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第 7 章 cdma2000 移动通信系统

7.1. 7.2. 7.3. 7.4. 概述. cdma2000 1x 网络. cdma2000 1xEV-DO. cdma2000 1xEV-DV. 第 7 章 cdma2000 移动通信系统. cdma2000 是美国电信工业协会（ TIA ）提出的第三代 CDMA 移动通信系统的技术建议，是 IMT2000 系统的三大主流技术标准之一，本章主要介绍 cdma2000 移动通信系统如下内容： cdma2000 系统的主要特点 cdma2000 1x 网络结构，主要网元和接口功能. cdma2000 1x 空中接口协议结构、物理信道及功能

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第 7 章 cdma2000 移动通信系统

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  1. 7.1 7.2 7.3 7.4 概述 cdma2000 1x网络 cdma2000 1xEV-DO cdma2000 1xEV-DV 第7章 cdma2000移动通信系统

  2. cdma2000是美国电信工业协会（TIA）提出的第三代CDMA移动通信系统的技术建议，是IMT2000系统的三大主流技术标准之一，本章主要介绍cdma2000移动通信系统如下内容： • cdma2000系统的主要特点 • cdma2000 1x网络结构，主要网元和接口功能

  3. cdma2000 1x空中接口协议结构、物理信道及功能 • cdma2000 1x系统状态及状态转移 • cdma2000 1x网络中基本语音和分组业务的呼叫流程

  4. cdma2000 1x EV-DO的特点及网络结构 • cdma2000 1x EV-DO空中接口的分层结构 • cdma2000 1x EV-DO组网特点 • cdma2000 1x EV-DV的基本要求及新增物理信道

  5. 7.1　概述 • 7.1.1cdma2000简介 • 1995年5月，美国电信工业协会（Telecommunication Industry Association，TIA）正式颁布了窄带CDMA标准（IS-95A），它是CDMA标准系列中第一个投入商用的标准。

  6. cdma2000是美国电信工业协会（TIA）提出的第三代CDMA移动通信系统的技术建议，是IMT2000系统的三大主流技术标准之一，也是IS-95标准向第三代移动通信系统演进的技术体制方案。

  7. cdma2000系统的一个载波带宽为1.25MHz。 • 如果系统分别独立使用每个载波，则称为cdma2000 1x系统；如果系统将3个载波捆绑使用，则称为cdma2000 3x系统。

  8. cdma2000 1x系统的空中接口技术称为1x无线传输技术（Radio Transmission Technology，RTT）。 • 与此类似，cdma2000 3x系统的空中接口技术称为3x RTT，属于多载波技术。

  9. cdma2000 3x是与cdma2000 1x一起提出的规范，但由于各种原因，在这个领域开展的研究很少，厂商和运营商都没有选用这个系统，而cdma2000 1x系统已经在世界上多个国家和地区投入商用。

  10. 7.1.2cdma2000 1x特点 • cdma2000 1x是cdma2000移动通信系统发展的第一阶段。 • 其对应的协议版本为cdma2000 Release 0、cdma2000 Release A以及cdma2000 Release B。

  11. （1）前向链路采用快速功率控制 • （2）增加了反向导频信道 • （3）前向链路采用发射分集技术

  12. （4）前向链路引入快速寻呼信道 • （5）编码采用Turbo码 • （6）灵活的帧长 • （7）定义了新的接入方式

  13. 7.1.3cdma2000网络的演进 • 1．无线侧的演进 • cdma2000 1x系统的下一个发展阶段称为cdma2000 1xEV，其中EV是Evolution（演进）的缩写，也是目前国际上研究的重点，意指在cdma2000 1x基础上的演进系统。

  14. cdma2000 1xEV不仅要和原有系统保持后向兼容，而且要能够提供更大的容量、更佳的性能，满足数据业务和语音业务的需求。

  15. cdma2000 1xEV又分为两个阶段：cdma2000 1xEV-DO和cdma2000 1xEV-DV。 • DO指Data Only或Data Optimized，DV是Data and Voice的缩写。

  16. cdma2000 1xEV-DO 通过与语音业务不同的独立载波提供高速数据业务。 • 其前向链路的主要特点是在CDMA技术的基础上引入了TDMA技术，采用了动态功率控制、快速自适应的调制编码、灵活的调度算法和快速小区交换等技术，从而大幅度提高了数据业务的性能。

  17. 在实际使用中，cdma2000 1xEV-DO 系统需要使用独立的载波，虽然对资源的控制相对简单，语音业务和高速数据业务之间没有影响。

  18. 但是，cdma2000 1xEV-DO不能兼容cdma2000 1x，移动台也需要使用双模方式来支持语音和数据，不能实现语音业务和高速数据业务之间的资源共享。

  19. 为了克服cdma2000 1xEV-DO 技术在兼容方面的缺点，cdma2000 1xEV-DV采用了后向兼容思路，既可以与cdma2000 1x系统共存在同一个载波中，同时也提高了数据业务的速率和语音业务的容量。

  20. cdma2000 1xEV-DV综合了cdma2000 1x和cdma2000 1xEV-DO的优点，在1.25MHz的带宽内同时提供语音和分组数据业务。 • cdma2000 1xEV-DV对应Release C 和Release D两套标准。

  21. Release C主要改进和增强了cdma2000 1x的前向链路，前向最高峰值速率可以达到3.1Mbit/s。 • Release D改进和增强了cdma2000 1x的反向链路，反向最高峰值速率可以达到1.8Mbit/s。

  22. 2．网络侧的演进 • 在无线侧标准不断演进的同时，网络侧标准也经历了从非开放内部接口，到半开放的ATM接口，最终到完全开放的IP接口，即cdma2000 ALL-IP网络。

  23. 在cdma2000网络演进过程中，核心网和无线接入网是独立演进的，这两个网络之间的接口由最初的TDM承载变为IP承载。在cdma2000网络演进过程中，核心网和无线接入网是独立演进的，这两个网络之间的接口由最初的TDM承载变为IP承载。

  24. 为了最大限度地保护运营商现有网络投资，网络演进要保持不同阶段的网络互连互通，尽可能地体现不同网络之间的兼容性。为了最大限度地保护运营商现有网络投资，网络演进要保持不同阶段的网络互连互通，尽可能地体现不同网络之间的兼容性。 • cdma2000网络向ALL-IP演进分为4个阶段。

  25. （1）Phase 0和Phase l阶 • （2）Phase 2阶段 • （3）Phase 3阶段

  26. 7.2cdma2000 1x网络 • 7.2.1cdma2000 1x网络结构 • cdma2000 1x网络结构是从第二代IS-95 CDMA系统演进而来的，与第二代CDMA系统显著不同的地方在于增加了分组域交换的数据业务，本节将重点介绍与分组域相关的模块及接口的功能。

  27. 1．cdma2000 1x网络结构 • （1）cdma2000 1x系统网络组成 图7-1 cdma2000 1x系统的网络结构

  28. ① 移动台（Mobile Station，MS） • ② 无线网络（Radio Network，RN） • ③ 网络交换系统（Network Switching System，NSS） • ④ 操作维护系统（Operation and Maintennce System，OMS）

  29. （2）新增模块及功能 • ① 分组控制功能（PCF） • ② 分组数据服务器（PDSN） • ③ 归属代理（HA） • ④ 鉴权授权与计账服务器（AAA）

  30. 2．cdma2000 1x接口简介 • IS-2000是cdma2000技术的接口标准或规范，定义了MS和BSC之间的接口。 • IS-2000物理层规范定义了无线传输部分的内容，包括频率参数、扩频参数、系统定时、射频调制、差错控制及物理信道的配置参数等。

  31. IS-2001是第三代移动通信系统采用的互操作性规范，定义了无线网络与网络交换系统的接口，如BSC与MSC的接口、PCF与PDSN及BSC与PCF等。

  32. 3．分组业务协议栈 • （1）常用协议 • ① PPP协议 • ② IPSec协议 • ③ 隧道协议 • ④ 传输协议（TCP/UDP） • ⑤ RADIUS协议

  33. （2）cdma2000 1x分组业务的协议栈模型 图7-2 cdma2000 1x分组业务的数据传送协议（简单IP）

  34. 图7-3 cdma2000 1x分组业务的数据传送协议（移动IP）

  35. 图7-4 cdma2000 1x分组业务的信令及IKE传送协议（移动IP）

  36. 7.2.2IP技术在cdma2000 1x中的应用 • 在IS-95的网络中，一般通过IWF（互通功能）为用户提供分组接入业务，但移动台和IWF之间采用的是电路交换方式，网络资源的利用率比较低。

  37. cdma2000 1x系统的分组域是建立在全IP技术基础上的，引入了真正意义上的分组接入方式。 • cdma2000 1x提供了简单IP和移动IP两种分组业务接入方式。

  38. （1）简单IP 图7-5 简单IP接入网络结构

  39. （2）移动IP 图7-6 移动IP接入网络结构

  40. 7.2.3cdma2000 1x空中接口 • 1．cdma2000 1x空中接口的协议结构 • 与WCDMA和TD-SCDMA标准一样，cdma2000 1x的空中接口采用了分层的协议结构，如图7-7所示。

  41. 图7-7 cdma2000 1x空中接口协议结构

  42. cdma2000 1x空中接口的协议结构中包括物理层、数据链路层及高层，其中数据链路层又分为媒体接入控制（Media Access Control，MAC）子层和链路接入控制（Link Access Control，LAC）子层。

  43. cdma2000 1x空中接口的协议分层结构是在开放系统互连参考模型（Open System Interconnect，OSI）的七层基础上合并而来的，高层对应于OSI的3～7层。 • 各层的主要功能简述如下。

  44. （1）物理层 • （2）数据链路层 • （3）高层

  45. 表7-1 逻辑信道与物理信道的映射关系

  46. 2．cdma2000 1x物理信道 • cdma2000 1x空中接口与IS-95空中接口一样采用FDD的工作方式，其物理信道完全包括了IS-95系统中的物理信道，又增加了一些新的物理信道以及新的工作模式，保证了2G系统向3G系统的平滑过渡，但相应地增加了复杂度。

  47. cdma2000 1x的物理信道从传输方向上分为前向信道和反向信道两大类，前向信道从基站到移动台，反向信道从移动台到基站。 • 根据是针对多个移动台还是针对某个特定移动台，物理信道分为公共信道和专用信道两大类。下面主要介绍Release C之前的信道。

  48. （1）前向链路物理信道 图7-8 cdma2000 1x前向链路物理信道结构

  49. （2）反向链路物理信道 图7-9 cdma 2000 lx反向链路信道结构

  50. 7.2.4　系统状态及状态转移 • 在cdma2000 1x系统中，按照系统状态和状态转移有效地控制系统的执行。 • 在不同的状态下，通信双方处理的物理信道不同，不同状态之间的转移则是由于系统工作的某些条件发生了变化。

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