cdma2000系统微型直放站发信通道设计毕业论文(编辑修改稿)

cdma2000系统微型直放站发信通道设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

电信公司提出的 3G标准，该标准提出不经过 代的中间环节，直接向 3G 过渡，非常适用于 GSM系统向 3G 升级。 WCDMA、 CDMA2020 与 TDSCDMA 都属于宽带 CDMA 技术。 宽带 CDMA 进一步拓展了标准的CDMA 概念， 在一个相对更宽的频带上扩展信号，从而减少由多径和衰减带来的传播问题，具有更大的容量，可以根据不同的需要使用不同的带宽，具有较强的 抗衰落能力与抗干扰能力，支持多路同步通话或数据传输，且兼容现有设备。 WCDMA、 CDMA2020 与 TDSCDMA 都能在静止状态下提供 2Mbit/s 的数据传输速率，但三者的一些关键技术仍存在着较大的差别，性能上也有所不同。 其主要技术性能比较如表 11： 表 11 三大标准技术性能比较 性能指标 WCDMA CDMA2020 TDSCDMA 标准组织 3GPP 3GPP2 3GPP 载波间隔 5MHz 码片速率 帧长 10ms 20ms 10ms（两个子帧） 基站同步 不需要 需要（ GPS） 需要 功率控制 功控速率 1500Hz 功控速率 800Hz 功控速率 200Hz 双工方式 FDD/TDD FDD TDD 编码方式 卷积码 Turbo码 卷积码 Turbo码 卷积码 Turbo码 调制方式 QPSK（前向） QPSK（反向） QPSK（前向） HPSK（反向） QPSK（前向） BPSK（反向） 检测方式 相干解调 相干解调 联合检测 三种主流技术标准在技术上各有千秋，至于在 3G 时代谁能占据更大的市场份额，关键是看哪个技术标准更符合市场需求和竞争需要，在此不做赘述。 下面主要介绍 CDMA2020标准。 5 2 CDMA2020 简介及无线信道基础 CDMA2020标准简介 CDMA2020 技术是第三代移动通信系统 IMT2020 系统的一种模式，它是从 CDMAOne（ IS95） 演进而来的一种第三代移动通信技术 [4]。 IS95 标准在 1993 年面世，这个技术不是一个单一的、静止的技术，随着版本 O、版本 A 及版本 B 的制订， IS95 也在不断地发展和演进。 CDMA2020 的正式标准是在 2020 年 3月通过的。 它原意是把 CDMA2020 分为多个阶段来实施，第一个阶段称为 CDMA2020 1X，第二个阶段称为 CDMA2020 3X。 1X 的意思是使用与 IS95 相同的一个 频宽的载波； 3X 则意味着三个载波。 CDMA2020 1X 完全兼容 IS95 的第三代移动通信系统，其空中接口标准依照的是EIA/TIA/IS2020 协议，采用码分和频分结合的多址技术。 CDMA2020 1X 的空中信道支持的调制功能在兼容 IS95 的基础上得到了极大的增强，包括采用了前向快速功控， 增加了前向信道的容量；提供反向导频信道，使反向相干解调成为可能，反向增益较 IS95提高了 3dB，反向容量增加 1 倍；业务信道可采用比卷积码更高效的 Turbo 码，使容量进一步增加；引入了快速寻呼信道，减少了移动台功耗，增加了移动台的待机时间；可采用发射分集方式 OTD 或 STS，提高了信道的抗衰落能力。 此外，新的接入方式减少了移动台接入过程中的干扰；仿真与现场测试结果表明， CDMA2020 1X 系统的话音业务容量是 IS95 系统的 2倍，数据业务容量是 IS95 的 10倍。 CDMA2020 /EVDO/EVDV 一种叫 HDR（ High Date Rate） 的新技术的出现，让世人对 CDMA2020 技术的理解又有了新的内涵。 HDR的提出是为了进一步满足用户对无线数据通信的渴望，它通过更高效的、更能符合分组数据传输特点的调制方式使系统对数据传输速率的支持达到了前所未有的。 如此优异的性能使 CDG（ CDMA Development Group） 组织于 2020 年 6 月决定向3GPP2 提出建议把它作为 CDMA2020 1X 演进的另一条路径，并正式命名为 1xEV（ 1X Evolution）。 1xEV 的演进 又被划分为两个发展阶段，第一阶段叫 1xEVDO。 1xEVDO 意指 Date Only，它使运营商利用一个与 IS95或 CDMA2020 相同频宽的 CDMA载频就可实现高达 的前向数据传输速率，目前已被国际电联 ITU 接纳为国际 3G标准，并已具备商用化条件。 第二阶段叫 1xEVDV。 1xEVDV 意为 Date and Voice。 顾名思义它可以在一个 CDMA 载频上同时支持话音和数据，目前有多种候选方案，如以朗讯、高通等公司为主提出的 L3NQS和摩托罗拉、诺基亚等提出的 1xTREME。 1xEVDV可提供 6Mbps甚至更高的数据吞吐量。 CDMA2020 系统微型直放站发信通道设计 6 I S 9 5 AI S 9 5 B最 最 最 最1 1 5 . 2 k b p s1 9 9 51 9 9 51 9 9 81 9 9 82 0 0 02 0 0 0c d m a 2 0 0 0 1 X216。 最 最 最 最 3 0 7 . 2 k b p s216。 最 最 最 最 最 最 最 最216。 最 最 最 最 最 最 最 最c d m a 2 0 0 0 3 X最 最 最 最 最2 M b p s1 x E V216。 1 x H D R216。 1 x T R E M E216。 L A S C D M A2 0 0 22 0 0 2 图 21 CDMA2020标准演进 表 21 CDMA2020 标准对比 技术 最高数据速率 实际数据速率 频谱 业务 IS95 A/B Kbps 1040 Kbps MHz 话音和电路交换数据业务 1xRTT Kbps 80100 Kbps MHz 话音、电路数据和分组数据 1xEVDO Mbps 600K1Mbps MHz 分组数据业务 3xRTT 2 Mbps MHz 话音、电路和分组数据业务 其中， EVDV 在固定环境中所支持的速率 2Mbps，在低速移动环境（如步行）中所支持的速率为 384kbps，在车载环境中的为 144kbps。 CDMA2020 1X 系统的网络结构 CDMA2020 1X网络主要是由 BTS、 BSC和 PCF、 PDSN 等节点组成。 基于 ANSI41 核心网的系统结构如图 22所示。 I S 9 5 A / BB T SB S CB S C Cc d m a 2 0 0 0 1 XB T SS D UB S CB S C C S D UP C FH L R /A U CP D S NM S C /V L RI S 9 5手 机c d m a 2 0 0 0 1 x手 机A 1 0A 1 1A 7U m A b i sA 9A 8A 2A 1A N S I 4 1A 3I n t e r n e tP S T NI S D N 图 22 CDMA2020 1X 系统的网络结构 其中 PCF 为分组控制单元， PDSN 为分组数据服务器， SDU 为业务交换数剧单元模块，BSCC 为基站控制器连接。 从图中可以看出，与 IS95 相比，网络结构中的 PCF 和 PDSN 是两个新增的模块， PCF 用于转发无线子系统和 PDSN 分组控制单元之间的信息， PDSN 节点为 CDMA2020 1X接入 Inter 的接口模块， PCF 和 PDSN 通过支持移动 IP 的 A A11 接口互连，可以支持分组数据业务传输。 而以 MSC/VLR 为核心的网络部分，支持语音和增强 7 的电路交换型数据业务，与 IS95 一样， MSC/VLR 与 HLR/AUC 之间的接口基于 ANSI41 协议。 BTS 在小区建立无线覆盖区域用于移动台通信，移动台可以是基于 IS95 或 CDMA2020 1X制式的手机。 BSC 可对多个 BTS 进行控制， Abis 接口用于连接 BTS 和 BSC， A1接口用于MSC 与 BSC 之间的信令信息， A2接口用于传输 MSC 与 BSC 之间的语音信息， A3 接口用于传输 BSC 与 SDU 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。 以上这些接口与 IS95 系统的需求是相同的，其 中 A AA A11 是新增的接口。 A8 接口用于传输 BSC 和 PCF 之间的用户业务， A9 接口用于传输BSC 和 PCF 之间的信令信息， A10 和 A11 接口都是无线接入网和分组核心网之间的开放接口， A10 接口用于传输 PCF 和 PDSN 之间的用户业务， A11 接口用于传输 PCF 和 PDSN 之间的信令信息。 CDMA2020物理层及关键技术 CDMA2020 空中接口概述 CDMA2020 的空中接口在 IS95 基础上又采用了许多新技术。 接下来将简要介绍CDMA2020 空中接口的协议结构及几个基本概念。 一、 CDMA2020 空中接口的协议结构 CDMA2020 空中接口采用分层的协议结构，不同的层次执行不同的功能，并形成不同的技术标准。 这是 CDMA2020 较之 IS95 进步的一个主要方面。 协议的分层化使各层标准能够专注于相应的功能，使协议结构更加清晰。 CDMA2020 空中接口的协议结构包括：物理层、链路层以及高层。 物理层和链路层分别对应于 ISO/OSI 参考模型的底下两层，即物理层对应于第一层，链路层对应于第二层。 其中链路层又分为媒体接入控制（ MAC）子层和链路接入控制（ LAC）子层；高层对应于 OSI的 37层。 各层主要功能简述如下： 物理层：物理层通过各种 物理信道完成高层信息与空中无线信号之间相互转化， CDMA2020 几乎所有的特点和优点都通过它来保证并体现，它是这种无线通信系统的基础。 MAC 子层、 LAC 子层：它支持一个通用的多媒体业务模型，在空中接口的容量范围内，允许话音、分组数据以及电路数据业务的组合且同时工作。 该层还采用了 QoS 控制机制。 LAC 子层主要与信令消息相关。 保证高层信令在无线信道上的正确传输。 高层：高层对应于 OSI 的 37层它通过 LAC 子层提供的服务，按照协议所规定的语法和定时关系 来发送和接受 MS 和 BS 之间的信令信息。 二、空中接口相关的几个基本概念 扩频速率（ SR， Spreading Rate）： 指的是前向或反向链路上的 PN码片速率。 这里 SR有两种： SR1，也记做“ 1x”， SR1 的前向和反向 CDMA 信道在单载波上都采取码片速率为CDMA2020 系统微型直放站发信通道设计 8 的直接序列（ DS）扩频。 SR3，也记做“ 3x”，其前向链路有三个载波，每个载波上都采用 的 DS 扩频，总称多载波（ MC）方式：其反向 CDMA 信道在单载波上采用码片速率为 的DS扩频。 无线配置（ RC， Radio Configuration）： 指一系列前向或反向业务信道的工作模式， RC分类是根据前向和反向业务信道不同的物理层传输特性进行的，各种 RC 差别在于物理信道各种参数，包括差错控制编码、调制特性和扩频速率。 CDMA2020 的前向业务信道支持 RC1RC9；反向业务信道支持 RC1 和 RC2用于后向兼容 IS95系统。 CDMA2020 系统原理及关键技术 CDMA2020 系统的收、发端实现过程如图 23，其空中接口主要技术参数如表 22（表中黑体字为 CDMA2020 的 关键新技术）： 图 23 CDMA2020系统收、发端实现过程 表 22 空中接口主要技术参数 工作频段 CDMA2020 1X 有多达 10 个频段，分布在 450MHZ~，主要是各个国家和地区使用的频段有差别。 我国目前使用的频段为 下行：870MHZ~880MHZ 上行： 825MHZ~835MHZ 上、下行间隔 45MHZ 波长 约 36cm 频点宽度 1230KHZ 多址方式 CDMA 工作方式 FDD 调制方式 QPSK、 HPSK 语音编码 码激励线性预测编码 CELP 语音编码速率 8 K b bit/s 9 续表 22 码片（传输）速率 Nⅹ bit/s（ N=1） 帧长和结构 帧长和交织长度为 80ms 数据调制 上行： BPSK 下行： QPSK 扩频调制 上行： QPSK 下行： QPSK 解调 导频辅助相干解调 扰码 长 m序列码和短 PN码 信道编码 卷积码和 TURBO码 功率控制 开环和 800Hz的快速闭环功率控制 CDMA2020 物理层标准为了实现系统的兼容和从 2。