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1、第4章CDMA2000基本原理4.1CDMA2000的体系结构4.2传输信道和物理信道4.3信道编码与复用4.4扩频与调制4.1CDMA2000的体系结构以MS为例的CDMA2000的体系结构如图4-1所示。CDMA2000标准中的内容就是按照这种层次结构组织起来的,本文的结构也是如此,当然这只是抽象的概念模型,和物理实现方式并无强制的约束。图4-1CDMA2000体系结构(MS侧)如图41所示,CDMA2000的物理层处于其体系结构的最底层,完成高层信息与空中无线信号间的相互转换;几乎CDMA2000的所有特点和优点都通过它来保证并体现,它是这种无线通信系统的基础。为了满足3G业
2、务的需求,并实现从现有2G的CDMA技术的平滑演进,CDMA2000相对于2G的CDMA标准提出了更多种类的物理信道。对于它们的应用可以非常灵活,当然复杂度也相应增加了,这就需要对它们有准确全面的了解。因此,这部分将主要按不同信道的划分来介绍物理层。CDMA的物理信道分为前向信道和反向信道:前向信道提供基站到各移动台的通信支持;反向信道提供移动台到基站的通信支持。在介绍之前,先了解一下几个基本概念。首先是“扩谱速率”,即“SpreadingRate”,以下简称“SR”,它指的是前向或反向CDMA信道上的PN码片速率。本文中SR有两种:一种为SR1,也通常记做“1X”,SR1的前向和
3、反向CDMA信道在单载波上都采用码片速率为1.2288Mchip/s的直接序列(DS)扩谱。 另一种为SR3,也通常记做“3X”,SR3的前向CDMA信道有3个载波,每个载波上都采用1.2288Mchip/s的DS扩谱,总称多载波(MC)方式;SR3的反向CDMA信道在单载波上都采用码片速率为3.6864Mchip/s的DS扩谱。4.2传输信道和物理信道4.2.1前向链路(FL)物理信道前向链路以下简称“FL”,它所包括的物理信道如图4－2所示。这些信道由适当的Walsh函数或准正交函数(QuasiOrthogonalFunction,简称QOF)进行扩谱。Walsh函数用于R
4、C1或RC2;Walsh函数或QOF用于RC3到RC9。CDMA2000采用了变长的Walsh码,对于SR1,最长可为128;对于SR3,最长可为256。图4－2前向链路包含的物理信道对于SR1,BS可以在FL信道上支持正交发送分集(OTD)模式或空时扩展模式(STS)这两种分集方式,当然也可以不采用它们。而对于SR3,BS可以通过在不同的天线上发送载波来实现FL信道的分集,当然这种方式也并非必须的。 对于FL的RC而言,BS必须支持在RC1、RC3或RC7中的操作,这3种RC是最基本的RC。BS还可以支持在RC2、RC4、RC5、RC6、RC8或RC9中的操作。支持RC2的B
5、S必须支持RC1;支持RC4或RC5的BS必须支持RC3;支持RC6、RC8或RC9的BS必须支持RC7。BS不能在FL业务信道上使用RC1或RC2的同时使用RC3、RC4或RC5。1.FL导频信道FL中的导频信道包括:FPICH、FTDPICH、FAPICH和FATDPICH,它们都是未经调制的扩谱信号。BS发射它们的目的是使在其覆盖范围内的MS能够获得基本的同步信息,也就是各BS的PN短码相位的信息,并根据它们进行信道估计和相干解调。 如果BS在FLCDMA信道上使用了发送分集方式,则它必须发送相应的FTDPICH。如果BS在FL上应用了智能天线或波束赋形,则可以在一个CD
6、MA信道上产生一个或多个(专用)辅助导频(FAPICH),用来提高容量或满足覆盖上的特殊要求(如定向发射)。当使用F-APICH的CDMA信道采用了分集发送方式时,BS应发送相应的F-ATDPICH。2.FL同步信道同步信道F-SYNC是经过编码、交织、扩谱和调制的信号。MS通过对它的解调可以获得长码状态、系统定时信息和其他一些基本的系统配置参数,包括:BS当前使用的协议的版本号,BS所支持的最小的协议版本号,网络和系统标识,频率配置,系统是否支持SR1或SR3,如果支持,所对应的发送开销(overhead)信息的信道的配置情况,等等。有了这些信息,MS可以使自身的长码及时间与系统
7、同步,这样才能够去解调经过长码扰码的FL信道;然后MS可以根据自身所支持的版本及功能来选择怎样进行操作,例如支持SR3的MS若发现BS也支持SR3,便可以按FSYNC上给出的参数进一步解调发送开销信息的公共信道,如F-BCCH。F-SYNC占用了W3264对应的码分信道。在SR3中,BS按照协议的规定,从“同步信道优先”(SyncChannelPreferredSet)中选择一个载波发送F-SYNC。3.FL寻呼信道寻呼信道F-PCH是经过编码、交织、扰码、扩谱和调制
