通信技術(shù)專業(yè)CDMA技術(shù)簡介

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第一講CDMA技術(shù)簡介
    一、CDMA技術(shù)的演進與標(biāo)準(zhǔn)在第三代移動通信的無線接口國際提案中,最廣泛受到注意的是W-CDMA和cdma2000.這兩種寬帶CDMA方案,除了碼片速率、同步方式、導(dǎo)頻方式等有所不同外,其它如功率、軟切換等基本技術(shù)并無大的區(qū)別。
    本講座介紹的cdma2000-1X屬cdma2000系列方案之一,鑒于有關(guān)CDMA的名詞術(shù)語既多又亂,即使是業(yè)內(nèi)人士,也往往分不清,先對系列名詞縮語作一個簡短清晰的描述,對讀者是有幫助的。
    1、IS-95A和IS-95B——第二代CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)▲IS-95A——是1995年美國TIA正式頒布的窄帶CDMA(N-CDMA)標(biāo)準(zhǔn)。
    ▲IS-95B——是IS-95A的進一步發(fā)展,于1998年制定的標(biāo)準(zhǔn)。主要目的是能滿足更高的比特速率業(yè)務(wù)的需求,IS-95B可提供的理論比特速率為115kbit/s,實際只能實現(xiàn)64kbit/s. IS-95A和IS-95B均有一系列標(biāo)準(zhǔn),其總稱為IS-95. 2、cdma one——第二代CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)cdma one是基于IS-95標(biāo)準(zhǔn)的各種CDMA產(chǎn)品的總稱,即所有基于cdma one技術(shù)的產(chǎn)品,其核心技術(shù)均以IS-95作為標(biāo)準(zhǔn)。
    3、cdam2000和IS-2000——第三代CDMA技術(shù)▲cdma2000是美國向ITU提出的第三代移動通信空中接口標(biāo)準(zhǔn)的建議,是IS-95標(biāo)準(zhǔn)向第三代演進的技術(shù)體制方案,這是一種寬帶CDMA技術(shù)。cdma2000室內(nèi)數(shù)據(jù)速率為2Mbit/s以上,步行環(huán)境時為384kbit/s,車載環(huán)境時為144kbit/s以上。
    ▲IS-2000則是采用cdma2000技術(shù)的正式標(biāo)準(zhǔn)總稱。IS-2000系列標(biāo)準(zhǔn)有六部分,定義了移動臺和基地臺系統(tǒng)之間的各種接口。
    4、cdma2000-1X/cdma2000-3X/cdma2000-1XEV▲cdma2000-1X原意是指cdma2000的第一階段(速率高于IS-95,低于2Mbit/s),可支持308kibit/s的數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡(luò)部份引入分組交換,可支持移動IP業(yè)務(wù)。
    ▲cdma2000-3X有人稱為cdma2000第二階段,實際上并不準(zhǔn)確。它與cdma2000-1X的主要區(qū)別是前向CDMA信道采用3載波方式,而cdma2000-1X用單載波方式。因此它的優(yōu)勢在于能提供更高的速率數(shù)據(jù),但占用頻譜資源也較寬,在較長時間內(nèi)運營商未必會考慮cdma2000-3X,而會考慮cdma2000-1XEV.▲cdma2000-1XEV是在cdma2000-1X基礎(chǔ)上進一步提高速率的增強體制,采用高速率數(shù)據(jù)(HDR)技術(shù),能在1.25MHz(同cdma2000-1X帶寬)內(nèi)提供2Mit/s以上的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),是c dma2000-1X的邊緣技術(shù)。3GPP已開始制定cdma2000-1XEV的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),其中用高通公司技術(shù)的稱為HDR,用摩托羅拉和諾基亞公司聯(lián)合開發(fā)的技術(shù)稱為1XTREME,中國的LAS-CDMA也屬此列。
    與GSM不同,由GSM演進的GPRS為第二代半產(chǎn)品,CDMA并無第二代半產(chǎn)品。
    IS-95為第二代,IS-2000(包括cdma2000-1X、cdma2000-3X、cdma2000-1XEV等)均屬第三代產(chǎn)品。當(dāng)然,各系列產(chǎn)品之間的業(yè)務(wù)性能、功能還是有明顯的差別的。
    二、cdma2000系列的特點1、cdma2000系列第三代移動通信系統(tǒng)主要追求目標(biāo)是更高的比特率和更好的頻譜效率。
    cdma2000最終正式標(biāo)準(zhǔn)是2000年3月通過的,下表歸納了cdma2000系列的主要技術(shù)特點。
    帶寬(MHz)1.25 3.75 7.5 11.5 15無線接口來源于IS-95網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來源于IS-41業(yè)務(wù)演進來源于IS-95用戶比特率(bit/s)307.2k 1.0368M 2.0736M 2.4576M碼片速率(Mbit/s)1.2288 3.6864 7.3728 11.0592 14.7456幀的時長()典型為20,也可選5,用于控制同步方式IS-95(使用GPS,使基站之間嚴(yán)格同步)
    導(dǎo)頻方式IS-95(使用公共導(dǎo)頻方式,與業(yè)務(wù)碼碼復(fù)用)
    分析上表,與cdma one相比,cdma2000有下列技術(shù)特點:●多種信道帶寬。前向鏈路上支持多載波(MC)和直擴(DS)兩種方式;反向鏈路僅支持直擴方式。
    當(dāng)采用多載波方式時,能支持多種射頻帶寬,即射頻帶寬可為N X 1.25MHz,其中N =1、3、5、9或12.目前技術(shù)僅支持前兩種,即1.25MHz(cdma2000-1X)和3.75MHz(cdma2000-3X)。
    ●可以更加有效地使用無線資源。
    ●可實現(xiàn)cdma one向cdma2000系統(tǒng)平滑過渡。
    ●核心網(wǎng)協(xié)議可使用IS-41、GSM-MAP以及IP骨干網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。
    ●前向發(fā)送分集。
    ●快速前向功率控制。
    ●使用Turbo碼。
    ●輔助導(dǎo)頻信道。
    ●靈活幀長。
    ●反向鏈路相干解調(diào)。
    ●可選擇較長的交織器。
    2、cdma2000-1X cdma2000-1X(第一階段)采用擴頻速率為SR1,即指前向信道和反向信道均用碼片速率1.2288Mbit/s的單載波直接序列擴頻方式。因此它可以方便地與IS-95(A/B)后向兼容,實現(xiàn)平滑過渡。運營商可在某些需求高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而導(dǎo)致容量不夠的蜂窩(cdma one)上,用相同載波部署cdma2000-1X系統(tǒng),從而減少了用戶和運營商的投資。
    由于cdma2000-1X采用了反向相干解調(diào)、快速前向功控、發(fā)送分集、Turbo編碼等新技術(shù),其容量比IS-95大為提高。在相同條件下,對普通話音業(yè)務(wù)而言,容量大致為IS-95系統(tǒng)的兩倍。
    3、cdma2000-3X cdma2000-3X就是采用擴頻速率SR3(記為3X)的cdma2000系統(tǒng)。其技術(shù)特點是前向信道有3個載波的多載波調(diào)制方式,每個載波均采用1.2288Mbit/s直接序列擴頻,其反向信道則采用碼片速率為3.6864Mbit/s的直接擴頻,因此cdma2000-3X的信道帶寬為3.75MHz,用戶比特率為1.0368Mbit/s.如前所述,因為它占用頻帶過寬,因此許多開發(fā)商目前更對HDR感興趣。
    4、高速數(shù)據(jù)率HDR(cdma2000-1XEV)
    這是一種依托在cdma2000-1X基礎(chǔ)上的增強型3G系統(tǒng)。除基站信號處理部份及用戶手持終端不同外,它能與cdma2000-1X共享原有的系統(tǒng)資源。它可以在1.25MHz帶寬內(nèi),前向鏈路達(dá)到2.4Mbit/s(甚至高于cdma2000-3X),反向鏈路上也可提供153.6kbit/s的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),很好地支持高速分組業(yè)務(wù),適于移動IP.本講座以介紹cdma2000-1X為主,了解1X后,舉一反三,對HDR、3X或NX就容易了。