1、CDMA前向业务信道,在呼叫期间，业务信道用于向某一特定移动台发送用户信息和信令信息 业务信道的最大数目：64减去一个导频信道、一个同步信道、 一到七个寻呼信道 这样， 每个CDMA载频最少可以有55个业务信道 不用的寻呼信道可以额外提供6个信道 典型的实际负荷是：采用13kb声码器大约17个用户，当采用8kb声码器时大约22个用户,可变速率声码器,前向业务信道帧速率集1,可能,为了发送空白和突发信令,CRC有以下作用：,检错,帮助确定接收帧的,数据率,所有帧的编码尾比特都,置零,声码器的输出速率会有四种,业务，其它业务可以屏蔽,172,12,8,192 bits (20 ms),F,T,96
2、00 bps,Frame,Information Bits,Full Rate,80,8,8,96 bits (20 ms),F,T,4800 bps,Frame,Information Bits,1/2 Rate,40,8,48 bits (20 ms),T,2400 bps,Frame,Information Bits,1/4 Rate,16,8,24 bits (20 ms),T,1200 bps,Frame,Information Bits,1/8 Rate,注解：,F- 帧质量指示 (CRC),T- 编码尾比特,多路复用选择1,帧速率1集提供基本业务和信令业务或辅助业务的同时传送 也
3、叫缺省多路复用选择 信令业务和辅助业务可以通过以下方式传送： 微弱和突发：基本业务与信令/辅助业务共享 空白与突发：信令业务占用整个帧没有基本业务发送时，辅助业务也可以占用整个帧,基本业务,基本业务,信令业务,基本业务,辅助业务,语音,语音和信令,语音和数据,卷积率1/2, k=9卷积编码,通过编码器生成的信息位叫码符号，这些符号与当前寄存器中所有比特相关。 每个信息比特与多个符号的产生有关。 这种内部互关联性有助于检测和纠正差错。 移位寄存器的长度称为约束长度(K=9) 移位寄存器越长，编码结果纠正突发差错的性能就越好 这样，可以以较小的功率获得同等的准确度。 这里，输入每一个比特，输出两个
4、码符号（卷积率为1/2）。,符号重复,码符号重复为块交织器提供一恒定速率的数据输入。,低速率码符号降低功率发送,当信号集成时，不同速率的每比特能量是相同的。,全体信号总的功率要求降低了，因此降低了噪声。,数据率 (bps),每调制符能量,9600,4800,2400,1200,E =E /2,s,b,E =E /4,s,b,E =E /8,s,b,E =E /16,s,b,Full Energy,1/2 Energy,1/4 Energy,1/8 Energy,9600bps块交织器(输出阵列),现在，9600bps的数据不再相关 相邻码符号从时间上隔离开了 突发差错的影响减少了 低速重复的码
5、符号被隔离开了。 增强了码符号抗单比特差错的能力。,R E A D,1.2288,Mcps User Mask,19.2,Ksps,800 Hz Mux Timing,Power,Control,Bit (800 bps),M U X,Decimator,Decimator,Scrambled Modulation Symbol or Power Control Bit,数据扰码,合成I和Q,每张信道卡中有一个合成器， 以串行阵列方式工作，将一个扇区或一个基站的所有前向信道的I和Q信号结合到一起。 数模转换器将每扇区或基站的数字的I和Q信号转换为模拟I和Q信号(基带) 所有信道卡（三扇区）的基
6、带I和Q 信号在背板被合成 这样可确保移动台不会错误地解码来自其它基站的具有相同沃氏码的信道的信号。,Pilot Channel,Sync Channel,Paging Channel(s),Forward TrafficChannel(s),+,+,+,+,Walsh code,Walsh code,Walsh code,Walsh code,+,+,Q PN Code,I PN Code,Composite I,Composite Q,Walsh function,Power Control Bit,I PN,14400 bps 7200 bps 3600 bps 1800 bps (Vo
7、coding),Convolutional Encoding and Repetition,Symbol Puncturing (13 kb only),1.2288 Mcps,Long PN Code Generation,19.2 ksps,800 Hz,R = 1/2,Q PN,Decimator,Decimator,User AddressMask (ESN-based),19.2 ksps,1.2288 Mcps,Scrambling,bits,symbols,chips,28.8 ksps,CHANNEL ELEMENT,M U X,Block Interleaving,前向业务信
8、道的生成 采用13kb语音编码,前向业务信道帧速率集2,帧结构与帧速率集1相似。,区别:,每帧比特率增加了,所有帧均需完成CRC,每一帧中的第一位保留,目前，第一位不用,267,12,8,288 bits (20 ms),F,T,14400 bps,Frame,Information Bits,Full Rate,144 bits (20 ms),F,T,7200 bps,Frame,Information Bits,1/2 Rate,8,72 bits (20 ms),T,3600 bps,Frame,Information Bits,1/4 Rate,36 bits (20 ms),T,1
9、800 bps,Frame,Information Bits,1/8 Rate,注 解,R - 保留位,F - 帧质量指示 (CRC),T- 编码尾比特,8,1,1,125,10,8,125,8,10,1,1,R,R,R,R,F,F,55,1,8,125,10,8,21,8,6,1,1,多路复用选择2,与多路复用选择1功能相同。,全速率(14400bps), 1/2(7200bps)、1/4(3600bps)帧速率,均可以以混合模式承载业务,1/8速率(1800bps)仅能承载基本业务,在14400和7200bps的帧中话音、信令和数据可以同时发送。,基本业务,基本业务,信令业务,基本业务,辅
10、助业务,基本业务,辅助业务,信令业务,符号删除,码符号重复保证了以28.8Ksps输出到符号删除部分,符号删除是按照一个模式将每六个输入符号删除两个,28.8Ksps的帧中未重复的符号也要删除,移动台的卷积解码器可将这种人为差错纠正,经符号删除后的交织器的输入恒定为19.2Ksps,这样其它功能就与前面所述一样。,CDMA概述 第三课: CDMA前向信道,3a: 前向业务信道 复习,3b: 导频信道 课程目标,理解导频信道的用途及其生成过程。 明确CDMA系统所用的不同PN码。,导频信道,用于移动台初始系统捕获 基站在前向信道上不停地发射 所有基站共享相同的PN序列 通过相位偏置区分每个基站
11、导频信道提供： 定时参考 相位参考 相位间隔使得一个CDMA信道频率可提供极高的频率复用率 移动台对导频的捕获性能获得增强，因为： 导频PN序列持续时间短 导频信号未编码 实现移动台辅助切换 用于确定切换的候选目标 完成软切换的关键因素,导频信道的生成,导频信道使用沃氏函数0扩频 采用短PN序列偏置，允许每个CDMA载频最多可有512个不同的导频信道 特定导频PN序列的PN偏置指数(0-511)乘以64可确定实际偏置 例: 15(偏置指数) x 64 = 960 PN chip 结果: 导频PN序列的起始将会延迟 960chip x 0.8138s/chip = 781.25s 四相扩频和基带
12、滤波与其它前向和反向码分信道一样。,扇区/小区识别,导频信道的捕获,移动台自身开始产生I和Q PN短码序列，并用其与接收到的复合信号中的每一种可能偏置的信号进行相关运算 在15秒内(典型值2到4秒)， 所有可能的偏置(32,768)均检查一遍 移动台记住具有最佳相关性（Eb/N0最佳）的信号的偏置 移动台锁定最佳导频(具有最佳Eb/N0 的导频偏置），识别短码序列起始标志(一个1后连续15个0) 移动台开始用沃氏码解调信号,CDMA概述 第三课: CDMA前向信道,3b: 导频信道 复习,3b: Review Questions,1. What is the Pilot Channel?The
13、 pilot channel is a reference channel which the mobile station uses foracquisition, timing, and as phase reference for coherent demodulation.It is transmitted at all times by each base station on each active CDMA frequency. This signal is tracked continuously by each mobile station.2. Discuss the fr
14、ame structure of the Pilot Channel.The Pilot Channel carries no data; therefore, it contains no frames.3. How many different PN Offsets are defined in CDMA?CDMA divides the 32,768- bit short PN codes into 512 64-bit sections. Each one of the 512 points in the short PN codes corresponding to an integ
15、er number of 64-bit sections defines a PN Offset,同步信道,用于提供系统基本参数 系统捕获阶段采用 比特率为1200bps 同步信道帧长为26 2/3ms 与短码周期匹配 一旦捕获导频信道，也就捕获了同步信道 移动台在每次呼叫结束时重新与系统同步,导频信道 不载送数据, 因此它没有数据帧. 同步信道 使用262/3ms帧. 其它所有前向和反向码分信道均为20ms帧.,同步信道的生成,一个同步信道帧有1200bps x 0.02666. s = 32bit 1/2速率卷积编码器使该比特率加倍，卷积编码器输出的0和1叫码符号 一个同步信道帧有64个码
16、符号 码重复处理后速率再次加倍， 每个码符号经重复后称为调制符 一个同步信道帧中有128个调制符 沃氏码#32用于扩展每个调制符，因而导致速率增加256倍；输出的0和1叫比特片（或码片chip） 一个同步信道帧中有32,768个码片(每初始比特对应1024个码片),1200 bps,Walsh Function 32,1.2288 Mcps,Convolutional Encoder and Repetition,Block Interleaver,R = 1/2,Modulation Symbols,4800 sps,4800 sps,Bits,Chips,同步信道消息参数,消息类型(MSG
17、_TYPE) - 确定消息结构（固定值00000001） 协议版本级(P_REV) - 设为00000001 最小协议版本级(MIN_P_REV) - 8bit无符号整数标识该系统工作所需最小协议版本。只有协议版本大于或等于该域的移动台才能接入系统。 系统ID(SID) - 标识系统的16bit无符号整数 网络ID(NID) - 标识网络的16bit无符号整数 导频PN序列偏置指数(PILOT_PN) - 基站的导频PN偏置指数，由网络规划者分配。 长码状态(LC_STATE) - 为移动台提供基站在SYS_TIME域给定时间的长码状态,动态产生 系统时间(SYS_TIME) - 包含这条消息
18、的任何部分的最后一个超帧结束后320ms的GPS系统时间, 减去导频PN偏置（单位80ms）,动态产生,同步信道消息参数 (cont),闰秒(LP_SEC) - 从系统起始时间(1980年1月6日00:00:00)至今发生的闰秒的次数，动态值 当地时间偏置(LTM_OFF) -当地时间与系统时间的偏置，单位30分钟, 动态值 当前当地时间=SYS_TIME - LP_SEC + LTM_OFF 夏令时指示(DAYLT) - 由网络规划者决定 1 表示采用夏令时 0 表示否 寻呼信道数据率(PRAT) - 系统寻呼信道的数据率， 由网络规划者决定 00 表示9600bps 01 表示4800bp
19、s CDMA频率分配(CDMA_FREQ) - 特定CDMA频段的信道号，对应包含基本寻呼信道的CDMA载频，取决于网络规划者,CDMA概述 第三课: CDMA前向信道,3c: 同步信道 复习,3c: Review Questions,1. What is the Sync Channel used for?The Sync Channel is used to send to the mobile station the essential system parameters that will allow it to acquire and synchronize to a base st
20、ation inthe CDMA system.2. Why is the frame duration in the Sync Channel 26.666. milliseconds andnot 20 as in the Forward Traffic Channel?To facilitate the acquisition of the Sync Channel by the mobile station.As the duration of the Sync Channel frames coincides with the period of the short PN codes
21、 transmitted on the Pilot Channel, once the mobile stationacquires synchronization with the Pilot Channel, the synchronization with theSync Channel is immediately known.3. What does the base station send to the mobile stations on the Sync Channel?Only one message is sent on the Sync Channel: the 揝yn
22、c Channel Message? which contains basic configuration parameters to allow themobile stations to acquire the CDMA system.,3d: 寻呼信道 课程目标,了解寻呼信道的作用，及寻呼信道的生成. 明确与寻呼信道相关的主要调制参数. 论述寻呼信道结构. 了解基站通过寻呼信道发送的不同类型的开销消息和移动台指示消息.,寻呼信道,单个CDMA载频最多可支持七个寻呼信道 信道1(沃氏函数1)为基本寻呼信道 其它附加的寻呼信道用沃氏函数2到7 不用的寻呼信道可用于前向业务信道 支持两种速率：
23、9600和4800bps 单个9600bps的寻呼信道可支持每秒约180次寻呼,寻呼信道,基站用寻呼信道 发送系统开销信息 和与特定移动台相关的消息.,寻呼信道的生成,一个 寻呼信道帧有96004800bps x 0.020 s = 19292个比特 1/2速率卷积编码器使比特率加倍，因此一个寻呼信道帧有384196码符号 如果速率为4800bps，码重复处理会使速率再次加倍，因此，无论速率多少，每寻呼信道帧包含384个调制符 每帧384个调制符乘以50帧/秒 = 19.2Ksps 沃氏码#1(或#2, . 或#7)用于扩频， 因此其速率增加64倍，为1.2288 Mcps 就是说，每寻呼信道
24、帧24,576个chips，或者说9600 4800bps时，每个初始比特对应128 256个比特片。,寻呼信道开销消息,移 动 台 指示 消 息,接入 参数 消息,扩展的系统参数消息,扩展的邻道消息,系统参数消息,CDMA信道列表消息,全局业务重定向消息,配置参数消息,开销消息,寻呼消息,ACC_CONFIG_SEQ,CONFIG_SEQ,CDMA概述 第三课: CDMA前向信道,3d: 寻呼信道 复习,3d: Review Questions,1. What is the Paging Channel used for?The Paging Channels are used by the
25、 base station to transmit system overhead information and mobile station-specific messages.2. List the Walsh codes used for Paging Channels?Paging Channel 1 uses Walsh code 1; Paging Channel 2 uses Walshcode 2; and so on, up to a maximum of 7 Paging Channels per CDMA frequency.3. List the names of all the Overhead Messages transmitted on the Paging Channel.System Parameters Message,Access Parameters Message,CDMA Channel List Message,Extended System Parameters Message,Extended Neighbor List Message, andGlobal Service Redirection Message.,
