第8、9章_CDMA数字蜂窝移动通信系统

4.1 扩频通信的基本概念
4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8
4.1.1 扩频通信的理论基础 CDMA数字蜂窝移动通信系统 CDMA正向信道 4.1.2 处理增益和抗干扰容限 4.1.3 直接序列扩频 CDMA反向信道 CDMA蜂窝网的关键技术 CDMA系统控制功能 CDMA系统的切换技术 CDMA位置登记和呼叫处理
4.1.1.1 香农公式
长期以来，人们总是想方设法使信号所占频 谱尽量窄，以充分提高频率资源的利用率。 考虑到通信的安全可靠，可采用宽频带信号 来传输窄带信息。
4.1.1.1 香农公式
香农（Shannon）在其信息论中得出了 带宽与信噪比互换的关系式，即香农公 式： S为信号平均功
信道容量， 单位为b/s
M j GF (S / N ) 0 Ls
输出端的信噪比 系 统 损 耗
4.8
4.1.3 直扩的原理
所谓直接序列扩频（DS-SS，Direct Sequence-Spread Spectrum），就是 直接用具有高速率的扩频码序列在发端去 扩展信号的频谱。 而接收端，用相同的扩频码序列进行解扩， 把展宽的扩频信号还原成原始信息。
设信息持续时间为T，或数字信息的码元宽 度为T，则信息带宽 Bm 为 1 4.3 Bm T 信号功率S为 E 4.4 S T 已调（或已扩频）信号的带宽为B，则噪声功率为
N n0 B
4.5
4.1.1.2 差错概率公式
将式（4-3）~（4-5）带入（4-2），可得
ST Pe f B N S B f N B m
4.6
由式（4-6）可见，差错概率 Pe，是输入信号与 噪声功率之比S/N和信号带宽之比B/ Bm 二者乘 积的函数，信噪比与带宽是可以互换的。用增 加带宽的方法可以换取信噪比上的好处。

2014年3月6日星期四
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第十章 CDMA数字移动通信系统
3.1 系统容量大，多址能力强
系统容量大，多址能力强
FDMA/TDMA系统中，为保证通信质量达到一定要求， 限定所需信号与共道干扰的比值（信干比）不小于某一 门限值，这就限制系统的频率再用距离不小于某一数值， 因而限制了蜂窝系统的通信容量 就频率再用方面来说，CDMA是一种最有效的多址方 式。CDMA技术多址能力决定于地址码间多址干扰的大小
PN码 发生器
PN码 发生器
发送端
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同步 电路
接收端
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第十章 CDMA数字移动通信系统
2.8 CDMA的实现框图
CDMA系统（多个用户）
Ci (t )r (t ) Ci (t ) bn (t )Cn (t ) bn (t )Ci (t )Cn (t )
扩频增益和抗干扰容限
扩频增益(Spreading Gain), 指的是频带扩展后的 信号带宽与频谱扩展前的信息带宽之比。工程上常以分 贝(dB)表示, 即 Gp＝10 lg(W／ΔF)
抗干扰容限是指扩频通信系统在正常工作条件下可以接收的最小 信噪比, 即它反映的是系统对于噪声的容忍情况, 其定义为
1993年7月，Qualcomm公司开发的CDMA蜂窝体制被采纳为 北美数字蜂窝标准，定名为IS-95（实际上IS-95 定义的是 CDMA系统的公共空中接口）。
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第十章 CDMA数字移动通信系统

在CDMA系统的无线链路中，各种逻辑信道都是由不同的 码序列来区分的。因为任何一个通信网络除主要传输业务信息 外，还必须传输有关的控制信息。对于大容量系统一般采用集 中控制方式，以便加快建立链路的过程。为此，CDMA蜂窝系 统在基站到移动台的传递方向（前向）上设置了导频信道、同 步信道、寻呼信道和正向业务信道；在移动台至基站的传输方 向（反向）上设置了接入信道和反向业务信道。
GSM因采用TDMA系统，因此带宽受限。尤其GSM在 前向纠错编码能力上比CDMA差。
CDMA系统和GSM系统的具体比较
5．手机辐射
目前普遍使用的GSM手机900MHz频段最大发射功 率为2W ，1800MHz频段最大发射功率为1W 。CDMA IS95A规范对手机最大发射功率要求为0.2W~1W，实际上 目前网络上允许手机的最大发射功率为0.2W。
分集
RAKE接收, 天线分集；
信道编码 卷积码，K=9,R=1/3(反向)；
K=9,R=1/2(前向)；
话音编码 QCELP可变速率编码器；
数据速率 9.6，4.8，2.4，1.2kbps；
正交扩频 64进制WALSH码；
PN序列周期 242-1 chips and 215 chips；
一. 信道组成
8.1 IS-95 CDMA移动通信系统的发展过程
在大量蜂窝移动通信工业部门的支持下，美国圣地亚哥的 Qualcomm（高通）公司设计、开发并试验了CDMA蜂窝网，于 1991年12月在西雅图做了现场试验并取得了一致好评，当时进 行了5个基站、70个移动台参加组网的试验。现场试验结果表明：
① CDMA理论分析的优越性，在实际通信条件下是存在的，并 有实际测试数据证明了系统容量和性能得到改善。
当前章节

若干时隙（无论帧或时隙都是互不重叠的），每一个时隙就是一个 通信信道，分配给一个用户。
二、多址通信方式
码分多址（CDMA）
C1
c1
MS1
C2
c2
MS2
.
Ck
BS
ck
. .
MSk
在CDMA通信系统中，不同用户传输信息所用的信号不是靠频率不同或时隙不同来 区分，而是用各自不同的编码序列来区分，或者说，靠信号的不同波形来区分。
三、CDMA基站子系统
微蜂窝基站支持菊花链 菊花链最大支持3个微基站/E1
Microcell 1
40CH
(23ch)
Microcell 2
40CH
(23ch)
Microcell 3
40CH
(23ch)
From BTS 2Mb/s
三、CDMA基站子系统
模块化基站（宏蜂窝基站）
• 每机架可支持3扇面3载频(3/3/3),或最大全向9载频配置. • 能与现有的基站共存协调发展 • 小型化减少机架占地面积 • 全向、3扇面、6扇面配置(1*1,1*3,1*6) • 每个载频/扇面最大支持40信道单元(工程为20信道单元） • 每架最大支持6个E1 • 最少的天线配置—2或3付天线/每扇面。 • 可同时支持宽带CDMA
微蜂窝基站配置 适合联通网络解决大商场，体育馆等热点区域，可 不占用机房，减少设站费用，微基站共址安装（最大3 个）共享 —T1/E1 —GPS天线 —电源柜 —分散的微基站至GPS天线最大距离为150m 搬运方便，节省时间
三、CDMA基站子系统 微蜂窝基站配置
• 全向配置，3扇面配置 • 标准输出功率2W，特殊情况可提供10W—20W功率输 出，特别适合在农村、山区等低话务区全向配置，安装 简便，迅速开通，方便灵活。