cdma2000的空中接口基于寬帶cdma技術(shù)，采用該技術(shù)在快速移動環(huán)境、步行環(huán)境、以及固定位置環(huán)境下，均可達到或超過imt-2000的技術(shù)指標(biāo)要求。cdma2000支持從2g系統(tǒng)的演進，具有以下一些特性：
寬松的性能范圍：支持從話音到低速數(shù)據(jù)、到非常高速的分組和電路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；
提供多種復(fù)合的業(yè)務(wù)：僅傳話音、同時傳話音和數(shù)據(jù)、僅傳數(shù)據(jù)和定位業(yè)務(wù)；
具有先進的多媒體服務(wù)質(zhì)量（qos）控制能力，支持多路話音、高速分組數(shù)據(jù)同時傳送；
與現(xiàn)存的is-95系統(tǒng)具有無縫的互操作性和切換能力；
具有從is-95系統(tǒng)平滑演進的能力；
cdma2000系統(tǒng)一些主要的系統(tǒng)參數(shù)參見下表
cdma2000系統(tǒng)一些主要的系統(tǒng)參數(shù)
多址技術(shù)
cdma（多載波和直接序列擴頻）
信道帶寬
n×1.25mhz，n=1,3,6,9,12
碼片速率
n×1.2288mcps
雙工方式
fdd
基站間同步方式
同步
話音編碼
8k/13k的qcelp或者8k的evrc語音編碼
幀長
20ms
下行鏈路擴頻方式
walsh序列劃分信道，pn短碼的不同相位偏移區(qū)分小區(qū)
上行鏈路擴頻方式
walsh序列劃分信道，pn長碼的不同相位偏移區(qū)分用戶
相干檢測
下行鏈路：公共導(dǎo)頻信道和輔助導(dǎo)頻
調(diào)制方式
下行鏈路：qpsk
功率控制
開環(huán)結(jié)合快速閉環(huán)功率控制（800hz）
信道編碼
卷積碼和turbo碼
發(fā)射分集方式（可選）
正交發(fā)射分集otd與空時擴展分集sts
實際上，cdma2000的研究重點都是關(guān)于cdma2000 1x的 ，cdma2000 1x獨立使用一個1.25mhz的載波，前反向鏈路上都使用碼片速率為1.2288mcps的直接序列擴頻。國際上的研究重點是cdma2000 1x的增強型技術(shù)1xev系統(tǒng) cdma2000 1x ev-do和cdma2000 1x ev-dv 。
與is-95相比，cdma2000 1x系統(tǒng)的性能有了很大的提高。
從理論分析結(jié)果來看，如果用于傳送語音業(yè)務(wù)，cdma2000 1x系統(tǒng)的總?cè)萘渴莍s95系統(tǒng)的2倍；
如果傳送數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，cdma2000 1x的系統(tǒng)總?cè)萘渴莍s95系統(tǒng)的3.2倍。
cdma2000 1x系統(tǒng)承載高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時，對于速率集1，最高速率可達到153.6kbps或307.2kbps；對于速率集2，最高速率可達到230.4kbps。
與is-95系統(tǒng)相比，cdma2000 1x系統(tǒng)有以下技術(shù)特點：
增加了反向?qū)ьl信道
可進行相干解調(diào)，相應(yīng)地反向鏈路容量提高1倍
前向鏈路采用快速功率控制
采用前向快速功控后，cdma2000 1x的話音容量約是is-95的1.5~2倍。
引入了turbo編碼
在cdma2000 1x中，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道還可以采用turbo編碼。采用turbo碼 ，系統(tǒng)的容量比采用卷積碼時提高1.6倍。
支持傳輸發(fā)射分集
前向鏈路還可以采用傳輸發(fā)射分集，包括正交發(fā)射分集otd和空時擴展sts，提高了信道的抗衰落能力，改善了前向信道的信號質(zhì)量
引入快速尋呼信道
基站使用快速尋呼信道向移動臺發(fā)出指令，決定移動臺是處于監(jiān)聽尋呼信道狀態(tài)還是處于低功耗的睡眠狀態(tài)，極大地減小了移動臺的電源消耗，提高了移動臺的待機時間
定義新的接入方式
增強了mac功能以支持高效率的高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，為支持mac對物理層進行了優(yōu)化：
--采用了專用控制信道（dcch）；
--可變幀長的分組數(shù)據(jù)控制信道操作（例如5ms、20ms等）；
--為支持快速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入控制采用了增強的尋呼信道和接入信道
支持多種空中接口信令的靈活的信令結(jié)構(gòu)。
網(wǎng)絡(luò)部分引入了分組交換方式，支持移動ip業(yè)務(wù)。
在系統(tǒng)定時要求方面，cdma2000和is-95沒有什么差別：cdma2000系統(tǒng)中所有的基站，基站控制器，移動交換中心等都使用gps（全球定位系統(tǒng)）跟蹤并與utc（國際協(xié)調(diào)時）同步。
一、cdma2000空中接口相關(guān)概念
1、擴頻速率(sr)
擴頻速率（spreading rate，簡稱“sr”）是指前向或反向鏈路上的pn碼片速率。
分類
分類
載波個數(shù)
碼片速率（ mcps ）
擴頻方式
sr1
即“1x”
前向
1
1.2288
ds擴頻
反向
1
1.2288
ds擴頻
sr3
即“3x”
前向
3
1.2288
ds擴頻
反向
1
3.6864
ds擴頻
2、無線配置（rc）
無線配置（radio configuration，簡稱“rc”）指一系列前向或反向業(yè)務(wù)信道的工作模式。根據(jù)前向和反向業(yè)務(wù)信道不同的物理層傳輸特性進行分類，每種rc支持一套數(shù)據(jù)速率。 cdam2000的前向業(yè)務(wù)信道支持rc1~rc9；反向業(yè)務(wù)信道支持rc1~rc6。其中rc1和rc2用于后向兼容is-95系統(tǒng)。cdma2000前向鏈路業(yè)務(wù)信道rc及其特性。
bs必須支持在rc1、3或7中的操作，這3種rc是最基本的rcbs還可以支持在rc2、4、5、6、8或9中的操作；支持rc2的bs必須支持rc1；支持rc4或5的bs必須支持rc3；支持rc6、8或9的bs必須支持rc7。
bs不能在fl業(yè)務(wù)信道上使用rc1或2的同時使用rc3、4或5。
cdma2000反向鏈路業(yè)務(wù)信道rc及其特性
ms必須支持在rc1、3或5中的操作，這3種rc是最基本的rc。ms還可以支持在rc2、4或6中的操作。支持rc2的ms必須支持rc1；支持rc4的ms必須支持rc3；支持rc6的ms必須支持rc5。ms不能在rl業(yè)務(wù)信道上使用rc1或2的同時使用rc3或4。
3、cdma2000 1x物理信道與邏輯信道
（1）表示法
信道分類
描述對象
名稱
縮寫
形式
舉例
物理信道
bs與ms之間無線鏈路的通信路徑
大寫字母
方向-名稱縮寫
前向補充信道
f-sch
邏輯信道
ms與bs之間協(xié)議層的通信路徑
小寫字母
方向-內(nèi)容及用戶類
前向公共信令信道
f-csch
（2）映射
mac層和lac層都在邏輯信道上傳送信令與數(shù)據(jù)
邏輯信道的信息最終要在一個或者多個物理信道上承載
映射可以是永久性的，也可以只在一個呼叫期間內(nèi)進行定義
4、cdma2000 1x 物理層的主要特點
①支持新的無線配置
②前向鏈路引入輔助導(dǎo)頻
③采用變長的walsh碼
④引入準(zhǔn)正交函數(shù)
⑤支持turbo編碼
⑥前向鏈路的發(fā)射分集
⑦前向鏈路采用快速功率控制
⑧增加了反向?qū)ьl信道（r-pich）
⑨反向鏈路信道碼分復(fù)用
⑩反向鏈路連續(xù)的波形
引入前向快速尋呼信道
增加了反向增強接入信道
采用新的擴頻調(diào)制方式
支持可變的幀長
二、cdma2000 1x前向鏈路信道組成
圖1 前向鏈路編碼信道
前向鏈路物理信道由適當(dāng)?shù)膚alsh函數(shù)或準(zhǔn)正交函數(shù)（quasi-orthogonal function，簡稱qof）進行擴頻。與is-95兼容，支持is-95系統(tǒng)中的前向物理信道（f-pich、f-synch、f-pch、f-fch、f-scch）。
1、前向鏈路物理信道名稱及分類
前向鏈路公共物理信道數(shù)據(jù)速率
信道類型
數(shù)據(jù)速率 (bps)
前向同步信道
1200
前向?qū)ず粜诺?
9600 或 4800
前向廣播控制信道
19200 (40 ms 時隙長),
9600 (80 ms 時隙長),
4800 (160 ms 時隙長)
前向快速尋呼信道
4800 或 2400
前向公共功率控制信道
19200 (9600 /每 i和q支路)
前向公共指配信道
9600
前向公共控制信道
38400 (5, 10 或 20 ms 幀長), 19200 (10 或 20 ms 幀長),
9600 (20 ms 幀長)
前向鏈路專用物理信道數(shù)據(jù)速率
信道類型
數(shù)據(jù)速率 (bps)
前向?qū)Ｓ每刂菩诺?
rc3 或 4
9600
rc 5
14400 (20 ms 幀長) 或9600 (5 ms 幀長)
前向
基本信道
rc 1
9600, 4800, 2400, 或 1200
rc 2
14400, 7200, 3600, 或 1800
rc 3 或 4
9600, 4800, 2700, 或 1500 (20 ms 幀長)或 9600 (5 ms 幀長)
rc 5
14400, 7200, 3600, 或 1800 (20 ms 幀長)或 9600 (5 ms 幀長)
前向補充碼分信道
rc 1
9600
rc 2
14400
前向
補充信道
rc 3
153600, 76800, 38400, 19200, 9600,4800, 2700, 或 1500 (20 ms 幀長)
76800, 38400, 19200, 9600, 4800,2400, 或 1350 (40 ms 幀長)
38400, 19200, 9600, 4800, 2400,或 1200 (80 ms 幀長)
rc 4
307200, 153600, 76800, 38400, 19200,9600, 4800, 2700, 或1500 (20 ms 幀長)
153600, 76800, 38400, 19200, 9600,4800, 2400, 或 1350 (40 ms 幀長)
76800, 38400, 19200, 9600, 4800,2400, 或 1200 (80 ms 幀長)
rc 5
230400, 115200, 57600, 28800, 14400,7200, 3600, 或 1800 (20 ms 幀長)
115200, 57600, 28800, 14400, 7200,3600, 或 1800 (40 ms 幀長)
57600, 28800, 14400, 7200, 3600,或 1800 (80 ms 幀長)
2、cdma2000 1x前向鏈路的差錯控制技術(shù)
cdma2000系統(tǒng)針對不同的數(shù)據(jù)速率的業(yè)務(wù)需求，采用了多種差錯控制
技術(shù)：循環(huán)冗余校驗編碼（crc）；前向糾錯編碼（fec）；交織編碼。
3、cdma2000 1x前向鏈路中的擴頻碼
（1）碼字在cdma中的應(yīng)用
is-95系統(tǒng)使用三種碼:短碼pn用以區(qū)分不同的基站；walsh碼用以區(qū)分不同的前向信道；長碼pn用以區(qū)分不同的用戶。
cdma2000系統(tǒng)也使用三種碼：短碼pn用以區(qū)分不同的基站；walsh碼用以區(qū)分不同的前向信道和反向信道；長碼pn用以區(qū)分不同的用戶。
（2）cdma2000 1x中采用的碼字
①pn短碼：215
②pn長碼：242-1
③walsh碼（可變長度）
④準(zhǔn)正交函數(shù)（qof）
①pn短碼
同相支路以及正交支路引入了兩個互為準(zhǔn)正交的pn短碼序列，碼速 1.2288mcps 。生成多項式為
i支路：
q支路：
序列周期：按照生成多項式產(chǎn)生的序列周期長度為215-1，當(dāng)序列每個周期中出現(xiàn)14個連0時，再插入一個0，從而周期長度為215（32768），而且序列中1和0的個數(shù)各占一半，使碼的平衡性更好。
pn短碼的偏置：pn短碼可用的偏置共有512個，一個偏置為64個chip。不同的基站使用相同的pn序列，各個基站間通過pn序列的不同的偏置來識別，可區(qū)分多達512個基站。
②pn長碼
pn長碼的周期：242-1；速率 ：1.2288mcps
作用：前向鏈路尋呼信道和業(yè)務(wù)信道的數(shù)據(jù)加擾；反向鏈路中區(qū)分不同的用戶
長碼發(fā)生器的結(jié)構(gòu)：長碼發(fā)生器是由42級移位寄存器、相應(yīng)的反饋支路以及模2相加器組成。為了保密起見，42級移位寄存器的各級輸出與長碼掩碼（一個42位的序列）相乘，然后進行模2加，得到不同時間偏置的長碼。
③walsh碼
cdma2000 1x系統(tǒng)所使用的walsh碼的最大長度為128。為了提供告訴數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，同時保持前向鏈路中恒定的碼片速率，需要使用變長的walsh碼。
walsh碼分配：必須保證與其他碼分信道之間的正交關(guān)系。
walsh碼
信道類型
walsh函數(shù)
f-cpcch
非發(fā)送分集
wn128
otd或sts方式
wn64
f-cach
r=1/2
wn128
r=1/4
wn64
f-ccch
r=1/2
wnn（n=32, 64, 和128 ）
r=1/4
wnn（n=16，32和64 ）
f-dcch
rc=3或rc=5
wn64
rc=4
wn128
f-fch
rc=1或rc=2
wn64
rc=3或rc=5
wn64
rc=4
wn128
f-fch
rc=3或rc=4
wnn（n=4，8，16，32, 64, 和128 ）
f-scch
rc=1或rc=2
wn64
④準(zhǔn)正交函數(shù)（qof）
目的：彌補walsh碼數(shù)量不足的情況
qof進行正交擴頻見圖3。
圖3 qof正交擴頻過程
4、cdma2000 1x前向鏈路的發(fā)射分集
為了克服信道衰落，提高系統(tǒng)容量，cdma2000允許采用多種分集發(fā)送方式：多載波發(fā)射分集；正交發(fā)送分集（otd，orthogonal transmission diversity）；空時擴展分集（sts，space time spreading）。
三、cdma2000 1x反向鏈路信道組成
圖4 cdma2000 1x 反向鏈路物理信道劃分
無線配置為rc1到rc4。區(qū)分方式與前向鏈路相同。
1、反向鏈路物理信道名稱及分類
信道名稱
物理信道類型
最大數(shù)目
反向鏈路
公共物理信道
（r-cphch）
r-ach
反向接入信道
1
r-ccch
反向公共控制信道
1
r-each
反向增強接入信道
1
反向鏈路
專用物理信道
（r-dphch）
r-pich
反向?qū)ьl信道
1
r-fch
反向基本信道
1
r-dcch
反向?qū)Ｓ每刂菩诺?
1
r-sch
反向補充信道
2
r-scch
反向補充碼分信道
7
四、cdma2000 1x中的功率控制
cdma2000 1x中，rc1和rc2與is-95系統(tǒng)中的功率控制方式是相同的。在其余新增的rc配置中，功率控制方法的改動：
反向功率控制
①將反向?qū)ьl的發(fā)射功率作為參考值；
②維持專用信道與導(dǎo)頻信道之間的功率比例；
③通過調(diào)整反向?qū)ьl信道功率來進行功率控制。
前向功率控制
①基于功控控制指令的快速功率控制。
②包括：反向開環(huán)功率控制 ；反向閉環(huán)功率控制；前向快速功率控制 。
1、反向開環(huán)功率控制
開環(huán)功率控制在反向接入信道（r-ach）和反向增強接入信道（r-each）上使用。
如果移動臺工作在預(yù)留接入模式，則開環(huán)和閉環(huán)功率控制都可以在反向公用控制信道（r-ccch）上使用。
r-each和r-ccch功率值與反向?qū)ьl信道的功率值有關(guān)。
2、反向閉環(huán)功率控制
所有反向鏈路上的專用信道需要進行閉環(huán)功率控制，用于對各個信道的平均發(fā)射功率進行精確的調(diào)整。
如果移動臺工作在預(yù)留接入模式，則反向公用控制信道（r-ccch）上也可以使用閉環(huán)功控。
cdma2000 1x系統(tǒng)反向鏈路采用快速的閉環(huán)功率控制，功控速率為800hz。
對于新增的無線配置，其反向內(nèi)環(huán)功控的測量點不再是業(yè)務(wù)信道的信噪比eb/nt，而是反向?qū)ьl信道的強度ec/io 。
3、前向快速功率控制
與is-95相比，cdma2000的前向快速功控與反向快速功控一樣，最高可達800hz的控制速度。
前向快速功控的原理與反向閉環(huán)功率控制相似，它在移動臺增加了一個功率控制環(huán)，用于保持一個確定的eb/nt目標(biāo)值。
前向內(nèi)環(huán)功率控制測量點是eb/nt ，外環(huán)功率控制測量點是fer。
功率控制比特在反向功控子信道發(fā)送，它與反向?qū)ьl信道時分復(fù)用，速率通常是800bps。功率控制子信道分為主要反向功率控制子信道和輔助反向功率控制子信道。主要反向功率控制子信道控制f-fch和f-dcch，而輔助反向功率控制子信道控制f-sch。前向鏈路功率控制速率是由基站選擇的模式（fpc_mode）決定的。有效的速率是50bps、200bps、400bps、600bps和800bps。
四、 cdma2000 1x中的系統(tǒng)切換
空閑切換：處于空閑狀態(tài)的移動臺，從一個小區(qū)移動到到另外一個小區(qū)時，需要執(zhí)行空閑切換，以監(jiān)聽新小區(qū)的前向公共信道，例如尋呼信道。當(dāng)某個新導(dǎo)頻強度超過服務(wù)導(dǎo)頻強度3db時，移動臺自動執(zhí)行空閑切換，空閑切換為硬切換。在空閑切換區(qū)域中，在服務(wù)導(dǎo)頻可用的情況下（舉例來說，服務(wù)導(dǎo)頻 >-15 db），非服務(wù)導(dǎo)頻的強度至少應(yīng)比服務(wù)導(dǎo)頻高3db。
接入切換
指處于系統(tǒng)接入狀態(tài)的移動臺進行的切換，與空閑切換類似。is-95 b和cdma2000系統(tǒng)中，允許進行接入切換，以提升系統(tǒng)性能。
接入切換分類：接入登錄切換 、接入試探切換 、接入切換
五、cdma2000 的總體結(jié)構(gòu)
cdma2000系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
1、無線接入網(wǎng)
接口：
bsc需要支持與bts之間的abis接口（設(shè)備制造商的私有接口）；pcf與bsc之間，以及兩個bsc之間的接口通常是作為a接口的一部分。
分組域核心網(wǎng)的功能單元包括：分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點（pdsn），歸屬代理（ha），aaa服務(wù)器。
2、分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點（pdsn）
為移動用戶提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的管理與控制
功能：
①建立、維護與終止與移動臺的ppp連接
②為簡單ip用戶指定ip地址
③為移動ip業(yè)務(wù)提供外地代理（fa）的功能
④與鑒權(quán)、授權(quán)、計費（aaa）服務(wù)器通信，為移動用戶提供不同等級的服務(wù)，并將服務(wù)信息通知aaa服務(wù)器
⑤與靠近基站側(cè)的分組控制功能（pcf）共同建立、維護及終止第二層的連接
3、歸屬代理（ha）
為移動用戶提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的移動性管理
和安全認(rèn)證
①對移動臺發(fā)出的移動ip的注冊信息進行認(rèn)證
②在外部公共數(shù)據(jù)網(wǎng)與外地代理（fa）之間轉(zhuǎn)發(fā)分組數(shù)據(jù)包
③建立、維護和終止與pdsn的通信并提供加密服務(wù)
④從aaa服務(wù)器獲取用戶身份信息
⑤為移動用戶指定動態(tài)的歸屬ip地址
4、aaa服務(wù)器
aaa服務(wù)器： 鑒權(quán)、授權(quán)與計費服務(wù)器的簡稱,也可以叫做radius服務(wù)器（因為主要協(xié)議為radius ）
功能
①業(yè)務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)的aaa服務(wù)器負(fù)責(zé)在pdsn和歸屬網(wǎng)絡(luò)之間傳遞認(rèn)證和計費信息。
②歸屬網(wǎng)絡(luò)的aaa服務(wù)器對移動用戶進行鑒權(quán)、授權(quán)與計費。
③中介網(wǎng)絡(luò)的aaa服務(wù)器在歸屬網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)之間進行消息的傳遞與轉(zhuǎn)發(fā)。
5、分組域核心網(wǎng)的分組域：使用簡單ip協(xié)議時，分組域包括pcf、pdsn和aaa。使用移動ip協(xié)議時，分組域在簡單ip基礎(chǔ)上，增加ha（歸屬代理）， 負(fù)責(zé)將分組數(shù)據(jù)通過隧道技術(shù)發(fā)送給移動用戶，并實現(xiàn)pdsn之間的宏移動管理；pdsn增加fa（外地代理）， 負(fù)責(zé)提供隧道出口，并將數(shù)據(jù)解封裝后發(fā)往移動臺。
6、簡單ip
①簡單ip是cdma2000分組網(wǎng)最基本的業(yè)務(wù)模式。
②pdsn建立ppp連接，由pdsn負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的收發(fā)，采用動態(tài)ip地址分配。
③不能保證用戶移動時的業(yè)務(wù)持續(xù)性。
④簡單ip只能提供用戶主動發(fā)起的業(yè)務(wù)，internet瀏覽，email收發(fā)等等。
7、移動ip
①用戶接入時，可以采用靜態(tài)ip地址，也可以采用動態(tài)ip地址。
②用戶可在移動時，ip地址保持不變。
③可以實現(xiàn)由網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的業(yè)務(wù)。
④歸屬代理服務(wù)器（ha），負(fù)責(zé)分配ip地址。
⑤分組數(shù)據(jù)通過隧道技術(shù)發(fā)送給移動用戶，并實現(xiàn)pdsn之間的移動管理。
8、移動ip網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見圖6 。
①移動ip與簡單ip相比，移動ip網(wǎng)絡(luò)中增加了歸屬代理服務(wù)器（ha），負(fù)責(zé)向用戶分配ip地址，將分組數(shù)據(jù)通過隧道技術(shù)發(fā)送給移動用戶，并實現(xiàn)pdsn之間的移動管理。
②同時pdsn還增加了fa（外部代理）的功能，負(fù)責(zé)提供隧道出口，并將數(shù)據(jù)解封裝后發(fā)往移動臺。
③ha與aaa之間接口則按照aaa協(xié)議，采用客戶機-服務(wù)器的方式建立。
圖6 移動ip網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)