CDMA基本原理（華為）

www.huavyei.connl現(xiàn)在在移動(dòng)通信領(lǐng)域最流行的一個(gè)詞就是：3G！l那么什么是3G？3G究竟能給我們帶來(lái)什么樣的精l今天我們就一起來(lái)認(rèn)識(shí)一下3G！2l掌握CDMA技術(shù)相比其它多址技術(shù)3S第一章無(wú)線傳輸環(huán)境450-5-10dB-15dB-20-25-30-35-406距離(m)接收功率距離(m)接收功率(dBm)7 !大衰落8l電磁傳播－反射、散射和繞射l無(wú)線環(huán)境中的信號(hào)衰減分成三部分：伴隨中等幅度衰減的具有對(duì)數(shù)正態(tài)分布特性的慢變化成分－大尺度l兩類典型小尺度衰落包絡(luò)分布的描述方法9↓↓↓↓l靜態(tài)信道（static）l戶內(nèi)信道l戶外到戶內(nèi)人行道信道l車載信道l移動(dòng)信道（moving）l生死信道（birth-death）第二章多址技術(shù)和雙工技術(shù)l多址技術(shù)：u碼分多址l雙工技術(shù)：l多用戶共享同一頻率，頻譜利用率大大提高；lCDMA系統(tǒng)是自干擾系統(tǒng)－系統(tǒng)內(nèi)用戶存在互相之lCDMA系統(tǒng)的用戶容量是軟容量，當(dāng)用戶數(shù)目增加時(shí)，對(duì)所有用戶而言，系統(tǒng)性能下降；相應(yīng)當(dāng)用戶數(shù)目減少時(shí)，系統(tǒng)性能提高；l隨機(jī)序列（貝努利序列）0和1個(gè)數(shù)各一半1或者0連續(xù)個(gè)數(shù)的概率，連續(xù)一個(gè)為1/2，連續(xù)兩個(gè)為1/4，連續(xù)三個(gè)為1/8，?移位序列和原序列有一半相同，另一半不同由移位寄存器生成是最大長(zhǎng)度的線性移位寄存器序列，周期是2n-1（n為移位寄存器長(zhǎng)度）其自相關(guān)函數(shù)只有一個(gè)最大值（延遲為零處），其他均為-1，單值性符合貝努利序列性質(zhì)20lGold序列由兩個(gè)優(yōu)選的m序列異或而成自相關(guān)函數(shù)有多值，沒(méi)有m序列好比m序列多得多l(xiāng)由于Gold序列具有良好的自相關(guān)性質(zhì)，用于碼分多址中區(qū)分基站和用戶良好的自相關(guān)性質(zhì)決定了其分段序列之間互相關(guān)很小，可以用于區(qū)分用戶，進(jìn)行多址21MSBLSB22Cch,4,0Cch,4,0=(1,1,1,1)Cch,2,0=(1,1) Cch,4,1=(1,1,-1,-1) Cch,1,0=(1) Cch,4,2=(1,-1,1,-1) Cch,2,1=(1,-1)Cch,4,3=(1,-1,-1,1)SF=1SF=2SF=4OVSF碼的互相關(guān)為零，相互完全正交。Walsh與OVSF碼一樣23cdma2000-1x，碼片速率＝1.2288MHz，擴(kuò)頻因子＝64，則符號(hào)速率=＝（如WCDMA，業(yè)務(wù)速率＝384Kbps，信道編碼＝1/3Turbo碼，符號(hào)速率=cdma2000-1x，業(yè)務(wù)速率9.6Kbps，信道編碼＝1/3卷積碼，符號(hào)速率=24碼片擴(kuò)頻解擴(kuò)1111125期望信號(hào)11111818其他用戶信號(hào)其他用戶信號(hào)26f信號(hào)合并f信號(hào)合并——ff f!CDMA寬帶擴(kuò)頻技術(shù)有效地利用無(wú)線信道的頻率選擇性衰落27IQ量（徑位置）28l采用RAKE接收機(jī)，有效利用了信道相干時(shí)間形成的時(shí)間分集l寬帶傳輸系統(tǒng)，利用了信道的頻率分集效果l碼字的多址傳輸，利用了多用戶分集的效果l信號(hào)在信道中傳輸功率低，降低了干擾，提高了保密性l擴(kuò)頻因子靈活變換，有助于多媒體等多速率并發(fā)業(yè)務(wù)的傳輸l頻譜效率高，優(yōu)于以往的AMPS和GSM，頻率復(fù)用系數(shù)WCDMA為1，GSM為1～18。l支持軟切換和更軟切換l支持新技術(shù)的應(yīng)用，如多用戶檢測(cè)lWCDMA有下行發(fā)射分集，而GSM沒(méi)有29l分集技術(shù)l智能天線技術(shù)l多用戶檢測(cè)技術(shù)l是通過(guò)自然界無(wú)線傳播環(huán)境中的獨(dú)立（或至少高度不相關(guān)）多徑信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的l相對(duì)投資低廉l克服小尺度衰落（由移動(dòng)臺(tái)附近物體的復(fù)雜反射引起），可以采用雙天線接收分集l克服大尺度衰落（由于周圍環(huán)境地段和地物的差別而導(dǎo)致的陰影區(qū)引起），可以選擇一個(gè)所發(fā)信號(hào)不在陰影區(qū)的基站-位置選擇發(fā)射分集l發(fā)射分集技術(shù)還用來(lái)提高無(wú)線通信中單用戶的峰值吞吐率l極化分集：利用水平分量和垂直分量的不相關(guān)性l頻率分集：寬帶信號(hào)l時(shí)間分集：以超過(guò)信道相干時(shí)間的時(shí)間間隔重復(fù)發(fā)射信號(hào)，RAKE接收機(jī)，認(rèn)為：一個(gè)碼片時(shí)間>信道的相關(guān)時(shí)間l最大比合并l等增益合并l選擇性合并l智能天線技術(shù)l多用戶檢測(cè)技術(shù)l現(xiàn)有結(jié)果：(Arraycomm，京瓷)l降低來(lái)自其他方向的干擾，提高所需信號(hào)方向的接收靈敏度l擴(kuò)大基站的覆蓋范圍，改善信號(hào)的傳輸質(zhì)量l智能天線可以對(duì)高速率用戶進(jìn)行波束跟蹤，起到空間l增加覆蓋范圍，改善建筑物中和高速運(yùn)動(dòng)時(shí)的信號(hào)接l提高信號(hào)接收質(zhì)量，降低掉話率，提高語(yǔ)音質(zhì)量；l減少發(fā)射功率，延長(zhǎng)移動(dòng)臺(tái)電池壽命；l提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的靈活性。4041l智能天線技術(shù)42l當(dāng)前的CDMA接收機(jī)基于RAKE原理，將其他用戶的干擾視為噪聲l基于RAKE的CDMA系統(tǒng)的容量受干擾的限制l最優(yōu)接收機(jī)是聯(lián)合檢測(cè)所有的信號(hào)，并將其他用戶的干擾從期望的信號(hào)中減去（信號(hào)的相干特性是已知的，干擾是l多用戶檢測(cè)（MUD）稱為聯(lián)合檢測(cè)和干擾對(duì)消，降低了多址干擾，從而提高系統(tǒng)的容量l多用戶檢測(cè)可以有效緩解遠(yuǎn)近效應(yīng)問(wèn)題43s第五章3G系統(tǒng)技術(shù)總結(jié)44制式WCDMACDMA2000TD-SCDMA帶寬（M）5/10/201.25/5/10/20碼片速率（Mcps）3.84雙工方式FDD/TDDTDD接收機(jī)結(jié)構(gòu)RAKERAKERAKE閉環(huán)功率控制支持支持支持切換軟、硬切換軟、硬切換硬切換、接力切換解調(diào)方式相干解調(diào)相干解調(diào)相干解調(diào)擴(kuò)頻方式前向：Walsh碼區(qū)分信道+Gold序列區(qū)分小區(qū)反向：Walsh碼區(qū)分信道類型+Gold序列區(qū)分用前向：Walsh碼區(qū)分信道+M序列區(qū)分小區(qū)反向：Walsh碼正交調(diào)制或區(qū)分信道類型+M序列區(qū)分用戶前向：Walsh碼區(qū)分信道+PN序列區(qū)分小區(qū)反向：Walsh碼區(qū)分信道+PN序列區(qū)分用戶發(fā)射分集方式TSTD、STTD、FBTDOTD、STS基站間同步異步/同步核心網(wǎng)協(xié)議GSMMAPANSI-41GSMMAP451