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相关知识点:8个
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CDMA 2000最终正式标准是在2000年3月通过的。CDMA2000有下列技术特点:
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(1)多种信道带宽。前向链路支持多载波和直扩两种方式;反向链路仅支持直扩方式。
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(2)当采用多载波方式时,能支持多种射频带宽,即射频带宽可为N×1.25MHz,其中N=1,3,5,9,12。目前技术仅支持前两种,即1.25MHz(CDMA2000-1X)和3.75MHz(CDMA2000-3X)。
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CDMA2000-1X(第一阶段)采用的扩频速率为SR1(记为1X),即指前向信道和反向信道均用码片速率为1.2288Mb/s的单载波直接序列扩频方式,因此它可以方便地与IS-95(A/B)后向兼容,实现平滑过渡。运营商可在某些需求高速数据业务而导致容量不够的蜂窝上,用相同载波部署CDMA2000-1X系统,从而减少了用户和运营商的投资。
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由于CDMA2000-1X采用了反向相干解调、快速前向功控、发送分集、Turbo编码等新技术,其容量比IS-95大为提高。在相同条件下,对普通话音业务而言,容量大致为IS-95系统的两倍。
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CDMA2000-3X就是采用扩频速率SR3(记为3X)的CDMA2000系统。其技术特点是前向信道有3个载波的多载波调制方式,每个载波均采用1.228 8Mb/s直接序列扩频,其反向信道则采用码片速率为3.686 4Mb/s的直接扩频,因此CDMA2000-3X的信道带宽为3.75MHz,最大用户位率为1.036 8Mb/s。如前所述,因为它占用频带过宽,因此许多开发商目前更对HDR感兴趣。
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CDMA2000-1XEV是一种依托在CDMA2000-1X基础上的增强型3G系统。除基站信号处理部分及用户手持终端不同外,它能与CDMA2000-1X共享原有的系统资源。它可以在1.25MHz带宽内,前向链路达到2.4Mb/s(甚至高于CDMA2000-3X),反向链路上也可提供153.6kb/s的数据业务,很好地支持高速分组业务,适合于移动IP。
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下面主要介绍CDMA2000-1X,了解CDMA2000-1X后,举一反三,对HDR、3X或NX就容易理解了。
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CDMA2000-1X网络主要由BTS、BSC和PCF、PDSN等结点组成。基于ANSI-41核心网的系统结构如下图所示。
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其中,BTS为基站收发信机,PCF为分组控制功能,BSC为基站控制器,PDSN为分组数据服务器,SDU为业务数据单元,MSC/VLR为移动交换中心/访问寄存器,BSCC为基站控制器连接。
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由上图可见,与IS-95相比,核心网中的PCF和PDSN是两个新增模块,通过支持移动IP协议的A10、A11接口互联,可以支持分组数据业务传输。而以MSC/VLR为核心的网络部分,支持话音和增强的电路交换型数据业务,与IS-95一样,MSC/VLR与HLR/AC之间的接口基于ANSI-41协议。
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在上图中,BTS在小区建立无线覆盖区用于移动台通信,移动台可以是IS-95或CDMA2000-1X制式手机。BSC可对每个BTS进行控制;Abis接口用于BTS和BSC之间的连接;A1接口用于传输MSC与BSC之间的信令信息;A2接口用于传输MSC与BSC之间的话音信息;A3接口用于传输BSC与SDU(交换数据单元模块)之间的用户话务(包括语音和数据)和信令;A7接口用于传输BSC之间的信令,支持BSC之间的软切换。
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CDMA2000可以工作在8个RF频道类,包括IMT-2000频段、北美PCS频段、北美蜂窝频段、TACS频段等,其中北美蜂窝频段(上行:824~849MHz,下行:869~894MHz)提供了AMPS/IS-95 CDMA同频段运营的条件。
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CDMA2000-1X的正向和反向信道结构主要采用码片速率为1×1.2288Mb/s,数据调制用64阵列正交码调制方式,扩频调制采用平衡四相扩频方式,频率调制采用OQPSK方式。
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CDMA2000-1X正向信道所包括的正向信道的导频方式、同步方式、寻呼信道均兼容IS-95A/B系统控制信道特性。
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CDMA2000-1X反向信道包括接入信道、增强接入信道、公共控制信道、业务信道,其中增强接入信道和公共控制信道除可提高接入效率外,还适应多媒体业务。
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CDMA2000-1X信令提供对IS-95A/B系统业务支持的后向兼容能力。
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(1)前向快速功率控制技术。CDMA2000采用快速功率控制方法。方法是移动台测量收到业务信道的Eb/Nt,并与门限值比较,根据比较结果,向基站发出调整基站发射功率的指令,功率控制速率可以达到800b/s。由于使用快速功率控制,可以减少基站发射功率、减少总干扰电平,从而降低移动台信噪比要求,最终可以增大系统容量。
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(2)前向快速寻呼信道技术。此技术有两个用途。一个用途是寻呼或睡眠状态的选择。因基站使用快速寻呼信道向移动台发出指令,决定移动台是处于监听寻呼信道还是处于低功耗状态的睡眠状态,这样移动台便不必长时间连续监听前向寻呼信道,可减少移动台激活时间和节省移动台功耗;另一个用途是配置改变。通过前向快速寻呼信道,基地台向移动台发出最近几分钟内的系统参数消息,使移动台根据此新消息做相应设置处理。
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(3)前向链路发射分集技术。CDMA2000-1X采用直接扩频发射分集技术,有两种方式。一种是正交发射分集方式,方法是先分离数据流,再用不同的正交Walsh码对两个数据流进行扩频,并通过两个天线发射;另一种是空时扩展分集方式,使用空间两根分离的天线发射已交织的数据,并使用相同的原始Walsh码信道。使用前向链路发射分集技术可以减少发射功率,抗信号衰落,增大系统容量。
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(4)反向相干解调。基站利用反向导频信道发出扩频信号捕获移动台的发射,再用梳状(Rake)接收机实现相干解调。与IS-95采用非相干解调相比,提高了反向链路性能,降低了移动台发射功率,提高了系统容量。
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(5)连续的反向空中接口波形。在反向链路中,数据采用连续导频,使信道上数据波形连续,此措施可减少外界电磁干扰,改善搜索性能,支持前向功率快速控制及反向功率控制连续监控。
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(6)Turbo码使用。Turbo码具有优异的纠错性能,适合于高速率对译码时延要求不高的数据传输业务,并可降低对发射功率的要求,增加系统容量。在CDMA2000-1X中,Turbo码仅用于前向补充信道和反向补充信道中。Turbo编码器由两个RSC编码器(卷积码的一种)、交织器和删除器组成。每个RSC有两路交验位输出,两个输出经删除复用后形成Turbo码。Turbo译码器由两个软输入、软输出的译码器、交织器、去交织器构成,经对输入信号交替译码、软输出多轮译码、过零判决后得到译码输出。
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(7)灵活的帧长。与IS-95不同,CDMA2000-1X支持5ms、10ms、20ms、40ms、80ms和160ms多种帧长,不同类型信道分别支持不同帧长。前向基本信道、前向专用控制信道、反向基本信道、反向专用控制信道采用5ms或20ms帧,前向补充信道、反向补充信道采用20ms、40ms或80ms帧,话音信道采用20ms帧。较短帧可以减少时延,但解调性能较低;较长帧可降低对发射功率的要求。
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(8)增强的媒体接入控制功能。媒体接入控制子层控制多种业务接入物理层,保证多媒体的实现。它实现话音、分组数据和电路数据业务、同时处理、提供发送、复用和QoS控制、提供接入程序等功能。与IS-95相比,可以满足更宽带和更多业务的要求。
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