CDMA通信原理培训课件

CDMA通信原理目录一、CDMA概述讲解二、CDMA基础原理三、CDMA重要技术四、CDMA基本信道介绍一、CDMA概述讲解

1.1CDMA发展概况1.2CDMA技术特点移动通信发展历程概况：第一代移动通信1980s第二代移动通信1990s第三代移动通信现在3G为运营商提供了完善的解决方案

AMPS模拟技术TACSNMTOTHERS数字技术语音业务GSMCDMAIS95TDMAIS-136PDC宽带业务UMTSWCDMACDMA2000TD-SCDMACDMA发展历程A接口的网络参考模型BSCBTSPCFPDSNMSCBSCBTSPCFPDSNMSCA10/A11A8/A9A3/A7A1/A2/A5Abis系统A系统BA1/A2/A5（BSC和MSC间的接口）A1是控制信令部分，使用七号信令中的MTP和SCCP为承载A2是语音部分，采用64KPCM电路。A5是电路型数据，在64KPCM电路基础上定义一个简单协议A3/A7（两个BSC间的接口）支持两个BSC间的软切换。A3接口传递业务信息A7接口传递控制信令信息。A8/A9（BSC和PCF间的接口）

BSC和PCF多做在一个物理实体中。A10/A11（PCF和PDSN间的接口）cdma2000系统中无线部分和分组部分的连接点，又称R-P接口A10负责传递业务A11负责传递信令A接口的4个部分CDMA2000系统结构功能实体和重要接口移动台空中接口无线接入网A接口核心网无线接入网空中接口MSBTSBTSBSCBTSBSCPCFMSPSTNHLRACEIRVLRIP网络PDSN/FAAAAHA电路域核心网分组域核心网A接口MSC话音和数据业务平台智能网部分短消息业务部分WAP业务部分定位业务部分

WAP核心网电路域核心网分组域智能网无线部分BSCPCFHAAAAVLRMSC/SSPPSTN/ISDNIPSCPWAP网关BTSBSCBTSPCF定位PDEMPCBTS短消息MCIWFHLR/ACPDSN/FAIP无线接入网组成功能基站收发信机（BTS）收发空中接口的无线信号基站控制器（BSC）对其所管辖的多个BTS进行管理：将话音和数据分别转发给MSC和PCF；接收来自MSC和PCF的话音和数据。分组控制功能（PCF）与分组数据业务有关的无线资源控制基站子系统新增接口BSC需要支持与BTS之间的Abis接口（设备制造商的私有接口）PCF与BSC之间，以及两个BSC之间的接口通常是作为A接口的一部分。CDMA技术特点1FrequencyTimePowerFrequencyTimePowerFrequencyTimePowerFDMATDMACDMA采用调频的多址技术.业务信道在不同频段分配给不同的用户。TACS、AMPS采用时分的多址技术。业务信道在不同的时间分配给不同的用户GSM、DAMPSCDMA是采用扩频的码分多址技术。所有用户在同一时间、同一频段上、根据不同的编码获得业务信道AMPS,D-AMPS,N-AMPSCDMA303010kHz200kHz1250kHz131Users8Users20Users111111111111112344325617TypicalFrequencyReuseN=7TypicalFrequencyReuseN=4TypicalFrequencyReuseN=1Vulnerability:C/I@17dBVulnerability:C/I@12-14dBVulnerability:Eb/No

@6--7dBGSM111223344无线网络规划简单，频率复用系数高，工程设计简单，扩容方便CDMA技术特点2覆盖范围大，是标准GSM的2倍左右，相同覆盖范围所用的基站少，节省投资;举例:覆盖1000km2：GSM需要200个基站，CDMA只需50个基站。CDMA技术特点3隐蔽性好，保密性好,很难被盗打伪随机序列信源信号TX解调信号RX伪随机序列扩频信号每个用户都深深淹没在噪声里CDMA技术特4采用独特的软切换技术，降低了掉话率CDMA：小区/扇区切换采用软/更软切换切换是先接续再中断服务质量高,有效减低掉话其他无线系统：小区/扇区切换采用硬切换切换是先中断再接续容易产生掉话CDMA技术特5采用完善的功率控制、话音激活技术，降低了手机发射功率，增加了系统容量，延长了电池使用时间，对人体健康的影响最小,绿色手机发射功率小：功率控制，语音激活.CDMA技术特6800MHz频谱分配13346679911023333666715799716ChannelNumbersABandBBandA’A”B’10193778119160201242283384425466507548589630691777CDMAA-BandCarriersCDMAB-BandCarriers876543211234567998*****

Requiresfrequencycoordinationwithnon-cellularinterferers**

RequiresfrequencycoordinationwithA-bandcarrierABandPrimaryChannel 283ABandSecondaryChannel 691BBandPrimaryChannel 384BBandSecondaryChannel 777736中心频率基站收（上行）:825.00+0.03N基站发（下行）:870.00+0.03N频点二、CDMA基础原理2.1扩频与解扩知识2.2WALSH码、短码、长码知识2.3调制与解调知识

CDMA基本原理 CDMA是利用码序列正交性或准正交区分不同用户，它是在同频、同时条件下。各个接收机根据信号码型之间的差异分离出需要的信号。CDMA通信的基本原理

CDMA通信与传统的通信系统相比较，发端多了扩频调制，收端多了扩频解调。发送端：将待传的话音通过A/D转换将模拟语音转变成二进制数据信息，通过高速率的伪随机扩频调制，从原理上讲，两者相乘，扩展到一个很宽的频带，因而在信道中传输信号的带宽远远大于信息带宽。信源编码信道编码交织加扰扩频调制射频发射bitsymbolsymbolchip接收端：接收机接收到有用信号、各种干扰和噪声。本地伪码与有用扩频信号中伪码一致，通过相关运算还原成原始窄带信号，顺利通过窄带滤波器，恢复语音数据。而接收到的干扰和噪声，由于和本地伪随机序列不相关，经过接收解扩，将干扰和噪声频谱大大扩展，频谱功率密度大大下降，落入窄带滤波器的干扰和噪声分量大大下降，因此在窄带滤波器输出端的信噪比(或信干比)得到了极大改善。信源解码信道解码解交织解扰解扩解调射频接收bitsymbolsymbolchip流程图总括CDMA以一个窄带信号开始，采用扩频技术扩展到1.2288MHz的宽带信号接收时，从宽带信号中恢复信号CDMA系统干扰主要来自相邻小区和同小区其他用户比特(Bit),符号(Symbol),码片(Chip)输入的含有信息的数据称为比特.经过信道编码和交织后的数据成为符号.经过最终扩频得到的数据成为码片.白噪声突发干扰扩频前信号扩频后信号解扩后信号解扩前信号白噪声突发干扰S(f)fS(f)fS(f)fS(f)f扩频/解扩图示扩频后的发送数据

(异或运算）100101101001011001101001用户输入信息正交扩频序列-1（正交函数）+1-1+1-1011001100110不相关定义:如果两个二进制序列的异或结果具有相同个数的0和1,那么,这两个序列不相关.正交函数具有0相关性,即不相关.10011+1-1接收的数据100101100110100110010110011001100110011011110000000011111111相关扩频序列-1?????接收数据100101100110100110010101010101010101010111000011001111001100Walsh码Walsh码是一种正交扩频码.

不同的Walsh码之间全部都是正交的.完全正交：互相关系数为0Wim

代表阶数为m的Walsh矩阵中的第i行.W2n=WnWnWnWnW1=0W2=0001W4=0000010100110110

WALSHCODES#----------------------------------64-ChipSequence------------------------------------------00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101012001100110011001100110011001100110011001100110011001100110011001130110011001100110011001100110011001100110011001100110011001100110400001111000011110000111100001111000011110000111100001111000011115010110100101101001011010010110100101101001011010010110100101101060011110000111100001111000011110000111100001111000011110000111100701101001011010010110100101101001011010010110100101101001011010018000000001111111100000000111111110000000011111111000000001111111190101010110101010010101011010101001010101101010100101010110101010100011001111001100001100111100110000110011110011000011001111001100110110011010011001011001101001100101100110100110010110011010011001120000111111110000000011111111000000001111111100000000111111110000130101101010100101010110101010010101011010101001010101101010100101140011110011000011001111001100001100111100110000110011110011000011150110100110010110011010011001011001101001100101100110100110010110160000000000000000111111111111111100000000000000001111111111111111170101010101010101101010101010101001010101010101011010101010101010180011001100110011110011001100110000110011001100111100110011001100190110011001100110100110011001100101100110011001101001100110011001200000111100001111111100001111000000001111000011111111000011110000210101101001011010101001011010010101011010010110101010010110100101220011110000111100110000111100001100111100001111001100001111000011230110100101101001100101101001011001101001011010011001011010010110240000000011111111111111110000000000000000111111111111111100000000250101010110101010101010100101010101010101101010101010101001010101260011001111001100110011000011001100110011110011001100110000110011270110011010011001100110010110011001100110100110011001100101100110280000111111110000111100000000111100001111111100001111000000001111290101101010100101101001010101101001011010101001011010010101011010300011110011000011110000110011110000111100110000111100001100111100310110100110010110100101100110100101101001100101101001011001101001320000000000000000000000000000000011111111111111111111111111111111330101010101010101010101010101010110101010101010101010101010101010340011001100110011001100110011001111001100110011001100110011001100350110011001100110011001100110011010011001100110011001100110011001360000111100001111000011110000111111110000111100001111000011110000370101101001011010010110100101101010100101101001011010010110100101380011110000111100001111000011110011000011110000111100001111000011390110100101101001011010010110100110010110100101101001011010010110400000000011111111000000001111111111111111000000001111111100000000410101010110101010010101011010101010101010010101011010101001010101420011001111001100001100111100110011001100001100111100110000110011430110011010011001011001101001100110011001011001101001100101100110440000111111110000000011111111000011110000000011111111000000001111450101101010100101010110101010010110100101010110101010010101011010460011110011000011001111001100001111000011001111001100001100111100470110100110010110011010011001011010010110011010011001011001101001480000000000000000111111111111111111111111111111110000000000000000490101010101010101101010101010101010101010101010100101010101010101500011001100110011110011001100110011001100110011000011001100110011510110011001100110100110011001100110011001100110010110011001100110520000111100001111111100001111000011110000111100000000111100001111530101101001011010101001011010010110100101101001010101101001011010540011110000111100110000111100001111000011110000110011110000111100550110100101101001100101101001011010010110100101100110100101101001560000000011111111111111110000000011111111000000000000000011111111570101010110101010101010100101010110101010010101010101010110101010580011001111001100110011000011001111001100001100110011001111001100590110011010011001100110010110011010011001011001100110011010011001600000111111110000111100000000111111110000000011110000111111110000610101101010100101101001010101101010100101010110100101101010100101620011110011000011110000110011110011000011001111000011110011000011630110100110010110100101100110100110010110011010010110100110010110Walsh功能:每个符号都需要用Walsh码进行扩频.在前向,用于区分出不同的用户.在前/反向,用于区分信道类型.

变长Walsh码:对于不同的信息速率,使用不同的长度的Walsh码,以确保最后的扩频码片速率为1.2288MChips.64481632129600192003840076800153600307200614400W01=0W08=00000000W48=00001111W02=00W12=01W04=0000W24=0011W14=0101W34=0110W38=01100110W78=01101001W28=00110011W68=00111100W18=01010101W58=01011010W016W816W416W1216W216W1416W616W1416W116W916W516W1316W316W1116W716W1516短码短码（PseudoNoise）:是周期215

的M-序列,速率为1.2288Mcps.短码功能:系统利用PN短码的时间偏置来区别（BTS）扇区.可允许所有Walsh码在各（BTS）扇区复用.系统规定PN码最小偏移值为64chips，共有512个时间偏置（215/64=512）.同一（BTS）扇区内所有CDMA信道的短码相同,不同（BTS）扇区内的CDMA信道的短码时间偏置不同.Cell1PN0_120PN1_240PN2_360长码作用长码为一周期为242-1的m-序列，速率为1.2288Mcps

自相关特性：不同相位的m-序列的相关值为-1长码的作用反向用于提供信道化,在反向,与MS提供的掩码共同形成用户标识码,来区分出不同的MS前向用作扰码加密控制反向功率控制比特的插入长码发生器长码掩码用户长码序列

1100011000PERMUTEDESNAND=SUM三种码的作用区别Cell每种扩频序列在前向链路和反向链路上具有不同的用途但这些序列在两个方向上均用于生成用户的码分信道沃氏码短码序列长码序列序列类型互相正交除0偏置外正交近似正交特性6421数量64chips1/19,200sec.32,768chips26-2/3ms75xin2sec.242chips~41days长度正交调制四相扩频(0偏置)

区分用户反向（上行）链路功能前向信道识别区分扇区数据扰码前向(下行)链路功能IQ32,768chipslong26-2/3ms.(75repetitionsin2sec.)64

codes64chipslong

AND=SUMModulo-2Addition调制/解调将低频的模拟基带信号搬移到适于信道传输的高频段去发送.这种频谱搬移过程就称为调制,经调制后的信号称为已调信号.已调信号通过信道传输到接收端后,则需要将收到的已调信号再搬移到低频的原始基带频谱上,以恢复原始信号,这一搬移过程称为解调.调制/解调分类:最简单的调制/解调技术是从2ASK,2FSK,2PSK基础上发展起来的.在2ASK基础上,产生了正交幅度调制QAM,又称星座调制.在2FSK向多进制调制技术上发展,产生了MFSK.在2PSK在多进制的方向上发展,产生了QPSK,OQPSK,MPSK.以及DPSK等.调制/解调技术在CDMA中的应用:在CDMA中采用的各项调制技术包括BPSK,QPSK,OQPSK,MPSK等.前向信道中,主要采用QPSK调制技术.反向信道中,采用OQPSK/HPSK等调制技术.调制/解调1.2288Mcps1.2288Mcps前向链路:

在前向,BTS采用QPSK调制,并转换为模拟信号,混合之后经过射频发射.反向链路:在反向,移动台采用OQPSK调制,并转换为模拟信号,混合之后经过射频发射.三、CDMA关键技术前向功控基于测量报告功率控制闭环功率控制反向功控开环功率控制闭环功率控制功率控制软切换更软切换硬切换同频硬切换异频硬切换切换时间分集空间分集频率分集分集技术功率控制功率控制的必要性:解决远近效应问题.补偿衰落,提高通信质量增加系统的容量.远近效应 远近效应指当基站同时接收两个距离不同的移动台发来的信号时，由于两个移动台频率相同，则距离基站近的（设距离为d1）移动台MS1将对另一移动台MS2（设距离基站为d2，d2>>d1）信号产生严重干扰。 而CDMA是一个自干扰系统，很多用户共同使用同一频率，所以“远近效应”问题更加突出。无功率控制ABP()P()P()从A接收到功率

从B接收到功率A的发射功率B的发射功率TotalreceiveP()P()成功恢复用户A的信号用户B的信号被淹没解扩无线通信系统中的远近效应有功率控制ABP()P()P()从A接收到功率

从B接收到功率A的发射功率B的发射功率TotalreceiveP()P()成功恢复用户A的信号用户A的信号被淹没解扩无线通信系统中的远近效应（1）（2）（3）（4）解扩P()P()P()P()（1）（2）（3）P()（4）TotalreceiveCDMA2000是自干扰系统P()P()P()P()P()（5）P()（5）（5）（1）（2）（3）（4）Totalreceive解扩无功率控制P()P()（1）P()（2）P()（3）P()（4）Totalreceive解扩有功率控制

在移动通信网络中，这种远近效应普遍存在，甚至会影响网络的容量。所以必须采用功率控制，其目的：使每个用户到达基站的功率相同。从通信的正、反向链路分为：反向功率控制和正向功率控制；从实现功控方式分为：集中式功率控制和分布式功率控制；从功率控制环路类型分为：开环功控和闭环功控（外环功控与内环功控）。反向链路的功率控制 反向链路功率控制属于分布式功控，用来控制各移动台的发射功率大小，使基站接收到的所有移动台的信号功率或信干比基本相等。使各用户之间相互干扰最小，达到克服“远近效应”的目的；使系统容量达到最大（CDMA为干扰受限系统，干扰小，容量就大）；使移动台发射功率最合理，以节省能量，延长电池使用寿命。(1)反向开环功率控制反向开环功率控制是移动台的基本功能。前提条件：假设正向和反向传输损耗相同。过程：移动台接收并测量基站发来的信号强度；估计正向传输损耗；以此估计，移动台自行调整其发射功率。结果：每个移动台使用同样的过程，使所有到达基站的功率相等。范围：约85dB的动态范围，其响应时间也很短，只有几微秒的时间。保障：为了防止移动台一开始就使用很大的功率，增加不必要的干扰，又要保证通信质量，移动台在接入状态开始向基站发送信息时，先使用“接入尝试”程序。它实质上是一个功率逐步增大的过程。优点：简单易行，不需要在移动台和基站之间交换控制信息，因而不仅控制速度快而且节省开销。效果：对付慢衰落是比较有效的，缺点：对于信号因多径效应而引起的瑞利衰落，效果不佳。由于CDMA系统的收发频率相差45MHz，已远远超过信道的相干带宽，因而正向或反向无线短路的多径衰落是被此独立的（不相干）。不能认为移动台在正向信道上测得的衰落特性，就等于反向信道上的衰落特性。一般采用闭环功率控制方法。（2）反向闭环功率控制目的：克服不相关的瑞利衰落效应影响移动台信号在基站的接收效果。过程：由基站检测来自移动台的信号强度或信噪比，根据测得结果与预定的标准值相比较，形成功率调整指令，通知移动台调整其发射功率，调整阶距为1dB。范围：总共有48dB的动态范围。一般间隔1.25ms。

功率控制系统有许多可调整的参数：开环功率控制参数主要应用于根据不同小区规模和有效辐射功率进行调整；闭环功率控制的主要参数包括功率控制步长和动态范围。反向链路闭环功率控制包括两部分：内环功率控制，是保持移动台尽可能地接近它的预定的信号强度或信噪比的标准值：外环功率控制，为一个给定的移动台调整基站预定信号强度或信噪比的标准值，简称标称功率。 反向功率控制内环功控:BTS根据测量反向信道Eb/Nt值,与基站设定的Eb/Nt门限值相比较,来告诉MS如何调整发射功率.外环功控:BSC根据BTS上报的FER测量值,来告诉BTS如何调整Eb/Nt门限值.23闭环功控开环功控:MS根据在1.23MHZ上接收的总功率来调整自身的发射功率.1测量反向信道Eb/Nt插入功率控制比特设定Eb/Nt目标值测量FER反向闭环功控正向功率控制正向功率控制属于集中式功控，是调整基站向移动台发射的功率。使移动台无论处于蜂窝小区中的任何位置，收到基站发来的信号电平都恰好达到信干比所要求的门限值。可以避免向距离近的移动台发射过大的信号功率；可以防止或减少由于移动台进入传播条件恶劣或背景干扰过强的地区而发生误码串增大或通信质量下降的现象。理想情况：如果基站采用同步CDMA，且选用完全正交扩频码，基站发射结每个移动台的扩频信号完全正交，则移动台间的干扰就不存在。因此在单小区同步码分时，可不考虑正向功控。实际中：时变多径衰落的存在使得理想同步达不到。所以在多小区情况下，正向功率控制是必要的。但是其作用远不如反向功控。

正向功控在实现和性能上与反向功控有很大的区别。这些区别主要包括下面三个因素：正向为一点对多点，面反向为多点对一点，即正向为集中式功率控制而反向为分布式功率控制；正向使用共同的导频信号，同步和相关控制容易实现而反向则不同；正向功率的调整阶距较小，通常为0.5dB，调整的动态范围限制在标称功率的6dB之内。

正向功率控制方法也是由开环功控和闭环功控两部分组成。在开环功率控制过程中，基站利用接入程序期所接收的移动台的功率估算出正向链路的传输损耗，并调节各业务信道的起始功率；在闭环功率控制过程中，基站与移动台结合进行动态功率控制。由移动台检测基站发来信号的强度，并不断地比较信干比。如果小于预定的门限值，移动台就向基站发出增加功率的请求。基站收到调整功率的请求后，按0.5dB的调整阶距改变相应的发射功率。最大的调整范围为6dB。前向功率控制前向功率控制EIB功率控制:BTS根据MS以50bit/s发送的功控比特值来确定是否进行功率调节.是一种慢速功率调节.123基于测量报告:BTS根据MS以周期/门限方式上报帧质量来确定是否进行前向功率调节.是一种慢速功率调节.前向闭环功控:手机将测量接收到的前向业务信道Eb/Nt值,并将此值与门限相比较来要求基站增加或减少传输功率以保持业务信道的Eb/Nt值在合适的范围内.FER统计MSPowerControlBitEb/Nt

比较器BTSEb/Nt目标值Eb/Nt前向闭环功控切换分类切换软切换:在切换过程中,MS可以与两个或多个BTS保持联系,实现无缝切换,带来更好的话音质量.更软切换:在切换过程中,MS与同一基站的两个或多个扇区之间同时保持通讯.硬切换:在切换过程中,MS先中断与原BTS或载频的联系,再建立与目标BTS或载频的联系,即先中断再联系.切换过程中会有短暂的中断,容易引起掉话.硬切换分为:同频硬切换和异频硬切换.123切换技术 任何一种蜂窝网，都采用小区制方式，小区中常常分为若干个扇区。当移动台从一个小区（扇区）到另一个小区（扇区），或从一个业务区到另一个业务区，都需要进行过区切换。

CDMA蜂窝系统支持3种切换方式：不同载频的硬切换；同一载频的软切换；CDMA到AMPS的切换。更软切换：移动台由同一基站的一个扇区进入另一个具有同一载频的扇区时发生的切换。基站的RAKE接收机将来自两个扇区分集式天线的话音帧中最好的帧合并为一个业务帧，更软切换由基站控制完成。如图所示的是更软切换的原理。软切换：移动台从一个小区进入相同载频的另外一个小区时采用的切换。此时移动台与不同小区或三个扇区保持通信(如图所示)。软切换由移动交换中心(MSC)控制完成。

软切换是先接后断，具有突出的优越性：提供了切换的可靠性。在硬切换中，如找不到空闲信道或切换指令的传输发送错误，则切换失败导致通信中断。当移动台靠近两个小区的交界处需要切换时，两个小区的基站在该处信号电平都较弱并有起伏变化，这会导致移动台在两个基站之间反复要求切换（即“乒乓”现象），从而重复地往返传送切换信息，使系统控制的负荷加重，引起过载使通信中断。软切换为实现分集接收提供了条件。当移动台处于两个或三个小区的交界处进行软切换时，会有两个或三个基站同时向它发送相同信息，移动台采用RAKE接收机进行分集合并即起到了多基站宏分集的作用，提高了正向业务信道的抗衰落性能，提高话音质量。在反向业务信道中，会有两个或三个基站同时收到一个移动台发出的信号，这些基站对所收信号进行解调并进行质量估计，然后送往MSC。这些来自不同基站而内容相同的信号由MSC采用选择合并方式逐帧挑选质量好的信号，从而实现了反向业务信道的分集接收，提高了反向业务信道的抗衰落性能。具有相同的频率但有不同的PN短码相位的导频集合激活集候选集相邻集当前不在有效集中，但其对应的前向业务信道已有足够强度可以被成功解调的所有导频集合当前不在有效集或候选集中但是有可能进入候选集的导频集合其它导频集合剩余集正在和手机保持通信的所有导频的集合软切换的相关参数

T_ADD：导频信号加入门限，如果移动台检查相邻导频信号集或剩余导频信号集中的某一个导频信号的强度达到T_ADD，移动台将把这一导频信号加到候选导频信号集中，并向基站发送导频强度测量报告消息（PSMM）。T_DROP：导频信号去掉门限，移动台需要对在有效导频信号集和候选导频信号集里的每一个导频信号保留一个切换去掉定时器。每当与之相对应的导频信号强度小于T_DROP时，移动台需要打开定时器。如果与之相对应的导频信号强度超过T_DROP，移动台复位该定时器。如果达到T_TDROP，移动台复位该定时器，并向基站发送PSMM消息。如果T_TDROP改变，移动台必须在100ms内开始使用新值。T_TDROP：切换去掉定时器，若该定时器超时，若该定时器所对应的导频信号是有效导频信号集的一个导频信号，就发送导频信号强度测量消息。如果这一导频信号是候选导频信号集中的导频信号，它将被移至相邻导频信号集。T_COMP：有效导频信号集与候选导频信号集比较门限，当候选导频信号集里的导频信号强度比有效导频信号集中的导频信号超过此门限时，移动台发送一个导频信号强度测量报告消息。基站置这一字段为候选导频信号集与有效导频信号集比值的门限，单位为0.5dB。SRCH_WIN_A：有效导频信号集和候选导频信号集搜索窗口大小，它对应于移动台使用的有效导频信号集和候选导频信号集搜索窗口的大小。移动台的搜索窗口以有效导引信号集中最早到来的可用导频信号多径成分为中心。SRCH_WIN_N：相邻导频信号集搜索窗口大小，它对应于移动台使用的相邻导引信号集搜索窗口大小的值。移动台应以导频的PN序列偏置为搜索窗口中心。SRCH_WIN_R：剩余导频信号集搜索窗口大小，它对应于移动台使用的相邻导频信号集搜索窗口大小的值。移动台应以导频的PN序列偏置为搜索窗口中心，移动台应仅搜索剩余导频信号集中其导频信号PN序列偏置等于PILOT_INCs整数倍的导频信号。1X系统关于切换的参数还有以下三个：软切换斜率、切换加截距、切换去截距软切换相对门限值PilotP1PilotP2PilotP0t0T_COMP×0.5dBt1t2T_ADD导频强度P0——候选集中的导频P1,P2——激活集中的导频t0——当P0>T_ADD时发送导频强度测量消息t1——当P0>P1+T_COMP×0.5dB时发送导频强度测量消息t2——当P0>P2+T_COMP×0.5dB时发送导频强度测量消息软切换过程MS检测到某个导频强度超过T_ADD，发送导频强度测量消息PSMM给BS，并且将该导频移到候选集中；BS发送切换指示消息；MS将该导频转移到有效导频集中，并发送切换完成消息；有效集中的某个导频强度低于T_DROP，MS启动切换去定时器（T_TDROP）；切换去定时器超时，导频强度仍然低于T_DROP，MS发送PSMM；BS发送切换指示消息；MS将该导频从有效导频集移到相邻集中，并发送切换完成消息。三、分集接收分集接收：指接收端对它收到的多个衰落特性互相独立（携带同一个信息数据流）的信号进行特定的处理，以降低信号的电平起伏。一是分散传输，使接收端能获得多个统计独立的、携带同一信息数据流的衰落信号；二是集中合并处理，接收机把收到的多个独立的衰落信号进行合并以降低衰落的影响。分集接收技术用于减少衰落的影响，在不增加发射机功率或信道带宽的情况下提高系统的可靠性。分集类型分集技术主要是利用信号的基本参量在时域、频域和空域中，如何分散开又如何收集起来的技术。（1）宏分集作用：用于减少由于阴影效应而引起的大范围衰落，也称为“多基站”分集。作法：把多个基站设置在不同的地理位置和不同方向上，同时和小区内的一个移动台进行通信(可以选用其中信号最好的一个基站进行通信)。效果：只要在各个方向上的信号传播不是同时受到阴影效应或地形的影响而出现严重的慢衰落，用这种方法就能保证通信不会中断。不分集与分集差异较大，属于质变。分集增益正比于分集的数量N，其改善是有限的，属于量变，且改善程度随分集量的增加而逐步减少。工程上要在性能或复杂性间作一折衷，一般取N＝2－4。（2）微分集微分集在同一地点使用两个或多个天线，是一种减小快衰落影响的分集技术。理论和实践都表明，在空间、频率、极化、场分量、角度及时间等方面分离的无线信号，都呈现互相独立的衰落特性。据此，微分集又可分为下列7种：空间分集、频率分集、极化分集、场分量分集、角度分集及时间分集、路径分集。空间分集。空间分集的依据在于快衰落的空间独立性，即在任意两个不同的位置上接收同一个信号，只要两个位置的距离达到一定程度，则两处所收信号的衰落是不相关的。为此空间分集的接收机多幅天线接收。

接收天线间隔距离d与工作波长、地物及天线高度有关，在移动信道中，通常取：在满足上式的条件下，两信号的衰落相关性已很弱，d越大，相关性就越弱。如900MHz频段系统，两幅天线的间隔也只需0.27米。频率分集。由于频率间隔大于相关带宽的两个信号所遭受的衰落可认为是不相干的，因此可用两个以上不同的频率传输同一信息，以实现频率分集。根据相关带宽的定义，即时间分集。快衰落还具有时间独立性，即同一信号在不同时间、区间多次重发，只要各次发送的时间间隔足够大，那么各次发送信号所出现的衰落就彼此独立，接收机将重复收到的同一信号进行合并，就能减少衰落的影响。作用：时间分集主要用于在衰落信道中传输数字信号；也有利于克服移动信道中由多普勒效应引起的信号衰落现象。

为了使重复传输的数字信号具有独立的特性，必须保证数字信号的重发时间间隔满足以下关系：（3）隐分集概念：把分集作用隐蔽于传输信号之中。方法：隐分集技术主要是交织编码等。目的：在于克服突发性干扰，通常将连续出现的误码分散开来，变成随机差错，采用分组纠错技术(如卷积编码)纠正随机差错，从而间接地纠正了连续的突发性差错。例子：假设原始信息为：

1110011011001010l01100101011

共计28位，按4x7矩阵排列，依次按行写入发送矩阵，如下图所示：合并方式分集接收中，在接收端从不同的M（M≥2）个独立支路获得分集信号，可以通过不同形式的合并技术来获得分集增益。

选择不同的加权系数，就可构成不同的合并方式：选择性合并、最大比值合并、等增益合并。选择式合并。是检测所有分集支路的信号，以选择其中信噪比最高的那一个支路的信号作为合并器的输出。所以加权系数只有一项为1，其余均为0。选择式合并又称开关式相加。这种方式方法简单，实现容易。但由于未被选择的支路信号弃之不用，因此抗衰落不如后述两种方式。如果在中频或高频实现合并，就必须保证各支路的信号同相，这常常会导致电路的复杂度增加。M重分集选择式合并接收机1接收机2∑图3－23最大比值合并方式a1a2接收机1接收机2∑图3－24等增益合并4.分集合并的性能在通信系统中信噪比是一项重要性能指标。模拟通信系统中信噪比决定话音质量；数字通信系统中信噪比决定了误码率。分集合并的性能指合并前后信噪比改善程度即有分集（M=2,3,…）与无分集（M=1）信噪比改善的程度。为了便于比较3种合并方式性能，假设均满足下列3个条件：每一支路均为加性高斯噪声，它与信号无关；信号包络（幅度）的衰落速率远低于信号的最低调制频率；各支路信号的衰落互不相关，彼此独立。由此分析得出了三种合并方式的平均信噪比改善因子与分集重数M的关系。如图3－25所示。cba1234567891012345678910M平均信噪比改善D(M)/dBa→最大比值合并b→等增益合并c→选择式合并图3－25三种合并方式D(M)与M的关系曲线四、CDMA基础信道介绍4.1导频信道4.2同步信道4.3寻呼信道4.4业务信道CDMA系统的逻辑信道

在CDMA系统中，各种逻辑信道都是由不同码序列来区分的。而CDMA系统在基站至移动台传输方向上，设置了导频信道、同步信道、寻呼信道和正向业务信道；在移动台至基站传输方向上，设置了接入信道和反向业务信道。如下图所示：基站导频信道同步信道寻呼信道正向业务信道接入信道反向业务信道图4－4CDMA蜂窝系统信道分类由于CDMA系统采用码分多址方式，收发使用不同载频（收发频率差45MHz），即通信方式是频分双工。一个载频包含64个逻辑信道，占用带宽约1.23MHz。正向逻辑信道W0W1W7W8W31W32W33W34W62W63…………导频寻呼寻呼业务业务数据随路信令CDMA正向信道（基站发送的1.23MHz信道）图4－5正向传输的逻辑信道组成

正向传输中，采用64阶沃尔什函数区分逻辑信道，分别用W0，W1，…，W63表示。其中W0作为导频信道，W1是首选的寻呼信道，W2～W7也是寻呼信道；W8～W63用作也信道(其中W32为同步信道)，共计55。导频信道：用于传送导频信息，由基站连续不断地发送一种直接序列扩频信号，供移动台从中获得信道信息并提取相干载波以进行相干解调。也可对导频信号电平进行检测，以比较相邻基站的信号强度和决定是否要进行越区切换。为了保证各种移动台载波检测和提取可靠性，导频信道的功率高于业务信道和寻呼信道的平均功率。同步信道：用于传输同步信息，在基站覆盖范围内，各移动台可利用这些信息进行同步捕获，同步信道上载有系统时间和基站引导PN序列码的偏置系数，以实现移动台接收解调。其速率固定为1200b/s。

寻呼信道：供基站在呼叫建立阶段传输控制信息，每个基站有一个或几个（最多7个）寻呼信道，其上播送移动台用户识别码。移动台在建立同步后，就在首选寻呼信道（或基站指定寻呼信道上）监听由基站发来的信令，当收到基站分配业务信道的指令后就转入指配的业务信道进行信息传输。其速率可为4800或9600b/s。业务信道：载有编码话音或其它业务数据，还可插入必需的随路信令（必须安排功率控制子信道，传输功率控制指令；通话过程中，发生越区切换时必须插入过境切换指令等）。通常有55个业务信道，在极端情况下，除去一个导频信道外，其余63个均可用于业务信道。

反向逻辑信道接入信道…………CDMA反向信道（基站接收的1.23MHz信道）图4－6反向传输的逻辑信道组成接入信道业务信道业务信道1n1m使用长码PN序列区分接入信道与正向传输的寻呼信道相对应，其作用是在移动台没有占用业务信道之前提供由移动台至基站的传输通路：供移动台发起呼叫或对基站的寻呼进行响应，以及向基站发送登记注册的信息等。接入信道使用一种随机接入协议，允许多个用户以竞争方式占用。一般接入信道数可达32个，每个接入信道也采用不同的接入信道长码序列加以区别。业务信道用不同用户长码序列加以识别；极端情况下业务信道数m高最多为64个。

下表总结并解释了基站和移动台的功能以及窄带CDMA信道所具有的特点。此表简要介绍了系统捕获、定时、同步、交织、正交化、扩频技术、功率控制、呼叫处理、切换过程、鉴权和消息保密。系统开销消息系统参数消息包含寻呼信道、注册参数、帮助导频获取的参数等接入参数消息包含接入信道和控制参数。其中一些控制参数提供了对移动台的动态反馈来控制其发射速率，以助于稳定接入信道相邻基站列表消息包含加速向相邻基站切换的消息，包括导频PN的时间偏移以及基本相邻基站配置CDMA信道列表消息列出CDMA频率分配，包含寻呼信道。允许移动台正确确定何处找到寻呼信道移动台信道基站导频信道MS一直监视导频信道，除非不在时隙化模式下接收。时隙化模式指当MS处于空闲状态时，MS仅监视寻呼信道的选定时隙导频信道是MS用来捕获、定时的参考信道并提供相关解调的相位参考基站连续为基站支持的每一路CDMA信道发送导频信号MS利用导频信道进行同步基站在每一路激活的正向CDMA信道上始终发送导频信号。导频信道是不调制的扩频信号，用于基站覆盖范围内的MS进行同步操作导频和同步信道处理期间，基站发送导频和同步信道信息，MS使用该信息捕获并同步到CDMA系统MS捕获CDMA系统导频信道并提供相关解调的相位参考移动台信道基站同步信道接收同步信道消息同步信道用于系统捕获发送同步信道消息将定时调整到正常系统状态一旦MS捕获到系统，它一般不会重新使用同步信道同步信道主要传输同步信道信息确定和开始监视寻呼信道由于每个基站的导频PN序列偏移都不同，每个基站的同步信道帧结构也不一样同步信道帧等于导频PN序列长度与扩频速率比同步信道经过编码、交织、扩展和调制的扩频信号，MS用同步信道来捕获初始时间同步同步信道向MS传输同步消息使用导频PN序列发送时间对齐的同步信道帧移动台信道基站寻呼信道只监视单路寻呼信