計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程作業(yè)_CDMA基本原理

1、Southeast University1.1CDMA基本原理基本原理09012403 姚珮09012405 施書靜09012435 劉繼軍計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論之Southeast University1.2基本概念基本概念什么是CDMA？ 碼分多址(CDMA)是在數(shù)字技術(shù)的分支-擴(kuò)頻通信技術(shù)上發(fā)展起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術(shù)。CDMA技術(shù)的原理是基于擴(kuò)頻技術(shù)，即將需傳送的具有一定信號帶寬信息數(shù)據(jù)，用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號的帶寬被擴(kuò)展，再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去。接收端使用完全相同的偽隨機(jī)碼，與接收的帶寬信號作相關(guān)處理，把寬帶信號換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號即解擴(kuò)，

2、以實(shí)現(xiàn)信息通信。Southeast University1.3基本原理基本原理CDMA通信系統(tǒng)中，不同用戶傳輸信息所用的信號不是靠頻率不同或時(shí)隙不同來區(qū)分，而是用各自不同的編碼序列來區(qū)分，或者說，靠信號的不同波形來區(qū)分。如果從頻域或時(shí)域來觀察，多個(gè)CDMA信號是互相重疊的。接收機(jī)用相關(guān)器可以在多個(gè)CDMA信號中選出其中使用預(yù)定碼型的信號。其它使用不同碼型的信號因?yàn)楹徒邮諜C(jī)本地產(chǎn)生的碼型不同而不能被解調(diào)。它們的存在類似于在信道中引入了噪聲和干擾，通常稱之為多址干擾。 Southeast University1.4基本原理基本原理在CDMA蜂窩通信系統(tǒng)中，用戶之間的信息傳輸是由基站進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和控制的

3、。為了實(shí)現(xiàn)雙工通信，正向傳輸和反向傳輸各使用一個(gè)頻率，即通常所謂的頻分雙工。 無論正向傳輸或反向傳輸，除去傳輸業(yè)務(wù)信息外，還必須傳送相應(yīng)的控制信息。為了傳送不同的信息，需要設(shè)置相應(yīng)的信道。但是，CDMA通信系統(tǒng)既不分頻道又 不分時(shí)隙，無論傳送何種信息的信道都靠采用不同的碼型來區(qū)分。類似的信道屬于邏輯信道，這些邏輯信道無論從頻域或者時(shí)域來看都是相互重疊的，或者說它們均 占用相同的頻段和時(shí)間。Southeast University1.5基本原理基本原理Southeast University1.6基本原理基本原理Southeast University1.7CDMA的碼的碼碼序列長度應(yīng)用位置應(yīng)用

4、目的碼速率m序列(最大期線性移位寄存器，也就是長碼)2421反向接入信道反向業(yè)務(wù)信道直序列擴(kuò)頻標(biāo)識移動臺1.2288M前向?qū)ず粜诺狼跋驑I(yè)務(wù)信道用于數(shù)據(jù)擾碼19.2KM序列（最長非線性移位寄存器，也就是短碼）215所有反向信道正交擴(kuò)頻利于調(diào)制1.2288M所有正向信道標(biāo)識基站W(wǎng)alsh函數(shù)64所有反向信道正交調(diào)制307.2K所有正向信道正交擴(kuò)頻，標(biāo)識各前向信道1.2288MSoutheast University1.8Southeast University1.9長碼為一周期為24242-1的m-序列移位相加特性： 輸出序列Ck和Ck+t(Ck時(shí)移t)的相加后的序列仍然是序列Ck的一個(gè)時(shí)移序列自

5、相關(guān)特性： 不同相位的m-序列的相關(guān)值為-1長碼的作用：長碼在前向用作擾碼加密長碼在反向用作區(qū)分不同手機(jī)短碼：包含兩個(gè)PN序列I和Q，每個(gè)長度都是32,768(215)個(gè)碼片。不同的短碼用于區(qū)分不同的基站信號每秒有1228800/3276837.5個(gè)短碼，每2秒（CDMA最小循環(huán)周期）有75個(gè)短碼，每個(gè)短碼是26-2/3ms.Southeast University1.10短碼為周期215 的M-序列在M-序列中增加了一個(gè)全0狀態(tài)每個(gè)扇區(qū)在短碼中指配一個(gè)時(shí)間偏置系統(tǒng)利用PN短碼的時(shí)間偏置來區(qū)別扇區(qū)可允許所有Walsh碼在各扇區(qū)復(fù)用系統(tǒng)規(guī)定PN碼最小偏移值為64chips，可以有512個(gè)時(shí)間偏置

6、來作扇區(qū)識別(215 /64=512)同一扇區(qū)內(nèi)所有CDMA信道的短碼相同不同扇區(qū)內(nèi)的CDMA信道的短碼不同Southeast University1.11CDMA信道信道 前向信道（前向信道（FORWARD CHANNELS）: F-Pilot（Walsh Code0）：前向?qū)ьl信道，功能等同于IS-95A中的前向?qū)ьl信道，用于使移動臺進(jìn)行同步相干解調(diào)，基站在此信道發(fā)送導(dǎo)頻信號供移動臺識別基站并引導(dǎo)移動臺入網(wǎng) ； F-Sync (Walsh Code32)：前向同步信道，功能等同于IS-95A中的前向同步信道，用于為移動臺提供系統(tǒng)時(shí)間和幀同步信息, 基站在此信道發(fā)送同步信息提供移動臺建立與系

7、統(tǒng)的定時(shí)和同步； PAGING (Walsh Code1Walsh Code7)：前向?qū)ず粜诺?，功能與IS-95A中的前向?qū)ず粜诺老嗤驹诖诵诺老蛞苿优_發(fā)送有關(guān)尋呼、指令以及業(yè)務(wù)信道指配信息Southeast University1.12CDMA信道信道前向信道：前向信道： F-CCCH：前向公共控制信道，用于當(dāng)移動臺還沒有建立業(yè)務(wù)信道時(shí)，基站和移動臺之間傳遞一些控制消息和突發(fā)的短數(shù)據(jù)； F-FCH：前向基本信道，屬于業(yè)務(wù)信道的一種，用于當(dāng)移動臺進(jìn)入到業(yè)務(wù)信道狀態(tài)后，承載信令、話音、低速的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、電路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)或輔助業(yè)務(wù)； F-DCCH：前向?qū)Ｓ每刂菩诺?，屬于業(yè)務(wù)信道的一種，只能工作在

8、RC3以上，當(dāng)移動臺處于業(yè)務(wù)信道狀態(tài)時(shí)，用于傳遞一些消息或低速的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、電路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)； F-SCH：前向補(bǔ)充信道，屬于業(yè)務(wù)信道的一種，只能工作在RC3以上，用于當(dāng)移動臺進(jìn)入到業(yè)務(wù)信道狀態(tài)后，承載高速的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（14.4 kbps及以上）。 Southeast University1.13CDMA信道信道反向信道反向信道（REVERSE CHANNELS）： R-Pilot：反向?qū)ьl信道，只能工作在RC3以上，用于輔助基站檢測移動臺所發(fā)射的數(shù)據(jù)； R-ACH：反向接入信道，功能與IS-95A中的反向接入信道相同； R-EACH：反向增強(qiáng)接入信道，只能工作在RC3以上，當(dāng)移動臺還未建立業(yè)

9、務(wù)信道時(shí)，可以通過該信道發(fā)送控制消息到基站，提高了移動臺的接入能力； R-CCCH：反向公共控制信道，用于當(dāng)移動臺還沒有建立業(yè)務(wù)信道時(shí)，基站和移動臺之間傳遞一些控制消息和突發(fā)的短數(shù)據(jù)； R-FCH：反向基本信道，屬于業(yè)務(wù)信道的一種，用于當(dāng)移動臺進(jìn)入到業(yè)務(wù)信道狀態(tài)后，承載信令、話音、低速的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、電路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)或輔助業(yè)務(wù)； Southeast University1.14CDMA信道信道反向信道反向信道（REVERSE CHANNELS） R-DCCHR-DCCH：反向?qū)Ｓ每刂菩诺?，屬于業(yè)務(wù)信道的一種，只能工作在RC3以上，當(dāng)移動臺處于業(yè)務(wù)信道狀態(tài)時(shí)，用于傳遞一些消息或低速的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、電

10、路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)； R-SCH：反向補(bǔ)充信道，屬于業(yè)務(wù)信道的一種，只能工作在RC3以上，用于當(dāng)移動臺進(jìn)入到業(yè)務(wù)信道狀態(tài)后，承載高速的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（14.4 kbps及以上）。 Southeast University1.15CDMA信道信道前向CDMA信道(基站發(fā)送的1.23 MHz 信道)導(dǎo)頻信道 同步信道 尋呼信道1尋呼信道7 業(yè)務(wù)信道1 業(yè)務(wù)信道25業(yè)務(wù)信道55 W0W32W2W7W8W31W0業(yè)務(wù)信道24W33移動臺功率控制子信道業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)W：編碼信道Southeast University1.16CDMA信道信道反向CDMA信道(基站接收的1.23 MHz 信道)以長碼進(jìn)行編址與尋呼信道有關(guān)

11、的接入信道業(yè)務(wù)信道 1業(yè)務(wù)信道與尋呼信道有關(guān)的接入信道與尋呼信道有關(guān)的接入信道與尋呼信道有關(guān)的接入信道Southeast University1.17技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)1.分配頻段（電信使用頻段）上行：825MHz835MHz下行：870MHz880MHz2.信道數(shù)：64（碼分信道）/每個(gè)載頻3.調(diào)制方式：前向：QPSK反向：OQPSK4.語音編碼：8K、13K及8KbpsEVRC5.碼片速率：1.2288Mchip/sSoutheast University1.18語音編碼語音編碼 目前CDMA系統(tǒng)的話音編碼主要有兩種，即碼激勵(lì)線性預(yù)測編碼(CELP)8kbit/s和13bit/s。8kbit/s的話音編碼達(dá)到GSM系統(tǒng)的13bit/s的話音水平甚至更好。13bit/s的話音編碼已達(dá)到有線長途話音水平。CELP采用與脈沖激勵(lì)線性預(yù)測編碼相同的原理，只是將脈沖位置和幅度用一個(gè)矢量碼表代替。 Southeast University1.19功率控制功率控制CDMA系統(tǒng)是自干擾系統(tǒng)，限制CDMA系統(tǒng)容量的因素是“干擾”；CDMA功率控制的目標(biāo)：克服反向鏈路的遠(yuǎn)近效應(yīng)；基站從各個(gè)移動臺接收到的功率相同；保證接收機(jī)的解調(diào)性能情況下，盡量降低發(fā)射功率