cdma2000-1X系统结构与关键技术

2010年07月14日 11:28 来源:www.elecfans.com 作者:本站 我要评论(0)

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一、cdma2000-1X系统和网络结构

1、cdma2000-1X系统结构
cdma2000-1X网络主要有BTS、BSC和PCF、PDSN等节点组成。基于ANSI-41核心网的系统结构如下图所示。

其中:

BTS --- 基站收发信机 PCF --- 分组控制功能
BSC --- 基站控制器 PDSN --- 分组数据服务器
SDU --- 业务数据单元 MSC/VLR --- 移动交换中心/访问寄存器
BSCC--- 基站控制器连接  

由图可见,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为核心的网络部份,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。

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可对对个BTS进行控制;
--- Abis接口用于BTS和BSC之间连接;
--- A1接口用于传输MSC与BSC之间的信令信息;
--- A2接口用于传输MSB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。
以上节点与接口与IS-95系统需求相同。
cdma2000-1X新增接口为:
--- A8接口:传输BS和PCF之间的用户业务;
--- A9接口:传输BS和PCF之间的信令信息;
--- A10接口:传输PCF和PDSN之间的用户业务;
--- A11接口:传输PCF和PDSN之间的信令信息;
A10/A11接口是无线接入网和分组核心网之间的开放接口。
--- 新增节点PCF(分组控制单元)是新增功能实体,用于转发无线子系统和PDSN分组控制单元之间的消息。
--- PDSN节点为cdma2000-1X接入Internet的接口模块。

2、频道设置、信道结构和后向兼容性

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。

cdma2000-1X 的正向和反向信道结构主要采用码片速率为1x1.2288Mbit/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。

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。

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。

cdma2000-1X 信令提供对IS-95A/B系统业务支持的后向兼容能力,这些能力包括:
    ● 支持重迭蜂窝网结构;
     ● 在越区切换期间,共享公共控制信道;
    ● 对IS-95A/B信令协议标准的延用及对话音业务的支持。

二、cdma2000-1X关键技术

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,可以达到减少基站发射功率、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。

2、前向快速寻呼信道技术
此技术有两个用途:
(1) 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,可减少激活移动台激活时间和节省移动台功耗。

(2) 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作相应设置处理。

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,它有两种方式:
(1) 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,并通过高两个发射天线发射。

(2) 另一种是空时扩展分集方式
使用空间两根分离天线发射已交织的数据,使用相同原始Walsh码信道。

使用前向链路发射分集技术可以减少发射功率,抗瑞利衰落,增大系统容量。

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。

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以及反向功率控制连续监控。

6、Turbo码使用
Turbo 码具有优异的纠错性能,适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。

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要求。

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。与IS-95相比,可以满足更宽带和更多业务的要求。