CDMA技术的特性
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CDMA2000系统提供了与IS-95B的后向兼容,同时又能满足ITU关于第三代移动通信基本性能的要求。后向兼容意味着CDMA2000系统可以支持IS-95B移动台,CDMA2000移动台可以工作于IS-95B系统。CDMA2000系统是在IS-95B系统的基础上发展而来的,因而在系统的许多方面,如同步方式、帧结构、扩频方式和码片速率等都与IS-95B系统有许多类似之处。但为了灵活支持多种业务,提供可靠的服务质量和更高的系统容量,CDMA2000系统也采用了许多新技术和性能更优异的信号处理方式,概括如下:
(1)多载波工作。CDMA2000系统的前向链路支持Nx1.2288 Mc/s(这里N=1,3,6,9,12)的码片速率。N=1时的扩频速率与IS-95B的扩频速率完全相同,称为扩频速率1。多载波方式将要发送的调制符号分接到N个相隔1.25 MHz的载波上,每个载波的扩频速率均为1.2288 Mc/s。反向链路的扩频方式在N=1时与前向链路类似,但在N=3时采用码片速率为3.6864 Mc/s的直接序列扩频,而不使用多载波方式。
(2)反向链路连续发送。CDMA2000系统的反向链路对所有的数据速率提供连续波形,包括连续导频和连续数据信道波形。连续波形可以使干扰最小化,可以在低传输速率时增加覆盖范围,同时连续波形也允许整帧交织,而不像突发情况那样只能在发送的一段时间内进行交织,这样可以充分发挥交织的时间分集作用。
(3)反向链路独立的导频和数据信道。CDMA2000系统反向链路使用独立的正交信道区分导频和数据信道,因此导频和物理数据信道的相对功率电平可以灵活调节,而不会影响其帧结构或在一帧中符号的功率电平。同时,在反向链路中还包括独立的低速率、低功率、连续发送的正交专用控制信道,使得专用控制信息的传输不会影响导频和数据信道的帧结构。
(4)独立的数据信道。CDMA2000系统在反向链路和前向链路中均提供称为基本信道和补充信道的两种物理数据信道,每种信道均可以独立地编码、交织,设置不同的发射功率电平和误帧率要求以适应特殊的业务需求。基本信道和补充信道的使用使得多业务并发时系统性能的优化成为可能。
(5)前向链路的辅助导频。在前向链路中采用波束成型天线和自适应天线可以改善链路质量,扩大系统覆盖范围或增加支持的数据速率以增强系统性能。CDMA2000系统规定了码分复用辅助导频的产生和使用方法,为自适应天线的使用(每个天线波束产生一个独立的辅助导频)提供了可能。码分辅助导频可以使用准正交函数产生方法。
(6)前向链路的发射分集。发射分集可以改进系统性能,降低对每信道发射功率的要求,因而可以增加容量。在CDMA2000系统中采用正交发射分集(OTD)。其实现方法为:编码后的比特分成两个数据流,通过相互正交的扩频码扩频后,由独立的天线发射出去。每个天线使用不同的正交码进行扩频,这样保证了两个输出流之间的正交性,在平坦衰落时可以消除自干扰。导频信道中采用OTD时,在一个天线上发射公共导频信号,在另一个天线上发射正交的分集导频信号,保证了在两个天线上所发送信号的相干解调的实现。 CDMA2000系统支持通用多媒体业务模型,允许话音、分组数据、高速电路数据的并发业务的任意组合。CDMA2000也包括服务质量(QoS)控制功能,可以平衡多个并发业务时变化的QoS需求。 与IS-95相比,CDMA2000主要的不同点在于:反向链路采用BPSK调制并连续传输,因此,发射功率峰值与平均值之比明显降低。 在反向链路上增加了导频,通过反向的相干解调可使信噪比增加2-3dB。 采用快速前向功率控制,改善了前向容量。在前向链路上采用了发射分集技术,可以提高信道的抗衰落能力,改善前向信道的信号质量。 业务信道可以采用Turbo码,它比卷积码高2dB的增益。 引入了快速寻呼信道,有效地减少了移动台的电源消耗,从而延长了移动台的待机时间。在软切换方面也将原来的固定门限改变为相对门限,增加了灵活性。 为满足不同的服务质量(QoS),支持可变帧长度的帧结构、可选的交织长度、先进的媒体接入控制(MAC)层支持分组操作和多媒体业务。