CDMA信道配置.doc

CDMA信道配置6.1.3.1 移动站发射机调制方案：反向CDMA信道信令综述6.1.3.1.1 调制参数6.1.3.1.2 数据速率6.1.3.1.3 卷积编码6.1.3.1.4 码元重复6.1.3.1.5 方阵交织6.1.3.1.6 正交调制6.1.3.1.7 变速率传输 6.1.3.1.7.1 速率和导通 6.1.3.1.7.2 突发数据随机化算法6.1.3.1.8 直接序列扩频6.1.3.1.9 正交扩频6.1.3.1.10 基带滤波综述：反向CDMA信道由接入信道和反向业务信道组成。它们采用直接序列扩频的方式共享同一个CDMA频带（1.23 MHz）。每一个业务信道用一个独特的用户长码序列标志，每一个接入信道用一个独特的接入信道长码序列标志。而一个基站可以采用频分的方式支持多个方向CDMA信道。反向CDMA信道的数据被组成20ms的帧进行传输。在传输之前，所有的数据都进行了卷积编码，码元重复、方阵交织、64元正交调制、直接序列扩频。反向CDMA信道的整体结构如下图所示增加8比特编码器尾卷积编码（1/3，9）符号重复方阵交织64元正交调制长码发生器+S+基带滤波基带滤波D接入信道信息比特88 bit/帧4.4 kbps4.8 kbps码符号14.4 kbps码符号28.8 ksps码符号28.8 ksps已调制符号Walsh ChipI 路序列1.2288 McpsCos(2pfct)Sin(2pfct)Q 路序列1.2288 McpsI (t)Q (t)s (t)延迟1/2 PN时隙406.9 ns长码掩模PN 序列 1.2288 Mcps4.8 ksps (307.2 kcps)反向信道信息比特172，80，40，16 bit/帧Q 路序列1.2288 Mcpss (t)长码掩模增加8比特编码器尾卷积编码（1/3，9）符号重复方阵交织64元正交调制长码发生器+S+基带滤波基带滤波D8.6 kbps4.0 kbps2.0 kbps0.8 kbps9.2 kbps4.4 kbps2.0 kbps0.8 kbps9.6 kbps4.8 kbps2.4 kbps1.2 kbps码符号28.8 ksps14.4 ksps7.2 ksps3.6 ksps码符号28.8 ksps已调制符号Walsh ChipI 路序列1.2288 McpsCos(2pfct)Sin(2pfct)I (t)Q (t)延迟1/2 PN时隙406.9 nsPN 序列 1.2288 Mcps4.8 ksps (307.2 kcps)增加传输质量指示码符号28.8 ksps突发数据随机化帧数据速率反向业务信道支持9600，4800，2400，1200bps的传输数据率。其中对9600bps和4800bps的帧增加了传输帧质量指示，并增加了8比特的编码尾。反向业务信道可以任意采用上述数据率进行传输。反向业务信道的传输占空比依赖于传输数据率。具体而言：9600bps的数据帧占空比为100%，4800bps的数据帧占空比为50%，2400bps的数据帧占空比为25%，1200bps的数据帧占空比为12.5%。由于传输占空比与数据率成比例关系，因此实际的突发的符号传输速率固定于：28,800sps。因为每六个符号在发送时采用64个调制信号的一个表示，所以调制信号的速率为4800sps。所有这些措施导致最终的沃尔什码元速率（Walsh Chip Rate）固定在307.2kcps。而直接扩频采用的PN码序列速率为1.2288Mcps，所以每个沃尔什码元都被4个PN码时隙所调制。详见下表：参数类型接入4800通信9600通信4800通信2400通信1200单位PN 长码速率1.22881.22881.22881.22881.2288Mcps卷积编码效率1/31/31/31/31/3比特/码元重复编码21248符号/码元传输占空比100.0100.050.025.012.5%传输码速率28.80028.80028.80028.80028.800Sps调制效率66666码元/调制码元调制符号速率48004800480048004800Sps沃尔什码速率307.20307.20307.20307.20307.20kcps调制符号宽度208.33208.33208.33208.33208.33msPN码/卷积码元42.6742.6742.6742.6742.67PN码/卷积码元PN码/调制码256256256256256PN码/调制码PN码/沃尔什码44444PN码/沃尔什码6.1.3.1.1 调制参数从上面的表格中，可以看到反向业务信道和接入信道的所有调制参数。6.1.3.1.2 数据速率接入信道应该支持速率定为4800bps的数据。反向业务信道应该支持速率为9600，4800，2400，1244bps的数据。6.1.3.1.3 卷积编码在进行交织之前，移动站应该对接入信道和反向业务信道上传输的数据进行（R=1/3，K=9）的卷积编码。卷积编码器（带三组9抽头的8移位寄存器组和模2加法器）的系数为（8进制）：g0=557，g1=663，g2=711。卷积编码器初始为全零态。随着数据比特流的输入，按照g0g1g2g0g1g2g0g1g2的顺序进行输出。g0g1g2g1g1g2g2g1g26.1.3.1.4 码元重复如果数据速率不是9600bps的话，则卷积编码之后，还进行码符号重复的操作。认为在反向业务信道上进行码符号重复，其实只是为了便于描述后面的方阵交织和突发数据随机化的操作。只要输出结果一致，采用别的方案也是允许的。码符号重复的比率因反向业务信道上的数据速率而异。9600，4800，2400，1200bps数据速率的码符号分别应该重复0遍（不重复）、1遍、3遍、7遍，即每个符号分别占用连续的1倍、2倍、4倍、8倍时间。这样，经卷积编码和码元重复操作后，四种速率的数据流都变为28800sps。其实，在反向业务信道上，这些重复的码元并不能重复的发送每个重复的码元都将被送入方阵交织模块，而从交织模块输出的重复的码符号中，由于不同的占空比，最终有且仅有一个会被真正地发送出去。在接入信道中，由于只有固定的4800bps的数据速率，码符号应该重复1遍，即每个符号占用连续的2倍时间。而且，最终重复的两个码符号都将被发送出去。6.1.3.1.5 方阵交织在调制和发送之前，移动站应该对接入信道和反向业务信道上的所有数据流进行交织。交织采用时间片长度为20ms的方阵交织。交织器为32行18列的方阵（共576个单元）。进行卷积和重复后的码符号应该按列写满3218的方阵。当按行从方阵交织器中读出数据时，应该按照如下行的顺序读出： 反向业务信道9600bps：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 324800bps：1 3 2 4 5 7 6 8 9 11 10 12 13 15 14 16 17 19 18 20 21 23 22 24 25 27 26 28 29 31 30 322400bps：1 5 2 6 3 7 4 8 9 13 10 14 11 15 12 16 17 21 18 22 19 23 20 24 25 29 26 30 27 31 28 321200bps：1 9 2 10 3 11 4 12 5 13 6 14 7 15 8 16 17 25 18 26 19 27 20 28 21 29 22 30 23 31 24 32 接入信道（实际采用了比特反转序列）1 17 9 25 5 21 13 29 3 19 11 27 7 23 15 31 2 18 10 26 6 22 14 30 4 20 12 28 8 24 16 326.1.3.1.6 正交调制反向CDMA信道应该采用64元正交调制。每6个码符号决定选择64个调制符号中的一个进行传输。而这64个调制符号是由沃尔什函数（Walsh Function）产生的64个相互正交的波形。调制符号按如下方法产生：只需按照制作生成矩阵：H1=0，（N=1，232）则其每一列都是一个调制符号。进行正交调制时，按照如下方案选择调制符号：设交织后的连续6个码符号按先后顺序为：C0C1C2C3C4C5则选择的调制符号为生成矩阵中的第C0+2C1+4C2+8C3+16C4+3C5列。选择出的沃尔什码符号将按照从上到下的顺序进行发送。6.1.3.1.7 变速率传输6.1.3.1.7.1 速率和导通在发送之前，交织器输出的数据流将被按时间进行适当的过滤（采用导通和阻塞），以便对其中一些进行发送，而删除其余的。过滤后的数据流占空比根据发送数据速率不同而不同：例如，对于发送数据速率9600bps的帧，所有的交织码符号都不被滤除；而对于4800bps的帧，将有一半的符号将被滤除。具体的做法如下：首先将20ms的帧等分成16段，每段叫做一个功率控制组。对于这16个功率控制组，只对其中一部分导通（发送），而其他的则阻塞（不发送）。具体采用什么策略选取哪一些组导通，就是下文的突发数据随机化算法。也就是说：采取伪随机的方式选择导通功率控制组在帧中的位置。这种算法保证进行码符号重复处理前的每一个码元都正好被传输依次。在阻塞期间，移动站应该遵照前文功率控制（见6.1.2.2.2）中的要求，以减少对同信道内的其他移动站的干扰。对于接入信道，由于重复的码符号都需要发送，所以，不进行任何的过滤和伪随机化。6.1.3.1.7.2 突发数据随机化算法突发数据随机化模块产生一个0，1组成的掩码图案，对冗余的码符号进行随机地滤除。掩码图案依传输帧的数据速率而定，是从伪随机长码的取下来的14比特块。这14比特的位置在：前一帧的最后一个功率控制组之前，用来直接扩频的连续14个比特。或者说，就是距离每一个反向业务信道传输帧前沿正好一个功率控制组的14个比特。不妨按先后顺序记为：b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 b10 b11 b12 b13对于16个功率控制组（0，1，15），应该允许如下序号的功率控制组发送：9600bps：0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,154800bps：b0, 2+b1, 4+b2, 6+b3, 8+b4, 10+b5, 12+b6, 14+b72400bps：上面8组分为连续4对，根据b8b9b10b11为零与否发送前者还是后者。1200bps：上面4组分为连续2对，根据b12b13为零与否发送前者还是后者。 6.1.3.1.8 直接序列扩频对接入信道和反向业务信道都应该采用长码进行直接序列扩频。对于反向业务信道，扩频意味着将突发数据随机化模块的输出流与长码进行模2加；而对于接入信道，扩频意味着将64元正交调制模块的输出流与长码进行模2加。长码周期应该为242-1，并且满足下式：长码的每一个PN时隙都应该由如下两个42比特的向量模2相加而得到：一个是42比特的掩模，另一个是由42比特状态向量的序列发生器产生的。长码发生器的时钟基准见前文（1.2-1）。长码发生器见下图：模2加x42x042比特长码长码接入信道和反向业务信道采用不同的42比特掩模M41M40M0。对于接入信道，M41到M33应该设为110001111；M32到M28应该设为所选择的接入信道序号（0到31）（见6.6.3.1.1.2）；M27到M25应该设为所伴随的寻呼信道序号（1到7）；M24到M9应该设为当前基站的BASE_ID（见7.7.2.3.2.1）值；而M8到M0应该设为当前CDMA信道的PILOT_PN值（见7.7.1.3）。110001111ACNPCNBASE_IDPILOT_PN当在反向业务信道上传输时，移动站应该使用如下两种掩模之一（两者对于该移动站都是与众不同的）：一个独自占用的长码掩模，或者是一个相对该移动站的ESN而言是唯一的公用长码掩模。公用长码掩模应该如下设置：M41到M32应该设为1100011000；M31到M0应该为该移动站的ESN的各比特的排序。若设ESN=E31，E30，E0，则M31到M0对应于：0,31,22,13,4,26,17,8,30,21,12,3,25,16,7,29,20,11,2,24,15,6,28,19,10,1,23,14,5,27,18,9。1100011000排序的ESN独自占用的长码掩模应该按照附录A设定。6.1.3.1.9 正交扩频在直接下列扩频之后，接入信道和反向业务信道都应该进行正交扩频。此扩频所应用的序列，应该是前向CDMA信道（见7.1.3.2.1）零偏移的I路和Q路引导PN序列（Pilot PN Sequences）。这两个序列周期为215，并分别基于下列多项式：同相I路多项式：PI(x) = x15+x13+x9+x7+x6+x5+1；正交Q路多项式：PQ(x) = x15+x12+x11+x10+x6+x5+x4+x3+1。而上述多项式产生的m序列i(n)和q(n) 周期都是215-1，即：i(n) = i(n-15)+ i(n-10)+ i(n-8)+ i(n-7)+ i(n-6)+ i(n-2)；q(n)=q(n-15)+q(n-12)+q(n-11)+q(n-10)+q(n-9)+q(n-5)+q(n-4)+q(n-3)；i(n)和q(n)都是二进制的，上述加法也是模二的。为了获得周期215的I路和Q路引导序列，只需在每次出现连续14个0时（一个周期仅出现一次），人为地再插入一个0即可。所以这两个序列都含有连续15个0，而不是14个。这两个序列应该按按照如下方式进行时间对齐：相对于发射时钟，每次偶数秒开始时地第一个引导PN时隙，应该正好是连续15个0之后紧接着的那个1。由于引导PN序列时钟周期为26.666ms（=215/1228800 sec），因此，在两秒钟时间内，PN序列正好重复了75次。被Q路引导序列扩频的数据相对于I路，应该延迟半个PN时隙（406.901 ns）。在基带滤波（见下文）之后，I路和Q路的二进制数据将会映射到如下相位：I路Q路(0,0)(0,1)(1,1)(1,0)IQ相位00p/4103p/411-3p/401-p/4而星座图和相位转移图见右图：6.1.3.1.10 基带滤波在扩频之后，I路和Q路的信号将被分别送入I路和Q路基带滤波器。这两个基带滤波器的频率响应应该满足下