CDMA2000技术---介绍
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cdma2000基本工作过程CDMA2000基本工作原理CDMA2000(码分多址2000)是一种无线电通信技术,用于移动通信。
它的工作原理基于码分多址技术,允许多个用户同时在同一频率上传输数据,而不会产生干扰。
频谱扩散CDMA2000使用频谱扩散技术来实现多用户接入。
频谱扩散是指将原始信号的带宽扩展到比信息所需带宽宽得多的频率范围。
这通过将原始信号与伪随机码相乘来实现。
伪随机码是一个数字序列,其属性类似于随机序列,但可以定期重复。
伪随机码每个CDMA2000用户都被分配一个唯一的伪随机码。
该代码用于扩散用户的信号,从而创建唯一的签名。
这个过程称为“扩频”。
正交扩频CDMA2000使用一系列正交伪随机码。
正交意味着任何两个码之间的相关性都很低。
这意味着来自不同用户的信号可以同时传输,而不会相互干扰。
扩频调制扩频后的信号使用调制技术,如正交相移键控(QPSK)或正交幅度调制(QAM),将其转换为无线电波。
功率控制CDMA2000使用功率控制算法来确保所有用户都能以适当的功率水平传输。
这有助于减少干扰并提高系统容量。
软切换CDMA2000支持软切换,这意味着移动设备可以在不中断通话的情况下在基站之间切换。
这通过使用“软宏”技术实现,该技术允许设备与多个基站同时连接。
接收在接收端,扩频调制信号通过与伪随机码相同的码进行“解扩”。
这恢复了原始信号,消除了其他用户的干扰。
信道划分CDMA2000使用多种信道来支持不同的服务,如语音、数据和短信。
每种信道都有其自己的频谱扩散码,这允许在同一频率上传输多个信道。
优点与其他无线技术相比,CDMA2000具有以下优点:多用户接入:允许多个用户同时在同一频率上通信。
抗干扰能力强:伪随机码和正交扩频技术提供对干扰的强抵抗力。
软切换:无缝切换基站,提高连接质量。
高数据速率:支持高达数兆比特每秒的数据速率。
广泛的覆盖范围:由于扩频技术,可以提供更广泛的覆盖范围。
cdma20001. 简介cdma2000是Code Division Multiple Access 2000的缩写,是一种数字蜂窝通信技术标准。
它是第三代移动通信技术的一部分,旨在提供高质量的语音和数据服务。
cdma2000是2G 和3G通信技术之间的过渡标准,提供了更高的数据传输速率和更强的安全性。
2. 历史cdma2000技术最早于1999年开始商用,它是基于早期的2G数字通信技术CDMAOne的改进。
cdma2000通过增加新的功能和改进现有功能来提供更高的数据传输速率。
随着时间的推移,cdma2000不断演进并支持更高的数据速率和更多的功能。
3. 主要特点和优势•高质量的语音通信:cdma2000提供清晰、稳定的语音通信质量,能够实现高质量的语音通话。
•高速数据传输:cdma2000可以支持高速数据传输,可以提供更快的上网速度和更快的数据传输速率。
•高安全性:cdma2000采用了强大的加密算法和认证机制,提供了高级的安全性,保护用户的通信数据。
•兼容性强:cdma2000可以与现有的CDMA网络兼容,无需更换设备或基础设施,可以实现平稳过渡。
•高效能使用频谱:cdma2000使用CDMA技术,可以更高效地利用有限的频谱资源,提高频谱利用率。
4. cdma2000的进化cdma2000在其发展过程中经历了多个技术进化阶段,从3G到4G的演进逐渐提高了网络性能和用户体验。
以下是几个重要的cdma2000进化阶段:cdma2000 1xcdma2000 1x是最早的cdma2000技术标准,它提供了较高的数据传输速率和更快的系统响应时间。
它采用了1xRTT (1倍增强型无线传输技术)来提供高质量的语音和数据服务。
cdma2000 1xEV-DOcdma2000 1xEV-DO是cdma2000的一种演进形式,它主要针对数据传输进行了优化。
1xEV-DO可以提供更高的数据传输速率和更快的上网体验,适用于需要大量数据传输的应用。
CDMA2000即为CDMA2000 1×EV,是一种3G移动通信标准。
分两个阶段:CDMA2000 1×EV-DO (Data Only),采用话音分离的信道传输数据,和CDMA2000 1×EV-DV(Date and Voice),CDMA2000也称为CDMA Multi-Carrier,由美国高通北美公司为主导提出,摩托罗拉、Lucent 和後来加入的韩国三星都有参与,韩国现在成为该标准的主导者。
这套系统是从窄频CDMA One数字标准衍生出来的,可以从原有的CDMA One结构直接升级到3G,建设成本低廉。
但目前使用CDMA的地区只有日、韩和北美,所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。
不过CDMA2000的研发技术却是目前各标准中进度最快的,许多3G手机已经率先面世。
CDMA2000 是一个3G移动通讯标准,国际电信联盟ITU的IMT-2000标准认可的无线电接口,也是2G CDMA标准(IS-95, 标志 CDMA1X)的延伸。
根本的信令标准是IS-2000。
CDMA2000与另一个主要的3G标准W-CDMA不兼容。
CDMA2000是美国通讯行业协会 (TIA-USA) 的注册商标, 并不是一个象CDMA一样的通用术语。
TIA也注册了他们的2G CDMA标准(AKA IS-95)对应CDMA1X。
CDMA2000有多个不同的类型。
下面按照复杂度排列:CDMA2000 1xCDMA2000 1x 就是众所周知的3G 1X 或者1xRTT, 它是3G CDMA2000技术的核心。
标志 1x 习惯上指使用一对1.25MHz无线电信道的CDMA2000无线技术。
日本运行商KDDI的CDMA2000 1xEV-DO网络使用商标 "CDMA 1X WIN",不过这只是用于市场促销罢了。
CDMA2000 1xRTTCDMA2000 1xRTT (RTT-无线电传输技术) 是CDMA2000一个基础层,支持最高144kbps数据速率.尽管获得3G技术的官方资格,但是通常被认为是2.5G或者 2.75G技术,因为它的速率只是其他3G技术几分之一。
CDMA2000 技术及优势前言-发展背景CDMA2000技术是第三代移动通信系统IMT2000系统的一种模式,它是从 cdmaOne (IS-95) 演进而来的一种第三代移动通信技术。
IS-95标准在1993年面世,这个技术不是一个单一的静止的技术,随着版本0,版本A,和版本B的制定,IS-95 也在不断地发展和演进过程中。
CDMA2000的正式标准是在 2000年3月通过的。
它原意是把 CDMA2000分为多个阶段来实施,第一个阶段称为CDMA2000 1X,第二个阶段称为CDMA2000 3X。
1X的意思是使用与IS-95相同的一个1.25MHz频宽的载波;3X则意味着三个载波。
随着一种叫'HDR'(High Data Rate) 的新技术的出现,现在我们对CDMA2000技术的理解又有了新的内涵。
HDR 的提出是为了进一步满足用户对无线数据通信的渴望,它通过更高效的更能符合分组数据传输特点的调制方式使系统对数据速率的支持达到了前所未有的2.4Mbps。
如此优异的性能使CDG (CDMA Development Group) 组织于2000年6月决定向3GPP2提出建议把它作为CDMA2000 1X演进的另一条路径,并正式命名为1xEV (1X Evolution)。
1xEV的演进又被划分为二个发展阶段,第一阶段叫1xEV-DO。
1xEV-DO意指'Data Only'它可以使运营商利用一个与IS-95或CDMA2000相同频宽的CDMA载频就可实现高达2.4Mbps的前向数据传输速率。
目前已被国际电联 ITU 接纳为国际3G标准, 并已具备商用化条件。
第二阶段叫1xEV-DV。
1xEV-DV意为 "Data and Voice"。
顾名思义它可以在一个CDMA载频上同时支持话音和数据,2001年10月 3GPP2决定1xEV-DV标准以朗讯、高通等公司为主提出的L3NQS标准为框架,吸收摩托罗拉、诺基亚等提出的1xTREME标准的部分特点,最终的标准将于2002年6月确定下来。
cdma2000-1X关键技术2003-7-161、前向快速功率控制技术cdma2000采用快速功率控制方法。
方法是移动台测量收到业务信道的Eb/Nt,并与门限值比较,根据比较结果,向基站发出调整基站发射功率的指令,功率控制速率可以达到800b/s。
由于使用快速功率控制,可以达到减少基站发射功率、减少总干扰电平,从而降低移动台信噪比要求,最终可以增大系统容量。
2、前向快速寻呼信道技术此技术有两个用途:(1) 寻呼或睡眠状态的选择因基站使用快速寻呼信道向移动台发出指令,决定移动台是处于监听寻呼信道还是处于低功耗状态的睡眠状态,这样移动台便不必长时间连续监听前向寻呼信道,可减少激活移动台激活时间和节省移动台功耗。
(2) 配置改变通过前向快速寻呼信道,基地台向移动台发出最近几分钟内的系统参数消息,使移动台根据此新消息作相应设置处理。
3、前向链路发射分集技术cdma2000-1X采用直接扩频发射分集技术,它有两种方式:(1) 一种是正交发射分集方式方法是先分离数据流再用不同的正交Walsh码对两个数据流进行扩频,并通过高两个发射天线发射。
(2) 另一种是空时扩展分集方式使用空间两根分离天线发射已交织的数据,使用相同原始Walsh码信道。
使用前向链路发射分集技术可以减少发射功率,抗瑞利衰落,增大系统容量。
4、反向相干解调基站利用反向导频信道发出扩频信号捕获移动台的发射,再用梳状(Rake)接收机实现相干解调,与IS-95采用非相干解调相比,提高了反向链路性能,降低了移动台发射功率,提高了系统容量。
5、连续的反向空中接口波形在反向链路中,数据采用连续导频,使信道上数据波形连续,此措施可减少外界电磁干扰,改善搜索性能,支持前向功率快速控制以及反向功率控制连续监控。
6、Turbo码使用Turbo 码具有优异的纠错性能,适于高速率对译码时延要求不高的数据传输业务,并可降低对发射功率的要求、增加系统容量,在cdma2000-1X中Turbo码仅用于前向补充信道和反向补充信道中。
CDMA2000网络的关键技术——软切换CDMA网络切换的分类及其软切换的特点软切换作为CDMA2000系统的关键技术之一,与业务资源管理、功率控制、信道管理等共同构成RRM子系统,它不仅和CDMA系统的网络质量(通话质量、掉话性能等)有密切关系,与覆盖、容量、干扰也有着复杂的关系,因此正确地理解CDMA网络切换的概念,有助于网络规划与建设工作。
切换的基本概念是:当MS靠近原来服务小区的边缘,将要进入另一个服务小区时,原基站与MS之间的链路将由新基站与MS之间的链路来取代的一个过程。
在CDMA网络中,通话状态下的切换按照MS与网络之间连接建立释放的情况以及频率占用情况可以分为:硬切换、软切换(小区间切换)、更软切换(扇区间切换)、软/更软切换。
硬切换(hard handoff):在切换过程中,MS与新的基站联系前,先中断与原基站的通信,再与新基站建立联系。
硬切换过程中有短暂的中断,容易掉话。
发生硬切换的情况包括:* 不同频率之间的切换;* 不同系统之间的切换(如:GSM网络切换到CDMA网络);* 不同BSC/MSC之间,并且两者之间没有软切换通路(A3/A7);* 不同CDMA网络运营商的基站或者扇区之间的切换;* 帧偏移分配的变化。
在切换过程中,新基站分配给MS的帧偏移必须和主基站分配的帧偏移一致,否则就要进行硬切换。
软切换(soft handoff):MS在两个或多个基站的覆盖边缘区域进行切换过程中,在中断与旧的小区的联系之前,先用相同频率建立与新的小区的联系,MS同时接收多个基站(大多数情况下是两个)的信号,几个基站也同时接收MS的信号,直到满足一定的条件后MS才切断同原来基站的联系,在切换过程中,MS同时与所有的候选基站保持业务信道的通信。
软切换仅能用于具有相同频率的CDMA信道之间。
软切换会带来更好的话音质量,实现无缝切换、减少掉话可能,且有利于增加反向容量。
更软切换(softrt handoff):发生在同一基站具有相同频率的不同扇区之间的切换,实际上是相同信道板上的导频之间的切换。
CDMA2000技术摘要:CDMA2000发展轨迹清晰,具有优越的信号处理方式,如:多载波,反向链路连续,前向链路的发射分集等等。
同样的它具有自己的空中接口。
关键字:CDMA2000、功率控制技术、空中接口CDMA2000的发展轨迹是IS-95、CDMA 1X、EV-DO、EV-DV,这是CDMA的演变过程。
CDMA 是历程有两条脉络清晰的线索可循,一是需求;二是3GPP2与3GPP的PK。
CDMA2000系统提供了与IS-95B的后向兼容,同时满足ITU关于第三代移动通信基本性能的要求。
CDMA2000系统是在IS-95系统的基础上发展而来的,因而在系统许多方面(如同步方式、帧结构、扩频方式和码片速率等)都与IS-95B系统有类似之处。
但为了灵活支持多种业务,提供可靠的服务质量和更高的系统容量,CDMA2000系统采用了许多新技术和性能更优异的信号处理方式,概括如下:(1)多载波工作。
CDMA2000系统的前向(下行)链路支持N*1.2288Mc/(N=1,3,6,9,12)的码片速率。
N=1时的扩频速率与IS-95B的扩频速率一致,称为扩频速率1.多载波方式将要发送的调制符号分解到N个相隔1.25MHz的载波上,每个载波的扩频速率为1.2288Mc/s。
反向(上行)链路的扩频方式在N=1时与前向链路类似,但在N=3时采用码片速率为3.6864Mc/s的直接序列扩频,而不是用多载波方式。
多载波和IS-95在频谱是用上的关系如图1所示。
IS-95(1X) 多载波(3X)图1 多载波和IS-95在频谱使用上的关系(2)反向链路连续发送。
CDMA2000系统的反向链路对所以的数据速率提供连续波形,包括连续导频和连续数据信道波形。
连续波形可以是干扰最小化,可以在低传输速率时增加覆盖范围,同时连续波形也允许整帧交织,而不像突发情况只能在发送的一段时间内进行交织,这样可以充分发挥交织的实践分集作用。
(3)反向链路独立的导频和数据信道。
CDMA2000系统反向链路使用独立的正交信道区分导频和数据信道,因此导频和物理数据信道的相对功率电平可以灵活调节,而不会影响其帧结构或在一帧中符号法功率电平。
同时,在反向链路中还包括独立的低速率、低功率、连续发送的正交专用控制信道,使得专用控制信息的传输不会影响导频和数据信道的帧结构。
(4)独立的数据信道。
(5)前向链路的辅助导频。
(6)前向链路的发射分集。
发射分集可以改进系统性能,降低对每个信道发射功率的要求,因而可以增加容量。
在CDMA2000系统中采用正交发射分集(OTD)实现方法为:编码后的比特分成两个数据流,通过相互正交的扩频码扩频后,由独立的天先发射出去。
每个天先使用不同正交码进行扩频,这样保证两个输出流之间的正交性,在平坦衰落是可以消除自干扰。
导频信道中采用OTD时,在一个天线上发射公共导频信号,在另一个天线上发生涩正交的分集导频信号,从而保证了在两个天线上所发送信号的相干解调的实现。
(7)同步技术。
CDMA2000系统采用与IS-95系统相类似的初始同步技术,即通过对导频信道的捕获建立 PN码的同步和符号同步,通过对同步信道的接收建立帧同步和扰码同步。
PN码的同步过程分为两个阶段: PN码的捕获(粗同步)和PN码的跟踪(细同步)。
PN码的捕获是使本地产生的 PN码与接收到的 PN码之间的定时误差小于一个码片间隔,可以采用基于滑动相关的串行捕获方案或者基于时延估计问题的并行捕获方案。
PN码的跟踪将进一步缩小定时误差,使之小于几分之一的码片间隔。
典型的 PN码跟踪环路有两类:一类是基于迟早门定时误差检测器的延迟锁定环,另一类是τ-抖动环。
在通信开始之后,这一定时误差应该进一步被调整并使之趋近于零。
另外,由于基站和移动台之间的相对运动以及时钟频率的不稳定,对 PN码定时的校正工作必须不断进行。
(8)功率控制技术。
在CDMA2000系统中,一方面,许多移动台公用相同的频段发射和接收信号,近地强信号抑制远地弱信号的可能性很大,称为“远近效应”;另一方面,各用户的扩频码之间存在着非理想的相关特性,通信容量主要受限于同频干扰。
在不影响通信的情况下,尽量减少发射信号的功率,通信系统的总容量才能相应地达到最大,CDMA系统的主要优点才能得以实现。
因此,功率控制是CDMA2000系统中最为重要的关键技术之一。
CDMA2000系统中采用的功率控制技术可分为三种类型:开环功率控制、闭环功率控制和外环功率控制。
开环功率控制的基本原理是根据用户接收功率与发射功率之积为常数的原则,先行测量接收功率的大小,并由此确定发射功率的大小。
开环功率控制用于确定用户的初始发射功率,或用户接收功率发生突变时的发射功率调节。
开环功率控制未考虑到上、下行链路电波功率的不对称性,因而其精确性难以得到保证。
闭环功率控制可以较好地解决上述问题,通过对接收功率的测量值与信干比门限值的比较,确定功率控制比特信息,然后通过信道把功率控制比特信息传送到发射端,并据此调节发射功率的大小。
外环功率控制通过对接收误帧率的计算,调整闭环功率控制所需的信干比门限,通常需要采用变步长方法,以加快信干比门限的调整速度。
在CDMA2000系统中,上行链路采用开环、闭环和外环功率控制相结合的技术,主要解决“远近效应”问题,保证所有信号到达基站时都具有相同的平均功率;下行链路则采用闭环和外环功率控制相结合的技术,主要解决同频干扰问题,可以使处于严重干扰区域的移动台保持较好的通信质量,减小对其它移动台的干扰。
CDMA2000系统支持多业务传输,也具有服务质量控制功能。
与IS-95相比,CDMA20的主要特点为:·反向链路采用BPSK调制并连续传输,发射功率峰值与评价值明显降低。
·反向链路加导频,相干解调信噪比增加(2—3)dB。
·业务信道采用Turbo码。
CDMA2000空中接口1.空中接口的分层结构物理层、媒体接入控制和链路继而控制层。
同时CDMA2000还定义了四种特定的PLDCF ARQ 方式:无无线链路协议、无线突发协议、信令无线链路协议、信令无线突发协议。
2.空中接口的物理信道结构前向/反向专用物理信道(F/R-DPHCH)和前向/反向公共物理信道(F/R-CPHCH),具体信道分布如图2所示。
前向公共信道还包括前向快速寻呼信道(F-QPCH)和前向公共广播信道(F-BCCH)Forward Common ChannelsF-PICH Forward Pilot ChannelF-TDPICH Transmit Diversity Pilot Channel F-PCH*Forward Paging Channel F-CCCH Forward Common Control ChannelF-SYNC Forward Sync Channel F-BCCH Forward Broadcast Channel F-QPCH Forward Quick Paging Channel F-CACH Forward Channel Assignment Channel F-PCCHForward Common Power Control ChannelF-APICHForward Auxiliary Pilot ChannelF-ATDPICH Forward Auxiliary TransmitDiversity Pilot Channel Common Pilot ChannelsPilot Channels for spot beamsChannels to support RsMAChannels to support paging,channel assigments,broadcast SMS, and overhead messagesForward Dedicated Channelscdma2000 Reverse ChannelsR-SCH1Reverse Supplemental Channel - 1R-SCH2Reverse Supplemental Channel - 2R-PICH Reverse Pilot Channel R-FCH Reverse Fundamental Channel R-DCCHReverse Dedicated Control ChannelR-SCHT (Reverse Supplemental Channel Type)R-DPHCH (Reverse Dedicated Physical Channel)R-FCH* Reverse Fundamental Channel R-SCCH1* Reverse Supplemental Code Channel - 1R-SCCH7* Reverse Supplemental Code Channel - 7F-SCCHT*( Reverse Supplemental ChannelType)...3.空中接口的通信步骤寻找CDMA 频点,捕获导频信道,实现短码同步。
接受同步信道消息,获取LC_STATE, SYS_TIME, P_RAT 等系统信息。
收获在基本寻呼信道,接收系统消息。
在接入信道进行登记、发起始呼或响应被叫。
4.空中接口的蜕变CDMA2000不在像IS-95那样均匀地奖码资源切成64块,而是顺应潮流,改成了可变扩频因子,从4-128不等。
这样速率高的用户就可以占用较小的扩频吗,比如SF=16或8;而数据速率较低的用户可采用数字较大是扩频码,择好业使得无线资源的利用率更高。
在下行引入了QPSK 调制方式。
由于下行链路原来是调制方式是BPSK ,因此使用QPSK 编码从理论上将,容量可增加一倍。
支持可变的帧长。
对比其他的标准我们会发现,它们都是按固定的帧长或相应数目的时隙进行划分;同样的IS-95也是采用了20ms 的帧长,到了1X 之后可以支持5ms 、20ms 、40ms 和80ms 的帧长。
5ms 的帧长显然是应对交互类数据业务的,有的数据业务数据流并不大,但需要很短的反应时间,比如pk 赛,一旦卡机或响应时间稍慢,最终的结果将不同凡响。
增加了下行链路的无线配置——无线链路的相关参数如图3所示。
图3 CDMA 1X前向链路业务信道RC及其特性* Maximum data rate for a single Supplemental Channel** Radio Configuration 1 and 2 correspond to TIA/EIA-95-B RS 1 and RS 2到了这里CDMA 1X就告一段落了,我们看到,IS-95向CDMA 1X演进的动力源于数据业务的蓬勃发展。