4．7．3　CDMA2000　1x的空中接口概述

CDMA2000　1x的空中接口采用分层的协议结构，不同层次执行不同的功能，并形成不同的技术标准。空中接口协议的分层化是CDMA2000　1x较之IS－95标准进步的一个主要方面。协议的分层化使各层标准能够专注于相应的功能，使协议结构更加清晰，更加有利于理解与实现。CDMA2000　1x空中接口的结构如图4．18所示。

图4．18　CDMA2000　1x空中接口协议结构

CDMA2000　1x空中接口的协议结构中包括：物理层、链路层以及高层。其中物理层对应于OSI参考模型的第1层，链路层对应于OSI参考模型的第2层，高层则对应于OSI参考模型的3～7层。

1．物理层

物理层是CDMA2000　1x系统空中接口协议结构的最低层，物理层的承载媒体为空中的无线电波。物理层协议包括移动台和基站的各种空中接口参数。主要包括CDMA系统的定时、频率参数、编码、扩频及射频调制参数，各种前向和反向物理信道规范等。

2．链路层

CDMA2000　1x空中接口的第2层，实现了高层信令与业务向物理信道的映射与复用，为信令和业务数据提供一定的服务质量保证机制，完成信令信息的寻址、鉴权等功能。

链路层协议包括两个协议层次：媒体接入控制子层（MAC）和链路接入控制子层（LAC）。

（1）媒体接人控制子层（MAC）

CDMA2000　1x系统的接入过程与MAC子层的实现紧密相连。MAC子层负责话音、电路交换数据、分组交换数据到物理层的接入过程。在MAC子层采用QoS控制机制来平衡多个并发业务的不同QoS需求。

MAC子层包含三个主要部分：信令无线突发协议（SRBP）子层、无线链路协议（RLP）子层以及复用与QoS子层。

·SRBP子层：用于将短数据突发以及信令提交给复用子层，在MAC层中是一个对信令消息提供无连接协议的实体。

·RLP子层：在上层业务应用与底层物理连接之间的重要接口上完成数据业务的传递，RLP使用了基于否定应答（NAK）的重传机制。

·复用及QoS子层：具有发送和接收两种功能。发送功能用于将各种来源（如高层信令、数据业务实例和话音业务）的信息合并（复用）起来，形成物理层服务数据单元（SDU），通过物理层发送出去，并根据QoS的等级来确定业务发送的优先等级。接收功能用于将物理层SDU中的信息分段重装，并发向对应的上层实体（如高层信令、数据业务实例或话音业务）。

（2）链路接入控制子层（LAC）

LAC子层主要与信令消息相关，其功能是确保高层的信令在无线信道的正确传输和发送，完成信令消息的打包、分割、重装、寻址、鉴权以及重传控制。

LAC子层包括五个子分层，包括：鉴权子层、ARQ子层、寻址子层、功用子层和分割与重装子层。LAC子层中的ARQ协议采用基于肯定应答（ACK）的选择重传协议。

3．高层

CDMA2000lx系统中定义的高层协议侧重于描述系统控制消息（信令）的交互。其中第3层通过LAC子层提供的服务，按照协议所规定的语法和定时关系来发送和接收移动台和基站之间的信令消息，为高层提供特定应用服务。

接下来介绍几个与物理层的关系非常密切的概念：扩频速率、无线配置、物理信道与逻辑信道。

（1）扩频速率（Spreading Rate）：简称“SR”，指前向或反向链路上的PN码片速率。SR有两种：

·SR1：通常称为“1X”或“1x”，SR1的前向和反向CDMA信道在单载波上都采用码片速率为1．228　8M片／s的直接序列（DS）扩频。

·SR3，通常称为“3X”或“3x”，SR3的前向CDMA信道有3个载波，每个载波上都采用1．228　8M片／s的DS扩频，总称多载波（MC）方式；SR3的反向CDMA信道在单载波上采用码片速率为3．686　4M片／s的DS扩频。

SR1和SR3的频带配置方式包括独立配置、混合配置和重叠配置（其调制方式保证了两种模式之间的正交性或准正交性），如图4．19所示。在混合配置方式下，当前向链路配置为SR3，反向链路配置为SR1时，可以实现非对称的数据业务传送。在重叠配置方式下，SR1和SR3共享相同的前向公共信道（如同步信道等），这样便可以保证系统可以同时支持工作于SR1或SR3的MS，即两种MS解调同一个同步信道，然后再根据同步信道中系统的基本参数来配置自身，工作在各自所支持的模式下。

图4．19　SR1和SR3的频带配置

（2）无线配置（Radio Configuration）：简称“RC”。RC指一系列前向或反向业务信道的工作模式。每种RC支持一组数据速率，其差别在于物理信道的各种参数，包括差错控制编码、调制特性和扩频速率等。

CDMA2000的前向业务信道支持RC1～RC9，反向业务信道支持RC1～RC6。其中RC1和RC2用于后向兼容IS－95系统。RC1对应于IS－95B的速率集1（Rate Set　1，RS1，即9．6kbit／s速率系列），RC2对应于IS－95B的速率集2（Rate Set　2，RS2，即14．4kbit／s速率系列）。

CDMA2000前向链路业务信道的RC及其特性如表4．2所示，CDMA2000反向链路业务信道的RC及其特性如表4．3所示。

（3）物理信道：指基站与移动台之间无线链路的通信路径，用大写字母的缩写表示。信道名称的第一个字母表示信道的方向（F表示前向，R表示反向），然后是一个连字符，连字符后为信道的名称缩写。如前向导频信道的名称为F－PICH。

（4）逻辑信道：指移动台与基站之间协议层的通信路径，是在物理层之上，为了更好地定义和控制各种业务，引入的概念。根据所传输信息的方向（前向／反向）、内容（信令／用户数据）以及是对单个用户还是多个用户（公共／专用），可以对逻辑信道进行分类。逻辑信道用小写字母的缩写表示，如f－csch表示前向公共信令信道。

表4．2　CDMA2000前向链路业务信道RC及其特性

表4．3　CDMA2000反向链路业务信道RC及其特性

MAC层和LAC层都在逻辑信道上传送信令与数据。逻辑信道的信息最终要在一个或者多个物理信道上承载。这种逻辑信道与物理信道之间的对应关系称为映射。映射可以是永久性的，也可以只在一个呼叫期间内进行定义。例如，f－csch携带的信息最终可以映射到F－SYNCH（前向同步信道）、F－PCH（前向寻呼信道）以及F－BCCH（前向广播控制信道）。