第三章 CDMA系统信道结构及功能

８．６ kb／s ４．０ kb／s ２．０ kb／s ０．８ kb／s
分组 ＋ 交织器 １９．２ ks／s １９．２ ks／s 用户m的长码掩码 长码 产生器 １．２２８８ Mc／s 分频器
调制码元
功率控制 比特 复 ８００ b／s 接
沃尔什函数n， １．２２８８ Mc／s ＋ A
分频器
８００ Hz
接入 信道 (PCH1)
● ●
接入 信道 (PCH1)
● ●
接入 信道 (PCHP)
● ●
接入 信道 (PCHP)
● ●
业务 信道 ＃１
● ●
业务 信道 ＃Ｔ
基本 码信道
● ●
辅助 码信道
辅助 码信道
●●
辅助 码信道
辅助码信道最多7个
沃尔什函数０ １．２２８８ Mc／s ＋ A
频信道信息比特 (全0)
8 bits
2 -1 1 4 6 b i t s
3 0 bits
寻呼信道
• 一个扇区最多7个寻呼信道 • 移动台在建立同步后，就选择一个寻呼 信道(也可以由基站指定)来监听 • 主要传送2类信息：广播信息和针对某个 用户
广播信息
系统参数消息:例如PN偏置，基站标识符， 寻呼信道数，登记、功率控制和切换等参 数。 •接入参数消息:定义移动台在接入信道进行发 送所需要的参数。 • 邻区列表消息:提供邻近基站参数信息，例如 邻近基站导频PN偏置。 • CDMA信 道 列 表 消 息。 提供 CDMA载 波 列 表。
感加 觉权 滤器 波
速率集合
RS1有4种速率：9600，4800，2400和1200bps RS2有4种速率：14400，7200，3600和1800bps
帧质量 指示器 加编码器 １４．０ 尾比特 ６．８ ３．２ １．４ （kb／s） 卷积 编码器 r＝１／２ k＝９ 码元 ２８．８ １４．４ ７．２ ３．６ （ks／s） 码元重复 调制码元
（７） 当地时间偏移：相对于系统时间的偏移 （８） 夏令时间指示符 （９） 寻呼信道数据速率(PRAT)：4.8或9.6kbps
ｃ０ ｇ０
信息比特
（输入）
码符号 （输出
ｇ１
ｃ１
Ｋ＝９，ｒ＝１／２的卷积编码器
Ｓｙｎｃ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｕｐｅｒｆｒａｍｅ
・
・
Ｓｙｎｃ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｕｐｅｒｆｒａｍｅ
w
0
w
32
w
1
w
7
w
8
w
功 率 控 子 道 制 信 基 的 本 码 道 据 信 数 功 率 控 子 道 制 信 辅 码 助 信 数 道 据
63
基 的 本 码 道 据 信 数
使 一 码 道 用 个 信 FTCH
使 多 （ 8个 码信道的 用 个 最多 ） FTCH
反向信道
反向CDMA链路 (基站接收的1.23MHz信道)
2 6 .6 7 m s 3 2 bits Sync Channel Frame Sync Channel Frame
Sync Channel Frame
・
・
Sync Channel Frame
Sync Channel Frame
Frame
31bits Sync Channel S Sync Channel S Sync Channel Frame Body O Frame Body O Frame Body M M =0 =0
步信道 息比特 １．２ kb／s
码元 卷积 编码器 ２．４ ks／s （r＝１／２，k＝９） 卷积 编码器 码元
１９．２ ks／s ９．６ ks／s
码元 重复
调制码元 分组 ４．８ ks／s 交织器
调制码元 ４．wenku.baidu.com ks／s
沃尔什函数３２， １．２２８８ Mc／s ＋ A
呼信道 息比特 ９．６ kb／s ４．８ kb／s
码元 重复
调制码元 分组 １９．２ ks／s 交织器
调制码元 １９．２ ks／s
＋
沃尔什函数P， １．２２８８ Mc／s I信道引导PN序列， A １．２２８８ Mc／s ＋
＋ I 基带 滤波器 I（t）
１９．２kb／s 寻呼信道 的长码掩蔽 帧质量 指示器 加编码器 尾比特 长码 １．２２８８ Mｃ／s 分频器 产生器 卷积 编码器 r＝１／２ k＝９ 码元 １９．２ ９．６ ４．８ ２．４ （ks／s）
×
户m在正向业务 道的信息比特 ８．６ kb／s ４．０ kb／s ２．０ kb／s ０．８ kb／s
A
cos? ct ＋ 基带 滤波器
∑
９．２ ４．４ ２．０ ０．８ （kb／s）
９．６ ４．８ ２．４ １．２ （kb／s）
码元重复
调制码元
Q
×
Q（t）
１９．２ ks／s
Q信道引导PN序列， １．２２８８ Mc／s sin? ct
分组 ＋ 交织器 １９．２ ks／s １９．２ ks／s 用户m的长码掩码 长码 产生器 １．２２８８ 分频器
调制码元
功率控制 比特 复 ８００ b／s 接
沃尔什函数n， １．２２８８ Mc／s ＋ A
分频器
８００ Hz
导频信道
•传输由基站连续发送的导频信号 •I路和Q路的PN码长度、码率和相位一样， 但移位寄存器的抽头不一样 •导频信道为用户提供了基站的信号强度和定 时信息 •导频信号是一种直接序列扩频信号，令移动 台可迅速地捕获信道的定时信息，并提取相 干载波进行信号的解调 •移动台通过对周围不同基站的导频信号的强 度进行检测和比较，可以决定什么时候需要 进行切换
往返路程时延
正向业务信道
０
１．２５ ms
１
２
３
４ ５
６
７
８
９
１０ １１ １２ １３ １４ １５
语音编码
•波形编码 •参数编码 •混合编码 •QCELP EVRC
语音信号产生数学模型
周期脉冲 序列 声门脉冲 模型 Ｇ（Ｚ） × Ｇｖ Ｇｕ 白噪声序列 × 开关 声道模型 Ｈ（Ｚ） 辐射模型 Ｒ（Ｚ）
混合编码器
LP分 析 激发 励 生 器 语 s(n) 音
LPC综 滤 s'(n) 合 e(n) ＋ 波 器 均误最 方差小
Paging Channel
Paging Channel Slot n
10ms 0.01 ×Rbits
Paging Channel Half Frame Paging Channel Half Frame Paging Channel Half Frame
Paging Channel Half Frame
Paging Channel Message 8 × MSG_LENGTH
Padding as required
× MSG_LENGTH
R=Paging channel data rate (9600bps or 4800bps) 8bits 2-Node 1 30bits
长码发生器
1 1
+ x
2
•
特定用户信息
•寻呼消息 •信道分配消息 •数据子帧消息 •鉴权查询消息 •SSD更新消息 •标准的指令消息
163.84 × Rbits Maximun Paging Channel Slot Cycle
80ms 0.08 Rbits
×
2048 Slots Paging Channel Slot 2047 8 Paging Channel Half Frames
・ ・
93
・ ・
Ns bits
S Sync Channel S Sync Channel S O M Frame Body O Frame Body O M M =0 =0 =0
Sync Channel Message Capsule
Sync Channel Message 8
Padding as required
同步信道
（１） 系统识别(SID)：系统的标识符号码 （２） 网络识别(NID)：系统的次标识符 （３） 导频短PN序列偏移(PILOT-PN)指数：偏移指 数，对基站或小区来说，以64个码片为单位 （４） 长代码状态(LC-STATE)：系统时间参数中规定 的时间的长代码
（５） 系统时间 （６） 跳秒(LP_SEC)：自系统启动以来已产生的跳秒数
第三章 IS－95系统信道结构及 功能
•IS-95 系统中码字的使用 •IS－95前向信道和反向信道概述 •前向信道结构及功能 •反向信道结构及功能
IS-95 系统中码字的使用
•短PN码 •Walsh码 •长PN码 1chip=3*108/1.2288*106=244m
短码
•利用PN码优良的自相关特性，可以使用 同一序列的不同移位作为不同的码字 •长度为215＝32768，码率1.2288Mcps,周 期为26.67ms，每2s重复75次 •理论上可得32768个码字，但由于多经和 时延，两个码字之间至少间隔64个 chip，所以最多有512个短码 •用于区分不同的基站或扇区
１９．２ ks／s １．２２８８ 分频器 分频器 ８００ Hz
２０ ms＝１６个功率控制段
反向业务信道
０
１．２５ ms
１
２
３
４ ５
６
７
８
９
１０ １１ １２ １３ １４ １５
基站：（１）测试信号强度 （２）把测量值变成功率控制比特 （３）传输功率控制比特
×M S G _ L E N G T H
N s- N u m b e r o f s y n c C h a n n e l su p e r f r a m e s n e e d e d f o r M S G _LENGTH Message Body CRC m essage transmission
Paging Chann Message Caps
First New Capsule In Slot,Synchronized Capsule
Synchronized Capsules
aging Channel Message 8
Padding as required
Paging Channel Message 8 × MSG_LENGTH
３．４ kb／s ６．３ kb／s ２．８ kb／s １．１kb／s
１４．４ ７．２ ３．６ １．８ （kb／s）
２８．８ ks／s
每6个输入 击穿2个 用户m的长码掩码 长码 产生器
分组 调制码元 ＋ 交织器 １９．２ ks／s
功率控制 比特 复 ８００ b／s 接
沃尔什函数n， １．２２８８ Mc／s ＋ A
+ x2
3
+ x3
4 x4
5
+ x5
6
+ x6
7
+ x7
8
9 x8
10 x9
40 x39
41 x40
42 x41
x42
模2相加器 42 bit 长码掩蔽 长码
前向业务信道
帧质量 指示器 ９．２ ４．４ ２．０ ０．８ （kb／s） 加编码器 尾比特 ９．６ ４．８ ２．４ １．２ （kb／s） 卷积 编码器 r＝１／２ k＝９ 码元 １９．２ ９．６ ４．８ ２．４ （ks／s） 码元重复 调制码元 １９．２ ks／s
信道组成
导频信道 寻呼信道 正向业务信道 同步信道
基站
反向业务信道
接入信道
移动台
前向信道
前向 CDMA链路 (由基 站 送 发 的1.23MHz信道 )
PCH：寻 信道 呼 FTCH： 业 道 前向 务信
导 频
同 步
PCH ＃１
●
PCH #7
ＦＴＣＨ ＃１
●
●
ＦＴＣＨ ＃Ｎ
●
●
●
ＦＴＣＨ ＃Ｐ
编 码 编 码 ● ● ＃Ｓ ● ＃５５
Paging Channel Half Frame body
=0
=1
=0
=0
=1
ing Channel Message Capsule
Paging Channel Message Capsule
Abutted Messages , Unsynchronized Capsules
Paging Channel Message Capsule
Paging Channel Half Frame
S C I
Paging Channel S Paging Channel C Half Frame body I Half Frame body
S C I
Paging Channel Half Frame body
S Paging Channel S C C I Half Frame body I
Walsh码
•共有64个相互正交的Walsh码 •用于区分前向信道中同一物理信道中的 不同的逻辑信道
长码
•利用PN码优良的自相关特性，可以使用 同一序列的不同移位作为不同的码字 •长度为242＝4.4*1012，码率1.2288Mcps, 周期为41天多 •理论上可得4.4*1012码字，但由于多经和 时延，两个码字之间至少间隔64个 chip，所以最多有69*109个长码 •用于区分不同的反向信道