CDMA培训.ppt

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1、2021/9/2611、移动通信的发展、移动通信的发展2、CDMA的特点的特点3、CDMA系统组成系统组成4 4、编号计划、编号计划、编号计划、编号计划5 5、CDMACDMA基本概念和关键技术基本概念和关键技术基本概念和关键技术基本概念和关键技术2021/9/262第一代第一代模拟蜂窝通信系统模拟蜂窝通信系统第一代移动电话系统采用了蜂窝组网技术，蜂窝概念由贝尔实验室提出，70年代在世界许多地方得到研究，当第一个试运行网络在芝加哥开通时，美国第一个蜂窝系统AMPS（高级移动电话业务）在1979年成为现实.英国TACS(全接入通信系统)、北欧NMT（北欧移动电话）2021/9/263模拟移动通信

2、的缺点A)各系统间没有公共接口。B)无法与固定网迅速向数字化推进相适应，数字承载业务很难开展。C)频率利用率低，无法适应大容量的要求。D)安全利用率低，易于被窃听，易做假机。2021/9/264第二代第二代数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统由于模拟制式存在的各种缺点，90年代开发出了以数字传输、时分多址和窄带码分多址为主体的移动电话系统，称之为第二代移动电话系统。代表产品分为两类：TDMA系统：有代表性的制式有：泛欧GSM、美国D-AMPS和日本PDCN-CDMA系统：系统：N-CDMA（码分多址）系列主要是以高通公司为首研制的基于IS-95的N-CDMA（窄带CDMA）2021/9/2

3、65A、频带太窄，不能提供如高速数据、慢速图像与电视图像等的各种宽带信息业务，无法满足新业务的需要。B、无线资源频率紧张，采用小区裂变方式引起切换频繁，干扰严重，降低了通话质量。有限的频率资源利用率低。而随着科学技术和通信业务的发展，需要的将是一个综合现有移动电话系统功能和提供多种服务的宽带、综合、数据、多媒体网络。第二代移动电话系统的不足：2021/9/266 第三代第三代IMT-2000IMT-2000，它的关键特性有：（1）提供高速率和多种速率等很大范围的业务（速率可达2Mbit/s）（2）世界范围设计的高度一致性；各种通信系统的全面综合，实现无缝业务传递的全球服务；（3）IMT-200

4、0内业务与固定网络的兼容；（4）提供高质量的业务；（5）体积小，功耗低，实现无缝的全球漫游；（6）灵活的频率和无线资源管理、系统配置。（7）较多的用户容量。2021/9/267主要存在两个标准：（1）以Qualcomm公司为代表提出的与IS-95系统反向兼容的宽带cdmaOne建议。美国考虑在IMT-2000网络发展目标上，支持宽带分组交换网为核心，将当前的从功能上分层的网络模式演变成端到端的客户-服务器模式。（2）专门开发与GSM系统反向兼容的UMTS标准，包括两个子方案：日本的W-CDMA欧洲的TD-CDMA具有代表性的第三代移动通信系统技术：具有代表性的第三代移动通信系统技术：2021/

5、9/268CDMA发展历史和现状1993年年7月，第一个月，第一个CDMA标准标准IS_95发布。发布。1995年年香港开通世界第一个香港开通世界第一个CDMA商用移动网。商用移动网。1996年，年，CDMA技术在韩国得到大规模商用。目前，日技术在韩国得到大规模商用。目前，日本、美国、澳大利亚等一些国家都建有本、美国、澳大利亚等一些国家都建有CDMA商业网络。商业网络。1997年，中国北京、西安、上海、广州等地建有年，中国北京、西安、上海、广州等地建有CDMA实验网实验网2000年年2月，联通与月，联通与QUALCOMM签署知识产权框架协签署知识产权框架协议议,开始建开始建CDMA网。网。20

6、00年年11月，全世界已有月，全世界已有7000万万CDMA用户。用户。目前，已经进入将现有CDMA网络平滑升级到第三代的cdma20001x系统的全面试验阶段。2021/9/269CDMA CDMA 的的 特特 点点2021/9/2610CDMA基本概念：基本概念：发送端使用各不相同的、相互（准）正交的伪随机地址码调制其所发送的信号；在收端则采用同样的伪随机地址码从混合信号中解调检测出相应的信号。CDMA传输系统中采用了扩频技术。即是将原始信号的带宽变换为比原始带宽宽的多的传输信号，以来达到提高通信系统的抗干扰目的。扩频通信概念扩频通信概念2021/9/2611覆盖范围大、语音质量高、绿色手

7、机覆盖半径是标准GSM的2倍。覆盖1000km2：GSM需要200个基站，CDMA只需50个基站。在相同覆盖条件下，基站数量大为减少，投资将相应减小。话音质量64kPCM现有的GSM8k的CDMA13k的CDMA8k的EVRCCDMA发射功率小发射功率小：功率控制，语音激活.2021/9/2612频谱利用率高、网络规划简单、系统容量配置灵活占有占有10MHz频谱频谱(5MHz发送，发送，5MHz接收接收)的的情况情况参数参数CDMAGSM载频带宽载频带宽1.25MHz0.20MHz载频数载频数325*频率复用频率复用1/13/9有效载频有效载频3/1=325/3=8.3话音呼叫话音呼叫/载频载

8、频25至至40+7.25*话音呼叫话音呼叫/小区小区75至至120+7.258.3=60.2扇区扇区/小区小区33话音呼叫话音呼叫/扇区扇区75至至120+60.2/3=20.0Erlangs/扇区扇区*64至至107E13.2E*最优情况，对最优情况，对GSM和和AMPS无保护带；无保护带；*比比8话话音呼叫音呼叫/载频少载频少0.75，用于开销功能，用于开销功能(例如：控制例如：控制/导频导频)；*基于基于2%的阻塞。的阻塞。相同的频谱，相同的频谱，CDMA的容量是的容量是GSM的的5.5倍倍.工程设计简单，扩容方便工程设计简单，扩容方便1324324244123142314GSM：N4频

9、率复用频率复用1111111111111111111CDMA：N1频率复用频率复用1112021/9/2613软切换：掉话少软切换：掉话少CDMA小区/扇区切换采用软/更软切换切换是先接续再中断服务质量高,有效减低掉话其他无线系统小区/扇区切换采用硬切换切换是先中断再接续容易产生掉话更软切换：同一基站、相同频率、不同扇区的CDMA信道间。2021/9/2614软容量：小区呼吸功能软容量：小区呼吸功能1、用户数目和服务质量之间可以相互折中，灵活 确定。2、小区的呼吸功能：各小区的覆盖大小是动态的，通过调整小区的导频发射功率，使相邻小区负荷 分担话务，相当于增加了容量。2021/9/26151.提

10、高误帧率可增加可用信道数,这时通话质量降低。2.呼吸功能：调整基站导频值来调整小区覆盖大小。导频导频1 16 6导频2142021/9/2616UmEAbisAQ CBN HMS BTS BSC PSTNISDNPSPDN MSC SCP MSC/SSP VLR HLR AUC MCDMC SME M MSME M SCPCDMA蜂窝移动通信系统网络结构图蜂窝移动通信系统网络结构图MSS2021/9/2617BTS（BaseTransmitterStation）:基站收发信台BSC（BaseStationController）:基站控制器BS（BaseStation）:基站MSC（Mobile

11、SwitchCentre）：移动交换中心VLR（VisitorLocationRegister）:拜访位置寄存器HLR（HomeLocationRegister）:归属位置寄存器AC（AuthenticationCentre）:鉴权中心MC（MessageCentre）:消息中心SME（ShortMessageEntity）:短消息实体PSTN（PublicSwitchedTelephoneNetwork）:共用电话交换网ISDN（IntegratedServiceDigitalNetwork）：综合业务数字网PSPDN（PacketSwitchedPublicDataNetwork）分组交换

12、数据网2021/9/2618CDMA网包括：移动终端、BSS子系统、MSS子系统、OMM子系统等部分基站子系统BSS可分为两部分。通过无线接口与移动台相连的基站收发信台（BTS）以及与移动交换中心相连的基站控制器（BSC），BTS负责无线传输、BSC负责控制与管理。基站子系统BSS2021/9/2619移动交换子系统MSS完成CDMA的主要交换功能，同时管理用户数据和移动性所需的数据库。MSS子系统的主要作用是管理CDMA移动用户之间的通信和CDMA移动用户与其它通信网用户之间的通信。移动交换子系统MSS包括以下主要功能单元：u移动交换中心（MSC）u拜访位置寄存器（VLR）u归属位置寄存器（

13、HLR）u鉴权中心（AUC）u短消息中心（MC）MSS子系统子系统2021/9/2620移动交换中心（移动交换中心（MSC）MSC是CDMA网络的核心。MSC对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路接续的功能，也是CDMA网和其他网络之间的接口。另外，为了建立至移动台的呼叫路由，每个MSC还完成GMSC的功能。MSC从三种数据库，拜访位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器（HLR）和鉴权中心（AUC）中取得处理用户呼叫请求所需的全部数据。反之，MSC根据其最新数据更新数据库。2021/9/2621拜访位置寄存器（拜访位置寄存器（VLR）VLR通常与MSC合设，其中存储MSC所管辖区域中的移

14、动台（称拜访客户）的相关用户数据，包括：用户号码、移动台的位置区信息、移动用户识别码、批准数据、鉴权数据和用户服务清单等参数。VLR是一个动态用户数据库。VLR从移动用户的归属位置寄存器（HLR）处获取并存贮必要的数据，一旦移动用户离开该VLR的控制区域，则重新在另一个VLR登记，原VLR将取消该移动用户的数据记录。2021/9/2622归属位置寄存器（归属位置寄存器（HLR）HLR存储管理部门用于移动用户管理的数据。每个移动用户都应在其归属位置寄存器（HLR）注册登记，它主要存储两类信息：一是有关移动用户的参数，包括移动用户识别号码、电子序列号、用户号码、服务项目清单、批准有效时间等；一是有

15、关移动用户目前所处位置的信息，以便建立至移动台的呼叫路由，例如MSC、VLR地址等。电信业务数据业务智能业务短消息业务数据服务限制（如：漫游限制）补充业务参数还包括下列信息：2021/9/2623鉴权中心（鉴权中心（AUC）AUC属于HLR的一个功能单元部分，专门用于CDMA系统的安全性管理，用来鉴别用户身份的合法性以及对无线接口上的话音、数据、信令信号进行加密，防止无权用户接入和保证移动用户通信的安全。鉴权中心一般与HLR合设。包括参数：A_key,SSD、MIN/IMSI、AAV等2021/9/2624短消息中心的主要功能是接收、存储和转发用户的短消息。通过短消息中心能够更可靠地将信息传送

16、到目的地。如果传送失败，短消息中心保存失败消息直至发送成功为止。短消息中心（短消息中心（MC）短消息实体（短消息实体（SME）合成与分解短消息2021/9/2625操作维护中心（OMC）为运营商提供对网络的操作和维护服务、管理签约用户信息，对网络进行规划。主要实现以下功能：主要实现以下功能：1、维护测、维护测试试2、障碍检测及处理、障碍检测及处理3、系统状态监视、系统状态监视4、系统实时控制、系统实时控制5、局数据修改、局数据修改6、性能管理、性能管理7、用户跟踪、告警、用户跟踪、告警8、话务统计等、话务统计等 2021/9/2626OMC与各单元的关系2021/9/2627系统各个接口和协议

17、系统各个接口和协议就CDMA系统与外界的联系，可划分为三大边界，因而也有了三大外部接口：CDMA运营者外部网络用户OSSMSSBSCMS2021/9/26281、A接口：接口：基站子系统与交换子系统之间的接口即A接口，其物理链路通过采用标准的2.048Mbit/s的PCM数字传输链路来实现。此接口传递的信息包括移动台管理、基站管理、移动性管理、接续管理等。一般采用IS-634标准、IOS2.0、IOS4.0等。网络接口网络接口2021/9/26292.Abis接口接口：基站子系统中BSC与BTS之间的接口。支持对BTS无线设备的控制。物理层采用直接互联的方法，无统一标准。2021/9/2630

18、3.Um接口接口：Um接口被定义为MS与BTS之间的通信接口，即空中接口。它实现了各种制造商的移动台与不同运营者的网络间的兼容性，从而实现了移动台的漫游。此接口遵守IS-95A标准。2021/9/2631移动交换子系统MSS内部接口如下图所示：MSCVLRBMSCVLRB EHLR/AUCBSCBTSABSS子系统CDHMCQN网络内部接口网络内部接口网络内部接口网络内部接口2021/9/2632lC接接 口口：MSC和 HLR间 的 接 口，接 口 的 物 理 层 为2.048Mbit/s的PCM传输链路。信令接口符合24bit七号信令系统规范。lD接接 口口：VLR和 HLR间 的 接 口

19、，接 口 的 物 理 层 为2.048Mbit/s的PCM传输链路。信令接口符合24bit七号信令系统规范。lE接口接口：MSC和MSC间的接口，接口的物理层为2.048Mbit/s的PCM传输链路。信令接口符合24bit七号信令系统规范。lB接口接口：MSC和VLR间的接口，内部接口，没有标准定义。2021/9/2633lN接接 口口：HLR和 MC间 的 接 口，接 口 的 物 理 层 为2.048Mbit/s的PCM传输链路。信令接口符合24bit七号信令系统规范。lAi/Di接接口口：:MSC和PSTN/ISDN间的接口,采用2Mb/sPCM数字链路，接口的物理层为2.048Mbit/

20、s的PCM传输链路。信令接口符合24bit七号信令系统规范，采用TUP、ISUP以及随路信令。lQ接口接口：:MSC和MC间的接口,采用2Mb/sPCM数字链路，接口的物理层为2.048Mbit/s的PCM传输链路。lH接口接口：HLR和AUC间的接口，内部接口2021/9/2634在A接口，信令协议的参考模型如图1-7所示。DTAPBSSMAP分配功能BSSAPSCCPMTPDTAPBSSMAP分配功能BSSAPSCCPMTPA接口 BSSAP：BSS应用部分 SCCP：信令连接控制部分 DTAP：直接转移应用部分 MTP：消息传递部分 BSSMAP：BSS移动应用部分图 2-5 A接口信令

21、协议参考模型2021/9/2635MSS内部及CDMA系统与PSTN之间的协议TUP：电话用户部分 BSSAP：BSS应用部分ISUP：ISDN用户部分 SCCP：信令连接控制部分MAP：移动应用部分 MTP：消息传递部分TCAP：事务处理应用部分应用于CDMA系统的7号信令协议层2021/9/2636编编 号号 计计 划划2021/9/2637MDNIMSI/MINTLDNHLRSIDNIDBSIDMSC/VLRESNREG-ZONE号码类型号码类型2021/9/26381.移动用户号码簿号码移动用户号码簿号码(MDN)此号码为主叫用户呼叫一个数字移动用户时所需拨的号码。CC SN MAC国

22、际移动用户DN号码国内有效用户DN号码 号码组成号码组成86N1N2N3H0H1H2H3XXXX2021/9/2639中国国家号为86国内有效移动用户号码簿号码由三部分组成：移动业务接入号(N1N2N3)，HLR识别号(H0H1H2H3)移动用户号(XXXX)。移动业务接入号(N1N2N3)为133。HLR识别号(H0H1H2H3)见表1。移动用户号(SN):XXXX,由各HLR自行分配。2021/9/2640H0一般为2，H3由各省自行分配，H1H2H3的分配应首先与PSTN本地网的一致，一个HLR可包含一个或若干个H2H3数值。表中空格处的H1H2（H1不等于0）为备用。备用部分根据发展另

23、行分配。2021/9/2641 2.国际移动用户识别码国际移动用户识别码(IMSI):在数字公用陆地蜂窝移动通信网中,唯一地识别一个移动用户的15位号码。MCCMNCMSIN国际移动用户识别国内移动用户识别移动国家号码MCC:460；移动网号MNC:03；移动用户识别码MSIN:10位十进制的数字2021/9/2642移动台识别码（MIN）为保证CDMA/AMPS双模工作而沿用AMPS标准定义的，体制要求MIN是IMSI的后10位，即MSIN。XXXX+H H0 0H H1 1H H2 2H H3 3+ABCDABCDXX：为分配给我国的MIN号码段，暂定为09H0H1H2H3：同MDN号码中

24、的H0H1H2H3；ABCD：用户号码2021/9/26433、MSC/VLR号码号码：460 03 09 44 M1M2M3 100在NO.7信令消息中使用的、代表MSC/VLR的号码，M1M2的分配同H1H2的分配。2021/9/26444、临时本地用户号码、临时本地用户号码(TLDN)由被叫所在的MSC/VLR分配的用于选路由的临时号码，用于网络进行路由选择。联通暂时定8613344M1M2M3号段的1000个号码为TLDN。2021/9/26455、HLR号码：号码：460 03 09 H0H1H2H3 0000在NO.7信令消息中使用的、代表HLR的号码，H0=22021/9/264

25、66 6、系统识别码、系统识别码(SID)(SID)SID号码是在CDMA/AMPS蜂窝移动通信网中唯一地识别一个移动业务本地网的号码。它由国家标识比特组和本地系统比特组两部分组成，共包含15比特。本网首先使用比特14至比特9为110010的512个号码。每个本地网分配一个SID号码。SID的8到4位具体分配见下表：2021/9/2647SID号码的分配（1）2021/9/2648SID号码的分配（2）2021/9/26497、网络识别码、网络识别码(NID)在一个CDMA移动业务本地网中唯一地识别一个网络的号码。由16比特组成。NID由各地自行分配。可以用来区分不同的MSC业务区。仅在CDM

26、A系统中使用该号码。0与65535保留。0用作表示在某个SID区中不属于特定NID区的那些基站。65535用作表示移动用户可在整个SID区中进行漫游。2021/9/26508、登记区识别码、登记区识别码(REG_ZONE)在一个SID区或NID区中唯一识别一个位置区的号码,它包含12比特，由各地自行分配。2021/9/26519、电子序号（、电子序号（ESN）电子序号用于唯一地识别一个移动台设备,每个双模移动台分配一个唯一的电子序号。它包含32比特4个字节,其构成如下:31.2423.1817.0厂家编号保留设备序号设备序号由厂家自行分配。2021/9/265210、基站识别码、基站识别码(B

27、SID)一个16比特的数，唯一地识别一个位置区的号码，由各本地网管理。2021/9/2653CDMA基本概念基本概念 与关键技术与关键技术2021/9/2654 FDMA TDMA CDMAFDMA TDMA CDMA1、多址方式：、多址方式：CDMA采用码分多址采用码分多址基本概念基本概念基本概念基本概念2021/9/26552、码分多址、码分多址码型应用码型应用WALSH 码：区分前向信道PN码：215-1短码：区分基站 242-1 长码：反向区分移动台；正向用于扰码。2021/9/26563、码分多址、码分多址信道划分信道划分前向CDMA信道划分为：导频信道导频信道 同步信道同步信道寻呼

28、信道寻呼信道业务信道业务信道反向CDMA信道划分为：接入信道接入信道 反向业务信道反向业务信道2021/9/26574、关键技术、关键技术1、地址码的选择：m序列的PN码作为地址码2、分集技术：（：（RAKE接收技术）空间、时间与频率分集 克服多径衰落2021/9/2658 4、语音编码技术 采用码激励线形预测编码技术（CELP）5 5、切换、切换：软切换、更软切换与硬切换 3、功率控制：前向与反向功率控制2021/9/2659软切换：移动台参与的切换BSCBSCMSC基站导频信号、强度Ec/Io进入退出切换时基站的进入与退出2021/9/2660MS导频测试新BSC导频大于“进入”值MS向原

29、BSC发消息原BSC向MSC发消息MSC让新BSC安排信道原BSC指示MS切换MS切换并同时与两个BSC联系进入过程MS导频测试原BSC导频小于“退出”值两BSC向MSC发消息MSC让原BSC退出原BSC指示MS退出MS中止与原BSC的联系退出过程MS向两BSC发导频强度消息2021/9/2661交交 换换 基基 础础 知知 识识2021/9/2662电信网的组成：电信网的组成：电信网的组成：电信网的组成：逻辑上：节点、链路、端点、信令逻辑上：节点、链路、端点、信令逻辑上：节点、链路、端点、信令逻辑上：节点、链路、端点、信令 （协议）组成。（协议）组成。（协议）组成。（协议）组成。物理上：交换

30、网、传输承载网、终端设物理上：交换网、传输承载网、终端设物理上：交换网、传输承载网、终端设物理上：交换网、传输承载网、终端设 备、支撑网组成。备、支撑网组成。备、支撑网组成。备、支撑网组成。2021/9/2663管理网同步网信令网交换网传输承载网支撑网基础网传输节点本地交换节点中继交换机辅助网节点传输链路话务路由辅助网链路Fig.1.1.3-1电信网的多层结构OMCNMCOMCOMC管理网节点2021/9/2664国内电信网的结构（一）国内电信网的结构（一）省级交换中心DC1DC2本地网交换中心DC2国内长途电信网的两级结构2021/9/2665国内电信网的结构（二）国内电信网的结构（二）国内

31、本地网的两级结构汇接区A汇接区BC3 端局C3 汇接局2021/9/2666路由选择原则 一般遵循先高效直达路由，后低呼损路由的原则。固定用户呼叫移动用户立即就近接入移动网，由移动网进行接续。移动用户呼叫固定用户，立即就近接入固定网，由固定网进行接续。2021/9/2667国内电信管理网的结构国内电信管理网的结构全国网管中心本地网管中心省网管中心2021/9/2668网路管理与监控网路管理与监控话务管理；网路控制；设备监视；2021/9/2669国内时钟同步网的结构国内时钟同步网的结构四级时钟一级时钟基准时钟三级时钟二级时钟 目的在于用控制频率和相位的方法来减少甚至消除滑码对数据、图象和话音的不良影响。2021/9/2670国内七号信令网的结构国内七号信令网的结构HSTPHSTPHSTPHSTPHSTPHSTPLSTPLSTPLSTPLSTPSPSPSPSP三级结构的信令网平面A平面B2021/9/2671电信网发展的总趋势：电信网发展的总趋势：电信网发展的总趋势：电信网发展的总趋势：数字化数字化数字化数字化综合化综合化综合化综合化智能化智能化智能化智能化宽带化宽带化宽带化宽带化个人化个人化个人化个人化2021/9/2672