CDMA2000关键技术.ppt

,*,*,谢谢各位！,长沙通信职业技术学院 移动通信系,*,1,第三代移动通信技术,移动通信系,课程目录,模块一,3G,基础模块,模块二,CDMA,技术基础模块,模块三,WCDMA,移动通信技术模块,模块四,TD-SCDMA,移动通信技术模块,模块五,CDMA2000,移动通信技术模块,模块六,WiMAX,技术模块,模块五 CDMA2000移动通信技术模块,任务,1,CDMA技术演进,任务,2,IS-95系统结构,任务,3,IS-95系统接口与信令协议,任务,4,CDMA2000技术特点,任务,5,CDMA2000物理层,任务,6,CDMA2000网络系统结构,任务,7,CDMA2000的分组域网络技术,任务,8,CDMA2000业务流程,任务,9,CDMA2000 EV技术,任务,10,CDMA2000关键技术,4,问题引入,在CDMA2000系统中采用了很多关键技术，那么快速功率控制技术是如何实现的？,CDMA2000 1x EV-DO采用了哪些关键技术？,5,1,、,CDMA2000 1x EV-DO关键技术,2,、,其他关键技术,3,、实践活动,1）前向时分复用技术,CDMA2000 1x EV-DO关键技术有前向时分复用、调度算法、前向虚拟切换、自适应编码与调制、Hybrid-ARQ和反向信道增强。,1）前向时分复用技术,在EV-DO中，前向信道作为一个“宽通道”，供所有的用户时分共享。最小分配单位是时隙（slot），一个时隙有可能分配给某个用户传送数据或是分配给开销消息（称为active slot），也有可能处于空闲状态，不发送任何数据（称为idle slot）。前向时分复用技术如图5-42所示。,1）前向时分复用技术,图5-42 前向时分复用技术示意图,2）调度算法,2）调度算法,调度算法的作用：由于前向业务信道时分复用，具体某一时刻向哪一个用户发送数据需要调度程序根据一定的调度策略来决定。,调度算法的目标：同一扇区下所有用户尽可能公平；扇区总吞吐量尽可能最大。,3）前向虚拟切换,3）前向虚拟切换,DO系统跟任何CDMA系统一样，支持软切换、更软切换（soft/softer handoff）。但是DO软切换跟1x话音有一个区别在于：对于话音系统，当一个手机处于软切换中时，反向有几条腿，前向就有几条腿；但是在DO系统中，当一个手机处于n方软切换时，反向跟话音一样有n条腿，而前向在任何时候只有一条腿。,3）前向虚拟切换,这样就导致了DO系统中一种特殊的切换：前向虚拟软切换（virtual soft handoff），它的定义是：在DO系统中，任何一个时刻对同一个AT，最多只有一个扇区（Serving sector）在给该AT发送数据，即只有一条腿；AT根据前向信道的好坏决定谁是当前的服务扇区（serving sector）。AT选择服务扇区的过程就是虚拟软切换，有时也称快速扇区选择（Fast Cell Site Selection）。,前向虚拟切换示意图如图5-43所示。快速扇区选择如图5-44所示。,3）前向虚拟切换,图5-43 前向虚拟切换示意图,3）前向虚拟切换,图5-44 快速扇区选择,4）自适应编码与调制,1xEV-DO系统能根据前向信道的变化情况自动调整前向信道的数据速率（从38.4 kbps到2.4576Mbps）、调制方式（QPSK、8-PSK、16QAM）、Turbo编码率（2/3、1/3、1/5）。信道环境好的时候使用较高的速率等级，信道环境差的时候使用较低的速率等级。,前向信道自适应调整机制，是通过AT不停地测量前向信道的状况，并将这些信息通过DRC信道以600Hz的更新速率反馈给网络，网络然后根据这些信息决定下一时隙的速率等级。,5）Hybrid ARQ,Hybrid ARQ基于以下基本原理：在前向信道发包时，一般一个包会占用多个时隙（比如一个153.6kbps的包就要占用4个时隙）。由于包在发送前，经过了很复杂的处理，包括Turbo编码、信道交织、重复，最后发送的符号里面包含了很多冗余的信息，终端有可能在收到部分的符号后即正确地解调出完整的数据包。那么在这种情况下，余下的时隙就可以不再发送，从而节省了前向信道的时隙资源。,5）Hybrid ARQ,整个过程的实现机制：AT根据前向信道的质量，估计下一时刻自己能正确接收的最大速率，并将该信息通过DRC信道通知AN；当调度到该AT时，AN按照AT指定的速率，向AT发送前向业务包；AT通过Ack信道向AN反馈接收的情况，没能正确解调当前包则发送Nak 比特，如果正确解调了当前包则发送Ack比特；AN如果接收到AT的Ack比特，则停止当前包的发送而开始下一个包。,6）反向信道增强,使用反向导频信道，网络可使用相干解调；使用定长帧结构（16slots），低码率的Turbo编码（1/2和1/4）；反向信道速率可从9.6kbps到153.6kbps变化，并专门使用一个信道（RRI）指示反向信道速率，避免网络侧的速率判决；分布式的反向速率动态指派，AT根据要发送的数据量、最高速率限制、反向信道的忙闲（RAB）自己决定自己的发送速率。,17,1,、,CDMA2000 1x EV-DO关键技术,2,、,其他关键技术,3,、实践活动,1）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。,2）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。,3）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。,4）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。,5）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。Turbo 编码器由两个RSC编码器(卷积码的一种)、交织器和删除器组成。每个RSC有两路交验位输出，两个输出经删除复用后形成Turbo码。Turbo译码器由两个软输入、软输出的译码器、交织器、去交织器构成，经对输入信号交替译码、软输出多轮译码、过零判决后得到译码输出。,6）灵活的帧长,与IS-95不同，CDMA2000-1X支持5ms、10ms、20ms、40ms、80ms和160ms多种帧长，不同类型信道分别支持不同帧长。前向基本信道、前向专用控制信道、反向基本信道、反向专用控制信道采用5ms或20ms帧，前向补充信道、反向补充信道采用20ms、40ms或80ms帧，话音信道采用20ms帧。较短帧可以减少时延，但解调性能较低；较长帧可降低对发射功率要求。,7）增强的媒体接入控制功能,媒体接入控制子层控制多种业务接入物理层，保证多媒体的实现。它实现话音、分组数据和电路数据业务、同时处理、提供发送、复用和Qos控制、提供接入程序。与IS-95相比，可以满足更宽带和更多业务的要求。,6）灵活的帧长,与IS-95不同，CDMA2000-1X支持5ms、10ms、20ms、40ms、80ms和160ms多种帧长，不同类型信道分别支持不同帧长。前向基本信道、前向专用控制信道、反向基本信道、反向专用控制信道采用5ms或20ms帧，前向补充信道、反向补充信道采用20ms、40ms或80ms帧，话音信道采用20ms帧。较短帧可以减少时延，但解调性能较低；较长帧可降低对发射功率要求。,7）增强的媒体接入控制功能,媒体接入控制子层控制多种业务接入物理层，保证多媒体的实现。它实现话音、分组数据和电路数据业务、同时处理、提供发送、复用和Qos控制、提供接入程序。与IS-95相比，可以满足更宽带和更多业务的要求。,25,1,、,CDMA2000 1x EV-DO关键技术,2,、,其他关键技术,3,、实践活动,3,实践活动：快速功率控制技术的实现,（1）实践目的,熟悉快速功率控制技术的实现。,（2）实践要求,各位学员分别独立完成。,3,实践活动：快速功率控制技术的实现,（3）实践内容,熟悉下列CDMA2000采用快速功率控制方法。,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800bps。前向闭环功率控制如图5-45所示，反向闭环功率控制如图5-46所示,。,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。,3,实践活动：快速功率控制技术的实现,图5-45 反向闭环功率控制,3,实践活动：快速功率控制技术的实现,图5-46 前向闭环功率控制,30,领会：,CDMA2000 1x EV-DO,采用的关键技术。,应用：快速功率控制技术的实现。,本任务要求,谢谢各位！,长沙通信职业技术学院 移动通信系,