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ORA000003 Principes du CDMA2000

Version 4.1

ORA000003 Principes du CDMA2000

Version 4.1

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Après cette présentation, Vous serez familiers avec:

Le développent des Systèmes de Communication Mobile Les Techniques utilisées par le système CDMA à savoir:

Le codage source, le codage canal, l’entrelacement,

l’embrouillage, l’étalement et la modulation etc.Le contrôle de puissance, le Handoff et le récepteur en

râteauF-PCH,F-PICH,F-SYNCH,F-FCH,F-SCH,R-ACH,R-PICH le code long , le code court et le code WalshPlanification des numéros


Chapitre 1: IntroductionChapitre 1: Introduction

Chapitre 2: Techniques & Technologies de CDMAChapitre 2: Techniques & Technologies de CDMA

Chapitre 3: L’ Interface Air de CDMAChapitre 3: L’ Interface Air de CDMA

Chapitre 4: Numérotations du CDMA WLLChapitre 4: Numérotations du CDMA WLL


1er Génération 1980s

(analogique)

2eme Génération 1990s

(numérique)

3eme Génération Actuelle

(numérique)

3G fournit: Solutions complètes de services intégrés Large bande passante (High bandwidth ) Interface air unifiée Meilleure efficacité spectrale

AMPS

De l’Analogique vers le Numérique

TACS

NMT

Autres

GSM

CDMA IS95

TDMA IS-136

PDC

UMTS WCDMA

CDMA 2000

TD-SCDMA

Développent des Communications MobilesDéveloppent des Communications MobilesIntroduction

De la voix vers la Large Bande


Les Techniques de Transmission

Canaux de Trafic: à chaque utilisateur est assigné un code. Tous les utilisateurs transmettent sur la même bande de fréquence (par

exemple, WCDMA et CDMA2000)

Canaux de Trafic: Différentes Bandes de Fréquences sont assignées aux différents utilisateurs(par exemple, AMPS et TACS)

Canaux de Trafic: Différents intervalles de temps sont assignés aux différents utilisateurs (par exemple, DAMPS et GSM)

FréquenceTemps

Puissance

FréquenceTemps

Puissance

FréquenceTemps

Puissance

FDMA

TDMA

CDMA

Utilisateur

utilisateur

Utilisateur

Utilisateur

utilisateur

Utilisateur

Introduction


TDMA

Fréquence

Temps

Puissance

uti

lisat

eu

ru

tilis

ate

ur

uti

lisat

eu

ru

tilis

ate

ur

uti

lisat

eu

r

Introduction


Les Objectifs du 3G

3G est développée pour assurer:

Une Bande de fréquence universelle pour une couverture standard et

globale

Une grande efficacité spectrale

Une qualité de service élevée avec une totale sécurité et fiabilité

Une transition facile et souple de 2G à 3G, compatibilité avec 2G

Les services multimédia, avec les débits:

Environnement véhicule: 144kbps

Environnement Homme en marche : 384kbps

Environnement intérieur: 2Mbps

Introduction


Standards du 3G

Système 3G

CDMA2000

3GPP2

mode FDD

WCDMA

3GPP

mode FDD

TD-SCDMA

CWTS

mode TDD

Introduction


Comparaison entre les standards 3G

WCDMA CDMA2000 TD-SCDMA

Type du récepteur Râteau Râteau Râteau

Contrôle de puissance

en boucle fermée

Supporté Supporté Supporté

Handoff Souple/Dur Souple/Dur Souple/Dur

Mode de démodulation Cohérent Cohérent Cohérent

Débit en chip (Mcps)

3.84 N*1.2288 1.28

Modes de la transmission en diversité

TSTD, STTD

FBTD

OTD, STS Non

Mode de Synchronisation Asynchrone Synchrone Asynchrone

Réseau coeur GSM MAP ANSI-41 GSM MAP


IS95A 9.6kbps

IS95B 115.2kbps

CDMA2000 307.2kbps

Capacité du service vocal plus élevée ;

La période de veille est plus grande

CDMA2000 3X

CDMA2000 1X EV

1X EV-DO

1X EV-DV

1995 1998

20002003

Développement du CDMA

Efficacité spectrale et capacité du réseau sont élevés

Le débit des services paquets est plus élevé et les services

sont plus diversifiés

Transit souple vers le 3G

Introduction


Allocation de Fréquences dans le CDMA2000

Bande de Classe 0 avec un Taux d’étalement 1

Introduction

Bande de Fréquence de Transmission (MHz)

Block

Désignatif

Validité du canal

pour CDMA

Numéro du canal

CDMA

Pour la Station Mobile Pour la Station de

Base

A(10MHz) Valide 1-311 825.030-834.330 870.030-879.330

B(10MHz) Valide 356-644 835.680-844.320 880.680-889.320

A’(1.5MHz) Valide 689-694 845.670-845.820 890.670-890.820

B’(2.5MHz) Valide 739-777 847.170-848.310 892.170-893.310

La fréquence de transmission pour la station de base est calculée par:

F=870+N*0.03

N: Numéro du Canal CDMA




Introduction


Block

Désignatif

Validité du canal

CDMA

Numéro du canal

CDMA

Pour la Station Mobile Pour la Station de Base

A(15MHz) Valide 25-275 1851.250-1863.750 1931.250-1943.750

D(5MHz) Valide 325-375 1866.250-1868.750 1946.250-1948.750

B(15MHz) Valide 425-675 1871.250-1883.750 1951.250-1963.750

E(5MHz) Valide 725-775 1886.250-1888.750 1966.250-1968.750

F(5MHz) Valide 825-875 1891.250-1893.750 1971.250-1973.750

C(15MHz) Valide 925-1175 1896.250-1908.750 1976.250-1988.750

La fréquence de transmission pour la station de base est calculée par :

F=1930+N*0.05




Introduction


Block

Désignatif

Validité du canal

CDMA

Numéro du canal

CDMA

Pour la Station Mobile Pour la Station de Base

A Valide 146-275 453.625-456.850 463.625-466.850

D Valide 106-235 452.625-455.850 462.625-465.850

B Valide 26-168 450.625-454.175 460.625-464.175

E Valide 564-681 412.300-415.225 422.300-425.225

F Valide 717-846 416.125-419.350 426.125-429.350

C Valide 1070-1229 451.930-455.110 461.930-465.110

La fréquence de transmission pour la station de base est calculée par :

F=460+(N-1)*0.025




Structure du réseau CDMA WLLStructure du réseau CDMA WLLIntroduction

LE

MIP HA

AAA

PDSN/FA

Abis

BTS

A10/A11

Um

V5

LEV5Optical

FiberSoftsite

Um

Remote Model

AbisE1/STM-1

Module

RAC6610

BTS

BTS

SMC

Abis

FWT

INTERNET


La Corrélation

(a)

(b)

Corrélation 100% donc les fonctions sont parallèles

Corrélation 0% donc les fonctions sont orthogonales

Techniques & Technologies CDMA

+1

-1

+1

-1

+1

-1

+1


Les Fonctions Orthogonales

Les fonctions orthogonales ont une corrélation qui est égale à

zéro. Deux Séquences binaires sont orthogonales si le

résultats de leur “XOR” contient un nombre de 1 qui est égal

au nombre de 0

0000

0101

0101

Exemple:

1010

0101

1111



Étalement de l’information par les Codes Orthogonaux

1 0 0 1 1

0110 0110 0110 0110 0110

1001 0110 0110 1001 1001Données Tx

+1

-1

+1

-1


Données de l’utilisateurDonnées de l’utilisateur

Séquence OrthogonaleSéquence

Orthogonale


Récupération de l’Information

1 0 0 1 1+1

-1

Données Rx 1001 0110 0110 1001 10010110 0110 0110 0110 01101111 0000 0000 1111 1111

Code Correct

? ? ? ? ?

Données Rx 1001 0110 0110 1001 10010101 0101 0101 0101 01011100 0011 0011 1100 1100

Code Incorrect



Étalement et Désétalement

information interférence de l’ impulsion Bruit blanc

L’Amélioration du facteur domaine-temps signifie que la largeur de bande de l’information est étalée

dans le spectre total.

S(f) est la densité d’énergie.

f

S （ f）

Le spectre avant étalement

information

f0

Le spectre avant désétalement

informationInterférence/bruit

S （ f）

f0 f f0

Le spectre après désétalement

information

Interférence/bruit

S （ f）

f

Le spectre après étalement

information

f0

S （ f）

f



Flux de communication


CodageSource

CodageCanal

Brouillage Étalement Modulation

DécodageSource

DécodageCanal

débrouillageDésétalement

Dé-Modulation

1 0 0 1 0

1 1 0 0 1

1 1 0 0 0

1 1 0 0 1

Bit Symbole Chip

1 0 0 1 0

1 1 0 0 1

1 1 0 0 0

1 1 0 0 1


Termes Techniques Utilisés

Bit, Symbole, Chip:

Bit: donnée entrante qui contient l’information

Symbole: sortie de convolution, de codage, et du block

d’entrelacement

Chip: sortie de l’étalement

Gain de Traitement (Processing Gain) :

Gain de Traitement: le rapport du taux de chips au taux de bits.

Le gain de traitement dans le système IS-95 est 128, à peu prés 21dB.

Sens Descendant (Forward direction): le chemin d’information de la

station de base vers la station mobile (MS)

Sens Montant (Reverse direction): le chemin d’information de la station

mobile (MS) vers la station de base.



Dans un appel duplex typique, le rapport de l’information utile est

inférieur à 35%. Pour optimiser l’utilisation des ressources et la

consommation d’énergie, la station de base réduit la puissance

transmise.

Codage Source

Vocodeur:

8K QCELP

13K QCELP

EVRC

Caractéristiques

Optimisation de la bande vocale



Codage Canal

Le Code de convolution ou le TURBO code est utilisé dans le codage

canal. Longueur de contrainte (Constraint length) = nombre de registres à

décalage + 1 (shift register number+1). Efficacité de codage (Encoding efficiency) = Nombre total de Bits à

l’entrée / Nombre total de Symboles à la sortie (total input bits / total

output symboles)

Codeur de convolution (convolutionel)

entrées (bits)

Sortie(symboles)



Le Code TURBO

Le Turbo code est utilisé pour la transmission haut débit de paquets de

données.

Caractéristiques du Turbo code :

L'information d'entrée est codée deux fois et les deux codes sortant

peuvent échanger l'information l'un avec l'autre pendant le décodage.

Le symbole est protégé non seulement par le bit de contrôle voisin,

mais également par des Bits de Contrôle séparés.

La performance de “Turbo Code” est supérieure à celle du “Code de

convolution”.



Entrelacement

Direction du flux de données

1 2 873 64 5

1 2 873 64 5

1 2 873 64 5

1 2 873 64 5

1 2 873 64 5

1 2 873 64 5

1 2 873 64 51 2 873 64 51 2 873 64 5

1 2 873 64 5

1 1 111 11 1

2 2222

7 7 777 77 7

6 6 666 66 6

3 3 333 33 3

4 4 444 44 4

1 2 873 64 51 2 873 64 55 5 555 55 5

8 8 888 88 8Entrelacem

ent

2 2 2



Out

0 0 1

1 1 0

Séquence d’embrouillage (M)

Deux points sont importants:

Le nombre maximal de registres à décalage (N)

Masque

La période de la séquence à la sortie est = 2N-1 bits

Uniquement l’offset de la séquence sera changé quand le masque est

changé

PN représente la séquence de Bruit Pseudo-aléatoire (Pseudorandom

Noise)



Le Code Long

Le code long est une séquence PN avec une période de 242-1 chips

Les fonctions du code long:

Embrouillage du canal CDMA dans le sens descendant (Forward)

Contrôle de l’insertion du bit de control de puissance

Étalement de l’information sur le canal CDMA dans le sens montant (Reverse)

pour identifier les différents stations mobiles (MS).



Le code court est la séquence de PN avec une période de 215 chips

Séquence avec divers offset de temps est utilisée pour distinguer les différents secteurs

L’offset minimal de la séquence PN utilisée est 64 chips, c’est, 512 PN offsets sont disponibles pour identifier les secteurs CDMA (215/64=512).

PNa

PNc

PNb

Le Code CourtTechniques & Technologies CDMA


Les Codes Walsh

W2n=Wn Wn

Wn Wn

W1=0

W2= 0 0

0 1

W4 =

0 00 1

0 00 1

0 00 1

Walsh code

La fonction Walsh d’ordre 64 est utilisée comme une fonction d’étalement , et chaque Walsh code est orthogonal aux autres.

Le Code Walsh est un exemple de code orthogonal.

Le Walsh code peut être représenté avec Wim ; avec l’ième

(ligne) est la position et m est l’ordre. Par exemple, W24 signifie

le code 0101 dans la matrice W4 .

1 11 0



Dans le sens descendant, chaque symbole est étalé avec un Walsh code.

Le Walsh code est utilisé pour distinguer les utilisateurs dans le lien

descendent (forward link).

Pour IS95A/B, dans le sens montant (Reverse), chaque 6 symboles

correspondent à un Walsh code. Par exemple, si le symbole à l’entrée est

110011, la sortie après étalement sera W5164 (110011=51).

Pour CDMA2000, dans la le sens montant (Reverse), la fonction Walsh est

utilisée pour définir le type du canal (RC 3-9)

Les Codes Walsh



Différents Codes Walsh

64

48

16

32

12

9600 19200 38400 76800 153600 307200 614400

Débits de données -bps-

W01 =0

W02 =00

W12 =01

W04 =0000

W24 =0011

W14 =0101

W34 =0110

W08 =00000000

W48 =00001111

W28 =00110011

W68 =00111100

W18 =01010101

W58 =01011010

W38 =01100110

W78 =01101001

( W016 ,W8

16)

( W416 ,W12

16 )

( W216 ,W14

16 )

( W616 ,W14

16 )

( W116 ,W9

16 )

( W516 ,W13

16 )

( W316 ,W11

16 )

( W716 ,W15

16 )

Les différents codes Walsh correspondent à différents débits de

données



La Modulation QPSK

I

Q

canal I de Séquence PN1.2288Mcps

canal Q canal de Séquence PN

1.2288Mcps

Filtre bande base

Filtre bande base

Cos(2pfct)

Sin(2pfct)

I(t)

Q(t)

s(t)A

1.2288Mcps: le taux de chip de PN du système.

Après étalement, tous les canaux descendants envoyés sur la

même porteuse sont modulés en QPSK (OQPSK dans le sens

montant), converti en signal de simulation et transmis après

rassemblement.



Contrôle de puissance (Power Control)

Handoff (Transfert Intercellulaire)

Diversité et récepteur en râteau



Problème de Proche/Loin

A B

P()

P()

P()

P()

Puissance reçue de A.

Puissance reçue de B.

P()

Puissance émie par A

Total reçu

A ： récupération avec succès

B ： récupération échouée

Désétalement

Puissance émie par B



Après contrôle de puissance

P()

P()

P()

P()

P()

A diminue sa puissance

A B

Désétalement

Puissance émie par A

Puissance émie par B

A ： récupération avec succès

B ： récupération avec succès


Total reçu


Limitation par l’Interférence

Désétalement

P()

P()

P()

P()

P()

P()

P()

P()

P()

P()

P()

（ 1）（ 2）（ 3）（ 4）（ 5）

（ 1）（ 2）（ 3）（ 4）

（ 1）（ 2）（ 3）（ 4）（ 5）


Total reçu

Total reçu

Désétalement


P()

（ 1）（ 2）（ 3）（ 4）（ 5）

P()

（ 1）

P()

（ 2）

P()

（ 3）

P()

（ 4）

P()

（ 5）


Total reçu

Désétalement

Après contrôle de puissanceAprès contrôle de puissance


Le Control de Puissance

Control de la puissance montante

Boucle ouverte de control de puissance

Boucle fermée de control de puissance

− Boucle interne: 800 Hz

− Boucle externe

Control de puissance Descendante

Modes de transmission de message:

− Transmission à seuil

− Transmission périodique

Boucle fermée de control de puissance


Control de puissance Inverse en Boucle Ouverte

La puissance d’émission exigée par la station mobile (MS) est

déterminée par les facteurs suivants:

Distance à la station de base

Charge de la cellule

Circonstances de codage de canaux

La puissance d’émission de la station mobile est relative à l’énergie

reçue.

BTSMobile

boucle ouverte de contrôle de puissance Inverse(sens montant)

BTS

BTS

Puissance d’émission



Control de puissance Inverse en Boucle Fermée

BTS

(Power Control ) Bit

Valeur de Eb/NtValeur de FER

Boucle interne

Boucle externe

Changement de la

valeur Eb/Nt

BSC

BTS



Contrôle de puissance dans le sens descendant

MS mesure la qualité de trames et informe la BTS du résultat (mode

seuil ou mode périodique). La station de base détermine s’ il faut

changer la puissance d’émission ou pas.

Dans le système de IS-95, le contrôle de puissance dans le sens

descendant est lent mais dans le système CDMA2000, il est rapide.

Mode de Transmission du Message



Control de puissance descendant en Boucle Fermée

En comparant avec le système IS-95, dans CDMA2000 le

contrôle de puissance dans le sens descendant est plus rapide.

Bit de Contrôle de puissance

Valeur Eb/Nt

BTS



Transfert Intercellulaire (Handoff)

Transfert Intercellulaire Soft (Soft handoff)

C’est le processus d’établissement d’un lien avec un secteur voisin avant de couper le lien avec le secteur en service (courant)

Transfert Intercellulaire Softer (Softer handoff)

C’est comme le Handoff soft, sauf qu’il se déroule entre secteurs appartenant à la même BTS

Transfert Intercellulaire Hard (Hard handoff)

Le Hard Handoff se déroule quand deux secteurs ne sont pas synchronisés ou ne sont pas sur la même fréquence. Il y a Interruption dans la communication de voix et de données mais celle-ci est de courte durée et n’affecte pas la communication.



Handoff Soft/Softer

• Combinaison de multi-trajets dans le BSC (ou RAC) pendant le Soft Handoff

• Combinaison de multi-trajets dans la BTS pendant le Softer Handoff

Combinaison de toute la puissance de

chaque secteur

Puissance reçue d’un seul secteur



Ensemble des Pilotes (Pilot Set)

Ensemble de pilotes, qui correspond à la station de base connectée

Ensemble de pilotes, non actifs mais qui sont potentiellement modulables

Ensemble de pilotes, non inclus dans l’ensemble actif ou candidat mais possible d’être ajouté à l’ensemble candidat

Ensemble restant de pilotes

L’ensemble de pilotes qui ont la même fréquence et dont les offsets de la séquence PN sont différents.


ActiveSet

CandidateSet

NeighborSet (Voisin)

Remaining Set (Restant)


T_ADD,T_DROP,T_TDROP

T_ADD, T_DROP et T_TDROP sont responsable du Handoff dans le MS

T_ADD & T_DROP sont les seuils limites pour ajouter et abandonner un pilote.

TT_DROP est une temporisation


Temps

Ec/Io

Secteur ASecteur B

Temps de garde (T-TDROP)

Seuil d’ajout (T_ADD)

Seuil d’Abandon (T_DROP)

Région de Soft Handoff


Comparaison du seuil

Pilot P1

Pilot P2

Pilot P0

t0

T_COMP×0.5dB

t1 t2

T_ADD

Puissance de Pilot

P0-Puissance de Pilot P0 dans l’ensemble des candidat.

P1,P2-Puissance de Pilot P1,P2 dans l’ensemble actif.

t0- Message de mesure de la puissance de Pilote, P0>T_ADD

t1- Message de mesure de la puissance de Pilote, P0>P1+T_COMP*0.5dB

t2 –Message envoyé de mesure de la puissance de Pilot, P0>P2+T_COMP*0.5dB



Transition Entre les séries de Pilotes


T_ADD

T_DROP

Pilot 1

Pilot strength

Pilot 2

T_TDROP

NeighborSet

CandidateSet

ActiveSet

NeighborSet

TIME1 2 3 4 5 6

ActiveSet

T_COMP

T_ADD

T_DROP

Pilot 1

Pilot strength

Pilot 2

T_TDROP

NeighborSet

CandidateSet

ActiveSet

NeighborSet

TIME1 2 3 4 5 6

ActiveSet

T_COMP


Diversité de Transmission

Diversité en Temps

Entrelacement de bloc (Bock interleaving), correction d’erreur (error-

correction)

Diversité en Fréquence

Le signal d’énergie de CDMA est distribué (étalé) sur toute la largeur de

bande 1.23MHZ.

Diversité en Espace

Ajout d’une antenne de réception jumelle.

Le récepteur en râteau (RAKE receiver) dans la station mobile (MS) et dans

la station de base peut combiner les signaux de différents délai de temps.

Pendant le Handoff, la station mobile contacte plusieurs stations de bases

et cherche le signal le plus fort.



Principe du Récepteur en râteau

Les antennes en râteau aident à surmonter l’évanouissement (Fading)

multi- trajet et à améliorer la performance du récepteur du système.

Récepteur

Corrélateur 1

Corrélateur 2

Corrélateur 3

Chercheur de corrélation

Calcule le délai et la puissance de

signal

Combiner

tt

s(t) s(t)

Le signal combinésLe signal combinés



Canaux Physiques de l’IS-95A

Canaux Descendants

− Canal Pilote Descendant

− Canal de Synchronisation Descendant

− Canal de Pagination Descendant

− Canal de Trafic Descendant (qui inclut

le sous-canal de control de puissance)

Canaux Montants− Canal d’accès

− Canal de Trafic Inverse (montant)

Interface Air CDMA


Canal Pilote(que des zéros)

W064

Le Canal Pilote

Le canal Pilote:

Assiste la station mobile pour se connecter au réseau CDMA

Traite les recherches de multi-trajets

Fourni la référence de phase pour la démodulation cohérente et aide la station mobile

à estimer la puissance d’émission

La station mobile mesure et compare la puissance du canal pilote des différentes

stations de base pendant le handoff

Canal pilote envoyé est étalé par W0 et modulé avec le code court directement

Les BTS transmettent le canal pilote continuellement

Interface Air CDMA


To

QP

SK

cod

er

2.4kbps 4.8kbps 4.8kbps

Symboles du Code

Symboles répétitifs du code

1.2kbps

Codeur de Convolution

r=1/2,K=9

symbole répétition

Entrela-cement

Bits du canal de synchronisation

W3264

Le Canal de Synchronisation (SYNC)

Le Canal de synchronisation est utilisé par la station mobile pour se synchroniser avec le réseau. Le code W64

32 est utilisé pour étaler le canal de

Synchronisation

Le message de synchronisation inclut:

− Le Décalage de la séquence du Pilote PN: PILOT_PN

− Temps système: SYS_TIME

− Etat du code long: LC_STATE

− Débit du canal de pagination: P_RAT

Le débit du canal de synchronisation est 1200bps

Interface Air CDMA


Le canal PCH transmet:

− Paramètres du système

− Paramètres d’accès

− Liste des sites voisins

− Message de la liste des canaux CDMA

Le canal PCH accomplit:

− Pagination des MS

− Assignation du canal de trafic au MS

La longueur de la trame du canal PCH est 20ms

W1 ~ W7 sont gardés pour les canaux PCH

To

QP

SK

cod

er

Bits du canal de pagination

19.2/9.6Kbps 19.2kbps

19.2kbps

Symboles du Code

9.6/4.8 kbps

Convolution encoder

r=1/2,K=9

Symbole répétition

Entre-lacement

Adresse masque du canal de pagination

Générateur du code Long PN

décimateur

1.2288Mcps

19.2kbps

Symboles Répétitifsdu code

Canal de Pagination (PCH)

W164

Interface Air CDMA


décimateur

Canal de Trafic Descendant (F-TCH)

I Ch séquence PN (1.2288 Mcps)

PN 1.2288 Mcps

19.2kbps

8.6kbps9.6kbps

4.8kbps2.4kbps1.2kbps

Ajouter les bits indicateurs de

qualité (12,10,8,6)

Ajouter 8 bits de queue

(tail)


r=1/2,K=9

Répétition de Symboles

canal du trafic Descendant

(172/80/40 ou

16bits/châssis)

Block Décalage

19.2kbps

MUX

Générateur code Long

Bits de Contrôle de Puissance

Q Ch séquence PN (1.2288 Mcps)

Filtre bande de

base I(t)

Q(t)

+∑QPSK Modulation


19.2ksybps9.6ksybps4.8ksybps2.4ksybps

Sin(2pfct)

Cos(2pfct)

Utilisé pour transmettre l’information de données et de signalisation.

Walsh code

décimateur

+

+Filtre

bande de base

+

+

Interface Air CDMA


Canal d’accès Inverse (R-ACH)

4.8 kbps (307.2kbps)

PN chips1.2288 McpsÉtalement orthogonal

Symbole Répétitif28.8 kbps

Code symbole

14.4 kbps4.4 kbps 4.8 kbpsAjouter 8 bits queue


r=1/3,K=9

Symbole de répétitionCanal

d’accès (80

bits/frame)

Block de Décalage

28.8 kbps

Data burst randomizer

Générateur du

Long code PN

Taux de trames

Masque de code long

Symbole de Répétition

Utilisé par le MS pour établir la communication où répondre au canal de pagination (PCH)

Walsh code

I Ch PN séquence (1.2288 Mcps)

filtre bande de

Base

I(t)

Q(t)

∑Modulation QPSK

Sin(2pfct)

Cos(2pfct)

+

+Filtre

bande de Base

+

+

Q Ch PN sequence (1.2288 Mcps)

Interface Air CDMA


Canal de trafic Inverse (R-TCH)

8.6kbps9.6kbps


Ajoute l’indicateur de

qualité de trame bits(12,10,8,6)

Ajoute 8bits queue

Codeur de convolution

r=1/3,K=9

Symbole de repetition

Canal de trafic Inverse

(172/80/40 or

16 bits/frame)

Block interleaver


28.8Ksybps14.4Ksybps7.2Ksybps3.6Ksybps

4.8 kbps (307.2kbps)

PN chips1.2288 Mcps

Etalement Orthogonal

Data burst randomizer

Générateurde code Long PN

Taux de trames

Masque du code LongWalsh code

I Ch séquence PN (1.2288 Mcps)

filtre bande de

Base

I(t)

Q(t)

∑Modulation QPSK

Sin(2pfct)

Cos(2pfct)

+

+

filtre bande de

Base

+

+

Q Ch séquence PN (1.2288 Mcps)

Interface Air CDMA

Utilisé pour transmettre l’information de donnée et signalisation


Initialisation du MS

Le message du Canal de synchronisation contient le

LC_STATE, SYS_TIME, P_RAT, et permet de se

synchroniser avec le système.

BTS

Pilot channel

Canal de Synchrone

Canal de Pagination

Canal d’accés

Interface Air CDMA


Canaux descendants dans CDMA2000

Frontal CDMA2000 canal

F-CACH F-CPCCH F-PICH F-CCCH

F-DCCH F-FCHF-PC F-SCCH F-SCH

F-PICH F-TDPICH F-APICH F-ATDPICH

F-SYNCH F-TCH F-BCH F-PCH F-QPCH

subchannel (RC1~2) (RC3~9)

Note: Seulement les canaux avec la couleur noire sont implémentés par l’équipement de Huawei. La Fonction de F-PICH, F-SYNCH, F-FCH, F-PC, F-SCCH, F-PCH sont pareilles que ceux de l’IS95. dans ce qui suit, on va seulement discuter F-SCH, F-QPCH et F-DCCH.

Interface Air CDMA


Canaux descendants

Ces Canaux sont

nouvellement définie dans le système

dCDMA2000.

Canaux Physiques CDMA sont classés en Canaux communs et Canaux dédiés:

Canaux Physiques Communs:

Ces Canaux sont compatible avec le

système IS-95

Canaux Physiques Dédiés:

Forward Dedicated Control Channel(F-DCCH)

Forward Fundamental Channel(F-FCH)

Forward Supplemental Channel(F-SCH)

Ces Canaux sont utilisés pour établir une connexion entre station de base et station

mobile (MS) spécifique.

Le système CDMA2000 adopte des débits de données multiples et des combinaisons

différentes qui peuvent atteindre une performance supérieure à celle du système IS-

95.

Forward Pilot Channel(F-PICH)

Forward Synchronous Channel(F-SYNC)

Forward Paging Channel(F-PCH)

Forward Broadcast Control Channel(F-BCCH)

Forward Quick Paging Channel(F-QPCH)

Forward Common Power Control Channel(F-CPCCH)

Forward Common Assignment Channel(F-CACH)

Forward Common Control Channel(F-CCCH)

Interface Air CDMA


Abréviation Anglais Français

F-PICH Forward Pilot Channel Canal Pilote Descendant

F-SYNC Forward Synchronous Channel Canal pilote de Synchronisation

F-PCH Forward Paging Channel Canal de Pagination Descendant

F-BCCH Forward Broadcast Control Channel Canal de Contrôle d’Emission Descendant

F-QPCH Forward Quick Paging Channel Canal de Pagination Rapide Descendant

F-CPCCH Forward Common Power Control Channel Canal de Contrôle de puissance Communs Descendant

F-CACH Forward Common Assignment Channel Canal d’Assignement Communs Descendant

F-CCCH Forward Common Control Channel Canal de Contrôle Communs Descendant

F-DCCH Forward Dedicated Control Channel Canal de Contrôle Dédié Descendant

F-FCH Forward Fundamental Channel Canal Fondamental Descendant

F-SCH Forward Supplemental Channel Canal Supplémentaire Descendant

Abréviations des canaux descendantsAbréviations des canaux descendantsInterface Air CDMA


F-QPCH

Il transmet un signal modulé en OOK – il peut être démodulé simplement et

rapidement par la Station Mobile.

Le Canal adopté est le QPCH (80ms). Chaque intervalle de temps est divisé en

indicateurs de pagination, indicateurs de changement de configuration et

indicateurs de diffusion, qui sont tous utilisés pour informer le MS s’il a un

message de pagination, de diffusion où paramètres système dans le F-PCH

suivant.

Démodulation rapide et simple (OOK). MS n’a pas besoin de surveiller longtemps

le F-PCH, alors le temps d’attente est prolongé.

Interface Air CDMA


F-SCH

F-SCH est utilisé pour les applications

de données Haut débit alors que F-FCH

est utilisé pour la voix et l’application de

données à bas débit.

Quand une communication de données

est établie, un F-FCH va être alloué en

premier lieu à l’utilisateur. Si le débit

dépasse 9.6Kbps, un F-SCH sera alloué.

Interface Air CDMA


F-DCCH

Il est utilisé pour la transmission de la signalisation

spécifique à un utilisateur pendant l’appel.

Chaque Canal de trafic descendant peut contenir un

F-DCCH.

Supporte une trame de 5ms.

Supporte la transmission discontinue.

Interface Air CDMA


Configuration Radio Descendante (RC)

Configuration Radio (RC): Une série de canaux de trafic descendant et montant ont un format de transmission

caractérisé par des paramètres physiques tels que débits , type de modulations et taux

d’étalement.

Taux d’étalement: Equivalent au taux de chips, ex., 1.2288Mcps.

Radio Configuration

Taux d’étalement

Débit données Max (kbps)

Débit FEC Effectif

OTD autorisé

codage FEC Modulation

1** 1 9.6 1/2 Non Conv. BPSK 2** 1 14.4 3/4 Non Conv BPSK

3 1 153.6 1/4 Oui Conv ou Turbo QPSK4 1 307.2 1/2 Oui Conv ou Turbo QPSK5 1 230.4 3/8 Oui Conv ou Turbo QPSK6 3 307.2 1/6 Oui Conv ou Turbo QPSK7 3 614.4 1/3 Oui Conv ou Turbo QPSK8 3 460.8 1/4 or 1/3 Oui Conv ou Turbo QPSK9 3 1036.8 1/2or 1/3 Oui Conv ou Turbo QPSK

** même que IS95

Interface Air CDMA


Canaux montants

Reverse CDMA2000 channel

R-ACHR-TCH

operation(RC1~2)

R-EACH operation

R-CCCH operation

R-SCCH

R-FCH

R-TCH operation (RC3~6)

R-EACH

R-PICH

R-CCCH

R-PICH

R-DCCH

R-PICH

0~7 0~1

R-SCH

R-FCH

0~2

0~1

subchannel

R-PC

Seuls les canaux avec la couleur sombre sont utilisés par l’équipement de Huawei. les fonctions de R-ACH,R-FCH,R-SCCH sont les même que dans l’IS95. Dans ce qui suit, on va discuter R-PICH,R-SCH.

Interface Air CDMA


Types de Canaux montants (Reverses)

Canaux Inverse inclut le canal commun Inverse et le canal dédié Inverse.

Canal Commun Inverse (Reverse common channel):

Reverse Access Channel(R-ACH)

Reverse Enhanced Access Channel(R-EACH)

Reverse Common Control Channel(R-CCCH)

Canal Dédié Inverse (Reverse Dedicated Channel):

Reverse Pilot Channel(R-PICH)

Reverse Dedicated Control Channel(R-DCCH)

Reverse Fundamental Channel(R-FCH)

Reverse Supplemental Channel(R-SCH)

Reverse Supplemental Code Channel (R-SCCH)

Interface Air CDMA


Abréviation Anglais Français

R-ACH Reverse Access Channel Canal d’Accès Inverse

R-EACH Reverse Enhanced Access Channel Canal Amélioré d’Accès Inverse

R-CCCH Reverse Common Control Channel Canal de Contrôle Commun Inverse

R-DCCH Reverse Dedicated Control Channel Canal de Contrôle Commun dédié

R-FCH Reverse Fundamental Channel Canal Fondamental Inverse

R-SCH Reverse Supplemental Channel Canal Supplémentaire Inverse

R-SCCH Reverse Supplemental Code Channel Canal Supplémentaire de Code inverse

R-PICH Reverse Pilot Channel Canal Pilote Inverse

Abréviations des canaux montantsAbréviations des canaux montants


MUX A

Pilot ( '0's)

Bit de contrôle de puissance

N est le nombre de taux d’étalement

Pilot PowerControl

Power Control Group= 1536 NPN Chips

384 NPN Chips

Canal pilote Inverse (Reverse Pilot Channel)

R-PICH

La fonction du canal pilote Inverse

Initialisation

Démodulation cohérente Inverse

Mesure de contrôle de puissance

La station de base améliore la performance de

la réception et augmente la capacité grâce à la

démodulation cohérente du canal de Pilote

inverse.

Interface Air CDMA


Canaux Inverse

Canal Fondamental:

Le Canal fondamental est utilisé pour la transmission d’information

de l’utilisateur vers la station de base durant l’appel, et peut être

utilisé pour transmettre le service voix par défaut comme canal de

trafic indépendant.

Canal de Control de Dédié

Le canal de contrôle dédié est utilisé pour la transmission de

signalisation d’un utilisateur vers la station de base pendant

l’appel.

Canal Supplémentaire/Canal de Code Supplémentaire

Ces canaux sont utilisés pour transmettre l’information

d’utilisateur, principalement pour les services de données au MS.

Le canal de trafic inverse (montant) contient jusqu’à deux canaux

supplémentaires et jusqu’à sept canaux de codes supplémentaires.

Interface Air CDMA


Configuration Radio Inverse (RC)

RC: Configuration Radio

RC1~RC2:IS-95A/B

RC3~RC4:CDMA2000 1X

RC5~RC6: CDMA2000 3x

Radio Configuration

Spreading Rate

Max Data Rate* (kbps)

Effective FEC Code Rate

OTD Allowed

FEC Encoding Modulation

1** 1 9,6 1/3 Non Conv 64-ary ortho 2** 1 14,4 1/2 Non Conv 64-ary ortho

3 1 153,6 1/4 Oui Conv ou Turbo BPSK(307.2) (1/2)

4 1 230,4 3.8 Oui Conv ou Turbo BPSK5 3 153,6 1/4 Oui Conv ou Turbo BPSK

(614.4) (1/3)6 3 460,8 1/4 Oui Conv ou Turbo BPSK

(1036.8) (1/2)

** Same as IS95

Interface Air CDMA


RC 1

RC 2

RC 3

RC 4

RC 5

RC 1

RC 2

RC 3

RC 4

RC 5

RC 3

RC 4

RC 4

RC 3

F-FCH RCs

R-DCCH/SCH RCsF-DCCH/SCH RCs

R-FCH RCs

Règles de Combinaison des RC

RC1 et RC2 correspondent respectivement

aux: série de taux 1 et série de taux 2 dans le

système IS- 95A/B.

CDMA2000: Descendant RC: RC1~RC5

Reverse RC: RC1~RC4

Règles:

Forward RC1, Reverse RC1


Forward RC3 or RC4,Reverse RC3


Interface Air CDMA


Définition des Zones de Couvertures

Planification de Numéro CDMA

Zone de service (Service area)

Cellule

LAC (LAC area)

Secteur


Les Paramètres impliqués

• Dans le système CDMA, les paramètres suivants sont définies pour

identifier un abonné et sa position:

MIN/IMSI

Subscriber Number Definition

ESN

SID/NID

LAI

GCI



MIN/IMSI

Identité de l’abonné mobile/ Identité internationale de l’abonné mobile

(MSI) Mobile subscriber identity/ (IMSI) international mobile subscriber identity

Exemple, 460030755xxxxxx /460030907550001

Pas plus que 15 chiffres

3 chiffres 2 chiffres

IMSI

MCC MNC MSIN

NMSI



Définition du numéro d’abonnéDéfinition du numéro d’abonné

• Les données des abonnés doivent être les même dans le RAC et LE.

• Les appelles sont établis par l’adresse L3 de V5



ESN

Le Numéro de Série Electronique (Electronic Serial Number: ESN)

est utilisé pour identifier un MS d’une façon unique. Le ESN inclue

32 bits selon la structure suivante:

31......24 23......18 17......0 bit

Le ESN est alloué par le constructeur

Par exemple:

FD 03 78 0A (the 10th Motorola 378 mobile phone)



SID/NID

SID Identité du système (System Identity)

Identité du système (SID)= 15 bits

NID Identité du réseau (Network Identity)

Identité du Réseau (NID)= 16 bits

Bit 0 et bit 65535 sont réservés



Identité de la Zone de Localisation: LAI (Location Area Identity)

Le Message de paging est diffusé dans la Zone de Localisation dont

la taille dépend du trafic, de la capacité de paging et du flux de

signalisation, etc.

Format: MCC+MNC+LAC

MCC: Code mobile du pays (Mobile Country Code) , 3 chiffres. exemple,

en Chine 460.

MNC: Code du réseau (Mobile Network Code), 2 chiffres. exemple, le

MNC d’Unicom est 03.

LAC: Code de la zone de localisation (Location Area Code), un code

BCD à 2-octet hexadécimal. 0000 ne peut pas être utilisé avec FFFE.

Exemple, 460030100



Identité Globale de Cellule: GCI (Global Cell Identity)

L’ unique ID d’une cellule dans un PLMN

Format: LAI+CI

CI: Identité de cellule (Cell Identity) , un code hexadécimal à deux

octets BCD, défini à l’avance lors de la planification. Les 3 premiers

chiffres et le dernier chiffre représentent le numéro de station de

base et le numéro de secteur respectivement. Pour un site

omnidirectionnel, le dernier chiffre de CI est 0.

Par exemple, 4600301001230 montre que la station de base a le

numéro (123) et contient un site omnidirectionnel



Pourquoi le CDMA2000?

Augmente le capacité du système

Contrôle de la puissance rapide dans le lien descendant

Diversité d’émission dans le lien descendant: OTD,STS

Modulation Cohérente appliquée sur le canal pilote.(à peu prés

3dB)

Introduction du Turbo code

Capacité plus résistante à l ’interférence

L’amélioration de la correction d’erreur (error-correcting)

(application du code Turbo moyen/haut débit pour la

transmission de données)


Pourquoi le CDMA2000?

Supporte un débit élevé pour SCH, avec un

débit maximal/canal de 307.2kbps.

Améliore le temps d’attente

Utilise le canal de paging rapide


Résumé

Histoire brève du développement de la communication Mobile

Analogique—numérique—division de code

Objectifs de 3G et comparaison des 3 systèmes

Caractéristiques Technique de CDMA

Technologies Principales: contrôle de puissance, transfert souple (soft handoff), récepteur en Râteau (RAKE receiver)

Autres technologies: codage source, codage canal, entrelacement, cryptage, étalement et modulation

Structure du Canal: pilote, synchronisation, paging, accès et service

Caractéristiques Technique de CDMA2000 1X

Codes Walsh et Turbo

www.huawei.com

Merci

french ora000003 cdma2000 principle wll issue4.1.ppt

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