第四章 IS-95移动通信系统分解

IS-95一、填空题1、与GSM最大的不同在于，IS-95标准采用了码分多址(CDMA)技术，这是IS-95的核心特征2、伴随IS-95而来的不仅仅是CDMA，还有RAKE接收、多址干扰、闭环控制、软容量、软切换等新概念3、IS-95的主要工作频段是800MHz频段，具体指824~~849MHz和869~894MHz这样一对频带。

4、在IS-95中，基站到移动台的链路称为前向链路，移动台到基站的链路称为反向链路5、IS-95的前向链路和反向链路的两个频带被划分为许多1.25MHz宽的子频带，子频带成对使用，两者的间隔为45MHz6、实现CDMA的基础是扩频通信，产生扩频波形最常用的方法是把二进制扩频码变成双极性的PAM信号7、IS-95使用的扩频码包括正交Walsh码和伪随机码8、基于Walsh码的CDMA必须要求各个扩频波形时间对齐，这样的CDMA也称为同步CDMA9、对于实现严格同步有困难的场合，可以考虑采用准正交设计10、伪随机码也称PN码，IS-95中使用的PN码有长PN码和短PN码两种11、IS-95中短PN码是周期为215的m序列，长码的周期为24212、同一PN序列的不同循环移位称为序列的不同相位或不同偏置13、IS-95中所有基站使用同一PN序列的不同移位14、在IS-95前向链路中，长码用来对数据进行加扰，也用来使功率控制比特的位置随机化15、在IS-95反向链路中，长码用来进行扩频，以抑制不同用户发往基站的信号之间的干扰16、可以容忍不同用户的信号达到接收机的时间不同步的CDMA方式称为异步CDMA17、IS-95的前向链路采用正交码分复用，采用64进制Walsh码中的64个Walsh码字同时发送64路数据，每一路称为一个码道，或者称为一个信道18、IS-95前向信道可分为1个导频信道、7个寻呼信道、55个业务信道19、为了避免相邻小区之间的干扰，IS-95在正交Walsh码的基础上又进一步采用了短PN 码扰码，使相邻小区之间的信号也能靠码分的方式来区分20、IS-95反向链路和前向链路一样，也是靠短PN码区分不同小区，但同一小区内的不同用户不是由不同的Walsh码扩频构成正交CDMA，而是采用Walsh调制和长码扩频构成异步直接序列扩频21、IS-95的反向信道只有接入信道和业务信道两种22、IS-95反向链路的调制和前向链路调制差别是采用OQPSK以降低发射信号的包络起伏，从而能提高移动台功率放大器的功率效率，降低功率放大器的成本23、IS-95反向链路的64进制正交Walsh调制中，输入为6个比特，输出是一个Walsh码字的64个比特24、在IS-95的信道编码中，当一个码字中各个比特经历的衰落有相关性时，信道中的差错会呈现出突发差错的特点，为此需要采用信道交织器打散衰落25、一般来说，语音编码的数据速率越高，语音信号的质量就越好，但速率越高时，所需的无线的信道带宽也越宽26、由于异步CDMA的容量受用户之间的干扰制约，所以一般也称DS-CDMA系统是干扰受限的系统27、在IS-95中，功率控制指令的速率是800b/s，Δ是功率控制步长，典型值是1dB二、名词解释1、准正交设计不要求扩频码之间的严格正交的，但要求它们在有相对延迟的情况下能够做到相关系数较小2、扰码将用户数据与同速率PN码相加(如果是实数表达，就是相乘)，叫扰码，这扰码方式也称外扰3、RAKE接收技术接收机可以分别对多径信号的各条路径进行接收，然后再将各径上的接收信号合并到一起，这就是RAKE接收技术4、多址干扰蜂窝小区中不同用户之间的干扰称为多址干扰5、扩频增益扩频系统对干扰的抑制能力称为扩频增益或处理增益6、比特信噪比(E b/N0)也称为归一化信噪比，是平均每比特接收信号能量Eb与噪声单边功率谱密度N0的比值7、信噪比(SNR)信号功率和噪声功率的比值8、单比特闭环功率控制基站实时监测每个移动台上行的E b/N0，如果发现实测的E b/N0比目标E b/N0偏高，就发送一个单比特的指令要求移动台将发射功率降低Δ分贝，反之提升Δ分贝。

IS-95 CDMA移动通信系统本文档旨在介绍IS-95 CDMA移动通信系统的相关知识。

IS-95是一种数字化移动通信技术，采用码分多址（Code Division Multiple Access，CDMA）进行信号传输。

本文将从以下几个章节分别详细介绍IS-95 CDMA移动通信系统的结构、功能和关键技术。

1、引言1.1 问题描述1.2 目标2、概述2.1 IS-95系统的历史2.2 IS-95系统的目标和特点3、系统结构3.1 系统架构3.2 系统组成部分3.2.1 基站子系统3.2.2 移动终端子系统3.2.3 网络子系统4、信号传输4.1 基站到移动终端信号传输 4.1.1 正交码通信4.1.2 传输通道4.2 移动终端到基站信号传输 4.2.1 功率控制4.2.2 多路径干扰消除 4.3 数据传输4.3.1 帧结构4.3.2 数据传输方式5、信道管理5.1 系统分配5.2 寻呼过程5.3 呼叫建立5.4 呼叫维护6、安全与隐私6.1 认证6.2 加密算法6.3 位置跟踪7、系统扩展性7.1 容量扩展7.2 频谱效率7.3 数据速率提升8、系统优化与改进8.1 系统性能优化策略8.2 接入网优化8.3 覆盖范围优化以上是IS-95 CDMA移动通信系统的主要内容。

该系统在移动通信领域有着广泛应用，具有较高的容量和性能优势。

希望本文档能够帮助读者深入了解IS-95 CDMA移动通信系统的原理和技术。

附件：1、IS-95 CDMA移动通信系统架构图2、IS-95 CDMA移动通信系统信号传输流程图3、IS-95 CDMA移动通信系统数据传输流程图法律名词及注释：1、CDMA（Code Division Multiple Access）：码分多址，一种数字通信技术，允许多个用户在同一个频带上进行并行通信。

2、基站（Base Station）：移动通信系统中的固定站点，负责与移动终端进行信号交互。

《现代无线通信》数学大纲一、课程名称:现代无线通信(Modern Wireless Communications)二、学时学分:"32学时，2学分三、授课对象电信系硕士研究生四、先修课程:通信电子线路、锁相技术、通信原理、现代通信网五、教学目的:使学生掌握现代无线通信的基本原理、基本技术，了解几种当前广泛应用的典型的无线通信系统。

六、主要内容、基本要求及学时分配:第一章概论(4学时)1. 主要内容•通信及无线通信的发展趋势、无线通信系统的分类•移动通信概述（移动通信的主要特点、移动通信系统的分类、移动通信的演进及未来发展趋势、移动通信系统举例）2. 基本要求•掌握无线通信的发展趋势及无线系统的分类•了解移动通信的主要特点、移动通信系统的分类、移动通信的演进及未来发展趋势第二章蜂窝移动通信系统设计基础（6学时）1. 主要内容•蜂窝覆盖系统介绍•六角形蜂窝覆盖几何学•同频道干扰及信干比•多信道共用及服务质量等级（GOS）•增加蜂窝系统容量的方法（小区分裂、扇区化）•信道分配策略及切换策略•蜂窝覆盖规划2. 基本要求•掌握蜂窝规划的计算方法•掌握多信道共用及服务质量等级的计算方法•了解增加蜂窝系统容量的方法•了解信道分配策略及切换策略第三章无线信道中的电波传播（6学时）1. 主要内容•无线信道的特征•信号经过无线信道传输后的特征•路径损耗定义及大尺度路径损耗模型（室外路径损耗模型、室内路径损耗模型、无线信号穿透建筑物的损耗）•无线信道的冲击响应模型(无线信道的等效复基带冲击响应,无线信道的多经及测量，无线信道的多普勒频移，无线信道的仿真)2. 基本要求•掌握无线信道的特征•掌握信号经过无线信道传输后的特征•掌握在不同情况下用大尺度路径损耗模型计算路径损耗•掌握无线信道的冲击响应模型的应用方法第四章无线通信中使用的一些技术（4学时）1. 主要内容•扩频调制•均衡•分集•Rake接收机•多址接入•OFDM调制2. 基本要求•了解扩频调制技术•了解均衡技术•了解分集技术•了解Rake接收机•了解多址接入技术•了解OFDM调制技术第五章无线网络（2学时）1. 主要内容•公用固定电话网络PSTN•无线本地环路•无线网络的发展•信令及智能网2. 基本要求•掌握PDH和SDH的复用中的接口数据传输速率•了解公用固定电话网络PSTN•了解无线本地环路•了解无线网络的发展•了解信令及智能网第五章 GSM数字蜂窝网（2学时）1. 主要内容•GSM及其业务介绍•GSM网络结构•GSM无线接口•GSM的安全机制•GSM的发展――GPRS•GSM的号码系统2. 基本要求•了解GSM网络结构•了解GSM无线接口•了解GSM的安全机制•了解GSM的发展――GPRS•了解GSM的号码系统第六章 CDMA数字蜂窝移动通信系统（2 学时）1. 主要内容•CDMA基本概念•CDMA的容量•IS-95的主要参数和信道结构2. 基本要求•了解CDMA基本原理及提高系统容量的机理•掌握CDMA容量的计算方法•了解IS－95CDMA的主要参数和信道结构。

IS-95A CDMA移动通信基站子系统<2>IS-95A CDMA移动通信基站子系统<2>（3）软切换软切换是CDMA移动通信系统所特有的，其基本原理如下，当移动台处于同一个BSC 控制下的相邻BTS 之间区域时，移动台在维持与源BTS无线连接同时，又与目标BTS建立无线连接，之后再释放与源BTS的无线连接。

发生在同一个BSC控制下的同一个BTS间的不同扇区间的软切换又称为更软切换。

在CDMA数字移动系统中，切换的标准主要为导频信号的强度，导频信号强度为接收到的导频能量与全部接收到的能量的比值。

导频信号是每个基站连续发射的未经调制的、直接序列扩频的信号，它主要用于使所有在基站覆盖区中工作的移动台进行同步和切换。

基站利用一周期为2（15次方）=32 768的最大长度伪随机序列（PN）的时间偏置来标识每个前向CDMA信道（由基站到移动台），此序列PN也称为导频序列。

不同前向信道使用不同相位的m序列进行调制，其相位至少相差64bit，因此导频PN序列可使用的相位为512个。

在CDMA系统中所有CDMA小区都采用同一个频率，移动台根据接收到的基站导频信号的不同偏置来区分各个基站。

每个小区的导频要与其同一CDMA信道中的正向业务信道相配合才有效，当移动台检测到一个足够强度的导频而它未与任何一正向业务信道相配合时，就向基站发送一导频强度测量报告，基站根据此报告决定是否切换。

在CDMA 的切换技术中一个显著的优点是可以使用软切换。

所谓软切换是指当移动台需要跟一个新的基站通信时，并不先中断与原先基站的联系。

由于CDMA系统中移动台独特的RAKE接收机可以同时接收两个或两个以上基站发来的信号，从而保证了CDMA系统能够实现软切换。

软切换引入大大地改善了切换的性能，消除了切换过程中通信的中断、小区边界处的“乒乓效应”以及切换引入的噪声。

尽管软切换对前向链路的容量有一定的影响，但在切换区域由于需要，两个前向业务信道为一个移动台使用，所以理论分析前向链路的容量损失相对于语音激活因子3／8或1／2分别为0.2％或0.1％，而这点损失对整个系统不会产生什么影响。

第四章第二代移动通信系统自上世纪90年代以来，以数字技术为主体的第二代移动通信系统得到了极大的发展，短短的十年，其用户就超过了十亿。

在中国，以GSM为主，IS-95CDMA为辅的第二代移动通信系统只用了十年的时间，就发展了近2.8亿用户，并超过固定电话用户数，成为世界上最大的移动经营网络。

任何一类数字式语音信号在无线环境中传播存在三个挑战:1.选择低速率编码方式, 以适应有限带宽的要求;2.选择有效的编码方式降低误码率, 以适应恶劣的传播环境;3.选择有效的调制方式和平滑的包络特性, 以减少杂散辐射.下面，我们将概述GSM和CDMA系统的特性、信令、系统制式等方面的知识。

第一节第二代数字移动通信系统的特性一、时分多址（TDMA）系统特性GSM系统采用时分多址（TDMA）技术，这种技术在频率时间关系上形成一个矩阵，而每一信道对应于其频率时间矩阵上的一个点，在基站系统的控制和分配下，可为任一移动用户提供电话或非话数据业务。

TDMA系统具有如下特性：1）每载波多路。

TDMA系统是一个时分复用系统，如GSM数字系统中每载波含8个时隙，即8个业务信道。

随着技术的发展，半速率业务信道的出现使其设计能力还可翻一倍。

2）突发脉冲序列传输。

移动台信号功率的发射是不连续的，仅在规定的时隙内发射脉冲序列；或者说，在任何给定的瞬间，占有同一载频而进行通话中的移动台仅有一台在发射信号。

3）传输速率和自适应均衡。

TDMA系统中，如果每载波含有的时隙多，则频率间隔宽，传输速率高。

当码元持续时间与时延扩展量相当时，务必采用自适应均衡技术。

例如当GSM系统传输速率达271kbit/s时，二进制射频数字调制方式码元宽度为3.7μs。

而城市移动通信的时延扩展通常是3μs，郊区为0.3μs。

随着小区半径扩大和地形地物等因素还有可能增大时延扩展量，因此在GSM系统中采用了自适应均衡器，以获得16μs的抗时延扩展能力。

4）传输开销大。

TDMA系统分成时隙传输，使得收信机在每一突发脉冲序列上都需要重新获得同步。

移动改变生活--5G前世今生知到章节测试答案智慧树2023年最新哈尔滨工业大学绪论单元测试1.本门课程除了课程简介外，一共分为7章。

参考答案:对第一章测试1.传统移动通信网络和现代移动通信网络的区别在于是否使用电或者电磁波作为通信的载体。

（）参考答案:对2.以下哪些系统使用的是CDMA这种多址接入方式？（）参考答案:TD-SCDMA;IS-95;WCDMA3.以下哪些3GPP的标准版本属于5G标准的范畴？（）R15;R164.5G有三个典型的应用场景，它们分别是什么？（）参考答案:mMTC;eMBB;uRLLC5.中国移动于2013年12月正式商用TD-LTE，2015年2月工信部向联通和电信颁发了第二张4G业务牌照（LTE FDD），为何两者不是同时颁发？（）参考答案:两种技术体制研发和产业化进度基本一致，但按照规划先商用TD-LTE第二章测试1.5G网络中，下行用户体验速率达到100Mbps是以下哪种场景的需求？（）参考答案:eMBB2.蜂窝移动通信系统中，用于区分系统中不同用户的技术是哪一种？（）参考答案:3.3G系统中采用的语音编解码技术称之为AMR，那么这种技术属于以下哪类技术呢？（）参考答案:信源编码技术4.自适应编码调制是现代蜂窝移动通信系统常用的技术手段之一，该技术能够根据信道条件的变化来自适应地选择发射端的调制方式和信道编码的码率，那么你觉得以下哪些说法是正确的呢？（）参考答案:在信噪比比较高的时候尽量采用高阶调制;在信噪比比较高的时候尽量采用高码率的信道编码5.根据香农公式，随着发射功率的增大，信道容量一般会呈现出什么趋势？（）参考答案:增大第三章测试1.当发射功率恒定，用户固定不动时，哪种衰落影响因素可能会导致接收信号的变化？（）参考答案:多径衰落2.若只考虑自由空间传输损耗，则当工作频率为2GHz，接收机距离发射机的距离为1km时，自由空间传输损耗的大小是多少？（）参考答案:98.45dB3.对于20W的功率，当其用dBm的形式表示时，数值应该是43dBm。