CDMA概述及基本原理
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1 题目:CDMA技术的基本原理及其发展
摘要: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,这就为CDMA的普及创造了条件。
关键词:CDMA; 码分多址; 原理; 发展
1 CDMA的概述
CDMA(Code Division MultipleAccess的缩写)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多点通信所需带宽宽得多的频带去传输相同的数据。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信的干扰。由于窄带通信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这种新技术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,故敌方很难侦测到。因此,这种技术在军事领域中有着广泛的应用。而现在,CDMA技术已经越来越多的用于民用工程,其发展速度也是越来越快。
2 CDMA的基本原理
在CDMA中,每一个比特时间划分为m个短的间隔,称为码片。通常m的值是64或128,现假设m的值为8来说明其原理。使用CDMA的每一个站被指一个唯一的m bit码片序列。一个站如果要发送比特,则发送它自己的m bit码片序列。如果要发送比特0,则发送该码片序列的二进制反码。例如,指派给S站的8 bit码片序列是00011011。当S发送比特1时,它就发送序列00011011,而当S发送比特0时,就发送11100100。为了方便,我们按惯例将码片中的0写为-1,将1写为+1。因此S站的码片序列是(-1-1-1+1+1-1+1+1)。
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。若基站收到
GSM与CDMA 的区别
CDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Multiple Access),它是在数字技术的分支--扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。CDMA技术的原理是基于扩频技术,即将需传送的具有一定信号带宽信息数据,用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制,使原数据信号的带宽被扩展,再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码,与接收的带宽信号作相关处理,把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩,以实现信息通信。
GSM是Global System for Mobile Communications的缩写,意为全球移动通信系统,是世界上主要的蜂窝系统之一。GSM是基于窄带TDMA制式,允许在一个射频同时进行8组通话。GSM80年代兴起于欧洲,1991年投入使用。到1997年底,已经在100多个国家运营,成为欧洲和亚洲实际上的标准,到了2001年,在全世界的162个国家已经建设了400个GSM通信网络。但GSM系统的容量是有限的,在网络用户过载时,就不得不构建更多的网络设施。值得欣慰的是GSM在其他方面性能优异,它除了提供标准化的列表和信令系统外,还开放了一些比较智能的业务如国际漫游等。GSM手机的方便之处在于它提供了一个智能卡,人们称之为SIM卡,并且机卡可以分离,这样用户更换手机并且定制个人信息这方面都十分便利了。GSM手机还允许用户接收160字长度的短信息。
CDMA和GSM是2G通信的主流制式,从技术上来说,它们之间的区别就在于无线发送接收的制式不同,调制解调的方法不同。对于用户来说,它们的不同在于:
1. 通话质量。CDMA的通话质量要高于GSM,在相同环境下打电话,CDMA的杂音要比GSM小很多。
2. 手机辐射。由于CDMA采用了出色的功率控制技术,因此CDMA手机的辐射要比GSM小很多。
3. 高速数据上网。CDMA1x可以提供高达153.6kbps的上网速率,比GSM GPRS的20几k要快多了。
CDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Multiple Access),它是在数字技术的分支--扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。CDMA技术的原理是基于扩频技术,即将需传送的具有一定信号带宽信息数据,用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制,使原数据信号的带宽被扩展,再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码,与接收的带宽信号作相关处理,把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩,以实现信息通信。
GSM是Global System for Mobile Communications的缩写,意为全球移动通信系统,是世界上主要的蜂窝系统之一。GSM是基于窄带TDMA制式,允许在一个射频同时进行8组通话。GSM80年代兴起于欧洲,1991年投入使用。到1997年底,已经在100多个国家运营,成为欧洲和亚洲实际上的标准,到了2001年,在全世界的162个国家已经建设了400个GSM通信网络。但GSM系统的容量是有限的,在网络用户过载时,就不得不构建更多的网络设施。值得欣慰的是GSM在其他方面性能优异,它除了提供标准化的列表和信令系统外,还开放了一些比较智能的业务如国际漫游等。GSM手机的方便之处在于它提供了一个智能卡,人们称之为SIM卡,并且机卡可以分离,这样用户更换手机并且定制个人信息这方面都十分便利了。GSM手机还允许用户接收160字长度的短信息。
通话清晰的CDMA:CDMA是Code-Division Multiple Access的缩写,全称码分多址,由美国高通公司最早研制出来。但此时正值GSM大占天下的时候,所以几乎没有一个移动通讯商敢使用它,最后是韩国人让CDMA绝境逢生。在90年代初,韩国政府一直想寻找发展本国电子制造工业的机会,当它发现欧洲几乎已经垄断了GSM市场之后,它果断地向CDMA抛出了绣球,CDMA从那时开始发展起来。