第7章 IS-95CDMA移动通信系统

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第7章 IS－95 CDMA移动通信系统
本章提示
CDMA系统是一个同频自干扰系统，任何 系统是一个同频自干扰系统， 系统是一个同频自干扰系统 使干扰减少的措施， 使干扰减少的措施，都是对系统容量的贡 献。 系统中的话音激活、 在CDMA系统中的话音激活、扇区化和扩 系统中的话音激活 频处理增益是CDMA系统容量扩大的基本 频处理增益是 系统容量扩大的基本 技术。 技术。
1个 1个 7个 55个 55个
导频 信道 W 0
同步 寻呼 … 寻呼 信道 信道 1 信道 7 W W W 32 1 7 W i=0 … 63） 表示码信道编号 （ i
业务 业务 业务 … 业务 … 业务 … 信道 信道 1 信道 N 信道 24 信道25 55 W W W W 8 31 33 63
第7章 IS－95 CDMA移动通信系统
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
基带滤波
数据加扰
第7章 IS－95 CDMA移动通信系统
卷积编码
原理
参数
结构
通过增加监督位， 通过增加监督位， 监督位 进行检错和纠错
编码效率为1/2 编码效率为 约束长度为9 约束长度为
见下页
第7章 IS－95 CDMA移动通信系统
图7-3 IS-95下行链路信道结构 IS-95下行链路信道结构
移动台功率 业务数据 控制子信道
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。
第7章 IS－95 CDMA移动通信系统
IS-95下行链路信号处理过程 IS-95下行链路信号处理过程
移动通信原理与系统
IS-95CDMA移动通 第7章 IS-95CDMA移动通 信系统
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第7章 IS－95 CDMA移动通信系统
第6章复习 章复习
GSM系统采用的多址方式？物理信道数？ 系统采用的多址方式？物理信道数？ 系统采用的多址方式 GSM系统的工作频段？频段间隔？双工 系统的工作频段？频段间隔？ 系统的工作频段 收发间隔？ 收发间隔？ GSM的复用方式？说说 ×6的复用方式？ 的复用方式？ 的复用方式？ 的复用方式 说说2× 的复用方式 逻辑信道的映射中，载波f0的 逻辑信道的映射中，载波 的TS0、 TS1 、 映射为？特点如何？ 映射为？特点如何？ 越区切换的种类？ 越区切换的种类？
IS-95前向链路的卷积编码器结构 IS-95前向链路的卷积编码器结构
c0
g0
信息比特 输入） （输入）
码符号 输出） （输出）
g1
图8 - 5 IS-95前向链路的卷积编码器结构（r=1 IS-95前向链路的卷积编码器结构（r=1/2、k=9） 前向链路的卷积编码器结构 k=9
c1
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。
编码 卷积编码器 符号
调制 符号 符号
调制 块交 符号
19.2ksps
A
寻呼信道 长码掩码
wk.baidu.com
长码 发生器
分频器
1.2288Mcps
图7-4a IS-95 前向链路信道处理
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处理过程2 处理过程2
下行 业务信道
前提：帧时长为 前提：帧时长为20ms
编码 符号
数据速率为8.6 数据速率为8.6 增加8 增加8位编 卷积编码器 4.0kbps增加 和4.0kbps增加 =1/2， =1/2 码尾比特 9.6kbps r=1/2，K=9 8.6kbps 帧质量指示位 9.2kbps 4.0kbps 4.4kbps 4.8kbps 172、80、 (172、80、40 2.0kbps 2.0kbps 2.4kbps 16bit帧 或16bit帧） 0.8kbps 0.8kbps 1.2kbps (172 +12)bit 172bit 20ms 20ms 9.6kbps× 2 (172 +12 + 8)bit 20ms 20ms
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本章提示
IS-95 CDMA系统的前向信道是相干解调， 系统的前向信道是相干解调， 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 反向信道是非相干解调，这是 系统 实现大的系统容量的又一瓶颈。 将解 实现大的系统容量的又一瓶颈。3G将解 决这一问题。 决这一问题。 软切换、软容量是CDMA系统独有的技术， 系统独有的技术， 软切换、软容量是 系统独有的技术 TDMA系统是不可能有的。 系统是不可能有的。 系统是不可能有的
导频 信道
全0
A
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（ W0 64 ）进行扩频 然后进行四相调制
同步 信道
调制 符号 符号 块交 =1/2， =1/2 1.2kbps r=1/2， K=9 2.4ksps 重复 4.8ksps 织器
编码 卷积编码器 符号
调制 符号
4.8ksps Walsh函数p Walsh函数p 函数 1.2288Mcps
P=1···7
A
寻呼 信道
=1/2， =1/2 9.6kbps r=1/2， K=9 19.2ksps 重复 19.2ksps 织器 19.2ksps 4.8kbps 9.6ksps
QPSK调制 QPSK调制
数据分别与两个不同的PN短码进行模 加 数据分别与两个不同的 短码进行模2加 短码进行模 基带滤波成型 载波调制，相加后发送出去。 载波调制，相加后发送出去。
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1、导频信道的处理过程
Walsh函数 Walsh函数0 函数0
1.2288Mcps 2288Mcps
分频器
IS-95 前向链路业务信道处理
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处理过程3 处理过程3
I支路导频PN序列 支路导频PN PN序列 1.2288Mcps
I
基带 滤波器
cos ωt c
I(t)
A
Q
Σ
Q(t)
s(t)
基带 滤波器
sin ωt c
Q支路导频PN序列 支路导频PN PN序列 2288Mcps 1.2288Mcps
1
流程
3
2
然后再经过QPSK正 正 然后再经过 后发送出去。 交调制后发送出去 交调制后发送出去 1
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处理过程1 处理过程1
导频 信道
全0
Walsh函数0 Walsh函数0 函数
1.2288Mcps
A
Walsh函数32 Walsh函数32 函数 1.2288Mcps
信 道 个 数 物 理 信 道 W0 W32 道 逻 辑 信 道 寻呼信道 前向业务信 信 道 个 数 1～7 55 物 理 信 道 W1～W7 W8～W31、 W33～W63
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IS-95下行链路信道结构 IS-95下行链路信道结构
CDMA下行信道 1.23MHz） CDMA下行信道 （1.23MHz）
产生过程
•功率控制 •软切换 •多种形式的分集
关键技术
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7.2
IS－95 下行链路 －
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IS-95下行链路 IS-95下行链路
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
7.1
概述
第7章 IS－95 CDMA移动通信系统
IS-95标准发展历程 标准发展历程
CDMA技术的地位 技术的地位
is-95标准发展 标准发展 历程 IS-95 A iS-95 B
第7章 IS－95 CDMA移动通信系统
IS-95 A IS•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
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下行链路信道结构 不同移动台的区分
下行链路 又称前向链路） （又称前向链路）指由 基站发往移动台 的无线通信链路。 的无线通信链路。
物理信道
W0 64
W63
64
逻辑信道
～
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逻辑信道
导频信道 （Pilot Channel） 同步信道 （Synchronizing Channel） 寻呼信道 （Paging Channel） 下行业务信道 （Forward Traffic Channel） 发送导频信息，供移动台识别基站，并提取 相干载波以进行相干解调。 发送同步信息，供移动台建立与系统之间的 同步。 供基站在呼叫建立阶段发送相关的控制信息。
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本章提示
CDMA蜂窝移动通信系统是建立在扩频码 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、 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 抗窄带干扰、抗衰落、 大的系统容量等一系列优越的性能， 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。 动通信的发展产生了巨大和深远的影响。
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第7章 IS－95 CDMA移动通信系统
第7章
7.1 7.2 7.3 7.4
IS-95CDMA移动通信系统 IS-95CDMA移动通信系统
概述 IS－95下行链路 － 下行链路 IS－95上行链路 － 上行链路 IS－95系统的软切换和漫游 － 系统的软切换和漫游
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第7章 IS－95 CDMA移动通信系统
除导频信道外， 除导频信道外，其 余信道均对输入 的数据都进行信 的数据都进行信 道编码（ 道编码（采用编 码速率为1/2、 码速率为 、约 束长度为9的卷积 束长度为 的卷积 编码）、块交织； ）、块交织 编码）、块交织； 再用相应的Walsh 再用相应的 码扩展频谱，图 码扩展频谱， 7-4 中A点之后即 点之后即 为经过Walsh码 为经过 码 正交化后的信号； 正交化后的信号；
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上节课复习
IS-95A下行链路的物理信道如何设置？ 下行链路的物理信道如何设置？ 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 的下行逻辑信道分类以及映射的物 理信道分别是什么？ 理信道分别是什么？ IS-95A系统中，信号的处理过程大致可分 系统中， 系统中 为哪几种，作用是什么？ 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？ 下行业务信道传输的内容包括哪两种？ 下行业务信道的帧长是多少？ 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？ 少个功率控制比特？
19.2ksps 9.6ksps 4.8ksps 2.4ksps
符号 重复
调制 符号
19.2ksps Walsh函数 n Walsh函数 1.2288Mcps
功率 800bit/s 控制比特 块交 织器 用户m 用户m的 长码掩码
调制 符号
19.2ksps 19.2ksps
复 用
A
800Hz
长码 分频器 发生器 1.2288Mcps 图7-4b
发送用户业务数据，同时也传送信令信息。
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IS-95 下行链路的组成 IS-
导频信道 同步信道
下行业务信道
寻呼信道
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逻辑信道分配
表 8 -1
逻 辑 信 道 导频信道 同步信道 1 1
前向链路的逻辑信道分配与码分物理信道的关系
符号重复
作用： 作用： 对付突发性干扰， 对付突发性干扰， 将突发性差错分散开 来，变为随机差错。 变为随机差错。
块交织
1
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扩频与调制
扩频
函数扩频 以1.2288Mcps的Walsh函数扩频 的 函数 保证前向链路的各个信道间具有正交性 正交性。 保证前向链路的各个信道间具有正交性。
第7章 IS－95 CDMA移动通信系统
符号重复和块交织
原因 在进行块交织之 如果前向信 前，如果前向信 道的数据速率低 于额定数据传输 速率， 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， 调制符号速率， 以便进行统一的 交织操作。 交织操作。 重复次数 n = 额定速率/当前速率 额定速率/