CDMA无线网络优化技能考评培训
教材
第一部分CDMA基础知识
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目 录
第1章 CDMA技术原理 .......................................................................................................1
1.1 CDMA技术的发展 ......................................................................................................... 1
1.1.1 主要移动通信系统介绍......................................................................................... 1 1.1.2 第三代移动通信系统简介 ..................................................................................... 2 1.2 多址技术 ....................................................................................................................... 1
1.2.1 频分多址.............................................................................................................. 1 1.2.2 时分多址.............................................................................................................. 2 1.2.3 码分多址.............................................................................................................. 2 1.3 扩频通信原理 ................................................................................................................ 3
1.3.1 扩频通信基本概念................................................................................................ 3 1.3.2 扩频通信的基本原理 ............................................................................................ 3 1.3.3 扩频通信的理论基础 ............................................................................................ 4 1.4 CDMA码序列 ................................................................................................................ 5
1.4.1 Walsh码................................................................................................................ 6
1.4.2 PN短码 ................................................................................................................ 7 1.4.3 PN长码 ................................................................................................................ 9 1.4.4 三种扩频码的比较................................................................................................ 9 1.5 CDMA关键技术........................................................................................................... 10
1.5.1 功率控制............................................................................................................ 10 1.5.2 软切换 ............................................................................................................... 14
1.5.3 RAKE接收机工作原理........................................................................................ 20 1.5.4 CDMA呼吸效应 ................................................................................................. 21
第2章 CDMA的信道 .........................................................................................................24
2.1 IS-95信道 .................................................................................................................... 24
2.1.1 反向CDMA信道 ............................................................................................... 24 2.1.2 前向CDMA信道 ............................................................................................... 26 2.2 CDMA2000 1x的新特性 ............................................................................................... 29
2.2.1 CDMA2000 1x信道............................................................................................. 30
第3章 CDMA空中信令流程 .............................................................................................33
3.1 与信令流程有关的几个概念 ......................................................................................... 33
3.1.1 IMSI ................................................................................................................... 33 3.1.2 ESN .................................................................................................................... 34 3.1.3 登记................................................................................................................... 34 3.1.4 导频信号集 ........................................................................................................ 34 3.2 移动台状态变迁流程.................................................................................................... 34 3.3 CDMA基本信令流程.................................................................................................... 39
3.3.1 语音业务起呼..................................................................................................... 39 3.3.2 语音业务被呼..................................................................................................... 40
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3.3.3 位置登记的流程 ................................................................................................. 41 3.3.4 3.3.5 3.3.6 3.3.7
短消息的流程..................................................................................................... 42 切换流程............................................................................................................ 44 语音业务释放..................................................................................................... 47 数据业务起呼..................................................................................................... 48
第4章 CDMA空口技术规范、协议.................................................................................50
4.1 协议架构 ..................................................................................................................... 50 4.2 空中接口层次结构 ....................................................................................................... 51
4.2.1 物理层描述 ........................................................................................................ 51
4.2.2 MAC层描述 ....................................................................................................... 52 4.2.3 LAC层描述 ........................................................................................................ 52 4.2.4 层3描述............................................................................................................ 53 4.3 A接口协议层次 ............................................................................................................ 53
4.3.1 A接口协议层次结构 ........................................................................................... 53
4.3.2 内部接口层次结构.............................................................................................. 54
第5章 CDMA 2000 1X EV-DO原理.................................................................................55
5.1 1X EV-DO系统概述...................................................................................................... 55
5.1.1 CDMA2000技术标准的演进................................................................................ 55 5.1.2 1X EV-DO与IS-95/1X网络的兼容性................................................................... 55 5.1.3 从CDMA2000 1X 向1X EV-DO 演进 ................................................................ 56 5.2 1X EV-DO 协议与物理层技术....................................................................................... 56
5.2.1 1X EV-DO网络参考模型 ..................................................................................... 56
5.2.2 1X EV-DO 空中接口协议模型 ............................................................................. 58 5.2.3 1X EV-DO 前向信道 ........................................................................................... 60 5.2.4 1X EV-DO 反向信道 ........................................................................................... 61 5.3 1X EV-DO 空中接口关键技术....................................................................................... 63
5.3.1 前向时分复用..................................................................................................... 64
5.3.2 前向自适应调制和编码技术................................................................................ 64 5.3.3 前向HARQ ........................................................................................................ 65 5.3.4 前向链路调度算法.............................................................................................. 65 5.3.5 前向快速扇区选择和切换 ................................................................................... 66 5.3.6 速率控制............................................................................................................ 67 5.4 1X EV-DO Rev.A........................................................................................................... 67
5.4.1 1X EV-DO Rev.A技术改进 .................................................................................. 67 5.4.2 物理层新增功能 ................................................................................................. 68 5.5 CDMA2000 1X EV-DO 数据业务流程 ........................................................................... 72
5.5.1 AT 始呼流程....................................................................................................... 73 5.5.2 AT 发起的呼叫激活流程 ..................................................................................... 75
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第1章 CDMA技术原理
1.1 CDMA技术的发展
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：1980年出现，为模拟话音通信系统，如AMPS、TACS、NMT、NTT等系统。 第二代：1980年末出现，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年出现，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。
1.1.1 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
全接入通信系统（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CD
MA，CDMA成为美国PCS网的首选技术。目前54％的许可证持有者使用CDMA。CDMA One是IS-95品牌名称，CDMA2000无线通信标准也是以IS-95为基础演变的。
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1.1.2 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，小型便携式终端在任何时候、任何地点可以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、视频通话业务，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、卫星通信系统等多种系统，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384kbi
t/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。
第三代移动通信系统的引入是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、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。 3. 第三代移动通信的标准化的制定
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。
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