CDMA通信原理(5)

RA100001 CDMA通信原理

第3章 CDMA系统结构

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3.1 CDMA系统结构

3.1.1 系统的基本特点

CDMA系统作为一种开放式结构和面向未来设计的系统具有下列主要特点： CDMA系统是由几个子系统组成的，并且可与各种公用通信网（PSTN、ISDN、PDN等）互连互通。各子系统之间或各子系统与各种公用通信网之间都明确和详细定义了标准化接口规范，保证任何厂商提供的CDMA系统或子系统能互连；

CDMA系统能提供穿过国际边界的自动漫游功能。

CDMA系统除了可以电信业务，还可以开放各种承载业务、补充业务、智能业务；

CDMA系统具有加密和鉴权功能，能确保用户保密和网络安全；

CDMA系统具有灵活和方便的组网结构，频率复用系数可以达到1，移动交换机的话务承载能力一般都很强，保证在话音和数据通信两个方面都能满足用户对大容量、高密度业务的要求；

CDMA系统抗干扰能力强，覆盖区域内的通信质量高。 用户终端设备（手持机）功耗小，待机时间长。

3.1.2 系统的结构与功能

CDMA系统的典型结构如图3-1所示。由图可见，CDMA系统是由若干个子系统或功能实体组成。其中基站子系统（BSS）在移动台（MS）和网络子系统（NSS）之间提供和管理传输通路，特别是包括了MS与CDMA系统的功能实体之间的无线接口管理。NSS必须管理通信业务，保证MS与相关的公用通信网或与其它MS之间建立通信，也就是说NSS不直接与MS互通，BSS也不直接与公用通信网互通。MS、BSS和NSS组成CDMA系统的实体部分。操作系统（OSS）则提供运营部门一种手段来控制和维护这些实际运行部分。

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OSSNMCDPPS第3章 CDMA系统结构

PCSSEMCNSSOMCBTSMSBSSBTSBSCMSC/VLRHLR/ACEIRPSTNISDNPDN

OSS：操作子系统 NMC：网络管理中心 PCS：用户识别卡个人化中心 VLR：拜访位置寄存器 EIR：移动设备识别寄存器 PDN：公用数据网 MS：移动台图

BSS：基站子系统 DPPS：数据后处理系统 OMC：操作维护中心 HLR：归属位置寄存器 BSC：基站控制器 PSTN：公用电话网 图3-1 CDMA系统结构

NSS：网络子系统

SEMC：安全性管理中心 MSC：移动交换中心 AC：鉴权中心

BTS：基站收发信台 ISDN：综合业务数字网

3.2 移动台（MS）

移动台是公用CDMA移动通信网中用户使用的设备，也是用户能够直接接触的整个CDMA系统中的唯一设备。

除了通过无线接口接入CDMA系统的通常无线和处理功能外，移动台必须提供与使用者之间的接口。比如完成通话呼叫所需要的话筒、扬声器、显示屏和按键。或者提供与其它一些终端设备之间的接口。比如与个人计算机或传真机之间的接口，或同时提供这两种接口。因此，根据应用与服务情况，移动台可以是单独的移动终端（MT）或者是由移动终端（MT）直接与终端设备（TE）传真机相连接而构成，或者是由移动终端（MT）通过相关终端适配器（TA）与终端设备（TE）相连接而构成，这可参见图3-2，这些都归类为移动台的重要组成部分之一—移动设备。

CDMA手机以前不支持UIM卡，号码和手机捆绑在一起，更换号码必须更换手机，或对手机重新写码。现在机卡分离的CDMA早已研制成功，UIM卡和GSM手机的SIM卡一样，它包含所有与用户有关的和某些无线接口的信息，其中也包括鉴权和加密信息。CDMA系统的机卡分离将促进CDMA系统的大力发展。

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MS（类型0）：MTTETAMTMS（类型1）：MS（类型2）：TEMTMT：移动终端 TA：终端适配器 TE：终端设备图3-2 移动台的功能结构

3.3 基站子系统（BSS）

基站子系统（BSS）是CDMA系统中与无线蜂窝方面关系最直接的基本组成部分。它通过无线接口直接与移动台相接，负责无线发送接收和无线资源管理。另一方面，基站子系统与网络子系统（NSS）中的移动交换中心（MSC）相连，实现移动用户之间或移动用户与固定网络用户之间的通信连接，传送系统信号和用户信息等。当然，要对BSS部分进行操作维护管理，还要建立BSS与操作子系统（OSS）之间的通信连接。

基站子系统是由基站收发信台（BTS）和基站控制器（BSC）这两部分的功能实体构成。实际上，一个基站控制器根据话务量需要可以控制数十个BTS。BTS可以直接与BSC相连接，也可以通过基站接口设备采用远端控制的连接方式与BSC相连接。需要说明的是，基站子系统还应包括码变换器（TC）和相应的子复用设备（SM）。码变换器在更多的实际情况下是置于BSC和MSC之间，在组网的灵活性和减少传输设备配置数量方面具有许多优点。因此，一种具有本地和远端配置BTS的典型BSS组成方面如图3-3示。 1. 基站收发信台（BTS）

基站收发信台（BTS）属于基站子系统的无线部分，由基站控制器（BSC）控制，服务于某个小区的无线收发信设备，完成BSC与无线信道之间的转换，实现BTS与移动台（MS）之间通过空中接口的无线传输及相关的控制功能。

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MSUm接口BTSBIEAbis接口BIEBSCA接口MSUm接口BTS：基站收发信台BSC：基站控制器SM：子复用设备BTSSMSMTCMSCBIE：基站接口设备MSC：移动业务交换中心TC：码变换器

图3-3 一种典型的BSS组成方式

2. 基站控制器（BSC）

基站控制器（BSC）是基站子系统（BSS）的控制部分，起着BSS的变换设备的作用，即各种接口的管理，承担无线资源和无线参数的管理。

3.4 网络子系统（NSS）

网络子系统（NSS）主要包含有CDMA系统的交换功能和用于用户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能，它对CDMA移动用户之间通信和CDMA移动用户与其它通信网用户之间通信起着管理作用。NSS由一系列功能实体构成，整个CDMA系统内部，即NSS的各功能实体之间和NSS与BSS之间都通过符合CCITT信令系统No.7协议和CDMA规范的7号信令网络互相通信。

1. 移动交换中心（MSC）

移动交换中心（MSC）是网络的核心，它提供交换功能及面向系统其它功能实体：基站子系统BSS、归属位置寄存器HLR、鉴权中心AC、移动设备识别寄存器EIR、操作维护中心OMC和面向固定网（公用电话网PSTN、综合业务数字网ISDN、分组交换公用数据网PSPDN、电路交换公用数据网CSPDN）的接口功能，把移动用户与移动用户、移动用户与固定网用户互相连接起来。

移动交换中心MSC可从三种数据库，即归属位置寄存器（HLR）、拜访位置寄存器（VLR）和鉴权中心（AC）获取处理用户位置登记和呼叫请求所需的全部数据。反之，MSC也根据其最新获取的信息请求更新数据库的部分数据。 MSC可为移动用户提供一系列业务：

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电信业务。

语音业务：话音编码器采用EVRC。为了支持长城网的旧用户，在原来开通了长城网的地区还支持8K QCELP。

短消息业务：提供移动台发送短消息业务、移动台接收短消息业务；还提供小区广播短消息业务。

承载业务。提供IWF的电路型数据业务和基于Simple IP和Mobile IP的分组数据业务；

补充业务。例如： 遇忙呼叫前转（CFB）、隐含呼叫前转（CFD）、无应答呼叫前转（CFNA）、无条件呼叫前转（CFU）、呼叫转移（CT）、呼叫等待（CW）、主叫号码识别显示（CNIP）、主叫号码识别限制（CNIR）、会议电话（CC）、消息等待通知（MWN）、三方呼叫（3WC）、取回语音信息（VMR）等。

智能业务。例如：预付费业务（Pre-Paid Charging）、虚拟专用网（VPN）、被叫集中付费电话（Freephone）等。

增值业务。CDMA网络提供信箱留言、信箱留言操作、自动应答、定时邮送、留言通知和布告栏等业务；CDMA网络提供面向应用的无线数据，例如：天气预报、股市信息等短信息业务。

IP电话业务。CDMA网络提供IP电话业务。

当然，作为网络的核心，MSC还支持位置登记、越区切换和自动漫游等移动特征性能和其它网络功能。

对于容量比较大的移动通信网，一个网络子系统NSS可包括若干个MSC、VLR和HLR，为了建立固定网用户与CDMA移动用户之间的呼叫，无需知道移动用户所处的位置。此呼叫首先被接入到入口移动交换中心，称为GMSC，入口交换机负责获取位置信息，且把呼叫转接到可向该移动用户提供即时服务的MSC，称为被访MSC（VMSC）。因此，GMSC具有与固定网和其它NSS实体互通的接口。目前，GMSC功能就是在MSC中实现的。根据网络的需要，GMSC功能也可以在固定网交换机中综合实现。 2. 拜访位置寄存器（VLR）

拜访位置寄存器（VLR）是服务于其控制区域内移动用户的，存储着进入其控制区域内已登记的移动用户相关信息，为已登记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件。VLR从该移动用户的归属位置寄存（HLR）处获取并存储必要的数据。一旦移动用户离开该VLR的控制区域，则重新在另一个VLR登记，

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