CDMA关键技术V1.0

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技术原理CDMA技术原理CDMA是一种基于扩频技术的数字通信技术，它利用码分复用技术将多个用户的信息同时传输到一个频带上，从而提高了频谱利用率。

它具有抗多径干扰、抗窃听和抗干扰的特点。

CDMA技术的原理是通过将数字信息转换为数字码，并使用扩频技术，在传输过程中将码分离，然后再将其合并在一起。

在发射端，码被与一个伪码相乘，使信号的频谱宽度扩展到一个宽带。

接收端通过将接收到的信号与相同的伪码相乘，将其还原为原始信息信号，从而实现了码分复用。

CDMA技术使用伪随机码将每个用户的信息分离并重组在一起。

每个用户都有一个唯一的伪随机码，这个码可以在传输过程中与其他用户的码区分开来。

这种码的长度足够长，使得能够为大量用户提供独一无二的码。

因此，CDMA技术可以同时处理多个用户的信息，而不会发生信号冲突。

在CDMA系统中，每个用户的信息被编码为数字码，并与伪随机码相乘。

这样，用户的信息就被扩展到了一个带宽，这个带宽远远大于用户信息的带宽。

这种扩展的带宽使得CDMA系统具有高度的抗多径干扰和抗窃听能力。

多径干扰是由信号在传输过程中反射和折射产生的，这种干扰会导致信号的失真和弱化。

CDMA技术可以通过使用扩频技术将信号扩展到一个宽带来抵消多径干扰。

抗窃听的能力是由于CDMA技术使用伪随机码对信号进行编码，这使得信号非常难以被窃听者解码。

CDMA技术的另一个重要特征是抗干扰能力。

当多个用户同时使用同一个频段时，会产生互相干扰的现象。

CDMA技术通过使用伪随机码和信道编码技术来抵消这种干扰。

伪随机码使得每个用户的信号都不同，而信道编码技术则可以检测和恢复错误的信息。

CDMA技术是一种基于扩频技术的数字通信技术，具有抗多径干扰、抗窃听和抗干扰的特点。

它通过使用伪随机码将多个用户的信息同时传输到一个频带上，从而提高了频谱利用率，同时也提高了通信的可靠性和安全性。

WCDMA系统关键技术WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）广域码分多址技术，是第三代移动通信技术中最主流的通信技术之一，具有更高的传输速率和更强的抗干扰能力。

本文将重点介绍WCDMA系统的关键技术。

WCDMA系统架构WCDMA系统的架构主要包括UE（User Equipment，用户终端）、NodeB（基站节点B）、RNC（Radio Network Controller，无线网络控制器）和核心网等四个部分。

其中UE连接到NodeB上，而NodeB则连接到RNC上。

RNC是整个WCDMA系统的核心，负责所有NodeB的管理和调度。

扩频技术扩频技术是WCDMA系统最基础的技术之一，它的主要作用是将原始的信号扩展到更宽的带宽上进行传输，以提高传输速率和信号质量。

扩频技术又分为CDMA （Code Division Multiple Access，码分多址）和TD-CDMA（Time Division-Code Division Multiple Access，时分码分多址）两种。

CDMA技术是将每一个用户的数据流进行编码后，再与伪随机序列相乘后再发送，接收端通过相同的伪随机序列进行解码，获得原始的数据流。

而TD-CDMA技术则是将每个时隙划分为多个子帧，每个子帧再采用CDMA技术进行扩频传输。

信道编码在WCDMA系统中，为了提高信号的抗干扰能力，采用了很多信道编码技术。

其中最常用的就是卷积码和Turbo码。

卷积码是一种线性编码，通过简单的算法可以实现编码和解码，但是编码效率比较低。

而Turbo码则是一种迭代式编码技术，采用两个卷积码组成系统，可以在保证可靠性的前提下，提高编码效率。

信号调制在WCDMA系统中，采用了复杂的信号调制方案以提高信号的传输效率和质量。

其中主要采用的是QPSK（Quadrature Phase Shift Keying，四相移键控）和16QAM（16 Phase Quadrature Amplitude Modulation，16相移四元调制）两种方案。

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。

CDMA通信原理摘要：本文从系统出发，简要介绍了CDMA系统的组成部分，并详细介绍了基站子系统和网络子系统，另外分析了CDMA的呼叫流程、无线链路的调制，最后详细介绍了CDMA的关键技术：扩频技术，软切换技术，功率控制技术，分集接收技术，自适应天线。

关键字：CDMA 无线链路扩频软切换功率控制分集接收自适应天线目录一 CDMA简介 (3)二系统原理 (4)1 系统结构和原理 (4)1.1 系统结构 (4)1.2 组成部分简介 (4)2 CDMA的接口和协议 (6)3 子系统介绍 (6)3.1 基站子系统 (6)3.2 交换子系统 (10)3.2.1 MSC与VLR功能 (10)3.2.2 HLR与AC功能 (12)四无线链路（CDMA信道调制） (14)1 前向链路 (14)1.1 导频信道 (16)1.2同步信道 (17)1.3 寻呼信道 (18)1.4 前向业务信道 (18)1.5 相关知识 (19)2 反向链路 (20)2.1 接入信道 (22)2.2 反向业务信道 (23)2.3 相关知识 (23)四呼叫处理 (25)1 登记 (26)2 呼叫控制 (28)2.1 移动台始呼过程 (28)2.2移动台终止呼叫处理 (29)五 CDMA的关键技术 (30)1 扩频通信技术 (30)1.1 扩频通信相关理论基础 (31)1.1.1 扩频通信的可行性 (31)1.1.2 扩频码的产生 (32)1.2 扩频通信原理及工作方式 (33)2 功率控制技术 (34)2.1反向开环功率控制 (34)2.2 反向闭环功率控制 (36)2.3 前向功率控制 (36)3 软切换技术 (37)3.1硬切换与软切换 (37)3.1.1 硬切换 (37)3.1.2 软切换 (37)3.2 更软切换 (39)4 分集接收技术 (39)5.1 空间分集 (39)5.2 频率分集 (40)5.3 时间分集 (40)5 自适应天线 (41)附录：CDMA常用术语 (43)一 CDMA简介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。

2课程目标z 了解CDMA 系统的关键技术包括功控技术多用户检测技术智能天线技术RAKE 接收机分集技术等学习完本课程您将能够3课程内容3G 的RTT 研究内容WCDMA 中的功控技术多用户检测技术智能天线技术RAKE 接收机分集技术3G的关键技术z IMT-2000 RTT研究内容Î多址接入技术Î调制技术Î信道编码和交织Î复用技术Î物理信道结构Î帧结构Î射频信道参数45多址技术图示频率时间TDMA 时间频率FDMA 频率时间码字CDMA传统多址技术码分多址技术6上行调制z 调制的码片数率为3.84Mbps S Im{S}Re{S} cos(ωt)扩频后复数序列 -sin(ωt) 实部和虚部分开 脉冲成形脉冲成形7下行链路调制z码片速率为3.84MbpsS Im{S}Re{S} cos(ωt) 扩频后复数序列 -sin(ωt)实部和虚部分开 脉冲成形脉冲成形信道编码无纠错编码BER<10-1~10-2不能满足通信需要卷积编码BER<10-3满足语音通信需要Turbo 码BER<10-6满足数据通信需要•WCDMA采用高性能的信道编码提高系统性能–编解码极大地降低了工作点的信噪比是无线传输中的常用手段–Turbo码能够使传输信号的信噪比接近Shannon极限89时分业务复用•同一连接的多个业务在个DPDCH 上复用•复用可以发生在内部或者外部编码之前或之后时间复用外部编码交织时间复用内部编码交织时间复用DPDCH 业务#1业务#2业务#3并行业务10码分业务复用•分离物理信道每个业务的质量独立可控•多码传输增加终端的复杂性和功放要求编码和交织DPDCH #1DPDCH #2DPDCH #N 业务#1业务#2业务#N并行业务编码和交织编码和交织11多码传输多码技术易于实现高速率数据传输2Mbps384Kbps 384Kbps 384Kbps 384Kbps 384Kbps 业务信道业务信道单元业务信道向物理信道映射384Kbps384Kbps 384Kbps 384Kbps 384Kbps384Kbps 384Kbps快速功率控制技术z减小多址干扰保证网络容量z延长电池使用时间1213功率控制过程z快速闭环功率控制概念UE 侧实现例子Î下行内环功率控制调整网络的发射功率使接收到的下行链路的SIR 保持在一个给定的目标值SIRtarget附近而每一个连接的SIRtarget 则由高层外环功率控制分别调整ÎUE 同时估计下行DPCCH/DPDCH 的接收功率和干扰功率得到信噪比估计值SIRest然后根据以下规则产生TPC 命令如果SIRest > SIRtarget 则TPC 命令为"0"要求增加发射功率如果SIRest < SIRtarget则TPC 命令为"1"要求降低发射功率14功率控制过程-上行z上行DPCCH/DPDCH 正常发射功率控制Î上行内环功率控制调节UE的发射功率使得UTRAN 接收到的上行链路的信干比(SIR)保持在一个给定的目标值SIRtarget附近Î服务小区对接收到的上行DPCH的信干比进行估计再根据估计得到的SIRest 和以下规则产生TPC 命令如果SIRest> SIRtargetTPC 命令="0"如果SIRest <SIRtarget TPC 命令="1"ÎTPC 命令每时隙发送一次UE 根据TPC 命令得出TPC-cmd值15z上行DPCCH 功率控制前缀部分的发射功率控制Î功率控制前缀可用于DCH 的初始化上下行DPCCH 都可以在上行功率控制前缀部分发送而上行DPDCH 只能在功率控制前缀结束之后才能发送Î功率控制前缀部分的长度是UE的一个特定参数由网络通过信令通知其值为0个或15个帧z上行DPCCH/DPDCH 功率差设置ÎDPCCH 和DPDCH采用不同码进行发送不同的输格式组合TFC对应的增益因子不同正常帧的TFC 对应的DPCCH和DPDCH 的增益因子可以通过网络侧配置或高层信令配置16z下行DPCCH/DPDCH 功率控制ÎDPCCH 和其对应的DPDCHs 的功率同时控制Î功率控制环路以相同的步长调节DPCCH 和DPDCH的功率ÎDPCCH 和DPDCH 的相对发射功率偏置由网络决定DPCCH中TFCITPC 和导频字段相对于DPDCH 的功率偏置分别为PO1PO2和PO3 dBÎCPCH 对应的DL DPCCH 中的CCC 区域的功率和导频区域的功率相同17功率控制过程下行z下行DPCCH/DPDCH 正常发射功率控制ÎUE 产生TPC命令来控制网络的发射功率并在上行DPCCH的TPC 字段发送ÎUTRAN 对接收到的TPC 命令作出反应调节下行DPCCH/DPDCH 的发射功率一个时隙中发射的所有DPDCH符号的平均功率在一个功率门限范围内Î功率调整步长为最小步长1dB 或0.5dB的整数倍Î当失去同步UE 不能产生TPC命令时TPC 命令在个非同步状态为"1"ÎUTRAN 按照命令调整下行DPCCH/DPDCH 的发射功率可以每个时隙或每三个时隙估计TPC 命令更新一次发射功率18z当前的CDMA 接收机基于RAKE 原理将其他用户的干扰视为噪声z 基于RAKE 的CDMA 系统的容量受干扰的限制z最优接收机是联合检测所有的信号并将其他用户的干扰从期望的信号中减去信号的相干特性是已知的干扰是确定的z多用户检测MUD 称为联合检测和干扰对消降低了多址干扰从而提高系统的容量z多用户检测可以消除远近效应问题多用户检测技术智能天线研究z现有结果(Arraycomm京瓷)针对DCS-1800和PHS 的产品提高覆盖范围230%降低要求基站数目70%平均降低成本40%z实现关键多波束形成技术自适应干扰抑制技术空时二维的RAKE接收技术多通道的信道估计和均衡技术z在TDD技术中的使用1920z 降低来自其他方向的干扰提高所需信号方向的接收灵敏度z扩大基站的覆盖范围改善信号的传输质量智能天线原理智能天线的小区配置全向小区三扇区小区智能天线小区21智能天线的优点智能天线可以对高速率用户进行波束跟踪 起到空间 隔离 消除干扰的作用 大大增加系统容量 增加覆盖范围 改善建筑物中和高速运动时的信号接 收质量 提高信号接收质量 降低掉话率 提高语音质量 减少发射功率 延长移动台电池寿命 提高系统设计时的灵活性22对智能天线支持的分析支持智能天线的关键技术 多波束切换技术 自适应天线阵列技术WCDMAcdma2000在整个覆盖区域内实现 在局部热点区域内实现 标准中定义专用导频 专用导频 实现容易 未定义下行专用导频 实现困难WCDMA标准能够更好的支持智能天线技术 标准能够更好的支持智能天线技术23RAKE接收原理 接收原理单径接收电路 单径接收电路 接收机 单径接收电路 搜索器 计算信号强 度与时延 合并后 的信号合并s(t)s(t)ttRAKE 接收技术有效地克服多径干扰提高接收性能24RAKE接收机射频和中频结构 接收机射频和中频结构Rx滤波器 滤波器 下变频器 双工器 RF AGC 本振 功放 Tx滤波器 滤波器 IF 和 平 滑 滤波器 RF AGC 上变频器 I 数字上 变频器 Q IF去混迭 去混迭 滤波器 ADC I数字下 变频器 Q基 带 处 理 器 DAC数据 I/O本振25Rake接收机基带 接收机基带基带输 入信号 带 DLL 的 相关器I Q 相位 旋转 延迟 均衡II本地 扩频码信道 估计 第一径 第二径 第三径Q合并相加时间量径 位置延迟估计26分集技术是通过自然界无线传播环境中的独立 或至少高度不相关 多径信号来实现的 相对投资低廉 克服小尺度衰落 由移动台附近物体的复杂反射引起 以采用双天线接收分集 克服大尺度衰落 由于周围环境地段和地物的差别而导致的 阴影区引起 可以选择一个所发信号不在阴影区的基站 位置选择发射分集 发射分集技术还用来提高无线通信中单用户的峰值吞吐率 可27分集技术空间分集空间发射分集 空间接收分集极化分集 利用水平分量和垂直分量的不相关性 频率分集 宽带信号 时间分集 以超过信道相干时间的时间间隔重复发射 一个码片时间>信道的相 接收机 信号 RAKE接收机 认为 一个码片时间 信道的相 关时间28分集接收合并技术最大比合并在接收端由N个分集支路 在接收端由 个分集支路 经过相位调整后 按照适当的增 益系数 同相相加 在送入检测器进行监测等增益合并在接收端由N个分集支路 在接收端由 个分集支路 经过相位调整后 按照相等的增 益系数 同相相加 在送入检测器进行监测选择性合并在N个分集支路中选择具有最大信噪比的支路作为输出 个分集支路中选择具有最大信噪比的支路作为输出29WCDMA的发射分集 的发射分集前向链路容量是当前CDMA蜂窝系统容量的瓶颈 WCDMA 蜂窝系统容量的瓶颈 前向链路容量是当前 标准在发射分集上的应用上进行了深入的研究 提出了新的 发射分集方案 提高前向链路容量 开环发射分集基于时空块编码的发射天线分集 STTD SCH上的时间切换传输分集 TSTD闭环发射分集 FBI 域30b0b1b2b3b0b1b2b3-b2b3b0-b1A n te n n a1 A n te n n a2C h a n n e l b itsS T T D e n c o d e d c h a n n e l b itsfo r a n te n n a1a n d a n te n n a2.基于时空块编码的发射天线分集31Antenna 1Antenna 2ac s i,0ac pac s i,1ac pac s i,14ac p Slot #0Slot #1Slot #14ac s i,2ac pSlot #2SCH上的时间切换传输分集3233Spread/scram blew 1w 2DPC HD PC C H D PD C HR xR x∑C PIC H 1T x∑C PIC H 2AntAntT xW eight G enerationw 1w 2D etermine FB I message from U plink D PC CH闭环发射分集课程小结z本章主要介绍了3GRTT技术的主要技术WCDMA的功控技术WCDMA的RAKE接受技术WCDMA的发射分集技术WCDMA的多用户检测技术WCDMA的智能天线技术3435。

CDMA800系列无线宽带直放站用户手册(10中文)User ManualQ91SA000552Q91SA000V1.0深圳市云海通讯股份有限公司SHEN ZHEN WINHAP COMMUNICATIONS INC.前言手册说明CDMA800系列无线宽带直放站是CDMA移动通信混合组网的重要组成部分，它主要完成上、下链路射频信号的接收、滤波、放大和转发，延伸基站的覆盖范围。

本手册介绍了CDMA800无线选带直放站的原理、功能、构成、调测等，和操作维护手册、安装指导手册一起，主要用于指导用户正确安装、操作和维护CDMA800无线宽带直放站（以下简称直放站）。

内容介绍手册主要介绍了CDMA800无线宽带直放站的原理、功能、构成、安装、调测、操作、维护等，共分为三章。

第一章为系统概述，主要介绍了直放站的基本原理、产品特点和接口等方面的内容。

第二章为系统构成，主要介绍了构成直放站的主要单元，使用户对直放站的结构有较深的认识。

第三章为系统调测，主要介绍了系统的一般调测步骤，调测所需的工具、仪表，系统的调测内容等，帮助用户掌握调试方法，从而使直放站工作在最佳状态。

附录A为直放站随机配置。

附录B为CDMA800频率和信道号对照表和本手册一起提供的技术文件还有：《CDMA800系列无线宽带直放站技术参数(10中文)》《CDMA800系列无线宽带直放站操作维护手册(09中文)》目录第一章系统概述 (1)1.1概述 (1)1.2工作原理简介 (1)1.3技术特点 (2)1.4直放站外形图 (2)1.5直放站接口 (3)1.5.1直放站外部接口 (3)1.5.2直放站内部接口 (4)第二章系统构成 (6)2.1系统组成 (6)2.2上行低噪放单元、下行低噪放单元 (6)2.3上行功放单元、下行功放单元 (6)2.4双工器 (6)2.5无线Modem (6)2.6主控制单元 (6)2.7交流停电检测单元ACD (6)第三章系统调测 (7)3.1调测工具及仪表 (7)3.2调整施主天线 (7)3.3隔离度的计算和测量 (9)3.4测量天馈系统的驻波比 (10)3.5测量供电系统并检查供电连接情况 (10)3.6参数调试 (10)3.7远程监控调测 (11)3.8工程安装记录 (11)附录A：随机配置 (12)附录B：CDMA800频率和信道号对照表 (12)第一章系统概述摘要本章主要从系统角度，对CDMA800系列无线宽带直放站作一般介绍，包括应用范围、基本工作原理、产品特点及主要技术指标等内容，使用户初步认识CDMA800直放站。