CDMA技术基础
1-WCDMA基础知识点-常用
一、基础知识1、通信流程2、W2100与U900频段UMTS 2100M频段：上行：1920－1980MHz；下行：2110－2170MHz。
上下行频率对称，分别使用两个独立的5M载波。
目前联通使用：下行频点号：10713，10688，10663，对应中心频率：2142.6，2137.6，2132.6，上行频点号：9763，9738，9713对应中心频率：1952.6，1947.6，1942.6，大一些地市开的频点较多，也占用了其它频段。
UMTS 900M频段频点号：3085\ 2860。
3、RSCP与EC/IORSCP：表示信号强度，覆盖良好一般大于-85dbm，接收信号码功率，是PCPICH一个码字功率。
EC/IO：表示信号质量好坏：大于-12db，是码片的能量与接收总频谱密度（信号加噪声）的比值，体现了所接收信号的强度和邻小区干扰水平的比值，Ec就是码片能量chip energy，Io是手机收到的总功率即手机当前所接收到的所有信号（有用信号+干扰信号）强度。
4、dBmdBm是一个考征功率绝对值的值，计算公式为：10lgP（功率值/1mw）。
5、WCDMA理论速率WCDMA理论最大速率：HSDPA： 14.4Mbps，HSPA+：21.6Mbps，DC:43.2Mbps；HSUPA:最大达5.76Mbps。
6、REKE接收Rake接收机即相干接收机，也叫多径接收机(理论基础就是：当传播时延超过一个码片周期时，多径信号实际上可被看作是互不相关的)，其工作原理：(1)识别有效能量到达的时间延迟位置，并且将Rake接收机的指峰分配给那些峰值的位置；(2)在每一个相关接收机中，都要对快衰落过程产生的变化很快的相位和幅度进行跟踪，并将其消除；(3)将所有指峰处经过解调和相位调整后的符号进行整合，并送入解码器进行后续的处理。
7、无线传播⏹电磁传播：直射、反射、散射和绕射⏹无线环境中的信号衰减分成三部分◆路径损耗：电磁波在宏观大范围（即公里级）空间传播所产生的损耗，它反映了传播在空间距离的接收信号电平的变化趋势。
详解CDMA蜂窝移动通信
２．蜂窝网的功能与特征
（１） 蜂窝网移动通信系统的服务由基本服务及操作、维护和管理服务成。 （２） ①传输和同步 ②功率控制 ③采用小区制信道再用技术，提高频率使用效率。 ④设备通用性较强，接口标准规范统一。 （３） 业务分为基本业务和补充业务。
３．蜂窝网通信的主要特征
频率再用是蜂窝系统的重要概念，也是蜂窝系统的显著特征。 为了实现频率再用，除了正确的频率配置外，在小区内应限制基 站的发射功率。
图1-8 小区分裂
f. 切换
切换是使移动台的一个呼叫进程在小区之间移动时能够继续的过 程。切换可以基于接收的信号强度或信干比（SIR），或基于网络资源 管理的需要。切换过程可能涉及终端的注册和鉴权。切换可以分为硬
软切换是当移动终端的通信被连到另一个目标的无线端口时，不 需要中断与当前服务的无线端口的通信。在软切换中，移动终端可以
图1-6 激励与频率复用
采用定向天线后，所接收的同频干扰功率下降，因而可以减少 系统的同道干扰。另外，在不同地点采用多副定向天线可以消 除小区内障碍物的阴影区。若要用定向天线，建议采用4×3
N =4，每个基站3个120°扇区或60°三叶草形 小区。见图1-6 （c）、（d）、（e）、（f）。
e.
图1-4 小区的形状
可以证明，要用正多边形无空隙、无重叠地覆盖一个平面区域，可取的 形状只有这三种。那么这三种形状小区的邻区距离、小区面积、交叠区 宽度和交叠区面积如表1-8所示。
小区形状 邻区距离 小区面积 交叠区宽度 交叠区面积
正三角形
a
1.3a2
a 1.2 a2
正方形
2a
2a2
0.59a
0.73 a2
体制名称 HCMTS NMT-450 AMPS TACS NMT-900 C-900 ETACS/AMPS GSM.8CH.TDMA CADN.3CH.TDMA
CDMA移动通信基础
CDMA移动通信基础1. 介绍CDMA（ Division Multiple Access，码分多址）是一种数字移动通信技术，广泛应用于第二代（2G）和第三代（3G）移动通信系统中。
CDMA技术采用了先进的信号处理和调制技术，能够提高信号传输效率和容量，实现更可靠的通信。
2. CDMA原理CDMA技术基于扩频技术，通过将用户信号加上特定的扩频码再进行调制发送，不同用户的扩频码相互正交，可以实现多用户传输而不干扰。
CDMA还采用了软切换和功率控制等技术，使得信号传输更加可靠和高效。
3. CDMA系统结构CDMA系统主要由以下几个组成部分构成：基站（Base Station）：负责与用户终端进行通信，进行信号的调制解调和多用户间的分配和管理。
用户终端（Mobile Station）：包括方式和数据终端等，与基站进行通信，传输用户的语音、数据等信息。
控制器（Controller）：负责对基站和用户终端进行管理和控制，实现系统的整体协调和优化。
移动交换中心（Mobile Switching Center）：负责处理跨网络的通信和连接，实现用户的呼叫转移等功能。
4. CDMA优势CDMA技术相比其他移动通信技术具有以下优势：多用户接入：CDMA技术能够实现多用户接入而不干扰，提高了系统的容量和效率。
抗干扰能力强：CDMA技术采用了扩频技术，能够有效抵抗多径传播和其他干扰。
隐私保护性能好：CDMA技术采用了特定的扩频码对用户信号进行加密，保护用户通信的隐私。
调度灵活性高：CDMA技术能够灵活地对用户进行分配和调度，优化系统资源的利用。
5. CDMA在移动通信中的应用CDMA技术在移动通信中得到了广泛的应用：第二代（2G）CDMA系统：以IS-95标准为代表，提供了CDMA2000 1X、CDMA2000 1xEV-DO等多种技术，实现了语音和数据的传输。
第三代（3G）CDMA系统：以CDMA2000 3X标准为代表，提供了更高的数据传输速率、更丰富的业务和更好的系统性能。
CDMA知识1
CDMA基础介绍CDMA（Code division Multi Access）即码分多址。
先解释一下多址的含义：可以认为是在有限资源范围内，互不干扰的实现多（组）通信的方式。
无线领域常用的多址方式有FDMA、TDMA、CDMA以及SDMA。
频分多址和时分多址我们容易理解，码分多址就牵强一些。
先举个例子：有十个人要在一个大厅里交谈（每两个人一组，假设1和6、2和7等）：FDMA：将大厅隔成5个小房间，每两个人占用一个房间（频率）交谈，可以做到互不干扰；TDMA：都坐在大厅里，大家轮流发言，1发言时，6在听（时隙1），其它人不听，2发言时，7在听（时隙2），其它人不听，依此类推。
当然轮流的时间很短，奈奎斯特定律可以保证在切换速度足够快的时候，对方能恢复出完整的信息；CDMA：都坐在大厅里，1和6用汉语交谈（码1），2和7用英语交谈（码2），3和8用法语交谈（码3），。
这里有一个假设，即每人只能听懂一种语言即自己使用的语言。
这时，只有1和6能听懂汉语，其它的语言对他们来说，只是噪音，2和7只能听懂英语，其它语言对他们来说也是噪音，依此类推。
希望这个例子能给大家建立一个最粗糙的概念。
FDMA是频分多址，即按照一定的方式将频率划分为不同的信道，用户在不同的信道上进行通信，第一代移动通信系统（如AMPS、TACS等）就采用这种方式。
TDMA是时分多址，即对一个载频划分时隙，用时隙来区分不同的信道，用户占用不同时隙即不同信道进行通信的方式，第二代移动通信系统中的GSM就是这种方式最成功的一个例子，美国的D－AMPS也是采用这种方式。
CDMA是码分多址，即用不同的码（后面讲）来调制信号，使其划分为不同的信道，各个用户占用不同的信道，需要特别提示的是此处的载频在时间上不必划分时隙，在频率上也不用划分。
IS95和即将到来的第三代移动通信系统主要采用这种方式。
关于CDMA的原理：当你真正的理解CDMA原理之后，你会发现CDMA有很多优越性，而且是一种极有发展潜力的多址方式。
WCDMA基础原理知识介绍
I
X25 + X3 + 1
225-1 chip 长序列
X25 + X3 + X2 + X + 1
Q
共有 224 个长38,400 chips的 长扰码
－23－
下行扰码
• 大概有262,143( 218－1)个不同的下行扰码
• 规范从中选取 8192 个扰码来应用
下行扰码分配
主扰码
Cell #1
辅扰码 #1 辅扰码 #2
-1
1
1
*
1 1 Ck -1 -1 -1 -1 1 1
*
1
-1
1
-1 +1 Nhomakorabea-1
1
-1
=0
1
1
1
-1 +
1
1
1
-1
=4
无相关性
正交
小的相关性
不正交
2个码由同一个发射机发射
2个码由不同UE或者BTS发射
需要扰码
码字越短，轻微不同步下正交性越差！
－18－
信道化码的分配
信道化码的上下行分配：动态、静态
SF = 8 to 512
SF = 1
SF = 2
SF = 4
SF代表本身可用SF码的个数；
－17－
码字正交性
To synchronization -1 -1 1 -1 1 1 no To synchronization 1 -1 -1 1 -1 1 1 Cj
1 Cj
-1
-1
1 Ck
1
-1
-1
-1
信道化码 (OVSF codes):
上行：在同一UE进行多码道传输时，区分不同的物理信道； 下行：区分同一小区下的不同物理信道；
CDMA基础知识
掉线率低
基站是手机通话的保障，当用户移动到基站覆盖范围 的边缘时，基站就应该自动"切换"来保障你，否则就 会掉话。CDMA系统切换时的基站覆盖是"单独覆盖 －双覆盖－单独覆盖"，而且是自动切换到相邻较为 空闲的基站上，也就是说，在确认手机已移动到另一 基站单独覆盖地区时，才与原先的基站断开，这样就 保障了手机不会掉话。
三：CDMA技术的优点 技术的优点
1容量增加,是目前流行的GSM的3-4倍 2通话质量大幅度提高,接近有线电话的通话质量 3大大简化小区频率规划,因为所有小区使用相同的频点 4保密性能更强 5手机功耗更小,从而使手机待机时间更长,通话时间更长 6增强小区的覆盖能力,减少基站数目 7不会与现在的模拟和数字系统产生干扰 8 提供可靠的移动数据通信 9可靠的软切换方式大大降低了切换的失败次数
序 号
项目
CDMA手机 手机
GSM手机 手机 TDMA（时分 （ 多址）、 多址）、 FDMA（频分 （ 多址） 多址） 关机充电不会 开机
备注
1
调制方式
CDMA（码分多 （ 址） CDMA手机关机 手机关机 时充电， 时充电，手机会 自动开机 与GPS（全球定 （ 位系统） 位系统）时钟同 步，内部电路工 作时钟及实时时 钟均与此相同
一：手机制式
目前，手机制式主要包括GSM、CDMA、 3G三种，手机自问世至今，经历了第一代模 拟制式手机（1G）、第二代GSM、TDMA等 数 字 手 机 （ 2G ） 、 第 2.5 代 移 动 通 信 技 术 CDMA和第三代移动通信技术3G。
GSM全名为：Global System for Mobile Communications， 中文为全球移动通讯系统，俗称"全球通"，是一种起源于欧洲 的移动通信技术标准，是第二代移动通信技术，其开发目的是 让全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准，让用户使用 一部手机就能行遍全球。我国于20世纪90年代初引进采用此项 技术标准，此前一直是采用蜂窝模拟移动技术，即第一代GSM 技术（2001年12月31日我国关闭了模拟移动网络）。目前，中 国移动、中国联通各拥有一个GSM网，为世界最大的移动通信 网络。GSM系统包括 GSM 900：900MHz、GSM1800：1800MHz 及 GSM-1900：1900MHz等几个频段 。
CDMA介绍
中国联通的CDMA
3.由于现阶段入网的CDMA手机到3G时代同样能兼容使 用，所以一旦市场、技术条件成熟即可适时向3G 过渡平滑，可以说这是的一个万全之策。
关于 3G
1.什么是3G
第三代移动通信系统的简称（the 3rd Generation） 国际电联也称IMT2000(International Mobile Telecommunications in the year 2000)，欧洲的 电信业巨头们则称其为UMTS（通用移动通信系统）。 它的突出特点是能够将语音通信和多媒体通信相结 合，因此其可能的增值服务范围将包括图像、音乐、 网页浏览、视频会议以及其他一些信息服务。
关于 3G
4.CDMA的演进 IS－95C：IS－95C完全兼容IS－95A和IS－95B。
IS－95C主要改进声码器、扇区设计、寻呼信道和省 电时隙，以便进一步提高容量、增加正向传输速率 和降低反向信道的EMI，使传输速率达到64kbps。但 目前全球仍无IS95C的CDMA商业网络。在IS－95C的 基础上，新近还出现了一种IS－95HDR（High Data Rate）高速数据速率系统。HDR技术可提供2456kbps 以上的数据传输速率。
选择CDMA的理由
3.时尚手机 用上CDMA手机，你一定会被它的精致小巧所折服。
现代电路集成技术已非常发达，CDMA与GSM手机均能 制造得轻而小巧。由于CDMA技术的先进性，使得芯 片的集成度更高，加之CDMA手机发射功率小，手机 更容易制造得轻而小巧。另外CDMA作为新网络，新 推出的手机也更符合时代的潮流：轻、小、个性化、 更省电。
CDMA 近况
2.从1999年起，美国CDMA用户发展就牢牢地占据了第 一的位置；在亚太地区：中国香港、日本、韩国、 澳大利亚、泰国、印度、菲律宾、新西兰、孟加 拉国等许多国家和地区都已建有CDMA商用网络， 其中韩国是全球最大的CDMA市场之一，CDMA用户 达2700万。
CDMA基础知识
37
3、功率控制
功率控制目的： 保持设定的话音质量，误帧率，同时获得最大频谱 效率手段： 设定和控制反向 Eb/No 以控制误帧数量 尽量减低手机发射功率(反向)，降低干扰 尽量减低基站发射功率(前向)，降低干扰
提供方法使运营者可以平衡系统容量与话音质量的 需要
Received Waveform
TDMA
30 Khz
-80 db -90 db -110 db -120 db
12 dB Loss!
30 Khz
-80 db -90 db -110 db -120 db
Outgoing Waveform
12 dB Fade
上海邮电设计院有限公司
Received Waveform
OSS
CDMA
上海邮电设计院有限公司
20
CDMA的关键技术
上海邮电设计院有限公司
21
关键技术
1、CDMA码
2、RAKE接收技术
克服多径衰落
3、功率控制
前向与反向功率控制
上海邮电设计院有限公司
22
4、语音编码技术
采用码激励线形预测编码技术（Q-CELP）
5、扩频
DS-PN直接序列扩频
6、切换
软切换、更软切换与硬切换
导频 同步 寻呼 接入
(downlink) (downlink) (downlink) (uplink)
业务
信令 Signaling
Rate 1 Rate 1/2 Rate 1/4 Rate 1/8
Blank and Burst (downlink) Dim and Burst (downlink) Power Control (downlink)
CDMA移动通信基础
CDMA移动通信基础CDMA移动通信基础CDMA（ Division Multiple Access）是一种移动通信技术，是利用信道编码技术实现多用户使用同一频段的一种通信方式。
CDMA移动通信基础是了解CDMA技术的基本原理和核心技术的基础知识。
1. CDMA技术的原理CDMA技术的基本原理是将不同的用户数据按照一定的编码方式进行编码，然后通过扩频技术将编码后的数据发送到整个频段。
接收端通过解码和去除其他用户干扰的方式，将特定用户的数据还原出来。
CDMA技术主要包括信道编码、信道容量和干扰抑制三个方面。
1.1 信道编码CDMA技术通过采用码片作为信号的传输方式，将用户数据进行编码与解码过程。
码片是一种特殊的伪随机序列，能够使信息在传输过程中增加冗余度，提高信号的鲁棒性和抗干扰能力。
1.2 信道容量CDMA技术具有高信道容量的特点。
由于CDMA技术采用扩频技术，可以在同一频段内传输多个用户的数据，从而提高了频段的利用率。
CDMA技术的信道容量远高于传统的时分多路复用和频分多路复用技术。
1.3 干扰抑制CDMA技术可以通过编码和解码的过程对其他用户的信号进行抑制。
由于CDMA技术是将所有用户的信号混合传输，所以没有固定的时间、频率和位序来分离不同用户的信号。
其他用户的信号会被视为干扰信号，需要通过解码过程进行抑制。
2. CDMA系统的结构CDMA系统由基站、移动台和交换网三部分组成。
基站负责与移动台进行无线通信，传输和接收数据，以及与交换网连接进行调度管理。
移动台是用户使用的移动终端设备，在与基站建立通信连接后可以进行语音通话或数据传输。
交换网则负责处理和转发数据，实现移动通信的集中管理。
3. CDMA系统的优点和应用CDMA技术具有以下优点：抗干扰能力强，能有效抵抗同频干扰和多径干扰。
高带宽利用率，实现多用户使用同一频段。
通信质量稳定，支持高速数据传输和语音通话。
系统容量大，能够容纳大量用户通信。
CDMA基本原理
接入信道公用长码掩码
41 33 110001111 32 ACN 28 27 PCN
ห้องสมุดไป่ตู้
18
CDMA信道结构
CDMA系统反向业务信道结构
R-TCH bits Bits/Frame 16 40 80 172 Add Frame Quality Indicator Add 8 Encoder Tail Bits Convolution al Encoder R=1/3, K=9 Symbol Repetition Factpr 28.8 ksps 8X 4X 2X 1X
——T-ADD：导频信号的Ec/Io上门限
——T-DROP：导频信号的Ec/Io下门限 ——T-TDROP：Ec/Io小于T-DROP的延时计时器
20
CDMA主要参数
• SRCH_WIN_A，SRCH_WIN_N，SRCH_WIN_R：搜索窗 口尺寸的定义（用于搜索小区的信号）。
单位：chip
——SRCH_WIN_A：用于搜索有效（激活）和侯选导频信 号 ——SRCH_WIN_N：用于搜索相邻导频信号 ——SRCH_WIN_R：用于搜索剩余导频信号 • •
• 可允许所有Walsh码在各扇区复用 • 系统规定PN码最小偏移值为64chips，可以有512个时间偏置来作 扇区识别(215 /64=512)
同一扇区内所有CDMA信道的短码相同 不同扇区内的CDMA信道的短码不同
11
CDMA的码
WALSH码：区分前向信道（64阶WALSH函数）
导频信道采用全为0的W0； 同步信道采用0、1相间的W32； 寻呼信道采用W1-W7； 业务信道采用W8-W31，W33-W63。
3G基础知识(WCDMA无线原理与关键技术)
➢若测定SIR>目标SIR， 降低移动台发射功率 ➢若测定SIR<目标SIR， 增加移动台发射功率
闭环－外环 测量误帧率（误块率），调整目标信噪比
闭环功率控制涉及到UE、基站（NODE B），和RNC三个网元及Uu、Iub两个接 口。其中UE和基站这一部分功能成为内环功率控制，其余部分则成为外环功率控制
经融合到3GPP关于WCDMA-TDD的相关规范中
三种主流标准的比较
接收机结构
闭环功控频率 （Hz） 越区切换
解调方式
码片速率 （Mcps） 传输带宽 （MHz） 帧长
同步方式
双工方式
WCDMA RAKE 1500
软，硬切换 相干解调 3.84
5
10ms 异步/同步 FDD
CDMA2000 RAKE 800
-20
快衰落
慢衰落
-40
-60
10
20
30
距离(m)
无线传播特性
电磁传播－直射、反射、散射和绕射 无线环境中的信号衰减分成三部分
路径损耗：幅度衰减较大 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，又称为阴影衰落。慢衰落的场强中值服从对数正态 分布，且与位置/地点相关，衰落的速度取决于移动台的速度 快衰落:合成波的振幅和相位随移动台的运动起伏变化很大 ，称为快衰落。深衰 落点在空间上的分布是近似的相隔半个波长。因其场强服从瑞利分布，又称为瑞 利衰落，衰落的振幅、相位、角度随机。 快衰落包络分布的描述方法 瑞利分布：非视距传播 莱斯分布：视距传播
手机数据
【matlab算法仿真编程】基于MATLAB的码分多址复用技术的仿真
第二章 CDMA基本原理CDMA技术的基础是扩频通信。
扩频：用来传输信息的信号带宽远远大于信息本身带宽的一种传输方式，频带的扩展由独立于信息的扩频码来实现，与所传信息数据无关，在接收端用同步接收实现解扩和数据恢复。
如图2-1，我们可以知道CDMA 系统的基本原理和TDMA、FDMA的区别。
图2-1 CDMA、TDMA、FDMA比较扩频通信的理论基础就是著名的香农定理: (1)这个公式表明，在高斯信道中当传输系统的信号噪声功率比S/N下降时，可用增加系统传输带宽W的办法来保持信道容量C不变。
对于任意给定的信号噪声功率比，可以用增大传输带宽来获得较低的信息差错率。
正因为这个原因，扩频通信具有比较强的抗噪声干扰的能力。
CDMA技术是以扩频通信为基础的载波调制和多址接入技术，所以如何实现扩频部分对于整个CDMA系统的实现有着重要的影响。
2.1 CDMA系统的关键技术扩频技术是CDMA系统的基础，在扩频系统中，常使用伪随机码来扩展频谱，伪随机码的特性，如编码类型、长度、速度等在很大程度上决定了扩频系统的性能，如抗干扰能力、多址能力、码捕获时间。
因此要实现扩频部分，关键就是如何选择一个比较好的方法来实现PN码产生器。
而实现PN码产生器的难点就是实现其同步，即在接收端进行解扩所用的PN码和接收到的信号在发送时所用的PN码是同步的，这是扩频技术中的难点。
CDMA系统要求接收机的本地伪随机码与接收到的PN码在结构、频率和相位上完全一致，否则就不能正常接收所发送的信息，接收到的只是一片噪声。
若实现了收发同步但不能保持同步，也无法准确可靠地获取所发送的信息数据。
因此，PN码序列的同步是CDMA通信扩频模块的关键技术。
但是要真正成为一种商业应用的通信系统，还有很多技术问题需要解决，本文暂不做考虑。
所有CDMA类型都使用扩频过程增益来允许接受者部分衰减非期望信号。
具有期望扩频码的信号和定时被接受，如果信号有不同的扩频码（或者相同扩频码但是不同的时间偏移）将被过程增益认为随机噪声衰减掉。
CDMA业务介绍(总)
- 25 -
二、 CDMA移动业务基础知识
营业网点业务受理范围 ■入网：指客户同意使用中国联通的移动通信产品，申请号码、建立帐户，并承 诺遵守相关移动电话协议和使用规则 ■报停机/报开机 ■补卡：指客户因手机卡丢失、损坏、或需要大容量手机卡时到营业厅更换新卡。 ■过户：指客户将中国联通移动业务号码使用权转让给另一个客户使用。注：过 户时双方需各自带有效证件至营业厅办理 ■套餐变更：次月生效。 ■销户：指客户要求停止使用我公司产品 第一步：缴清话费带有效证件至营业厅办理销户预约停机手续； 第二步：次月办理正式销户手续。 ■停机保号：即刻生效，须收取停机保号费5元/月，保号期限6个月，超过期限作 拆号处理。 ■业务功能更改（国际长途/国际漫游、来电显示等功能的更改）
-9-
一 、 CDMA网络基础知识
CDMA基础业务 移动语音业务
■本地通话 ■ 国内漫游 ■ 语音信箱 ■呼叫转移 ■呼叫保持 ■国际短信 ■ 国内长途 ■ 来电显示 ■国内短信 ■呼叫等待 ■国际长途
移动数据业务
■互动视界 ■神奇宝典 ■彩e ■定位之星 ■联通在信 ■ 丽音街 ■掌中宽带 ■ 炫铃 ■视讯新干线
-8-
一 、 CDMA网络基础知识
CDMA“六大优势” ■业务丰富：借助CDMA 1X的高速无线数据通信网络，中国联通提供的“互动视 界"、"彩e"、"定位之星"、"神奇宝典"、"丽音街"、"视讯新干线"、 联通在信“等UNI无线增值服务，可以让您通过手机这个小小的窗 口，走进多彩、多元的精彩世界。
一 、 CDMA网络基础知识
CDMA发展历程 2001年 筹建宣传期
2002年
WCDMA的基本原理及关键技术(第一部分)
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Satellite
30 MHz
60 MHz
40 MHz
15 MHz
100 MHz
FDD
WCDMA+CDMA2000
TDD
TD-SCDMA
WCDMA标准演进
继承R99的所有业务和功 能；
电路域结构发生改变， 控制与承载分离MSC采用 MSC SERVER和MGW实现； 继承2G（GSM、GPRS ）的所有业务和功能； 继承R4的所有业务和 功能； 核心网引入IMS（IP 多媒体域）； 无线引入HSDPA。 RAN向IP发展，增强 的IP QOS。 无线引入HSUPA MBMS框架结构的研究
CDMA原理图
编码技术
信源编码
信源编码的目的是通过压缩编码来去掉信号源中的冗余成分，以达 到压缩码率和带宽，实现信号的有效传输；
最常用的信源编码是PCM，它采用A律波形编码。分为取样、量化 和编码三步；一路语音信号编码后的速率为64Kb/s;
移动通信中如果采用PCM编码技术，则传一路话音信号需要64K带 宽，传8路话音需要512K带宽。对于1个频点只有200KHZ带宽的 GSM系统来说，会造成频率资源的浪费，因此GSM系统中采用 GMSK编码技术，编码后的速率为13Kb/s； 第三代移动通信系统中，不仅要支持语音通信，还要支持多媒体数 据业务，因此必须采用更加先进的编码技术。在WCDMA中，采用 了自适应多速率语音编码（AMR）技术。它支持8种编码速率：12.2 、10.2、7.95、7.4、6.7、5.9、5.15和4.75Kb/s.
白发三千丈
红豆生南国
红红豆豆生生南南国国
红红豆豆生生南？国国
编码技术
卷积码
CDMA无线网络原理
1 基础设施
网络基础设施的部署密度 越高，网络的容量和覆盖 范围就越大。
2 信道管理
合理的信道管理可以增加 网络的容量和覆盖范围。
3 传输介质
使用传输介质的不同，会 对网络的容量和覆盖范围 产生影响。
CDMA网络中的干扰抑制技术
1. 动态功率控制技术 2. 发射滤波技术 3. 空时编码技术
可根据移动距离调整功率，从而减少干扰。 抑制频率干扰以及邻频、对频干扰。私数据，遵 守个人隐私的法律和条例。
CDMA网络的性能优化和提升技术
波束成形技术
可将信号独立地传输到目标区域，提高传输质 量。
网络优先级
提高重要业务传输的优先级，提高业务效率。
周界维护
通过实时监测周界信息，快速发现和解决网络 故障。
协议优化
调整协议参数和网络拓扑结构，优化网络性能。
CDMA技术的发展趋势和前景
未来CDMA技术将不断发展，实现更高的性能和更强的安全性。我们相信， CDMA技术将成为未来智能无线通信的主要技术。
未来CDMA网络的应用场景
自动驾驶汽车
CDMA技术可以实现汽车之间的通讯和数据共享，大 大提高汽车的智能化水平。
智能家居
CDMA技术可以实现智能家居设备之间的互联和智能 控制。
规范信令处理
标准化网络协议，提高信令处 理能力，降低误码率。
CDMA网络中的无线传感器网络技术
CDMA技术已经被应用于许多无线传感器网络领域，如智能家居、可穿戴设备和工业自动化等。
CDMA网络的安全性和隐私合规性
1 认证和加密
通过安全技术，保护数据 的安全性和合法性。
2 访问控制
实现用户身份验证和访问 权限的控制。
接收信号处理技术
CDMA技术基础知识
CDMA技术基础知识2011-04-19 16:03:36 来源:互联网一、什么是CDMA技术CDMA直译为码分多址，是在数字通信技术的分支扩频通信的基础上发展起来的一种技术。
所谓扩频，简单地说就是把频谱扩展。
CDMA技术采用的是直接序列扩频方式，就是用具有噪声特性的载波以及比简单点到几点通信所需带宽宽得多的频带去传输相同的数据。
同调频、调幅技术一样，直接序列扩频是一种调制技术，它采用一个码序列（高速）去调制原始数据信息（低速），这样调制后的信息就能以高速传输。
CDMA技术的是直接序列扩频方式，......同调频、调幅技术一样，直接序列扩频是一种调制技术，它采用一个码序列（高速）去调制原始数据信息(低速)，这样调制后的信息就能以高速传输。
CDMA直译为码分多址，是在数字通信技术的分支扩频通信的基础上发展起来的一种技术。
所谓扩频，简单地说就是把频谱扩展。
CDMA技术采用的是直接序列扩频方式，就是用具有噪声特性的载波以及比简单点到几点通信所需带宽宽得多的频带去传输相同的数据。
二、CDMA技术的起源扩频技术的起源要追溯到二战时期，这种思想的初衷是防止敌方对己方通讯的干扰。
我们知道，由于窄带通讯采用的带宽只有几十kHz，只需要使用一个具有相同发射频率及足够大功率的发射机就可以非常容易地干扰对方的通信。
因为无论调幅、调频技术都很难从恶劣的信噪比环境中恢复原始信息。
CDMA这种新频的想法就是通过特殊的码型处理，把信号能量扩散到一个很宽的频带上，湮没在噪声里，在接收端只有通过相同的码型才能把信号恢复出来（整个过程就像加密、解密一样），我们称之为直接序列扩频。
由于信号湮没在噪声里，故很难敌方侦测到。
因此，这种技术在军事领域中有着广泛的应用。
三、CDMA的软容量是指什么按上面对CDMA系统的类比，房间里可能不断有新的交谈者进入。
当然交谈者总数有一定限度，这与房间大小、人的音量、交谈者之间的距离都有密切的关系。
这里我们又引入了几处新类比：房间的大小对于CDMA系统来说就是单载波的容量；而交谈者之间的音量则相当于CDMA系统中手机的发射功率；音量控制即对应着CDMA中一个非常重要的技术---功率控制；交谈者的距离即对应手机与基站的距离。
CDMA技术基础
CDMA系统通信模型
采用扩频的目的主要有以下几点：
u 提高抗窄带干扰的能力，特别是对付有意的干扰，例如敌
每个发射机都有自己唯一的代码伪随机码同时接收机也知道要接收的代码用这个代码作为信号的滤波器接收机就能从所有其他信号的背景中恢复成原来的信息码这个过程称为解扩扩频通信系统模型扩频通信系统模型3cdma扩频方式cdma扩频通信系统有三种实现方式
模块二 CDMA技术基础
问题 引入
在3G中最核心的技术就是：CDMA！那么 CDMA技术有什么样的特色？CDMA究竟能给移动 通信带来怎样的好处？今天我们就一起来熟悉一下 CDMA！
宽带无用信号与本地伪码不相关，因此不能解扩，仍为宽带谱 ；窄带无用信号被本地伪码扩展为宽带谱。由于无用的干扰信号 为宽带谱，而有用信号为窄带谱，我们可以用一个窄带滤波器排 除带外的干扰电平，于是窄带内的信噪比就大大提高了。
4）CDMA直接序列扩频技术
多次连续扩频 ，解扩顺序与
扩频相反
补充知识点：
。甚至在信号被噪声淹没的情况下，
N：噪声平均功率，单位W。
也可以可靠的传输信息。
2、CDMA扩频通信原理
1）多址技术
u 多址技术使众多的用户共用公共的通信线路。 u 常用的多址技术分别采用频率、时间或代码分隔的多址连接方 式，即人们通常所称的频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA ）和码分多址（CDMA）三种接入方式。 u 码分多址（CDMA）包含两个基本技术：一个是码分技术(扩 频通信)；一个是多址技术。
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码符号重复
在低速率时发生重复；
反向上采用不连续发射；
块交织
用于对抗快衰落；
块的单位是一个帧为单位；
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信道编码技术
前向信道使用WALSH CODE区分
共64组WALSH码 相互之间完全正交 前向用WALSH码扩频，区分不 同的信道，W0-导频信道，W32同频信道，W1-寻呼信道，其它 为业务信道 反向用来作正交调制，每6个 码符号作为一个调制符号
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CDMA技术优势
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CDMA技术优势
CDMA
• 是一种数字技术
•
• • •
当 前 商 用CDMA 系 统 空 中 接 口 标 准 为IS－95
0 1 -1 0 1 1
1 0 -1 1 1 1
0 1 -1 0 0 1
1 1 1 1 0 -1
1 1 1 1 0 -1
1 1 1 1 1 1 1 -1来自0 51 0 -1
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CDMA技术优势
短码：
长度为215-1chips，周期为26.67ms 前向所有基站、手机用相同序列的短码，前向通过一定的短 码移位来识别不同的基站 反向用作OQPSK的I、Ｑ调制
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CDMA技术优势
长码：
h( x) 1 x x x x x x x x x x x
2 3 5 6 7 10 16 17 18
19
x x x x x x x x x
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CDMA技术优势
窄带 FDMA/TDMA 所接收到的 多径信号: 时延扩展
CDMA 所接收到的多径信号: 解扩后可 分辨的多径信号
Rake Receiver
Rake 接收机合并多径信号，从而趋害为利 - 合并的多径信 号会远强于单一信号
a. 候选导频Ec/Io大于有效导频集里较弱的两个导频T_comp b. 候选导频Ec/Io大于有效导频集里最弱导频T_comp，且和两个较强导频的平 均值差别在5dB以内
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Ec/Io & Eb/No
Light Traffic Loading
Ec/Io = (3/4.4) = 68.2% = -1.67 db.
Paging Sync Pilot
1.1w 0.3w 3w
I0 EC
通常所说的Ec/Io都是指的导频 信道的Ec/Io，不考虑其它扇区和外 来干扰的情况下： Pilot Ec/Io = -1.67dB
C0
T0 C0 C0 = T0
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信道编码技术
多个电话的 情况下
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信道编码技术
卷积编码
前向速率为1/2和反向为1/3； 约束长度都为9；
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Ec/Io & Eb/No
Pm Eb Pm W R CIR PG ITot ITot R Io W
式中： Eb – 每比特能量 Io – 干扰功率谱密度 Pm – 收到的总功率 R – 比特速率 W – 带宽1.228MHz CIR – 载干比 PG – 处理增益
包括上述三种标准
IS-41 交换之间接口协议
IS-97 移动台最低性能规范
IS-98 基站最低性能规范
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CDMA技术优势
FDMA
不同的频率
TDMA
不同的时间
CDMA
同一时间，同一频率，不同的码
GSM
不同的时间 ...8 slots...
BTS5
BTS4 BTS3 BTS2
I0
BTS1
Pilot
EC
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Ec/Io & Eb/No
环状基站分布，容易产生导频污染
天线高度分布不均，很高的天线辐射信号没 有建筑物损耗，容易越区产生导频污染，因 为天线有上旁瓣，高层建筑上容易收到各基 站天线上旁瓣的信号（也没有建筑物损耗） ，过多的用宏蜂窝解决室内覆盖会增加导频 污染
BTS10 BTS9 BTS8 BTS7 BTS6
解决导频污染的唯一办法 是提供一个主导频
Io = 10 signals each -90 dbm = -80 dbm Ec of any one sector = -96 Ec/Io = -16 db
Sync & Paging Pilot Traffic Sync & Paging Pilot Traffic Sync & Paging Pilot Traffic Sync & Paging Pilot Traffic Sync & Paging Pilot Traffic Sync & Paging Pilot Traffic Sync & Paging Pilot Traffic Sync & Paging
CDMA技术基础
CDMA RNO 2007.4
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主要内容
协议标准 CDMA技术优势 伪随机码 信道编码技术 前向信道和反向信道 Ec/Io,Eb/No 软切换 功率控制 搜索窗 过载控制 呼叫流程
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Heavily Loaded
Traffic Channels
Ec/Io = (3/10.4) = 28.8% = -5.4 db.
在满负载情况下：
6w
I0
1.1w 0.3w 3w
Pilot Ec/Io = 3/20 = -8.2dB
Paging Sync Pilot
EC
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反向信道
接入信道 –发送控制或响应消息（如登记消息、起呼消息、寻呼响应消息等） 业务信道 –话音信息、导频强度测量消息、FER测量消息、切换完成消息等
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Ec/Io & Eb/No
满功率对应数值增益278 信道功率的简单计算方法
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CDMA前反向信道
前向信道
导频信道 –无任何信息，区别不同基站，比较不同基站之间的信号强度（1个）
寻呼信道 –提供系统信息和向手机发送控制消息（系统参数、接入参数、邻区
表、接入信道参数、CDMA信道列表、时隙寻呼及寻呼消息、各种指令、信道分 配消息等等） （7个） 同步信道 – 只传送同步信息（SID、NID、PN offset、长码状态、系统时间、 寻呼信道速率等）（1个） 业务信道 –话音信息、邻小区更新消息、软切换消息、功率控制消息等
CDMA技术优势
更大容量 频率复用系数为1（考虑到自干扰，实际值约0.7，和基站类型、密度， 所需Eb/No以及话音激活系数等有关) 多种形式的分集技术 时间分集(卷积、交织）、 频率分集、空间分集（宏分集）、基站接收 天线的分集(微分集)
软切换技术
在软切换过程中，移动台同时与两个或多个基站通信，改善了整个通话 质量(无缝切换，较低的掉话率)并允许最低的发射功率，从而提高了频谱效 率
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PN伪随机码
伪随机性 确定了线性移位寄存器上抽头的位置，PN序列是固定不变的。
最长伪随机序列 N位移位寄存器的最长序列为2N-1
近似正交性 PN序列与其任间一个周期移位的序列相比较，一致的位数与不一致的位数的差为1
Ec/Io & Eb/No
只有一个主导频的情形
Traffic Channels 4w 1.5w 0.5w 2w
Io = -90 dbm Ec = -96 dbm Ec/Io = -6 db
Paging Sync Pilot
I0 EC
有多个扇区，但没有主导频的情形
Traffic Sync & Paging Pilot Traffic Sync & Paging Pilot Traffic
Eb/Io = Ec/Io + Process Gain
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软切换
T_Add
T_comp
T_Drop T_tdrop
1) 2) 3) 在相邻导频集和剩余导频集中的Pilot Ec/Io > T_Add，则进入有效导频集 如果有效导频集未满，>T_Add的导频可直接进入有效导频集 如果有效导频集满，则进行如下判断：