CDMA2000(cdma2000系統)

CDMA2000

cdma2000系統一般指本詞條

CDMA2000是一個3G移動通訊標準,國際電信聯盟ITUIMT-2000標準認可的無線電接口,也是2G cdmaOne標準的延伸,不需要新的頻段分配,可以穩定運行在現有PCS頻段。根本的信令標準是IS-2000。CDMA2000與另一個3G標準UMTS不兼容。隨著時間的推移和移動通信的發展,CDMA One技術已經不能滿足用戶對更大容量和更高數據速率的需要,它能夠提供部分分組數據業務,如收發E-mail、FTP、Web瀏覽等,但對於含有圖像、聲音等的內容,如VOD、線上視聽、實時視頻圖像傳送,需要有較寬頻寬接入的數據業務還難以提供。1998年3月美國TIATR45.5委員會採用了一種向後兼容IS-95的寬頻CDMA框架,稱為CDMA2000,2000年3月通過了最終正式的CDMA2000標準,並作為第三代移動通信空中接口標準提交給國際電信聯盟(ITU)。CDMA2000的目標是提供較高的數據速率以滿足IMT-2000的性能要求,即車行環境下至少144kb/s,步行環境至少384kb/s,室內辦公環境下至少2048kb/s。

基本介紹

  • 中文名:CDMA2000
  • 外文名:Code Division Multiple Access 2000
  • 類型:3G移動通訊標準
  • 用戶:2.56億
  • 定義:是一個3G移動通訊標準
  • 也稱:CDMA Multi-Carrier
定義,簡介,CDMA2000的特點,信道結構,CDMA2000空中接口的分層結構,CDMA2000標準體系,CDMA2000系列的發展,CDMA2000網路最佳化概述,CDMA2000的分層結構,CDMA2000採用的主要新技術,CDMA2000制式的主要技術特點,全球營運,

定義

CDMA2000由北美最早提出,能與現有的IS-95CDMA後向兼容。CDMA2000技術得到主要分布在北美和亞太地區運營商的支持。北美電信標準組織向ITU提出的CDMA2000,其核心為Wideband CDMAOne技術,CDMAOne是以IS-95為標準的各種CDMA產品的總稱。IS-2000是寬頻CDMA技術的CDMA2000正式標準總稱。CDMA2000繼承了IS-95窄帶CDMA系統的技術特點,網路運營商同樣可以在窄帶CDMA網路中更換或增加部分網路設備過渡到3G。CDMA2000是ITU規定的3G無線傳輸技術之一,是從窄頻CDMAOne數字標準衍生出來的,可以從原有的CDMAOne結構直接升級到3G,建設成本低廉。按照使用的頻寬來分,CDMA2000可以分為1x系統和3x系統。其中1x系統使用1.25MHz的頻寬,提供的數據業務速率最高只能達到307Kb/s。在lx系統以後,又有1x EV-DO和1X EV-DV系統。其中1x EV-1X)系統著重提高了數據業務的性能,將用戶的最大數據業務傳送速率提高到2.4Kb/s。而1X-EV-DV系統將數據業務最大速率提高到3.1Mb/s的同時,又進一步提高了話音業務的容量。
CDMA2000-3X(3GPP2規範為IS-2000-A),也稱為寬頻CDMAOne,3x表示3載波,即3個1.25MHz,共3.75MHz的頻頻寬度。它與CDMA2000-1x的主要區別是下行CDMA信道採用3載波方式;而CDMA2000-1x用單載波方式,因此它可以提高系統的傳輸速率。它在CDMA2000-1x標準的基礎上提供附加功能和相應業務支持。這些特性包括:提供比CDMA2000-1x更大的系統容量:提供2Mb/s的數據速率;實現與CDMA2000-1x和CDMAOne系統的向後兼容性等。
CDMA2000
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簡介

中國電信採用的CDMA2000網路是由以美國高通北美公司為主導的,摩托羅拉、朗訊科技公司和後來加入的韓國三星都有參與實現的一種3G通信標準。韓國是該標準的主導者。其在原理上與WCDMA是沒有本質的區別,都源於CDMA技術,都採用碼分多址技術,都需要採用擴頻技術來實現碼分多址。但是CDM2000技術對 WCDMA和 TD-SCDMA技術都不兼容。因此電信的定製手機般都同時支持2G的CDMA標準及3G的CDMA2000標準。由於2008年電信收購聯通的CDMA網路和用戶,故市場上的電信定製手機只能是電信自己的卡才可以使用。
由於CDMA2000齣現得比較早,其是作為從第二代移動通信向第三代移動通信過渡的一個平滑選擇,因此也有人稱它為2.5G。由於其作為過渡的3G通信標準,對CDMA系統完全兼容,為技術的延續性帶來了明顯的好處,其成熟性和可靠性也比較有保障。但CDMA2000採用的多載傳輸方式比起WCDMA的直接擴頻方式,在頻率資源的利用上有較大的浪費,而且它所處的頻段與國際有關規定的頻段也產生了矛盾。
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CDMA2000的特點

CDMA2000系統提供了與IS-95B的後向兼容,同時又能滿足ITU關於第三代移動通信基本性能的要求。後向兼容意味著CDMA2000系統可以支持IS-95B移動台,CDMA2000移動台可以工作於IS-95B系統。
CDMA2000系統是在IS-95B系統的基礎上發展而來的,因而在系統的許多方面,如同步方式、幀結構、擴頻方式和碼片速率等都與IS-95B系統有許多類似之處。但為了靈活支持多種業務,提供可靠的服務質量和更高的系統容量,CDMA2000系統也採用了許多新技術和性能更優異的信號處理方式,概括如下:
(1)多載波工作。CDMA2000系統的前向鏈路支持Nx1.2288 Mc/s(這裡N=1,3,6,9,12)的碼片速率。N=1時的擴頻速率與IS-95B的擴頻速率完全相同,稱為擴頻速率1。多載波方式將要傳送的調製符號分接到N個相隔1.25 MHz的載波上,每個載波的擴頻速率均為1.2288 Mc/s。反向鏈路的擴頻方式在N=1時與前向鏈路類似,但在N=3時採用碼片速率為3.6864 Mc/s的直接序列擴頻,而不使用多載波方式。
(2)反向鏈路連續傳送。CDMA2000系統的反向鏈路對所有的數據速率提供連續波形,包括連續導頻和連續數據信道波形。連續波形可以使干擾最小化,可以在低傳輸速率時增加覆蓋範圍,同時連續波形也允許整幀交織,而不像突發情況那樣只能在傳送的一段時間內進行交織,這樣可以充分發揮交織的時間分集作用。
(3)反向鏈路獨立的導頻和數據信道。CDMA2000系統反向鏈路使用獨立的正交信道區分導頻和數據信道,因此導頻和物理數據信道的相對功率電平可以靈活調節,而不會影響其幀結構或在一幀中符號的功率電平。同時,在反向鏈路中還包括獨立的低速率、低功率、連續傳送的正交專用控制信道,使得專用控制信息的傳輸不會影響導頻和數據信道的幀結構。
(4)獨立的數據信道。CDMA2000系統在反向鏈路和前向鏈路中均提供稱為基本信道和補充信道的兩種物理數據信道,每種信道均可以獨立地編碼、交織,設定不同的發射功率電平和誤幀率要求以適應特殊的業務需求。基本信道和補充信道的使用使得多業務並發時系統性能的最佳化成為可能。
(5)前向鏈路的輔助導頻。在前向鏈路中採用波束成型天線和自適應天線可以改善鏈路質量,擴大系統覆蓋範圍或增加支持的數據速率以增強系統性能。CDMA2000系統規定了碼分復用輔助導頻的產生和使用方法,為自適應天線的使用(每個天線波束產生一個獨立的輔助導頻)提供了可能。碼分輔助導頻可以使用準正交函式產生方法。
(6)前向鏈路的發射分集。發射分集可以改進系統性能,降低對每信道發射功率的要求,因而可以增加容量。在CDMA2000系統中採用正交發射分集(OTD)。其實現方法為:編碼後的比特分成兩個數據流,通過相互正交的擴頻碼擴頻後,由獨立的天線發射出去。每個天線使用不同的正交碼進行擴頻,這樣保證了兩個輸出流之間的正交性,在平坦衰落時可以消除自干擾。導頻信道中採用OTD時,在一個天線上發射公共導頻信號,在另一個天線上發射正交的分集導頻信號,保證了在兩個天線上所傳送信號的相干解調的實現。
CDMA2000系統支持通用多媒體業務模型,允許話音、分組數據、高速電路數據的並發業務的任意組合。CDMA2000也包括服務質量(QoS)控制功能,可以平衡多個並發業務時變化的QoS需求。
與IS-95相比,CDMA2000主要的不同點在於:
反向鏈路採用BPSK調製並連續傳輸,因此,發射功率峰值與平均值之比明顯降低。
在反向鏈路上增加了導頻,通過反向的相干解調可使信噪比增加2-3dB。
採用快速前向功率控制,改善了前向容量。
在前向鏈路上採用了發射分集技術,可以提高信道的抗衰落能力,改善前向信道的信號質量。
業務信道可以採用Turbo碼,它比卷積碼高2dB的增益。
引入了快速尋呼信道,有效地減少了移動台的電源消耗,從而延長了移動台的待機時間。
在軟切換方面也將原來的固定門限改變為相對門限,增加了靈活性。
為滿足不同的服務質量(QoS),支持可變幀長度的幀結構、可選的交織長度、先進的媒體接入控制(MAC)層支持分組操作和多媒體業務
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信道結構

CDMA2000系統中用來傳輸無線信號的無線信道是由不同的碼型來進行區分的。對於大容量系統,一般採用集中控制方式,以便加快建立鏈路的過程。除了要傳輸業務信息外,還必須傳輸各種所需的控制信息。傳輸信道包括:基站發往移動台的前向無線信道,也叫前向鏈路;移動台發往基站的反向無線信道,也叫反向鏈路。
以MS為例的CDMA2000的體系結構,CDMA2000標準中的內容就是按照這種層次結構組織起來的,本書的結構也是如此。當然,這只是抽象的概念模型,和物理實現方式並無強制的約束關係。
CDMA2000的物理層處於其體系結構的最底層,完成高層信息與空中無線信號間的相互轉換。幾乎CDMA2000的所有特點都通過它來保證並體現,它是無線通信系統的基礎。為了滿足3G業務的需求,並實現從現有2G的CDMA技術的平滑演進,CDMA2000相對於2G的CDMA標準提出了更多種類的物理信道,對於它們的套用可以非常靈活,當然複雜度也相應增加了,這就需要對它們有準確全面的了解。因此,本章將主要按不同信道的劃分來介紹物理層。

CDMA2000空中接口的分層結構

CDMA2000空中接口的重點是物理層、媒體接入控制(MAC)子層和鏈路接入控制(LAC)子層。鏈路接入控制(LAC)和媒體接人控制(MAC)子層設計的目的是為了滿足1.2kb/s到大於2Mb/s工作的高效、低延時的各種數據業務的需要;滿足支持多個可變Qos要求的並發話音、分組數據、電路數據的多媒體業務的需要。
LAC子層用於提供點到點無線鏈路的可靠的、順序輸出的傳送控制功能。在必要時,LAC子層業務也可使用適當的ARQ協定實現差錯控制。如果低層可以提供適當的QoS,LAC子層可以省略(即為空)。
MAC子層除了控制數據業務的接入外,還提供以下功能:
(1)盡力而為的傳送(Best-Effort Delivery)。在無線鏈路中使用可以提供“盡力而為”可靠性的無線鏈路協定(RLP)進行可靠傳輸;
(2)復接和QoS控制。通過仲裁競爭業務和接入請求優先權間的矛盾,保證已經協商好的QoS級別。
MAC子層進一步可分為與物理層無關的匯聚功能(PLICF)和與物理層相關的匯聚功能(PLDCF)。PLICF禁止物理層的細節,為LAC子層提供與物理層無關的MAC運行的步驟和功能。PLICF利用PLDCF提供的服務來實現真正的通信過程。PLICF使用的服務就是PLDCF提供的一組邏輯信道。PLDCF完成從提供給PLICF的邏輯信道到物理層提供的邏輯信道之間的映射(Mapping)、復接和解復接、來自不同信道的控制信息的合併等,並提供實現QoS的能力。
CDMA2000定義了如下四種特定的PLDCF ARQ方式:
(1)無線鏈路協定(Radio Link Protocol,RLP)。該協定利用“盡力而為”服務的方式為兩個對等的PLICF實體提供高效的數據流服務。RLP提供透明和不透明兩種工作模式。在不透明工作模式中,採用ARQ協定來重傳物理層未正確傳輸的數據分段。在該方式中,可能會引入時延。在透明工作模式中,RLP不重傳丟失的數據分段,但維持收/發之間的位元組同步並通知接收節點數據流中丟失的部分。RLP的透明方式不會引入任何傳輸時延,這對通過RLP來傳輸話音業務是非常有用的。
(2)無線突發協定(Radio Burst Protocol,RBP)。該協定利用“盡力而為”服務的方式通過一個共享的接入公共業務信道(CTCH)為相對較短的數據段提供傳輸服務機制。它用於傳輸少量的數據,而不會引入建立專用業務信道(DTCH)的開銷。
(3)信令無線鏈路協定(Signaling Radio Link Protocol,SRLP)。該協定所提供的服務類似於RLP為信令信息提供的“盡力而為”的數據流服務,但對專用信令信道是最佳的。
(4)信令無線突發協定(Signaling Radio Burst Protocol,SRBP)。該協定類似於RBP利用“盡力而為”服務方式為信令訊息提供的傳輸服務機制,但對信令信息和公用信令信道是最佳的。
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CDMA2000標準體系

CDMA-1X數字蜂窩移動通信網是在CDMA數字蜂窩移動通信網的基礎上增加了高速數據功能的網路。除了能夠提供傳統的公眾移動通信業務,包括基本的話音和短訊息業務,以及多種多樣的補充業務,如遇忙呼叫前轉業務、無應答呼叫前轉業務、五條件呼叫前轉業務、隱含呼叫前轉業務、呼叫等到業務、三方呼叫業務、主叫號碼顯示業務以及主叫號碼顯示限制業務外,還能夠提供CDMA-1X無線數據業務。除了原有的CDMA數字蜂窩移動通信網的平台功能之外,CDMA-1X數字蜂窩移動通信網的平台上還提供對豐富多彩的移動數據增值業務的支撐功能。
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CDMA2000系列的發展

CDMA20001x是由IS-95A/B演化而來的,是CDMA2000第三代移動電信系統的第一個階段,可以看做是2.5G技術。CDMA20001x在IS-95A/B的基礎上,對無線接入網路部分進行了改進,採用比IS-95A/B更先進的技術,在無線信道類型、物理信道調製和無線分組接口功能上都有很大的增強。CDMA20001x的話音容量大約是IS-95A/B的1.5倍-2倍,能夠在1.25MHz的頻寬上提供高達153.6kbit/s的雙向數據業務。核心網部分在原來的電路交換網基礎上增加了一個分組交換網路,支持移動IP業務,支持QoS,能適應更多更複雜的多媒體業務
根據IMT-2000原定計畫,CDMA2000系統將從1x起步,即首先使用單載波系統來保證與第二代移動電信系統的兼容。隨著技術的發展,通過把三個或三個以上的載波捆綁在一起的方式進一步提高性能。但之後,多個載波的方式沒有成為主要的研究方向,而是在單個載波的基礎上,提出了一系列新的技術,來增強CDMA2000的性能。這些新的技術稱為hEV技術,即1x技術的演進。hEV技術主要包括CDMA2000hEV-DO和CDMA20001xEV-DY兩個分支。
1.CDMA2000 1x EV-DO
1xEV-DO採用將數據業務和和話音業務分離的思想,在獨立於CDMA20001x的載波上向移動終端提供高速無線數據業務,不支持話音業務。1xEV-DO針對高速分組數據傳輸的特點,在前向鏈路上採用了諸如前向最大功率傳送、高階調製、動態速率控制、自適應編碼調製、HARQ、多用戶分集和調度以及時分調度等多項技術,前向鏈路速率可達2.46Mbit/s;而對於反向鏈路上的數據傳輸,和CDMA2000h基本相同。
1xEV-DO與1x不完全兼容,hEV-DO單模終端不能在CDMA20001x網路中電信,同樣CDMA2000h單模終端也不能在hEV-DO網路中電信。在組網方面,對於那些只需要分組數據業務的用戶,1xEV-DO可單獨組網,此時的核心網配置可採用基於IP的、較為簡單的網路結構;對於同時需要話音、數據業務的用戶,可與CDMA20001x聯合組網,同時提供話音與高速分組數據業務,不過這時用戶終端需採用同時支持1xEV-DO與CDMA20001x的雙模終端。
1xEV-D00保持了與CDMA20001x在設計和網路結構上的兼容性。在無線射頻部分,1xEV-DO具有與CDMA2000 1x相同的射頻特性及實現方式,升級時可以直接使用已有的CDMA20001x射頻部分;在核心網部分,1xEV-DO也可與CDMA20001x共用相同的分組數據核心網。
針對1xEV-D00版本前反向業務能力不平衡、對QoS的支持不能滿足業務多樣性要求等一系列問題,3GPP2提出了EV-DOA版本(增強)。在A版本中,大幅度提高了反向數據速率,並且在物理層、MAC層以及更高層都進行了改進,更好地支持QoS。為了解決話音和數據業務的並發問題,對A版本系統的網路側結構進行了改動,增加了新的接口。目前EV-DO0版本在國際上已經大規模商用,各個廠商也都計畫研製A版本設備,計畫在2005年年底到2006年年初研發出終端設備,在2006年中旬推出系統產品。
2.CDMA2000 1x EV-DV
與1xEV-DO只提供高速數據業務不同,1xEV-DV要求能提供混合高速數據和話音業務。1xEV-DV可完全後向兼容CDMA2000lx,便於從h網路升級,其空中接口標準分兩個版本:Rel.C和Rel.D.Rev.C主要改進和增強CDMA2000 1x的前向鏈路,前向峰值速率達3.1Mbit/s,而對反相速率沒有進行改進;Rev.D則改進和增強了反向鏈路,使得反向峰值速率達到1.8Mbit/s。
Rel.C結合諸多新技術如自適應調頻編碼(AMC)、混合自動重發請求(nAaQ)、使用TDM/CDM混合的新高速分組數據信道(F-PDCH);可支持多種業務組合;後向兼容CDMA20001x,不必採用雙模終端,可由1x系統平滑演進到1xEV-DV;能更有效地支持數據業務等。
Rev.D主要技術特點有:反向鏈路增強,採用靈活的反向鏈路控制方式,通過改進的快速調度控制和速率控制實現反向鏈路速率控制,有效縮短了時延,改善了QoS;提供點到多點的廣播和組播業務(BCMC):快速呼叫建立;3G移動設備標識(MElD)支持等。
相比於1x,1xEV-DV可以提供更高的數據速率和更完善的QoS機制。目前,3GPP2基本完成CDMA2000lxEV-DV技術規範的制定工作,並已開始相關測試規範的討論和制定,一些廠家也已經推出了lxEV-DV的系統,但1xEV-DV技術還不成熟,目前還沒有實現商用。
兩種發展趨勢相比較,目前的國際形勢更有利於CDMA2000 1xEV-DO RelA的發展。由於CDMA2000lxEV-DV標準體系完成得較晚,多數CDMA2000運營商都已經部署並開通了商用的CDMA2000 lxEV-DO(Rel 0)網路,這樣在下一步的網路演進中,將更可能採用。dma2000 hEV-DORelA技術,以便平滑過渡和向下兼容i從晶片開發角度講,CDMA2000 1xEV-DO Rel A晶片的開發進度也更為明朗。
在核心網的發展方面,CDMA20001x核心網的演進包括三個階段:
第一階段是傳統的網路,對於話音類呼叫,採用基於電路交換的傳輸機制,核心網中實現話音呼叫和功能的部分仍採用基於二代的核心網,同時這一階段也提供分組數據業務,實現這一業務的核心網部分是網路向下一階段演進的基礎。
核心網演進的下一階段足LMSD,該階段是向全IP網路演進的第一步,在這一階段中,傳統的核心網仍然可以存在,並支持傳統的MS,同時這一階段的網路將向第三階段過渡,網路中支持基於IP的傳輸方式,支持採用更高傳輸效率的TrFO/RTO等功能。
第三階段是MMD,該階段的目標是實現全IP的網路,而不再支持傳統的網路。事實上,核心網的演進目標最終是向用戶提供一個同時支持話音和數據業務j易於新業務的引入、低維護成本,標準的網路協定、兼容多種接人技術以及靈活的全IP網路。這個網路應能夠支持用戶在全球範圍內的漫遊,包括GSM和CDMA系統之間的漫遊、CDMA2000與UMTS系統之間的漫遊、3G與2G系統之間的漫遊等。
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CDMA網路無線接入安全機制

CDMA2000網路最佳化概述

網路最佳化是CDMA2000系統實際運營過程中的一個重要環節。CDMA2000系統在運營過程中需要對系統進行擴容和不斷的網路最佳化,一是為了能夠給系統當前的用戶提供更加優質的服務;二是為了提高系統容量,以接納越來越多的系統未來用戶。
所謂網路最佳化,就是根據系統的實際表現、系統的實際性能,對系統進行分析,在分析的基礎上通過對系統參數的調整,使系統性能得到逐步改善,達到現有的系統配置下提供最優的服務質量,即最佳的覆蓋、滿意的信號強度以及最佳的通話音質和最低的掉話率等。
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移動通信系統安全體系結構

CDMA2000的分層結構

(1)業務層
上層包括三項基本業務:
①話音業務;
②終端用戶數據承載業務;
③信令,控制所有移動操作的業務。
(2)鏈路層
鏈路層根據具體上層業務的需要,提供各種等級的可靠性和QS特性。它為數據傳送業務提供了協定支持和控制機制,並完成把上層數據傳送需求映射為物理層的具體功能和特性。鏈路層又分為鏈路接入控制(LAC)子層和媒體接入控制(MAC)子層。LAC子層管理對等上層實體之間的點對點通信信道,並且有能夠支持各種不同端對端可靠鏈路層協定的框架。
MAC子層具有三個重要的功能:
①MAC控制狀態;
②最高可靠性傳送;
③復用和QoS控制。
MAC子層又分為獨立於物理層的會聚功能(PLCF)和物理層決定的會聚功能(PLDCF)。

CDMA2000採用的主要新技術

CDMA2000的目標是進一步提高話音容量,提高數據傳輸效率,支持更高數據速率,降低移動台電源消耗,延長電池壽命,消除對其他電子設備的電磁干擾(EMI),更好的加密技術,後向兼容CDMAOne。
與CDMAOne相比,CDMA2000採用了以下新技術。
1.多種射頻信道頻寬
CDMA2000在前向鏈路上支持多載波(MC)和直擴(Ds)兩種方式,反向鏈路僅支持直擴方式。當採用多載波方式,能支持多種射頻頻寬,射頻信道頻寬可以是N×1.25MHz,其中N=1、3、5、9或12,即可選擇的頻寬有1.25MHz、3.75MHz、6.25MHz、11.25MHz和15MHz。目前的技術僅支持前兩種頻寬。
2.Turbo碼
為了適應高速數據業務的需求,CDMA2000中採用Turbo編碼技術(編碼速率可以是1/2、1/3或1/4)。Turbo編碼器由兩個遞歸系統卷積碼(RSC)成員編碼器、交織器和刪除器構成,每個RSC有兩路校驗位輸出,兩個RSC的輸出經刪除復用後形成Turbo碼。編碼器一次輸入Nturbobit,包括信息數據、幀校驗(CRC)和保留bit,輸出(Nburbo+6)/R符號。Turbo解碼器由兩個軟輸入軟輸出的解碼器、交織器和去交織器構成,兩個成員解碼器對兩個成員編碼器分別交替解碼,並通過軟輸出相互傳遞信息,進行多輪解碼後,通過對軟信息作過零判決得到解碼輸出。
Turbo碼具有優異的糾錯性能,但解碼複雜度高,時延大,因此主要用於高速率,對解碼時延要求不高的數據傳輸業務。與傳統的卷積碼相比,Turbo碼可降低對發射功率的要求,增加系統容量。在CDMA2000中,Turbo碼僅用於前向補充信道和反向補充信道中。
3.3800MHz前向快速功率控制
CDMA2000採用新的前向快速功率控制(FFPC)算法,該算法使用前向鏈路功率控制子信道和導頻信道,使移動台(MS)收到的全速率業務信道。保持恆定。移動台測量收到的業務信道Eb/N,並與門限值進行比較,然後根據比較結果,向基站(BS)發出升高或降低發射功率的指令。功率控制命令比特由反向功率控制子信道傳送,功率控制速率可達到800bit/s。採用前向快速功率控制,能儘量減小遠近效應,降低移動台接收機實現一定誤幀率(FER)所需的信噪比,進而降低基站發射功率和系統的總干擾電平,提高系統容量。
4.前向快速尋呼信道
前向快速尋呼信道用於指示一次尋呼或配置改變。
(1)尋呼基站使用前向快速尋呼信道的尋呼指示符(PI)比特來通知位於覆蓋區域,並工作於時隙模式且處於空閒狀態的移動台,是監聽下一個前向公共控制信道/前向尋呼信道的時隙,還是返回低功耗的睡眠狀態直至下一周期到來。當尋呼負載較高時,可以使用一個以上的前向快速尋呼信道來減少衝突,前向快速尋呼信道的使用,可使移動台不必長時間連續監聽前向尋呼信道,減少激活移動台所需的時間,降低移動台功耗,從而延長了移動台的待機時間和電池壽命。
(2)配置改變如果是在最近10min內有任何配置訊息(如系統參數訊息)發生變化,前向快速尋呼信道上的配置改變指示符(CCI)比特將被設定,然後移動台通過解調前向廣播信道來獲得新訊息。
前向快速尋呼信道採用通斷鍵控(OOK)調製,由於解調簡單,可節約基站發射功率。
5.前向鏈路發射分集
前向鏈路採用的發射分集方式包括多載波發射分集(MCTD)和直接擴頻發射分集兩種。前者用於多載波方式,每個天線發射一個載波子集。後者用於多載波方式,每個天線發射一個載波子集。後者用於直擴方式,又可分為正交發射分集(OTD)和空時擴展分集(STS)兩種。OTD方式是先分離數據流,再用不同的正交Walsh碼對兩個數據流進行擴頻,並通過兩個天線發射;在STS方式中,兩個天線都發射所有的已交織數據,並使用相同的原始Wlash碼信道。在CDMA2000前向鏈路中,有兩條信道專門用於前向發射分集,即發射分集導頻信道和輔助發射分集導頻信道。採用前向發射分集技術能減小每個信道要求的發射功率,增加前向鏈路容量,改善室內單徑瑞利衰落環境和慢速移動環境下的系統性能。
6.反向相干解調
為了提高反向鏈路性能,CDMA2000採用了反向鏈路導頻信道,它是未經編碼的擴頻信號(由0號Walsh函式擴頻),基站用導頻信道完成初始捕獲、時間跟蹤和Rake接收機相干解調,並為功率控制測量鏈路質量。導頻參考電平隨數據速率而變化。
基站可以利用反嚮導頻幫助捕獲移動台的發射,實現反向鏈路上的相干解調,與採用非相干解調的CDMA2000相比,所需的信噪比顯著降低,從而降低了移動台發射功率,提高了系統容量。當移動台發射無線配置為RC3-6的反向業務信道時,在反嚮導頻信道中插入一個反向功率控制子信道,移動台通過該子信道傳送功率控制命令,實現前向鏈路功率控制。反嚮導頻還可以採用門控傳送方式(即非連續傳送),不僅能減小對其他用戶的干擾,也降低了移動台的功耗。
7.連線的反向空中接口波形
在反向鏈路上,所有速率的數據都採用連續導頻和連續數據信道波形。連續波形可以把對其他電子設備(如助聽器等醫療設備)的電磁干擾(EMI)降到最低;通過降低數據速率,能擴大小區覆蓋範圍;允許在整個幀上實現交織,並改善搜尋性能;連續波形還支持移動台為快速前向功率控制連續傳送前向鏈路質量測量信息,以及基站為反向功率控制連續監控反向鏈路質量。
8.輔助導頻信道
CDMA2000中新增加了前向輔助導頻信道,支持對一組移動台的波束形成,以及對單個移動台的波束控制和波束形成。點波束套用能擴大覆蓋區域和增加容量,並提高可支持的數據速率。
9.增強的媒體接人控制功能
媒體接入控制(MAC)子層控制第三代移動通信(3G)系統中多種業務到物理層的接入過程,保證多媒體業務的實現。它的引入能滿足更高頻寬和更廣泛業務種類的需求,支持話音、分組數據和電路數據業務的同時處理。CDMA2000系統的MAC子層能提供盡力傳送(Best Effort Delivery)、復用和QoS控制,以及接入程式。
10.靈活的幀長
CDMA2000支持5ms、lOins、20ms、40ms、80ms和160ms多種靈活的幀長。不同類型的信道分別支持不同的幀長。例如,前向基本信道、前向專用控制信道、反向基本信道和反向專用控制信道採用5ms和20ms幀,前向補充信道和反向補充信道採用20ms、40ms或80ms幀,話音業務採用20ms幀。較短的幀可以減少時延,但因交織跨度較短而降低了解調性能,較長的幀則因為幀頭所占比重小,可降低對發射功率的要求。
CDMA2000(cdma2000系統)
全局查詢/應答認證流程

CDMA2000制式的主要技術特點

(1)分成兩個方案,即CDMA2000-1X和 CDMA2000-3X兩個階段,CDMA2000-1X信號頻寬為1.23MHz,碼片速率1.228Mc/s;CDMA20003X採用多載波CDMA技術,前向信號由3個1.23MHz的載波組成,反向信號是信號頻寬為5MHz的單載波,碼片速率為3.6864Mc/s。
(2)兼容1S-95A/B。
(3)前、反向同時採用導頻輔助相干解調。
(4)快速前向和反向功率控制
(5)前向發射分集:OTD、STS。
(6)信道編碼:卷積碼和 Turbo碼,cdma2001X最高433.5kb/s業務速率(一個基本信道十兩個補充信道),CDMA20001XDO最高支持2.4Mb/s業務速率,CDMA20003X最高支持2Mb/s業務速率。
(7)可變幀長:5ms,10ms,20ms,40ms,80ms。
(8)支持F-QPCH,延長手機待機時間
(9)核心網路基於ANSL41網路的演進,並保持與ANSL4l網路的兼容性。
(10)網路採用GPS同步,給組網帶來一定的複雜性。
(11)支持軟切換和更軟切換。

全球營運

截止2008年年末,全球已經有102個國家和地區的276家電信運營商部署了CDMA2000網路。
中國大陸:電信,中國香港:電訊盈科移動通信,中國澳門:2006年由中國聯通投得牌照,2008年中國電訊業重組後改由中國電信經營,中國台灣:亞太電信,日本:KDDI,韓國:SK電訊、KTF、LG電信,美國:Verizon Wireless、Sprint Nextell、US Cellular等。

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