电信认证CDMA原理基础知识3a前向业务信道ppt课件

,*,Body Text,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,Slide Title,Course 809 Lesson 3:CDMA,前向信道,2.1 (January 1998),1,CDMA,概述,第三课,:CDMA,前向信道,3a:,前向业务信道,CDMA概述3a:前向业务信道,3a:,前向业务信道,课程目标,理解前向业务信道的作用、如何生成及与其相关的主要调制参数。,理解声码器的作用，,CDMA,系统中所用声码器的类型及其物理位置。,介绍功率控制子信道的概念，并明确它对前向业务信道比特流的影响。,理解合成,I,和合成,Q,信号的概念。,理解当采用,13kb,声码器时，符号删除的目的。,理解,CDMA,前向信道解调，以及相关器、搜索相关器、指针和瑞克接收机的概念。,3a:前向业务信道课程目标理解前向业务信道的作用、如何生,CDMA,前向业务信道,在呼叫期间，业务信道用于向某一特定移动台发送用户信息和信令信息,业务信道的最大数目：,64,减去一个导频信道、一个同步信道、一到七个寻呼信道,这样，每个,CDMA,载频最少可以有,55,个业务信道,不用的寻呼信道可以额外提供,6,个信道,典型的实际负荷是：采用,13kb,声码器大约,17,个用户，当采用,8kb,声码器时大约,22,个用户,前向业务信道,前向业务信道,Sync,Paging,前向业务信道,前向业务信道,Pilot,CDMA,基站,CDMA前向业务信道在呼叫期间，业务信道用于向某一特定移动台,Walsh,function,Power,Control,Bit,I,PN,9600,bps,4800 bps,2400 bps,1200 bps,(,声码器,),Convolutional,Encoding,and,Repetition,1.2288,Mcps,Long PN Code,Generation,800,Hz,R,=,1/2,K=9,Q,PN,Decimator,Decimator,User,Address,Mask,(ESN-based),19.2,ksps,1.2288,Mcps,Scrambling,bits,symbols,chips,19.2,ksps,CHANNEL ELEMENT,M,U,X,Block,Interleaving,前向业务信道的生成,采用,8kb,语音编码,WalshPower I PN9600 bpsConvol,可变速率声码器,A-to-D,C,O,N,V,E,R,T,E,R,64 kbps,V,O,C,O,D,E,R,码表指示,(64 kbps),语音编码,(,数字压缩,),对于增加蜂窝系统的容量来说是必需的,语音编码必须确保合适的保真度，即用户可接受的语音质量,语音编码可以有许多种实现方式,(,如波形编码，时域或频域,),声码器发送控制语音信号再生的参数，而不是点对点的对语音波形进行描述,可变速率声码器A-to-D64 kbpsV码表指示语音编码(,可变速率声码器,由数字信号处理器,(DSP),执行,CDMA,采用,QCELP,可变速率编码,码速率从,13kbps,到,1kbps(,平均,4kbps),利用了语音中的自然停顿,QCELP,是一种混合编码器，将波形编码与声源编码结合在一起。,A-to-D,C,O,N,V,E,R,T,E,R,64kbps,DSP QCELP,声码器,20 ms Sample,码表,Pitch,Filter,Formant,Filter,Coded Result,Feedback,Loop,可变速率声码器由数字信号处理器(DSP)执行A-to-D64,前向业务信道帧速率集,1,可能,为了发送,空白和突发,信令,CRC,有以下作用,：,检错,帮助确定接收帧的,数据率,所有帧的,编,码尾比特都,置零,声码器的输出速率会有四种,业务，其它业务可以,屏蔽,172,12,8,192 bits(20 ms),F,T,9600 bps,Frame,Information Bits,Full Rate,80,8,8,96 bits(20 ms),F,T,4800 bps,Frame,Information Bits,1/2 Rate,40,8,48 bits(20 ms),T,2400 bps,Frame,Information Bits,1/4 Rate,16,8,24 bits(20 ms),T,1200 bps,Frame,Information Bits,1/8 Rate,注解：,F-,帧质量指示,(CRC,),T-,编码尾比特,前向业务信道帧速率集1可能 为了发送空白和突发信令 CRC有,多路复用选择,1,帧速率,1,集提供基本业务和信令业务或辅助业务,的同时传送,也叫缺省多路复用选择,信令业务和辅助业务可以通过以下方式传送：,微弱和突发：基本业务与信令,/,辅助业务共享,空白与突发：信令业务占用整个帧,没有基本业务发送时，辅助业务也可以占,用整个帧,基本业务,基本业务,信令业务,基本业务,辅助业务,语音,语音和信令,语音和数据,多路复用选择1 帧速率1集提供基本业务和信令业务或辅助业务,卷积率,1/2,k=9,卷积编码,通过编码器生成的信息位叫码符号，这些符号与当前寄存器中所有比特相关。,每个信息比特与多个符号的产生有关。,这种内部互关联性有助于检测和纠正差错。,移位寄存器的长度称为约束长度,(K=9),移位寄存器越长，编码结果纠正突发差错的性能就越好,这样，可以以较小的功率获得同等的准确度。,这里，输入每一个比特，输出两个码符号（卷积率为,1/2,）。,Code,Symbol,Output,1,2,3,4,5,6,7,8,g,0,g,1,c,0,c,1,Data,Bit,Input,卷积率1/2,k=9卷积编码通过编码器生成的信息位叫码符号,符号重复,码符号重复为块交织器提供一恒定速率的数据输入。,低速率码符号降低功率发送,当信号集成时，不同速率的每比特能量是相同的。,全体信号总的功率要求降低了，因此降低了噪声。,数据率,(bps),每调制符能量,9600,4800,2400,1200,E =E /2,s,b,E =E /4,s,b,E =E /8,s,b,E =E /16,s,b,Full Energy,1/2 Energy,1/4 Energy,1/8 Energy,符号重复码符号重复为块交织器提供一恒定速率的数据输入。低速率,9600bps,块交织器,(,输入阵列,),一帧中的,384,个调制符,输入到一个,24,乘,16,的,块交织器阵列,(,从左向右按列读出,),该阵列表示,20ms,帧的信息。,9600bps块交织器(输入阵列)一帧中的384个调制符输入,9600bps,块交织器,(,输出阵列,),现在，,9600bps,的数据不再相关,相邻码符号从时间上隔离开了,突发差错的影响减少了,低速重复的码符号被隔离开了。,增强了码符号抗单比特差错的能力。,R,E,A,D,9600bps块交织器(输出阵列)现在，9600bps的数据,数据扰码,每第,64,个,PN,比特片与一个调制符模,2,加,随机发送数据,减少了全,0,和全,1,的影响,消除了出现导频重复错误的可能性,移动台可以解调远距离的具有相同,PN,偏置的基站的信号。,To Power,Control,Mux,Block,Interleaver,1.2288,Mcps,Long,Code,PN,Generator,19.2,Ksps,Decimator,Mask,(ESN),User,Address,19.2,Ksps,19.2 Ksps,Modulation,Symbols,Divide,by 64,数据扰码每第64个PN比特片与一个调制符模2加To Powe,功率控制子信道,基站收信机以,1.25ms,的间隔（,800/s,）对接收到的信号强度进行评估。,功率控制子信道连续发送,以每秒,800,次的频率发送提升功率或减低功率命令,功率控制比特全功率不编码发送。,19.2 Ksps,from block,interleaver,1.2288,Mcps User,Mask,19.2,Ksps,800,Hz Mux,Timing,Power,Control,Bit(800 bps),M,U,X,Decimator,Decimator,Scrambled,Modulation,Symbol,or Power,Control Bit,数据扰码,功率控制子信道基站收信机以1.25ms的间隔（800/s）对,正交扩频,复用器输出的每个码符号与指定的沃氏函数异或,沃氏函数为固定码片速率,1.2288Mcps,每个码符号输入输出,64,个比特片,各信道通过沃氏函数互相加以区分,扩频后的带宽大大超过源数据的带宽,To Quadrature,Spreading,800,Hz Mux,Timing,Power,Control Bit,(800 bps),M,U,X,Wt,1.2288,Mcps,Scrambled,Data,19.2 Ksps,Walsh Function,from Index,正交扩频复用器输出的每个码符号与指定的沃氏函数异或To Qu,合成,I,和,Q,每张信道卡中有一个合成器，以串行阵列方式工作，将一个扇区或一个基站的所有前向信道的,I,和,Q,信号结合到一起。,数模转换器将每扇区或基站的数字的,I,和,Q,信号转换为模拟,I,和,Q,信号,(,基带,),所有信道卡（三扇区）的基带,I,和,Q,信号在背板被合成,这样可确保移动台不会错误地解码来自其它基站的具有相同沃氏码的信道的信号。,Pilot,Channel,Sync,Channel,Paging,Channel(s),Forward Traffic,Channel(s),+,+,+,+,Walsh,code,Walsh,code,Walsh,code,Walsh,code,+,+,+,+,+,+,+,+,Q,PN Code,I,PN Code,Composite,I,Composite,Q,合成I和Q每张信道卡中有一个合成器，以串行阵列方式工作，将,Walsh,function,Power,Control,Bit,I,PN,14400 bps,7200 bps,3600 bps,1800 bps,(Vocoding),Convolutional,Encoding,and,Repetition,Symbol,Puncturing,(13 kb only),1.2288,Mcps,Long PN Code,Generation,19.2,ksps,800,Hz,R,=,1/2,Q,PN,Decimator,Decimator,User,Address,Mask,(ESN-based),19.2,ksps,1.2288,Mcps,Scrambling,bits,symbols,chips,28.8,ksps,CHANNEL ELEMENT,M,U,X,Block,Interleaving,前向业务信道的生成 采用,13kb,语音编码,WalshPower I PN14400 bpsConvo,前向业务信道帧速率集,2,帧结构与帧速率集,1,相似。,区别,:,每帧比特率增加了,所有帧均需完成,CRC,每一帧中的第一位保留,目前，第一位不用,267,12,8,288 bits(20 ms),F,T,14400 bps,Frame,Information Bits,Full Rate,144 bits(20 ms),F,T,7200 bps,Frame,Information Bits,1/2 Rate,8,72 bits(20 ms),T,3600 bps,Frame,Information Bits,1/4 Rate,36 bits(20 ms),T,1800 bps,Frame,Information B