IS-95 CDMA移动通信系统
CDMA技术及IS-95系统(02-12)
标准 AMPS NAMPS USDC CDPD IS-95 GSC POCSAG FLEX DCS-1900(G SM) PACS MIRS
类型 蜂窝 蜂窝 蜂窝 蜂窝 蜂窝/个人通信 服务 寻呼 寻呼 寻呼 个人通信服务 无绳/个人通信 服务 SMA/个人通信 服务
表 1.1 北美的主要无线移动标准 开 始 时 多址方式 频段 间 1983 FDMA 824-894MHz 1992 FDMA 824-894MHz 1991 TDMA 824-894MHz 1993 FH/Packet 824-894MHz 1993 CDMA 824-894MHz 1.8GHz-2.0GHz 70 年代 70 年代 1993 1994 1994 1994 单一 单一 单一 TDMA TDMA /FDMA TDMA 若干 若干 若干 1.89- 1.99GHz 1.85-1.99GHz 若干
频谱扩展：低功率谱密度下工作。 相关解调：用户使用自己的扩频码对接收信号作相关处理
解调，信噪比高，抗干扰能力强。
同频通信：不同用户使用不同扩频码，可以使用相同频率
和频段，实现彼此不干扰通信。 有限频率资源的重复利用，频率的重复率为1，频带利用率高。 抗多径衰落的分集接收技术，城市高速移动环境特别有效。 语音的话音激活技术，无声不传信号，CDMA可利用提高容量。 数据纠错技术，可用来改善通信质量，CDMA更可提高系统容 量。
Pilot Channel
all "0" bits I-phase sequence Walsh 0
Sync Channel
1.2kbps
Conv. Enc 2.4ksps r=1/2 k=9
Sym. Rep 4.8ksps Interleaver 1.2288M
IS-95 CDMA移动通信系统
IS-95 CDMA移动通信系统本文档旨在介绍IS-95 CDMA移动通信系统的相关知识。
IS-95是一种数字化移动通信技术，采用码分多址（Code Division Multiple Access，CDMA）进行信号传输。
本文将从以下几个章节分别详细介绍IS-95 CDMA移动通信系统的结构、功能和关键技术。
1、引言1.1 问题描述1.2 目标2、概述2.1 IS-95系统的历史2.2 IS-95系统的目标和特点3、系统结构3.1 系统架构3.2 系统组成部分3.2.1 基站子系统3.2.2 移动终端子系统3.2.3 网络子系统4、信号传输4.1 基站到移动终端信号传输 4.1.1 正交码通信4.1.2 传输通道4.2 移动终端到基站信号传输 4.2.1 功率控制4.2.2 多路径干扰消除 4.3 数据传输4.3.1 帧结构4.3.2 数据传输方式5、信道管理5.1 系统分配5.2 寻呼过程5.3 呼叫建立5.4 呼叫维护6、安全与隐私6.1 认证6.2 加密算法6.3 位置跟踪7、系统扩展性7.1 容量扩展7.2 频谱效率7.3 数据速率提升8、系统优化与改进8.1 系统性能优化策略8.2 接入网优化8.3 覆盖范围优化以上是IS-95 CDMA移动通信系统的主要内容。
该系统在移动通信领域有着广泛应用，具有较高的容量和性能优势。
希望本文档能够帮助读者深入了解IS-95 CDMA移动通信系统的原理和技术。
附件：1、IS-95 CDMA移动通信系统架构图2、IS-95 CDMA移动通信系统信号传输流程图3、IS-95 CDMA移动通信系统数据传输流程图法律名词及注释：1、CDMA（Code Division Multiple Access）：码分多址，一种数字通信技术，允许多个用户在同一个频带上进行并行通信。
2、基站（Base Station）：移动通信系统中的固定站点，负责与移动终端进行信号交互。
IS-95CDMA移动通信系统讲解
数据帧长
正交扩频
20ms
64进制WALSH码
PN序列周期 242-1 chips and 215 -1chips 扩频解调门限 7dB(Pe=10-4)
1 9
码字
码字能干什么？ 有这么一组码：有一定的互相关性，一定的自相关性，具有逼近白噪声 的统计特性，它们能用来做什么？ 地址码 区分不同用户，不同的信道，不同的基站 特殊用途
（3）基于宽带技术的CDMA使得移动通信中视频应用成为 可能，从而使手机从只能打电话和发送短信息等狭窄的服务中 走向宽带多媒体应用。 （ 4 ） GSM 系统要求到达基站的手机信号的载干比通常为 9dB左右，CDMA系统通常要解扩后信号的值为7dB左右。
1
7
IS-95空口参务信道：业务通信
反向传输的信道特征 n个接入信道：n=32×寻呼道数
55个反向业务信道：业务通信
1
1
12
8.3 无线链路 一、信道组成
物理信道：每个载频在一个小区内以64个Walsh码区分信道。 一个载频包含64个逻辑信道，占用带宽1.25MHz。
导频信道 同步信道
寻呼信道
正向业务信道
前向CDMA信道
反向CDMA信道
基站
反向业务信道
接入信道
MS
13
1
一、信道组成
正向传输的信道特征 1个导频信道：移动台定时获取、载波提取、越区切换 1个同步信道：同步调整 7个寻呼信道：寻呼移动台和发出其他指令
数字移动通信
第八章
IS-95 CDMA移动通信系统
1
1
8.1 发展过程 8.2 IS-95 CDMA系统 8.3 无线链路 8.4 功率控制 8.5 软切换
IS-95A CDMA移动通信基站子系统2
IS-95A CDMA移动通信基站子系统<2>IS-95A CDMA移动通信基站子系统<2>（3）软切换软切换是CDMA移动通信系统所特有的，其基本原理如下，当移动台处于同一个BSC 控制下的相邻BTS 之间区域时，移动台在维持与源BTS无线连接同时，又与目标BTS建立无线连接，之后再释放与源BTS的无线连接。
发生在同一个BSC控制下的同一个BTS间的不同扇区间的软切换又称为更软切换。
在CDMA数字移动系统中，切换的标准主要为导频信号的强度，导频信号强度为接收到的导频能量与全部接收到的能量的比值。
导频信号是每个基站连续发射的未经调制的、直接序列扩频的信号，它主要用于使所有在基站覆盖区中工作的移动台进行同步和切换。
基站利用一周期为2（15次方）=32 768的最大长度伪随机序列（PN）的时间偏置来标识每个前向CDMA信道（由基站到移动台），此序列PN也称为导频序列。
不同前向信道使用不同相位的m序列进行调制，其相位至少相差64bit，因此导频PN序列可使用的相位为512个。
在CDMA系统中所有CDMA小区都采用同一个频率，移动台根据接收到的基站导频信号的不同偏置来区分各个基站。
每个小区的导频要与其同一CDMA信道中的正向业务信道相配合才有效，当移动台检测到一个足够强度的导频而它未与任何一正向业务信道相配合时，就向基站发送一导频强度测量报告，基站根据此报告决定是否切换。
在CDMA 的切换技术中一个显著的优点是可以使用软切换。
所谓软切换是指当移动台需要跟一个新的基站通信时，并不先中断与原先基站的联系。
由于CDMA系统中移动台独特的RAKE接收机可以同时接收两个或两个以上基站发来的信号，从而保证了CDMA系统能够实现软切换。
软切换引入大大地改善了切换的性能，消除了切换过程中通信的中断、小区边界处的“乒乓效应”以及切换引入的噪声。
尽管软切换对前向链路的容量有一定的影响，但在切换区域由于需要，两个前向业务信道为一个移动台使用，所以理论分析前向链路的容量损失相对于语音激活因子3／8或1／2分别为0.2％或0.1％，而这点损失对整个系统不会产生什么影响。
第7章IS95CDMA移动通信系统
A
寻呼信道 长码掩码
以4.8kbps的信息速率为例
卷积编码 符号重复 交织器
长码 发生器 1.2288Mcps 分频器
码速提高一倍，符号速率为9.6 ksps 重复一次，符号速率为19.2 ksps 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
第7章 IS－95 CDMA移动通信系统
1、导频信道的处理过程
Walsh函数0
1.2288Mcps
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
第7章 IS－95 CDMA移动通信系统
2、同步信道——设置
第7章 IS－95 CDMA移动通信系统
3、寻呼信道——信息处理过程
编码 寻呼信道 卷积编码 符号 ，K=9 19.2ksps 比特 9.6kbps r=1/2 器
4.8kbps 9.6ksps
Walsh函数p 1.2288Mcps
P=1∙∙∙7
调制 符号 符号
调制 块交 符号
重复 19.2ksps 织器 19.2ksps 19.2ksps
符号重复
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
1
第7章 IS－95 CDMA移动通信系统
扩频与调制
扩频
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。
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。
第5章 IS-95 CDMA和cdma2000-1x系统-new
表5-1 前向链路的逻辑信道分配与码分物理信道的关系
逻辑信道 信道个数 物理信道 导频信道 同步信道 1 1 W0 W32
逻辑信道 寻呼信道 前向业务信道
信道个数 1~7 55
物理信道 W0~ W7 W8~ W31~W33~ W63
5.1.1 IS-95 CDMA的产生和发展
IS-95 CDMA的产生
CDMA蜂窝系统由美国Qualcomm(高通)公司开发。 我们将基于 IS-95系列标准 (包括 IS-95、 IS-95A、 TSB74、STD-008、IS-95B)的CDMA 系统称为 cdmaOne系 统，有时也被称为IS-95 CDMA系统。
图5-2 单个扇区的设备组成
2015年5月1日星期五
5.2.2 IS-95 CDMA系统接口
2015年5月1日星期五
5.2.2 IS-95 CDMA系统接口
系统接口：主要接口和GSM类似，只是有些接口 的名称不同。
MS与BSS间的接口-Um BSS与MSC间的接口-A MSC与VLR间的接口-B MSC与HLR间的接口-C MSC与EIR间的接口-F VLR与VLR间的接口-G HLR与AUC间的接口-H MSC与PSTN间的接口-Ai
导 频 信 号 长 为 26.66ms ， 每 2s 可 发 送 导 频 信 号 75 次 (75×26.66ms≈2s)。 移动台捕获导频信道后，便可5年5月1日星期五
2. 前向链路的结构
② 同步信道
同步信道是以固定速率 1.2kb/s 在前向链路上发送信息 的信道，帧长为20ms，通常使用W32信道。
IS-95 CDMA移动通信系统
扩频码 提供扩频增益，增加信号传送的可靠性
扰码
一般在扩频码之后加扰，类似加密，不改变信号的带宽，增加数据的 随机性。
1
10
码字
码字使用简况 码字类型
Walah序列 （64阶） 长码（242-1） 短码（215-1）
前向信道
地址码 标志不同信道 扰码 对业务信道进行加扰 地址码 标志不同小区/扇区
数据帧长
正交扩频
20ms
64进制WALSH码
PN序列周期 242-1 chips and 215 -1chips 扩频解调门限 7dB(Pe=10-4)
1 9
码字
码字能干什么？ 有这么一组码：有一定的互相关性，一定的自相关性，具有逼近白噪声 的统计特性，它们能用来做什么？ 地址码 区分不同用户，不同的信道，不同的基站 特殊用途
起呼叫、对寻呼进行响应以及传送登记注册等短信息。
接入信道和正向传输中的寻呼信道相对应，以相应传送指
令、应答和其它有关的信息。每个寻呼信道所支撑的接入 信道数最多可达 32 个。
接入信道是一种分时隙的随机接入信道，允许多个用户同 时抢占同一接入信道。
1
20
3.反向逻辑信道
CDMA反向信道 （移动台发，基站收， 1.2288MHz） 1 接入 信道 n 接入 信道 1 业务 信道 m 业务 信道
W8
W31
W32 同步
W33
W63 业务
业务 业务数据 随路信令
1
18
3.反向逻辑信道
CDMA反向信道 （移动台发，基站收， 1.2288MHz） 1 接入 信道 n 接入 信道 1 业务 信道 m 业务 信道
使用长PN码区分
CDMA网络体系结构以及CBSC设备介绍
CDMA 网络体系结构以及CBSC 设备介绍（一）中国MOTOROLA CDMA 网络结构网络结构IS-95 CDMA 系统（系统（IS-95 IS-95 CDMA system system）由高通公司设计并于）由高通公司设计并于1995年投入运营的窄带CDMA 系统，美国通信工业协会（系统，美国通信工业协会（TIA TIA TIA）基于该窄带）基于该窄带CDMA 系统颁布了IS-95CDMA 标准系统。
因此，它与GSM 成为目前第二代移动通信的主要系统，成为目前第二代移动通信的主要系统，CDMA 网络系统中的Motorola 的cdma20001x 系统，其无线子系统部分主要包括CBSC （MM 和XC 两部分组成）和BTS （IS-95或1X 基站），系统架构如图1所示。
所示。
Motorola cdma2000-1x 系统结构图系统结构图原有的CDMA 无线子系统和交换子系统外，新增加分组子系统。
分组子系统是为提供CDMA 2000 1X 数据业务新引进的网络单元。
其主要物理单元包括：数据业务新引进的网络单元。
其主要物理单元包括：PDSN(Packet Data Serving Node) 即分组数据服务节点，它是RAN 和PDN 之间的接口，实现分组数据接入网关的功能，为简单IP 用户分配IP 地址。
同时PDSN 相当于外部代理(Foreign Agent)，支持移动IP 功能。
功能。
AAA(Authentication ，Authorization ，and Accounting)，通过与PDSN 和HA 的交互完成移动用户的身份认证、授权和计费的功能。
完成移动用户的身份认证、授权和计费的功能。
（二）CBSC 网络体系中的CBSC 机构以及产品介绍机构以及产品介绍CBSC 由码转换器（XC ）和移动管理器（MM ）组成，另外，还有与此相关的无线操作维护中心（OMCR ）。
CBSC 结构示意图结构示意图SC 包括两个单元：移动管理器（包括两个单元：移动管理器（MM MM MM）和码转换器（）和码转换器（）和码转换器（XC XC XC）。
is-95系统
IS-95
• 将25MHz频段再划分成 个基本频段（A，B） 频段再划分成2个基本频段（ ， ） 频段再划分成 个基本频段 个扩展频段（ 注意： 和3个扩展频段（A’ ，B’ ，A’’ ）。注意：每个 个扩展频段 波道都有一对工作频率。 波道都有一对工作频率。 – 基本频段 ：10MHz，波道号 －333 基本频段A： ，波道号1－ – 基本频道 ：10MHz，波道道号 基本频道B： ，波道道号334－666 － – 扩展频段 ’：1.5MHz，波道号 扩展频段A ，波道号667－716 － – 扩展频段 ’：2.5MHz，波道号 扩展频段B ，波道号717－799 － – 扩展频段 ’’：1MHz，波道号 扩展频段A ，波道号991－1023。 － 。
IS-95
目前全球约有97个国家 多家运营商正在使用 多家运营商正在使用CDMA网络， 网络， 目前全球约有 个国家200多家运营商正在使用 个国家 网络 其中219 个CDMA20001X商用网络、 64 个CDMA2000 1XEV其中 商用网络、 商用网络 DO Rev.0 商用网络和 个CDMA2000 1XEV-DO Rev.A 商用网 商用网络和9 作为主要移动通信网络的包括北美、 络。CDMA作为主要移动通信网络的包括北美、亚太、澳大 作为主要移动通信网络的包括北美 亚太、 利亚等国家和地区以及南美洲的一些地区。 利亚等国家和地区以及南美洲的一些地区。到2007年9月， 年 月 CDMA用户已超 亿，其中 用户已超4亿 其中DO用户达 用户达6504万。 用户已超 用户达 万
IS-95
时间同步
• IS-95系统的每个基站要有一个与GPS时间信号保 IS-95系统的每个基站要有一个与GPS时间信号保 系统的每个基站要有一个与GPS 持同步的时钟。 持同步的时钟。 • GPS计时的开始时间是：1980年6月6日0时0分0秒。 GPS计时的开始时间是：1980年 计时的开始时间是 基站利用PN码和此时间进行校准。 PN码和此时间进行校准 基站利用PN码和此时间进行校准。 • 同一个蜂窝服务区的几个基站，其时间基准是相 同一个蜂窝服务区的几个基站， 互同步的，并且都同步于GPS GPS。 互同步的，并且都同步于GPS。 • 由于移动台和基站之间的距离远近不同，移动台 由于移动台和基站之间的距离远近不同， 接收的时间基准， 接收的时间基准，以及移动台返回基站的时间基 准都会有延时。 准都会有延时。
IS-95 CDMA系统
CDMA2000和IS-2000 第三代CDMA技术
CDMA2000和IS-2000 ---第三代 和 第三代CDMA技术 第三代 技术 是美国向ITU提出的第三代移动通 ▲ cdma2000是美国向 是美国向 提出的第三代移动通 信空中接口标准的建议， 信空中接口标准的建议，是IS-95标准向第三代演进 标准向第三代演进 的技术体制方案，这是一种宽带CDMA技术。 技术。 的技术体制方案，这是一种宽带 技术 cdma2000室内最高数据速率为 室内最高数据速率为2Mbit/s以上，步行 以上， 室内最高数据速率为 以上 环境时为384kbit/s，车载环境时为 以上。 环境时为 ，车载环境时为144kbit/s以上。 以上 则是采用cdma2000技术的正式标准 ▲ IS-2000则是采用 则是采用 技术的正式标准 总称。 系列标准有六部分， 总称。IS-2000系列标准有六部分，定义了移动台 系列标准有六部分 和基地台系统之间的各种接口。 和基地台系统之间的各种接口。
Is 95 CDM站子系统（BSS）是设于某一地点、服务于一个或几个蜂 ）是设于某一地点、 窝小区的全部无线设备及无线信道控制设备的总称。 窝小区的全部无线设备及无线信道控制设备的总称。主要包 括集中基站控制器（ 括集中基站控制器（CBSC）和若干个基站收发信机 ） ），CBCS由码转换器（XC）和移动管理器（MM） 由码转换器（ ）和移动管理器（ （BTS）， ）， 由码转换器 ） 组成。 交换子系统（ ）、归属位 交换子系统（NSS）包括移动交换中心（MSC）、归属位 ）包括移动交换中心（ ）、 置寄存器（ ）、访问位置寄存器 ）、鉴权中心 置寄存器（HLR）、访问位置寄存器（VLR）、鉴权中心 ）、访问位置寄存器（ ）、 ）、消息中心 ）、短消息实体 （AUC）、消息中心（MC）、短消息实体（SME）和操作 ）、消息中心（ ）、短消息实体（ ） 维护中心（ 维护中心（OMC）。 ）。
移动通信技术考题 (3)
试题3一、填空（每空1分，共20分）1.IS95CDMA系统中前向信道包括、、、。
2. GSM系统采用的信源编码方式是，IS95CDMA系统采用的信源编码方式是。
3. GSM系统主要可分为、、三部分。
4. IS-95CDMA系统采用的是双工模式，TD-SCDMA系统采用的是双工模式。
5. 是减小远近效应的有效方法。
6. 在GSM系统中，基站（BTS）与手机（MS）之间接口是__。
7. GSM系统采用的多址方式是和。
8.IS-95CDMA系统中反向信道采取的功率控制方法是和。
9.目前，国际主流的第三代移动通信技术标准有、、。
二、选择题（每小题2分，共20分）1. 下列哪个不是CDMA系统的特点（）A、大容量B、大功率C、软切换D、话音激活2. 下列同UMTS是一样的3G标准是 ( )A.TD-SCDMAB.WCDMAC.CDMA2000D.SCDMA3.IS-95CDMA系统中下行信道采用下列哪种调制方式（）A. QPSKB.OQPSK C ．GMSK D.BPSK4. 下面信道属于双向控制信道的是（）A.寻呼信道B.独立专用控制信道C.随机接入信道D.同步信道5. 在GSM系统中，BSC可以控制整个切换过程的切换是（）A. 不同MSC间的切换B.同一MSC区内, 不同BSC间的切换C.同一MSC区内，同一BSC内不同小区间的切换D.以上都不对6.具有足够的强度、与正向业务信道结合能成功地被解调的导频属于下列那一种导频（）。
A.激活组B.邻近组C.候补组D. 剩余组7.GSM系统中，为移动通信网与其他公用网提供接口的是（）A.GMSCB.HLRC.BTSD. BSC8. ( ) 是由于在电波传播路径上受到建筑物及山丘等的阻挡所产生的阴影效应而产生的损耗。
A.慢衰落B.快衰落C.码间干扰D.多址干扰9.GSM系统中哪些信道不能传送短消息业务。
( )A.CBCHB.TCHC.SDCCHD. FACCH10. 在GSM控制信道中，FCCH信道过后紧接着的一个控制信道是（）A.BCCH信道B.SCH信道CH信道D.SDCCH信道三、判断题（每小题2分，共30分）1. 扩频通信技术就是CDMA。
CDMA(IS-95)技术简介
CDMA（IS-95）技术简介1993年TIA(电信工业委员会)完成了IS-95标准的制定，并在1995年进行了修订（IS-95A）, IS-95A大规模商用是在1996年之后，主要应用于韩国、北美、拉丁美洲及香港地区。
后来为了发展高比特率业务，在1998年完成了IS－95B标准，其最大比特率为115200bps。
2000年，发布了IS－2000标准，在1X阶段其最大比特率为307200bps，3X阶段为1036800bps。
IS-95A是前向兼容北美模拟系统AMPS的数字蜂窝移动通信系统标准，其特点如下：（1）频段为800 MHz（上行824－849 MHz，下行869－894 MHz），其扩频采用直序扩频方式（DS）。
（2）前向链路（又称正向链路）采用64位WALSH码区分信道，共有导频、寻呼、同步、前向业务等4类信道，不同基站之间采用 2（15次方）PN码相位区分，共有512个相位（相邻相位之间相差64个PN码片），采用了卷积编码（K=9，R= l／ 2）、交织等信道编码方式。
（3）后向链路（又称反向链路），共有接入、反向业务2类信道，信道及用户之间采用2（42次方）-1 PN码相位区分，采用了卷积编码（K=9、R=l／ 3）、交织等信道编码方式，同时采用了64进制调制方式。
（4）此标准规定的系统是同步CDMA系统（信道、基站区分采用PN码相位），因此，必须有一个时间参考源，标准规定采用GPS定时。
（7）为了提高系统容量，一是在前向信道中加入了功率控制子信道，用于移动台的闭环功率控制；二是采用了可变速率声码器，实现话音激活；三是移动台采用非连续发送方式，减少了同一时间相互之间的干扰。
（6）首次在蜂窝移动通信系统中提出软切换、更软切换概念，并在实际系统中实现了此概念。
（7）前向信道采用相干解调方式，反向信道采用非相干解调方式。
（8）实现了“软容量”，即当系统满负载工作时，再增加少数用户，系统性能会稍有下降，但不会发生阻塞，实际增加的干扰也不大。
第十章IS-95CDMA系统和cdma20001X介绍
10.2 IS-95 CDMA与蜂窝结构的关系
2. CDMA与蜂窝小区和扇区的关系
在FDMA和TDMA蜂窝系统中，系统内的小区和扇区都
是靠频率来划分的。而DS-CDMA蜂窝系统则是采用码 分选择站址的，即对不同的小区和扇区基站分配不同 的PN序列。
在IS-95系统中，由周期为215=32768个码片(chip)的PN序
分为：全速率、半速率、1/4速率以及1/8速率。
变速率数据传输
高系统容量。
在传输过程中语音信号的数据速率是变化的 在低速率时，可以降低信号发射功率，降低对其他用户的干扰，提
功率控制 不同的数据速率控制发送不同的功率。 各个帧之间的速率可以不同，因此发射功率可以不同 在一帧内，所有符号的发射功率都是相同的
经过不断修改，形成了IS-95A、IS-95B等一系列标准
1995年 IS-95A，并投入商用
10.1 概 述
IS-95 CDMA蜂窝系统工作频带：
上行（移动台发，基站收）870～894MHz 下行（基站发，移动台收）825～849MHz 双工间隔为45MHz。
IS-95 CDMA PCS系统工作频带
列区分基站(或扇区站) ，将此周期序列每隔64码片移
位序列作为一个码，共可得32 768／64=512个码。即在 1.25MHz带宽的CDMA蜂窝系统中，可区分多达512个基 站(或扇区站)。
10.3 无线链路
1、前向链路（下行链路）指由基站发往移动台的无线通信链路。 不同信号的区分 同一个1.25MHz载频下最多可有64个同时传输的信道，在PN 序列上采用正交的Walsh码进行区分。 来自不同基站的前向链路信号则通过PN短码的不同偏置来区 分。 物理信道
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IS-95系统的下行链路序列码
3、长PN码：作为扰码对业务信道加扰
• 采用：周期为242-1的m长码
• •
•
在下行链路(寻呼信道和业务信道)中作扰码， 用于数据加扰和用户保密。 长码速率为1.2288Mc/s，64分频（64抽1） 后为19.2kc/s
不同信道利用不同的掩码得到不同相位的 长码
选择良好的自相关性、互相关性的地址码；
采用信号处理的方法消除多址干扰； 用功率控制克服远近效应。 此外还采用话音激活技术、高效纠错码及CDMA扇形分区等 技术来提高CDMA系统容量。
1 6
CDMA系统和GSM系统的总体区别
（1）CDMA手机采用了先进的切换技术：软切换技术，使 得CDMA手机的通话可以与固定电话媲美。 （2）因采用以扩频通信为基础的一种调制和多址通信方式， 其容量比模拟技术高10倍，超过GSM网络约4倍。
数字移动通信
第八章
IS-95 CDMA移动通信系统
1
1
8.1 发展过程 8.2 IS-95 CDMA系统 8.3 无线链路 8.4 功率控制 8.5 软切换
8.6 系统接口和信令协议
8.7 CDMA系统的通信容量
1
2
8.1 IS-95发展过程
第二代移动通信系统 IS-95 的提出： 1993 年 7 月美国 Qualcomm 公司开发的 CDMA 即（ Interim Standard 95 ）。
2004年，全球用户超过一亿。
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关于IS-95系统
IS-95系统的技术基础 是一种支持蜂窝组网的多用户扩频通信码分多址（CDMA）技术. 包含两层含义 • 扩频：信息带宽的扩展 • 码分：用户、信道和基站都依靠码识别 • 码分的含义(IS-95) • 基站的识别 • 信道的识别 • 用户的识别 CDMA系统的优点： 可采用多种分集技术、较低的发射功率、保密性好、软切换、 软容量、话音激活、频率复用率高、扇区化、信噪比要求低。
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8.3 无线链路 一、信道组成
物理信道：每个载频在一个小区内以64个Walsh码区分信道。 一个载频包含64个逻辑信道，占用带宽1.25MHz。
导频信道 同步信道
寻呼信道
正向业务信道
前向CDMA信道
反向CDMA信道
基站
反向业务信道
接入信道
MS
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一、信道组成
正向传输的信道特征 1个导频信道：移动台定时获取、载波提取、越区切换 1个同步信道：同步调整 7个寻呼信道：寻呼移动台和发出其他指令
（3）基于宽带技术的CDMA使得移动通信中视频应用成为 可能，从而使手机从只能打电话和发送短信息等狭窄的服务中 走向宽带多媒体应用。 （ 4 ） GSM 系统要求到达基站的手机信号的载干比通常为 9dB左右，CDMA系统通常要解扩后信号的值为7dB左右。
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IS-95空口参数
接入方式
蜂窝体制。该体制被采纳为北美数字蜂窝标准，定名为IS-95，
窄带码分多址（N-CDMA）。
第三代移动通信系统
以CDMA体制为主流。
四 大 标 准 ： CDMA2000 、 WCDMA 、 TD-SCDMA 、 WiMAX
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8.1 IS-95发展过程
主要里程碑
1991年高通在西雅图的试验； 1993年被TIA确定为IS-95标准； 1993年4月韩国购买生产许可并很快成功建网； 1994年3月中国开始试验，1998年11月试运营网开通（133 网）开通， 2002年4月联通新时空CDMA网络正式运营，2004年用户数超过400万。 1995年香港和美国的CDMA公用网开始投入商用。 1998年全球 CDMA 用户达到 500多万， CDMA的研究和商业进入高潮。 1999年CDMA在日本和美国形成增长的高峰期，全球的增长高达250%， 用户达到2000万。
在同步期间，移动台利用此同步信息进行同步调整。一旦同步 CDMA前向信道 完成，它通常不再使用同步信道， 但当设备关机后重新开机时， （基站发，移动台收， 还需要重新进行同步。1.2288MHz 当通信业务量大 , 所有业务信道均被占 ） 用时，此同步信道也可临时改作业务信道使用。 W W W W W W W
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反向信道
扩频码 地址码 标志不同用户 地址码 标志不同小区/扇区
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短PN码长度为215＝32768个码片，每个基站采用不同
相位，它们之间相差64个码片，共计215/64=512种码型。 即可以区分512个基站。 如果需求大于512个基站，如何处理？ 不同的1.25MHz系统采用频分复用。 相同的1.25MHz系统采用码分复用。
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IS-95系统的下行链路序列码 2.
• • •
短PN码：作为地址码标志不同小区/扇区
• 采用215-1的m序列（32768）
为不同基站发出的信号赋予不同的特征，并用于 移动台同步 所有基站的引导PN序列有相同的产生结构， 但是不同BS具有不同的相位偏移量 按64个子码为间隔，形成32768/64=512个不同 的时间偏置，在全系统时钟同步的情况下，移 动台根据时间偏置可识别与同步基站
扩频码 提供扩频增益，增加信号传送的可靠性
扰码
一般在扩频码之后加扰，类似加密，不改变信号的带宽，增加数据的 随机性。
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码字
码字使用简况 码字类型
Walah序列 （64阶） 长码（242-1） 短码（215-1）
前向信道
地址码 标志不同信道 扰码 对业务信道进行加扰 地址码 标志不同小区/扇区
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IS-95系统的上行链路序列码 2. 短码：作为地址码标志不同小区/扇区
•
• •
采用215-1的m序列
采用与下行链路相同的引导PN码正交 调制，用于基站同步，系统加扰 导频偏置与下行一致
•
速率：1.2288Mc/s
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IS-95系统的上行链路序列码
3.
长码：作为地址码区分不同的用户
长码
短码
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IS-95系统的下行链路序列码
下行链路的序列码
1、Walsh码：扩频、作为地址码标志不同信道
采用64个Walsh函数对信道扩频，每一个W序列为一个物理信 道，信道数记为W0-W63。区分物理信道，实现码分多址功能。 扩频码速率：1.2288Mc/S。 同步时，Walsh码是完全正交码； 非同步情形下，Walsh码的自相关特性和互相关特性很差；
55个正向业务信道：业务通信
反向传输的信道特征 n个接入信道：n=32×寻呼道数
55个反向业务信道：业务通信
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1.前向逻辑信道
W0为导频信道，用于移动台获取基站的定时和提取相干载波； 通过对导频多径信号的检测，实现 RAKE 接收的信号估计；通 过比较相邻基站导频信号的强度，决定是否越区切换；通过对 导频信号强度的检测，决定开环功率控制的初始值。
数据帧长
正交扩频
20ms
64进制WALSH码
PN序列周期 242-1 chips and 215 -1chips 扩频解调门限 7dB(Pe=10-4)
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码字
码字能干什么？ 有这么一组码：有一定的互相关性，一定的自相关性，具有逼近白噪声 的统计特性，它们能用来做什么？ 地址码 区分不同用户，不同的信道，不同的基站 特殊用途
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CDMA系统的特征：系统容量大、多址能力强
CDMA系统的多址能力决定于地址码间的多址干扰的大小， 在实际的CDMA系统中，各地址码之间不是完全正交，它们 之间存在一定的互相关性，此互相关性导致的多址干扰是影 响CDMA多址能力的决定性因素。多址干扰越小，在满足一 定通信质量要求的情况下，用户接入数越大。 CDMA系统采用多种手段来降低多址干扰：
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不具备扩频功能
IS-95系统的上行链路序列码 长码, 242, 扩频，
Walsh码，只用 于多进制扩频 区分用户，同步
短码, 215, 同步、加扰
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IS-95系统的上行链路序列码
下行链路的序列码
Walsh码：作为扩频调制码
完成多进制扩频的功能，提高系统的抗干扰能力
和信息传输能力 64位Walsh函数正交扩频
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W8
31
32
33
63
导频
寻呼
寻呼
业务 业务数据 随路信令
同步
业务
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1.前向逻辑信道
W8- W63（除W32外）为业务信道（55个），用来传送语音编 码数据及其它业务数据，也可以插入必要的随路信令，如：功 率控制、越区切换等信令。
CDMA前向信道 （基站发，移动台收， 1.2288MHz） W0 导频 W1 寻呼 W7 寻呼
W8
W31
W32 同步
W33
W63 业务
业务 业务数据 随路信令
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3.反向逻辑信道
CDMA反向信道 （移动台发，基站收， 1.2288MHz） 1 接入 信道 n 接入 信道 1 业务 信道 m 业务 信道
使用长PN码区分
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2.反向逻辑信道
反向接入信道提供移动台到基站的传输通路，在其中发
CDMA前向信道 （基站发，移动台收， 1.2288MHz） W0 导频 W1 寻呼 W7 寻呼
W8
W31
W32 同步
W33
W63 业务
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
业务 业务数据 随路信令