2024年7月17日发(作者：敛文赋)
IS-95链路概述
移动通信的发展
z
第一代模拟蜂窝移动通信系统：北美AMPS系统
（FDMA)、欧洲TACS系统（FDMA)
z
第二代数字蜂窝移动通信系统：北美的DAMPS
系统（TDMA)、欧洲的GSM系统（TDMA)、北
美的IS-95系统（CDMA)
z
第三代宽带蜂窝移动通信系统：北美提出的
CDMA2000，欧洲提出的WCDMA，中国提出
的TD-SCDMA
1
IS-95标准的提出与发展
z
Qualcomm公司于1990年提出的基于CDMA技
术的数字蜂窝通信系统
z
1993年7月被采纳为美国第二代数字蜂窝系统标
准并命名为IS-95
z
1995年完成IS-95的修订，即IS-95A
z
1998年相应的IS-95B标准完成
北美第一代模拟蜂窝系统AMPS的蜂窝频率配置
2
z
A和B频带各分配12.5MHz
z
AMPS采用FDMA方式将预留的频谱划分为每
30KHz带宽的FM模拟语音信道
z
IS-95满足双模兼容性，可以兼容模拟和数字操
作，能够在这些给定的频带内工作
z
IS-95码片速率为1.2288Mcps,该速率的选择可
以部分归因于想在1.5MHz的频带内实现一个
CDMA系统
IS-95链路模型
z
前向链路（基站到移动台，又称下行）
z
反向链路（移动台到基站，又称上行）
3
前向链路结构及功能
z
前向链路结构组成最多可以有64条同时传输的信道，以
正交形式复用同一个射频载波
z
一条大功率连续发送的导频信道，为信息调制后的载波
接收提供相干的参考相位
z
一条连续发送的同步信道，将系统信息传送给小区里的
所有用户
z
寻呼信道最多有7条，向小区内的移动台发送呼入信号
以及向单个移动台传送信道分配和其他信令信息。
z
其余的信道用作业务信道，每一路都可以给单个的移动
用户传送语音或数据
前向链路信道配置
4
前向链路正交复用方案
z
在前向链路中，用64阶Walsh序列来区分不同的
信道，能区分64个不同信道。每一个信道的基
带数据与一个特定的Walsh序列相乘，得到码率
为1.2288Mbps的数据序列
z
此数据序列进一步与I路和Q路两个正交的短PN
码相乘，进行QPSK调制后发送出去
前向链路乘法运算
5
前向链路正交扩频
导频信道和正交PN码
z
导频信道不受数据调制，只是被正交的两个PN
码调制
z
导频信道作为解调其他信道时的相干相位参考，
发射功率较其他信道大，很容易被移动台捕获
6
导频信道和正交PN码
z
两个正交的短PN码是用15阶线性反馈移位寄存器(LFSR)
产生的M序列（即在m序列中加入一个“0”），周期为
2
15
=32768。在1.2288Mcps的速率上，周期为26.66ms。
不同基站的短PN码只是偏置相位不同，有512种可能的
偏置相位
z
所有基站是与GPS时间保持一致的，所以，基站之间是
同步的
z
基站之间靠短PN码的不同偏置相位
θ
是64码片的整倍数，总共有32768/64=512
i
来区分，每个偏置
个可能的偏
置
同步信道
7
同步信道的说明
z
同步信道反复广播同步信道信息，传送重要的系
统信息
z
移动台通过捕获和跟踪导频信道的短PN码，得
到短PN码的相位，从而可以解调同步信道，得
到有用的同步信息，包括长码的状态，从而可以
进一步解调寻呼信道与业务信道的消息
z
同步信道帧长为26.66ms，与短PN码的周期相
同，1.2kbps的速率相当于每帧传送32个同步信
道数据比特
同步信道的说明
z
同步信道信息经码率1/2的卷积编码作为纠错编
码保护，编码后码率变为2.4kbps
z
再经过符号重复码率变为4.8kbps，进入交织器
z
通过在发送前重新排列二进制符号的顺序（交
织），在接受端恢复出正确的顺序（解交织），
连续的、相关的误码图案可以被打散单个的、独
立的误码，使得检错和纠错更加可靠
z
交织过程引入了一帧延时，即26.66ms
8
寻呼信道
寻呼信道说明
z
寻呼信道用于通知移动台有呼入，传送信道分配
信息，发送系统开销信息
z
编码和交织后的寻呼信道符号用一个42阶的长
PN码进行扰码，长PN码的周期为
2
42
−1≈4.4×10
12
码片（在1.2288Mcps的速率
下将持续41天）
z
每个寻呼信道和基站所特有的长PN码序列的相
位偏置，是通过将移位寄存器的输出与42比特
的模板相异或形成的
9
寻呼信道说明
z
模板是从寻呼信道号以及以导频PN码偏置的形
式给出的基站ID所派生出来的，由下式给出：
11000xxxyyyyyy
yyy，其中xxx是寻呼信道号，而yyyyyyyyy是基
站的导频PN码序列的偏置序号
z
抽样后的PN码序列是原序列的某个位移，以原
速率的1/64运行
前向业务信道
10
前向业务信道说明
z
调制基本与寻呼信道相同，增加了CRC校验和
功率控制
z
变速率语音编码器按帧进行编码，经过一系列处
理后码率统一达到1.2288Mcps，再与Walsh序
列相乘
反向链路结构
z
反向链路包括两种信道：接入信道和业务信道，
移动台在某一时刻只发送一种信道，从不同时发
送
z
为了减少移动台能量，导频信道不在反向链路上
发送
11
反向链路信道分配
反向链路信道分配
z
前向链路的每个寻呼信道都至少对应一个反向链
路的接入信道，最多可以有32个接入信道，接
入信道被移动台用于初始化呼叫、响应基站的寻
呼要求或信息要求
z
反向业务信道用于将语音和数据发给基站，它的
数量等于前向链路业务信道的数量
z
不同用户用与前向链路上相同的一个42阶长PN
码序列的不同相位偏置来区别每个反向链路的信
道
12
反向链路发射机方框图
z
反向链路的正交调制器与前向链路不同，Q信道
有半个码片的延时，形成了OQPSK调制。延时
的作用是限制I路和Q路的码片数据一次只能变
一个，消除了穿越零点的相位变化，从而提供了
包络相对恒定的调制方案
z
分析表明QPSK的CDMA系统抗码间干扰性能与
BPSK的CDMA系统相比，有3dB的优势，同时
抗信道间干扰的性能也好一些
13
接入信道
接入信道说明
z
交织后的符号送入一个（64，6）的Walsh编码器。
Walsh编码是用每组6个编码符号来选择64个64阶Walsh
序列中的一个。这个步骤可以看作是一个(n=64,k=6)的
纠错编码，也可以解释为一种用二进制信道符号进行64
进制正交调制的形式
z
所有小区中的所有移动台都采用零偏置的短PN码；不同
用户的信号只用它们唯一的长PN码相位加以区别，长
PN码的作用是进行4倍扩频。对于接入信道，产生长PN
码不同相位的模板是伪随机产生的接入信道和相应的寻
呼信道编号以及基站辨识参数构成
14
反向业务信道
反向业务信道说明
z
为了减少反向链路的平均干扰，以增加用户容量，
在反向链路中，重复的符号通过“数据突发随机
器”将某一时间的长PN码序列的值作为“控制比
特”来伪随机地选择哪组符号将被发送
z
42级长PN码的偏置是用一个根据移动台电子序
列号设定的模板产生的
z
反向业务信道的传送开始于一个作为报头的全零
帧，以帮助基站捕获信号
15
THE END
16
2024年7月17日发(作者：敛文赋)
IS-95链路概述
移动通信的发展
z
第一代模拟蜂窝移动通信系统：北美AMPS系统
（FDMA)、欧洲TACS系统（FDMA)
z
第二代数字蜂窝移动通信系统：北美的DAMPS
系统（TDMA)、欧洲的GSM系统（TDMA)、北
美的IS-95系统（CDMA)
z
第三代宽带蜂窝移动通信系统：北美提出的
CDMA2000，欧洲提出的WCDMA，中国提出
的TD-SCDMA
1
IS-95标准的提出与发展
z
Qualcomm公司于1990年提出的基于CDMA技
术的数字蜂窝通信系统
z
1993年7月被采纳为美国第二代数字蜂窝系统标
准并命名为IS-95
z
1995年完成IS-95的修订，即IS-95A
z
1998年相应的IS-95B标准完成
北美第一代模拟蜂窝系统AMPS的蜂窝频率配置
2
z
A和B频带各分配12.5MHz
z
AMPS采用FDMA方式将预留的频谱划分为每
30KHz带宽的FM模拟语音信道
z
IS-95满足双模兼容性，可以兼容模拟和数字操
作，能够在这些给定的频带内工作
z
IS-95码片速率为1.2288Mcps,该速率的选择可
以部分归因于想在1.5MHz的频带内实现一个
CDMA系统
IS-95链路模型
z
前向链路（基站到移动台，又称下行）
z
反向链路（移动台到基站，又称上行）
3
前向链路结构及功能
z
前向链路结构组成最多可以有64条同时传输的信道，以
正交形式复用同一个射频载波
z
一条大功率连续发送的导频信道，为信息调制后的载波
接收提供相干的参考相位
z
一条连续发送的同步信道，将系统信息传送给小区里的
所有用户
z
寻呼信道最多有7条，向小区内的移动台发送呼入信号
以及向单个移动台传送信道分配和其他信令信息。
z
其余的信道用作业务信道，每一路都可以给单个的移动
用户传送语音或数据
前向链路信道配置
4
前向链路正交复用方案
z
在前向链路中，用64阶Walsh序列来区分不同的
信道，能区分64个不同信道。每一个信道的基
带数据与一个特定的Walsh序列相乘，得到码率
为1.2288Mbps的数据序列
z
此数据序列进一步与I路和Q路两个正交的短PN
码相乘，进行QPSK调制后发送出去
前向链路乘法运算
5
前向链路正交扩频
导频信道和正交PN码
z
导频信道不受数据调制，只是被正交的两个PN
码调制
z
导频信道作为解调其他信道时的相干相位参考，
发射功率较其他信道大，很容易被移动台捕获
6
导频信道和正交PN码
z
两个正交的短PN码是用15阶线性反馈移位寄存器(LFSR)
产生的M序列（即在m序列中加入一个“0”），周期为
2
15
=32768。在1.2288Mcps的速率上，周期为26.66ms。
不同基站的短PN码只是偏置相位不同，有512种可能的
偏置相位
z
所有基站是与GPS时间保持一致的，所以，基站之间是
同步的
z
基站之间靠短PN码的不同偏置相位
θ
是64码片的整倍数，总共有32768/64=512
i
来区分，每个偏置
个可能的偏
置
同步信道
7
同步信道的说明
z
同步信道反复广播同步信道信息，传送重要的系
统信息
z
移动台通过捕获和跟踪导频信道的短PN码，得
到短PN码的相位，从而可以解调同步信道，得
到有用的同步信息，包括长码的状态，从而可以
进一步解调寻呼信道与业务信道的消息
z
同步信道帧长为26.66ms，与短PN码的周期相
同，1.2kbps的速率相当于每帧传送32个同步信
道数据比特
同步信道的说明
z
同步信道信息经码率1/2的卷积编码作为纠错编
码保护，编码后码率变为2.4kbps
z
再经过符号重复码率变为4.8kbps，进入交织器
z
通过在发送前重新排列二进制符号的顺序（交
织），在接受端恢复出正确的顺序（解交织），
连续的、相关的误码图案可以被打散单个的、独
立的误码，使得检错和纠错更加可靠
z
交织过程引入了一帧延时，即26.66ms
8
寻呼信道
寻呼信道说明
z
寻呼信道用于通知移动台有呼入，传送信道分配
信息，发送系统开销信息
z
编码和交织后的寻呼信道符号用一个42阶的长
PN码进行扰码，长PN码的周期为
2
42
−1≈4.4×10
12
码片（在1.2288Mcps的速率
下将持续41天）
z
每个寻呼信道和基站所特有的长PN码序列的相
位偏置，是通过将移位寄存器的输出与42比特
的模板相异或形成的
9
寻呼信道说明
z
模板是从寻呼信道号以及以导频PN码偏置的形
式给出的基站ID所派生出来的，由下式给出：
11000xxxyyyyyy
yyy，其中xxx是寻呼信道号，而yyyyyyyyy是基
站的导频PN码序列的偏置序号
z
抽样后的PN码序列是原序列的某个位移，以原
速率的1/64运行
前向业务信道
10
前向业务信道说明
z
调制基本与寻呼信道相同，增加了CRC校验和
功率控制
z
变速率语音编码器按帧进行编码，经过一系列处
理后码率统一达到1.2288Mcps，再与Walsh序
列相乘
反向链路结构
z
反向链路包括两种信道：接入信道和业务信道，
移动台在某一时刻只发送一种信道，从不同时发
送
z
为了减少移动台能量，导频信道不在反向链路上
发送
11
反向链路信道分配
反向链路信道分配
z
前向链路的每个寻呼信道都至少对应一个反向链
路的接入信道，最多可以有32个接入信道，接
入信道被移动台用于初始化呼叫、响应基站的寻
呼要求或信息要求
z
反向业务信道用于将语音和数据发给基站，它的
数量等于前向链路业务信道的数量
z
不同用户用与前向链路上相同的一个42阶长PN
码序列的不同相位偏置来区别每个反向链路的信
道
12
反向链路发射机方框图
z
反向链路的正交调制器与前向链路不同，Q信道
有半个码片的延时，形成了OQPSK调制。延时
的作用是限制I路和Q路的码片数据一次只能变
一个，消除了穿越零点的相位变化，从而提供了
包络相对恒定的调制方案
z
分析表明QPSK的CDMA系统抗码间干扰性能与
BPSK的CDMA系统相比，有3dB的优势，同时
抗信道间干扰的性能也好一些
13
接入信道
接入信道说明
z
交织后的符号送入一个（64，6）的Walsh编码器。
Walsh编码是用每组6个编码符号来选择64个64阶Walsh
序列中的一个。这个步骤可以看作是一个(n=64,k=6)的
纠错编码，也可以解释为一种用二进制信道符号进行64
进制正交调制的形式
z
所有小区中的所有移动台都采用零偏置的短PN码；不同
用户的信号只用它们唯一的长PN码相位加以区别，长
PN码的作用是进行4倍扩频。对于接入信道，产生长PN
码不同相位的模板是伪随机产生的接入信道和相应的寻
呼信道编号以及基站辨识参数构成
14
反向业务信道
反向业务信道说明
z
为了减少反向链路的平均干扰，以增加用户容量，
在反向链路中，重复的符号通过“数据突发随机
器”将某一时间的长PN码序列的值作为“控制比
特”来伪随机地选择哪组符号将被发送
z
42级长PN码的偏置是用一个根据移动台电子序
列号设定的模板产生的
z
反向业务信道的传送开始于一个作为报头的全零
帧，以帮助基站捕获信号
15
THE END
16