cdma數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)

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1、13.2CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)CDMA是一種以擴(kuò)頻技術(shù)為基礎(chǔ)的多址通信技術(shù)，具有保密性好、抗干擾能力強(qiáng)和通信容量大等優(yōu)點(diǎn)，因而在數(shù)字移動(dòng)通信中得到了廣泛的應(yīng)用。CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)已成為數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的主流技術(shù)，典型的應(yīng)用是IS-95CDMA第二代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)和第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)CDMA2000、WCDMA和TD-SCDMA。下面著重介紹IS-95CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱IS-95CDMA系統(tǒng)）。13.2.1IS-95CDMA系統(tǒng)概述IS-95CDMA是美國(guó)高通公司于1992年提出的，1993年被北美電信址協(xié)會(huì)（TIA）采納的北美數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)。

2、1995年5月TIA發(fā)布了IS-95A修訂版標(biāo)準(zhǔn)。1.工作頻段IS-95CDMA系統(tǒng)的工作頻帶為：①上行（移動(dòng)臺(tái)發(fā)，基站收）頻段為869～894MHz；②下行（基站發(fā)，移動(dòng)臺(tái)收）頻段為824～849MHz；③雙工間隔為45MHz。IS-95CDMAPCS系統(tǒng)的工作頻帶為：①上行（移動(dòng)臺(tái)發(fā)，基站收）頻段為1850～1910MHz；②下行（基站發(fā)，移動(dòng)臺(tái)收）頻段為1930～1990MHz；③雙工間隔為80MHz。2.通信體制IS-95CDMA系統(tǒng)采用FDMA和DS-CDMA相結(jié)合的混合多址通信方式。采用FDMA方式將可用頻段劃分為若干個(gè)載波，每個(gè)載波帶寬為1.25MHz。它是IS-95CDMA

3、系統(tǒng)小區(qū)的最小帶寬。業(yè)務(wù)量大時(shí)可以占有多個(gè)載波。采用DS-CDMA方式接入，每個(gè)小區(qū)可采用相同的載波頻率，即頻率復(fù)用因子為1。數(shù)字蜂窩系統(tǒng)采用DS-CDMA技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：⑴可采用多種形式的分集技術(shù)（空間分集、時(shí)間分集和頻率分集）。⑵較低的發(fā)射功率。⑶保密性好。⑷具有抗人為干擾、窄帶干擾、多徑干擾和多徑時(shí)延擴(kuò)展的能力。⑸軟切換。⑹較容量。⑺大容量。⑻低信噪比或載干比要求。⑼高頻率復(fù)用等。13.2.2無(wú)線信道結(jié)構(gòu)1.碼分多址邏輯信道CDMA系統(tǒng)既不分頻道也不分時(shí)隙，所有的信道(稱為邏輯信道)都是靠不同的碼型來(lái)區(qū)別的。IS-95CDMA系統(tǒng)采用沃爾什正交碼（WC）。CDMA無(wú)線信道分為前向傳

4、輸信道（基站發(fā)，移動(dòng)臺(tái)收）和反向傳輸信道（移動(dòng)臺(tái)發(fā)，基站收）。1.前向信道在IS-95CDMA系統(tǒng)中，前向信道由導(dǎo)頻信道、同步信道、尋呼信道和前向業(yè)務(wù)信道組成，如圖13-1所示。前向信道共有64個(gè)沃爾什正交碼(W0,W1,W2,…,W63),每個(gè)沃爾什正交碼長(zhǎng)64比特，構(gòu)成64個(gè)可同時(shí)傳輸?shù)倪壿嬓诺?。圖13-1前向信道的組成⑴導(dǎo)頻信道（PC），是基站連續(xù)發(fā)射的導(dǎo)頻信號(hào)，供移動(dòng)臺(tái)識(shí)別基站，引導(dǎo)移動(dòng)臺(tái)入網(wǎng)。并用于功率控制和越區(qū)切換的測(cè)量信號(hào)。其信號(hào)功率比其他信道高20dB。⑵同步信道（SC）,是基站連續(xù)發(fā)送的同步信號(hào)，為移動(dòng)臺(tái)提供同步信息。⑶尋呼信道（PgC），最多可以有七個(gè)，其功能是基站向小

5、區(qū)內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)發(fā)送有關(guān)尋呼、指令和業(yè)務(wù)信道指配信息。⑷前向業(yè)務(wù)信道（FTC），共有55個(gè)，其功能是傳送用戶業(yè)務(wù)信息和信令信息，共有四種傳輸速率:9.6kb/s,4.8kb/s,2.4kb/s,1.2kb/s。2.反向信道在IS-95CDMA系統(tǒng)中，反向信道由多個(gè)接入信道和多個(gè)反向業(yè)務(wù)信道組成，如圖13-2所示。圖13-2反向信道的組成⑴接入信道（AC）是一個(gè)隨機(jī)接入信道，用于傳送移動(dòng)臺(tái)響應(yīng)基站命令和發(fā)起呼叫。最多可設(shè)置n=32個(gè)接入信道（PNA1～PAn）。接入信道的傳輸速率為4.8kb/s。⑵反向業(yè)務(wù)信道（RTC）用于傳輸用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和信令信息。最多可設(shè)置m=64個(gè)反向業(yè)務(wù)信道（PNT1～

6、PNTm）。13.2.3語(yǔ)音編碼技術(shù)IS-95CDMA系統(tǒng)所采用的語(yǔ)音編碼算法是QCELP，即碼激勵(lì)的可變速率混合編碼方案，其特點(diǎn)主要有：⑴基于線性預(yù)測(cè)編碼。⑵使用碼表矢量量化差值信號(hào)代替簡(jiǎn)單線性預(yù)測(cè)中產(chǎn)生的濁音準(zhǔn)周期脈沖的脈沖位置和幅度，用偽隨機(jī)矢量代替線性預(yù)測(cè)中產(chǎn)生的清音。⑶采用話音激活檢測(cè)（VAD）技術(shù)。在話音間隙期，根據(jù)不同的信噪比情況，分別選擇9.6kb/s、4.8kb/s、2.4kb/s、1.2kb/s四種話音質(zhì)量等級(jí)的傳輸速率，從而有效地降低平均傳輸速率。數(shù)據(jù)速率的選擇是基于每一幀的信號(hào)能量與三個(gè)門限值T1(Bi)、T2(Bi)、T3(Bi)的比較，其中Bi為背景噪聲值，每幀

7、的信號(hào)能量由相關(guān)函數(shù)R（0）值確定。其數(shù)據(jù)速率選擇規(guī)則是：①若R（0）大于3個(gè)門限值，則選擇速率“1”，即9.6kb/s；②若R（0）大于2個(gè)門限值，則選擇速率“1/2”，即4.8kb/s；③若R（0）大于1個(gè)門限值，則選擇速率“1/4”，即2.4kb/s；④若R（0）小于所有門限值，則選擇速率“1/8”，即1.2kb/s。同時(shí)，話音激活技術(shù)是有效降低CDMA多址干擾的首選技術(shù)。對(duì)通話時(shí)的語(yǔ)音信號(hào)分析統(tǒng)計(jì)表明，不講話和話