一、CDMA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
CDMA 數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)
CDMA 數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)主要由交換子系統(tǒng)和基站子系統(tǒng)兩大部分組成。連接兩大子系統(tǒng)的接口(也就是連接BSC和MSC的接口)稱之為 A接口,A接口是CDMA 數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中一個(gè)非常重要的接口。在我國(guó)規(guī)定A接口必須是一個(gè)開放的接口, 它必須遵從我國(guó)相關(guān)規(guī)范的要求。只有在A接口標(biāo)準(zhǔn)化之后,不同廠商的交換子系統(tǒng)才可以和其它廠商的基站子系統(tǒng)相連接。交換子系統(tǒng)主要由移動(dòng)交換機(jī)MSC、鑒權(quán)中心AUC、短消息中心MC、歸屬位置寄存器HLR和拜訪位置寄存器VLR等組成。移動(dòng)交換機(jī)可以和其它的移動(dòng)交換機(jī)相連接,也可以通過關(guān)口局(Gateway MSC)和有線電話網(wǎng)PSTN相連;咀酉到y(tǒng)主要由基站控制器BSC、基站收發(fā)信機(jī)BTS和基站子系統(tǒng)操作維護(hù)中心OMC-R組成。
二、CDMA 基站子系統(tǒng)功能及結(jié)構(gòu)
基站子系統(tǒng)在整個(gè)CDMA通信系統(tǒng)中主要完成地面信道阻塞指示、無(wú)線信道配置管理、無(wú)線業(yè)務(wù)信道分配、無(wú)線業(yè)務(wù)信道鏈路監(jiān)視、無(wú)線業(yè)務(wù)信道釋放、空閑信道觀察、功率控制、公共控制信道管理、空閑信道狀態(tài)報(bào)告、尋呼重呼、小區(qū)內(nèi)切換、小區(qū)間切換、切換決定、語(yǔ)音加密及信令消息加密等主要功能。
基站子系統(tǒng)還有一個(gè)重要的功能既一個(gè)完整的基站子系統(tǒng)邏輯上包括聲碼器/選擇器單元,以完成基站子系統(tǒng)與固定電話網(wǎng)網(wǎng)之間碼型的變換及速率的配合,以及在軟切換時(shí)的分集作用。聲碼器/選擇器在物理位置上可以作為一個(gè)MSC的附件,也可以放在MSC和BSS之間,但在邏輯上受BSS控制。碼型的變換主要完成在上行鏈路解碼將語(yǔ)音從QCELP變換至PCM,在下行鏈路將語(yǔ)音編碼從PCM變換至QCELP。而選擇器是將下行的語(yǔ)音/數(shù)據(jù)鏈路分配到正在軟切換的所有小區(qū),從所有小區(qū)的上行語(yǔ)音/數(shù)據(jù)鏈路里選擇最好的一條傳送至MSC。
基站子系統(tǒng)主要的功能有表1所列的15大項(xiàng)。
表1:基站子系統(tǒng)功能要求
編號(hào) 功能要求
1 扇區(qū)設(shè)置
2 控制信道過載
3 信道管理
4 無(wú)線資源指示
5 聲碼器(話音代碼轉(zhuǎn)換器)支持
6 同一BSC區(qū)內(nèi)切換
7 不同BSC區(qū)間的切換
8 不同MSC區(qū)間的切換
9 分時(shí)隙尋呼功能
10 維護(hù)功能
11 短消息業(yè)務(wù)
12 功率控制
13 小區(qū)規(guī)劃
14 接收機(jī)空間分集
15 同步
作為基站子系統(tǒng)一個(gè)非常重要的接—A接口,它必須滿足我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)部通信標(biāo)準(zhǔn)YD/T 1026-1999《800MHz CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)接口技術(shù)規(guī)范:移動(dòng)交換中心與基站子系統(tǒng)間接口》及YD/T 1027-1999 《800MHz CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)接口測(cè)試規(guī)范:移動(dòng)交換中心與基站子系統(tǒng)間接口》的要求。A接口的測(cè)試主要分為層1數(shù)字傳輸特性測(cè)試、層2 MTP&SCCP測(cè)試和層3基站系統(tǒng)應(yīng)用部分及直接傳送應(yīng)用部分消息和程序測(cè)試。層1數(shù)字傳輸特性其傳輸特性測(cè)試應(yīng)符合《GB7611-87脈沖編碼調(diào)制通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字接口參數(shù)》的要求。層2 MTP&SCCP應(yīng)符合《中國(guó)國(guó)內(nèi)電話No.7信號(hào)方式測(cè)試規(guī)范和驗(yàn)收方法(暫行)》和《中國(guó)國(guó)內(nèi)電話No.7信號(hào)方式技術(shù)規(guī)范信令連接控制部分(SCCP)》或CCITT Q.786建議的有關(guān)規(guī)定。層3基站系統(tǒng)應(yīng)用部分直接傳送應(yīng)用部分消息及程序主要有表2所列的26個(gè)項(xiàng)目,A接口也應(yīng)符合這些要求。
表2:A接口層3信令測(cè)試項(xiàng)目
編號(hào) 項(xiàng)目
1 正常,位置更新請(qǐng)求及響應(yīng)
2 正常,位置更新請(qǐng)求及響應(yīng)帶鑒權(quán)
3 正常,位置更新請(qǐng)求/拒絕
4 正常,SSD更新請(qǐng)求及響應(yīng)
5 正常,移動(dòng)臺(tái)始呼的呼叫建立
6 指配失敗,移動(dòng)臺(tái)始呼的呼叫建立
7 指配失敗,移動(dòng)臺(tái)始呼的呼叫建立
8 移動(dòng)臺(tái)被呼的呼叫建立,成功
9 正常,移動(dòng)臺(tái)或基站發(fā)起的呼叫拆線
10 正常,移動(dòng)臺(tái)或基站發(fā)起的呼叫拆線
11 正常,MSC起始的呼叫拆線
12 正常,控制信道上的傳送SMS
13 業(yè)務(wù)信道傳送SMS
14 呼叫等待,成功
15 呼叫等待,不成功
16 成功,BSC間切換
17 目標(biāo)BSC拒絕,硬切換
18 BSC內(nèi)的切換
19 阻塞及證實(shí),成功
20 解閉及證實(shí),成功
21 成功,復(fù)位電路(在BSC)及證實(shí)
22 成功,復(fù)位電路(在MSC)及證實(shí)
23 成功,復(fù)位(在BSC)及證實(shí)
24 成功,復(fù)位(在MSC)及證實(shí)
25 過載(在MSC)
26 過載(在BSC)
作為基站子系統(tǒng)的操作維護(hù)中心,OMC-R 主要負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)基站子系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制。并負(fù)責(zé)對(duì)BSC、BTS的容量、載頻、扇區(qū)等的配置,主要完成故障管理、測(cè)試管理、性能管理、安全管理、配置管理、人機(jī)命令、告警功能及接口等七大項(xiàng)功能。
基站控制器BSC主要負(fù)責(zé)管理BTS,它主要有時(shí)鐘子系統(tǒng)、高速互連子系統(tǒng)、信道/數(shù)據(jù)服務(wù)單元、呼叫處理子系統(tǒng)、聲碼器/選擇器子系統(tǒng)組成。
基站收發(fā)信機(jī)BTS主要負(fù)責(zé)將移動(dòng)臺(tái)的上行無(wú)線信號(hào)轉(zhuǎn)換成有線信號(hào)傳給BSC,將BSC的下行有線信號(hào)轉(zhuǎn)換成無(wú)線信號(hào)傳給移動(dòng)臺(tái)。它主要有時(shí)鐘子系統(tǒng)、基帶數(shù)字處理子系統(tǒng)和射頻子系統(tǒng)組成。時(shí)鐘子系統(tǒng)主要有GPS接收機(jī)、GPS接收模塊和時(shí)鐘控制模塊;鶐(shù)字處理子系統(tǒng)主要有信道處理模塊和通信控制模塊等。射頻子系統(tǒng)主要有收發(fā)信機(jī)TRX 、高功放HPA和雙工器DUP等組成。
BTS的性能指標(biāo)主要有接收機(jī)和發(fā)射機(jī)兩部分。它是整個(gè)基站子系統(tǒng)非常重要的單元,它的性能好壞將直接影響通話質(zhì)量、接通率、系統(tǒng)容量等。接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的指標(biāo)及要求詳見表3和表4。
表3:發(fā)射機(jī)性能參數(shù)
編號(hào) 檢驗(yàn)項(xiàng)目
1 頻率容限
平均頻率差異小于指定頻率的5(0.05ppm)
調(diào)制要求
同步和定時(shí)
2 導(dǎo)頻時(shí)間容限
導(dǎo)頻時(shí)間校準(zhǔn)誤差應(yīng)小于10s
3 導(dǎo)引信道至碼分信道時(shí)間容限
導(dǎo)引信道和所有組成前向CDMA信道的碼分信道之間的時(shí)間誤差必須小于50ns
4 導(dǎo)引信道至碼分信道相位容限
導(dǎo)引信道和所有共享同一個(gè)前向CDMA信道的碼分信道之間的相位誤差必須不超過0.05弧度
5 波形質(zhì)量
交叉相關(guān)系數(shù)ρ必須大于0.912(過剩功率<0.4dB)
6 功率控制子信道
功率控制子信道測(cè)試要確保功率控制比特有正確的靈敏性、位置、延遲和振幅RF輸出功率要求
7 總功率
總發(fā)射功率應(yīng)該在生產(chǎn)廠商指出的額定功率的+2dB和-4dB之內(nèi)
8 導(dǎo)頻功率
導(dǎo)引信道功率與總功率的比在配置值的0.5dB范圍內(nèi)
9 碼域功率
每個(gè)非激活信道的碼域功率應(yīng)當(dāng)比總輸出功率低32dB或更低雜散發(fā)射
10 傳導(dǎo)雜散發(fā)射
表4:接收機(jī)性能參數(shù)
編號(hào) 檢驗(yàn)項(xiàng)目
1 移動(dòng)臺(tái)接入試探序列捕獲
接入試探失敗率在90%的可信度下應(yīng)小于規(guī)定的最大值
2 加性高斯白噪聲條件下的性能(反向業(yè)務(wù)信道)
滿足95%的可信度,每種數(shù)據(jù)速率與Eb/N0測(cè)量值對(duì)應(yīng)的FER值不應(yīng)超出表3和表4給出的兩個(gè)界限值之間的log-dB插值
3 衰落條件下無(wú)閉環(huán)功率控制的反向業(yè)務(wù)信道性能
滿足95%的可信度,每種數(shù)據(jù)速率與Eb/N0測(cè)量值對(duì)應(yīng)的FER值不應(yīng)超出表6和表7給出的兩個(gè)界限值之間的log-dB插值
4 衰落條件下具有閉環(huán)功率控制的反向業(yè)務(wù)信道性能
滿足95%的可信度, 每種數(shù)據(jù)速率與Eb/N0測(cè)量值對(duì)應(yīng)的FER值不應(yīng)超出表10和表11給出的兩個(gè)界限值之間的log-dB插值
5 靈敏度
在基站RF輸入端口輸入靈敏度電平時(shí),反向業(yè)務(wù)
信道FER應(yīng)保持在小于1%(95%的可信度條件下)
6 接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍
在基站RF輸入口輸入接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍電平時(shí),反向業(yè)務(wù)信道FER應(yīng)保持在小于 1%(95%的可信度條件下)
7 阻塞
反向業(yè)務(wù)信道FER都應(yīng)小于 1.5%(95%的可信度條件下),且閉環(huán)功率控制使移動(dòng)臺(tái)模擬器輸出功率不大于3dB
8 互調(diào)雜散響應(yīng)衰落
反向業(yè)務(wù)信道FER都應(yīng)小于 1.5%(95%的可信度條件下),且閉環(huán)功率控制使移動(dòng)臺(tái)模擬器輸出功率不大于3dB
9 反向鏈路功率控制
功率控制子信道測(cè)試要確保功率控制比特有正確的靈敏性、位置、延遲和振幅
10 傳導(dǎo)雜散發(fā)射
見發(fā)射機(jī)傳導(dǎo)雜散發(fā)射指標(biāo)要求
11 接收信號(hào)質(zhì)量指示(RSQI)
RSQI的測(cè)試值應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)
三、CDMA 基站主要生產(chǎn)廠商
目前國(guó)內(nèi)的CDMA基站生產(chǎn)廠商主要有中興通訊,中興通訊也是我國(guó)第一家自主開發(fā)出基站子系統(tǒng)的廠商。國(guó)外的CDMA基站生產(chǎn)廠商主要有摩托羅拉、朗訊、北電網(wǎng)絡(luò)、愛立信、三星等。
四、CDMA 基站新技術(shù)發(fā)展
目前IS-95 CDMA技術(shù)的主要發(fā)展方向是 CDMA 2000 技術(shù),與IS-95 CDMA技術(shù)相比,CDMA 2000 技術(shù)在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)方面有突出的優(yōu)點(diǎn),最高傳輸速率可達(dá)2.4Mbit/s。為了適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求, IS-95 CDMA 基站需要在信道結(jié)構(gòu)上做相應(yīng)的改進(jìn),這也是IS-95 CDMA 基站的發(fā)展方向。
摘自《通信世界 》