CDMA通信原理(2)

RA100001 CDMA通信原理

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? 了解移动通信发展简史 ? 了解CDMA的关键技术

? 熟悉CDMA系统结构及相关接口 ? 熟悉CDMA的区域定义及编号计划 ? 熟悉CDMA网络功能

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了解CDMA移动网络结构及信令网结构

本文主要介绍CDMA有关的基础知识，诸如：CDMA发展简史、CDMA关键技术、CDMA系统结构及相关接口、CDMA的区域定义及编号计划、CDMA系统功能、以及CDMA移动网络结构和信令网结构等。

《数字移动通信系统》 杨留清等著 人民邮电出版社 《CDMA（码分多址）移动通信技术》 孙立新，刑宁霞 《数字移动通信系统》 陈德荣等著 北京邮电大学出版社

《宽带CDMA：第三代移动通信技术》Tero Ojanpera Ramjee Prasad著 人民邮电出版社

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第1章 CDMA发展简史

第1章 CDMA发展简史

移动通信系指通信双方或至少一方是处于移动中进行信息交流的通信。20年代开始在军事及某些特殊领域使用，40年代才逐步向民用扩展；最近十年间才是移动通信真正迅猛发展的时期，而且由于其许多的优点，前景十分广阔。 第一代：1980S出现，为模拟话音通信系统，如AMP，TACS，NMT，NTT等系统。

第二代：1980S末出现，传递话音和低速数据，为窄带数字通信系统，如GSM，PDC，D-AMPS，CDMA（IS95） 等。

第二代半：1996出现，用于解决中速数据传递的数字通信系统，如GPRS，IS95B等

第三代：用于传递高速数据，以支持多媒体应用，如WCDMA，cdma2000、TD-SCDMA等。

1.1 主要移动通信系统介绍

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AMPS

先进的移动电话系统（AMPS）使用模拟蜂窝传输的800MHz频带。AMPS在北美、南美和部分环太平洋国家广泛使用。

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TACS

总接入通信系统（TACS）使用900MHz频带。有两种版本的TACS：ETACS（欧洲）和NTACS（日本）。英国、日本和部分亚洲国家广泛使用该标准。

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GSM

全球移动通信系统（GSM）使用900MHz频带，使用1800MHz频带的叫DCS 1800。GSM发源于欧洲，它是作为全球数字蜂窝通信的TDMA标准而设计的。GSM支持64kbit/s的数据，可与ISDN互连。GSM采用FDD双工方式，TDMA多址方式，每载频支持8信道，使用200kHz的带宽。

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IS-54

北美数字蜂窝（IS-54）标准使用800MHz频带。也叫D-AMPS。IS-54在两种北美数字蜂窝标准中，是较早推出的一种，它指定使用TDMA。

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IS-95

北美数字蜂窝（IS-95）标准，使用800MHz频带或1.9GHz频带。IS-95指定使用CDMA，CDMA成为美国PCS 网的首选技术。目前54％的许可证持

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第1章 CDMA发展简史

有者使用CDMA。CDMA One是IS-95品牌名称。cdma2000无线通信标准也是以IS-95为演变基础的。

1.2 第三代移动通信系统简介

第三代移动通信系统能提供多种类型、高质量的多媒体业务，能实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能力，可与固定网络相兼容，并可以小型便携式终端在任何时候、任何地点进行任何种类的通信。由于其诸多的优点，吸引了全世界各个运营商、生产厂家与广大用户。 1. IMT-2000的历史

第三代移动通信系统最早由国际电信联盟（ITU）1985年提 出，曾被称为未来公众陆地移动通信系统FPLMTS（Future Public Land Mobile Telecommunication System）。后来考虑到该系统将于2000年左右进入商用市场，并且其工作的频段在2000MHz，故于1996年正式更名为IMT-2000（International Mobile Telecommunication-2000）。 2. 第三代移动通信系统的目标

1）能实现全球漫游：用户可以在整个系统甚至全球范围内漫 游 ，且可以在不同的速率、不同的运动状态下获得有质量保证的服务；

2）能提供多种业务：提供话音、可变速率的数据、活动视频非话业务，特别是多媒体业务；

3）能适应多种环境：可以综合现有的公众电话交换网（PSTN）、综 合业务数字网、无绳系统、地面移动通信系统、卫星通信系统、提 供无缝隙的覆盖； 4）足够的系统容量，强大的多种用户管理能力，高保密性能和服务质量。为实现上述目标。对其无线传输技术（RTT：Radio Transmission Technology）提 出了以下要求：

(1) 高速传输以支持多媒体任务①室内环境至少2Mbit/s；②室内外步行环境

至少384kbit/s；③室外车辆运动中至少144kbit/s；④卫星移动环境至少9.6kbit/s。

(2) 传输速率能够按需分配。 (3) 上下行链路能适应不对称需求。

预计第三代移动通信系统的引入将经历一个渐变演进的过程，并充分考虑向下兼容的原则。通信业务方面，将以第二代出现的各种业务为基础。逐步引入宽带及多媒体业务；通信技术方面，网络技术和设施将与有线网的智能化、

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第1章 CDMA发展简史

宽带化结合在一起，通过一种演变的过程进入第三代，而无线传输技术将经历一场革命，为第三代移动通信新业务的提 供奠定基础。

1.3 第三代移动通信的标准化的制定

1. ITU的研究工作

第三代移动通信系统IMT-2000的标准化工作是在国际电信联盟的指导下有组织有步骤地进行的。

目前在ITU组织中负责第三代移动通信系统体制技术规范制定的工作组主要包括如下三个：ITU-R、ITU-T、ICG。

ITU-R：负责系统集成无线部分，解决频谱与法规问题，协调无线传输技术的评估活动。

IUT-T：负责网络端的标准化工作。主要包括网络部分、信令与协议、编号与寻址、网管及安全性等问题。

ICG for IMT-2000：中间协调组，负责协调工作，使ITU-R和ITU-T之间能定期进行交流，并协调在制定IMT-2000技术标准中出现的各种问题。 2. IMT-2000标准化工作进度

1985~1994年明确基本概念和目标； 1987~1994年确定基本原则； 1990~1997年制定框架和要求；

1992~1998年确定技术评估方法和程序，开展评估工作； 1998年6月前征集世界各国对IMT-2000的RTT提案；

1997年6月~1999年3月对关键技术进行评选并确定方案和基本参数； 1998年10月~1999年12月制定详细的技术规范。 3. IMT-2000标准的频率制定

10多年来，ITU-R第8研究组的重要贡献除了起草了10余篇有关第三代移动通信系统目标和框架性建议以外，还争取到2 GHz附近总共230MHz的频率作为第三代移动通信系统的专用频率。1992年负责全球无线频率管理和分配的WARC-92大会根据当时CCIR对未来陆地移动通信需要频率的估算，确定在2GHz周围总共辟出230MHz频带作为第三代移动通信系统的专用频率：

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第1章 CDMA发展简史

1885~2025MHz、2110~2200MHz作为2000年以后的全球性移动通信使用，其中卫星通信使用的频段1980~2010MHz和2170-2200MHz最迟到2005年退出。

1995年WRC大会作出决议，对分配给移动卫星业务的频率又做了少量个性为第二大区增加了2010-2025MHz和2160-2170MHz频段，且要求退出频率的时间提前到2000年。

IMT-2000将使用1875~1975MHz和2110~2160MHz两段频率。目前各国及国际组织对移动通信频率的划分也各不相同。 4. 目前对3G的研究

目前ITU对3G的研究工作主要由3GPP和3GPP2来承担。

3GPP：是以WCDMA为基础，集合了Erission，Nokia，Simense等欧洲公司以及日本的NTT，韩国的一些公司，共同研究3G的组织。

3GPP2：是以cdma2000为基础，集合了Qualcomm，Lucent等美国公司及日本的ARIB，韩国的一些公司，共同研究3G的组织。

1.4 3G三种制式的比较

制式 双工方式 W－CDMA FDD/TDD cdma2000 FDD 1.25/5/10/20 TD－SCDMA TDD 1.2 带宽（M） 5/10/20 码片速率（Mbit） 扩谱方式 N*4.096 N=1，2，4 前向：WALSH（信道化）+GOLD序列218（区分小区） 反向：WALSH（信道化）+GOLD序列241（区分用户） 基站间同步 异步，同步（可选） N*1.2288 N=1，3，6，1.11 9，12 前向：WALSH（信道化）+M序列215（区分小区） 反向：WALSH（信道化）+M序列242-1（区分用户） 前向：WALSH（信道化）+PN序列（区分小区） 反向：WALSH（信道化）+PN序列（区分用户） 同步（GPS、GLONSS） 同步（GPS或其它方式） 1.5 WCDMA和cdma2000的演进策略

1. W-CDMA-（DS）的演进策略是： (1) 目前的GSM

(2) 高速电路交换数据HSCSD（14.4~64kbit/s）

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