年年 底，亚太地区具有w a p 功能的手机用户将达到1 亿，其中中国的用户将会超 过3 0 0 0 万。具有m p 功能的手机有诺基亚7 儿o 、爱立信 i c 2 1 8 、r 3 8 0 和r 3 2 0 以及摩托罗拉l 2 0 0 0 w w w 网上通等。摩托罗拉近r 还宣布，以后生产的所有手 机都可以让人们上网。掘了解，r 本现在大约有4 0 0 个网站可以支持手机无 线七网，它们推出的i - - m o d e ( 互联网模式移动电话) 手机风靡闩本。西欧 地区有3 0 0 多个这样的网站，而且数字还在快速增长之中。专家预测，到2 0 0 5 年底，全世界可以支持手机无线上网的网站数量将达数万个 我国的移动互联网市场由于独特的社会环境与文化环境，在发展上将表 现既不同于r 韩也不同于美国的特征。在移动互联网的发展前期将会以移 动娱乐作为市场突破口，随后，随着社会情况变化与移动互联网的普及，最 终使移动商务成为移动互联网应用的主要内容。用友软件总裁何经华和其他 业界专家从不同的侧面对移动互联产业发展进行了预测： 市场规模扩大与竞争加剧将相伴而生。移动互联市场将持续高速发展， 潜力不断释放，同时进入这个领域的企业也将不断增多，竞争将会同益加剧， 市场将会出现进一步细分，只有那些能够掌握新技术、为用户提供高质量全 范围服务的企业才会获得最好的市场回报。 宽带化、数据化、多应用化将成为必然趋势。随着技术的进步，向移动 哈尔滨1 1 程大学硕十学1 1 i ) = 论文 用户提供多媒体业务将是未柬十年内移动通信发展的主要潮流。无线技术仍 然在高速发展，未束空中接口的带宽将不断增加，手持终端的功能将不断完 善利增强，它们为多种移动应用的发展j r 辟了广阔空问。从目前的第二代数 字移动通信系统( g s m 窄带c dm a ) 向第- - = 4 4 移动通信系统发展是必然的趋 势。移动终端用户对移动数据业务的需求r 益强烈，运营商也希望能充分利 用目前的设备提供更多的增值应用服务。 移动互联市场将会重新洗牌。移动通信和网络互联技术经过十年的迅速 发腮，日酊已经到了将两种网络融合的时候，即移动互联市场将会拥有自己 的生存空间，尤其是在向第三代移动通信系统过渡的过程中。将极大地推动 这个市场的发展。这个领域还要开发和培育，对于一个新兴的市场，进入的 先后次序将很可能决定运营商和企业在未来市场上的地位，更何况拥有更先 进技术的移动互联网的出现，将会使目自i 的移动通信市场面临新一轮沈牌。 各种无线终端将会共存。移动通信技术的发展将采用平滑过渡的方式， 加上臼日i 现有的各种无线终端的存在都满足一定的市场需求。因此在相当长 的一段时间内各种无线终端将会并存。这些无线终端都能以某种方式提供移 动数掘服务来满足用户的需求。同时这也是帮助运营商扩大移动用户群体的 有效方式。 1 2 相关内容的研究动态 c d m a 是码分多址的英文缩写( c o d e d i v i s i o n m u l t i p l e a c c e s s ) 它是在 数字技术的分支一一扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信 技术。c d m a 技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽 信息数据，用个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据 信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随 机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信 号即解扩，以实现信息通信。 移动通信系统有多种分类方法。例如按信号性质分，可分为模拟、数字； 按调制方式分，可分为调频、调相、调幅；按多址连接方式分，可分为频分 多址( f d m a ) 、时分多址( t d m a ) 和码分多址( c d m a ) 。目前中国联通、 哈尔滨h 蹦人学硕十学位论文 中国移动所使用的g s m 移动电话网采用的便是f d m a 和t d m a 两种方式的 结合。g s m 比模拟移动电话有很大的优势，但是，在频谱效率上仅是模拟系 统的3 倍，容量有限；在话音质量上也很难达到有线电话水平；t d m a 终端 接入速率最高也只能达到9 6 k b i t s ；t d m a 系统无软切换功能，因而容易掉 话，影响服务质量。因此，t d m a 并不是现代蜂窝移动通信的最佳无线接 入，而c d m a 多址技术完全适合现代移动通信网所要求的大容量、高质量、 综合业务、软切换等，正受到越来越多的运营商和用户的青睐。 c d m a 是移动通信技术的发展方向。在2 g 阶段，c d m a 增强型i s 9 5 a 与g s m 在技术体制上处于同一代产品，提供大致相同的业务。但c d m a 技 术有其独到之处，在通话质量好、掉话少、低辐射、健康环保等方面具有显 著特色。在2 5 g 阶段，c d m a1 x 与g p r s 在技术上已有明显不同，在传输 速率上c d m a1 x 高于g p r s ，达到1 5 3 6 k b p s 。在新业务承载上c d m a1 x 比g p r s 成熟，可提供更多的中高速率的新业务。从2 5 g 向3 g 技术体制过 渡上，c d m a1 x 向c d m a 2 0 0 0 过渡比g p r s 向w c d m a 过渡更为平滑。 实际上，早在世纪之交。无线数掘业务已丌始登上中国移动通信行业的 历史舞台。以短消息( s m s ) 为主的无线数据业务逐渐使中国的消费者认识 到，手机不仅可以用来打电话，还可以有其他通信、娱乐、商务和获取丰富 信息的功能。时至今同，六成以上的移动通信用户已经历了无线数据业务的 启蒙而基于2 g 时代的9 6 k b p s 的传输速度和数据容量仅为1 k 的s ms 技 术，显然已无法满足消费者对于增值服务的进步需求。 传输速度高达1 5 3 6 k b ps 的c d m a l x 网络的建成，使得无线数据业务 扶得了广+ 阔发展空问。中国联通也于今年3 月推出了c d m a l x 的无线数据 业务品牌“联通无限”，在这个总品牌下，包括：基于w a p 技术，以包罗万 象的网上信息浏览和互动内容为主的“互动视界”业务：基于u i m a p 4 技 术，可以同i n t e r n e t 上所有电子邮箱通信、支持5 0 0 0 汉字以内的长文本 和多媒体附件互传的“彩e ”业务；基于b r e w 和j a v a 技术，可以通过空 叫 卜载各种应用软件来实现手机无限升级，使手机永远个性、时尚的“神奇 宝典”业务：基于1 x 无线接入技术，可以采用数据线或者p c mc i a 无线上 网卡的方式，实现远胜于固定电话拨号上网和g p r s 无线上网速度的高速移 动上网“掌中宽带”业务；基于g p s o n e 定位技术，提供高精度的位置查询、 3 哈尔滨i ：程人学硕十学位论文 交通导航、找朋友等位置相关服务的“定位之星”业务。加上基于s ms 的 “联通在信”，形成了中国联通c d m a 无线数据业务的全业务体系。 日前的移动通信市场，各种新业务、新应用层出不穷。人们也逐渐意识 到将相同的应用集成到不同品牌、型号的终端是一项耗时而又费钱的工作。 在刚刚结束的第四届中国i m t - - 2 0 0 0 移动通信国际论坛上，联通博路的技术 和业务拓展部总监庄严在演讲中认为，b r e w 作为一种满足无线行业需求的端 到端解决方案，能够以简洁的流程为无线应用丌发和分发设备配置，结算及 支付提供令面的商业模式，因而运营商已纷纷将目光投向b r e w ，正基于b r e w 平台丌发出各种应用。庄严先生还在演讲中就b r e w 的全球应用状况作了详细 的介绍，b r e w 业务已展现出良好的市场前景。 截至目自口，全球已经有9 家运营商乍式开通了b r e w 应用服务，另外还有 3 家已承诺将进行b r e w 的商用。基于b r e w 平台，全球已丌发出四千多万种 应用下载，用户数也超过了一千万，共有1 7 家厂商生产的8 0 余款支持b r e w 平台的手机面市。目i i 应用广泛的b r e w 业务主要有移动定位业务、应用于 美国的保姆照相机和多角色游戏等等。k t f 到目前已销售出4 2 0 余万台、4 0 余款支持b r e w 应用的手机，已推出约6 0 0 项独立的b r e w 应用； n t t d o c o m o 在利用b r e w 技术之后的8 个月内，市场渗透率达到了5 ， k t f 的市场渗透率也达到了1 0 。 在中囤，联通已于2 0 0 3 年7 月f 式开始了b r e w 的商用。l g 、三星、 三洋、大显、东信、东芝等一大批制造厂商也已投入b r e w 手机的研发和生 产中来。目前，全国有1 5 0 多家b r e w 应用丌发商，他们多集中在移动业务 发达的地区，如北京、上海等地。截至9 月2 0 同，全国有2 9 个丌发商已可 提供商用b r e w 业务，已通过商用测试的独立应用共有9 5 项。 1 3 本文所做的工作 本沦文研究的主要内容是在无线环境下的协议转换与应用软件的丌发。 将p p p 协议、t c p i p 协议以及它们之间的协议转换作为研究的重点内容之 一，对其进行深入的计算机仿真研究。接下来，以这种协议为基础编写基于 手机上的应用软件。 哈尔浜l ：群人学硕十学忙论文 _ i i i i i _ 具体的况，是基于联通的c d m a1 x 的增值业务平台，实现了移动黄页 查询系统，手机用户通过下载b r e w 程序，就可以在任何时间任何地点及时 的获取所要查询的信息。 本文阐述了如下内容： 1 对b r e w 相关技术进行了研究。 2 完成移动黄页查询系统整体方案设计。 3 运用c c + + 浯言编写基于b r e w 平台的终端查询程序技术。程序完成后，移植 到终端上，实现查询功能。 哈尔滨1 科人学硕士学协论文 第2 章c o m a1 x 无线网络技术 2 1c d m a 技术 移动通信系统有多种分类方法。按信号性质分，可分为模拟、数字：按 调制方式分，可分为调频、调相、调幅；按多址连接方式分，可分为频分多 址( f d m a ) 、时分多址( t d m a ) 和码分多址( c d m a ) 。 c d m a 是码分多址的英文缩写( c o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ) ，它是 在数字技术的分支扩频通信技术上发展超柬的一种崭新而成熟的无线通 信技术。 c d m a 技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息 数据用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的 带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码， 与接收的带宽信号作相关处理把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解 扩，以实现信息通信。 c d m a 多址技术完全适合现代移动通信网所要求的大容量、高质量、综合 业务、软切换等，正受到越来越多的运营商和用户的青睐。 c d m a 技术的出现源自于人类对更高质量无线通信的需求。第二次世界大 战期问因战争的需要而研究发出c d m a 技术，其思想初衷是防止敌方对已方通 讯的干扰在战争期间广泛应用于军事抗干扰通信，后来由美国高通公司更 新成为商用蜂窝电信技术。 1 9 8 9 年，高通向太平洋电话公司提供了c d m a 数字蜂窝移动通信系统并 进行了小规模试验。1 9 9 5 年，香港和记电讯玎通了全球第一个c d m a 商用系 统，c d m a 技术理论上的诸多优势在实践中得到了检验，从而在北美、南美和 亚洲等地得到了迅速推广和应用。全球许多国家和地区，包括中国香港、韩 国、闩本、美国都已建有c d m a 商用网络。在美国和同本，c d m a 成为国内的 主要移动通信技术。在美国，1 0 个移动通信运营公司中有7 家选用c d m a 。到 6 哈尔滨1 烈人学硕十学位论文 _ _ _ _ _ _ 一i i 今年4 月，韩国有6 0 的人口成为c d m a 用户。在澳大利亚主办的第2 8 届奥 运会中，c d m a 技术更是发挥了重要作用。 据c d g ( 世界c d m a 发展集团) 统计，1 9 9 6 年底c d m a 用户仅为1 0 0 万： 到1 9 9 8 年3 月已迅速增长到1 0 0 0 ) j - ；截至i 9 9 9 年9 月用户数量已超过4 0 0 0 万。2 0 0 0 年初全球c d m a 移动电话用户的总数已突破5 0 0 0 万，在一年内用户 数量增长率达到1 1 8 。c d g 表示，目前亚洲已经成为c d m a 市场增长的主要动 力，亚洲地区c d m a 用户数量比一年前增长8 8 ，达到2 8 0 0 力i 。美国地区的 增长率更是高达1 4 3 ，达到1 6 5 0 力，但用户绝对数量要低于亚洲，在亚太 地区，中国香港、闩本、韩国、澳大利亚、泰国、印度、菲律宾、新西兰、 孟加拉国等许多国家和地区都已建有c d m a 商用网络，用户数量已超过2 1 0 0 万户。增长率位于第三联单是中美洲和南美洲，c d m a 用户数量达到5 0 0 万。 c d g 还表示，今后全球c d m a 市场中，中国大陆地区的增长潜力最大，估计2 0 0 3 的中国大陆市场的用户数量可以达到4 0 0 0 万。 2 1 1 c d m a 技术的演进与标准 在第三代移动通信的无线接口国际提案中，最广泛受到注意的是w - c d m a 和c d m a 2 0 0 0 。 这两种宽带c d m a 方案，除了码片速率、同步方式、导频方式等有所不同 外，其它如功率、软切换等基本技术并无大的区别。 1 、l s - 9 5 a 和i s - 9 5 b 一第二代c d m a 技术标准 i s 一9 5 a 一是1 9 9 5 年美国t 1 a 诈式颁布的窄带c d m a ( n - c d m a ) 标准。 i s 一9 5 b 一是i s 一9 5 a 的进一步发展，于1 9 9 8 年制定的标准。主要目的 是能满足更高的比特速率业务的需求，i s 一9 5 b 可提供的理论最大比特速率为 11 5 k b i t s ，实际只能实现6 4 k b i t s 。 i s - 9 5 a 和i s 一9 5 8 均有一系列标准，其总称为i s 一9 5 。 2 、c d r n ao n e 一第二代o d m a 技术标准 c d m ao n e 是拱j ：i s 一9 5 标准的各种c d m a 产晶的总称，印所有捧j 二c d o n e 技术的产品，其核心技术均以i s 一9 5 作为标准。 3 、c d m a 2 0 0 0 和js - 2 0 0 0 一第三代c o m a 技术 c d m a 2 0 0 0 是美国向i t u 提出的第三代移动通信空中接口标准的建议，是 哈尔滨t 样人学硕十学位论文 i s 一9 5 标准向第三代演进的技术体制方案，这是一种宽带c d m a 技术。c d m a 2 0 0 0 窀内最高数据速率为2 m b i t s 以上，步行环境时为3 8 4 k b i t s ，车载环境时 为1 4 4 k b i t s 以上。 i s 2 0 0 0 则是采用c d m a 2 0 0 0 技术的正式标准总称。i s 一2 0 0 0 系列标准有 六部分，定义了移动台和基地台系统之间的各种接口。 4 、c d m a 2 0 0 0 - 1 x c d m a 2 0 0 0 3 x c d m a 2 0 0 0 1 x e v c d m a 2 0 0 0 l x 原意是指c d m a 2 0 0 0 的第一阶段( 速率高于i s - 9 5 ，低于 2 m b i t s ) ，可支持3 0 8 k i b i t s 的数据传输、网络部份引入分组交换，可支持 移动i p 业务。 c d m a 2 0 0 0 3 x 有人称为c d m a 2 0 0 0 第二阶段，实际上并不准确。它与 c d m a 2 0 0 0 - l x 的主要区别是的向c d m a 信道采用3 载波方式，而c d m a 2 0 0 0 1 x 用单载波方式。因此它的优势在于能提供更高的速率数据，但占用频谱资源 也较宽，在较长时间内运营商来必会考虑c d m a 2 0 0 0 3 ；1 ，而会考虑 c d m a 2 0 0 0 一l x e v 。 c d m a 2 0 0 0 一i x e v 是在c d m a 2 0 0 0 - 1 x 基础上进一步提高速率的增强体制， 采用高速率数据( h d r ) 技术，能在1 2 5 m h z ( 同c d m a 2 0 0 0 一i x 带宽) 内提供 2 m i t s 以上的数据业务，是c d m a 2 0 0 0 一i x 的边缘技术。3 g p p 已开始制定 c d m a 2 0 0 0 - i x e v 豹技术标准，其中用高通公司技术的称为h d r ，用摩托罗拉和 诺基亚公司联合丌发的技术称为1 x t r e m e ，中国的l a s - c d m a 也属此列。 与g s m 不同，出g s m 演进的g p r s 为第二代半产品，c d m a 并无第二代半产 品。i s 9 5 为第二代，i s 一2 0 0 0 ( 包括c d m a 2 0 0 0 - i x 、c d m a 2 0 0 0 3 x 、 c d m a 2 0 0 0 1 x e v 等) 均属第三代产品。当然，各系列产品之间的业务性能、功 能还是有明显的差别的。 2 1 2c d m a 2 0 0 0 系列的特点 1 、c d m a 2 0 0 0 系列 第三代移动通信系统主要追求目标是更高的比特率和更好的频谱效率。 c d m a 2 0 0 0 最终正式标准是2 0 0 0 年3 月通过的，表2 1 归纳了c d m a 2 0 0 0 系列的主要技术特点。 ! 童銮鎏! ；i l 厶：兰堡土：王盛笙塞 表2 1c d m a 2 0 0 0 的主要技术特点 带宽( m h z ) 1 2 5 3 7 57 51 1 5 1 5 无线接口来源 i s 一9 5 网络结构束源 i s 一4 l 业务演进束源 i s - 9 5 最大用户比特 3 0 7 2 k1 0 3 6 8 m2 0 7 3 6 m2 4 5 7 6 m 率( b i t s ) 码片速率 1 2 2 8 83 6 8 6 47 3 7 2 81 1 0 5 9 2 1 4 7 4 5 6 ( m b i t s ) 帧的时长 典型值为2 0 ，也可选5 ，用于控制 同步方式i s 一9 5 ( 使用g p s ，基站间严格同步) 导频方式 i s 一9 5 ( 使用公共导频，与业务码码复用) 分析上表，与c d m ao n e 相比c d m a 2 0 0 0 有下列技术特点： 多种信道带宽。前向链路上支持多载波( m c ) 和直扩( d s ) 两种方式：反 向链路仅支持直扩方式。 当采用多载波方式时，能支持多种射频带宽即射频带宽可为nx 1 2 5 m h z ，其中n = i 、3 、5 、9 或1 2 。 目6 i j t t 术仅支持前两种，即1 2 5 m h z ( c d m a 2 0 0 0 1 x ) 和3 7 5 m h z ( c d m a 2 0 0 0 - 3 x ) 。 可以更加有效地使用无线资源。 可实现c d m ao n e 向c d m a 2 0 0 0 系统平滑过渡。 核心网协议可使用t s 一4 1 、g s m m a p 以及i p 骨干网标准。 前向发送分集。 快速前向功率控制。 使用t u r b o 码。 辅助导频信道。 灵活帧长。 o 哈尔滨i 样人学硕+ 学位论文 反向链路楣于解调。 可选择较长的交织器。 2 、c d m a 2 0 0 0 - 1 x c d m a 2 0 0 0 1 x ( 第一阶段) 采用扩频速率为s r l ，即指前向信道和反向信 道均用码片速率1 2 2 8 8 m b i t s 的单载波直接序列扩频方式。因此它可以方便 地与l s 一9 5 ( a b ) 后向兼容，实现平滑过渡。运营商可在某些需求高速数据业 各而导致容量不够的蜂窝( c d m ao n e ) 上，用相同载波部署c d m a 2 0 0 0 1 x 系统， 从而减少了用户和运营商的投资。 由于c d m a 2 0 0 0 1 x 采用了反向相干解调、快速前向功控、发送分集、t u r b o 编码等新技术，其容量比t s 一9 5 大为提高。在相同条件下。对普通话音业务 而占，容量大致为i s 一9 5 系统的两倍。 3 、c d m a 2 0 0 0 3 x c d m a 2 0 0 0 3 x 就是采用扩频速率s r 3 ( 记为3 x ) 的c d m a 2 0 0 0 系统。其技术 特点是前向信道有3 个载波的多载波调制方式，每个载波均采用 1 2 2 8 8 m b it s 直接序列扩频，其反向信道则采用码片速率为3 6 8 6 4 m b i t s 的直接扩频，因此c d m a 2 0 0 0 3 x 的信道带宽为3 7 5 m h z ，最大用户比特率为 1 0 3 6 8 m b i t s 。如前所述，因为它占用频带过宽，因此许多丌发商目前更对 h d r 感兴趣。 4 、高速数据率h d r ( c d m a 2 0 0 0 1x e v ) 这是一种依托在c d m a 2 0 0 0 一l x 基础上的增强型3 g 系统。除基站信号处理 部份及用户手持终端不同外，它能与c d m a 2 0 0 0 一i x 共享原有的系统资源。它 可以在1 2 5 m h z 带宽内，前向链路达到2 4 m bj t s ( 甚至高于c d m a 2 0 0 0 3 x ) ， 反向链路上也可提供1 5 3 6 k b i t s 的数据业务，很好地支持高速分组业务， 适于移动i p 。 2 1 3c d m a 2 0 0 0 一i x 系统和网络结构 1 、c d m a 2 0 0 0 - 1x 系统结构 c d m a 2 0 0 0 1 x 网络主要有b t s 、b s c 和p c f 、p d s n 等节点组成。基于a n s i 一4 1 核心网的系统结构如图2 1 所示。 堕j 鎏i i ! ；型厶耋鎏土主生鲨銮 - 一一- 一一一一一一一一一- 一- - 一一，- - - 一- 一一一一一- 一一一一一一一。一一。1 u r na b i s 图2 1 基于a n s i - - 4 1 核心网的系统结构 其中： o b t s 基站收发信机 , b s c 一基站摔制器 , , s d u 业务数掘坼元 o b s c c 一毖站控制器连接 o p c f 分组控制功能 s p d s n 一分组数据服务器 e m s c v l r 一移动交换中一o 访问俺打 ； 由图可见，与i s 一9 5 相比，核心网中的p c f 和p d s n 是两个新增模块，通 过支持移动i p 协议的a i o 、a 1 l 接口互联，可以支持分组数据业务传输。而 以m s c v l r 为核心的网络部份，支持话音和增强的电路交换型数据业务，与 i s 一9 5 一样，m s c v l r 与h l r a c 之间的接口基于a n s i 一4 1 协议。 图中， b t s 在小区建立无线覆盖区用于移动台通信，移动台可以是1 s 一9 5 或 c d m a 2 0 0 0 一l x 制式手机。 一b s c 可对对个b t s 进行控制； 一a b i s 接口用于b t s 和b s c 之间连接； 一a 1 接口用于传输m s c 与b s c 之间的信令信息： 2 接口用十传输m s b 与b s c 之间的话音信息： 巨目 监a j 鎏! ；墨厶：鎏土主2 鎏兰 a 3 接口用于传输8 s c 与s d u ( 交换数据单元模块) 之间的用户话务( 包括语 音和数据) 和信令； _ - a 7 接口用于传输b s c 之间的信令，支持b s c 之间的软切换。 以上节点与接口与i s 一9 s 系统需求相同。 c d m a 2 0 0 0 一l x 新增接口为： a 8 接口：传输b s 和p c f 之间的用户业务； a 9 接口：传输b s 和p c f 之间的信令信息； a 1 0 接口：传输p c f 和p d s n 之间的用户业务： a 1 l 接口：传输p c f 和p d s n 之l 、日j 的信令信息； a i o a 1 l 接口是无线接入网和分组核心网之间的丌放接口。 新增节点p c f ( 分组控制单元) 是新增功能实体，用于转发无线子系统和 p d s n 分组控制单元之间的消息。 一p d s n 节点为c d m a 2 0 0 0 1 x 接入i n t e r n e t 的接口模块。 2 、频道设置、信道结构和后向兼容性 c d m a 2 0 0 0 可以工作在8 个r f 频道类，包括i m t - 2 0 0 0 频段、北美p c s 频 段、北美蜂窝频段、t a c s 频段等，其中北美蜂窝频段( 上行：8 2 4 一- 8 4 9 m h z ， 下行：8 6 9 8 9 4 m h z ) 提供了a m p s i s 一9 5c d m a 同频段运营的条件。 c d m a 2 0 0 0 1 x 的币向和反向信道结构主要采用码片速率为 i x l 2 2 8 8 m b i t s ，数据调制用6 4 阵列f 交码调制方式，扩频调制采用平衡四 相扩频方式，频率调制采用0 0 p s k 方式。 c d m a 2 0 0 0 一i x 正向信道所包括的正向信道的导频方式、同步方式、寻呼 信道均兼容i s 一9 5 a b 系统控制信道特性。 c d m a 2 0 0 0 1 x 反向信道包括接入信道、增强接入信道、公共控制信道、 业务信道，其中增强接入信道和公共控制信道除可提高接入效率外，还适应 多媒体业务。 c d m a 2 0 0 0 1 x 信令提供对i s 一9 5 a b 系统业务支持的后向兼容能力，这些 能力包括： 支持重迭蜂窝网结构： 在越区切换期间，共享公共控制信道； 对i s 一9 5 a b 信令协议标准的延用及对话音业务的支持。 l2 哈尔滨i ：程人学硕十学位论文 一i _ _ _ l _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ i 2 1 4c d m a 2 0 0 0 - 1 x 关键技术 1 、前向快速功率控制技术 c d m a 2 0 0 0 采用快速功率控制方法。方法是移动台测量收到业务信道的 e b n t ，并与门限值比较，根据比较结果，向基站发出调整基站发射功率的指 令，功率控制速率可以达到8 0 0 b s 。 由于使用快速功率控制，可以达到减少基站发射功率、减少总干扰电平， 从而降低移动台信噪比要求，最终可以增大系统容量。 2 、前向快速寻呼信道技术 此技术有两个用途： ( 1 ) 寻呼或睡眠状态的选择 因基站使用快速寻呼信道向移动台发出指令，决定移动台是处于监听寻 呼信道还是处于低功耗状态的睡眠状态，这样移动台便不必长时问连续监听 前向寻呼信道，可减少激活移动台激活时间和节省移动台功耗。 ( 2 ) 配置改变 通过前向快速寻呼信道，基地台向移动台发出最近几分钟内的系统参数 消息，使移动台根据此新消息作相应设置处理。 3 、前向链路发射分集技术 c d m a 2 0 0 0 一lx 采用直接扩频发射分集技术，它有两种方式： ( 1 ) 一种是正交发射分集方式 方法是先分离数据流再用不同的正交w a s h 码对两个数据流进行扩频， 并通过高两个发射天线发射。 ( 2 ) 另一种是空时扩展分集方式 使用空间两根分离天线发射已交织的数据，使用相同原始w a ls h 码信道。 使用前向链路发射分集技术可以减少发射功率，抗瑞利衰落，增大系统 容量。 4 、反向相干懈调 基站利用反向导频信道发出扩频信号捕获移动台的发射。再用梳状( r a k e ) 接收机实现相干解调，与i s 一9 5 采用非相干解调相比，提高了反向链路性能， 降低了移动台发射功率，提高了系统容量。 5 、连续的反向空中接口波形 1 3 哈尔滨一【：f ￥人学硕士学位论文 _ 一i i i i l 在反向链路中，数据采用连续导频，使信道上数据波形连续，此措施可减少 外界电磁干扰，改善搜索性能，支持前向功率快速控制以及反向功率控制连 续监控。 6 、t u r b o 码使用 t u r b o 码具有优异的纠错性能，适于高速率对译码时延要求不高的数据 传输业务，并可降低对发射功率的要求、增加系统容量，在c d m a 2 0 0 0 1 x 中 t u r b o 码仅用于前向补充信道和反向补充信道中。 t u r b o 编码器由两个r s c 编码器( 卷积码的种) 、交织器和删除器组成。 每个r s c 有两路交验位输出，两个输出经删除复用后形成t u r b o 码。 t u r b o 译码器由两个软输入、软输出的译码器、交织器、去交织器构成， 经对输入信号交替译码、软输出多轮译码、过零判决后得到译码输出。 7 、灵活的帧长 与i s 一9 5 不同，c d m a 2 0 0 0 1 x 支持5 m s 、l o m s 、2 0 m s 、4 0 m s 、8 0 m s 和1 6 0 m s 多种帧长，不同类型信道分别支持不同帧长。前向基本信道、阿向专用控制 信道、反向基本信道、反向专用控制信道采用5 m s 或2 0 m s 帧，前向补充信道、 反向补充信道采用2 0 m s 、4 0 m s 或8 0 m s 帧，话音信道采用2 0 m s 帧。 较短帧可以减少时延，但解调性能较低；较长帧可降低对发射功率要求。 8 、增强的媒体接入控制功能 媒体接入控制子层控制多种业务接入物理层，保证多媒体的实现。它实 现话音、分组数据和电路数据业务、同时处理、提供发送、复用和o o s 控制、 提供接入程序。与i s 一9 5 相比，可以满足更宽带和更多业务的要求。 2 1 5c d m a1 x 网络业务类型 c d m a l x 网络可以作为话音业务的承载平台，也可以作为无线接入 i n t e r n e t 分组数据承载平台，既可以为用户提供传统的话音业务，也可以为 用户提供端对端分组传输模式的数据业务。从宏观上讲，c d m a l x 网络提供的 业务通常可以分为基本业务、智能网业务、无线数据业务3 大类。 基本业务是出c d m a l x 基础网络设施( 包括交换子系统和无线子系统) 直 接提供的业务，可分为基本话音业务、话音补充业务、话音增值业务和承载 业务4 类。现对最后一种业务作一介绍。 哈尔滨i 挫人学硕十学位论文 _ _ _ _ _ _ _ _ _ 一i _ i 无线数据业务 随着话音业务的普及和用户需求的不断提升，再加上互联网的巨大成功，无 线数掘业务势必成为移动运营商下一个巨大的利润增长点。可通过建立短消 息业务支撑平台或i p 业务支撑平台来提供无线数据业务。 基本短消息业务 可为用户提供手机发起的短消息业务、手机终止的短消息业务、小区广 播短消息业务、与语音信箱配合完成语音信箱通知业务、中文短消息业务、 人工接续和自动接续的短消息业务、首选漫游列表下载业务。 增值短消息业务 增值短消息业务是在短消息中心的基础上，通过数据业务综合管理平台 接入外部信息资源，以短消息为信息传输手段的业务。可细分为信息类业务、 个人信息管理类业务、交易类业务、娱乐类业务、基于位置的服务类业务和 行业应用类业务。短消息业务由于受到信道容量和短消息技术本身的影响， 只能提供低速和实时性要求不太高的数据业务。 无线i n t e r n e t 业务 无线i n t e r n e t 业务中除了i n t e r n e t 接入和多媒体业务是其特有的业务 外，其他业务应用类型与短消息业务类似，但无线i n t e r n e t 业务提供的是中 高速率的数掘业务，并将提高同类业务的实时陛。 移动定位业务 移动定位业务是移动网络运营商利用专门的移动定位技术确定移动台的地理 位置，并向移动用户提供与位置相关的业务。根据业务不同的发起方式，可 分为按需激活的移动定位服务和定时激活的移动定位服务。 移动电子商务 移动电子商务指利用t c p i p 公众网络和技术，通过移动终端进行的在线 交易和商务作业活动，其应用范围十分广泛。依据是否涉及资余流分为支付 型电子商务和