[信息与通信]CDMA原理培训第二版ppt课件

1、CBEC_011_C1ZXC10中兴中兴CDMA基基站系统员工初级培训根底知识模块站系统员工初级培训根底知识模块CDMA原理第二版原理第二版CDMA的简介的简介CDMA规范演进规范演进挪动信道特性挪动信道特性扩频通讯原理扩频通讯原理IS-95系统空中接口特点系统空中接口特点IS-95系统信道构成系统信道构成cdma2000 1x系统信道构成系统信道构成关键技术简要引见关键技术简要引见CDMA蜂窝挪动通讯网特点蜂窝挪动通讯网特点 主要内容主要内容CDMA简介CDMA规范演进挪动信道特性扩频通讯原理IS-95系统空中接口特点和信道构成cdma2000 1x系统信道构成关键技术简要引见CDMA蜂窝挪

2、动通讯网特点 提纲提纲蜂窝挪动通讯系统的演化及趋势蜂窝挪动通讯系统的演化及趋势第第一一代代 第第二二代代 第第三三代代 模模拟拟 数数字字 数数字字 话话音音 话话音音、数数据据 话话音音、高高速速数数据据 A AMMP PS S C CD DMMA A C CD DMMA A2 20 00 00 0 T TA AC CS S G GS SMM/ /T TD DMMA A G GP PR RS S WW_ _C CD DMMA A 8 80 0 年年代代 1 19 99 91 1 1 19 99 99 9 2 20 00 01 1 2 20 00 02 2 AMPS: Advanced Mob

3、ile Phone SystemAMPS: Advanced Mobile Phone SystemTACS: Total Access Communication SystemTACS: Total Access Communication SystemGPRS: General Packet Radio Services-GPRS: General Packet Radio Services-通用分组无线业务通用分组无线业务一一 CDMA CDMA开展历史和现状国际开展历史和现状国际9090年代初，年代初，QualcommQualcomm公司初次将公司初次将CDMACDMA技术引入民用通讯

4、领域；技术引入民用通讯领域；19931993年，第一个年，第一个CDMACDMA规范规范IS95IS95发布；发布；19961996年，年，CDMACDMA规范规范IS95AIS95A发布；发布；20002000年，年，CDMA2000-1XCDMA2000-1X规范规范IS-2000 Release 0 IS-2000 Release 0 、Release ARelease A出台；出台；20002000年，年，1XEV-DO1XEV-DO、1XEV-DV1XEV-DV等宽带等宽带CDMACDMA技术纷纷出台，部分提案技术纷纷出台，部分提案曾经被曾经被3GPP23GPP2采用；采用；CDMA

5、技术开展概略技术开展概略CDMACDMA技术在世界范围内的运用技术在世界范围内的运用(目前全球约有目前全球约有5050个左右国家正在运用个左右国家正在运用CDMACDMA网络，其中网络，其中CDMACDMA作为主要作为主要挪动通讯网络的包括美国、韩国、日本、澳大利亚等国家以及南美挪动通讯网络的包括美国、韩国、日本、澳大利亚等国家以及南美洲的一些地域。目前洲的一些地域。目前CDMACDMA用户已超用户已超1 1亿，占挪动用户总数的亿，占挪动用户总数的20%20%(CDMACDMA在全球的普及程度会进一步加大，根据在全球的普及程度会进一步加大，根据DatacommDatacomm数据公司的预数据公

6、司的预测，在未来测，在未来5 5年内，年内，CDMACDMA全球用户数有望占到总挪动用户数的全球用户数有望占到总挪动用户数的35%35%二二 CDMA CDMA 开展历史和现状国内开展历史和现状国内19971997年，中国的北京、西安、上海、广州建有年，中国的北京、西安、上海、广州建有CDMACDMA实验网中国长城网，实验网中国长城网，133133网网19971997年开场，国内设备制造商相继开场投巨资开发年开场，国内设备制造商相继开场投巨资开发CDMACDMA产品产品19991999年年2 2月，联通与月，联通与QUALCOMMQUALCOMM签署知识产权框架协议签署知识产权框架协议1999

7、1999年年1111月中兴、大唐、华为等厂家相继开发出月中兴、大唐、华为等厂家相继开发出MSCMSC产品产品20002000年年5 5月，国内月，国内8 8家企业与家企业与QUALCOMMQUALCOMM签署签署R&DR&D协议协议20002000年年7 7月，中兴推出国内首家独立开发的月，中兴推出国内首家独立开发的BSSBSS产品和手机产品产品和手机产品CDMA开展概述国内开展概述国内三中兴三中兴CDMA CDMA 研发概略研发概略9595年，启开工程年，启开工程-CDMA-CDMA挪动通讯挪动通讯9898年年3 3月，经国家计委同意立项月，经国家计委同意立项9999年年11

8、11月，中兴率先与月，中兴率先与QualcommQualcomm公司签定公司签定CDMA 20002000年年3 3月，基站系统联通，进入整机测试阶段。月，基站系统联通，进入整机测试阶段。20002000年年3 3月，中兴月，中兴CDMACDMA手机研制开发胜利手机研制开发胜利20002000年年7 7月底月底-8-8月初，月初，ZXC-10 BSSZXC-10 BSS开通实验局开通实验局20002000年年1010月，月，ZXC-10 BSSZXC-10 BSS和手机批量消费和手机批量消费中兴中兴CDMA开展概述开展概述中兴通讯在国内中兴通讯在国内CDMACDMA领域的特殊位置领域的特殊位置

9、 研发最早 投资最大 成果最多 曲折最多第一个与高通公司签署研发协议第一个获得基站入网证第一个开通国产基站设备的商用局第一个CDMA机卡分别手机第一个打通cdma2000-1x语音中兴参与规范制定及课题研讨中兴参与规范制定及课题研讨中国无线规范研讨组中国无线规范研讨组CWTSCWTS的正式成员；的正式成员；3GPP3GPP、3GPP23GPP2的正式成员；的正式成员；Qualcomm IPR Qualcomm IPR 谈判小组成员；谈判小组成员；直接参与制定：直接参与制定：800MHz CDMA 800MHz CDMA 承当两项承当两项“863863国家高科技攻关工程第三代挪动通讯研讨的课题国

10、家高科技攻关工程第三代挪动通讯研讨的课题中兴通讯在国内中兴通讯在国内CDMACDMA 领域的特殊位置领域的特殊位置中兴通讯在国内中兴通讯在国内CDMACDMA领域的特殊位置领域的特殊位置CDMA简介CDMA规范演进挪动信道特性扩频通讯原理IS-95系统空中接口特点和信道构成cdma2000 1x系统信道构成关键技术简要引见CDMA蜂窝挪动通讯网特点 提纲提纲19961999200020019.6kbps64kbps153.6/307.2kbpsIS95AIS95Bcdma20001xcdma20001xEV-DOcdma20001xEV-DV2.4Mbps4-6Mbpscdma2000空中接口

11、演进空中接口演进cdma2000cdma2000规范进展情况规范进展情况 20002000年年6 6月，公布月，公布IS-2000 Release AIS-2000 Release A规范规范 1xEV-DO (Data Only)1xEV-DO (Data Only) 与与IS-95 AIS-95 A、B B、cdma2000 1X RTTcdma2000 1X RTT同一频段同一频段 前向峰值数据速率前向峰值数据速率2.4 Mbps2.4 Mbps；反向峰值数据速率；反向峰值数据速率1Mbps1Mbps1xEV-DV1xEV-DV目前有多家公司提出技术方案目前有多家公司提出技术方案2001

12、2001年年5 5月将构成最后的规范月将构成最后的规范与与IS95-A/B IS95-A/B 以及以及cdma2000 1X RTTcdma2000 1X RTT系统后向兼容系统后向兼容前向和反向均高于前向和反向均高于IMT2000IMT2000要求的数据速率要求的数据速率前向前向4.8 Mbps 4.8 Mbps ，反向，反向 614 Kbps 614 Kbps 1XEV-DO1XEV-DO、1XEV-DV1XEV-DV技术对比技术对比 1XEV-DO1XEV-DO：利用单独的载频实现：利用单独的载频实现高速数据传输；高速数据传输； 优点：多个接入终端优点：多个接入终端ATAT实践实践上时分

13、复用一切载频资源进展数上时分复用一切载频资源进展数据传送，控制简单，本钱较低据传送，控制简单，本钱较低 缺陷：由于话音和数据呼叫的呼缺陷：由于话音和数据呼叫的呼叫模型不同，能够会导致频率资叫模型不同，能够会导致频率资源浪费源浪费 1XEV-DV1XEV-DV：同一窄频内既可以：同一窄频内既可以传送话音，又可以传送高速数传送话音，又可以传送高速数据；据； 优点：使频率资源得到了有效优点：使频率资源得到了有效地利用地利用 缺陷：控制复杂，本钱较高缺陷：控制复杂，本钱较高CDMA简介CDMA规范演进挪动信道特性扩频通讯原理IS-95系统空中接口特点和信道构成cdma2000 1x系统信道构成关键技术

14、简要引见CDMA蜂窝挪动通讯网特点 提纲提纲由多径传播传播引起的多径干扰指无线电波因传输途径的不同引起到达时间的不同而导致接纳端码元的相互关扰。挪动信道中多径的产生主要是由于庞大建筑物对信号的反射呵斥的。从挪动站的角度看，就是一样的信号以不同的时间和方向到达挪动站 。多径传播多径传播挪动站接纳到的信号能量仅是发射信号能量的一部分，并且由于多径信号到达挪动所传输的途径不同和到达时间的不同，而呵斥相位的不同。这样多径信号之间就会产生相互相减的效应，呵斥极其严重的衰落景象，使信号的信噪比严重下降，影响接纳效果。假设是宽带通讯，信号的频谱较宽，还会发生频率选择性衰落。这主要是由于针对不同的多径情况，不

15、同频率产生的衰落深度也不同，呵斥有的频率分量完全被多径抵消掉。多径传播多径传播思索题：思索题：多径信号对通讯是有用还多径信号对通讯是有用还是无用？是无用？当挪动站进入建筑物阴影时由于大部分信号能量被建筑物阻挠会发生衰落，挪动站仅能接纳到从其它物体的反射来的信号或绕射来的信号。但这种衰落相对多径引起的衰落来说变化速度要慢的多，所以称之为慢衰落，它不像快衰落那样难以对付。 衰落指在接纳端信号的振幅总是呈现出忽大忽小的随机变化的景象。根据继续时间长短，衰落普通有快慢之分。快衰落大部分是由于多径传播引起，它使得信号严重失真。慢衰落是由不同类型的大气折射或行进过程中地形等其它妨碍物的影响而产生的。信号阴

16、影信号阴影在生活中我们常会遇到这样的情形，当一辆警车迎面急驶而来时我们会觉得警笛的声音越来越刺耳尖利，而当其远离驶去时又变得缓和起来。这就是多普勒频移呵斥的频率变化。多普勒频移指多径效应不仅可使发射信号的振幅发生变化，而且可使发射信号的频率构造发生变化，呵斥相位起伏不定，它导致数据信号的错误接纳。根据上述公式，我们可以很清楚的计算出由于挪动台挪动速度导致的多普勒频移，当两者之间有一定的可比性时，产生了严重的影响。当人们持手机在低速运动形状下打时，多普勒频移可以忽略不计，但当人们坐在高速行驶的汽车上打时，就不得不思索多普勒频移的影响了。 多普勒频移多普勒频移CDMA简介CDMA规范演进挪动信道特

17、性扩频通讯原理IS-95系统空中接口和信道构成cdma2000 1x系统信道构成关键技术简要引见CDMA蜂窝挪动通讯网特点 提纲提纲扩频通讯，即扩展频谱通讯扩频通讯，即扩展频谱通讯(Spread Spectrum Communication) 。扩频通讯技术是一种信息传输方式，在发端采用扩频码调扩频通讯技术是一种信息传输方式，在发端采用扩频码调制，使信号所占的频带宽度远大于所传信息必需的带宽，制，使信号所占的频带宽度远大于所传信息必需的带宽，在收端采用一样的扩频码进展相关解调来解扩以恢复所传在收端采用一样的扩频码进展相关解调来解扩以恢复所传信息数据。信息数据。扩频技术包括以下几种方式：直接序列

18、扩展频谱，简称直扩频技术包括以下几种方式：直接序列扩展频谱，简称直扩扩DS，跳频，跳频FH，跳时，跳时TH，线性调频，线性调频Chirp。此外，还有这些扩频方式的组合方式，如。此外，还有这些扩频方式的组合方式，如FH/DS、TH/DS、FH/TH等。在通讯中运用较多的主要是等。在通讯中运用较多的主要是DS、FH和和FH/DS。扩频概念扩频概念扩频通讯技术具有以下特点：扩频通讯技术具有以下特点：1 很强的抗干扰才干。其抗干扰才干与其频带的扩展很强的抗干扰才干。其抗干扰才干与其频带的扩展倍数成正比，频谱扩展得越宽，抗干扰的才干越强。倍数成正比，频谱扩展得越宽，抗干扰的才干越强。2可进展多址通讯。虽

19、然可进展多址通讯。虽然CDMA扩频系统占用了很宽的扩频系统占用了很宽的频带，但由于各网可在同一时辰共用同一频段，其频谱利频带，但由于各网可在同一时辰共用同一频段，其频谱利用率甚至比单路单载波系统还要高。用率甚至比单路单载波系统还要高。CDMA是未来全球个是未来全球个人通讯的一种主要的多址通讯方式。人通讯的一种主要的多址通讯方式。3平安严密。由于扩频系统将传送的信息扩展到很宽的平安严密。由于扩频系统将传送的信息扩展到很宽的频带上去，其功率密度随频谱的展宽而降低，甚至可以将频带上去，其功率密度随频谱的展宽而降低，甚至可以将信号淹没在噪声中。信号淹没在噪声中。4抗多径干扰。它是利用扩频所用的扩频码的

20、相关特性抗多径干扰。它是利用扩频所用的扩频码的相关特性来到达抗多径干扰，甚至可利用多径能量来提高系统的性来到达抗多径干扰，甚至可利用多径能量来提高系统的性能。能。扩频概念扩频概念香农香农(Shannon)在信息论的研讨中得出了信道容量的公式在信息论的研讨中得出了信道容量的公式 )1 (log2NSBC这个公式指出：假设信息传输速率这个公式指出：假设信息传输速率C不变，那么带宽不变，那么带宽W和和信噪比信噪比P/N是可以互换的是可以互换的 香农公式香农公式fS(f)f0扩频前的信号频谱信号ff0扩频后的信号频谱信号S(f)ff0解扩频前的信号频谱信号干扰噪声S(f)ff0解扩频后的信号频谱信号干

21、扰噪声S(f)接纳端发送端扩频频谱变化扩频频谱变化扩频系统有一个重要的概念就是扩频增益。扩频系统有一个重要的概念就是扩频增益。扩频通讯系统由于在发送端扩展了信号频谱，在接纳端解扩频通讯系统由于在发送端扩展了信号频谱，在接纳端解扩复原了信息，这样的系统带来的益处是大大提高了抗干扩复原了信息，这样的系统带来的益处是大大提高了抗干扰容限。实际分析阐明，各种扩频系统的抗干扰性能与信扰容限。实际分析阐明，各种扩频系统的抗干扰性能与信息频谱扩展后的扩频信号带宽比例有关。息频谱扩展后的扩频信号带宽比例有关。普通把扩频信号带宽普通把扩频信号带宽W与信息带宽与信息带宽F之比称为处置增益之比称为处置增益GP，即：

22、，即：GPW/F。扩频增益扩频增益多址方式是许多用户地址共同运用同一资源频段相互多址方式是许多用户地址共同运用同一资源频段相互通讯的一种方式。通讯的一种方式。对于对于CDMA系统来说就是，许多的用户在同一时间运用一系统来说就是，许多的用户在同一时间运用一样的频点。样的频点。由于运用共同的传输频段，各用户间系统各单元之间能够由于运用共同的传输频段，各用户间系统各单元之间能够会产生相互关扰称为多址干扰，同时也称为自干扰。为了会产生相互关扰称为多址干扰，同时也称为自干扰。为了消除或减少多址干扰，不同用户的信号必需具有某种特征消除或减少多址干扰，不同用户的信号必需具有某种特征以便接纳机可以将不同用户信

23、号区分开，这一过程称作信以便接纳机可以将不同用户信号区分开，这一过程称作信号分割。号分割。多址方式多址方式主要的信号分割或多址方式有：主要的信号分割或多址方式有：频分方式：不同用户运用不同频带实现信号分割；频分方式：不同用户运用不同频带实现信号分割；时分方式：不同用户运用不同时隙实现信号分割；时分方式：不同用户运用不同时隙实现信号分割；码分方式：一切用户运用同一频带在同一时间传送信号，码分方式：一切用户运用同一频带在同一时间传送信号，其信号分割是利用不同用户信号地址码波形之间的正交性其信号分割是利用不同用户信号地址码波形之间的正交性或准正交性来实现的，这种方式即称为码分多址方式。或准正交性来实

24、现的，这种方式即称为码分多址方式。空间分割：空间分割：PDMA方式。方式。多址方式多址方式频谱利用率高，一样频谱情况下容量是模拟系统的频谱利用率高，一样频谱情况下容量是模拟系统的810810倍倍; ;是是GSMGSM的的4-4-6-6倍；倍；FrequencyTimePowerFrequencyTimePowerFrequencyTimePowerFDMATDMACDMA采用调频的多址技术采用调频的多址技术. .业务信道在不同业务信道在不同频段分配给不同的用户。频段分配给不同的用户。TACSTACS、AMPSAMPS采用时分的多址技术。业务信道在不采用时分的多址技术。业务信道在不同的时间分配给

25、不同的用户同的时间分配给不同的用户GSMGSM、DAMPSDAMPSCDMACDMA是采用扩频的码分多址技术。一是采用扩频的码分多址技术。一切用户在同一时间、同一频段上、根切用户在同一时间、同一频段上、根据不同的编码获得业务信道据不同的编码获得业务信道CDMA扩频扩频在在CDMA系统中，给每一用户分配一个独一的码序列扩系统中，给每一用户分配一个独一的码序列扩频码，普通采用伪随机码，并用它对承载信息的信号进频码，普通采用伪随机码，并用它对承载信息的信号进展编码。知道该码序列用户的接纳机对收到的信号进展解展编码。知道该码序列用户的接纳机对收到的信号进展解码，并恢复出原始数据，这是由于该用户码序列与

26、其它用码，并恢复出原始数据，这是由于该用户码序列与其它用户码序列的相互关是很小的，因此对每个用户都可以提供户码序列的相互关是很小的，因此对每个用户都可以提供三个通讯的要素。三个通讯的要素。CDMA扩频扩频隐蔽性好，严密性好隐蔽性好，严密性好, , 很难被盗打很难被盗打伪随机序列伪随机序列信源信号信源信号TX解调信号解调信号RX伪随机序列伪随机序列扩频信号每个用户都深深淹没在每个用户都深深淹没在噪声里噪声里CDMA扩频简单实现扩频简单实现假设假设4个用户，某一时辰的信息数据分别为：个用户，某一时辰的信息数据分别为：d11，1d21，1d31，1d41，1演算演算41各自的地址码扩频码分别为：各自

27、的地址码扩频码分别为：W1=1,1,1,1,1,1,1,1W2=1,-1,1,-1,1-1,1-1W3=1,1,-1,-1,1,1,-1,-1W4=1,-1,-1,1,1,-1,-1,1将将W和和S的对应位相乘得的对应位相乘得S=W*dS1=1,1,1,1,1,1,1,1S2=1,-1,1,-1,-1,1,-1,1S3=-1,-1,1,1,1,1,-1,-1S4=-1, 1, 1,-1,-1,1,1,-1演算演算42如今用如今用W2与这些与这些S分别相乘得分别相乘得JW2*SJ1=1,-1,1,-1,1,-1,1,-1J2=1, 1,1,1,-1,-1,-1,-1J3=-1, 1,1,-1,1

28、,-1,-1,1J4=-1, -1, 1,1,-1,-1,1,1演算演算43以上以上J1J4的混合信号经过积分或低通滤波的混合信号经过积分或低通滤波电路后，得到的是什么信号？电路后，得到的是什么信号？演算演算441，1CDMA简介CDMA规范演进挪动信道特性扩频通讯原理IS-95系统空中接口和信道构成cdma2000 1x系统信道构成关键技术简要引见CDMA蜂窝挪动通讯网特点 提纲提纲掌握！掌握！800M频段频段下行：下行：869 894 MHz 发发; 824 849 MHz 收收上行：上行：824 849 MHz 发；发；869 894 MHz 收收信道数信道数6 4 码分信道码分信道/每

29、每1.25 MHz RF每一小区每一小区cell 可分为可分为3个扇区，可共用一个个扇区，可共用一个RF每一网络分每一网络分9 个个RF,其中收发各占其中收发各占12.5 MHz , 共占共占25 MHzRF 带宽带宽第一信道第一信道21.77 MHz，其他信道，其他信道21.23 MHzIS-95系统空中接口和信道构成系统空中接口和信道构成了解了解扩频调制：扩频调制：QPSK 基站、基站、OQPSK 挪动台挪动台扩频方式：扩频方式：DS-PN数字滤波器带宽数字滤波器带宽1.25 MHz话音编码：可变速率话音编码：可变速率CELP , 最大速率为最大速率为8 kbit / s, 最大数据最大数

30、据速率为速率为9 . 6 kbit / s , 幀长幀长2 0 ms信道编码：卷积编码信道编码：卷积编码PN 码：码片速率为码：码片速率为1.2288 Mchip/s 导频：前向链路用导频信号作同步跟踪用导频：前向链路用导频信号作同步跟踪用接纳方式：采用接纳方式：采用RAKE 接纳：挪动台接纳：挪动台3径径RAKE , 基站基站4径径RAKE IS-95系统空中接口和信道构成系统空中接口和信道构成IS-95系统空中接口和信道构成系统空中接口和信道构成CDMA简介CDMA规范演进挪动信道特性扩频通讯原理IS-95系统空中接口和信道构成cdma2000 1x系统信道构成关键技术简要引见CDMA蜂窝

31、挪动通讯网特点 提纲提纲cdma2000 1x系统信道构成系统信道构成了解了解IS-95系统采用系统采用64位位Walsh码，码，cdma2000 1x系统最高可系统最高可采用采用128位位Walsh码，提高系统容量码，提高系统容量, ；快速前向功率控制添加前向容量；快速前向功率控制添加前向容量；前向发送分集添加前向容量前向发送分集添加前向容量补充信道补充信道SCH支持高速分组数据业务支持高速分组数据业务引入引入Turbo编码添加系统的吞吐量；编码添加系统的吞吐量；反向辅助导频信道反向链路相关解调采用相关解调反向辅助导频信道反向链路相关解调采用相关解调，提高反向容量，提高反向容量灵敏的帧长度满

32、足不同的分组数据业务要求灵敏的帧长度满足不同的分组数据业务要求对于话音业务，对于话音业务，IS-95挪动台可任务在挪动台可任务在1x的载波中，的载波中，1x的挪动台也可任务中的挪动台也可任务中IS-95的载波中。的载波中。cdma2000 1x系统特点系统特点了解了解加强的加强的A1接口支持并发业务，支持紧急呼叫接口支持并发业务，支持紧急呼叫引入用户区域为用户在不同地理区域提供不同的效引入用户区域为用户在不同地理区域提供不同的效力力A10/A11接口支持分组数据接口支持分组数据PCF和和PDSN之间的平安联盟支持平安可靠的传输之间的平安联盟支持平安可靠的传输支持支持Mobile IP支持分组数

33、据的宏挪动支持分组数据的宏挪动PDSN/FA之间之间提供了三角定位功能提供了三角定位功能cdma2000 1x系统特点系统特点CDMA简介CDMA规范演进挪动信道特性扩频通讯原理IS-95系统空中接口和信道构成cdma2000 1x系统信道构成关键技术简要引见CDMA蜂窝挪动通讯网特点 提纲提纲功率控制功率控制分集接纳分集接纳软切换软切换卷积编码卷积编码块交错技术块交错技术语音编码技术语音编码技术关键技术关键技术在在CDMA系统中，功系统中，功率控制被以为是一切率控制被以为是一切关键技术的中心。关键技术的中心。假设小区中的一切用假设小区中的一切用户均以一样功率发射户均以一样功率发射，那么接近基

34、站的挪，那么接近基站的挪动台到达基站的信号动台到达基站的信号强，远离基站的挪动强，远离基站的挪动台到达基站的信号弱台到达基站的信号弱，导致强信号掩盖弱，导致强信号掩盖弱信号，这就是挪动通信号，这就是挪动通讯中的讯中的“远近效应远近效应问题。问题。AB功率控制功率控制由于CDMA是一个自干扰系统，一切用户共同运用同一频率，所以“远近效应问题更加突出。CDMA系统中某个用户信号的功率较强，对该用户被正确接受是有利的，但却会添加对共享的频带内其它的用户的干扰，甚至淹没有用信号，结果使其它用户通讯质量劣化，导致系统容量下降。为了抑制远近效应，必需根据通讯间隔的不同，实时地调整发射机所需的功率，这就是“

35、功率控制。CDMA系统的容量主要受限于系统内挪动台的相互关扰，所以假设每个挪动台的信号到达基站时都到达所需的最小信噪比，系统容量将会到达最大值。CDMA功率控制的目的就是既维持高质量通讯，又不对占用同一信道的其它用户产生不应有的干扰。 功率控制功率控制1. 前向功率控制对于前向链路，当挪动台向小区边缘挪动时，收到基站的信号会逐渐减小，遭到邻区基站的干扰会明显添加；当挪动台向基站方向挪动时，挪动台遭到本区的多径干扰会添加。这两种干扰将影响信号的接纳，使通讯质量下降，甚至无法建链。因此，在CDMA系统的前向链路中引入了功率控制，经过调整业务信道的基站发射机功率，使前向业务信道的发射功率在满足挪动台

36、解调最小需求信噪比的情况下尽能够小。功率控制功率控制2. 反向功率控制为了抑制远近效应，CDMA系统还采用了反向功率控制。反向功率控制用来控制挪动台的发射功率，以使挪动台的发射信号在到达基站时满足一定的解调要求的前提下，发射功率尽量的降低，来满足小区反向容量的要求。由于不同的挪动台反向信号是相互关扰的，实际上只需让进展一样业务的挪动台到达基站的功率程度相一致，才干到达反向容量最大化的要求。功率控制功率控制3. 小区呼吸功率控制它主要用于调理系统中各小区的负载。前向链路边境是指两个基站之间的一个物理位置，当挪动台处于该位置时，其接纳机无论接纳那一基站的信号都有一样的性能，反向链路切换边境是指挪动

37、台处于该位置，两个基站的接纳机相对于该挪动台有一样的性能。基站小区呼吸控制是为了坚持前向链路切换边境与反向链路切换边境“重合，以使系统容量到达最大，并防止切换发生问题。详细手段是经过调整导频信号功率占基站总发射功率的比例，到达控制小区覆盖面积的目的。算法涉及初始形状调整、反向链路监视、前导游频功率增益调整等详细技术的设计。功率控制功率控制在在CDMA调制系统中，不同的途径可以各自独立接纳。分调制系统中，不同的途径可以各自独立接纳。分集接纳是减少衰落的好方法，它充分利用传输中的多径信集接纳是减少衰落的好方法，它充分利用传输中的多径信号能量，它也同时把时域、空域、频域中分散的能量搜集号能量，它也同

38、时把时域、空域、频域中分散的能量搜集起来，以改善传输的可靠性，从而显著的降低多径衰落的起来，以改善传输的可靠性，从而显著的降低多径衰落的严重性。严重性。分集技术分集技术空间分集空间分集在基站间隔一定间隔设定几副天线，独立地接纳、发射信在基站间隔一定间隔设定几副天线，独立地接纳、发射信号，可以保证每个信号之间的衰落独立，采用选择性合并号，可以保证每个信号之间的衰落独立，采用选择性合并技术从中选出信号的一个输出，利用不同地点空间收技术从中选出信号的一个输出，利用不同地点空间收到的信号衰落的独立性，实现抗衰落。到的信号衰落的独立性，实现抗衰落。极化分集极化分集它利用在同一地点两个极化方向相互正交的天

39、线发出的信它利用在同一地点两个极化方向相互正交的天线发出的信号，可以呈现出不相关的衰落特性进展分集接纳，即在收号，可以呈现出不相关的衰落特性进展分集接纳，即在收发端天线上安装程度与垂直极化天线，就可以把得到的两发端天线上安装程度与垂直极化天线，就可以把得到的两路衰落特性不相关的信号进展极化分集。其优点是：构造路衰落特性不相关的信号进展极化分集。其优点是：构造紧凑、节省空间。紧凑、节省空间。分集技术分集技术频率分集频率分集由于衰落具有频率选择性，当两个频率间隔大于相关带宽由于衰落具有频率选择性，当两个频率间隔大于相关带宽，它们遭到的衰落是不相关的。，它们遭到的衰落是不相关的。市区与郊区的相关带宽

40、普通分别为市区与郊区的相关带宽普通分别为50 kHz和和250 kHz左右，左右，而而CDMA系统的信号带宽为系统的信号带宽为1.23 MHz，所以可以实现频率，所以可以实现频率分集。分集。分集技术分集技术时间分集时间分集发射机发出的扩频信号，在传输过程中遭到不同建筑物、发射机发出的扩频信号，在传输过程中遭到不同建筑物、山岗等各种妨碍物的反射和折射，到达接纳机时每个波束山岗等各种妨碍物的反射和折射，到达接纳机时每个波束具有不同的延迟，构成多径信号。假设不同途径信号的延具有不同的延迟，构成多径信号。假设不同途径信号的延迟超越一个伪码的码片的时延，那么在接纳端可将不同的迟超越一个伪码的码片的时延，

41、那么在接纳端可将不同的波束区别开来。将这些不同波束分别经过不同的延迟线，波束区别开来。将这些不同波束分别经过不同的延迟线，对齐以及合并在一同，那么可到达变害为利，把原来是干对齐以及合并在一同，那么可到达变害为利，把原来是干扰的信号变成有用信号组合在一同。也就是说，它是利用扰的信号变成有用信号组合在一同。也就是说，它是利用了时间分集技术。了时间分集技术。在在CDMA系统中利用系统中利用RAKE接纳机实现时间分集。接纳机实现时间分集。分集技术分集技术lCDMACDMA：小区：小区/ /扇区切换采用软扇区切换采用软/ /更软切换切换是先接续再中断效力更软切换切换是先接续再中断效力质量高质量高, ,有

42、效减低掉话有效减低掉话l其他无线系统：小区其他无线系统：小区/ /扇区切换采用硬切换切换是先中断再接续容扇区切换采用硬切换切换是先中断再接续容易产生掉话易产生掉话(采用独特的软切换技术，降低了掉率采用独特的软切换技术，降低了掉率软切换软切换卷积编码卷积编码卷积编码技术能有效地抑制随机单个数据错误。卷积编码技术能有效地抑制随机单个数据错误。块交错技术块交错技术块交错技术的目的是尽能够连串突发数据错误。块交错技术的目的是尽能够连串突发数据错误。卷积编码、块交错技术卷积编码、块交错技术语音编码技术规范PCM编码，对3.4 kHz频带信号需用64 kbps编码比特率传送。实践上，紧缩语音编码比特率与话

43、音存储、语音识别及语音合成等技术都直接相关。语音编码为信源编码，其目的是为了把模拟语音转变为数字信号以便在信道中传输，语音编码技术在挪动通讯系统中与调制技术直接决议了系统的频谱利用率。在挪动通讯中，节省频谱是至关重要的，挪动通讯中对语音编码技术的研讨目的是在保证一定的话音质量的前提下，尽能够地降低语音码的比特率。归纳起来，挪动通讯对数字语音编码的要求如下：l速率较低，纯编码速率应低于16 kbits；l在一定编码速率下音质应尽能够高；l编码时延应较短，控制在几十毫秒以内；l在强噪声环境中，算法应具有较好的抗误码性能，以坚持较好的话音质量；l算法复杂程度适中，易于大规模集成。语音编码语音编码目前

44、目前CDMA系统的话音编码主要有：系统的话音编码主要有：即码鼓励线性预测编码即码鼓励线性预测编码(CELP) 8 kbit/s13 kbit/s加强型加强型8KEVRC8 kbit/s的话音编码到达的话音编码到达GSM系统的系统的13 kbit/s的话音程度甚的话音程度甚至更好。至更好。13 kbit/s 的话音编码已到达有线长途话音程度。的话音编码已到达有线长途话音程度。加强型加强型8K是以是以8 kbit/s的速率到达接近的速率到达接近13 kbit/s的程度。的程度。语音编码语音编码CDMA简介CDMA规范演进挪动信道特性扩频通讯原理IS-95系统空中接口和信道构成cdma2000 1x

45、系统信道构成关键技术简要引见CDMA挪动通讯网特点 提纲提纲频率复用系数频率复用系数高高无线网络规划无线网络规划简单，工程设简单，工程设计简单，扩容计简单，扩容方便方便AMPS, D-AMPS, N-AMPSCDMA303010 kHz200 kHz1250 kHz131 Users8 Users20 Users1111111111111112344325617Typical Frequency Reuse N=7Typical Frequency Reuse N=4Typical Frequency Reuse N=1Vulnerability:C/I 17 dBVulnerability:

46、C/I 12-14 dBVulnerability:Eb/No 6-7 dBGSMCDMA挪动通讯的特点挪动通讯的特点覆盖范围大覆盖范围大是规范是规范GSMGSM的的2 2倍左右，这是由于倍左右，这是由于CDMACDMA采用的时码分技采用的时码分技术，其抗衰减的才干较术，其抗衰减的才干较GSMGSM强，一样覆盖范围所用的基强，一样覆盖范围所用的基站少，节省投资站少，节省投资; ;举例举例: :覆盖覆盖1000km21000km2： GSM GSM需需求求 200 200个基站，个基站，CDMACDMA只需只需50 50 个基站。个基站。( (留意留意: :严厉论证严厉论证, ,需经过链路需经过

47、链路预算预算) )CDMA挪动通讯的特点挪动通讯的特点表表1 占有占有10MHz频谱频谱(5MHz发送，发送，5MHz接纳接纳)的情况的情况参数参数CDMAGSM载频带宽载频带宽1.25MHz0.20MHz载频数载频数3251频率复用频率复用1/13/9有效载频有效载频3/1=325/3=8.3话音呼叫话音呼叫/载频载频25至至40+7.252话音呼叫话音呼叫/小区小区75至至120+7.258.3=60.2扇区扇区/小区小区33话音呼叫话音呼叫/扇区扇区75至至120+60.2/3=20.0Erlang/扇区扇区364至至107E13.2容量高容量高从下表可以看出，在一样的频谱，从下表可以看

48、出，在一样的频谱，CDMACDMA的容量是的容量是GSMGSM的的5.55.5倍。倍。CDMA挪动通讯的特点挪动通讯的特点话音质量高话音质量高采用采用8K8K、8K EVRC8K EVRC、13K13K语音编码技术，良好的背景噪语音编码技术，良好的背景噪声抑制功能声抑制功能话音质量(MOS得分)64kPCM13kGSM8kCDMA13kCDMA8kEVRCCDMACDMA挪动通讯的特点挪动通讯的特点严密性好严密性好可检性低。由于扩频信号在很宽的频带上被扩展了，可检性低。由于扩频信号在很宽的频带上被扩展了，单位频带内的功率就很小，可在信道噪声和热噪声的单位频带内的功率就很小，可在信道噪声和热噪声

49、的背景下，在很低的信号功率谱上进展通讯。信号既然背景下，在很低的信号功率谱上进展通讯。信号既然被湮没在噪声里，敌方就很不容易发现有信号的存在。被湮没在噪声里，敌方就很不容易发现有信号的存在。偷听者也很难某个频段全部的射频信号中分别出某路偷听者也很难某个频段全部的射频信号中分别出某路数字通话。数字通话。CDMACDMA采用了伪随机码采用了伪随机码(PN)(PN)作为地址码，加作为地址码，加上独特的扰码方式，在防止串话、盗用等方面具有其上独特的扰码方式，在防止串话、盗用等方面具有其他网络不可比较的优点，进一步保证了他网络不可比较的优点，进一步保证了CDMACDMA网通讯的网通讯的严密性。严密性。C

50、DMA挪动通讯的特点挪动通讯的特点(采用完善的功率控制、话音激活技术，降低了手机发射功率，添采用完善的功率控制、话音激活技术，降低了手机发射功率，添加了系统容量，延伸了电池运用时间，对人体安康的影响最小加了系统容量，延伸了电池运用时间，对人体安康的影响最小, ,绿绿色手机色手机发射功率小：功率控制，发射功率小：功率控制，语音激活语音激活.CDMA挪动通讯的特点挪动通讯的特点95A 95B软件晋级软件晋级改换手机以获改换手机以获取新业务取新业务几乎零费用几乎零费用95B 95B 1X 1X添加添加1X1X信道板信道板软件晋级软件晋级改换手机以获取改换手机以获取新业务新业务取决于新业务需取决于新业务需求量求量1X 1X 1XEV 1XEV添加添加1XEV1XEV信板信板软件晋级软件晋级改换手机以获取新改换手机以获取新业务业务取决于新业务需求取决于新业务需求量量技术方案：技术方案： 全高速分组构造：方便向3G的平滑过渡经济方案：经济方案： 平滑过度到平滑过度到3G, 3G, 运营商损失最小运营商损失最小! !利润最大利润最大! !CDMA挪动通讯的特点挪动通讯的特点 CDMACDMA蜂窝挪动通讯体制频率的范围为蜂窝挪动通讯体制频率的范围为50M 50M 上行和下行各上行和下行各25M25M ，中，中