2023年度CDMA20211X技术标准规范【精选推荐】

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CDMA20211X 技术标准规范 1. cdma2000 标准简述 1.1 cdma2000 1X cdma2000 技术是第三代移动通信系统 IMT-2000 系统的一种模式，它是从 cdmaOne（IS-95）演继而来的一种第三代移动通信技术。IS-95 标准在 1993 年面世，这个技术不是一个单一的、静止的技术，随着版本０、版本Ａ及版本Ｂ的制订，IS-95 也在不断地进展与演进。cdma2000 的正式标准是在 2000 年 3 月通过的。它原意是把 cdma2000 分为多个阶段来实施，第一个阶段称之 cdma2000 1X，第二个阶段称之 cdma2000 3X。

　　图 1.1-1 各标准衍生图 1X 的意思是使用与 IS-95 相同的一个 1.25Mhz 频宽的载波；3X 则意味着三个载波。cdma2000 1X 完全兼容 IS-95 的第三代移动通信系统，其空中接口标准依照的是EIA/TIA/IS-2000 协议，使用码分与频分结合的多址技术。cdma2000 1X 的空中信道支持的调制功能在兼容 IS-95 的基础上得到了极大的增强，包含使用了前向快速功控，增加了前向信道的容量；提供反向导频信道，使反向相干解调成为可能，反向增益较 IS-95 提高了 3dB，反向容量增加 1 倍；业务信道可使用比卷积码更高效的 Turbo 码，使容量进一步增加；引入了快速寻呼信道，减少了移动台功耗，增加了移动台的待机时间；可使用发射分集方式 OTD或者 STS，提高了信道的抗衰落能力。此外，新的接入方式减少了移动台接入过程中的干扰；仿真与现场测试结果说明，cdma2000 1X 系统的话音业务容量是 IS-95 系统的２倍，数据业务容量是 IS-95 的 10 倍。

　　cdma2000 1X 网络要紧是由 BTS、BSC 与 PCF、PDSN 等节点构成。基于 ANSI-41 核心网的系统结构如图 1.1-2 所示 图 1.1-2 cdma2000 1X 系统的网络结构 其中 PCF 为分组操纵单元，PDSN 为分组数据服务器，SDU 为业务交换数剧单元模块，BSCC 为基站操纵器连接。从图中能够看出，与 IS-95 相比，网络结构中的 PCF 与 PDSN 是两个新增的模块，PCF 用于转发无线子系统与 PDSN 分组操纵单元之间的信息，PDSN 节点为cdma2000 1X接入 Internet 的接口模块，PCF 与 PDSN 通过支持移动 IP 的 A10、A11 接口互连，能够支持分组数据业务传输。而以 MSC/VLR 为核心的网络部分，支持语音与增强的电路交换型数据业务，与 IS-95 一样，MSC/VLR 与 HLR/AUC 之间的接口基于 ANSI-41 协议。BTS 在小区建立无线覆盖区域用于移动台通信，移动台能够是基于 IS-95 或者 cdma2000 1X 制式的 手机。BSC 可对多个 BTS 进行操纵，Abis 接口用于连接 BTS 与 BSC，A1 接口用于 MSC 与 BSC之间的信令信息，A2 接口用于传输 MSC 与 BSC 之间的语音信息，A3 接口用于传输 BSC 与SDU 之间的用户话务（包含语音与数据）与信令；A7 接口用于传输 BSC 之间的信令，支持BSC 之间的软切换。以上这些接口与 IS-95 系统的需求是相同的，其中 A8、A9、A10、A11是新增的接口。A8 接口用于传输 BSC 与 PCF 之间的用户业务，A9 接口用于传输 BSC 与 PCF之间的信令信息，A10 与 A11 接口都是无线接入网与分组核心网之间的开放接口，A10 接口用于传输 PCF 与 PDSN 之间的用户业务，A11 接口用于传输 PCF 与 PDSN 之间的信令信息。

　　1.2 cdma2000 1x/EV-DO 一种叫 HDR（High Date Rate）的新技术的出现，让世人对 cdma2000 技术的懂得又有了新的内涵。HDR 的提出是为了进一步满足用户对无线数据通信的渴望，它通过更高效的、更能符合分组数据传输特点的调制方式使系统对数据传输速率的支持达到了前所未有的2.4Mbps。如此优异的性能使 CDG（CDMA Development Group）组织于 2000 年 6 月决定向3GPP2 提出建议把它作为 cdma2000 1X 演进的另一条路径，并正式命名为 1xEV （1X Evolution）。1xEV 的演进又被划分为两个进展阶段，第一阶段叫 1xEV-DO。

　　1xEV-DO 意指 Date Only，它使运营商利用一个与 IS-95 或者 cdma2000 相同频宽的 CDMA载频就可实现高达 2.4Mbps 的前向数据传输速率，目前已被国际电联 ITU 接纳为国际 3G 标准，并已具备商用化条件。第二阶段叫 1xEV-DV。1xEV-DV 意为 Date and Voice。顾名思义它能够在一个 CDMA 载频上同时支持话音与数据，目前有多种候选方案，如以朗讯、高通等公司为主提出的 L3NQS 与摩托罗拉、诺基亚等提出的 1xTREME。1xEV-DV 可提供 6Mbps 甚至更高的数据吞吐量。

　　图 1.2-1 cdma2000 1X 演进过程 表 1.2-1 cdma2000 个技术数据速率对比 技术 最高数据速率 实际数据速率 频谱 业务 IS-95 A/B 115.2 Kbps 10-40 Kbps 1.25 Mhz 话音与电路交换数据业务1xRTT 614.4 Kbps 80-100 Kbps 1.25 Mhz 话音、电路数据与分组数据1x-EV-DO 2.48 Mbps 600K-1Mbps 1.25 Mhz 分组数据业务 3xRTT 2 Mbps 3.75 Mhz 话音、电路与分组数据业务 其中，EV-DV 在固定环境中所支持的速率 2Mbps，在低速移动环境（如步行）中所支持的速率为 384kbps，在车载环境中的为 144kbps。

　　 2. cdma2000 关键技术 2.1 cdma2000 1X cdma2000 得益于 cdmaOne 系统数年来所获得的丰富经验，cdma2000 由 IS-95 平滑演继而来，它使用了众多的新技术（如前向发射分集、快速前向功率操纵、反向链路相干解调、Turbo 编码等），因此，cdma2000 是一种非常行之有效且富于生命活力的技术。该标准支持语音与数据传输，并在包含新的 IMT-2000 分配在内的各类频谱带宽中进行设计与测试。

　　cdma2000 所独有的特点、益处与性能使它成为了集高语音容量与高速分组数据于一身的卓著技术，其利用同一载频支持语音与数据服务的能力使得无线运营商所投入的资金回报更高。由于 cdma2000 的最优化无线电通信技术，运营商能够建设更少的基站，更快的开展业务，并最终实现更快更多的回报。

　　其使用的要紧新技术包含：

　　多种射频信道带宽 Turbo 码 800hz 前向快速功率操纵 前向快速寻呼信道  前向链路发射分集 反向相干解调  连续的反向空中接口波形 辅助导频信道  增强的媒体接入操纵功能 灵活的帧长 2.1.1 Turbo 码技术 为了习惯高速数据业务的需要，cdma2000 1X 中使用 Turbo 编码技术（编码速率能够是1/2、1/3 或者 1/4）。cdma2000 1X 提供在前向与后向 SCHs 中使用 Turbo 或者卷积编码的选择，两个编码方案对基站与移动台而言是可选择的，各自的容量均在呼叫建立之前通过信令信息进行传达。除了峰值的提高与速率粒度的改进之外，在 cdma2000 1X 中对流量信道编码的要紧改进就是支持速率为 1/2、1/3 或者 1/4 的 Turbo 编码。Turbo 码基于 1/8 状态平行结构，仅仅应用于补充信道与多于 360 字节的帧，Turbo 编码为数据传输提供行之有效的解决方案，同时更好地提升了链路性能与系统容量。总而言之，Turbo 编码较之卷积编码在功率节约方面又很大的进步，这种增益是数据速率的函数，通常数据速率越高 Turbo 编码所产生 的效果越好。

　　Turbo 编码器由两个递归系统卷积码（RSC）成员编码器、交织器与删除器构成，每个RSC 有两路校验位输出，两个 RSC 的输出经删除复用后形成 Turbo 码。编码器一次输入Nturbobit，包含信息数据、帧校验（CRC）与保留 bit，输出(Nturbo+6)/R 个符号。Turbo 译码器由两个软输入软输出的译码器、交织器与去交织器构成，两个成员译码器对两个成员编码器分别交替译码，并通过软输出相互传递信息，进行多轮译码后，通过对软信息作过零判决得到译码输出。

　　Turbo 码具有优异的纠错性能，但译码复杂度高，时延大，因此要紧用于高速率、对译码时延要求不高的数据传输业务。于传统的卷积码相比，Turbo码可降低对发射功率的要求，增加系统容量。在 cdma2000 中，Turbo 码仅用于前向补充信道与反向补充信道中。

　　目前 Turbo 码用于 3G 系统的要紧困难表达在下列几个方面：短交织语音信道下如何减小时延；基于 MAP 算法的软输出解码算法所需计算量与存储量较大，而基于软输出的 Viterbi算法所需迭代次数往往难以保证；Turbo 码在衰落信道下的性能还有待于进一步研究；Turbo码与其他技术的结合也还尚未成熟。

　　2.1.2 前向链路快速功率操纵技术 CDMA 系统的实际应用说明，系统的容量并不仅仅取决于反向容量，往往还受限于前向链路的容量，特别是当 cdma2000 1X 系统引入了数据业务后，高速数据业务引起前向发射功率幅度波动加剧，增加了前向功率操纵的复杂性，这就对前向链路的功率操纵提出了更高的要求。前向链路功率操纵（FLPC）的目的就是合理分配前向业务信道功率，在保证通信质量的前提下，使其对相邻基站/扇区产生的干扰最小，也就是使前向信道的发射功率在满足移动台解调最小需求信噪比的情况下尽可能小。通过调整，既能维持基站同位于小区边缘大移动台之间的通信，又能在有较好的通信传输环境时最大限度地降低前向发射功率，减少对相邻小区的干扰，增加前向链路的相对容量。

　　当移动台进入一个快速瑞利衰落区，关于 IS-95 中的慢速 FLPC 系统是无法实现快速提高前向信道的发射功率，就可能导致通话质量的下降甚至出现断话；而当移动台离开一个瑞利衰落区时，IS-95 的 FLPC 也无法快速降低信道的发射功率，导致干扰其他用户且付出了降低系统容量的代价。特别是在前向有高速数据业务时需要多业务信道并发的情况下，以往相对较慢速率的前向功率操纵机制不能满足要求。因此，cdma2000 1X 引入了前向链路快速功率操纵技术，使系统的前向功率操纵得到了改善。

　　cdma2000 1X 的前向功率操纵一方面兼容 IS-95 系统的前向功率操纵方法，另一方面通 过 IS-2000 标准引入了针对无线配置为 RC3 以上业务信道的 800、400、200Hz 调整速率的快速闭环前向功率操纵模式，包含在移动台侧实现的外环功率操纵与移动台与基站共同完成的内环功率操纵。

　　1. 外环功率操纵：移动台（MS）通过估计并不断调整各指配前向业务信道上基于 Eb/Nt标定值，来获得目标误帧率（FER）。该标定值有三种表现形式：初始标定值、最大标定值与最小标定值，需要通过消息的形式从基站发送到移动台。

　　2. 闭环功率操纵：移动台比较在前向业务信道上接收到的 Eb/Nt 与相应外环功控的标定值，来决定在反向功率操纵子信道上发给基站的功率操纵比特值。移动台还能够根据基站的指令在反向功控子信道上发送删除指示比特（EIB）或者者质量指示比特（QIB）。

　　在 IS-95 系统中，帧的长度通常为 20ms，并分为 16 个同等的功率操纵组。而 cdma2000另外定义了 5ms 的帧结构，本质上用于信令脉冲，还有 40 与 80ms 的帧结构，用于数据业务中的额外交错深度与多样性增益。与 IS-95 不一致，cdma2000 的信道不仅将快速闭环功率操纵应用于反向链路，而且在高达 800Hz 的前向与后向业务中均可进行功率操纵。其使用新的前向快速功率操纵算法，该算法使用前向链路功率操纵子信道与导频信道，使移动台（MS）收到的全速率业务信道的 Eb/Nt 保持恒定。移动台测量收到的业务信道的 Eb/Nt 并与门限值进行比较，然后根据比较结果，向基站（BTS）发出升高或者降低发射功率的指令。功率操纵命令比特由反向功率操纵子信道传送，功率操纵速率可达到 800bps。

　　假如反向链路使用门控发射方式，两个链路中的功率操纵速率会减至400或者200bps，反向链路的辅助功率操纵信道也将会分为两个互相独立的功率操纵流，可能两个都处于400bps，也可能是一个是 200bps 另一个是 600bps。这样做考虑到了前向链路信道的独立功率操纵。

　　除了闭环功率操纵以外，cdma2000 的反向链路功率是通过一种开环功率操纵机制实现操纵的。这种机制扭转了由于路径与阴影损耗所引起的慢衰落效果，并在快速功率操纵失效时起到安全保险的作用。当前向链路失效时，闭环反向链路将处于“惯性滑行”状态，终端将对系统产生分裂性的干扰，在这种情况下，开环电路将减少终端的输出功率并限制其对系统的影响。最后外环功率将基于从前向或者反向链路中所获得的故障统计，对闭环功率操纵实施驱动。由于这种延伸的数据速率范围与多样的 QoS 要求，不一致的用户将会有不一致的外环门限，因此，不一致的用户将会在基站获得不一致的功率级别。cdma2000 在反向链路中还基于各类信道帧结构与编码方案定义了一些名义上的增益补偿，剩余的差额将由外环自身进行校正。

　　 2.1.3 移动 IP 技术在 cdma2000 1X 中的应用 在 IS-95 的网络中，通常通过 IWF 为用户提供分组接入业务，它要紧有下列一些缺点：移动台与 IWF 之间的使用的是电路交换方式，网络资源的利用率比较低；分等级服务服务实现比较困难；分组接入的速率比较低，而且费用也比较高。

　　关于这些缺点，作为 IS-95 的后续版本，cdma2000 1X 引入了真正意义上的分组接入方式。cdma2000 1X 提供了简单 IP 与移动 IP 两种分组业务接入方式。

　　简单 IP（Simple IP）方式：类似于传统的拨号接入，分组数据业务节点（PDSN，Packet Data Serving Node）为移动台动态分配一个 IP 地址，该 IP 地址一直保持到该移动台移出该PDSN 的服务范围，或者者移动台终止简单 IP 的分组接入。当移动台跨 PDSN 切换时，该移动台的所有通信将重新建立，通信中断。移动台在其归属地与拜访地都能够使用简单 IP 接入方式。

　　移动 IP（Mobile IP）方式：移动台使用的 IP 地址是其归属网络分配的，不管移动台漫游到哪里，它的归属 IP 地址均保持不变，这样移动台就能够用一个相对固定的 IP 地址与其他节点进行通信了。简单地说，移动 IP 提供了一种特殊的 IP 路由机制，使得移动台能够以一个永久的 IP 地址连接到任何链路...