CDMA的信道调制和解调

CDMA系统的系统性能及对干扰的保护比1．主要性能指标1.1一般特性指标信道带宽：1.25MHz码速：1.2288Mbit/s调制：O-QPSK QPSK多址技术：FDMA/CDMA最小信道数：20每信道用户数:<63CDMA频段：上行频段为824~849MHz下行频段为869~894MHz共分为799个频点，每一个频点带宽30KHz频道间隔：125MHz频率精度：f0=Ff-45MHz±300Hz(F0为MS的输出载波频率；Ff为前向CDMA信道的载波频率)1.2接收机主要技术指标接收机灵敏度：一104dBm／1．23MHz动态范围：-104～-25dBm误帧率(FER)：≤0．5％辐射杂散发射：不应超过表20．7规定的电平。

1.3发射机主要技术指标波形质量：波形质量因素p应该大于0．944(额外功率小于0．25dBm)平均输出功率(dBm)=-平均输出功率(dBin)-73+NOM—PWR(dB)最大输出功率(dBm)：23～30受控最小输出功率：在闭环和开环功率控制都置为最小时，受控最小输出功率小于-50dBm 闭环功率控制：手机接收到有效闭环功率控制比特之后，手机的平均输出功率将至少在500 us内达到最终值的0．3dB以内传导杂散发射指标2.CDMA 的原理为了更好的理解整个CDMA 系统的原理，我们先绘出它的通信流程图。

由上图我们可以看出CDMA （Code Division Multiple Access ）系统的基本结构。

信号先由信源发出，经过简单的数据调制，再进行扩频调制。

扩频调制需要先产生一系列时域上的窄脉冲与时域上的宽幅信号相乘，得到一系列的窄幅信号，而这相当于在频域上将原信号拉宽，即所谓扩频通信。

而后，扩频信号经信道到达接收方，再由相同扩频码进行扩频解调，最后经过数据解调即得所需数据。

其中最关键也最具特色的是信息数据的扩频编码调制与解扩。

其中信息数据是经编码处理后的数字信号，是宽度为T 的＋1或－1值的矩形波信号。

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。

标题：CDMA物理层的关键技术：无线通信中的频分多址接入
CDMA（码分多址）是一种无线通信技术，广泛应用于蜂窝网络中。

在CDMA物理层，频分多址接入（FDMA）是一种重要的技术，它允许多个用户在同一频带内同时通信。

FDMA的基本原理是将整个频带分成若干个小的频带，每个用户分配一个特定的频带进行通信。

由于CDMA信号在发送前已经被编码和调制，因此每个用户可以在分配的频带内独立发送自己的信号，而不影响其他用户的信号。

这使得CDMA系统能够有效地利用有限的频带资源。

在CDMA物理层中，另一个关键技术是扩频通信。

扩频通信是将传输信号的带宽扩展到远大于信息所需要的数据传输速率。

这种技术有助于增加系统的抗干扰性，减少信号干扰，并提供更好的安全性。

在CDMA系统中，扩频技术使得每个用户信号在发送前被扩展到一个很宽的频带上，这有助于增加系统的容量和可靠性。

此外，CDMA物理层还包括调制和解调技术。

调制技术用于将用户数据转换为适合在无线信道上传输的形式，而解调技术则用于从接收到的信号中恢复出原始数据。

在CDMA系统中，常用的调制技术包括QPSK（四相相移键控）和QAM（正交幅度调制），这些技术能够提供更高的数据传输速率和更好的性能。

总的来说，CDMA物理层的关键技术包括频分多址接入、扩频通信、调制和解调技术等。

这些技术共同确保了CDMA系统的可靠性和性能，使其成为无线通信领域的重要技术之一。

CDMA是采用扩频的码分多址技术。

所有用户在同一时间、同一频段上、根据不同的编码获得业务信道CDMA是一种基于用户数量的干扰受限系统cdma2000直接序列扩频码分多址，频分双工FDD方式。

空中接口特性如下(1)空中接口采用cdma2000兼容IS-95(2)信号带宽N 1.25MHz N 1,3,6,9,12(3)码片速率N 1.2288Mcps(4)语音编码8k/13k QCELP或8k EVRC语音编码(5)同步方式基站需要GPS/GLONASS同步方式运行(6)功率控制上下行闭环加外环功率控制方式(7)发射分集方式下行可以采用正交发射分集OTD Orthogonal TransmitDiversity和空时扩展分集STS Space Time Spreading提高信道的抗衰落能力改善了下行信道的信号质量(8)解调方式上行采用导频辅助的相干解调方式提高了解调性能(9)编码方式采用卷积码和Turbo码的编码方式(10)调制方式上行BPSK和下行QPSK调制方式远近效应：如果小区中的所有用户均以相同功率发射，则靠近基站的移动台到达基站的信号强，远离基站的移动台到达基站的信号弱，导致强信号掩盖弱信号，这就是移动通信中的“远近效应”问题。

多径传播效应：由于高大建筑物或远处高山等阻挡物的存在常常会导致发射信号经过不同的传播路径到达接收端这即是所谓的Multipath Propagation多普勒效应：是由于接收的移动信号高速运动而引起传播频率扩散而引起的其扩散程度与用户运动速度成正比软切换：有以下几种情况同一BTS内不同扇区相同载频之间（又称更软切换）；同一基站、相同频率、不同扇区的CDMA信道间。

同一BSC内不同BTS相同载频之间；同一MSC内，不同BSC相同载频之间；伪随机序列(PN码)：具有类似噪声序列的性质，是一种貌似随机但实际上有规律的周期性二进制序列。

•不同的用途前向信道：长码扰码，短码正交调制（标识基站）反向信道：长码扩频（标识用户），短码正交调制MSC：移动交换中心：它提供交换功能负责完成移动用户寻呼接入信道分配呼叫接续话务量控制计费基站管理等功能并提供面向系统其它功能实体和面向固定网PSTN ISDN PDN 的接口功能。

CDMA技术原理及主要特点CDMA是Code Division Multiple Access的英文缩写，中文翻译为码分多址。

CDMA是用于数字蜂窝移动通信的一种先进的无线扩频通信技术，它能满足近年来运营者对大容量、廉价、高质量的移动通信系统的需求。

CDMA中的多址可以被理解为一个滤波问题，多个用户同时使用同一频谱，然后采用不同的滤波器和处理技术，将不同用户的信号互不干扰地接收和解调出来。

移动通信一般采用三种多址方式：FDMA（频分多址）、TDMA（时分多址）和CDMA（码分多址）。

FDMA就是信号功率被集中在频域中一个相对的窄带中传输，不同信号被分配到不同频率的信道里，发往和来自邻近信道的干扰用带通滤波器限制，这样在规定的窄带里只能通过有用信号的能量，而任何其他频率的信号被排斥在外。

模拟的FM蜂窝系统采用的就是FDMA方式。

TDMA就是一个信道由一连串周期性的时隙构成，不同信号的能量被分配到不同的时隙里，利用定时选通来限制邻道的干扰，从而只让在规定时隙中有用的信号能量通过。

现在使用的TDMA蜂窝系统实际上都是FDMA和TDMA的组合。

CDMA 就是每一个信号被分配一个伪随机二进制序列进行扩频，不同信号的能量被分配到不同的伪随机序列里。

在接收机里，信号用相关器加以分离，相关器只接收选定的二进制序列并压缩其频谱，将有用信号的信息识别和提取出来。

CDMA技术作为一种抗干扰的通信手段，很早就在军事通信中得到了应用，但是将CDMA技术应用于民用的数字蜂窝移动通信系统，还是80年代末才由美国Qualcomm公司实现的。

QCDMA系统中采用了许多先进的技术从而保证了系统性能的优势，其标准称为IS-95系列，包含多个标准。

多径衰落是移动通信系统需要克服的主要问题，CDMA系统采用了多种形式的分集，从而很好地解决了这一问题。

CDMA系统采用符合交织、检错和纠错编码等方法实现了时间分集；CDMA系统的信号带宽是1.25MHz，起到了频率分集的作用；基站使用多付接收天线，基站和移动台都使用了Rake 接收机技术，软切换时，移动台和基站同时联系，从中选取最好的信号送给交换机，从而起到了空间分集的作用。

1.CDMA常用的频点201、242、283、342等，其中每个频点相差都是41，因为CDMA的信道划分为每个信道30KHZ，这就有你上面的公式：41*0.03=1.23M，如果再加上两边的隔离带，所以C网的频点带宽就是1.25M了。

2.CDMA系统中为什么各频点之间相差41？因为CDMA信道划分为每个信道30KHZ（千赫），因此41×30＝1.23MHZ，而一个码片为1.2288MHZ约为1.23MHZ（兆赫）3.频点号与频率之间的关系（反向发射为例）：1<=N<=799 0.03*N+825.00990<=N<=1023 0.03(N-1023)+825.004.800M频谱中，电信使用上行825-835MHZ，下行使用870-880MHZ5.一个码片的时延：1chip=1/1.2288=0.8318usBit ：传送的有用的信息Symbol：经过调制后可用于在信道中传送的符号Chip：经过扩频后的码片7.CDMA 2000 1X信道种类：前向信道反向信道CDMA 2000 1X信道支持5ms 10ms 20ms 40ms 80ms 160ms 多种帧长F-PICH前向导频信道：基站通过此信道发送导频信号供移动台识别基站并引导移动台入网。

F-SYNCH前向同步信道：用户为移动台提供系统时间和帧同步信息。

基站通过此信道以建立移动台与系统的定时和同步F-PCH前向寻呼信道：基站通过此信道向移动台发送有关寻呼、信令以及业务信道指配消息。

F-QPCH前向快速寻呼信道。

基站通过此信道快速指示移动台在哪一个时隙上接收—PCH 和F-CCCH的控制消息。

移动台不用长时间监视F-PCH和F-CCCH时隙，可以节省移动台的电能。

R-PICH 反向导频信道，此信道用于辅助基站检测移动台所发射的数据R-FCH 反向基本信道此信道用于承载反向链路上的心灵，语音，低速的分组数据业务，电路数据业务或辅助业务。

关于语音编码介绍一下系统的语音编码，IS－95系统中采用的是QCELP可变速率声码器，这实际上是一个将声音信号变换成可在电路中传输的信号的装置。

一般有线通信系统采用的方法是对话音信号用8KHZ的信号进行抽样（每秒产生8000个抽样值），然后对每个抽样值进行8比特的量化编码，因此有线系统中每个话路为64K 的速率。

而在无线系统中由于空中资源的宝贵，因此要采用更加有效的编码方式以求在保证话音质量的情况下尽量采用低的编码速率，QCELP可变速率声码器就是这样一个东西，它的主要原理是提取人说话时声音的一些特征参数，然后将这些特征参数传送到对方，然后对方根据双方的约定用这些参数将声音还原，这样所需的速率就要低的多。

举个例子，将一个三角形的信息从一个地方传送到另外一个地方，可以采用两种方法：一是通过抽样的方法得到一些点，将这些点的信息传送到对方，对方根据这些点然后连线得到三角形；二是把这个三角形的一个边的长度和两个角的角度传送到对方，对方根据这些信息同样可以恢复出这个三角形，显然第二种方法所需传送的信息要少的多。

声码器的做法类似后一种方法，当然实际实现时要复杂的多，但原理如此。

可变速率的意思是声码器根据人说话声音的大小改变编码速率进一步较低编码速率，在说话声音大的时候采用较高速率的编码，声音小时采用较低速率的编码，在语默期（即人说话过程中不发声的时候）采用最低的编码速率。

这样可以降低编码速率，减少对其它用户的干扰。

关于信道调制关于CDMA系统中的信道调制：上图是一个基于IS－95A系统的一个后向业务信道的调制过程，即是移动终端将用户的话音进行编码之后到从终端发射出去之前的一个过程。

下面我们按顺序对每一步骤进行简单说明：1、增加帧质量指示比特：就是增加CRC校验比特，对8600速率增加12位CRC 校验比特；对4000速率增加8位CRC比特；而对2400速率和1200速率不增加（因为这种速率下本身信息量就比较少，而且可能就是在语默期）。

CDMA基本原理试题-答案（7月份更新电信考试资料）CDMA基本原理一. 选择题1..根据伪随机码插入通信信道的位置不同可以得到下面哪些扩频调制方式：。

A.直序扩频；B.调频扩频；C.时跳变扩频；D.跳频扩频●答案：ACD2.CDMA移动通信系统采用的扩频技术是。

A.直序扩频；B.调频扩频；C.时跳变扩频；D.跳频扩频●答案：A3.假设CDMA系统的源信号速率为9.6Kbps，则系统的扩频增益为。

A.24dBB.21dBC.12dBD.其它●答案：B4.对于IS_95系统，前向开销信道有_________A.导频信道B.同步信道C.寻呼信道D.业务信道●答案：ABC5.关于调制解调，下列正确的描述是_________A.RC3的前向信道使用了HPSK调制方式；B.RC3的前向导频信道不进行长码扰码处理；C.交织器一定程度上可以抵抗连续性的误码；D.Turbo编码比卷积码的纠错效果好，但是计算复杂度高，延迟大；●答案：CD6.相对于IS-95A，下列特征哪些是CDMA2000 1x系统所特有的________A.快速寻呼信道B.分组数据业务C.功率控制子信道D.64阶walsh●答案：AB7.关于CDMA的信道，论述正确的是________A.95系统前向包括导频、同步、寻呼和业务信道；B.导频信道占用0号Walsh码；C.1X系统中的反向导频信道是新增的；D.1X系统中，数据业务占用的Walsh码不需要连续；●答案：ABC8.在反向信道中，PN长码的作用为________A.调制；B.扩频；C.扰码；D.解扩；●答案：B9.在前向信道中，PN长码的作用为________A.调制B.扩频C.扰码D.解扩●答案：C10.CDMA系统中，MS的导频集合包括；A.有效集B.候选集C.相邻集D.剩余集●答案：A.B.C.D.11.移动台精确的功率控制至关重要，因为通过精确的功率控制，我们可以得到以下好处，他们分别是；A.增加系统前向容量B.增加系统反向容量C.延长MS电池使用寿命D.减少对其他手机的干扰●答案：B，C，D12.下列关于导频集的说法正确的是；A.候选集的导频强度低于激活集中的导频强度；B.剩余集和相邻集相比，前者没有加入到邻区列表中；C.剩余集和相邻集的搜索速度是一样的；D.处于待机状态的终端与锁定的导频之间没有业务连接，这个导频不属于任何一个导频集；●答案：B13.1X系统反向功控包括；A.开环功控B.闭环功控C.外环功控D.精确功控●答案：ABC14.关于功率控制，以下说法正确的是；A.95系统和1X系统的功率控制都是直接用FER进行控制，只是计算的方法不太一致；B.1X系统的功控算法相对95系统主要是增加了前向的快速功控；C.反向外环功控的作用是通过对帧质量信息的比较来调整闭环功控的比较门限；D.功率控制的作用主要是克服“远近效应”；●答案：BCD15.关于软切换，下列说法正确的是；A.对于多载频网络，同一个基站不同载频之间的切换属于软切换；B.同一个BTS下，不同扇区之间的切换称为更软切换；C.同一个BSC下，不同基站之间的切换称为软切换；D.CDMA系统中设置的邻区列表是为了提高软切换的成功率；●答案：BCD16.CDMA调制过程中，以下哪些可以实现时间分集；A.卷积编码；B.交织；C.Walsh函数；D.增加尾比特；●答案：AB17.两个导频序列偏置的最小间隔是A. 1 secondB. 1 HzC. 1 chipD.64 chips●答案：D18.建立一个呼叫，CDMA系统基站侧需要分配的“无线资源”包括A.功率资源B.Walsh码资源C.导频偏置资源D.CE资源●答案：ABD二. 判断题215 。

CDMA通信原理CDMA通信原理CDMA (Code Division Multiple Access)是一种广泛使用的数字移动通信技术，基于新型的调制技术和多址技术，可以提供更高质量的音频和数据通信。

一个CDMA系统中可以使用多种频率进行多个用户的同时通信，并且可以防止信息冲突和噪声干扰。

CDMA通信的原理是将数据信号转换为序列信号，再进行调制和解调，最终将信号传输到目标设备。

下面将详细介绍CDMA通信的原理。

序列信号首先我们需要了解一下序列信号，这是CDMA通信中最基本的信号。

序列信号是一种唯一标识，用于区分不同的用户通信数据，并防止数据冲突。

序列信号本质上是一组0和1的序列，称为伪随机序列(Pseudo-random Sequence)。

这些序列的长度是有限的，且相互之间不同，可以通过生成器产生。

为了能够同时传输多个用户的信号，CDMA系统使用不同的伪随机序列对数据进行编码，以便接收器可以将接收到的信号从不同的用户中区分出来。

调制和解调CDMA通信中的调制和解调过程与其他数字通信系统相似。

数据信号首先要经过调制，将其转换为适合传输的模拟信号。

CDMA使用两种调制技术，即直接序列扩频调制和反相移扩频调制。

- 直接序列扩频调制：在这种调制方式中，数据信号直接与伪随机序列相乘，将数据序列的每一个比特都乘以伪随机序列的相应比特，得到一个新的序列。

这个新的序列的频带宽度比数据信号的频带宽度要宽很多，因此扩大了信号的带宽。

扩展后的信号被发射到无线电信道上。

- 反相移扩频调制：这种调制方式是通过将数据信号进行分组，每组从伪随机序列中选择一个分组进行运算。

这个处理过程称为打扰(Jamming)。

将打扰和原始数据信号运算的结果相乘，称为发射序列。

每个用户在发送数据前都会先产生一个所谓的展开序列，这个序列与打扰信号相乘，从而得到了一个扩频序列。

接收器收到信号后必须对其进行解调，使数据信号可用。

在CDMA系统中，接收器需要比较接收到的信号与已知的伪随机序列，以便区别出不同的信号。

CDMA的工作原理CDMA（Code Division Multiple Access）是一种多址技术，用于在同一频率上同时传输多个用户的信号。

它是一种数字无线通信技术，广泛应用于移动通信领域，特别是在3G和4G网络中。

CDMA的工作原理基于以下几个基本原理：扩频、码片、信道编码和信号分离。

1. 扩频CDMA使用扩频技术将用户的信号从窄频带扩展到较宽的频带。

扩频的原理是使用一个特定的码片序列将用户的信号进行调制。

这个码片序列是一个高频率的伪随机码，与用户的数据进行逐位异或操作。

通过这种方式，用户的信号被扩展到较宽的频带上，从而在频域上与其他用户的信号区分开来。

2. 码片码片是CDMA中的关键概念。

每个用户都有一个唯一的码片序列，用于将其信号与其他用户的信号区分开来。

码片序列是由伪随机码生成器产生的，具有良好的相关性和互相关性特性。

这意味着用户的码片序列与其他用户的码片序列之间的互相关性非常低，从而实现了用户信号的分离。

3. 信道编码在CDMA系统中，用户的数据还需要进行信道编码。

信道编码主要用于纠正信道传输过程中产生的错误，提高信号的可靠性。

常用的信道编码技术包括卷积编码和分组编码。

卷积编码是一种线性的、系统的码，通过将输入位序列与一组固定的码字进行异或操作来生成编码序列。

这样做的好处是可以增加冗余信息，使接收端能够检测和纠正传输过程中的错误。

分组编码是一种非线性的、非系统的码，它将输入位序列分为若干个固定长度的块，并使用一组固定的码字对每个块进行编码。

分组编码的好处是可以在每个块内部进行纠错，从而提高信道传输的可靠性。

4. 信号分离CDMA系统中的信号分离是通过码片序列的互相关性实现的。

在接收端，接收到的信号与接收机中存储的相应码片序列进行互相关操作。

由于码片序列之间的互相关性较低，只有与接收机中存储的码片序列高度相关的信号能够被提取出来。

这样，接收机就能够将特定用户的信号从其他用户的信号中分离出来。

CDMA技术简介随着社会的进步、经济和科技的发展,当今世界已进入信息时代。

人们对通信的要求越来越高,这促进了移动通信的发展。

.目前使用的第二代移动通信系统的缺陷逐步明显,如全球漫游、容量问题、频谱问题、支持宽带业务问题等。

用户迫切希望通信界能够在短时间内提供一种真正意义上的全球覆盖、提供更宽的带宽、更灵活的业务,并且使终端能够在不同的网络间无缝漫游的系统,以取代第一代和第二代移动通信系统。

作为第三代移动通信系统核心的CDMA 系统,成为了当前研究工作领域的热点。

与FDMA 和TDMA 相比,CDMA 具有许多独特的优点。

CDMA 移动通信网是由扩频、多址接入、蜂窝组网和频率再用等几种技术结合而成,含有频域、时域和码域三维信号处理的一种协作,因此它具有大容量、软容量、软切换、保密性能好、话音质量高、发射功率低等优点1.扩频通信扩频通信是扩展频谱通信的简称, 它是一种先进的通信手段。

扩频技术就是将所传输的信息带宽扩展很多倍, 然后发送出去。

这时发送信号所占据的信道带宽远大于信息本身的带宽。

与此同时, 发射到空间的无线电功率也将大大地降低。

目前常用的直接序列扩频技术是选用一个伪随机码( 即PN 码) 对传送信息直接进行调制, PN 码的速率Rb 远远大于传送信息的速率Ri, 因而调制后的信号速率为Rb,即通过无线电设备发送出去的信号频带比原传送信息的频带扩大了Rb/Ri倍。

接收端利用相关的解扩技术实现信号的高精度还原, 从而获得信息的可靠传输, 如图1 所示。

图1 扩频通信原理框图2.扩频通信的特点( 1) 抗同频干扰性能好。

采用直接序列扩频技术后, 对频率相同的干扰信号来说, 接收机对它们有很强的抑制能力, 经过接收机解扩之后, 干扰信号扩展成为宽带噪声, 频谱功率密度很低。

接收机只接收和PN 码相同的信号。

( 2) 抗多径干扰能力强。

由于扩频系统中采用的PN 码具有良好的自相关性, 互相关性很弱, 不同路径传输来的信号能容易地被分离开, 并可在时间和相位上重新对齐, 形成几路信号功率的叠加, 从而改善了接收系统的性能, 增加了系统的可靠性。