畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于matlab的cdma2000前向業(yè)務(wù)信道仿真

1、<p>　　編 號： </p><p>　　審定成績： </p><p><b>　　重慶郵電大學(xué)</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　填表時間：

2、 2013 年 6月</p><p>　　重慶郵電大學(xué)教務(wù)處制</p><p>　設(shè)計(jì)（論文）題目：基于Matlab的cdma2000前向業(yè)務(wù)信道仿真</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在我們的日常生活中，移動通信扮演著相當(dāng)重要的角色。隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，第二代移動通信系統(tǒng)已經(jīng)不

3、能滿足人們的生活需求。同時，第三代移動通信系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生。</p><p>　　本文的研究對象是cdma2000系統(tǒng)，目的在于理解cdma2000前向業(yè)務(wù)信道的實(shí)現(xiàn)過程。前向業(yè)務(wù)信道不僅用于傳送用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，同時也傳送信令信息。該信道包含有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和功率控制子信道，前者傳送用戶信息和信令信息，后者用于傳送功率控制信息。前向業(yè)務(wù)信道的信號需要經(jīng)過以下幾個步驟：卷積編碼、符號重復(fù)、交織、數(shù)據(jù)加擾和Walsh

4、碼擴(kuò)頻。</p><p>　　此次仿真中，通過對cdma2000業(yè)務(wù)信道仿真進(jìn)行了程序代碼編寫，完成相關(guān)模塊及整個前向業(yè)務(wù)信道流程的仿真。此次仿真，加深了我對前向業(yè)務(wù)信道的理解，也為相關(guān)的通信信道仿真提供了一定的參考價值。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】cdma2000系統(tǒng) 前向業(yè)務(wù)信道 仿真 </p><p><b>　　ABSTRACT</

5、b></p><p>　　In our daily life, mobile communications play a very important role. With the advent of the era of Internet, the second generation mobile communication system already cannot satisfy the demand

6、 of people's lives. At the same time, the relevant technology of the third generation mobile communication system also arises at the historic moment. </p><p>　　This article's research object is cdma2

7、000 forward traffic channel. The purpose of our study is to understand cdma2000 system before implementation process to the business channel. Forward Traffic Channel is used to transmit the user not only business data, b

8、ut also transmit signaling information. The channel contains business data and power control sub-channels, which transmit the user information and signaling information, which is used to transmit power control informatio

9、n . Forward traffic c</p><p>　　This simulation, based on cdma2000 service channel simulation has carried on the Matlab code is written, before completing the related modules, and the whole process simulation

10、 to the business channel. The simulation deepened my understanding of business channel, prior to performance, as well as the relevant simulation provides a certain reference value. </p><p>　　【Key words】cdma2

11、000 Forward Traffic Channel simulation</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前 言1</b></p><p>　　第一章 cdma2000概述2</p><p>　　第一節(jié) cdma2000標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)2<

12、/p><p>　　第二節(jié) cdma2000系統(tǒng)優(yōu)勢3</p><p>　　第三節(jié) 課題研究內(nèi)容及方法4</p><p>　　第四節(jié) 本章小結(jié)5</p><p>　　第二章 cdma2000系統(tǒng)6</p><p>　　第一節(jié) cdma2000 1x體系結(jié)構(gòu)6</p><p>　　第

13、二節(jié) cdma2000 1x前向鏈路物理信道9</p><p>　　一、 cdma2000 1x前向鏈路公共信道10</p><p>　　二、 cdma2000 1x前向鏈路專用信道12</p><p>　　第三節(jié) cdma2000 1x物理層基本技術(shù)13</p><p>　　第四節(jié) 本章小結(jié)14</p>&

14、lt;p>　　第三章 cdma2000前向業(yè)務(wù)信道仿真15</p><p>　　第一節(jié) cdma2000前向業(yè)務(wù)信道15</p><p>　　第二節(jié) 仿真環(huán)境17</p><p>　　第三節(jié) 仿真過程及結(jié)果分析18</p><p>　　一、 仿真過程18</p><p>　　二、 結(jié)果分析22

15、</p><p>　　第四節(jié) 本章小結(jié)22</p><p><b>　　結(jié) 論23</b></p><p><b>　　致 謝24</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)25</b></p><p><b>　　附 錄26&l

16、t;/b></p><p>　　一、 英文原文：26</p><p>　　二、 英文翻譯：30</p><p>　　三、 源程序：34</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　人類進(jìn)入現(xiàn)代社會后，社會的分工與協(xié)作越來越密切，呈現(xiàn)出大生產(chǎn)的特征，國民經(jīng)濟(jì)各部門、

17、各行業(yè)、各環(huán)節(jié)之間日漸形成一個相互依存、制約、影響的有機(jī)整體。同時，移動通信的全球化成為這個整體的推動力，為人們的生活帶來了前所未有的方便，深刻地影響著社會的運(yùn)行效率。2009年是我國的“3G運(yùn)營年”，同時，工信部將cdma2000的運(yùn)營牌照頒發(fā)給中國電信集團(tuán)，這揭開了cdma2000產(chǎn)業(yè)在中國發(fā)展的篇章。</p><p>　　全文共三章，可分為3個部分。</p><p>　　第一章重點(diǎn)介

18、紹了cdma2000標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)和LTE技術(shù)，以及cdma2000系統(tǒng)優(yōu)勢三個方面。其中，cdma2000標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)過程中，1x EV-DO和1x EV-DV的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是主要的研究方向。同時，cdma2000移動通信系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)移動通信網(wǎng)絡(luò)全球化和移動業(yè)務(wù)綜合化，以及移動通信個性化等功能。目前，CDMA正向著LTE的方向演進(jìn)。</p><p>　　第二章重點(diǎn)介紹了cdma2000 1x的體系結(jié)構(gòu)，前向物理鏈路信道，以及

19、 cdma2000 1x物理層基本技術(shù)。cdma2000 1x體系結(jié)構(gòu)由移動臺（MS）、空中接口（Um）、無線接入網(wǎng)、A接口、核心網(wǎng)及相關(guān)的話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)平臺組成。前向鏈路信道分為前向公共物理信道和前向鏈路專用物理信道。 cdma2000 1x物理層基本技術(shù)兼容IS-95標(biāo)準(zhǔn)，同時又增加了新的參數(shù)與技術(shù)。</p><p>　　第三章重點(diǎn)介紹了cdma2000前向業(yè)務(wù)信道的處理原理和仿真以及相關(guān)使用的軟件。前向信道

20、是cdma2000系統(tǒng)的重要組成部分，現(xiàn)實(shí)中，無線信道是隨機(jī)的。因此，利用Matlab軟件對信道進(jìn)行仿真是模擬現(xiàn)實(shí)通信的必要手段。本章的內(nèi)容主要對cdma2000前向業(yè)務(wù)信道處理過程和原理進(jìn)行相關(guān)的講解，并采用Matlab程序?qū)dma2000的前向業(yè)務(wù)信道進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，同時得到相關(guān)的數(shù)據(jù)，并對相關(guān)的結(jié)果加以分析處理。</p><p>　　全文引用了大量的文獻(xiàn)資料，通過一學(xué)期的努力，終于完成了論文的編寫。在此，我

21、要感謝李兆玉老師的幫助與指導(dǎo)。</p><p>　　第一章 cdma2000概述</p><p>　　第一節(jié) cdma2000標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)</p><p>　　cdma2000由美國TIA（電信工業(yè)協(xié)會）制定，并提交給ITU審核，最后相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化工作由3GPP2(第三代合作伙伴計(jì)劃2)完成[1]。cdma2000標(biāo)準(zhǔn)是一個體系結(jié)構(gòu)，它包含一系列子標(biāo)準(zhǔn)，其演進(jìn)途徑為：

22、IS-95A、IS-95B、cdma2000 1x（3x ）、 cdma20001x EV。其中，3GPP2主要制定 cdma2000 1x的后續(xù)系列標(biāo)準(zhǔn)，即1x EV-DO和1x EV-DV的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。cdma2000標(biāo)準(zhǔn)是一項(xiàng)不斷演進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)，如圖1.1所示。</p><p>　　圖1.1 cdma2000標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)</p><p><b>　　1. IS-95</b>

23、;</p><p>　　IS-95標(biāo)準(zhǔn)在CDMA ONE系列標(biāo)準(zhǔn)中是最先發(fā)布的，在1995年修訂完成后，得到了廣泛的應(yīng)用。IS-95A標(biāo)準(zhǔn)支持8K編碼話音服務(wù)和低速的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。1989年2月，美國高通公司在CDMA基礎(chǔ)平臺之上成功應(yīng)用了IS-95B標(biāo)準(zhǔn)。IS-95B標(biāo)準(zhǔn)是IS-95A的升級版本，它可以提供CDMA系統(tǒng)性能和增加用戶移動通信設(shè)備的數(shù)據(jù)流量，并通過捆綁8個話音業(yè)務(wù)信道的方式，向用戶提供64K的數(shù)據(jù)

24、業(yè)務(wù)。</p><p>　　2. cdma2000 1x(3x )</p><p>　　cdma2000 1x是cdma2000的第一階段，它是國際上1X系統(tǒng)演進(jìn)的基礎(chǔ)，并在IS-95的基礎(chǔ)上升級了空中接口，可在1.25M帶寬內(nèi)提供307.2K高速分組數(shù)據(jù)速率。 cdma2000 1x對接入方式進(jìn)行了重新的定義，減少了呼叫建立的時間和移動臺在接入時對其他用戶的干擾。</p>

25、<p>　　cdma2000 3x 將3個1.23M載波捆綁，在5M帶寬內(nèi)實(shí)現(xiàn)2M數(shù)據(jù)速率，后向兼容 cdma2000 1x及IS-95。雖然cdma2000 3x 在理論上支持更多的系統(tǒng)，但是在多載波領(lǐng)域方面很少被研究。</p><p>　　3. cdma2000 1x EV-DO</p><p>　　cdma20001x EV-DO是cdma2000的第二階段，1x EV-D

26、O技術(shù)有效地解決了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在空中接口的傳輸瓶頸問題，提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理量，使其最高速率可達(dá)2.4Mb/s，相當(dāng)于 cdma2000 1x的8倍，而且其所需的頻寬不超過1.23MHZ。目前， cdma20001x EV-DO有兩個版本，即Release 0版本和Release A版本。其中，Release 0 版本支持非實(shí)時和非對稱的高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；Release A 版本支持實(shí)時和對稱的高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的同時傳送。</p>

27、;<p>　　4. cdma2000 1x EV-DV</p><p>　　cdma20001x EV-DV屬于cdma2000發(fā)展的第三階段，其強(qiáng)調(diào)語音和數(shù)據(jù)的實(shí)時功能和提高了數(shù)據(jù)的傳輸速率。1x EV-DV技術(shù)不但提供了混合高速數(shù)據(jù)和話音業(yè)務(wù)，而且還保證了后向兼容。目前，cdma20001x EV-DV具有Release C和Release D兩個版本。其中，Release C主要改進(jìn)和增強(qiáng)了

28、cdma2000 1x的前向鏈路，促使其前向鏈路的最高峰值速率達(dá)到了3.1Mb/s；Release D增強(qiáng)了 cdma2000 1x的反向鏈路，使它的反向鏈路最高峰值速率達(dá)到了1.8Mb/s。</p><p><b>　　5.LTE技術(shù)</b></p><p>　　未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的三個基本要求是高吞吐量、低時延和低成本。為了滿足這三個要求，運(yùn)營商加快了CDMA向LTE的

29、演進(jìn)步伐。LTE采用OFDMA/SC-OFDMA/MIMO等一系列最先進(jìn)的技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)吞吐量；LTE的扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，很好地解決了時延問題；而全I(xiàn)P架構(gòu)、靈活的頻譜利用策略、SON技術(shù)等則賦予了LTE很大的成本優(yōu)勢。 LTE是CDMA的演進(jìn)方向，CDMA與LTE的共存共生是CDMA網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個必經(jīng)階段，平滑演進(jìn)的解決方案能否在保證運(yùn)營商對CDMA現(xiàn)網(wǎng)投資的同時，構(gòu)筑未來網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的基礎(chǔ)，是運(yùn)營商未來發(fā)展的關(guān)鍵[2]。</p&

30、gt;<p>　　第二節(jié) cdma2000系統(tǒng)優(yōu)勢</p><p>　　移動通信系統(tǒng)給每一用戶分配一個唯一的碼序列（擴(kuò)頻碼），并用它對承載信息的信號進(jìn)行調(diào)制，所有用戶使用同一頻帶，同一時間傳送信號，其信號分割是利用不同用戶信號（地址碼）波形之間的正交性（或準(zhǔn)正交性）來實(shí)現(xiàn)的，這樣就可以在有限的頻譜范圍內(nèi)支持更多的用戶，同時其頻帶寬度比信息信號的頻帶寬度大得多（幾十倍、幾百倍、甚至幾千倍以上），使得

31、擴(kuò)頻信號的功率譜密度極低，具有很好的隱秘性和很強(qiáng)的抗干擾的能力[3]。</p><p>　　CDMA在數(shù)字移動通信系統(tǒng)的有以下獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)、頻帶利用率高、系統(tǒng)容量大、系統(tǒng)通信質(zhì)量更加、高通信質(zhì)量、適用于多媒體通信系統(tǒng)、頻率規(guī)劃靈活。有了這些優(yōu)點(diǎn)，cdma2000移動通信系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)很多功能，比如：實(shí)現(xiàn)移動通信網(wǎng)絡(luò)全球化、移動業(yè)務(wù)綜合化和移動通信個性化[4]。歸納如下：</p><p

32、>　?、僦С秩蚵?cdma2000是一個全球性的系統(tǒng)，能夠促成全球標(biāo)準(zhǔn)，同時也能容納不同系統(tǒng)，并且具有世界統(tǒng)一的頻段和基于終端移動性的全球漫游特性，用戶能夠以低成本的多模式終端在整個系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全球漫游。</p><p>　　②支持多網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)：cdma2000能夠與第二代移動通信網(wǎng)、PSTN/ISDN及互聯(lián)網(wǎng)相互聯(lián)，在統(tǒng)一的通信系統(tǒng)中，還可以提供多種業(yè)務(wù)服務(wù)，如：高質(zhì)量語音、可變速率的數(shù)據(jù)、高分辨率的圖像和

33、多媒體服務(wù)質(zhì)量。</p><p>　?、垲l譜利用率高，系統(tǒng)容量大：cdma2000系統(tǒng)擁有強(qiáng)大的多種用戶管理能力、高保密性能和服務(wù)質(zhì)量等功能。</p><p>　　④支持多種環(huán)境：cdma2000系統(tǒng)適用于多層小區(qū)結(jié)構(gòu)，如微微小區(qū)、微小區(qū)、宏小區(qū)等小區(qū)結(jié)構(gòu)。同時，它能將地面移動通信系統(tǒng)和衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊密的聯(lián)系在一起。</p><p>　?、菥哂休^好的經(jīng)濟(jì)性能

34、：cdma2000網(wǎng)絡(luò)的投資費(fèi)用較低，包括相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)費(fèi)、系統(tǒng)設(shè)備費(fèi)和用戶終端費(fèi)，而且其終端設(shè)備的體積小、耗電少，還能滿足移動用戶的個性化需求。</p><p>　　⑥新業(yè)務(wù)引入靈活：cdma2000必須能夠做到方便地調(diào)整網(wǎng)絡(luò)和增加新的業(yè)務(wù)，即要求網(wǎng)絡(luò)體系可以靈活地引入新業(yè)務(wù)，最小程度地影響網(wǎng)絡(luò)各單元。</p><p>　　第三節(jié) 課題研究內(nèi)容及方法</p><p&

35、gt;　　cdma2000前向鏈路指由基站發(fā)往移動臺的無線通信鏈路，它最多可以有64個同時傳輸?shù)男诺?。前向鏈路的碼分物理信道采用的正交碼為64階的Walsh函數(shù)，即生成的Walsh序列長度為64個碼片。利用碼分物理信道可以傳送不同功能的信息，按照所傳信息功能的不同而分類的信道稱為邏輯信道，前向鏈路邏輯信道包括導(dǎo)頻信道、同步信道、尋呼信道和下行業(yè)務(wù)信道。</p><p>　　前向業(yè)務(wù)信道（Traffic Chann

36、el）供基站到移動臺之間通信，用于傳送用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；同時也傳送信令信息。該信道包含有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和功率控制子信道，前者傳送用戶信息和信令信息，后者用于傳送功率控制信息。</p><p>　　本文利用了Matlab進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，編寫相關(guān)的M文件。通過Matlab對cdma2000前向業(yè)務(wù)信道過程進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，得到了相關(guān)的結(jié)果，從而加深了對前向業(yè)務(wù)信道性能的理解，為相關(guān)的通信信道仿真提供了一定的參考價值。</p&g

37、t;<p><b>　　第四節(jié) 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要介紹了cdma2000標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)和LTE技術(shù)，以及cdma2000系統(tǒng)優(yōu)勢。其中，cdma2000標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)過程中，它經(jīng)歷了一個時間段的發(fā)展，其包含一系列子標(biāo)準(zhǔn)，其系列有：IS-95A、IS-95B、cdma2000 1x（3x ）、cdma20001x EV。在cdma2000中，1x EV-DO和1

38、x EV-DV的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是主要的研究方向。同時，與FDMA和TDMA相比，cdma2000移動通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能更為豐富，它可以實(shí)現(xiàn)移動通信網(wǎng)絡(luò)全球化和移動業(yè)務(wù)綜合化，以及移動通信個性化等功能。因此，cdma2000系統(tǒng)所具有的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)在全世界得到了廣泛的運(yùn)用。隨著當(dāng)代用戶對移動通信個性化需求的增加，也推動著通信技術(shù)地快速升級。目前，CDMA正向著LTE的方向演進(jìn)。</p><p>　　第二章 cdma2000

39、系統(tǒng)</p><p>　　第一節(jié) cdma2000 1x體系結(jié)構(gòu)</p><p>　　cdma2000 系統(tǒng)主要涉及以下幾個功能實(shí)體和重要的接口：移動臺（MS）、空中接口、無線接入網(wǎng)、A接口、核心網(wǎng)（包括電路域核心網(wǎng)和分組域核心網(wǎng)）[5]。此外，cdma2000系統(tǒng)還包括相關(guān)的話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)平臺，主要有：智能網(wǎng)部分、短消息業(yè)務(wù)部分、WAP業(yè)務(wù)部分、定位業(yè)務(wù)部分。</p>

40、<p>　　1.移動臺（MS）：</p><p>　　移動臺是為用戶提供服務(wù)的設(shè)備，它通過空中接口（Um），為用戶提供接入移動臺網(wǎng)絡(luò)的物理能力。移動臺由移動設(shè)備（ME）和用戶識別模塊(UIM)組成，同時，移動設(shè)備和用戶識別模塊是機(jī)卡分離的。其中，移動設(shè)備的作用是完成話音或數(shù)據(jù)信號在空中接口的接收和發(fā)送；用戶識別模塊負(fù)責(zé)記錄用戶業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)和識別唯一的移動臺使用者。</p><p>

41、<b>　　空中接口（Um）：</b></p><p>　　在移動通信系統(tǒng)中，空中接口是最重要的一個接口，它是移動臺與無線接入網(wǎng)之間的接口，與移動通信系統(tǒng)所采用的無線傳輸技術(shù)（RTT）相對應(yīng)。cdma2000的空中接口采用的是寬帶CDMA技術(shù)，它同時與IS-95后向兼容。</p><p><b>　　A接口：</b></p><

42、;p>　　A接口處于無線接入網(wǎng)與核心網(wǎng)之間，在第三代移動通信系統(tǒng)中，A接口還增加了其他的功能。A接口的網(wǎng)絡(luò)參考模型如圖2.2所示。A1是控制信令部分，使用七號信令中的MTP和SCCP作為承載；A2是語音部分，采用64K PCM電路；A3接口傳遞業(yè)務(wù)信息；A5是電路型數(shù)據(jù)，在64K PCM電路基礎(chǔ)上定義了一個簡單協(xié)議，用來傳輸數(shù)據(jù)；A7接口傳遞控制信令信息；A8和A9接口，是BSC和PCF間的接口；A10接口負(fù)責(zé)傳遞業(yè)務(wù)；A11接口

43、負(fù)責(zé)傳遞信令[6]。</p><p>　　圖2.1 A接口的網(wǎng)絡(luò)參考模型</p><p><b>　　4.電路域核心網(wǎng)：</b></p><p>　　電路域核心網(wǎng)為移動用戶提供傳統(tǒng)的基于電路交換技術(shù)的服務(wù)：如話音業(yè)務(wù)、電路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等，并提供這些服務(wù)所必需的呼叫控制、用戶管理、移動性管理等功能。從IS-95演進(jìn)到 cdma2000 1x的過程中，

44、它主要增加了高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，其原有的電路域部分基本保持不變。電路域核心網(wǎng)主要的功能實(shí)體包括：移動交換中心（MSC）、拜訪位置寄存器（VLR）、歸屬位置寄存器（HLR）、鑒權(quán)中心（AUC）。</p><p><b>　　5.無線接入網(wǎng)：</b></p><p>　　cdma2000 1x無線接入網(wǎng)為移動臺（MS）和核心網(wǎng)（CN）之間提供和管理傳輸通道，特別是包括了MS

45、與CDMA系統(tǒng)的功能實(shí)體之間的無線接口管理。 cdma2000 1x無線接入網(wǎng)主要包括基站控制器（BSC）和基站收發(fā)信機(jī)（BTS）以及分組控制功能（PCF）三部分。其中，BTS主要負(fù)責(zé)收發(fā)空中接口的無線信號。BSC主要負(fù)責(zé)對其所管轄的多個BTS進(jìn)行管理，將話音和數(shù)據(jù)分別轉(zhuǎn)發(fā)給移動交換中心（MSC）和分組控制功能（PCF），也接收分別來自MSC和PCF的話音和數(shù)據(jù)。PCF主要負(fù)責(zé)與分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)有關(guān)的無線資源的控制。它是cdma2000系統(tǒng)

46、中為了支持分組數(shù)據(jù)而新增的部分，因此，它也可以看成分組域的一個組成部分。</p><p><b>　　6.分組域核心網(wǎng)：</b></p><p>　　分組域數(shù)據(jù)網(wǎng)在IP技術(shù)基礎(chǔ)上建立的，分組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為簡單IP和移動IP兩種。其中，簡單IP的特點(diǎn)是IP地址由漫游地的接入服務(wù)器分配；移動IP的IP地址由歸屬地負(fù)責(zé)。</p><p>　　cdm

47、a2000分組域核心網(wǎng)包括以下功能單元，以提供分主數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)所必須的路由懸著、用戶數(shù)據(jù)管理、移動性管理等功能：</p><p>　　分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)（PDSN）： PDSN為移動用戶提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的管理與控制功能，它至少要連接到一個基站系統(tǒng)，同時連接到外部公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　認(rèn)證、授權(quán)和計(jì)費(fèi)（AAA）：負(fù)責(zé)管理用戶，包括用戶權(quán)限、開通業(yè)務(wù)、認(rèn)證信息、計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)等內(nèi)容。<

48、/p><p>　　歸屬代理（HA）：主要用于為移動用戶提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的移動性管理和安全認(rèn)證。</p><p>　　7.短消息業(yè)務(wù)部分：</p><p>　　短消息是 cdma2000 1x系統(tǒng)中非常穩(wěn)定的一個部分。從技術(shù)上來說，短消息技術(shù)已經(jīng)是一個成熟的技術(shù)，其本身已經(jīng)不再繼續(xù)發(fā)展。因此，從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上來看，無論在IS-95 中，還是在 cdma2000 1x中，這個部

49、分都是完全相同的。唯一的不同點(diǎn)實(shí)際上是在無線接口上，由于短消息業(yè)務(wù)量在不斷增加，原有的尋呼信道已經(jīng)不能滿足業(yè)務(wù)量的需求，所以 cdma2000 1x增加了新的控制信道類型以便更好地傳遞控制信息和短消息。</p><p>　　8.無線智能網(wǎng)部分：</p><p>　　cdma2000的智能網(wǎng)部分到目前為止已經(jīng)經(jīng)歷了3個發(fā)展階段，這3個階段的智能網(wǎng)技術(shù)都可以提供給各種無線接口使用，包括IS-9

50、5 和 cdma2000 1x。其主要的功能實(shí)體包括：</p><p>　　①業(yè)務(wù)交換點(diǎn)（SSP）：移動通信網(wǎng)與智能網(wǎng)的連接點(diǎn)，它可提供智能網(wǎng)的功能集。</p><p>　　②業(yè)務(wù)控制點(diǎn)（SCP）：智能網(wǎng)的核心部件。移動智能網(wǎng)所提供的所有業(yè)務(wù)控制功能都集中在SCP之中，SCP與SSP之間利用移動智能網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)接口和協(xié)議進(jìn)行通信。</p><p>　　智能外設(shè)（IP）：

51、協(xié)助完成智能業(yè)務(wù)的特殊資源。通常具有多種語音功能，如：語音合成、播放錄音通知、接收雙音多頻撥號及語音識別等。 </p><p><b>　　9.WAP部分：</b></p><p>　　WAP是目前移動通信中廣泛使用的瀏覽器技術(shù)，在 cdma2000 1x系統(tǒng)中也使用了這項(xiàng)技術(shù)。目前系統(tǒng)中使用的WAP有兩個版本：1x系列和2x系列。這兩個版本都可以通過電路型數(shù)據(jù)和分組

52、型數(shù)據(jù)傳遞到用戶端。在 cdma2000 1x網(wǎng)絡(luò)中，WAP的網(wǎng)關(guān)處于分組域，位于移動承載網(wǎng)絡(luò)與Internet應(yīng)用服務(wù)器之間，提供瀏覽業(yè)務(wù)和MMS、流媒體等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的承載。在實(shí)際運(yùn)營中，WAP業(yè)務(wù)系統(tǒng)需要包括AAA/RADIUS服務(wù)器和管理、業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)認(rèn)證、鑒權(quán)和計(jì)費(fèi)。另外，為實(shí)現(xiàn)操作維護(hù)、統(tǒng)計(jì)、網(wǎng)管、監(jiān)控等功能，WAP網(wǎng)關(guān)需要和網(wǎng)管平臺有連接[7]。</p><p><b>　　定位部分：

53、</b></p><p>　　定位業(yè)務(wù)是 cdma2000 1x系統(tǒng)新增加的業(yè)務(wù)之一。為了支持這個新的業(yè)務(wù)，需要分析和計(jì)算移動臺發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)的很多信息，其中包括全球定位系統(tǒng)（GPS）衛(wèi)星信息和信號傳播時延信息。因此，新增加了一個負(fù)責(zé)具體定位和計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)體PDE(Position Determining Entity，定位實(shí)體)。另外，為了對用戶的位置信息進(jìn)行有效的管理，防止涉及個人隱私的信息落入不

54、恰當(dāng)?shù)娜耸种校到y(tǒng)中還增加了移動位置中心MPC(Mobile Position Center)，它是定位操作流程的控制管理中心和位置信息的控制管理中心。</p><p>　　第二節(jié) cdma2000 1x前向鏈路物理信道</p><p>　　cdma2000 1x前向鏈路信道分為公共鏈路物理信道和專用鏈路物理信道，其中，前向鏈路物理信道由適當(dāng)?shù)腤alsh函數(shù)或準(zhǔn)正交函數(shù)進(jìn)行擴(kuò)頻，并采用

55、了多種分集發(fā)送方式來提高容量。cdma2000前向鏈路物理信道的結(jié)構(gòu)2.2如圖所示。</p><p>　　圖2.2 前向鏈路物理信道結(jié)構(gòu)</p><p>　　cdma2000 1x前向鏈路公共信道</p><p><b>　　1.導(dǎo)頻信道</b></p><p>　　導(dǎo)頻信道包括前向?qū)ьl信道（F-PICH）、發(fā)送分集導(dǎo)頻

56、信道（F-TDPICH）、輔助導(dǎo)頻信道（F-APICH）和輔助發(fā)送分集導(dǎo)頻信道（F-ATDPICH）。他們所承載的都是未經(jīng)調(diào)制的擴(kuò)頻信號，作用是使基站覆蓋范圍的移動臺可以獲得基本的同步信息。</p><p>　　前向?qū)ьl信道（F-PICH）不攜帶任何用戶信息，所有比特均為0，在發(fā)送前只需經(jīng)過擴(kuò)頻（采用Walsh碼）、QPSK調(diào)制和濾波。在接入系統(tǒng)時，基站使用F-PICH為所服務(wù)的移動臺提供基準(zhǔn)頻率和相位信息，以幫

57、助實(shí)現(xiàn)移動臺接收機(jī)對基站所發(fā)射信號的相干解調(diào)。在接入系統(tǒng)后，移動臺利用導(dǎo)頻信號來比較不同基站之間的信號強(qiáng)度，從而確定何時切換。</p><p>　　前向發(fā)送分集導(dǎo)頻信道（F-TDPICH）是 cdma2000 1x為了支持正交發(fā)送分集或空時擴(kuò)展分集而增加的。該信道承載的導(dǎo)頻信號用于具有分集作用的信道上，提供相應(yīng)的相位定時信息。</p><p>　　當(dāng)采用智能天線技術(shù)形成某個方向的波束時，針

58、對該波束增加了前項(xiàng)輔助導(dǎo)頻信道（F-APICH）。若該波束上使用了發(fā)射分集技術(shù)，還增加前項(xiàng)輔助發(fā)送分集導(dǎo)頻信道（F-ATDPICH）。</p><p>　　2.前向同步信道（F-SYNCH）</p><p>　　前向同步信道（F-SYNCH）用于傳送同步信息，在基站覆蓋的范圍內(nèi)，處于開機(jī)狀態(tài)的移動臺利用它來獲得初始時間同步。由于F-SYNCH上使用的導(dǎo)頻PN序列偏置與同一前向信道的F-SY

59、NCH上使用的相同，因此移動臺通過捕獲F-PICH獲得同步時，F(xiàn)-SYNCH也就同步了。</p><p>　　當(dāng)移動臺解調(diào)解調(diào)導(dǎo)頻信道后，它就獲得了基站的PN短碼相位信息，也就可以解調(diào)同步信道的信號，因?yàn)橥叫诺乐唤?jīng)過了短碼的調(diào)制。通過對同步信道的調(diào)節(jié)，移動臺可以獲得長碼狀態(tài)、短碼偏置值、前向?qū)ず粜诺罃?shù)據(jù)速率、系統(tǒng)定時信息和其它一些基本的系統(tǒng)配置參數(shù)。有了這些信息，移動臺可以使自身的長碼及時間與系統(tǒng)同步，同時為進(jìn)

60、一步解調(diào)經(jīng)過長碼擾碼的前向信道的信號做好了準(zhǔn)備[8]。</p><p>　　F-SYNCH的數(shù)據(jù)速率為固定的1200bit/s，一個F-SYNCH的幀長為26.77ms，在發(fā)送前要經(jīng)過卷積編碼、碼符號重復(fù)、塊交織、擴(kuò)頻、OPSK調(diào)制和濾波。其信道處理結(jié)構(gòu)與IS-95系統(tǒng)相同。</p><p>　　3.前向?qū)ず粜诺溃‵-PCH）</p><p>　　前向?qū)ず粜诺溃‵-

61、PCH）供基站在呼叫建立階段傳送基站系統(tǒng)和控制信息。通常，移動臺在建立同步后，就選擇一個F-PCH（或在基站制定的F-PCH）監(jiān)聽由基站發(fā)來的消息，在收到基站分配業(yè)務(wù)信道的指令后，就轉(zhuǎn)入指配的業(yè)務(wù)信道中進(jìn)行信息傳輸。當(dāng)需要通信的用戶數(shù)很多，業(yè)務(wù)信道不夠用時，這種F-PCH可臨時用作業(yè)務(wù)信道，直到全部用完。</p><p>　　F-PCH以固定的速率9600bit/s或4800bit/s傳送信息，具體使用哪種由系統(tǒng)

62、規(guī)劃決定。在一個給定的系統(tǒng)中，所有的F-PCH都必須采用同樣的速率。F-PCH應(yīng)被劃分為時長為80ms的時間片，每個時間片含4個F-PCH幀，幀長20ms。F-PCH在發(fā)送前要經(jīng)過卷積編碼、碼符號重復(fù)、數(shù)據(jù)擾碼、正交擴(kuò)頻、QPSK調(diào)制和濾波。</p><p>　　4.前向廣播控制信道（F-BCCH）</p><p>　　前向廣播控制信道（F-BCCH）用來發(fā)送系統(tǒng)開銷信息和一些廣播消息。

63、F-BCCH的編碼率可以根據(jù)不同的傳輸質(zhì)量要求選擇。F-BCCH在發(fā)射前經(jīng)過編碼、交織、序列重復(fù)、擴(kuò)頻、QPSK調(diào)制和濾波。F-BCCH的約束長度K=9，卷積編碼的速率分為1/2和1/4兩種，對應(yīng)的交織器長度分別為1536和3072個長度。</p><p>　　5.前向公共控制信道（F-CCCH）</p><p>　　在未建立呼叫時，基站使用F-CCCH來給整個覆蓋區(qū)的移動臺傳遞系統(tǒng)信息以

64、及傳輸移動臺的特定信息，如尋呼信道。前向公共控制信道傳送的是經(jīng)過卷積編碼、序列碼重復(fù)、交織、擾碼、擴(kuò)頻和調(diào)制的信號。</p><p>　　6.前向快速尋呼信道（F-QPCH）</p><p>　　前向快速尋呼信道（F-QPCH）傳送的是未編碼的、擴(kuò)頻開關(guān)鍵控調(diào)制的信號。它在每個F-PCH/F-CCCH時隙之前發(fā)送指示特比，基站用它來通知工作于時隙模式且處于空閑狀態(tài)的移動臺，是否應(yīng)該在下一個

65、F-CCCH或F-PCH的時隙上接受F-CCCH或F-PCH。這樣，移動臺可以不必去監(jiān)聽沒有相關(guān)消息的時隙，延長移動臺的待機(jī)時間。</p><p>　　7.前向公共功率控制信道（F-CPCCH）</p><p>　　前向公共功率控制信道（F-CPCCH）用于基站對多個方向共控制信道（R-CCCH）和反向增強(qiáng)接入信道（R-EACH）進(jìn)行功控，從而實(shí)現(xiàn)在移動臺接入時對其接入功率進(jìn)行閉環(huán)控制?；?/p>

66、站可以支持一個或多個F-CPCCH，每個F-CPCCH又分為多個功控子信道（每個子信道1bit，相互時間復(fù)用），每個功控子信道控制一個R-CCCH或R-EACH。公共功控子信道用于控制R-CCCH還是R-EACH取決于工作模式。當(dāng)工作在功率受控接入模式時，MS可以利用指定的F-CPCCH上的子信道控制R-EACH的發(fā)射功率。當(dāng)工作在預(yù)留接入模式時，移動臺利用指定的F-CPCCH上的子信道控制R-CCCH的發(fā)射功率。</p>

67、<p>　　8.前向公共指配信道（F-CACH）</p><p>　　前向公共指配信道（F-CACH）專門用來發(fā)送對反向信道快速響應(yīng)的指配信息，以支持反向信道的隨機(jī)接入分組傳輸。F-CACH在預(yù)留接入模式中控制分配R-CCCH和相關(guān)F-CPCCH子信道，并在功率受控接入模式下提供快速的確認(rèn)響應(yīng)，此外還有擁塞控制的功能。基站也可以不用F-CACH，而是選擇F-BCCH來通知移動臺。F-CACH可以在基站

68、的控制下工作于非連續(xù)方式。</p><p>　　cdma2000 1x前向鏈路專用信道</p><p>　　1.前向?qū)Ｓ每刂菩诺溃‵-DCCH）</p><p>　　前向?qū)Ｓ每刂菩诺溃‵-DCCH）是cdma2000中新增的一個前向業(yè)務(wù)信道，用于再一次呼叫過程中給特定的移動臺發(fā)送用戶數(shù)據(jù)和信令信息。每一個前向業(yè)務(wù)信道可以包含一個前向?qū)Ｓ每刂菩诺?。F-DCCH用于傳送

69、低速的小量數(shù)據(jù)或相關(guān)控制信息，其最大的特點(diǎn)是可以動態(tài)分配，支持靈活的數(shù)據(jù)速率，采用非連續(xù)發(fā)送，比較適合與突發(fā)方式的數(shù)據(jù)，但F-DCCH不支持話音業(yè)務(wù)。</p><p>　　2.前向基本信道（F-FCH）</p><p>　　前向基本信道（F-FCH）用來在通話（包括數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)）過程中向特定的移動臺傳送用戶信息和信令信息。每個前向業(yè)務(wù)信道可以包括最多一個F-FCH。F-FCH可以支持多種可變速

70、率，并且允許附帶一個前向功率控制子信道。</p><p>　　3.前向輔助信道（F-SCH）</p><p>　　前向輔助補(bǔ)充信道（F-SCH）用來在通話過程中向特定的移動臺傳送用戶信息。F-SCH只用于RC3至RC5，該信道只在前向分組數(shù)據(jù)量突發(fā)性增大時建立，并在指定的時間段內(nèi)存在。每個前向業(yè)務(wù)信道最多可以包括2個F-SCH?；究梢灾С諪-SCH幀的非連續(xù)發(fā)送，其速率的分配是通過專門的

71、補(bǔ)充信道請求消息等來完成。</p><p>　　4.前向碼分輔助信道（F-SCCH）</p><p>　　前向補(bǔ)充編碼信道（F-SCCH）用于RC1和RC2，它用來在一次呼叫中為指定的移動臺傳遞用戶消息和信令，該信道僅在前向分組數(shù)據(jù)突發(fā)性增大時建立，并在指定的時間段內(nèi)存在。每個前向業(yè)務(wù)信道最多可包括7個F-SCCH。所有的F-SCCH幀長都是20ms。</p><p&g

72、t;　　第三節(jié) cdma2000 1x物理層基本技術(shù)</p><p>　　cdma2000 1x物理層標(biāo)準(zhǔn)為了實(shí)現(xiàn)和2G系統(tǒng)的兼容以及從2G到3G演進(jìn)的平滑過渡，與IS-95標(biāo)準(zhǔn)相比， cdma2000 1x不僅兼容了IS-95標(biāo)準(zhǔn)還增加了其它的新技術(shù)[9]。</p><p>　　1.碼字在 cdma2000 1x中的應(yīng)用</p><p>　　在 cdma200

73、0 1x系統(tǒng)中應(yīng)用了了兩種碼[13]：PN碼和正交碼。其中，PN碼中的短碼用于區(qū)分不同的小區(qū)，長碼用于區(qū)分不同的移動臺。Walsh碼和準(zhǔn)正交函數(shù)作為正交碼則用于區(qū)分不同的前向信道和反向信道。在 cdma2000 1x系統(tǒng)中，前向信道使用2～128維的Walsh碼，反向信道使用2～64維的Walsh碼。在 cdma2000 1x，不同的數(shù)據(jù)速率要求業(yè)務(wù)信道采用周期長度不同的Walsh碼，因此Walsh碼的長度是可變的，對高速數(shù)據(jù)信道使用長

74、度較短的Walsh碼。當(dāng)Walsh碼的使用受到限制時(數(shù)量不夠時)，可以通過掩碼函數(shù)生成準(zhǔn)正交碼，用于前向鏈路的正交擴(kuò)頻。</p><p><b>　　2.調(diào)制技術(shù)</b></p><p>　　在移動通信環(huán)境中，移動臺使電波傳播條件惡化，特別是快衰落的影響使接收場強(qiáng)急劇變化。在選擇調(diào)制方式時，必須考慮采用抗干擾能力強(qiáng)的調(diào)制方式，能適用于快衰落信道，占用較小的寬帶以提高

75、頻譜利用率，并且?guī)廨椛湟。詼p少對鄰近信道干擾。</p><p>　　cdma2000 1x系統(tǒng)的前向信道使用了QPSK調(diào)制，反向信道采用了混合移相鍵控（HPSK）調(diào)制。</p><p>　　前向信道的擴(kuò)頻調(diào)制：前向鏈路的發(fā)射采用QPSK調(diào)制，并利用PN碼進(jìn)行復(fù)擴(kuò)頻，同時采用不同Walsh碼或準(zhǔn)正交函數(shù)來區(qū)分不同的用戶信道。 cdma2000 1x前向鏈路采用復(fù)擴(kuò)頻，能有效地降低信號的

76、峰均值比，提高功率放大器的效率。</p><p>　　反向信道的擴(kuò)頻調(diào)制：反向鏈路采用了混合移相鍵控的調(diào)制方式，有效地降低了調(diào)制信號的峰均比，減少了信號的過零率，降低了移動臺系統(tǒng)對功率放大器的要求。</p><p><b>　　分集技術(shù)</b></p><p>　　為了提高系統(tǒng)性能，cdma2000允許采用多種分集發(fā)送方式，包括載波發(fā)送分集、正

77、交發(fā)射分集(OTD)和時空擴(kuò)展分集(STS)。cdma2000 1x的前向鏈路還可以采用傳輸發(fā)射分集，包括正交發(fā)射分集和空時擴(kuò)展分集，以降低前向信道的發(fā)射功率，提高信道的抗衰落能力，改善前向信道的信號質(zhì)量，增加系統(tǒng)容量[10]。</p><p><b>　　第四節(jié) 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章內(nèi)容重點(diǎn)介紹了cdma2000 1x的體系結(jié)構(gòu)，前向物理鏈路

78、信道，以及 cdma2000 1x物理層基本技術(shù)。其中，cdma2000 1x體系結(jié)構(gòu)由移動臺（MS）、空中接口（Um）、無線接入網(wǎng)、A接口、核心網(wǎng)及相關(guān)的話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)平臺組成。前向鏈路信道分為前向公共物理信道和前向鏈路專用物理信道。cdma2000 1x物理層基本技術(shù)兼容IS-95標(biāo)準(zhǔn)，同時又增加了新的參數(shù)與技術(shù)。通過這章的講解，對 cdma2000 1x系統(tǒng)有了全面的了解，并且對其中各小節(jié)的內(nèi)容有了更清晰地認(rèn)識。</p>

79、;<p>　　第三章 cdma2000前向業(yè)務(wù)信道仿真</p><p>　　第一節(jié) cdma2000前向業(yè)務(wù)信道</p><p>　　cdma2000前向業(yè)務(wù)信道</p><p>　　前向業(yè)務(wù)信道（Traffic Channel）供基站到移動臺之間通信，用于傳送用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；同時也傳送信令信息。該信道包含有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和功率控制子信道，前者傳送用戶信

80、息和信令信息，后者用于傳送功率控制信息[11]。</p><p>　　前向鏈路的碼分物理信道采用的正交碼為64階的Walsh函數(shù)，所生成的Walsh序列長度為64個碼片。正交信號共有64個Walsh序列碼型，記作W0，W1，W2，…，W63，可提供64個碼分物理信道。其中，W8~ W31和W33~ W63用作前向業(yè)務(wù)信道，共55個。IS-95前向鏈路信道結(jié)構(gòu)如圖3.1所示。</p><p>

81、;　　圖3.1 cdma2000前向鏈路信道結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　前向業(yè)務(wù)信道處理</b></p><p>　　前向業(yè)務(wù)信道用來傳送用戶信息和信令信息。前向業(yè)務(wù)信道的幀長20ms，數(shù)據(jù)傳輸速率在每一幀之間的速率是可變的，即為9.6kb/s、4.8kb/s、2.4kb/s、1.2kb/s，不同數(shù)據(jù)速率的發(fā)送能量是不一樣的，如表3-1所示。</p>

82、<p>　　表3-1 各種數(shù)據(jù)速率的發(fā)射符號能量</p><p>　　注:ES 為每符號能量；Eb為每比特能量。</p><p>　　前向業(yè)務(wù)信道的信號需要經(jīng)過卷積編碼、符號重復(fù)、數(shù)據(jù)加擾和Walsh碼擴(kuò)頻，最后經(jīng)過QPSK調(diào)制后送往射頻發(fā)射[12]，如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.2 cdma2000前向業(yè)務(wù)信道</p>&

83、lt;p>　　前向業(yè)務(wù)信道的輸入信息比特分別為每幀172,80,40,16bit，對應(yīng)的信息速率為8.6,4.0,2.0,0.8kbps。當(dāng)輸入信息比特速率為8.6kbps和4.0kbps時需要添加幀質(zhì)量指示位，分別為12比特和8比特?！皫|(zhì)量校驗(yàn)”就是指加循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC），接收端能根據(jù)它判斷此幀是否錯誤，進(jìn)而判斷信道質(zhì)量。</p><p>　　進(jìn)入卷積編碼器之前給每幀數(shù)據(jù)加了8比特的尾比特（全0）

84、，用于消除當(dāng)前一幀對下一幀的影響。這就使得進(jìn)入卷積編碼器的數(shù)據(jù)速率變?yōu)椋?.6、4.8、2.4、1.2kbps，這4種速率也常被稱為全速率、半速率、1/4速率和1/8速率。</p><p>　　由于是多種傳輸速率的信源，因此對不同數(shù)據(jù)率符號重復(fù)的次數(shù)不同，這是為了速率匹配，以保證無論編碼器輸出速率怎樣，輸入交織器得為恒定的速率，即19.2ksps。交織器的交織矩陣為24×16（384個碼元），交織時延為

85、一幀的時間（20ms）。</p><p>　　與尋呼信道一樣，交織器輸出的信號也需要進(jìn)行數(shù)據(jù)加擾，數(shù)據(jù)加擾的過程相同，但是長碼掩碼的格式與尋呼信道不同。加擾時通過64:1的分頻器將長碼序列的速率變成19.2ksps，保證和輸入的調(diào)制符號速率一樣，之后再經(jīng)過24:1的分頻器，將19.2ksps變成800HZ，用于控制插入功率比特的節(jié)奏和位置。功率控制信息比特是插在前向業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù)流中，每1.25ms傳送1bit（0

86、或1），相當(dāng)傳輸速率為800bps。對于前向業(yè)務(wù)信道的每20ms幀，每20ms內(nèi)有16個功率控制比特，其中每1.25ms內(nèi)的輸入符號叫做一個功率控制組。</p><p>　　接下來叫Walsh碼Wi64 進(jìn)行擴(kuò)頻，同時將當(dāng)前信道與其他前向信道與其他前向信道區(qū)分開來，i為除去0、32和尋呼信道占用的Walsh碼，i在一個小區(qū)的一個載頻中是唯一的。</p><p><b>　　第二節(jié)

87、 仿真環(huán)境</b></p><p>　　Matlab是由MATRIX LABORTORY的縮寫，譯為矩陣實(shí)驗(yàn)室。在20世紀(jì)90年代，Matlab已經(jīng)發(fā)展成為國際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算軟件，其在數(shù)值計(jì)算方面功能十分強(qiáng)大[9]。Matlab除了具備強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算能力外，還為用戶提供了專業(yè)的開發(fā)環(huán)境、代碼開發(fā)、數(shù)值處理、數(shù)據(jù)可視化、文件I/O和外部應(yīng)用程序接口等功能。Matlab的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，因?yàn)樗闹噶?/p>

88、表達(dá)式在數(shù)學(xué)工程中得到廣泛運(yùn)用，所以利用Matlab平臺解決工程學(xué)問題比C、FORTRAN等程序語言更加方便。</p><p>　　開發(fā)環(huán)境：用戶可以同時使用多個文件和圖形窗口，可以更具自己的習(xí)慣和喜好來指定桌面桌面環(huán)境，同時還可以制定以常用的快捷鍵。</p><p>　　代碼開發(fā)：支持函數(shù)嵌套、有條件終端點(diǎn)，可以使用匿名函數(shù)定義單行函數(shù)。</p><p>　　數(shù)值

89、處理：在最先的版本中，單精度算法、線性代數(shù)可以方便用戶處理更大的單精度數(shù)據(jù)，ODE可以求解泛函數(shù)，操作隱式差分等死和求解多項(xiàng)式邊界值問題。</p><p>　　數(shù)據(jù)可視化：提供了新的繪圖界面窗口，可以不輸入M函數(shù)代碼而直接在界面窗口中交互性地創(chuàng)建并編輯圖形，同時可以直接從圖形窗口中創(chuàng)建對應(yīng)的M代碼文件。</p><p>　　文件I/O和外部應(yīng)用程序接口：支持讀入更大的文本文件，支持壓縮格式

90、的MAT文件，可以動態(tài)加載、刪除或者重載JAVA類，支持COM用戶接口。</p><p>　　Matlab在工程運(yùn)算方面有著廣泛的應(yīng)用，不僅有強(qiáng)大的數(shù)值運(yùn)算、符號運(yùn)算和繪圖功能，還可以像C語言、FORTRAN等高級語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，編寫擴(kuò)展名為.m的M文件。自行編寫的M文件可以靈活地解決各種實(shí)際問題，同時也可以在科學(xué)研究中加深應(yīng)用。Matlab為用戶編寫M文件提供了編輯器和編譯器，可以使用這些工具完成復(fù)雜運(yùn)算和應(yīng)

91、用。而且，Matlab內(nèi)設(shè)置的函數(shù)都是M文件函數(shù)，因此，了解M文件的結(jié)構(gòu)也有助于理解各種函數(shù)，同時，可以在原始的M文件基礎(chǔ)上生成和擴(kuò)展自己的函數(shù)庫。</p><p>　　簡單來說，所謂的M文件就是將處理問題的各種命令融合在一個文件中，該文件.m擴(kuò)展名，然后由Matlab系統(tǒng)系統(tǒng)進(jìn)行編譯，得出相應(yīng)的運(yùn)行結(jié)果，具有相當(dāng)強(qiáng)大的可開發(fā)性和擴(kuò)展性。在Matlab中，除內(nèi)部函數(shù)外，所有的主包文件和各種工具包文件都具備可讀可修

92、改功能，用戶可以直接對源程序進(jìn)行相應(yīng)的修改或加入來完成新的工具包構(gòu)造。</p><p>　　第三節(jié) 仿真過程及結(jié)果分析</p><p><b>　　仿真過程</b></p><p>　　本次關(guān)于cdma2000前向業(yè)務(wù)信道仿真的程序見附錄，其中，整個仿真的程序分為兩部分：主函數(shù)和子函數(shù)。主函數(shù)主要完成rake接收機(jī)的處理過程，在整個信道添加了

93、多徑衰落信道（白噪聲），充當(dāng)干擾源，實(shí)現(xiàn)信源到信宿的通信過程。子函數(shù)主要完成了CRC編碼與譯碼、數(shù)據(jù)加擾、交織和Walsh碼擴(kuò)頻部分的工作[14]。</p><p>　　前向業(yè)務(wù)信道信號先經(jīng)過卷積編碼、符號重復(fù)、數(shù)據(jù)加擾和Walsh碼擴(kuò)頻操作，在經(jīng)過QPSK調(diào)制后發(fā)送，然后，通過rake接收機(jī)的處理，最終在信道譯碼與信源編碼后送入信宿，最后，信道仿真結(jié)束，得到相應(yīng)的誤碼數(shù)據(jù)，完成相關(guān)的仿真結(jié)果的分析比較。<

94、/p><p>　　本次仿真的簡易流程圖3.3所示，其中，整個流程圖只對整個前向業(yè)務(wù)信道的處理過程所涉及的步驟進(jìn)行相關(guān)的介紹。</p><p>　　圖3.3 仿真流程圖</p><p><b>　　CRC校驗(yàn)</b></p><p>　　CRC校驗(yàn)碼的基本思想是利用線性編碼理論[15]， 在發(fā)送端根據(jù)要傳送的k位二進(jìn)制碼序列，

95、以一定的規(guī)則產(chǎn)生一個校驗(yàn)用的監(jiān)督碼（既CRC碼）r位，并附在信息后邊，構(gòu)成一個新的二進(jìn)制碼序列數(shù)共(k+r)位，最后發(fā)送出去。在接收端，則根據(jù)信息碼和CRC碼之間所遵循的規(guī)則進(jìn)行檢驗(yàn)，以確定傳送中是否出錯。仿真中使用的系統(tǒng)循環(huán)碼生成多項(xiàng)式為:</p><p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　先將信元多項(xiàng)式左移8位，使用生成多項(xiàng)式除以信元多項(xiàng)式所得余

96、數(shù)即為CRC校驗(yàn)位，然后將信元多項(xiàng)式與校驗(yàn)位相合并產(chǎn)生系統(tǒng)循環(huán)碼。在CRC檢錯時，如果接受到的碼多項(xiàng)式可以被生成多項(xiàng)式所整除，則沒有出現(xiàn)誤碼;如果不能，則沒有出現(xiàn)誤碼。</p><p><b>　　2.卷積編碼</b></p><p>　　在前向鏈路中，同步信道、尋呼信道和前向業(yè)務(wù)信道中的信息在傳輸前都要進(jìn)行卷積編碼[16]。在前向業(yè)務(wù)信道仿真中，利用到的編碼器的編碼

97、碼率為1/2，約束長度為9，卷積碼的生成函數(shù)為</p><p><b>　　(3-2)</b></p><p>　　圖3.4表示約束長度K=9、碼率r=1/2、生成函數(shù)為g0和g1的卷積碼編碼器。</p><p>　　圖3.4 K=9、r=1/2的卷積編碼器</p><p>　　圖3.4中編碼器的初始狀態(tài)為0。對于輸入的

98、每個信息比特，由生成函數(shù)g0生成的碼符號c0先輸出，由生成函數(shù)g1生成的碼符號c1后輸出，從而形成了編碼效率為1/2的卷積碼。經(jīng)過卷積編碼后，一幀內(nèi)的符號數(shù)增加了一倍，因此速率必須增加一倍。對于業(yè)務(wù)信道，速率為9.6kbps時，在一個20ms的業(yè)務(wù)幀內(nèi)，輸入192比特，經(jīng)過卷積編碼后，輸出384個編碼符號，速率為19.2ksps。</p><p><b>　　3.符號重復(fù)</b></p

99、><p>　　在進(jìn)行交織之前，如果前向信道的數(shù)據(jù)速率低于允許的最大速率（如業(yè)務(wù)信道低于9.6kbps時），則還要對卷積變編碼的輸出符號進(jìn)行重復(fù)，使得各種符號速率變成相同的調(diào)制符號速率，以便進(jìn)行統(tǒng)一的交織操作。對于業(yè)務(wù)信道，速率為4.8kbps時，每個符號重復(fù)1次；速率為2.4kbps時，每個符號重復(fù)3次；速率為1.2kbps時，每個符號重復(fù)7次[17]。</p><p><b>　　

100、4.塊交織</b></p><p>　　交織編碼的作用是對付突發(fā)性干擾，將突發(fā)性差錯分開來，變?yōu)殡S機(jī)性差錯。在卷積編碼后，都要進(jìn)行交織編碼（塊交織），以便收端的卷積碼譯碼器糾正隨機(jī)差錯，從而間接地糾正突發(fā)差錯。交織器采用了“比特反轉(zhuǎn)”的技術(shù)從交織器中讀出數(shù)據(jù)。所謂比特反轉(zhuǎn)，是將符號的位置變換為二進(jìn)制的數(shù)據(jù)，然后反轉(zhuǎn)比特的順序，再變回十進(jìn)制即可。</p><p><b&g

101、t;　　5.數(shù)據(jù)加擾</b></p><p>　　數(shù)據(jù)加擾技術(shù)用于前向業(yè)務(wù)信道和尋呼信道，目的是為了數(shù)據(jù)安全。數(shù)據(jù)的加擾在塊交織器的輸出端以19.2kbps的速率進(jìn)行。通過對交織器輸出數(shù)據(jù)和PN長碼的抽樣值進(jìn)行模2加實(shí)現(xiàn)。進(jìn)行擾碼時，PN長碼序列需要進(jìn)行被處理成與被擾的符號序列速率相同。PN長碼的速率為1.2288Mcps，長碼經(jīng)過分頻后，速率變?yōu)?9.2ksps，因此送入模2加法器中用于數(shù)據(jù)的是每6

102、4碼片的第一個碼片。前向業(yè)務(wù)信道的長碼由用戶長碼掩碼生成。</p><p><b>　　6.擴(kuò)頻模塊</b></p><p>　　前向鏈路路的每個信道都以一個碼片速率固定為1.2288Mcps的Walsh函數(shù)擴(kuò)頻，以此保證前向鏈路的各個信道間具有正交性，然后輸入到四相調(diào)制器，進(jìn)行QPSK調(diào)制。QPSK調(diào)制的數(shù)據(jù)分別與兩個不同的PN短碼進(jìn)行模2加，進(jìn)行基帶濾波，成型后進(jìn)

103、行載波調(diào)制，相加后發(fā)送出去。</p><p><b>　　QPSK調(diào)制</b></p><p>　　調(diào)制器在同相支路I以及正交支路Q引入了了兩個互為準(zhǔn)正交的PN碼序列，其碼速率固定為1.2288Mcps。其生成多項(xiàng)式分別為：</p><p><b>　　(3-3)</b></p><p>　　按照上

104、式產(chǎn)生的m序列周期長度為215-1，當(dāng)序列每個周期中出現(xiàn)14個連“0”時，再插入一個“0”，從而長度為215(32768),而且序列中“0”和“1”的個數(shù)各占一半，使平衡性更好。不同的基站使用相同的PN序列，但是各個基站PN序列的偏置是不同的，即采用不同的起始位置，各個基站就通過這些不同的偏置來識別。PN短碼可用的偏置共有512個，一個偏置為64個碼片[18]。</p><p>　　cdma2000分配給正交兩路

105、的數(shù)據(jù)是相同的，碼片速率并沒有減半，因此，從I、Q兩路上傳遞的信息層面上看實(shí)質(zhì)為BPSK調(diào)制。信道的數(shù)據(jù)分別與兩個不同的PN短碼進(jìn)行模2加，然后進(jìn)行基帶濾波（基帶濾波器的主要作用是有效減少碼間干擾和被調(diào)制信號的頻譜寬度。），成型后的I路和Q路信號使用相同相載波和正交載波進(jìn)行調(diào)制，相加之后發(fā)送出去。最后，根據(jù)當(dāng)前的符號序號，將經(jīng)過rake接收機(jī)后的數(shù)據(jù)計(jì)算當(dāng)前所需的擾碼位置，然后分別乘以與原先對應(yīng)的長碼后，完成解調(diào)。所謂的Rake接收機(jī)，

106、就是利用多個并行相關(guān)器檢測多徑信號，按照一定的準(zhǔn)則合成一路信號供解調(diào)用的接收機(jī)。</p><p><b>　　8.Rake接收機(jī)</b></p><p>　　Rake接收機(jī)利用多個并行相關(guān)器對齊到多徑位置上檢測多徑信號，通過碼的自相關(guān)特性區(qū)分多徑信號，利用碼的互相關(guān)性區(qū)分來自于多個用戶的信號，并通過信道估計(jì)與補(bǔ)償將原來矢量相加的信號以標(biāo)量相加的形式進(jìn)行求和，實(shí)現(xiàn)最大比

107、合并，識別與解調(diào)多路信號，增加信號的能量，改善信噪比。每一個處理單元被稱為一個指峰（finger），一般Rake接收機(jī)需要配置4~ 6個指峰。這些指峰通過自適應(yīng)多徑搜索和跟蹤的方式，配置它的時延，并通過連續(xù)的信道估計(jì)跟蹤每個指峰的信道變化。同時，本次仿真中使用的是理想的指峰位置配置和理想信道估計(jì)。</p><p><b>　　結(jié)果分析</b></p><p>　　如圖