无线信道技术与应用：寻呼信道转操作业务信道

不同的信道具有不同的信道结构，对信号的处理过程也各不相同。

IS-95系统的前反向物理信道，分为前向信道（Forward Channels）和反向信道（Re-verse Channels）（见图2-3-17）。前向信道（Forward Channels）：

①导频（Pilot）信道

②同步（Sync）信道

③寻呼（Paging）信道

④业务（Traffic）信道

反向信道（Reverse Channels）：

①接入（Access）信道

②业务（Traffic）信道

图2-3-17 无线信道图

1.前向信道

前向链路用正交扩频形成码分信道。正交序列是码长为64的Walsh序列，速率1.2288Mc/s与扩频序列相同。64个正交码分信道分配如下：W₀导频信道；W₁～W₇寻呼信道；W₃₂同步信道；其余为前向业务信道。前向64个信道的组成如图2-3-18所示。

前向信道的功能：

（1）导频信道（Pilot Channel）：导频信道传输的是一个不含用户数据信息的无调制、直接序列扩频信号，在导频信号中包含有引导PN序列的相位偏置和定时基准信息。导频信号是连续发送的，并且发射功率比其他信道高20dB，以使移动台可以迅速地捕获定时信息，获得初始系统同步，并提取用于信号解调的相干载波。导频信号还为移动台的越区切换提供依据，移动台通过对周围不同基站的导频信号进行检测和比较，以决定在什么时候进行切换。导频信号还是移动台开环功率控制的依据。

（2）同步信道（Sycn Channel）：同步信道传输的同步信息供移动台建立与系统的定时和同步。同步信息主要包括系统时间、引导PN序列的偏置指数、寻呼信道的数据率、长伪随机码的状态等。一旦同步建立，移动台通常不再使用同步信道，但当设备关机后重新开机时，还需要重新进行同步调整。当通信业务量很多，所有业务信道均被占用而不够使用时，同步信道也可临时改作业务信道使用。

（3）寻呼信道（Paging Channel）：每个基站有一个或几个寻呼信道，其功能是向小区内的移动台发送呼入信号、业务信道指配信息和其他信令。在需要时，寻呼信道也可以改作业务信道使用，直至全部用完。

（4）前向业务信道（Forward Traffic Channel）：前向业务信道用于基站到移动台之间的通信，主要传送用户业务数据。在业务信道中包含了一个功率控制子信道，传输用于移动台进行功率控制的控制信令，前向业务信道还传输越区切换的控制指令等信息。

前向信道的处理过程如下：

同步信道工作在1.2kbit/s；寻呼信道工作在9.6kbit/s或4.8kbit/s；前向业务信道可工作在四个速率：9.6kbit/s、4.8kbit/s、2.4kbit/s和1.2kbit/s。因为前向业务的数据在每帧（20ms）后含有8bit的尾比特，用来将卷积编码器置于规定状态，而在9.6kbit/s、4.8kbit/s数据中含有帧质量指示比特（即CRC校验比特）。因此，前向业务信道上的实际信息速率为8.6kbit/s、4.0kbit/s、2.0kbit/s及0.8kbit/s。

前向信道中数据在传输前都要经过卷积编码。同步信道和数据速率低于9.6kbit/s的寻呼信道、前向业务信道中，卷积编码后的各码元都要重复一次后再进行交织。交织后的寻呼信道和前向业务信道需要进行数据扰码，扰码器把交织输出码元和用户PN进行模2加，从而实现对信息的保密。另外，在前向业务信道中还包含了功率控制子信道，用于发送对移动台的功率控制比特。经过上述信号处理的前向信道上的所有信息都需用对应信道的Walsh码调制后，进入正交扩频和正交调制电路进行扩频和射频调制，然后，由天线发射出去。

当然，不同的前向信道，各信号处理部分的参数、指标及调制用的编码是各不相同的。前向信道结构和对信号的处理过程如图2-3-19所示。

图2-3-18 前向传输信道的逻辑信道结构

图2-3-19 前向信道生成图(www.xing528.com)

（1）导频信道。导频信道无数据调制，为小区内的MS提供同步。基站利用导频PN序列的时间偏置标识每个前向CDMA信道。导频信道用偏置指数（0～511）区别，偏置指数是相对于0的偏置值。偏置值=偏置指数×64（Chip）。同样的导频序列偏置可用于给定基站中所有的CDMA频率。

（2）同步信道。同步信道比特率为1.2kbit/s，帧长为80ms/3。I、Q通道PN序列与导频PN序列用相同偏置（同一基站）。

（3）寻呼信道。基本寻呼信道导频序列偏置与导频信道相同。

（4）前向业务信道。前向业务信道用于传输用户信息和信令信息。前向业务信道中，I、Q扩频调制采用和导频信道同样的PN序列，数据率逐帧确定，不同速率时每个符号的能量也不同。基站可执行参差前向业务信道帧，时间偏移由FRAME-OFFSET参数确定，帧质量指示用CRC完成。

空业务信道速率为1.2kbit/s，当无业务选择激活时，基站采用空业务信道数据来保持通路，使MS与BTS保持联系。空业务信道数据格式为连续的16个“1”加连续8个“0”。前向业务信道调制参数见表2-3-1。

表2-3-1 前向业务信道调制参数表

①速率是4.8kbit/s、2.4kbit/s、1.2kbit/s时，编码重复为2、4、8。

2.反向信道

反向传输信道由两种信道组成，即接入信道和业务信道，其结构如图2-3-20所示。业务信道与前向业务信道相同。接入信道与前向传输信道的寻呼信道相对应，传输指令、应答和其他有关信息，被移动台用来初始化呼叫等。CDMA反向传输信道与正向传输信道相似，只是具体参数有所不同。图2-3-20 CDMA反向传输信道的逻辑信道结构在一个CDMA频道上，反向信道利用具有不同相位偏移量的长码PN序列（2⁴²-1）码作为选址码，每一个长码相位偏移量代表一个确定的地址，而长码偏移量由代表信道或用户特征的掩码所决定。

图2-3-20 反向传输信道逻辑信道结构

两种传输信道的主要功能：

（1）接入信道（Access Channel）。当移动台没有业务通信时，移动台通过接入信道向基站进行登记注册、发起呼叫以及响应基站的呼叫等。在反向信道中，最少有一个，最多有32个接入信道。接入信道是一个随机接入的CDMA信道，每一个接入信道都要对应前向信道中的一个寻呼信道，但与一个特定寻呼信道相连的多个移动台可以同时抢占同一个接入信道，每一个寻呼信道最多可支持32个接入信道。

（2）反向业务信道（Reverse Traffic Channel）。反向业务信道用于在呼叫建立期间传输用户业务信息和指令信息。反向业务信道与前向业务信道的帧长度相同，为20ms。业务和信令都能使用这些帧。当一个业务信道被分配时，CDMA支持两种模式传送信令信息：空白突发序列（Blank and burst）模式和半空白突发序列（Dimand burst）模式。这两个模式在上行和下行链路上都能使用。采用空白突发序列模式时，一旦信令信息要发送，初始业务数据的一个或多个帧（如被编码的语音）就被信令数据代替。采用半空白突发序列模式传送信令，是因为在CDMA中使用了变速率声码器。在此模式中，声码器运行在1/2、1/4或1/8模式的其中一个模式上，由于没有使用全速声码器，节省的比特可为信令使用。只有在全速率发送时，在此模式上的声码器速率会受到限制。由于半空白突发序列模式语音质量下降基本上不易被察觉，所以它比空白突发序列模式有更大的优势。

反向各不同逻辑信道的处理过程（反向信道结构图）如图2-3-21所示。

接入信道用4.8kbit/s的数据速率；反向业务信道用9.6kbit/s、4.8kbit/s、2.4kbit/s和1.2kbit/s的可变速率。两种信道均要加入尾比特，反向业务信道数据率为9.6kbit/s和4.8kbit/s时，还要加帧质量指示比特（CRC校验比特）。接入信道和反向业务信道所传的数据都要进行卷积编码、码元重复（与前向信道一样），然后进行交织、Walsh码的正交调制。在反向业务信道中，为了减小移动台的功耗，并减少对其他移动台的干扰，对交织后输出的码元用一个时间滤波器进行选通，只允许所需码元输出而删除其他重复码元。在选通过程中，把20ms分成16个等长的功率控制段，并按0～15进行编号，每段1.25ms，选通突发位置由前一帧内倒数第2个功率控制段（1.25ms）中最后14个PN码比特进行控制。根据一定规律，某些功率段通过，某些功率段被截去，保证进入交织的重复码元中只发送其中一个。但是，在接入信道中，两个重复码元都要传送。

图2-3-21 反向信道结构图

图2-3-21 反向信道结构图（续）

然后，不同用户的反向信道的信号用不同的长码进行数据扰码后，进入正交扩频和正交调制电路进行扩频和射频调制，最后，由天线发射出去。

在前向/反向业务信道都提供基本业务、信令业务和辅助业务的传输，为同时在一条业务信道上传送多种业务，需要进行复用选择。复用选择传输基本业务、信令业务、辅助业务，复用选择只对9.6kbit/s速率有效。

信令传输有两种模式：空白-突发和模糊-突发。辅助业务在有基本业务时，基本业务和辅助业务经模糊-突发模式传输；无基本业务时，辅助业务用空白-突发模式传输。