cdma2000-1X系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)

一、cdma2000-1X系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1、cdma2000-1X系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
cdma2000-1X網(wǎng)絡(luò)主要有BTS、BSC和PCF、PDSN等節(jié)點(diǎn)組成。基于ANSI-41核心網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。

其中：

由圖可見(jiàn)，與IS-95相比，核心網(wǎng)中的PCF和PDSN是兩個(gè)新增模塊，通過(guò)支持移動(dòng)IP協(xié)議的A10、A11接口互聯(lián)，可以支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸。而以MSC/VLR為核心的網(wǎng)絡(luò)部份，支持話音和增強(qiáng)的電路交換型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，與IS-95一樣，MSC/VLR與HLR/AC之間的接口基于ANSI-41協(xié)議。

圖中，
--- BTS在小區(qū)建立無(wú)線覆蓋區(qū)用于移動(dòng)臺(tái)通信，移動(dòng)臺(tái)可以是IS-95或cdma2000-1X制式手機(jī)。
--- BSC可對(duì)對(duì)個(gè)BTS進(jìn)行控制；
--- Abis接口用于BTS和BSC之間連接；
--- A1接口用于傳輸MSC與BSC之間的信令信息；
--- A2接口用于傳輸MSB與BSC之間的話音信息；
--- A3接口用于傳輸BSC與SDU(交換數(shù)據(jù)單元模塊)之間的用戶話務(wù)(包括語(yǔ)音和數(shù)據(jù))和信令；
--- A7接口用于傳輸BSC之間的信令，支持BSC之間的軟切換。
以上節(jié)點(diǎn)與接口與IS-95系統(tǒng)需求相同。
cdma2000-1X新增接口為：
--- A8接口：傳輸BS和PCF之間的用戶業(yè)務(wù)；
--- A9接口：傳輸BS和PCF之間的信令信息；
--- A10接口：傳輸PCF和PDSN之間的用戶業(yè)務(wù)；
--- A11接口：傳輸PCF和PDSN之間的信令信息；
A10/A11接口是無(wú)線接入網(wǎng)和分組核心網(wǎng)之間的開(kāi)放接口。
--- 新增節(jié)點(diǎn)PCF(分組控制單元)是新增功能實(shí)體，用于轉(zhuǎn)發(fā)無(wú)線子系統(tǒng)和PDSN分組控制單元之間的消息。
--- PDSN節(jié)點(diǎn)為cdma2000-1X接入Internet的接口模塊。

2、頻道設(shè)置、信道結(jié)構(gòu)和后向兼容性

cdma2000可以工作在8個(gè)RF頻道類，包括IMT-2000頻段、北美PCS頻段、北美
蜂窩頻段、TACS頻段等，其中北美蜂窩頻段(上行：824---849MHz, 下行:869---894MHz)提供了AMPS/IS-95 CDMA同頻段運(yùn)營(yíng)的條件。

cdma2000-1X 的正向和反向信道結(jié)構(gòu)主要采用碼片速率為1x1.2288Mbit/s，數(shù)據(jù)調(diào)制用64陣列正交碼調(diào)制方式，擴(kuò)頻調(diào)制采用平衡四相擴(kuò)頻方式，頻率調(diào)制采用OQPSK方式。

cdma2000-1X 正向信道所包括的正向信道的導(dǎo)頻方式、同步方式、尋呼信道均兼容IS-95A/B系統(tǒng)控制信道特性。

cdma2000-1X 反向信道包括接入信道、增強(qiáng)接入信道、公共控制信道、業(yè)務(wù)信道，其中增強(qiáng)接入信道和公共控制信道除可提高接入效率外，還適應(yīng)多媒體業(yè)務(wù)。

cdma2000-1X 信令提供對(duì)IS-95A/B系統(tǒng)業(yè)務(wù)支持的后向兼容能力，這些能力包括：
????● 支持重迭蜂窩網(wǎng)結(jié)構(gòu)；
???? ● 在越區(qū)切換期間，共享公共控制信道；
????● 對(duì)IS-95A/B信令協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的延用及對(duì)話音業(yè)務(wù)的支持。

二、cdma2000-1X關(guān)鍵技術(shù)

1、前向快速功率控制技術(shù)
cdma2000采用快速功率控制方法。方法是移動(dòng)臺(tái)測(cè)量收到業(yè)務(wù)信道的Eb/Nt，并與門限值比較，根據(jù)比較結(jié)果，向基站發(fā)出調(diào)整基站發(fā)射功率的指令，功率控制速率可以達(dá)到800b/s。

由于使用快速功率控制，可以達(dá)到減少基站發(fā)射功率、減少總干擾電平，從而降低移動(dòng)臺(tái)信噪比要求，最終可以增大系統(tǒng)容量。

2、前向快速尋呼信道技術(shù)
此技術(shù)有兩個(gè)用途：
(1) 尋呼或睡眠狀態(tài)的選擇
因基站使用快速尋呼信道向移動(dòng)臺(tái)發(fā)出指令，決定移動(dòng)臺(tái)是處于監(jiān)聽(tīng)尋呼信道還是處于低功耗狀態(tài)的睡眠狀態(tài)，這樣移動(dòng)臺(tái)便不必長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)監(jiān)聽(tīng)前向?qū)ず粜诺?，可減少激活移動(dòng)臺(tái)激活時(shí)間和節(jié)省移動(dòng)臺(tái)功耗。

(2) 配置改變
通過(guò)前向快速尋呼信道，基地臺(tái)向移動(dòng)臺(tái)發(fā)出最近幾分鐘內(nèi)的系統(tǒng)參數(shù)消息，使移動(dòng)臺(tái)根據(jù)此新消息作相應(yīng)設(shè)置處理。

3、前向鏈路發(fā)射分集技術(shù)
cdma2000-1X采用直接擴(kuò)頻發(fā)射分集技術(shù)，它有兩種方式：
(1) 一種是正交發(fā)射分集方式
方法是先分離數(shù)據(jù)流再用不同的正交Walsh碼對(duì)兩個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行擴(kuò)頻，并通過(guò)高兩個(gè)發(fā)射天線發(fā)射。

(2) 另一種是空時(shí)擴(kuò)展分集方式
使用空間兩根分離天線發(fā)射已交織的數(shù)據(jù)，使用相同原始Walsh碼信道。

使用前向鏈路發(fā)射分集技術(shù)可以減少發(fā)射功率，抗瑞利衰落，增大系統(tǒng)容量。

4、反向相干解調(diào)
基站利用反向?qū)ьl信道發(fā)出擴(kuò)頻信號(hào)捕獲移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射，再用梳狀(Rake)接收機(jī)實(shí)現(xiàn)相干解調(diào)，與IS-95采用非相干解調(diào)相比，提高了反向鏈路性能，降低了移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率，提高了系統(tǒng)容量。

5、連續(xù)的反向空中接口波形
在反向鏈路中，數(shù)據(jù)采用連續(xù)導(dǎo)頻，使信道上數(shù)據(jù)波形連續(xù)，此措施可減少外界電磁干擾，改善搜索性能，支持前向功率快速控制以及反向功率控制連續(xù)監(jiān)控。

6、Turbo碼使用
Turbo 碼具有優(yōu)異的糾錯(cuò)性能，適于高速率對(duì)譯碼時(shí)延要求不高的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，并可降低對(duì)發(fā)射功率的要求、增加系統(tǒng)容量，在cdma2000-1X中Turbo碼僅用于前向補(bǔ)充信道和反向補(bǔ)充信道中。

Turbo 編碼器由兩個(gè)RSC編碼器(卷積碼的一種)、交織器和刪除器組成。每個(gè)RSC有兩路交驗(yàn)位輸出，兩個(gè)輸出經(jīng)刪除復(fù)用后形成Turbo碼。

Turbo譯碼器由兩個(gè)軟輸入、軟輸出的譯碼器、交織器、去交織器構(gòu)成，經(jīng)對(duì)輸入信號(hào)交替譯碼、軟輸出多輪譯碼、過(guò)零判決后得到譯碼輸出。

7、靈活的幀長(zhǎng)
與IS-95不同，cdma2000-1X支持5ms、10ms、20ms、40ms、80ms和160ms多種幀長(zhǎng)，不同類型信道分別支持不同幀長(zhǎng)。前向基本信道、前向?qū)Ｓ每刂菩诺?、反向基本信道、反向?qū)Ｓ每刂菩诺啦捎?ms或20ms幀，前向補(bǔ)充信道、反向補(bǔ)充信道采用20ms、40ms或80ms幀，話音信道采用20ms幀。

較短幀可以減少時(shí)延，但解調(diào)性能較低；較長(zhǎng)幀可降低對(duì)發(fā)射功率要求。

8、增強(qiáng)的媒體接入控制功能
媒體接入控制子層控制多種業(yè)務(wù)接入物理層，保證多媒體的實(shí)現(xiàn)。它實(shí)現(xiàn)話音、分組數(shù)據(jù)和電路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、同時(shí)處理、提供發(fā)送、復(fù)用和Qos控制、提供接入程序。與IS-95相比，可以滿足更寬帶和更多業(yè)務(wù)的要求。