第四章IS95移动通信系统
第四章 IS-95移动通信系统
• 若话音帧自相关函数：大于三个门限，选择全速率（9.6kbs）； 大于二个门限，选择半速率（4.8kbs）；仅大于一个门限，选 择 1/4 速 率 （ 2.4kbs ） ； 小 于 所 有 三 个 门 限 ， 选 择 1/8 速 率 （1.2kbs）；当不讲话时，用1.2kbs速率，只传背景噪声。
• 软切换技术主要涉及导频搜索技术，导频强度的测量技术，切换 过程中的导频变换技术。
• 软切换的好处：改善话音质量；通过功率控制降低小区间干扰； 降低掉话率；增加容量和覆盖范围
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5.统一的时间基准
• 利用“全球定位系统”(GPS)的时标。 IS-95系统的每个基站 要有一个与GPS时间信号保持同步的时钟。GPS计时的开始 时间是：1980年6月6日0时0分0
• 所谓“双模”，是指该系统可以兼容模拟及数字的操作，从 而容易实现模拟蜂窝系统和数字蜂窝系统之间的转换。
• IS-95标准的系统及网络结构与GSM类似。
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IS-95蜂窝通信系统的关键技术和特点
1.码分多址技术
• 在IS-95系统中采用了三重码域的划分，即： 沃尔什码（扩频码），Wi(t)，i =1,2,…,64 短PN码（m序列扰码），SPNj(t), j=1,2,….,512，周期26.66ms 长PN码（m序列扰码），LPNk(t)，k=1,2,….，周期41.4天
• W1- W7为寻呼信道，定时发送系统信息，入网参数，基站寻 呼移动台，在呼叫接续阶段传输寻呼移动台的信息。移动台 通常在建立同步后，接着就选择一个寻呼信道(也可以由基站 指定)来监听系统发出的寻呼信息和其它指令。 在需要时，寻 呼信道可以改作业务信道使用，直至全部用完。
安徽工业大学—IS-95移动通信系统—正向业务信道的设计与开发(程序更改加质疑问题)剖析
程序均已经改正，本文档包括三个文件（.ASM walsh.INC .cmd）及质疑问题总结:IS95.ASM******************************************************************************* ***定时20ms循环处理话音数据包******************************************************************************* ***伪指令不占空间不影响执行速度，只是定义和描述但对汇编链接有重要指示作用*******************************************************************************.title "IS95前向信道设计" ;程序名.global _c_int00 ;全局起始标号.mmregs ;把所有存储器映像寄存器定义为全局型.copy "walsh.inc" ;编译时从"walsh.inc" 文件中复制walsh表STACK .usect "stack",10H ;自定义未初始化堆栈的设置（调用子程序，中断时将当前执行位置自动压栈）.bss pn1,2048 ;.bss .text .date 三个称为标准段，此处未初始化大小2048个字.bss pn2,2048 ;2^15/16.bss w,1536.bss wa,1536.bss iq,32 ;依次存储4组8个样点波形;SIN0+COS0;SIN0+COS180;SIN180+COS0;SIN180+COS180.bss p,4 ;P用于42级缓存三个,用于Wlash地址是4个.bss q,4 ;P用于42级掩码三个,用于Wlash地址是4个.bss v,1 ;用于记录pn码循环的位置0-2047.bss k,1 ;k为偏置系数.bss x,1.bss y,1.bss z,1.datacos: .word 07fffH,05a82H,00000H,0a57fH,08002H,0a57fH,00000H,05A82Hsin: .word 00000H,05A82H,07fffH,05a82H,00000H,0a57fH,08002H,0a57fHPA0 .set 0PA1 .set 1 ;速率标志1，2，4，8PA2 .set 2PA3 .set 3PA4 .set 4PA5 .set 5PA6 .set 6PA7 .set 7PA8 .set 8PA9 .set 9 ;输出调制波形.sect ".vectors" ;中断向量表（自定义已初始化段）rst: B _c_int00 ;（0号复位中断）无条件转移2个字NOPNOP ;两个NOP占2个字，加在一起0号中断共四个字.space 15*4*16 ;预留1-15号中断地址空间，每个占四个字int0: B clock ;16号GPS外部中断NOPNOP.space 2*4*16 ;预留17.18号中断地址空间，每个占四个字tint: B timeout ;19号定时中断向量（20ms（ttt3））NOPNOP.space 12*4*16.text ;主程序_c_int00STM #STACK+10,SP ;置堆栈指针******************************************************************************* *******************************初始化,产生四种SIN与COS相加的波形*cos+sin;cos-sin;sin-cos;-cos-sin******************************************************************************* ******************************SSBX S XM ;=1符号扩展STM #w,AR2 ;w wa两个中间变量STM #wa,AR3LD #cos,ASTM #7,BRCRPTB ddd-1READA *AR2+ADD #1,A ;w中存8个cos样点ddd: LD #sin,ASTM #7,BRCRPTB ddd1-1READA *AR3+ADD #1,A ;wa中存8个sin样点ddd1: STM #iq,AR4STM #w,AR2STM #wa,AR3STM #7,BRCRPTB ttt-1LD *AR2+,AADD *AR3+,ASTL A,*AR4+ ;*(iq)=cos0+sin0ttt: STM #w,AR2STM #wa,AR3STM #7,BRCRPTB ttt1-1LD *AR2+,ASUB *AR3+,ASTL A,*AR4+ ;*(iq+8)=cos0+sin180ttt1: STM #w,AR2STM #wa,AR3STM #7,BRCRPTB ttt2-1LD *AR3+,ASUB *AR2+,ASTL A,*AR4+ ;*(iq+16)=cos180+sin0ttt2: STM #w,AR2STM #wa,AR3STM #7,BRCRPTB ttt3-1LD *AR2+,ANEG A ;对A取算术反SUB *AR3+,ASTL A,*AR4+ ;*(iq+24)=cos180+sin180******************************************************************************* *****************************初始化PN1和PN2,准正交15级M序列**先产生好引导序列，最后15个零,初始状态14个零一个一**序列周期2^15-1=32768-1=32767，**每两秒75个PN序列周期，1.2288M*2S=75*32768 32768bit/16bit=2048字**I(x)=x15+x13+x9+x8+x7+x5+1**Q(x)=x15+x12+x11+x10+x6+x5+x4+x3+1**********************************************************************************************************chushipn1: STM #32766,BRC ;PN1LD #0x0001,A ;移存器初态，初始状态14个零1个一，1为X位STM #15,AR4 ;15-0循环计数器（记录数组是不是已经满了），一个字16位STM #pn1,AR3 ;放置序列地址ST #0x0001,*AR3 ;先输出1RPTB PP1-1LD #0,B ;B为M序列反馈位XOR A,-4,B ;X5与B异或XOR A,-6,B ;X7与B异或XOR A,-7,B ;X8与B异或XOR A,-8,B ;X9与B异或XOR A,-12,B ;X13与B异或XOR A,-14,B ;X15与B异或AND #0x0001,BSFTL A,1 ;左移一位（A左为X15，右为X）OR B,A ;反馈位或到最低位BANZ PPP1,*AR4- ;未积满一个字后转移到PPP1STL B,*+AR3 ;装满了，先更新输出地址在把B输出去STM #15,AR4B PPP2PPP1: ADD *AR3,1,B ;AR3左移一位加上BSTL B,*AR3 ;送回AR3PPP2: NOPPP1: LD *AR3,AAND #0XFFFE,A ;提前输出的1强制变为0STL A,*AR3chushipn2: STM #32766,BRC ;PN2LD #0x0001,A ;初始状态14个零一个一STM #15,AR4 ;计数器，一个字16位STM #pn2,AR3 ;放置序列地址ST #0x0001,*AR3 ;先输出1RPTB PP2-1LD #0,B ;B为M序列反馈位XOR A,-2,B ;x3与B异或XOR A,-3,BXOR A,-4,BXOR A,-5,BXOR A,-9,BXOR A,-10,BXOR A,-11,BXOR A,-14,BAND #0x0001,BSFTL A,1 ;左移一位OR B,A ;反馈位或到最低位BANZ PPP3,*AR4- ;未积满一个字后转移STL B,*+AR3 ;更新输出地址STM #15,AR4B PPP4PPP3: ADD *AR3,1,BSTL B,*AR3PPP4: NOPPP2: LD *AR3,A ;提前输出的1强制变为0AND #0XFFFE,ASTL A,*AR3**************************************************************定时器初始化*************************************************************ttt3: SSBX I NTM ;=1,关闭所有可屏蔽中断RSBX SXM ;=0禁止符号位扩展ST #0,*(x) ;初始化x=0,x为十次定时记数（绝对寻址）(A,@x是直接寻址)STM #0,SWWSR ;插入0等待周期STM #0xffa8,PMST ;改变中断向量映射到0xff80，IPTR取PMST的高九位STM #9007h,CLKMD ;PLLMUL=9（锁相环倍频系数）,CLKIN=10M（外部晶振）,CLKOUT=CLKIN X (PLLMUL+1)=100MSTM #19999,PRD ;该为PRD=20000-1;TDDR=10-1 主频100M 则定时2msSTM #0039h,TCR***********************************************************susp STM #y,AR4 ;添加帧质量指示PORTR PA1,*AR4 ;速率标志1，2，4，8BIT *AR4,15-0 ;速率1（位测试）BC bbb1,NTC ;TC=0跳转到bbb1CALL c rc12LD #183,A ;184比特信息卷积（里面8尾比特进行卷积）CALL j uanjiSTM #wa,AR5 ;码元重复1次,wa输出STM #w,AR3 ;w输入RPT #383MVDD *AR3+,*AR5+CALL j iaozhiCALL r aoluanCALL k uopinCALL p ianzhi1CALL p ianzhi2CALL q pskB bbb ;可以把速率一样的合并到公共端bbb1: BIT *AR4,15-1 ;速率2BC bbb2,NTCCALL c rc8LD #87,ACALL j uanjiSTM #wa,AR5 ;码元重复2次,wa输出w输入STM #w,AR3STM #191,BRCRPTB ccb1-1MVDD *AR3,*AR5+MVDD *AR3+,*AR5+ccb1 CALL j iaozhiCALL r aoluanCALL k uopinCALL p ianzhi1CALL p ianzhi2CALL q pskB bbbbbb2: BIT *AR4,15-2 ;速率4BC bbb3,NTCSTM #w,AR3STM #wa,AR4RPT #39MVDD *AR3+,*AR4+LD #39,ACALL j uanjiSTM #wa,AR5 ;码元重复4次,wa输出w输入STM #w,AR3STM #95,BRCRPTB ccb2-1MVDD *AR3,*AR5+MVDD *AR3,*AR5+MVDD *AR3,*AR5+MVDD *AR3+,*AR5+ccb2 CALL j iaozhiCALL r aoluanCALL k uopinCALL p ianzhi1CALL pianzhi2CALL q pskB bbbbbb3 STM #w,AR3 ;速率8STM #wa,AR4RPT #15MVDD *AR3+,*AR4+LD #15,ACALL j uanjiSTM #wa,AR5 ;码元重复8次,wa输出w输入STM #w,AR3STM #47,BRCRPTB ccc-1MVDD *AR3,*AR5+MVDD *AR3,*AR5+MVDD *AR3,*AR5+MVDD *AR3,*AR5+MVDD *AR3,*AR5+MVDD *AR3,*AR5+MVDD *AR3,*AR5+MVDD *AR3+,*AR5+ccc CALL j iaozhiCALL r aoluanCALL k uopinCALL p ianzhi1CALL p ianzhi2CALL q psknopbbb nop*********************************************************************susp1 LD *(x),ASUB #10,ABC susp,AEQ ;判断是否到20ms,取第二个数据包处理B susp1********************************************************************* timeout ADDM #1,*(x) ;(绝对寻址)定时中断子程序1加到十即20ms LD #10,ASUB *(x),ABC secout,ALEQB exitsecout ST #0,*(x)exit NOPRETE**********************************************************************外部GPS时钟2秒钟复位一次*根据偏置系数K确定引导序列的起始位置v*********************************************************************clock: PORTR PA0,*(k) ;读偏置系数LD *(k),2,AAND #0x7fc,ASTL A,*(v)STM #0FFFFh,IFR ;所有中断标志置1STM #0008h,IMR ;TINT0=1定时中断开放RSBX INTM ;=0,开放所有可屏蔽中断LDM TCR,AAND #0FFEFH,ASTLM A,TCR ;TSS=0,定时器启动工作RETE*********************************************************************CRC效验子程序*12位帧质量指示码产生器*w存储172位要效验的信息*wa存储184位输出信息*f(x)=x12+x11+x10+x9+x8+x4+x+1*********************************************************************crc12 STM #w,AR3 ;间接寻址将输入数据数组w 首地址给辅助寄存器AR3STM #wa,AR4 ;间接寻址将输出数据数组wa首地址给辅助寄存器AR4LD #0XFFF,B ;B为12位移存器并初始化全1,左X12,右XSTM #171,BRC ;计算172位CRC效验RPTB next-1SFTL B,-11,A ;取最高延迟位。
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
固定速率为1.2288Mchip/s,长度为 242 −1 的长伪 随机序列用作扰码，由此来对寻呼信道和业务信道 上的信息加密。 移动台使用的信道不同，长码生成过程中的 42bit用户掩码的格式也不同。 如CDMA2000在业务信道上M41~M32为 1100011000， M31~M0为移动台的电子序列号 （ESN）。ESN 是用户终端的标识，每个终端都 有唯一的识别号。
二、信道组成： •基站到移动台 有导频信道、同步信道、 寻呼信道、正向业务信道； •移动台到基站 有接入信道 反向业务信道。
三、正向传输逻辑信道： 1、64阶Walsh函数划分正向链路
导频、同步信道、7个寻呼信道、55个业务信道
导频 信道 W0
同步 信道 W32
寻呼 信道 W1
寻呼 信道 W7
业务 信道 W8
3、帧长度： 20ms 4、带宽：1.25MHZ 5、扩频调制： 基站 QPSK 移动台 OQPSK 6、扩频方式：DS—PN 7、信道编码：用卷积码和为特比译码 下行 R=1/2 K=9 上行 R=1/3 K=9
9、扩频码：速率为1.2288MHZ，基站识 别码为 215 − 1 用户识别码为. 2 42 − 1 10、交织编码 11、接受方式：采用RAKE接受 12、功率控制：采用闭环功率控制与外环 功率控制相结合。
2、正向信道框图：
W0 导频信道信息 比特（全0） A
3、正向传输逻辑信道，三种扩频编码
固 定 速 率 为 1.2288Mchip/s ， 长 度 为 64 的 walsh码，用来区分物理信道。 一对固定速率为1.2288Mchip/s，长度为
2 − 1 的m序列用于四相扩频， 一个用于I 信道，一个用于Q信道,不同小区用此码的不同 相位来区分。
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-95讲义
IS-95链路模型
前向链路（基站到移动台，又称下行） 反向链路（移动台到基站，又称上行）
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前向链路结构及功能
前向链路结构组成最多可以有64条同时传输的信道，以 正交形式复用同一个射频载波 一条大功率连续发送的导频信道，为信息调制后的载波 接收提供相干的参考相位 一条连续发送的同步信道，将系统信息传送给小区里的 所有用户 寻呼信道最多有7条，向小区内的移动台发送呼入信号 以及向单个移动台传送信道分配和其他信令信息。 其余的信道用作业务信道，每一路都可以给单个的移动 用户传送语音或数据
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反向业务信道
反向业务信道说明
为了减少反向链路的平均干扰，以增加用户容量， 在反向链路中，重复的符号通过“数据突发随机 器”将某一时间的长PN码序列的值作为“控制比 特”来伪随机地选择哪组符号将被发送 42级长PN码的偏置是用一个根据移动台电子序 列号设定的模板产生的 反向业务信道的传送开始于一个作为报头的全零 帧，以帮助基站捕获信号
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THE END
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寻呼信道说明
模板是从寻呼信道号以及以导频PN码偏置的形 式给出的基站ID所派生 出来的，由下式给出： 11000110011010000xxx000000000000yyyyyy yyy，其中xxx是寻呼信道号，而yyyyyyyyy是基 站的导频PN码序列的偏置序号 抽样后的PN码序列是原序列的某个位移，以原 速率的1/64运行
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寻呼信道
寻呼信道说明
寻呼信道用于通知移动台有呼入，传送信道分配 信息，发送系统开销信息 编码和交织后的寻呼信道符号用一个42阶的长 PN码进行扰码，长PN码的周期为 2 42 − 1 ≈ 4.4 ×1012码片（在1.2288Mcps的速率 下将持续41天） 每个寻呼信道和基站所特有比特 的模板相异或形成的
IS-95CDMA移动通信系统讲解
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
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
1
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1.前向逻辑信道
W1- W7为寻呼信道，定时发送系统信息，入网参数，基站寻呼 移动台。移动台通常在建立同步后，选择一个寻呼信道(也可以 由基站指定)来监听系统发出的寻呼信息和其它指令。 在需要时， 寻呼信道可以改作业务信道使用，直至全部用完。
用1.2288Mc/s 的长PN码（ 242 –1 m序列）进行扩 频，并区分不同的用户，实现安全保密。 通过不同的掩码给每个信道分配一个不同的初相, 从而构成逻辑信道和移动台的地址码，实现上行链 路的码分多址功能。 长码由42个移位寄存器组成的m序列发生器产生。 该序列再由一个42比特掩码赋予不同的相位。
1
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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
毕业设计9IS-95移动通信系统研究与反向传输电路的仿真毕业论文
前向链路信道包括一个导频信道、一个同步信道、最多7个寻呼信道，以及许多前向业务信道。每一个前向业务信道包括一个前向基本编码信道，还可以包括1到7个前向辅助编码信道。每个信道的信息通过适当的Walsh函数调制，然后以固定码片速率1.2288Mcps，用PN序列正交对进行调制。导频信道始终是安排在编号为0的编码信道。如果存在同步信道，则一般为编号32的编码信道。无论什么时候，寻呼信道总是依次安排在编号1到编号7的编码信道，剩余的编码信道由前向业务信道使用。导频信道用于发射导频信号，导频信号用于解调过程。同步信道在时间上与它的基站导频信道相关，移动台在同步信道中找到与这个特定基站相关的信息。寻呼信道提供给移动台系统信息和指令，另外在移动台接入信道发出接入请求之后对信息进行确认。业务信道发送业务信息。
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第四章IS95移动通信系统
5.统一的时间基准
• 利用“全球定位系统”(GPS)的时标。 IS-95系统的每个基站 要有一个与GPS时间信号保持同步的时钟。GPS计时的开始 时间是：1980年6月6日0时0分0
• IS-95系统中基站4路RAKE，移动台3路.
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第四章IS95移动通信系统
RAKE的基本原理
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第四章IS95移动通信系统
CDMA系统中RAKE接收机的基本原理
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第四章IS95移动通信系统
• 假设有多条路径，路径具有不同的时延t1、t2、t3tN，以 及不同的衰落因子a1、a2、a3 aN。RAKE接收机设计成三个支 路对应三条路径的多径分量。对每一支路，接收信号分别与一个
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第四章IS95移动通信系统
4.软切换技术
• GSM和AMPS系统采用“先中断再连接”的硬切换方式进行 越区切换：手机识别目标BTS扇区并向BSC报告；在与BTS2 建立连接之前，先断开与BTS1的连接。
• CDMA采用“先连接再中断”的软切换方式进行越区切换： 手机识别目标BTS扇区并向BSC报告；同时连接多达6个扇区； 在与BTS2建立连接之后，再断开与BTS1的连接。
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第四章IS95移动通信系统
CDMA系统软容量限制
• 由于FDMA、TDMA的容量由频率和时隙所决定的，容量是固 定值，当同时工作的用户数超过系统容量时，必会出现阻塞。
• CDMA蜂窝系统的全部用户共享一个无线信道，用户信号的区 分只靠所用码型的不同，因此当蜂窝系统的负荷满载时，另外 增加少数用户，只会引起话音质量的轻微下降(或者说信干比稍 微降低)，而不会出现阻塞现象。
•n •1 •接入 •业务 •信道 •信道
•m
•业务 •信道
•使用长PN码区分
第四章IS95移动通信系统
• 当移动台没有使用业务信道时，接入信道提供运动台到基站的传
输通路，在其中发起呼叫、对寻呼进行响应以及传送登记注册等
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第四章IS95移动通信系统
2.瑞克（ RAKE ）技术
• 在移动通信中，多径传播往往会产生有害的多径干扰。但在扩频 通信系统中可以对这些多径信号进行分离和合并，以改善系统的 性能。具有这种功能的接收机称为RAKE接收机。
• RAKE接收机包含多个相关器，每一相关器接收一个多径信号， 多径信号被相关器解扩后，可按最大比组合在一起。因为接收到 的多径信号的衰落是独立的，经分集后，系统的性能可得到改善， 这也是CDMA系统的话音质量优于TDMA系统，通话时不易掉 话的原因之一。
第四章IS95移动通信系统
4.2 无线信道
一.无线信道参数
• FDMA/CDMA/FDD多址方式 上行(移动台发、 基站收) 824-849MHz 下行(基站发、 移动台收) 869-894MHz 频段宽度为25 MHz；收、发频率间隔为 45 MHz。 载频间隔是1.25MHz，系统分为 20 对载频。 扩频地址码64个，总共有20×64=1280 个物理信道。
•W31 •W32 •W33 •同步
•W63 •业务
•业务数据 •随路信令
第四章IS95移动通信系统
• 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 以进行相干解调：通过对导频信号中多径信号的检测，实现 RAKE接收机中的信号估计；通过比较相邻基站导频信号的 强度，决定何时需越区切换；通过对导频信号强度的检测， 决定开环功率控制的初始值。
• 在业务高峰期间，可以稍微降低系统的误码性能，以适当增多 系统的用户数目，即在短时间内提供稍多的可用信道数。这就 是说CDMA蜂窝通信系统具有“软容量”特性，或者说“软过 载”特性。
• 这也增加了系统运行的灵活性。
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第四章IS95移动通信系统
CDMA系统具有扩频的优点
• CDMA蜂窝系统以扩频技术为基站，因而它具有扩频通信系统 所固有的优点，如抗干扰、抗多径衰落等。
对应时延t的扩频码相关，信号经解扩后加权再组合，从而达到 分集接收的目的。
• 对多径参数的检测与测量是由“搜索接收机”完成的，采用的是 确定哪些径存在并对它们处理的方法。
• PN码片速率为1.2288MHz，最小可分辨多径间隔为(1.2288106)-1 =81410-9=0.814s。
• 在呼叫进行中，搜索接收机可以监测多径信号的强度并实现分集 合并。
• 若话音帧自相关函数：大于三个门限，选择全速率（9.6kbs）； 大于二个门限，选择半速率（4.8kbs）；仅大于一个门限，选 择 1/4 速 率 （ 2.4kbs ） ； 小 于 所 有 三 个 门 限 ， 选 择 1/8 速 率 （1.2kbs）；当不讲话时，用1.2kbs速率，只传背景噪声。
• 在CDMA系统中，其相邻小区工作频率采用同一频率，只是 扩频地址码不一样。这样用户越区切换不需改变频率，而只 改变地址码。当移动台越区时，能够同时连接到两个或多个 小区；在老的连接中断之前，新的连接已经建立，这就减少 了呼叫中断的概率，改善了切换时的话音质量。
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第四章IS95移动通信系统
• 扩频解调门限：7dB(Pe=10-4)
• 分集接收：基站4路RAKE接收
移动台3路RAKE接收
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第四章IS95移动通信系统
•W0 •W1 •导频 •寻呼
PP向信道
•（基站发，移动台收， 1.2288MHz）
•W7 •寻呼
•W
8
•业务
• 可变速率声码器的一个重要特点是使用适当的门限值来决定所需 速率，门限值随背景噪声电平的变化而变化，从而提高了话音的 质量，同时在低速率工作时又降低了信道间的干扰，提高了系统 的容量。
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第四章IS95移动通信系统
•在IS-95 CDMA系统中，采用了8kbs和13kbs的 •变速率声码器技术。
• 在8kbs码激励线性预测(QCELP)声码器中，采用了4种码率的 传输速率，即 8、 4、 2、 1 kb/s， 可以 9.6 kb/s 、 4.8 kb/s 、 2.4 kb/s 、 1.2 kb/s的信道速率分别传输。
• 根据话音信号激活程度，声码器设了三个门限来变换声码器速 率，三个门限由前一帧话音自相关函数和前一帧噪声电平决定， 每帧更新一次（20ms）。
• 各基站都配有GPS接收机，利用PN码和此时间进行校准。 保持系统中各基站有统一的时间基准，称为CDMA系统的公 共时间基准。
• 移动台通常利用最先到达并用于解调的多径信号分量建立基 准。如果另一条多径分量变成了最先到达并用于解调的多径 分量，则移动台的时间基准要跟踪到这个新的多径分量。
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第四章IS95移动通信系统
• IS-95标准的全称是：双模宽带扩频蜂窝系统的移动台-基站 兼容标准。又称为：CDMA-95，QCDMA。
• IS-95标准是一个空中接口（CAI）标准，只提出信令协议和 数据结构的特点与限制，包括波形及数据序列的规定。
• 所谓“双模”，是指该系统可以兼容模拟及数字的操作，从 而容易实现模拟蜂窝系统和数字蜂窝系统之间的转换。
• 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。
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第四章IS95移动通信系统
•1 •接入 •信道
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2.反向逻辑信道
•CDMA反向信道
•（移动台发，基站收， 1.2288MHz）
• W32为同步信道，用来传送同步信息，如系统时间，导频偏置， 寻呼信道速率，242-1长码的状态等，供移动台进行同步捕获，根 据时间信息确定基站引导PN码的相位，实现移动台的接收解调。 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， 还需要重新进行同步。 当通信业务量很多, 所有业务信道均被占 用而不敷应用时，此同步信道也可临时改作业务信道使用。
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第四章IS95移动通信系统
3.话音激活与可变速率声码器
• 在典型的全双工通信中，每次通话的占空比小于35%。CDMA系 统在通话的停顿期间，降低信号传输速率，从而减轻对其它用户 的干扰。这即是CDMA系统中的话音激活技术。由于CDMA系 统的容量与所受干扰功率有关，降低用户间的干扰，则可增加系 统容量。
• 这些码同时叠加在信息比特I(t)上，即： I(t) Wi(t) SPNj(t) LPNk(t)
• 利用码的正交性，可以在接收端恢复出信息比特。
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第四章IS95移动通信系统
CDMA系统多址容量大
• CDMA系统是干扰受限的系统。在实际系统中，各地址码之间不 是完全正交，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。
• W1- W7为寻呼信道，定时发送系统信息，入网参数，基站寻 呼移动台，在呼叫接续阶段传输寻呼移动台的信息。移动台 通常在建立同步后，接着就选择一个寻呼信道(也可以由基站 指定)来监听系统发出的寻呼信息和其它指令。 在需要时，寻 呼信道可以改作业务信道使用，直至全部用完。
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第四章IS95移动通信系统
• 扩频地址码速率：1.2288Mb/s 调制方式：前向QPSK，反向OQPSK 已调信号带宽 1.2288MHz
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第四章IS95移动通信系统
• 语音编码方式：8k或13k变速率QCELP码
• 信道编码方式：卷积码（k=9, 正向Rb=1/2，反 向Rb=1/3）