第5章cdma2000移动通信系统

1、cdma2000技术发展演进过程技术发展演进过程 IS-95ACDMAIS-95BCDMAcdma2000 1xcdma2000 3xcdma20001x EV-DOcdma20001x EV-DV话音业务话音业务话音业务话音业务数据业务数据业务商用商用 144Kbps（快速移动环境）（快速移动环境）384Kbps（步行环境）（步行环境）2Mbps （固定位置环境）（固定位置环境）cdma2000系统的总体结构系统的总体结构 无线接入网无线接入网空中接口空中接口MSBTSBTSBSCBTSBSCPCFMSHLRACEIRVLRIP网络网络PDSN/FAAAAHA 电路域核心网电路域核心网分组域

2、核心网分组域核心网A接口接口MSCPSTN四、无线接入网四、无线接入网A A接口的网络参考模型接口的网络参考模型图图5-4 5-4 电路域网络参考模型电路域网络参考模型 cdma2000cdma2000分组域核心网网络参考模型分组域核心网网络参考模型 cdma2000cdma2000发送频段分配（发送频段分配（1 1） 北美700 MHz蜂窝频段(Band Class 7)(Band Class 3) JTACS频段下行上行下行上行TACS频段(Band Class 2)上行下行(Band Class 0) 北美蜂窝频段上行下行上行下行(Band Class 9) 900 MHz频段上行下行第

3、二800 MHz频段(Band Class 10)800 MHz欧洲PAMR频段(Band Class 12)上行下行8248498698948729608328708879257467647948809159259608068248969018518699359408708769159219179157767207407607808008208408608809009209409609801000频率( MHz)北美700 MHz蜂窝频段(Band Class 7)(Band Class 3) JTACS频段下行上行下行上行TACS频段(Band Class 2)上行下行(Band Clas

4、s 0) 北美蜂窝频段上行下行上行下行(Band Class 9) 900 MHz频段上行下行第二800 MHz频段(Band Class 10)800 MHz欧洲PAMR频段(Band Class 12)上行下行上行NMT-450频段(Band Class 5)下行400 MHz欧洲PAMR频段(Band Class 11)上行下行412420430450460470479483489493410420451457.5420430461467.5400420440460480500520上行NMT-450频段(Band Class 5)下行MHz欧洲PAMR频段(Band Class 11)

5、上行下行北美700 MHz蜂窝频段(Band Class 7)(Band Class 3) JTACS频段下行上行下行上行TACS频段(Band Class 2)上行下行(Band Class 0) 北美蜂窝频段上行下行上行下行(Band Class 9) 900 MHz频段上行下行第二800 MHz频段(Band Class 10)800 MHz欧洲PAMR频段(Band Class 12)上行下行82484986989487296083287088792574676479488091592596080682489690185186993594087087691592191791577672

6、0740760780800820840860880900920940960980频率( MHz)北美700 MHz蜂窝频段(Band Class 7)(Band Class 3) JTACS频段下行上行下行上行TACS频段(Band Class 2)上行下行(Band Class 0) 北美蜂窝频段上行下行上行下行(Band Class 9) 900 MHz频段上行下行第二800 MHz频段(Band Class 10)800 MHz欧洲PAMR频段(Band Class 12)上行下行上行NMT-450频段(Band Class 5)下行400 MHz欧洲PAMR频段(Band Class

7、11)上行下行412420430450460470479483489493410420451457.5420430461467.5400420440460480500520上行NMT-450频段(Band Class 5)下行MHz欧洲PAMR频段(Band Class 11)上行下行上行NMT-450频段(Band Class 5)下行400 MHz欧洲PAMR频段(Band Class 11)上行下行412420430450460470479483489493410420451457.5420430461467.5400420440460480500520上行NMT-450频段(Band

8、Class 5)下行MHz欧洲PAMR频段(Band Class 11)上行下行185019101930199017501780184018701920198021102170171017851805188017001750180018501900195020002050210021502200频率(MHz)上行下行上行下行下行上行北美PCS频段(Band Class 1)韩国PCS频段(Band Class 4)IMT-2000频段(Band Class 6)1800 MHz 频段(Band Class 8)185019101930199017501780184018701920198021

9、102170171017851805188017001750180018501900195020002050210021502200频率(MHz)上行下行上行下行下行上行北美PCS频段(Band Class 1)韩国PCS频段(Band Class 4)IMT-2000频段(Band Class 6)1800 MHz 频段(Band Class 8)cdma2000发送频段分配（发送频段分配（2）SR1混合配置混合配置 实现非对称的数据业务实现非对称的数据业务 重叠配置重叠配置 正交性保证系统可正交性保证系统可 同时支持两种模式同时支持两种模式1.25MHz反向链路反向链路1.25MHz在在3

10、 3个载波之一上发送个载波之一上发送SR1SR3前向链路前向链路SR3独立配置独立配置 SR1和和SR3的频带配置的频带配置 BS必须支持在必须支持在RC1、3或或7中的操作，这中的操作，这3种种RC是最基本的是最基本的RCBS还可以支持在还可以支持在RC2、4、5、6、8或或9中的操作中的操作支持支持RC2的的BS必须支持必须支持RC1；支持；支持RC4或或5的的BS必须支持必须支持RC3；支持支持RC6、8或或9的的BS必须支持必须支持RC7。BS不能在不能在FL业务信道上使用业务信道上使用RC1或或2的同时使用的同时使用RC3、4或或5MS必须支持在必须支持在RC1、3或或5中的操作，这

11、中的操作，这3种种RC是最基本的是最基本的RC。MS还可以支持在还可以支持在RC2、4或或6中的操作。中的操作。支持支持RC2的的MS必须支持必须支持RC1；支持；支持RC4的的MS必须支持必须支持RC3；支持；支持RC6的的MS必须支持必须支持RC5。MS不能在不能在RL业务信道上使用业务信道上使用RC1或或2的同时使用的同时使用RC3或或4表示与表示与IS-95后向兼容后向兼容前向链路前向链路公共指公共指配信道配信道公共功率公共功率控制信道控制信道导频导频信道信道公共控公共控制信道制信道同步同步信道信道业务业务信道信道广播控广播控制信道制信道寻呼寻呼信道信道快速寻快速寻呼信道呼信道前向导前

12、向导频信道频信道发送分集发送分集导频信道导频信道辅助导辅助导频信道频信道辅助发送分辅助发送分集导频信道集导频信道01个个专用专用控制信道控制信道基本信道基本信道子信道子信道前向补充码分信道前向补充码分信道（ RC1 2）01个个功率控制功率控制前向补充信道前向补充信道（ RC3 5）Mobile Communication TheoryMobile Communication Theory1/2 (RC 4) 1/4 (RC 3 或 5) 卷积码 或Turbo码 (N 360) 前向补充信道1/2 (RC 1 或 2) 卷积码前向补充码分信道1/2 (RC 1, 2, 或 4) 1/4 (RC

13、 3 或 5) 卷积码前向基本信道1/4 (RC 3 或 5) 1/2 (RC 4) 卷积码前向专用控制信道1/4 或 1/2卷积码前向公共控制信道1/4 或 1/2卷积码公共指配信道-无公共功率控制信道-无快速寻呼信道1/4 或 1/2卷积码广播信道1/2卷积码寻呼信道1/2卷积码同步信道编码速率RFEC信道类型lIS-95IS-95系统使用三种码系统使用三种码: :短码短码PNPN用以区分不同的基站；用以区分不同的基站；WalshWalsh码码用以区分不同的前向信道；用以区分不同的前向信道；用以用以lCDMA2000CDMA2000系统也使用三种码：系统也使用三种码：短码短码PNPN用以区

14、分不同的基站；用以区分不同的基站；WalshWalsh码码用以区分不同的前向信道和反向信道；用以区分不同的前向信道和反向信道；用以用以PN短码短码15139875 ( )1IIPxxxxxxx支 路 ：151211106543 ( )1QQPxxxxxxxxx支路：PN长码长码423533312726252221191817161076532( ) 1P xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx长码发生器的结构 42 42比特长码掩码比特长码掩码最高有效位最低有效位模2 加长码输出长码输出最高最高有效位有效位最低最低有效位有效位 模模2 2加加 长码发生器长码发生器Walsh码码WN2N/n

15、Walsh码码准正交函数（准正交函数（QOF）当 被 使 能时 ， 旋 转9 0 度 ， 即输 出 为-Q + jIW A L S H 函 数Q 路 数 据 流Q O F sig nI路 数 据 流W A L S H ro t使 能IQ2560W25610W256213W256111W数据分离数据分离QPSK映射映射0- 11- -1QPSK映射映射0- 11- -1符号重复符号重复(+ +)符号重复符号重复(+ -)增益增益A增益增益BWalsh n复复PN码码序列序列交织符号交织符号AB1b2b2s1s正交发送分集结构正交发送分集结构 1122eosx Wsx Wb1b2w1w2b1 w1

16、b2 w2b2 w1b1 w2bS1S2-21空时扩展分集结构空时扩展分集结构 112212112222bWb WSb WbWS前向公共指配信道前向公共指配信道前向公共控制信道前向公共控制信道前向专用控制信道前向专用控制信道前向基本信道前向基本信道前向补充信道前向补充信道前向补充码分信道前向补充码分信道前向导频信道前向导频信道前向同步信道前向同步信道前向寻呼信道前向寻呼信道前向广播控制信道前向广播控制信道前向快速寻呼信道前向快速寻呼信道前向公共功率控制信道前向公共功率控制信道信道比特信道比特块交块交织器织器调制调制符号符号比特比特/帧帧W帧质量帧质量指示位指示位8位保留位保留/编编码器尾比特码

17、器尾比特卷积或卷积或Turbo 编码器编码器24bit/5ms比特比特数据速率数据速率（kbps ）16bit/20ms1669.61.5符号符号192768速率速率（ksps ）38.438.4/n符号符号删除删除删除删除无无符号符号重复重复R1/41/4系数系数140bit/20n ms62.7/n76838.4/n1/480bit/20n ms84.8/n76838.4/n1/4172bit/20n ms129.6/n76838.4/n1/4360bit/20n ms1619.2/n153676.8/n1/4744bit/20n ms1638.4/n3072153.6/n1/41512b

18、it/20n ms1676.8/n6144307.2/n1/43048bit/20n ms16153.6/n12288614.4/n1/41到到3047bit/20n ms1/581/94无无2无无1无无1无无1无无1无无1F-FCH/F-SCH信道结构（信道结构（RC3，编码部分），编码部分） 信道比特信道比特块交块交织器织器调制调制符号符号比特比特/帧帧W帧质量帧质量指示位指示位8位保留位保留/编编码器尾比特码器尾比特卷积或卷积或Turbo编码器编码器24bit/5ms比特比特数据速率数据速率（ kbps ）21bit/20ms1669.61.8符号符号192768速率速率（ksps ）3

19、8.438.4/n符号符号删除删除删除删除无无符号符号重复重复R1/41/4系数系数155bit/20n ms83.6/n76838.4/n1/4125bit/20n ms107.2/n76838.4/n1/4267bit/20n ms1214.4/n76838.4/n1/4552bit/20n ms1628.8/n153676.8/n1/41128bit/20n ms1657.6/n3072153.6/n1/42280bit/20n ms16115.2/n6144307.2/n1/44584bit/20n ms16230.4/n12288614.4/n1/41 到到4583bit/20n m

20、s4/1284/1244/1224/1214/1214/1214/1214/121保留保留比特比特比特比特011110000调制调制符号速率符号速率加扰比特重复加扰比特重复I和和Q路加扰比特抽取器路加扰比特抽取器加扰比特重复系数在非发送分集模式加扰比特重复系数在非发送分集模式下为下为1，在发送分集模式下为，在发送分集模式下为2信号映射信号映射0111信道信道增益增益X长码发生器长码发生器（1.2288Mcps ）用户用户m的的长码掩码长码掩码以调制符号速率以调制符号速率 /（2加扰比特重加扰比特重复系数）的速率抽取比特对复系数）的速率抽取比特对W调制调制符号速率符号速率抽取器抽取器功率控制比特

21、功率控制比特位置抽取器位置抽取器前向功前向功率控制率控制子信道子信道增益增益功率功率控制控制符号符号插入插入功率控制比特功率控制比特取值为取值为1每每20ms 帧帧16bits或每或每5ms帧帧4bits调制调制符号速率符号速率抽取定时抽取定时控制控制（800Hz ）解复用解复用(a)非发送分集模式非发送分集模式YIYQXXIXQYIYQ解复用解复用YI1YI2XXIXQYQ1YQ2解复用解复用解复用解复用YI1YI2YQ1YQ2(b)发送分集模式发送分集模式前向链路解复用前向链路解复用 前向链路扩频调制结构（非发送分集模式）前向链路扩频调制结构（非发送分集模式） 基带滤波器基带滤波器cos(

22、2 p pfct)基带滤波器基带滤波器sin(2 p pfct)s(t)复数乘法器复数乘法器+IQPNQPNIYIYQS S+S S+S SWalsh函数函数QOFsign使能旋转使能旋转p/2p/2(输出输出-Qin + jIin)WalshrotQinIin使能使能基带滤波器基带滤波器cos(2p p fct)基带滤波器基带滤波器sin(2p p fct)s1(t)复数乘复数乘+IQYI1YQ1PNQPNI基带滤波器基带滤波器cos(2p p fct)基带滤波器基带滤波器sin(2p p fct)s2(t)+IQYI2YQ2Walsh函数函数QOFsign使能旋转使能旋转p/2p/2(输出

23、输出-Qin + jIin)WalshrotQinIinEnableWalsh函数函数QOFsign使能旋转使能旋转p/2p/2(输出输出-Qin + jIin)WalshrotQinIinEnable符号重复符号重复(+ +)符号重复符号重复(+ - )符号重复符号重复(+ +)符号重复符号重复(+ - )S SS SS S+S S+S S+S S基带滤波器基带滤波器cos(2p p fct)基带滤波器基带滤波器sin(2p p fct)s1(t)复数乘复数乘IQPNQPNI基带滤波器基带滤波器cos(2p p fct)基带滤波器基带滤波器sin(2p p fct)s2(t)-+IQWals

24、h函数函数QOFsign使能旋转使能旋转p/2p/2(输出输出-Qin + jIin)WalshrotQinIinEnableWalsh函数函数QOFsign使能旋转使能旋转p/2p/2(输出输出-Qin + jIin)WalshrotQinIinEnableS SS SS SS S-+S S+S SYI1符号重复符号重复(+ +)YI2符号重复符号重复(+ - )-+S SYQ1符号重复符号重复(+ +)YQ2符号重复符号重复(+ - )+S SYI1符号重复符号重复(+ - )YI2符号重复符号重复(+ +)+S SYQ1符号重复符号重复(+ - )YQ2符号重复符号重复(+ +)+-S

25、S前向链路扩频调制结构（前向链路扩频调制结构（STS模式）模式）反向链路反向链路增强型增强型接入信道接入信道反向公共反向公共控制信道控制信道接入接入信道信道反向业务信道反向业务信道（RC1 或或RC 2）反向业务信道反向业务信道（ RC3到到RC4 ）反向导频信道反向导频信道增强接入信道增强接入信道表示与表示与IS-95后向兼容后向兼容反向导频信道反向导频信道反向公共控制反向公共控制信道信道反向基本信道反向基本信道07个反向补充个反向补充码分信道码分信道反向导频信道反向导频信道0或或1个个反向专用控制信道反向专用控制信道0或或1个个反向基本信道反向基本信道0到到2个个反向补充信道反向补充信道反

26、向反向功率控制子信道功率控制子信道cdma2000 1x 反向链路物理信道划分反向链路物理信道划分 信道比特信道比特块交块交织器织器调制调制符号符号比特比特/帧帧C帧质量帧质量指示位指示位8位保留位保留/编编码器尾比特码器尾比特卷积或卷积或Turbo编码器编码器24bit/5ms比特比特数据速率数据速率（kbps ）16bit/20ms1669.61.5符号符号3841536速率速率（ksps）76.876.8/n符号符号删除删除删除删除无无符号符号重复重复R1/41/4系数系数240bit/20n ms62.7/n153676.8/n1/480bit/20n ms84.8/n153676.8

27、/n1/4172bit/20n ms129.6/n153676.8/n1/4360bit/20n ms1619.2/n153676.8/n1/4744bit/20n ms1638.4/n3072153.6/n1/41512bit/20n ms1676.8/n6144307.2/n1/43048bit/20n ms16153.6/n12288614.4/n1/41到到6119bit/20n ms1/5161/98无无4无无2无无1无无1无无1无无16120bit/20n ms16307.2/n12288614.4/n1/2无无1R-FCH/R-SCH信道结构（信道结构（RC3） 增益增益增益增益

28、+复数乘法器复数乘法器+基带基带滤波器滤波器基带基带滤波器滤波器cos(2pfct)sin(2pfct)增益增益 W816W416W12 或或 W24 R-SCH1, W28 R-DCCH 和和R-EACHBCC反向导频信道反向导频信道R-PICH反向补充信道反向补充信道1，反向公，反向公共控制信道共控制信道, 增强接入信道增强接入信道R-SCH1,R-DCCH,R-EACH反向基本信道反向基本信道R-FCH反向专用控制信道反向专用控制信道R-DCCH除以除以 2 W12CA增益增益+反向补充信道反向补充信道2R-SCH2W24 和和 W68s(t)1-Chip延时延时长码发生器长码发生器(1

29、.2288 Mcps)PNI长码掩码长码掩码I支路数据支路数据Q支路数据支路数据+增益增益+PNIQ p移动台移动台(MS)加电后扫描加电后扫描CDMA载频；载频；p在在CDMA载频上扫描最强的前向导频信道（载频上扫描最强的前向导频信道（F-PICH），进行初步同步，），进行初步同步，包括频率同步和相位同步；包括频率同步和相位同步；p对对F-PICH对应的前向同步信道（对应的前向同步信道（F-SYNCH）进行解码，从而与系统）进行解码，从而与系统进行完全同步，包括系统时间同步、长码序列状态同步、导频偏置同步进行完全同步，包括系统时间同步、长码序列状态同步、导频偏置同步等；等；p监听前向寻呼信道（监听前向寻呼信道（R-PCH），获得系统的各种参数配置信息；），获得系统的各种参数配置信息；p监听前向快速寻呼信道（监听前向快速寻呼信道（R-QPCH），提前预知是否有针对自己的寻），提