CDMA 1X的演进与技术特征

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  在第三代移动通信的无线接口国际提案中,W-CDMA和cdma2000都是极为重要的技术。这两种宽带CDMA方案,除了码片速率、同步方式、导频方式等有所不同外,其它如功率、软切换等基本技术并无大的区别。




  cdmaOne是基于IS-95标准的各种CDMA产品的总称,即所有基于cdmaOne技术的产品,其核心技术均以IS-95作为标准。cdma2000是美国向ITU提出的第三代移动通信空中接口标准的建议,是IS-95标准向第三代演进的技术体制方案,这是一种宽带CDMA技术。cdma2000室内最高数据速率为2Mbit/s以上,步行环境时为384kbit/s,车载环境时为144kbit/s以上。




  cdma2000-1X原意是指cdma2000的第一阶段(速率高于IS-95,低于2Mbit/s),可支持308kbit/s的数据传输,网络部分引入分组交换,可支持移动IP业务。




  cdma2000-1XEV是在cdma2000-1X基础上进一步提高速率的增强体制,采用高速率数据(HDR)技术,能在1.25MHz(同cdma2000-1X带宽)内提供2Mit/s以上的数据业务,是cdma2000-1X的边缘技术。3GPP已开始制订cdma2000-1X EV的技术标准,其中用高通公司技术的称为HDR。




  与cdmaOne相比,cdma2000有下列技术特点:多种信道带宽,前向链路上支持多载波和直扩两种方式;反向链路仅支持直扩方式;可以更加有效地使用无线资源;可实现系统平滑过渡;核心网协议可使用IS-41、GSM-MAP以及IP骨干网标准;前向发送分集;快速前向功率控制;使用Turbo码;辅助导频信道;灵活帧长;反向链路相干解调;可选择较长的交织器。




  cdma2000-1X采用扩频速率为SR1,即指前向信道和反向信道均用码片速率1.2288Mbit/s的单载波直接序列扩频方式。因此它可以方便地与IS-95(A/B)后向兼容,实现平滑过渡。运营商可在某些需求高速数据业务而导致容量不够的蜂窝上,用相同载波部署cdma2000-1X系统,从而减少了用户和运营商的投资。由于cdma2000-1X采用了反向相干解调、快速前向功控、发送分集、Turbo编码等新技术,其容量比IS-95大为提高。在相同条件下,对普通话音业务而言,容量大致为IS-95系统的两倍。




cdma2000-1X关键技术包括以下几个方面。




  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。




  前向快速寻呼信道技术。此技术有两个用途。一是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,可减少移动台激活时间和节省移动台功耗。二是配置改变。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。




  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: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,并通过两个发射天线发射。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。




  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信号,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。



  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。




  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。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编码器有两路交验位输出,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。




  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的要求。




  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,保证多媒体业务的实现。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,它可以满足更高宽带和更多业务的要求。



摘自《人民邮电报》
   

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