移动通信第八章码分多址数字蜂窝网
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蜂窝网络原理
蜂窝网络是一种无线通信技术,主要通过基站提供智能手机和其他移动设备的连接。
蜂窝网络原理基于将服务区域划分为许多小区(也称为蜂窝),每个小区由一个或多个基站负责覆盖。
每个基站都有一定的通信范围,当移动设备在不同小区之间移动时,系统会自动将其从一个基站切换到另一个基站,以保持网络连接。
蜂窝网络采用的通信方式是分频多址(FDMA)和时分多址(TDMA)。
在FDMA中,频段被划分为不同的子载波,并
为每个用户分配一个特定的子载波,以实现用户间的并行通信。
而在TDMA中,时间被划分为不同的时隙,每个用户在不同
的时隙内进行通信。
当用户进行通话或者数据传输时,移动设备将信息转换成无线信号,并通过天线发送到基站。
基站接收到信号后,将其传输到核心网络中的交换机和服务器。
核心网络负责管理通信流量、路由和其他相关功能,并将数据传输到目标设备或者其他网络中。
蜂窝网络使用的主要技术是CDMA(码分多址)。
CDMA允
许多个用户同时在同一频段上进行通信,每个用户的数据会以唯一编码方式被发送和接收。
这种技术使得蜂窝网络具有高容量和高效率的特点,可以同时支持大量的用户。
蜂窝网络的覆盖范围由基站的位置和功率决定。
通常情况下,基站会按照特定的布局和调度进行设置,以实现最佳的覆盖效
果和信号强度。
总之,蜂窝网络通过将服务区域划分为小区,并利用基站接收和传输信号,实现移动设备之间的通信。
这种无线通信技术使用了多种技术和原理,以提供高效、可靠的网络连接。
Chapter 8 IS-95 systemyOutline(目录)I.IS-95 System OverviewI IS95S t O iII.Forward channelIII.Reverse channelIV.Enhancement TechnologyV.Technology FeaturesOutline(目录)I.IS-95 System OverviewI IS95S t O iII.Forward channelIII.Reverse channelIV.Enhancement TechnologyV.Technology Features8.1IS-95system Overview8.1 IS 95 system OverviewHistory and Development 日期发展阶段美国Q l 1988Qualcomm (高通)公司提出将CDMA 技术用于蜂窝移动电话IS-95A 1993美国TIA 接受CDMA 技术为北美的标准,即:IS 95A 。
随后又陆续颁布:IS-95B (提高数据率),IS-96(语音业务),IS-97(移动台性能),IS-98(基站性能),IS-99(数据业务)(数据业务)。
1995全球第一个商用IS-95A 系统在香港建设中国在北京上海西安开通1998中国在北京、上海、西安开通CDMA 网络2002中国联通宣布在全国建设CDMA 网络8.1IS-95systemOverviewMajor IS95 Standards 主要的IS-95标准8.1 IS 95 system Overview IS95A/B radio interface specification (also called TIA/EIA95)无线接口说明(也称为TIA/EIA95)的语音服务选项 IS96A 8 kbps speech service option 8kbps的语音服务选项 IS97BTS Minimum Performance Standards 基站最低性能标准MS Minimum Performance Standards 手机最低性能标准 IS98MS Minimum Performance Standards 手机最低性能标准 IS127 EVRC Speech Service Option EVRC语音服务选项IS634A Open A Interface (MSC to BSC) 开放A接口(MSC至BSC) IS707A Packet Data 打包数据IS-733 13 kbps Speech service option 13 kbps的语音服务选项IS 637Sh M S i 短信息服务IS-637 Short Message Service 短信息服务 IS-638 Over-the-air activation and parameter administration无线激活和参数管理8.1IS-95systemOverviewMultiple access(多址接入8.1 IS95 system Overview p (多接)8.1IS-95systemOverviewMultiple access 8.1 IS95 system Overview p▪Spreading factor(SF)=B /WOutline(目录)I.IS-95 System OverviewI IS95S t O iII.Forward channelIII.Reverse channelIV.Enhancement TechnologyV.Technology Features8.2 Forward channel8.2Forward channelParameters:▪Frequency spectrum:869~894MHz▪Duplex:FDD▪Chip rate:1.2288Mchip/sE h i125MH▪Each carrier: 1.25MHz.▪Four types of logical channel: 1 pilot channel, 1synchronization channel, 7 paging channels, and 55h i ti h l7i h l d55traffic channels8.2 Forward channel8.2Forward channelBasic techniques:▪Channels are separated using different spreading codes•Orthogonal Walsh codes are used (64 total)•After orthogonal codes, they are further spread by short PNspreading codes•Short PN spreading codes are sequences generated by LinearShort PN spreading codes are m sequences generated by LinearFeedback Shift Registers of length 15 with a period of 32768 chips.▪Source coding: QCELP▪Modulation: BPSK▪Channel coding: convolutional encoder(1/2)▪Power control▪RAKE receiver▪Soft handoffS ft h d ff8.2 Forward channel8.2Forward channelp gBasic Spreading Procedure on the Forward Channel in IS-95:8.2 Forward channel8.2Forward channelIS-95 Forward Channel:8.2ForwardchannelCDMA前向信道(1.23MHz)8.2 Forward channel1个1个7个5555个个业务导频信道同步信道寻呼信道1…………W 0W 32W 1W 7W 8W 31W 33W 63寻呼信道7业务信道1业务信道N 业务信道24信道25业务信道55业务数据移动台功率W i (i=0…63)表示码信道编号特殊情况控制子信道✓当用户数过多,业务信道数目不够时,某几个寻呼信道可以临时用作业务信道;✓极端情况下,7个寻呼信道和1个同步信道都可用作业务信道。
移动通信中的码分多址技术20 世纪 70 年代末,第一代移动通信系统面世。
从此以后,移动通信产业以惊人的速度迅猛发展。
而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又开启了一个新的阶段。
随着各种蜂窝系统在各国的应用,制式五花八门,不能兼容互通,于是开发人员开发了 GSM 数字蜂窝系统。
其中码分多址技术以其容量大、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。
码分多址技术是当今通信界关注的大热点,是当前公认的一种国际标准技术。
它为解决频率资源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。
码分多址技术适用于各种移动通信,是当今最先进和最具市场潜力的通信技术,已被公认为是移动通信的发展方向。
一.多址技术简介多址技术是指把处于不同地点的多个用户接入一个公共传输媒质,实现各用户之间通信的技术。
多址技术多用于无线通信,又称为“多址连接”技术。
多址技术分为频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)、空分多址(SDMA)。
频分多址是以不同的频率信道实现通信的,如TACS模拟通信采用的是频分复用技术;时分多址是以不同时隙实现通信的,如GSM数字通信采用的是频分复用和时分复用相结合的多址技术;码分多址是以不同的代码序列来实现通信的,如CDMA采用码分多址技术;空分多址则是以不同方位信息实现多址通信的。
二.多址技术的特点1.频分多址(FDMA)技术频分多址技术是让不同的地球通信站占用不同频率的信道进行通信。
各个用户使用着不同频率的信道,所以相互没有干扰。
早期的移动通信就是采用这个技术。
其特点为:1)以频道区分用户地址,一个频道可传输一路模拟或数字话路。
2)技术成熟,易于模拟系统兼容,对信号功率控制要求不严格。
3)频率规划复杂,在系统设计中需要严格的频率规划,是频率受限和干扰受限系统。
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。