IS95CDMA移动通信系统.ppt

1 48 第7章IS 95CDMA移动通信系统 2 25 第6章复习 GSM系统采用的多址方式 物理信道数 GSM系统的工作频段 频段间隔 双工收发间隔 GSM的复用方式 说说2 6的复用方式 逻辑信道的映射中 载波f0的TS0 TS1映射为 特点如何 越区切换的种类 3 25 上节课复习 IS 95A下行链路的物理信道如何设置 IS 95A的下行逻辑信道分类以及映射的物理信道分别是什么 IS 95A系统中 信号的处理过程大致可分为哪几种 作用是什么 下行业务信道传输的内容包括哪两种 下行业务信道的帧长是多少 每帧含有多少个功率控制比特 4 25 本章提示 CDMA蜂窝移动通信系统是建立在扩频码分多址技术之上的 因而具有抗人为干扰 抗窄带干扰 抗衰落 抗多径时延扩展和大的系统容量等一系列优越的性能 对移动通信的发展产生了巨大和深远的影响 5 25 本章提示 CDMA系统是一个同频自干扰系统 任何使干扰减少的措施 都是对系统容量的贡献 在CDMA系统中的话音激活 扇区化和扩频处理增益是CDMA系统容量扩大的基本技术 6 25 本章提示 IS 95CDMA系统的前向信道是相干解调 反向信道是非相干解调 这是CDMA系统实现大的系统容量的又一瓶颈 3G将解决这一问题 软切换 软容量是CDMA系统独有的技术 TDMA系统是不可能有的 7 25 第7章IS 95CDMA移动通信系统 7 1概述7 2IS 95下行链路7 3IS 95上行链路7 4IS 95系统的软切换和漫游 IS 95标准发展历程 is 95标准发展历程 iS 95B IS 95A CDMA技术的地位 IS 95A 产生过程 关键技术 1989年Qualcomm公司提出了CDMA蜂窝移动通信系统的实现方案1993年美国电信工业协会 TIA 将CDMA系统确定为一个暂定标准 IS 95标准1995年形成了一个修订版本 IS 95A 并投入商用 功率控制软切换多种形式的分集 下行链路信道结构下行链路基本操作导频信道同步信道寻呼信道下行业务信道功率控制子信道随路信道 IS 95下行链路 下行链路信道结构 下行链路 又称前向链路 指由基站发往移动台的无线通信链路 不同移动台的区分 物理信道 逻辑信道 逻辑信道 15 25 IS 95下行链路的组成 导频信道 同步信道 寻呼信道 下行业务信道 16 25 逻辑信道分配 IS 95下行链路信道结构 特殊情况 当用户数过多 业务信道数目不够时 某几个寻呼信道可以临时用作业务信道 极端情况下 7个寻呼信道和1个同步信道都可用作业务信道 IS 95下行链路信号处理过程 1 2 3 流程 除导频信道外 其余信道均对输入的数据都进行信道编码 采用编码速率为1 2 约束长度为9的卷积编码 块交织 再用相应的Walsh码扩展频谱 图7 4中A点之后即为经过Walsh码正交化后的信号 然后再经过QPSK正交调制后发送出去 1 处理过程1 图7 4aIS 95前向链路信道处理 处理过程2 图7 4bIS 95前向链路业务信道处理 前提 帧时长为20ms 处理过程3 下行链路基本操作 卷积编码 符号重复与块交织 扩频与调制 数据加扰 基带滤波 卷积编码 IS 95前向链路的卷积编码器结构 该卷积编码器的生成函数为g0 111101011 g1 101110001 初始状态为全0 c0先输出 c1后输出 图8 5IS 95前向链路的卷积编码器结构 r 1 2 k 9 符号重复和块交织 符号重复 原因在进行块交织之前 如果前向信道的数据速率低于额定数据传输速率 则还要对卷积编码器的输出符号进行重复 使得各种符号速率变成相同的调制符号速率 以便进行统一的交织操作 重复次数 作用 对付突发性干扰 将突发性差错分散开来 变为随机差错 块交织 n 额定速率 当前速率 1 扩频与调制 扩频QPSK调制 数据分别与两个不同的PN短码进行模2加基带滤波成型载波调制 相加后发送出去 以1 2288Mcps的Walsh函数扩频保证前向链路的各个信道间具有正交性 1 导频信道的处理过程 导频信道不携带任何用户信息 输入为全0没有经过编码和交织固定使用沃尔什函数0 进行扩频然后进行四相调制 2 同步信道 设置 以高帧为基础帧长帧长为26 66ms 含32bit 超帧长80ms 含96bit 高帧长2s 为移动台提供同步信息完全同步改用为业务信道 每载频上的每小区 扇区配置一个 设置 主要功能 定时关系 1 2 同步信道 信息处理过程 固定使用Walsh函数 数据速率为1 2kbps卷积编码后的符号速率为2 4ksps符号重复后的符号速率为4 8ksps交织后的符号速率为4 8ksps 交织时延为26 66ms与1 2288Mcps的Walsh码模2加进行四相调制 3 寻呼信道 设置 7个 时隙模式非时隙模式 帧长20ms半帧10ms超帧80ms 4个寻呼信道帧 分为9 6kbps或4 8kbps两种 设置 传输速率 时间划分 监听 1 向覆盖区域内的移动台广播系统配置参数向尚未分配业务信道的移动台传送控制消息等 3 寻呼信道 主要功能 以4 8kbps的信息速率为例 卷积编码码速提高一倍 符号速率为9 6ksps符号重复重复一次 符号速率为19 2ksps交织器交织矩阵为24 16 384个码元 交织时延为一帧时间 20ms 数据加扰保密起见与相应Walsh码模2加送入四相调制器 3 寻呼信道 信息处理过程 4 下行业务信道 内容用户的业务数据功率控制信息处理过程 卷积编码符号重复交织数据加扰Walsh码扩频 4 下行业务信道 信息处理过程 QPSK调制后送往射频发送 卷积编码 添加 帧质量指示 指加入循环冗余校验码 CRC 接收端根据它判断此帧是否错误 进而判断信道质量 尾比特 用于消除当前一帧对下一帧的影响 符号重复交织 符号重复对不同数据率符号重复的次数不同 以保证输入交织器的数据速率恒定 交织速率19 2ksps交织矩阵24 16 384个码元 交织时延一帧的时间 1 数据加扰 与寻呼信道加扰的过程相同 但长码掩码的格式与寻呼信道不同 通过64 1的分频器将长码序列的速率变成19 2ksps 保证同输入的调制符号速率一样 经过24 1的分频器 将19 2ksps变换成800Hz 用于控制插入功率比特的节奏和位置 7 2 3IS 95反向链路 反向链路 又称上行链路 指由移动台发往基站的无线通信链路 反向链路信道结构反向链路基本操作反向接入信道反向业务信道 反向链路信道结构 物理信道由长度为242 1的PN长码构成使用长码的不同相位偏置来区分不同用户 逻辑信道接入信道反向业务信道物理信道与逻辑信道的映射反向链路处理过程 图7 13反向链路信道结构 反向链路的逻辑信道 每个移动台不能同时发送两个信道反向链路没有导频信道 因此 基站接收反向链路的信号时 只能使用非相干解调 反向链路信息处理过程 数据速率接入信道4 8kbps反向业务信道9 6 4 8 2 4 1 2kbps帧长20ms主要处理过程卷积编码 编码速率为1 3 约束长度为9 块交织64阶正交调制PN长码进行扩频A端信号送入OQPSK 偏移四相相移键控 调制器 1 接入信道 功能移动台利用接入信道发起呼叫或者对基站寻呼信道的寻呼信号作出响应信息类型工作过程 接入尝试 1 接入信道的工作过程 2 反向业务信道 功能传输业务信息 话音 也可以用来传送辅助业务和信令信息 工作过程 47 25 7 4CDMA系统的软切换技术及其漫游 7 4 1CDMA系统切换分类7 4 2CDMA系统的软切换过程7 4 3CDMA系统的漫游 48 25 7 4 1CDMA系统切换分类 在CDMA系统中的信道切换可分为两大类 硬切换和软切换 硬切换是指在载波频率支配不同的基站覆盖小区之间的信道切换 软切换是指在导频信道的载波频率相同时小区之间的信道切换 软切换还可细分为更软切换和软 更软切换 49 25 7 4 2CDMA系统的软切换过程 软切换的具体过程包含三个阶段 移动台与原小区基站保持通信链路 移动台与原小区基站保持通信链路的同时 与新的目标小区 一个或多个小区 的基站建立通信链路 移动台只与其中的一个新小区基站保持通信链路 实现软切换的前提条件是移动台应能不断地测量原基站和相邻基站导频信道的信号强度 并把测量结果通知基站 c 50 25 7 4 2CDMA系统的软切换过程 图8 31软切换过程 51 25 7 4 3CDMA系统的