第1章 CDMA基本原理-3信道
- 格式:ppt
- 大小:1.76 MB
- 文档页数:49
CDMA工作原理CDMA(码分多址)是以分组的形式广播您的通话的,但与TDMA(时分多址)不同的是,所有通话均在同一信道上传递,它通过指定给各个对话的特殊代码来区分每个对话。
当您使用CDMA 电话时,它实际上接收了在您所使用的网络上传输的所有电话,但只有那些带有您的特殊代码的通话才会被从分组的数据状态重新转换为语音。
单个的CDMA网络单元在这三种数字协议(TDMA,GSM,CDMA)中是最大的,CDMA能管理网络单元覆盖的广阔空间,因为它的智能电话在靠近天线时会自动降低功率,而在远离天线时又会加大功率。
象GSM一样,CDMA以13Kbps的速率传输语音,以9600bps的速率传输数据,但它提供的通话质量在三种数字协议中是最清晰的,而且通话容量是模拟电话的20倍(请看下方的“CDMA工作原理”)。
CDMA既可以在800MHz也可以在1900MHz的频段上工作。
Qualcomm,这个最先将CDMA推向商用的公司,推出了一种双频段电话,被称为QCP2700它允许您在CDMA的两个频率之间进行切换。
象TDMA一样,CDMA在必需时也可以切换到模拟方式,但请注意,这常常是从数字连接变成一个虽然更可靠但质量却较差的模拟连接。
CDMA 工作原理1 拨号:当您拨了一个电话号码,这个号码将与您的电话ID号一起以无线电广播的形式发射出去2 分组传递:电话对您的语音进行数字化,并把它划分为数据位包,然后使用扩频技术广播这些数据包。
CDMA指定440亿个代码中一个代码代表这次对话,并将数据包分散在多个无线电频谱段上,这个代码使您的通话与在同一无线电频段上同时发射的其它通话区分开来。
3 接收与连接:距离最近的CDMA无线捕捉到您的电话的无线电广播,并将它传递到中央交换计算机,这个计算机识别您的电话ID。
这样,蜂窝服务电话提供商可以跟踪您的通话并根据空中占用时间进行计费。
中央交换计算机将您连到安装在电话公司总局的公用电话交换网上,或连到本系统中的其它蜂窝用户。
CDMA通信的基本原理功率控制CDMA通信与传统的通信系统像比较,发端多了扩频调制,收端多了扩频解调CDMA通信在发端将待传入的话音,通过A/D转换将模拟语音转变成了二进制数据信息,通过高速率的伪随机扩频调制,从原理上讲,两者相乘,扩展到一个很宽的频带,因而在信道中传输信号的带宽远大于信息带宽。
在接受端,接受机不仅接受到有用的信号,同时还接受到各种干扰信号和噪声。
利用本地产生的伪随机序列进行相关解扩。
本地伪码与接受到的扩频信号中伪码一致,通过相关运算可还原成原始窄带信号,顺利通过窄道滤波器,恢复原始数据,再通过数/模(D/A)转换,恢复原始语音。
接收机接收到的干扰和噪声,由于和本地伪随机序列不相关,经过接收扩解,将干扰和噪声频谱大大扩展,频谱功率密度大大下降,落入窄带滤波器的干扰和噪声分量大大下降,因此在窄带滤波器输出端的信噪比或信干比得到极大改善,其改善程度就是扩频的处理增益。
CDMA蜂窝网的关键技术--功率控制CDMA蜂窝移动通信系统中,所以的用户使用相同的频带发送信息,如果各移动台以相同的功率发射信号,则信号到达基站时,因为传输路程不同,基站接受到到的靠近基站的用户发送的信号比在小区边缘用户发射的信号强度大,因此远端的用户信号被近端的用户信号湮没,这时间所谓的"远近效应"。
通常,路径损耗的总动态范围在80dB的范围内。
为了获得高质量和高的容量,所有的信号不管离基站的远近,到达基站的信号功率都应该相同,这就是功率控制的目的:使每个用户到达基站的功率相同。
从不同的角度考虑有不同的功率控制方法。
比如若从通信的正向、反向链路角度来考虑,一般可以分为反向功率控制和正向功率控制;若从实现功控的方式则可划分为集中式功率控制和分布式控制;还可以从功率控制环路的类型来划分,有可分为开环功控、闭环功控(外环功控和内环功控)。
1.反向功控CDMA系统的通信质量和容量主要受限于收到干扰功率的大小。
1、CDMA原理图2、编码技术2-1信源编码2-1-1信源编码的目的是通过压缩编码来去掉信号源中的冗余成分,以达到压缩码率和带宽,实现信号的有效传输;2-1-2最常用的信源编码是PCM,它采用A律波形编码。
分为取样、量化和编码三步;一路语音信号编码后的速率为64Kb/s;2-1-3移动通信中如果采用PCM编码技术,则传一路话音信号需要64K带宽,传8路话音需要512K带宽。
对于1个频点只有200KHZ带宽的GSM系统来说,会造成频率资源的浪费,因此GSM系统中采用GMSK编码技术,编码后的速率为13Kb/s;2-1-4第三代移动通信系统中,不仅要支持语音通信,还要支持多媒体数据业务,因此必须采用更加先进的编码技术。
在WCDMA中,采用了自适应多速率语音编码(AMR)技术。
它支持8种编码速率:12.2、10.2、7.95、7.4、6.7、5.9、5.15和4.75Kb/s.3、AMR控制AMR:允许系统根据无线接口资源动态调整语音的编码速率负荷重时,降低AMR的语音速率,这样既减轻负载,又增加系统容量。
采用4.75K时相对12.2K容量提高约40%负载轻时,增加AMR语音速率,尽量提高QOS,增加满意度对于上行覆盖受限的情况,降低AMR的语音速率可以有效扩大上行的覆盖范围4、信道编码目的使接收机能够检测和纠正由于传输媒介带来的信号误差。
同时在原数据流中加入冗余信息,提高数据传输速率。
5、信道编码的特点5-1信道编码技术是通过给原数据添加冗余信息,从而获得纠错能力5-2目前使用较多的是卷积编码和Turbo编码(1/2,1/3)5-3使用编码增加了无效负荷和传输时间5-4适合纠正非连续的少量错误6、交织编码技术6-1优点交织技术是改变数据流的传输顺序,将突发的错误随机化。
提高纠错编码的有效性。
6-2缺点:由于改变了数据流的传输顺序,必须要等整个数据块接收后才能纠错加大了处理延时,因此交织深度应根据不同的业务要求选择。
CDMA知识要点1(CDMA基本原理)CDMA知识要点⼀、⽆线传播理论: (2)1. UHF(ultra high frequence)超⾼频300~3000MHZ (2)2. 慢衰落与快衰落的概念 (2)3. 对抗衰落,基站采取的措施是采⽤时间分集、空间分集(极化分集)和频率分集的办法(2)4. 绕射损耗和穿透损耗 (2)5.常见的⼏种传播模型: (2)6.CW测试的概念: (2)⼆、天线理论: (2)1.天线分类 (2)2.天线的性能指标 (3)3.dBd 和 dBi的区别,以及dBm的概念 (3)4. 波束宽度 (3)5.天线选型 (3)6. 天线下倾⾓与覆盖距离的计算公式 (3)三、CDMA基本原理: (5)1. CDMA (code division multiply access)码分多址接⼊。
(5)2.扩频通信的原理 (5)3.CDMA采⽤直序扩频频 (Direct Sequence Spread Spectrum) (5)4.⼏个常见概念 (5)5.系统框图 (6)6.三种码(短码、长码、WALSH码): (7)四、CDMA信道: (7)1. IS-95中的前向信道和反向信道 (7)五、CDMA关键技术: (10)1. 功率控制技术 (10)2. Rake接收 (11)3.软切换/更软切换的概念 (11)六移动台⾏为 (12)1. 移动台初始化 (12)2.移动台空闲态 (12)3. 接⼊过程 (13)4. 掉话 (16)七、基站硬件 (17)1.系列基站 (17)⼋、切换算法: (18)1. CDMA切换的分类 (18)2. 导频集 (18)3. CDMA切换的主要参数 (18)4. 搜索窗⼝参数 (19)5. 切换算法可以分为以下的类型: (21)6 软切换动态门限 (21)7. 软切换过程 (22)⼋功率控制 (23)1. Radio Configuration简称为RC (23)2. 功控分类 (23)3. 反向功控 (24)4. 前向功控 (24)九负荷控制 (26)1. 前向负荷计算 (26)2. 反向负荷控制之准⼊算法描述 (28)⼗、系统消息 (29)1. 在CDMA系统中,⼏乎所有的呼叫流程由消息驱动 (29)2. 常见的消息 (29)3. 6种必选消息 (31)⼀、⽆线传播理论:1. UHF(ultra high frequence)超⾼频300~3000MHZ2. 慢衰落与快衰落的概念慢衰落:由障碍物阻挡造成阴影效应,接收信号强度下降,但该场强中值随地理改变变化缓慢,故称慢衰落。
引言20 世纪70 年代末第一代移动通信系统面世以来,移动通信产业一直以惊人的速度迅猛发展。
其中码分多址移动通信以其容量大、频谱利用率高等诸多优点,显示出强大的生命力,引起人们的广泛关注,成为第三代移动通信的核心技术。
CDMA 是当今通信界关注的大热点。
CDMA 是当前公认的一种国际标准技术。
它具有频谱利用率极高和通信质量好等一系列显著优点。
CDMA 为解决频率资源非常紧缺这一当前移动通信技术发展中最关键的问题提供了理想途径,为移动通信提供了质量最高,成本效益最好的方案,成为最受设备制造商青睐的一种通信方式。
CDMA 适用于各种移动通信,已被公认为是移动通信的发展方向。
CDMA 不仅是当今最先进和最具市场潜力的通信技术,而且是一种跨世纪的技术。
第一章绪论1.1移动通信的发展史移动通信的发展相继起步于海、路、空的研究领域,大体经历了三个阶段。
从初期的军事移动通信阶段,发展到民用专业移动通信阶段,19 世纪70 年代末国际上出现的蜂窝汽车电话标志着公众移动通信新阶段的到来,历经10 年才日益成熟起来。
从此,移动通信的制造业和运营业进入了空前发展的阶段。
80年代,随着各种蜂窝系统在各国的应用,制式也五花八门,不能兼容互通,适应不了欧洲共同体的发展需求,于是开发了GSM 数字蜂窝系统。
美国从扩容和兼容的观点开发了可采用TDMA 技术的D-AMPS数字蜂窝系统。
为进一步扩大容量,采用CDMA 技术的数字蜂窝系统得以问世。
1.2移动通信的发展现状近20 年来,移动通信在微电子技术基础上与计算机技术密切结合,正在产生革命性飞跃,各种新技术层出不穷,一代又一代的新系统不断涌现,短短20 年间,第一代移动通信已经得到广泛应用,第二代移动通信系统正日益普及,并且已经第一代模拟系统,第三代移动通信系统(IMT-2000 )即将进入大规模商用化阶段。
总之,移动通信技术正在以前所未有的速度向前迈进,预计到2010 年,在所有通信设备中移动通信设备将居于首位[1]。