01.CDMA基本原理概述
CDMA通信原理知识介绍
CDMA（码分多址）是一种多址接入技术，允许多个用户在同一频段上同时进行通信。 它通过给每个用户分配一组独特的扩频码（也称为伪随机码或扩频序列），来区分不同 的用户信号。CDMA技术的核心在于扩频，即将信息数据与扩频码进行调制，扩展信
号带宽，使信号在传输过程中具有更强的抗干扰能力。
CDMA技术的发展历程和应用领域
05 CDMA通信的优势与局限 性
CDMA通信的优势
抗干扰能力强
CDMA采用扩频技术，能够有效抑制干扰信 号，降低误码率。
保密性好
CDMA中的扩频编码具有很好的保密性，能 够实现安全的无线通信。
频谱利用率高
CDMA允许用户在相同的频段上共享频率资 源，提高了频谱利用率。
软切换和软容量
CDMA支持软切换技术，提高了通信的稳定 性和覆盖范围。
04 CDMA通信的关键技术
功率控制技术
总结词
功率控制技术是CDMA通信中的重要技术之一，用于平衡不同用户之间的干扰和信号强度，确保通信质量。
详细描述
在CDMA通信系统中，多个用户共享相同的频谱资源，因此需要有效地控制各个用户的发射功率，以减小相互之 间的干扰。功率控制技术通过动态调整用户的发射功率，保证接收端能够可靠地接收信号，同时降低对其他用户 的干扰。
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CDMA与其他通信技术的融合与比较
CDMA与OFDMA的融合
将CDMA的扩频技术与OFDMA的高效频谱利用技术 相结合，实现更高速的数据传输。
CDMA与MIMO的融合
利用MIMO技术提高CDMA系统的空间分集增益和 容量。
CDMA与毫米波通信的融合
探索在毫米波频段应用CDMA技术，以实现超高速 无线通信。
软切换技术
CDMA基本原理
当在可接受的信号质量下，功率最小 基站从各个移动台接收到的功率相同
功率控制类型
反 向
开 环 功 率 控 制 闭 环 功 率 控 制 内 环 功 率 控 制 ： 8 0 0 H z 外 环 功 率 控 制
前 向
闭 环 功 率 控 制 消 息 报 告 方 式 ： 周 期 报 告 、 门 限 报 告
白 噪 声
纵 坐 标 位 为 能 量 密 度
频域信号带宽的扩展和解扩
在 时 域 信 号 速 率 的 提 高 ， 意 味 着 频 域 信 号 带 宽 的 展 宽
（ ） S f 信 号 信 号 f 扩 频 前 的 信 号 频 谱
f 0 （ ） S f （ ） S f f 0 （ ） S f
f
扩 频 后 的 信 号 频 谱
业 务 信 道 在 不 同 频 率 频 段 分 配 给 不 同 用 户 如 ： A M P S 、 T A C S
多址技术
C D M A
码 时 间
用 户 3
T D M A
用 户 3 用 户 2
时 间
用 户 2 用 户 1
所 有 用 户 在 同 一 时 间 、 频 率 同 一 频 段 上 、 根 据 编 码 获 得 业 务 信 道 , 如 W C D M A , C D M A 2 0 0 0
卷 积 码 编 码 器
交织
1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 交 织 1 5 2 5 3 5 4 5 5 6 5 7 5 8 5 6 6 6 6 6 6 6 6 7 7 7 7 7 7 7 7 8 8 8 8 8 8 8 8
CDMA数字蜂窝移动通信系统
CDMA系统支持多种数据业务，如分组数据和电路数据。通过采用高速数据传输 技术和前向纠错编码技术，CDMA系统可以提供较高的数据传输速率和较低的误 码率。
无线资源管理
功率控制
CDMA系统采用功率控制技术，通过调整移动台的发射功率，降低干扰水平，提高系统容 量和语音与数据业务质量。
呼叫接纳控制
鉴权中心（AUC）
用于用户身份验证和密钥分配，确保网络安 全。
网络接口与协议
A接口
基站与移动交换中心之间的通信接口，采用AT命令集进 行控制。
B接口
移动交换中心与归属位置寄存器之间的通信接口，采用 MAP协议进行通信。
C接口
移动交换中心与拜访位置寄存器之间的通信接口，采用 MAP协议进行通信。
D接口
保密的目的。
扩频通信利用伪随机序列对信息 信号进行扩频调制，将信息信号 扩展到宽频带上，以实现信号的
频谱扩展。
扩频通信具有抗干扰能力强、抗 多径干扰、抗窃听等优点，因此
在移动通信中得到广泛应用。
CDMA编码原理
CDMA（码分多址）是一种多址接入技术，允许多个用户 在同一频段上同时进行通信。
CDMA系统采用伪随机序列对用户信号进行扩频调制，不 同的用户使用不同的伪随机序列，从而实现多用户同时通 信。
容量
CDMA系统采用扩频技术，可以在同一频段上支持更多的用户。CDMA系统的 容量主要受到干扰和多径传播的影响。通过采用功率控制和导频污染控制等措 施，可以提高系统容量。
语音与数据业务质量
语音质量
CDMA系统采用宽带语音编码技术，如EVRC和AMR，可以在较低的比特率下提供 较好的语音质量。此外，CDMA系统还支持语音激活检测技术和可变速率声码器， 以进一步改善语音质量。
CDMA基本原理
1我国CDMA使用的频率联通新时空CDMA占用的载频上行（825MHz-835MHz）下行（870MHz-880MHz）载频计算：上行：载频=0.030MHz*载频号+825.000MHz下行：载频=0.030MHz*载频号+870.000MHz2 CDMA的信道类型前向导频信道：同步信道：需要经过卷积编码、交织寻呼信道：需要经过卷积编码、交织，在经过扰码后通过W ALSH码扩频后进行发送业务信道（含功率控制子信道）：业务信道经过扰码，进行加密 反向接入信道：不采用数据突发随机化业务信道3 CDMA的关键技术CDMA关键技术包括：分集技术功率控制切换软容量扩频语音编码定位3.1分集技术分集技术（diversity techniques）：利用多条传输相同信息且有尽量相等的平均信号强度和相互独立衰落特性的信号路径，并在接收端对这些信号进行适当的合并，以便大大降低多经衰落的影响，从而改善传输的可靠性。
分集技术主要包括：空间分集、时间分集、极化分集、角度分集、频率分集时间分集：采用符号交织，检错纠错编码等方法。
（隐分集技术）频率分集：将能量扩展到宽带中实现。
CDMA将信号扩展到整个1.23M上。
（扩频技术）空间分集：在基站采用双接收天线。
在手机和基站采用RAKE接收，合并不同传输延时的信号软切换的时候，移动台和多个基站同时联系，从中选出最好的帧送给交换RAKE接收技术在移动通信中，移动台与基站之间的环境复杂，到达接收信号不会是一条路径来的信号，而是多径合成信号。
对于采用其他技术的移动通信系统，只能采用复杂的抵抗技术，减少影响。
而对采用CDMA技术的移动通信系统，由于CDMA的相关特性，只要路径之间的时延差大于一个PN码片宽度，就可以利用多径信号加强接收效果，此种技术称为RAKE分集接收技术（俗称路径分集）。
一般RAKE接收机由搜索器（Searcher）、解调器（Finger）、合并器（Combiner）3个模块组成。
CDMA基本原理
移动通信发展概述
❖ 第二代GSM，TDMA、CDMA(IS95)技术，20世纪 90年代。
1. 采用时分多址TDMA 或窄带码分多址CDMA 数字系统 2. 代表系统美国的IS 95A CDMA 欧洲的GSM TDMA 日本的JDC 3. 对第一代移动通信系统缺点的改善
������ 频谱利用率提高提高了2倍GSM 或10倍CDMA ������ 业务种类增加提供了较丰富的电信业务 ������ 窄带数据业务提供了低速数据业务最大64Kbit/s ������ 保密性较好具有良好的保密性能 ������ 减小了设备成本设备尤其是终端设备成本大大降低体积重量也
移动通信发展概述-特点
波传播特点： ❖ 直射波 ❖ 反射波 ❖ 绕射波 ❖ 其它如漫反射等
移动通信发展概述-特点
三种损耗： ❖ 路径传播损耗，空间传播产生。 ❖ 慢衰落损耗，信号阻挡产生。 ❖ 快衰落损耗，接受电平起伏变化。
空间选择性快衰落 频率选择性快衰落 时间选择性快衰落
移动通信发展概述-特点
CDMA功率控制
❖ 上行链路(手机至基站)功率控制：一方面通过手机 对其发射功率的开环估计(手机估计从基站到手机的 路径损耗以及根据收到的基站功率发送第一个功率 试验值)，另一方面通过基站辅助闭环控制 (基站检 测从手机来的信噪比，并与系统设置的信噪比进行 比较产生功率校正命令发送给手机)，来保证所有手 机信号到达基站时具有相同功率
关键技术－分集
❖ 时间分集 CDMA利用交织编码、纠错和检错编码
等技术在不同时隙发送信号，利用衰落的时 间选择性来进行时间分集
关键技术-Rake
同时CDMA采用RAKE接受机(基站采用4 finger 接受机，手机采用3 finger接受机)分别 接收时延较大的不同路径强信号然后合并， 采用数字判别恢复信号
CDMA基本原理
码ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ多址
CDMA网络的中心频点计算方法： 下行——870+0.03*N ； （N是载频号，例如283） 上行——833+0.03*N； 码分多址的理解： 一个房间（频段1.23Mhz）中有多人（手机MS）在交谈，每组 人之间使用不同的语言（码分），因此相互之间交谈不受影响。 基于这个模型，可以推测到CDMA的几个特点： 自干扰：如果有人说话声音过大，势必影响其他人的交流 码分：不同组之间使用不同的语言保证互不干扰，或者，使用同 样语言的两组人之间间隔足够远
扩频通信的理论基础
在扩频通信中采用宽频带的信号来传送信息，主要是为了通信的安全可靠， 这可用信息论和抗干扰理论的基本观点来解释。
信息论中的仙农（Shannon）公式描述如下： 仙农（Shannon） 仙农 其中 C------信道容量（比特/秒） N-----噪声功率 W----信道带宽（赫兹） S---------信号功率
PN短码 PN短码 区分不同扇区或小区 伪随机序列 215 = 32,768 unit (period 26.67ms)，PN码的生成 取得是相位偏置。每64位生成一个PN，共有512个可 用PN。不同PN之间相位不同，属于近似正交。 用于前向及反向物理信道扩频
PN长码 PN长码 用于反向逻辑信道区分不同用户 伪随机序列 2^42-1 unit 在前向链路上对业务及寻呼信道进行扰码
频分多址
频分，有时也称之为信道化，就是把整个可分配的频谱划分成许 多单个无线电信道（发射和接收载频对），每个信道可以传输一 路话音或控制信息。在系统的控制下，任何一个用户都可以接入 这些信道中的任何一个。 模拟蜂窝系统是FDMA结构的一个典型例子，数字蜂窝系统中也 同样可以采用FDMA，比如GSM和CDMA系统也采用了FDMA。
CDMA知识要点1（CDMA基本原理）
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移动通信系统基本原理
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。
cdma系统基本原理
东信网络内部资料
第21页
CDMA（IS-95A）中的信道 • 在CDMA中分为前向和反向信道 • 前向是从基站到移动台 • 反向是从移动台到基站
东信网络内部资料
第22页
前向信道
• • • • • 前向链路有四种，用来传送语音和命令。它们是: 导频信道Pilot channel 同步信道 Sync channel 寻呼信道 Paging channel 业务信道 Traffic channel
为什么要用功率控制?由于信道地址码的互相关作用将产生多址效应和远近效应?多址效应指任何一个信道将受到其它不同地址码干扰?远近效应指距离接收机近的信道将严重干扰距离接收机远的信道的接收使近端强信号掩盖远端弱信号所以必须根据距离自动地精确调整移动台的发射功率东信网络内部资料第35页功率控制的实现?功率控制有三种方式?反向开环功率控制?反向闭环功率控制?前向功率控制?开环和闭环功率控制同时进行东信网络内部资料第36页反向开环功率控制?完全是ms自己进行的功率控制?根据接收功率的变化估计下行传输损耗迅速调节自身发射功率只是ms对发送电平的粗略估计?只是ms对发送电平的粗略估计因此动态范围大因此动态范围大东信网络内部资料第37页反向闭环功率控制?由于上下行传输损耗通常相差较大因此反向开环功率控制不精确因此有必要引入一种补充手段?反向闭环apc因收到基站snr的反馈信息所以称闭环环?反向闭环apc根据基站接收snr决定移动台发送功率保证基站收到的信号足够强同时对其它信道干扰最小东信网络内部资料第38页前向功率控制?bts根据ms提供的测量结果调整对每个ms的bts发射功率?其目的是对路径衰落小的ms分配较小的正向链路功率而对那些远离基站和误码率高的ms分配较大的正向链而对那些远离基站和误码率高的ms分配较大的正向链路功率东信网络内部资料第39页软切换?软切换意即先切换再断开相对于硬切换的先断开再切换而言?在切换的过程中同时接收两个基站的信号犹如收到的是不同路径传来的多径信号?犹如收到的是不同路径传来的多径信号?可利用cdma系统中的分集接收装置处理?对话音接收没有影响大大降低了掉话率?可增强接收信号电平提高载干比?不需要交换收发频率只须对引导pn码的相位作调整东信网络内部资料第40页多径效应东信网络内部资料第41页rake接收用来克服多径效应将不同时延的信号解调后对齐相加增强接收效果
CDMA概述及基本原理
CDMA技术是一种广泛应用于移动通信领域的无线传输技术。了解CDMA的概 述、基本原理以及应用在实际系统中的情况对于理解现代通信技术至关重要。
什么是CDMA技术
Code Division Multiple Access
CDMA是一种数字通信技术， 允许多个用户在同一频段同 时传输数据。
CDMA的抗干扰与保密技术
1
抗干扰
CDMA的扩频和码分原理使其对于干扰具有较强的抵抗能力。
2
保密技术
CDMA使用特定的伪随机码片序列和加密算法来保证通信的安全性和隐私性。
3
加密
CDMA使用加密算法对用户数据进行保护，防止非授权用户获取敏感信息。
码片
CDMA中的伪随机码片用于将用 户数据进行扩展，以与其他用 户区分开来。
信号检测
接收端使用与发送端相同的伪 随机码片进行解码，将扩展的 信号转换回原始数据。
CDMA的信道编码原理
信道编码
CDMA使用差错控制编码技术， 提高传输的可靠性和容错性。
卷积编码
卷积编码用于添加冗余信息，以 便在信号传输过程中检测和纠正 错误。
Turbo 编码
Turbo编码是一种高效的编码技术， 用于提高传输速率和信号质量。
CDMA的扩频原理
1
扩频
CDMA通过将用户数据与伪随机序列进行乘积运算来扩大信号的频带宽度。
2
伪随机序列
伪随机序列用于将用户数据进行扩展，以与其他用户区分开来。
3
码片
CDMA中的码片是扩展后的信号，用于将用户数据转换成宽带信号。
CDMA的多址原理
1 频率复用
2 码分复用
CDMA允许多个用户同时使用同一频段，通过 不同的码片序列进行区分。
典型的多路复用技术
典型的多路复用技术一、引言多路复用技术是指在同一个信道上同时传输多个信号的技术，它可以大幅提高信道的利用率，减少资源浪费。
本文将介绍典型的多路复用技术，包括频分复用、时分复用和码分复用。
二、频分复用（FDM）1.基本原理频分复用是指将不同频率的信号通过频带划分后同时传输在同一个信道上。
这种技术需要将不同频段的信号转换成不同的载波信号，再通过调制和解调来实现多路复用和解复用。
2.应用场景频分复用常被应用于电视广播、电话通讯等领域。
3.优缺点优点：可以实现大量用户同时使用一个信道，提高了资源利用率；不会干扰其他频段上的通讯。
缺点：需要占据较大的带宽；需要精确控制各个载波之间的间隔。
三、时分复用（TDM）1.基本原理时分复用是指将多个信号按照时间顺序依次发送，在接收端通过时间划分来实现多路解析。
这种技术需要在发送端对每个输入信号进行时间片划分，并且在接收端对每个时间片进行识别和解析。
2.应用场景时分复用常被应用于数字通信、计算机网络等领域。
3.优缺点优点：可以实现大量用户同时使用一个信道，提高了资源利用率；带宽利用率高。
缺点：需要在发送端和接收端进行精确的同步控制；当用户数量过多时，时间片长度会变得非常短，造成信噪比下降。
四、码分复用（CDMA）1.基本原理码分复用是指将不同的信号通过不同的码分别进行编码，并且在传输过程中保持相互独立。
这种技术需要将不同的信号转换成数字序列，并且通过调制和解调来实现多路复用和解复用。
2.应用场景码分复用常被应用于移动通讯、卫星通讯等领域。
3.优缺点优点：可以实现大量用户同时使用一个信道，提高了资源利用率；抗干扰能力强。
缺点：需要较为精确的频率控制；系统复杂度较高。
五、总结多路复用技术是现代通讯领域中必不可少的技术之一。
频分复用、时分复用和码分复用都有各自的优缺点，应根据具体的应用场景来选择合适的技术。
无论哪种技术，都需要精确控制各个信号之间的时序和频率，以保证通讯质量。
CDMA移动通信基本原理
在前向信道用于区分同一基站的不同信道，在反 向信道中用于对信号进行正交调整。
4
扩频为什么会带来上述好处？
香农公式的含义：要达到一定的信道容量，既可以 通过较大的信号带宽和较小的信噪比来实现，又可 以通过较小的信号带宽和较大的信噪比来实现；当 信噪比保持一定时，增大带宽可以提高信道容量。
扩频通信就是利用上述原理，用高速的扩频码来扩 展待传输的数字信息带宽，从而在相同信噪比条件 下，获得较强的抗干扰能力和更大的系统容量。
Walsh 2
空中
接口
X
User D
Walsh 3
7
码分多址——信道划分
前向CDMA信道(基站到用户站的码分 多址信道)划分为：
导频信道 同步信道 寻呼信道 业务信道 反向CDMA信道划分为： 接入信道 反向业务信道
8
二、CDMA的特点
特点： 1、覆盖范围大 2、容量大 3、通话质量高 4、手机发射功率小 5、频率规划简单 6、干扰受限系统
CDMA
小区/扇区切换采用软/更软切换，切换是先接续再中断，服
务质量高,有效减低掉话。
其他无线系统
小区/扇区切换采用硬切换，切换是先中断再接续，容易产
生掉话。
15
通话质量高－对比
话音质量
64k
现有的
8k的
13k的
8k的EVRC
PCM
GSM
CDMA
CDMA
CDMA
8K等于G网的13K，13K相当于有线
20
1、地址码的选择
地址码的选择直接影响到CDMA系统的容量、抗干扰能 力、接入和切换速度等性能
地址码提供的PN码序列应接近白噪声特性，自相关性 要好，互相关性要弱，实现和编码方案简单等。
CDMA协议解析码分多址的数字通信协议
CDMA协议解析码分多址的数字通信协议CDMA（Code Division Multiple Access）是一种采用码分多址技术的数字通信协议。
它是一种广泛应用于移动通信领域的技术，具有高容量、抗干扰能力强等优势。
本文将对CDMA协议进行详细解析，介绍其原理和应用。
一、CDMA协议的基本原理CDMA协议是一种码分多址技术，通过为每个用户分配唯一的码片，实现多个用户同时使用同一频段进行通信的能力。
其基本原理如下：1. 码片生成CDMA使用伪随机码（PN码）作为码片，该码片具有良好的噪声性质和周期性。
每个用户都有一个唯一的PN码，通过与该PN码进行点对点乘法运算，生成与用户相关的码片。
2. 数据传输在CDMA系统中，用户的数据通过与其唯一码片进行异或运算，变成调制后的信号。
所有用户的调制信号经过混合后，通过同一频段传输。
接收端收到信号后，再与自身的唯一码片进行乘法运算，结果与码片中的数据进行积分，恢复出原始数据。
3. 碰撞与干扰由于CDMA系统内的用户同时使用相同的频段进行通信，可能会产生碰撞和干扰。
为了解决这个问题，CDMA系统使用了跳频和扩频技术。
跳频可以在不同频段之间进行切换，降低碰撞概率；扩频则是通过将信号频率扩大至原来的几十倍或者更多，提高了通信容量的同时，也增加了抵抗干扰的能力。
二、CDMA协议的优势和应用CDMA协议具有以下优势，使其在移动通信领域得到了广泛应用：1. 高容量CDMA协议采用了码分多址的技术，用户间的通信资源可以并行利用。
相比于其他通信协议，CDMA的容量更大，能够同时支持更多用户进行通信。
2. 抗干扰能力强CDMA协议利用了码片的特性，即使在频谱受到严重干扰的情况下，它仍然能够正确恢复出用户的信息。
这使得CDMA在复杂的无线环境下有较好的通信质量。
3. 隐私性好由于每个用户都有唯一的PN码，CDMA协议具有较好的隐私性能。
除非拥有正确的PN码，否则无法正确解码，并获得用户的信息。
CDMA基本原理概述
CDMA支持软切换技术，降低掉话率； 同时通过功率控制实现软容量，提高 网络容量。
CDMA的局限性
高成本
CDMA技术复杂度高，设备成 本和维护成本相对较高。
对多径干扰敏感
CDMA采用的扩频通信对多径 干扰较为敏感，影响通信质量 。
高速移动支持不足
CDMA在高速移动场景下的性 能表现不如其他移动通信技术 。
开环和闭环功率控制
开环功率控制是根据移动台接收到的信号强度来调整发射功率，而闭环功率控制则通过基 站对接收到的信号质量的反馈来调整移动台的发射功率。两种方式相辅相成，共同实现功 率控制的精确性和稳定性。
快速功率控制和慢速功率控制
快速功率控制实时调整发射功率，以应对信道条件的变化；慢速功率控制则根据长期平均 误码率或信噪比的变化调整发射功率。两种控制方式结合使用，可以更好地平衡系统性能 和资源消耗。
相结合，以实现更好的性能和覆盖范围。
与MIMO的结合
02
多输入多输出（MIMO）技术可以与CDMA技术结合使用，以
提高数据传输速率和可靠性。
与软件定义的无线电（SDR）的融合
03
通过软件定义的无线电技术，CDMA可以与其他无线通信技术
更好地融合，实现灵活的网络部署和管理。
CDMA在物联网和5G中的应用
详细描述
CDMA（码分多址）是一种通信技术，其基本原理是将每个信号分配一个唯一 的扩频码，通过不同的扩频码来实现多路信号的复用。CDMA技术的特点是抗 干扰能力强、频谱利用率高、保密性好等。
CDMA的发展历程和应用领域
总结词
CDMA技术自20世纪90年代诞生以来，经历了多个发展阶段，广泛应用于移动通信、卫星通信等领 域。
cdma的工作原理
CDMA的工作原理CDMA（Code Division Multiple Access）是一种多址技术，用于在同一频率上同时传输多个用户的信号。
它是一种数字无线通信技术，广泛应用于移动通信领域，特别是在3G和4G网络中。
CDMA的工作原理基于以下几个基本原理：扩频、码片、信道编码和信号分离。
1. 扩频CDMA使用扩频技术将用户的信号从窄频带扩展到较宽的频带。
扩频的原理是使用一个特定的码片序列将用户的信号进行调制。
这个码片序列是一个高频率的伪随机码，与用户的数据进行逐位异或操作。
通过这种方式，用户的信号被扩展到较宽的频带上，从而在频域上与其他用户的信号区分开来。
2. 码片码片是CDMA中的关键概念。
每个用户都有一个唯一的码片序列，用于将其信号与其他用户的信号区分开来。
码片序列是由伪随机码生成器产生的，具有良好的相关性和互相关性特性。
这意味着用户的码片序列与其他用户的码片序列之间的互相关性非常低，从而实现了用户信号的分离。
3. 信道编码在CDMA系统中，用户的数据还需要进行信道编码。
信道编码主要用于纠正信道传输过程中产生的错误，提高信号的可靠性。
常用的信道编码技术包括卷积编码和分组编码。
卷积编码是一种线性的、系统的码，通过将输入位序列与一组固定的码字进行异或操作来生成编码序列。
这样做的好处是可以增加冗余信息，使接收端能够检测和纠正传输过程中的错误。
分组编码是一种非线性的、非系统的码，它将输入位序列分为若干个固定长度的块，并使用一组固定的码字对每个块进行编码。
分组编码的好处是可以在每个块内部进行纠错，从而提高信道传输的可靠性。
4. 信号分离CDMA系统中的信号分离是通过码片序列的互相关性实现的。
在接收端，接收到的信号与接收机中存储的相应码片序列进行互相关操作。
由于码片序列之间的互相关性较低，只有与接收机中存储的码片序列高度相关的信号能够被提取出来。
这样，接收机就能够将特定用户的信号从其他用户的信号中分离出来。
CDMA基本原理
CDMAOne CDMA2000
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CDMA系统的演变进化 CDMA系统的演变进化
cdmaOne
cdmaOne系统是指基于IS-95标准系列的CDMA系统，它包括： IS-95 IS-95A TSB-74 J-STD-008 IS-95B
CDMA系统反向信道结构 系统反向信道结构
反向 CDMA信道 (基站接收的1.23 MHz 信道)
与寻呼信道 有关的接入信道
与寻呼信道 有关的接入信道
与寻呼信道 有关的接入信道
与寻呼信道 有关的接入信道
业务 信道 1
业务 信道
以长码
进行编址
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CDMA信道结构 CDMA信道结构
R-ACH信道结构 信道结构
白噪声
f0 f0 f 解扩频前的信号频谱
信号 脉冲干扰
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CDMA基本原理 CDMA基本原理
编码方式(长码、短码、WALSH码) 前反向信道 （access,sync,paging,pilot,trffic,fch,sc h） 功率控制（开环功控、闭环功控） 软切换 小知识点（ Ec/Io， Eb/No, SerchWindow, Txadjust）
b：信道带宽；s/n：信噪比；c：信道容量 信道带宽；s/n：信噪比；
CDMA系统属于子干扰系统。
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CDMA基本原理 CDMA基本原理
CDMA系统通过扩频可以产生21dB增益。
S(f) 信号
信号
S （ f） f0
f0 扩频前的信号频谱 S（f） 干扰噪声 信号 白噪声
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杭信设计移动培训材料CDMA基本原理概述杭州市电信规划设计院有限公司咨询设计四所第一代移动通信1980s 第二代移动通信1990s 第三代移动通信现在3G 为运营商提供了完善的解决方案AMPS 模拟技术TACS NMT OTHERS 数字技术语音业务GSMCDMAIS95TDMA IS-136PDC宽带业务UMTSWCDMACDMA 2000TD-SCDMA移动通信发展历程什么是3G\IMT2000是第三代移动通信系统的统称\1 第三代移动通信系统是一种能提供多种类型高质量的多媒体业务能实现全球无缝覆盖具有全球漫游能力与固定网络相兼容并以小型便携式终端在任何时候任何地点进行任何种类通信的通信系统\2 第三代移动通信系统最早由国际电信联盟ITU 1985年提出考虑到该系统将于2000年左右进入商用市场并且其工作的频段在2000MHz 故于1996年正式更名为IMT-2000 International Mobile Telecommunication-2000\3 IMT2000体制种类cdma2000 WCDMA TD-SCDMA3G的目标\全球统一频段、统一标准，全球无缝覆盖\高效的频谱效率\更高的服务质量、保密性和可靠性\易于从2G系统平滑演进与过渡，并反向兼容2G系统\能提供多种业务，数据业务速率最高可达2Mbps º车速环境：144kbpsº步行环境：384kbpsº室内环境：2Mbps3G三种制式的比较WCDMA cdma2000TD-SCDMA接收机结构RAKE RAKE RAKE闭环功率控制支持支持支持越区切换软、硬切换软、硬切换软、硬切换解调方式相干解调相干解调相干解调码片速率(Mcps)3.84N*1.2288 1.28发射分集方式TSTDSTTDFBTDOTDSTS无同步方式异步同步异步核心网GSM MAP ANSI-41GSM MAP硬切换/接力切换CDMA发展历程CDMA2000 1X网络结构A1(信令)A2(业务)AbisA3(信令&业务)A7(信令)A11(信令)A10(业务)MS: 移动台BTS: 基站BSC: 基站控制器MSC: 移动交换中心HLR :归属位置寄存器VLR: 拜访位置寄存器PCF: 分组数据控制功能PDSN: 分组数据控制节点HA: 家乡代理FA: 外地代理SCP: 业务控制点Radius: 远程认证拨入用户业务CDMA2000 1X网络结构（全IP化）什么是CDMA?C D M A ode ivision ultiple ccess什么是多址技术?\由于在电话和无线通信系统初期，运营商力图在一条电路上同时提供尽可能多的业务。
\媒介的类型--举例:º双绞线º同轴电缆º光纤º空中接口(无线信号)\多址技术的优点º增加容量:为更多用户提供服务º减少资金投入º降低每用户的费用º管理方便Transmission MediumMultiple Access: 多个独立的用户对一个传输媒介的同时、私有的使用多址技术\物理传输媒介是一个公共资源, 可以根据建立在不同使用技术的不同标准细分为单独的信道.\这里列出了三种主要的多址技术:ºFDMA Frequency D ivision M ultiple A ccess´每个用户使用一个不同的频率´一个信道是一个频率ºTDMA Time D ivision M ultiple A ccess´每个用户使用一个时间上的一个不同窗口(时隙)(“time slot”)´一个信道是在一个指定频率上的一个指定的时隙ºCDMA Code D ivision M ultiple A ccess´每个用户在所有的时间内使用相同的频率,通过不同的code patterns 区分´一个信道是一个唯一的(一套)code pattern(s)F re q u en c y T i mePowerF re q u en c y T i mePowerFr e q u en c y T i mePowerFDMATDMACDMA信道:在传输媒介上为每个用户单独分配的,专用的一个通道扩频/编码功率控制软切换/更软切换可变速编码器为运营商带来的好处容量高节省设备投资提高频率利用率话音质量高提高服务质量争取用户覆盖大处理增益节省设备投资网络频率规划简单业务信道是码分而不是频分减少工程设计工作量，扩容方便增强的私密和安全性伪随机序列扩频提高网络的安全性，为用户提供安全保障减少掉话提高服务质量争取用户延长手机电池使用时间提高用户的方便性和通话可靠性减少对其它电子系统的干扰话音激活(通常系数为0.4)“绿色”手机技术特点CDMA特点和优势\CDMA 10 MHzº8个CDMA 载波º每载波、每扇区20个话音信道º每小区3个扇区º频率复用系数=1º支持有效话音信道数=8 * 20 * 3 = 480CDMA 与GSM 的小区容量对比：\GSM 10 MHzº50个GSM 载波(10MHz/200KHz)º每载波8个时隙(包括控制信道和业务信道)º每小区3个扇区º频率复用系数(通常)=4º可配置的站型为S444º支持有效话音信道数º=48 * 8 * /4 = 96-------------->87去除BCCH&SDCCH在相同频谱利用度的情况下，CDMA 的容量是GSM 的5.5倍在相同频谱利用度的情况下，CDMA 的容量是GSM 的5.5倍容量大C D M A 8K E V R C12345Excellent Good Fair Poor Bad 服务质量高A-to-D C O N V E R T E RA-to-D C O N V E R T E R 64kbpsVOCODER20ms SampleCodebookPitch FilterFormant FilterCoded Result FeedbackLoop64k b /s P C ME x i s t i n g G S MC D M A 8k b /sC D M A 13k b /sG S M E F R话音质量高\CDMAº小区覆盖随负载的变化而变化*在无负载的情况下，小区半径是标准GSM的3倍*在每扇区20信道的负载条件下，半径是标准GSM 的2倍\GSMº小区在加载的情况下，覆盖保持不变与GSM 相比：C DM A G SM M obile TX Power(dBm )2330M obile Antenna G ain 00Soft Handoff G ain 40BTS Antenna G ain1818BTS Antenna Cable loss -4-4KT(dBm /Hz)-174-174Noise Bandwidth(dBHz)60.951.3RX Noise Figure55Processing G ain (8KB)-21.140Required CN R (with Diversity) 6.2650% Loading Factor (C DM A)30Sensitivity(dB m )-120.04-111.7Reverse Link M argin 161.04155.7在反向链路预算上，CDMA 比GSM 高5dB反向链路预算比较在相同覆盖条件下，基站数量大大减少，节省投资覆盖大11111411111111CDMA ：N=1频率复用CDMA ：N=1频率复用GSM ：N=4频率复用GSM ：N=4频率复用234443243CELL 1CELL1CELL12工程设计简单，扩容方便工程设计简单，扩容方便频率规划简单其它无线系统´小区/扇区切换采用硬切换-切换是先中断再接续-容易产生掉话CDMA•小区/扇区切换采用软/更软切换-切换是先接续再中断-服务质量高，有效减低掉话Cell Site AH A N D O F FCellSite B MAKEAMPS GSM B R E A KCell Site ACell Site B Cell Site ACell Site B CDMA 中断减低掉话，提高服务质量减低掉话，提高服务质量减少由于切换产生的掉话术语定义ºCDMA 信道或CDMA 载波或CDMA 载频´由两个1.25 MHz 带宽构成的双工信道, 一个用来从基站到移动台的通信(称作前向链路或下行链路) ;一个用来从移动台到基站的通信(称为反向链路或上行链路)´在800M 蜂窝系统中, 双工间隔为45 MHz´在1900 MHz PCS 中,双工间隔为80 MHzºCDMA Forward Channel (前向信道)´1.25 MHz Forward LinkºCDMA Reverse Channel (反向信道)´the 1.25 MHz Reverse LinkºCDMA Code Channel (CDMA 码信道)´在前向信道或反向信道中的每个独立的二进制流´码信道通过数学的码进行区分´前向信道中的码信道: Pilot, Sync, Paging and Forward Traffic channels ´后向信道中的码信道: Access and Reverse Traffic channels45 or 80 MHzCDMA CHANNEL CDMA Reverse Channel1.25 MHzCDMA Forward Channel1.25 MHz\波段0，扩频速率1892.170-893.310847.170-848.310739-777ValidB’(2.5MHz)890.670-890.820845.670-845.820689-694Valid A’(1.5MHz)880.680-889.320835.680-844.320356-644Valid B(10MHz)870.030-879.330825.030-834.3301-311Valid A(10MHz)Base StationMobile StationCDMA Channel NumberCDMA Channel ValidityBlock Designator Transmit Frequency Band (MHz)频率计算公式F=870+N*0.03N: CDMA 信道号（频点）\波段1 ，扩频速率11971.250-1973.7501891.250-1893.750825-875Valid F(5MHz)1966.250-1968.7501886.250-1888.750725-775Valid E(5MHz)1976.250-1988.7501896.250-1908.750925-1175ValidC(15MHz)1951.250-1963.7501871.250-1883.750425-675Valid B(15MHz)1946.250-1948.7501866.250-1868.750325-375ValidD(5MHz)1931.250-1943.7501851.250-1863.75025-275Valid A(15MHz)Base StationMobile StationCDMA Channel NumberCDMA Channel ValidityBlock Designator Transmit Frequency Band (MHz)计算公式：F=1930+N*0.05N: CDMA 信道号（频点）CDMA2000系统中的频率分配\我国的CDMA网络主要使用上行825MHz—835MHz、下行870MHz— 880MHz的800M A段频带，每载波宽度 为1.25MHz。