CDMA基础知识
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第1章CDMA基础知识1.1CDMA发展史移动通信从20世纪20年代就出现了,但在近20年来才得到飞速发展,移动无线技术基本上是围绕开辟新的移动通信频段、有效利用频率和移动台的小型化、轻便化为中心而发展的,而有效利用频率技术的发展则是移动通信的核心。
20世纪40年代在美国开通了第一个移动电话系统。
为了提高频谱利用率,贝尔实验室提出了蜂窝和频率再用的概念。
公众蜂窝移动通信的出现极大的改变了人们的生活方式,近20年来,移动通信用户数迅猛增长,网络的用户容量需求大量增加。
在市场和技术的推动下,移动通信得到了迅速的发展,成为了当今通信发展的主流。
蜂窝移动通信仅仅是从70年代才出现的名词,70年代初,美国贝尔实验室提出了蜂窝系统的概念和理论。
第一代蜂窝移动通信系统于70年代末诞生于美国贝尔实验室,即著名的先进移动电话系统AMPS,其后,北欧(丹麦、挪威、瑞典、芬兰)和英国相继研制和开发了类似的NMTS和TACS移动通信系统。
仅仅几年后,采用模拟制式的第一代蜂窝移动通信系统就暴露出了容量不足、业务形式单一及话音质量不高等严重弊端,这就促使了对第二代蜂窝移动通信系统的研发。
第二代蜂窝移动通信系统(2G)采用数字制式提供更高的频谱利用率、更好的数据业务和通信质量以及比第一代系统更先进的漫游功能。
典型的第二代蜂窝移动通信系统包括居于主导地位的全球移动通信系统GSM、美国IS-54/IS-136与IS-95、日本PDC等系统。
其中IS-95是美国电信工业协会TIA于1993年确定的美国蜂窝移动通信标准,它采用了Qualcomm公司推出的CDMA技术规范。
1995年,第一个CDMA蜂窝移动通信系统在香港开通,标志着CDMA已经走向商业应用。
但是IS-95的发展受到了美国联邦通信委员会FCC的限制:要和AMPS相兼容,即带宽限制在AMPS原有的频带框架内。
因而IS-95是一个窄带CDMA 系统,只能提供非常有限的服务,还存在很多的不足。
一、什么是CDMA技术CDMA直译为码分多址,是在数字通信技术的分支扩频通信的基础上发展起来的一种技术。
所谓扩频,简单地说就是把频谱扩展。
CDMA技术采用的是直接序列扩频方式,就是用具有噪声特性的载波以及比简单点到几点通信所需带宽宽得多的频带去传输相同的数据。
同调频、调幅技术一样,直接序列扩频是一种调制技术,它采用一个码序列〔高速〕去调制原始数据信息〔低速〕,这样调制后的信息就能以高速传输。
二、CDMA技术的起源扩频技术的起源要追溯到二战时期,这种思想的初衷是防止敌方对己方通讯的干扰。
我们知道,由于窄带通讯采用的带宽只有几十kHz,只需要使用一个具有相同发射频率及足够大功率的发射机就可以非常容易地干扰对方的通信。
因为无论调幅、调频技术都很难从恶劣的信噪比环境中恢复原始信息。
CDMA这种新频的想法就是通过特殊的码型处理,把信号能量扩散到一个很宽的频带上,湮没在噪声里,在接收端只有通过相同的码型才能把信号恢复出来〔整个过程就像加密、解密一样〕,我们称之为直接序列扩频。
由于信号湮没在噪声里,故很难被敌方侦测到。
因此,这种技术在军事领域中有着广泛的应用。
三、CDMA的软容量是指什么按上面对CDMA系统的类比,房间里可能不断有新的交谈者进入。
当然交谈者总数有一定限度,这与房间大小、人的音量、交谈者之间的距离都有密切的关系。
这里我们又引入了几处新类比:房间的大小对于CDMA系统来说就是单载波的容量;而交谈者之间的音量则相当于CDMA系统中的发射功率;音量控制即对应着CDMA中一个非常重要的技术---功率控制;交谈者的距离即对应与基站的距离。
通过这个例子,我们可以总结出CDMA系统的一些特点:CDMA系统是一个自干扰系统;CDMA系统单载频的容量不像FDMA、TDMA那样是固定的,这也就是我们常提到的"软容量";因此功率控制在CDMA系统中起着重要作用,它直接影响着系统容量。
OFDMOFDM —— OFDM〔Orthogonal Frequency Division Multiplexing〕即正交频分复用技术,实际上OFDM是MCM Multi-CarrierModulation,多载波调制的一种。