码分多址(CDMA)的原理
CDMA工作原理
CDMA工作原理CDMA(码分多址)是以分组的形式广播您的通话的,但与TDMA(时分多址)不同的是,所有通话均在同一信道上传递,它通过指定给各个对话的特殊代码来区分每个对话。
当您使用CDMA 电话时,它实际上接收了在您所使用的网络上传输的所有电话,但只有那些带有您的特殊代码的通话才会被从分组的数据状态重新转换为语音。
单个的CDMA网络单元在这三种数字协议(TDMA,GSM,CDMA)中是最大的,CDMA能管理网络单元覆盖的广阔空间,因为它的智能电话在靠近天线时会自动降低功率,而在远离天线时又会加大功率。
象GSM一样,CDMA以13Kbps的速率传输语音,以9600bps的速率传输数据,但它提供的通话质量在三种数字协议中是最清晰的,而且通话容量是模拟电话的20倍(请看下方的“CDMA工作原理”)。
CDMA既可以在800MHz也可以在1900MHz的频段上工作。
Qualcomm,这个最先将CDMA推向商用的公司,推出了一种双频段电话,被称为QCP2700它允许您在CDMA的两个频率之间进行切换。
象TDMA一样,CDMA在必需时也可以切换到模拟方式,但请注意,这常常是从数字连接变成一个虽然更可靠但质量却较差的模拟连接。
CDMA 工作原理1 拨号:当您拨了一个电话号码,这个号码将与您的电话ID号一起以无线电广播的形式发射出去2 分组传递:电话对您的语音进行数字化,并把它划分为数据位包,然后使用扩频技术广播这些数据包。
CDMA指定440亿个代码中一个代码代表这次对话,并将数据包分散在多个无线电频谱段上,这个代码使您的通话与在同一无线电频段上同时发射的其它通话区分开来。
3 接收与连接:距离最近的CDMA无线捕捉到您的电话的无线电广播,并将它传递到中央交换计算机,这个计算机识别您的电话ID。
这样,蜂窝服务电话提供商可以跟踪您的通话并根据空中占用时间进行计费。
中央交换计算机将您连到安装在电话公司总局的公用电话交换网上,或连到本系统中的其它蜂窝用户。
第12章码分多址
2、实现码分多址,必须具备下列条件: 、实现码分多址,必须具备下列条件:
地址码的优选:要有足够多地地址码,且相关性足够好( 地址码的优选:要有足够多地地址码,且相关性足够好(即强的自相 关性和弱的互相关性),这是码分的基础。 ),这是码分的基础 关性和弱的互相关性),这是码分的基础。 地址码的捕获与相关检测的实现:在接收端,所产生的本地地址码, 地址码的捕获与相关检测的实现:在接收端,所产生的本地地址码, 不但在码型结构上与发送端发来的地址码一致, 不但在码型结构上与发送端发来的地址码一致,而且在相位上要完 全同步,用本地码对收到的全部信号进行相关检测, 全同步,用本地码对收到的全部信号进行相关检测,从中选出所需 信号,这是码分多址的主要环节。 信号,这是码分多址的主要环节。 扩频多址:由于网内所有用户使用同一载波,同时接收或发送信号, 扩频多址:由于网内所有用户使用同一载波,同时接收或发送信号, 这样在接收机的输入信号干扰比将远小于1 这样在接收机的输入信号干扰比将远小于1 ,这是传统的调制解调 方式所无能为力的。为把各用户间的相互干扰降到最低限度, 方式所无能为力的。为把各用户间的相互干扰降到最低限度,并且 使各用户占用相同的带宽,码分多址必须与扩展频谱(扩频) 使各用户占用相同的带宽,码分多址必须与扩展频谱(扩频)技术 相结合,使在信道传输的信号所占频带极大的展宽( 相结合,使在信道传输的信号所占频带极大的展宽(一般占百倍以 ),接收端将与本地地址码完全一致的宽带信号还原为窄带信号 上),接收端将与本地地址码完全一致的宽带信号还原为窄带信号 而选出, 而选出,其它与本地地址码无关的信号则仍保持或扩展为宽带信号 而被滤出。 而被滤出。
1 2 2 6 6 18 16 48 60
1 2 16 2048 6.70188× 107 1.44115× 107 1.32922× 1036 2.26156× 1074 1.30935×10131
简述码分多址系统的原理
简述码分多址系统的原理
码分多址(Code Division Multiple Access,CDMA)是一种数字无线通信技术,其原理是将不同的用户数据用不同的伪随机码进行扩频,然后在同一频段内进行传输。
具体原理如下:
1. 扩频:将原始数据用伪随机码进行扩频,使得每个用户的数据在频域上都有一定的带宽。
2. 混合:将不同用户的扩频信号混合在一起,形成一个复合信号。
3. 分离:在接收端,通过使用相同的伪随机码,将目标用户的扩频信号从复合信号中分离出来。
4. 解扩:将分离出来的扩频信号进行解扩,还原出原始数据。
由于每个用户都使用不同的伪随机码,因此不同用户的数据可以同时在同一频段内传输,互不干扰。
这也是CDMA技术的优点之一,能够提高频谱利用率,实现更高的通信容量。
波码分注原理-概述说明以及解释
波码分注原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:波码分注技术(Code Division Multiple Access,CDMA)是一种广泛应用于通信领域的多址技术。
它通过在发送端将每个用户的信息序列与唯一的扩展码进行乘积运算,将多个用户的信号混合在一起进行传输。
在接收端,利用接收到的混合信号和相应的扩展码再进行乘积运算,便可恢复出用户的原始信息序列。
CDMA技术的优点在于它具有较强的抗干扰能力和高度的频谱利用效率。
由于通信信号被扩展码分割和分散到整个频谱上进行传输,因此CDMA系统中多个用户的信号可以同时存在于同一频带上,互不干扰。
这种特性使得CDMA系统能够容纳更多的用户,提供更高的用户容量。
波码分注技术最早应用于军事通信领域,在20世纪90年代逐渐被引入到商业通信系统中。
目前,CDMA技术已广泛应用于3G和4G移动通信系统,如CDMA2000和WCDMA等。
尽管CDMA技术在通信领域具有广泛的应用前景,但也面临一些挑战。
其中,最主要的挑战是受到多径效应的影响。
由于信号在传输过程中会经历多个路径的传播和反射,导致接收端收到的信号存在时延和衰落现象,降低了系统的性能。
总的来说,波码分注技术是一种重要的多址技术,具有很多优势和应用前景。
随着通信技术的不断发展,CDMA技术将会进一步完善和推广,为人们提供更快速、稳定的通信服务。
文章结构部分的内容可以从以下几个方面进行阐述:1.2 文章结构本篇长文将按照以下结构展开对波码分注原理的介绍和讨论:引言部分(1.1)将给出对波码分注的概述,包括波码分注的定义、原理以及相关领域的应用。
正文部分(2)主要分为三个小节,详细探讨波码分注的定义和原理(2.1),介绍波码分注在不同领域的应用(2.2),同时分析波码分注的优势和面临的挑战(2.3)。
结论部分(3)将总结波码分注的重要性(3.1),展望未来波码分注的发展前景(3.2),最后进行一番结束语。
通过这样的结构安排,读者将能够全面了解波码分注原理的基本概念、应用场景,并能准确理解其优势和面临的挑战,进一步加深对波码分注的认识和理解。
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解释
TDMA的信道结构最多只能支持4Kb的语音编码器,它不能支持8Kb以上的语音编码器。而CDMA的结构可以支持13kb的语音编码器。因此可以提供更好的通话质量。CDMA系统的声码器可以动态地调整数据传输速率,并根据适当的门限值选择不同的电平级发射。同时门限值根据背景噪声的改变而变,这样即使在背景噪声较大的情况下,也可以得到较好的通话质量。另外,TDMA采用一种硬移交的方式,用户可以明显地感觉到通话的间断,在用户密集、基站密集的城市中,这种间断就尤为明显,因为在这样的地区每分钟会发生2至4次移交的情形。而CDMA系统“掉话”的现象明显减少,CDMA系统采用软切换技术,“先连接再断开”,这样完全克服了硬切换容易掉话的缺点。
9相关问答
10和CDMA1X的区…
收起 编辑本段CDMA技术背景
CDMA技术的出现源自于人类对更高质量无线通信的需求。第二次世界大战期间因战争的需要而研究开发出CDMA技术,其思想初衷是防止敌方对己方通讯的干扰,在战争期间广泛应用于军事抗干扰通信,后来由美国高通公司更新成为商用蜂窝电信技术。1995年,第一个CDMA商用系统运行之后,CDMA技术理论上的诸多优势在实践中得到了检验,从而在北美、南美和亚洲等地得到了迅速推广和应用。全球许多国家和地区,包括中国香港、韩国、日本、美国都已建有CDMA商用网络。在美国和日本,CDMA成为国内的主要移动通信技术。在美国,10个移动通信运营公司中有7家选用CDMA。到今年4月,韩国有60%的人口成为CDMA用户。在澳大利亚主办的第27届奥运会中,CDMA技术更是发挥了重要作用。
(4) 频率规划简单 (?)
用户按不同的序列码区分,所以不相同CDMA载波可在相邻的小区内使用,网络规划灵活,扩展简单。
码分多址,时分多址
频分多址、码分多址、时分多址频分多址频分多址(FDMA)是把通信系统的总频段划分成若干个等间隔的频道(或称信道)分配给不同的用户使用。
这些频道互不交叠,其宽度应能传输一路数字话音信息,而在相邻频道之间无明显的串扰。
频分多址的频道被划分成高低两个频段,在高低两个频段之间留有一段保护频带,其作用是防止同一部电台的发射机对接收机产生干扰。
如果基站的发射在高频段的某一频道中工作时,其接收机必须在低频段的某一频道中工作;与此对应,移动台的接收机要在高频段相应的频道中接收来自基站的信号,而其发射机要在低频段相应的频道中发射送往基站的信号。
这种通信系统的基站必须同时发射和接收多个不同频率的信号;任意两个移动用户之间进行通信都必须经过基站的中转,因而必须同时占用4个频道才能实现双工通信。
不过,移动台在通信时所占用的频道并不是固定指配的,它通常是在通信建立阶段由系统控制中心临时分配的,通信结束后,移动台将退出它占用的频道,这些频道又可以重新给别的用户使用。
在数字蜂窝通信系统中,采用FDMA制式的优点是技术比较成熟和易于与现有模拟系统兼容,缺点是系统中同时存在多个频率的信号容易形成互调干扰,尤其是在基站集中发送多个频率的信号时,这种互调干扰更容易产生。
码分多址码分多址(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。
如果从频域或时域来观察,多个CDMA信号是互相重叠的。
接收机用相关器可以在多个CDMA信号中选出其中使用预定码型的信号。
其它使用不同码型的信号因为和接收机本地产生的码型不同而不能被解调。
它们的存在类似于在信道中引入了噪声和干扰,通常称之为多址干扰。
在CDMA蜂窝通信系统中,用户之间的信息传输是由基站进行转发和控制的。
为了实现双工通信,正向传输和反向传输各使用一个频率,即通常所谓的频分双工。
无论正向传输或反向传输,除去传输业务信息外,还必须传送相应的控制信息。
CMDA
CDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Multiple Access),它是在数字技术的分支--扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。
CDMA技术的原理是基于扩频技术,即将需传送的具有一定信号带宽信息数据,用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制,使原数据信号的带宽被扩展,再经载波调制并发送出去。
接收端使用完全相同的伪随机码,与接收的带宽信号作相关处理,把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩,以实现信息通信。
中国互联网络调查问卷新浪免费邮箱升到30兆抢注旺铺得超值礼物进入伊妹儿的网络豪宅移动通信系统有多种分类方法。
例如按信号性质分,可分为模拟、数字;按调制方式分,可分为调频、调相、调幅;按多址连接方式分,可分为频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)。
目前中国联通、中国移动所使用的GSM移动电话网采用的便是FDMA 和TDMA两种方式的结合。
GSM比模拟移动电话有很大的优势,但是,在频谱效率上仅是模拟系统的3倍,容量有限;在话音质量上也很难达到有线电话水平;TDMA终端接入速率最高也只能达到9.6kbit/s;TDMA系统无软切换功能,因而容易掉话,影响服务质量。
因此,TDMA并不是现代蜂窝移动通信的最佳无线接入,而CDMA多址技术完全适合现代移动通信网所要求的大容量、高质量、综合业务、软切换等,正受到越来越多的运营商和用户的青睐。
CDMA技术的出现源自于人类对更高质量无线通信的需求。
第二次世界大战期间因战争的需要而研究开发出CDMA技术,其思想初衷是防止敌方对己方通讯的干扰,在战争期间广泛应用于军事抗干扰通信,后来由美国高通公司更新成为商用蜂窝电信技术。
1995年,第一个CDMA商用系统运行之后,CDMA技术理论上的诸多优势在实践中得到了检验,从而在北美、南美和亚洲等地得到了迅速推广和应用。
全球许多国家和地区,包括中国香港、韩国、日本、美国都已建有CDMA商用网络。
cdma工作原理例题
cdma工作原理例题CDMA(码分多址)工作原理是基于扩频技术,将需传送的具有一定信号带宽信息数据,用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制,使原数据信号的带宽被扩展,再经载波调制并发送出去。
接收端使用完全相同的伪随机码,与接收的带宽信号作相关处理,把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩,以实现信息通信。
以下是一个CDMA工作原理的例题:例题:假设有四个站进行码分多址CDMA通信,它们的码片序列分别是:A:(-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1)B:(-1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1)C:(-1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 -1)D:(-1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 -1)现在收到一个码片序列S:(-1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1),请问是哪个站发送的数据?发送的是1还是0?解答:要判断是哪个站发送的数据,我们需要将接收到的码片序列S与每个站的码片序列进行规格化内积运算。
具体步骤如下:将接收到的码片序列S与A站的码片序列进行规格化内积运算,即计算(S·A)/8 的值。
计算过程为:(-1+1+3+1-1+3+1+1)/8 = 1因为结果为正,所以A站发送的数据是1。
同理,将接收到的码片序列S与B站的码片序列进行规格化内积运算,即计算(S·B)/8 的值。
计算过程为:(-1+1-3-1-1-3+1-1)/8 = -1因为结果为负,所以B站发送的数据是0。
对于C站,将接收到的码片序列S与C站的码片序列进行规格化内积运算,即计算(S·C)/8 的值。
计算过程为:(-1-1+3+1-1-3-1-1)/8 = 0因为结果为0,所以C站没有发送数据。
对于D站,将接收到的码片序列S与D站的码片序列进行规格化内积运算,即计算(S·D)/8 的值。
计算过程为:(-1-1+3-1+1+3+1-1)/8 = 1因为结果为正,所以D站发送的数据是1。
第8章 1码分多址(CDMA)移动通信系统(一)
CDMA蜂窝通信系统的许多电台共用一个频率发
送信号或接收信号,近地强信号压制远地弱信号的现 象称之为“远近效应”,也称近端对远端的干扰。 CDMA蜂窝系统的“远近效应”是一个非常突出 的问题, 它主要发生在反向(上行)传输链路上。 移 动台在小区内的位置是随机分布的, 而且是经常变化 的, 同一部移动台可能有时处于小区边缘, 有时靠近 基站。 如果移动台的发射机功率按照最大通信距离设
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统(一)
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统(一) 8.1 概 述
美国高通Qualcomm公司开发的CDMA蜂窝体制定名
为IS – 95,被人们称为窄带码分多址(N - CDMA),载
波频带宽度为1.25MHz,采用频分双工(FDD/FDMA) 方式,上行为869~894MHz,下行为824~849MHz ,占用
计, 则当移动台驶近基站时, 必然会有过量而又有害
的功率辐射。解决这个问题的办法是功率控制。
下张内容----- (1) 反向功率控制
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统(一)
(1) 反向功率控制。 反向功率控制也称上行链路功率
控制。 其主要要求是使任一移动台无论处于什么位置上,
其信号在到达基站的接收机时, 都具有相同的电平, 而 且刚刚达到信干比(Eb/Io)要求的门限。
8.1.1 码分多址的特征 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的, 而是用各 不相同的编码序列来区分的。 换句话说, 是靠信号的 不同波形来区分的。 如果从频域或时域来观察, 多个 CDMA信号是互相重叠的, 接收机用相关器可以在多 个CDMA信号中选出其中使用预定码型的信号。在 CDMA蜂窝通信系统中, 用户之间的信息传输也是由 基站进行转发和控制的。
CDMA技术原理及主要特点
CDMA技术原理及主要特点CDMA是Code Division Multiple Access的英文缩写,中文翻译为码分多址。
CDMA是用于数字蜂窝移动通信的一种先进的无线扩频通信技术,它能满足近年来运营者对大容量、廉价、高质量的移动通信系统的需求。
CDMA中的多址可以被理解为一个滤波问题,多个用户同时使用同一频谱,然后采用不同的滤波器和处理技术,将不同用户的信号互不干扰地接收和解调出来。
移动通信一般采用三种多址方式:FDMA(频分多址)、TDMA(时分多址)和CDMA(码分多址)。
FDMA就是信号功率被集中在频域中一个相对的窄带中传输,不同信号被分配到不同频率的信道里,发往和来自邻近信道的干扰用带通滤波器限制,这样在规定的窄带里只能通过有用信号的能量,而任何其他频率的信号被排斥在外。
模拟的FM蜂窝系统采用的就是FDMA方式。
TDMA就是一个信道由一连串周期性的时隙构成,不同信号的能量被分配到不同的时隙里,利用定时选通来限制邻道的干扰,从而只让在规定时隙中有用的信号能量通过。
现在使用的TDMA蜂窝系统实际上都是FDMA和TDMA的组合。
CDMA 就是每一个信号被分配一个伪随机二进制序列进行扩频,不同信号的能量被分配到不同的伪随机序列里。
在接收机里,信号用相关器加以分离,相关器只接收选定的二进制序列并压缩其频谱,将有用信号的信息识别和提取出来。
CDMA技术作为一种抗干扰的通信手段,很早就在军事通信中得到了应用,但是将CDMA技术应用于民用的数字蜂窝移动通信系统,还是80年代末才由美国Qualcomm公司实现的。
QCDMA系统中采用了许多先进的技术从而保证了系统性能的优势,其标准称为IS-95系列,包含多个标准。
多径衰落是移动通信系统需要克服的主要问题,CDMA系统采用了多种形式的分集,从而很好地解决了这一问题。
CDMA系统采用符合交织、检错和纠错编码等方法实现了时间分集;CDMA系统的信号带宽是1.25MHz,起到了频率分集的作用;基站使用多付接收天线,基站和移动台都使用了Rake 接收机技术,软切换时,移动台和基站同时联系,从中选取最好的信号送给交换机,从而起到了空间分集的作用。
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。
CDMA技术
CDMA技术C DMA是码分多址的英文缩写(Code Division Muitiple Access),它是在数字技术的分支--扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。
CDMA技术的原理是基于扩频技术,即将需传送的具有一定信号带宽信息数据,用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制,使原数据信号的带宽被扩展,再经载波调制并发送出去。
接收端使用完全相同的伪随机码,与接收的带宽信号作相关处理,把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩,以实现信息通信。
移动通信系统有多种分类方法。
例如按信号性质分,可分为模拟、数字;按调制方式分,可分为调频、调相、调幅;按多址连接方式分,可分为频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)。
目前中国联通、中国移动所使用的GSM移动电话网采用的便是FDMA和TDMA两种方式的结合。
GSM比模拟移动电话有很大的优势,但是,在频谱效率上仅是模拟系统的3倍,容量有限;在话音质量上也很难达到有线电话水平;TDMA终端接入速率最高也只能达到9.6kbit/s;TDMA系统无软切换功能,因而容易掉话,影响服务质量。
因此,TDMA并不是现代蜂窝移动通信的最佳无线接入,而CDMA 多址技术完全适合现代移动通信网所要求的大容量、高质量、综合业务、软切换等,正受到越来越多的运营商和用户的青睐。
CDMA技术的出现源自于人类对更高质量无线通信的需求。
第二次世界大战期间因战争的需要而研究开发出CDMA技术,其思想初衷是防止敌方对己方通讯的干扰,在战争期间广泛应用于军事抗干扰通信,后来由美国高通公司更新成为商用蜂窝电信技术。
1995年,第一个CDMA商用系统运行之后,CDMA技术理论上的诸多优势在实践中得到了检验,从而在北美、南美和亚洲等地得到了迅速推广和应用。
全球许多国家和地区,包括中国香港、韩国、日本、美国都已建有CDMA商用网络。
在美国和日本,CDMA成为国内的主要移动通信技术。
CDMA的工作原理与分析
CDMA 的工作原理与分析200920722032闫曦CDMA (Code Division Multiple Access )即码多分址,是一种信道复用技术,它允许每个用户在同一时刻同一信道上使用同一频带进行通信。
同时它也是一种以码分多址接入技术为基础的数字蜂窝移动通信系统。
码分多址系统是一扩频技术为基础,所谓扩频是以把信息的频谱扩展到宽带的传输技术,将扩频技术应用于通信系统中,可以加强系统的抗干扰、抗多径、隐藏、保密和多址能力。
适用于码多分址蜂窝通信系统的扩频技术是直接序列扩频(DS )简称直扩。
它的产生包括调制和扩频两个步骤。
比如,先用要传送的对载波进行调制,再用伪随机序列(PN 序列)扩展信号频谱;也可以先用伪随机序列与信息相乘(把信息的频谱扩展),在对载波进行调制,二者是等效的。
在CDMA 系统中,不同用户传送的信息是靠各自不同的编码序列来区分的。
虽然信号在时间域和频率域是重叠的,但用户信号可以依靠各自不同的编码来区分。
IS-95标准的全称是“双规模宽带扩频蜂窝系统的移动台-基站兼容标准”,这说明IS-95标准是一个公共空中接口(CAI )。
它没有完全规定一个系统如何实现,而只是提出了心灵协议和数据结构的特点和限制,不同的制造商可采取不同的技术和工艺制造出符合IS-95标准规定的系统和设备。
与其他蜂窝标准不同的是,根据话音激活和系统网络要求,IS-95的用户数据速率(不是信道码片速率)要实时的改变。
而且,IS-95的上行链路和下行链路采用不同的调制和扩频技术。
在下行链路上,基站通过采用不同的扩频序列同时发送小区内全部用户的用户数据,使得所有移动台在估计信道条件时,可以使用相干载波检测。
在上行链路上,所有移动台以异步方式响应,并且由于基站的功率控制,理想情况下,每个移动台具有相同的信号电平值。
IS-95系统采用的话音编译器是美国高通公司自行研制的9600bps 码激励线性预测声码器(QCELP ),该声码器检测到话音后就被激活,并在静默期间将数据速率降至1200bps ,中间数据速率为2400、4800和9600bps ,当然数据速率也可以自行设定。
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技术
码分多址(CDMA)技术本章主要介绍码分多址的概念、基本原理以及其几个关键技术。
第一节码分多址(CDMA)技术概述一.码分多址技术的概念在介绍CDMA技术概念前,先回顾一下频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)技术,然后引出码分多址(CDMA)的概念。
1.频分多址频分多址(FDMA)是发送端对所发的信号的频率参量进行正交分割,形成许多互不重叠的频带。
在接收端利用频率的正交性,通过频率选择(滤波),从混合信号中选出相应的信号。
频分多址技术成熟、容易实现,但易受干扰、保密性差。
2.时分多址时分多址是发送端对所发信号的时间参量进行正交分割,形成许多互不重叠的时隙。
在接收端利用时间的正交性,通过时间选择(选通门),从混合信号中选出相应的信号。
时分多址:抗干扰强、频率利用率高、全网同步、技术复杂。
3.码分多址码分多址是各发送端用各不相同的、相互(准)正交的地址码调制其所发送的信号。
在接收端利用码型的(准)正交性,通过地址识别(相关检测)从混合信号中选择出相应的信号。
码分多址抗干扰最强、频率利用率更高,技术难度大。
FDMA、TDMA、CDMA三种技术的直观图如下图2.1。
从图中可看出,前两种FDMA、TDMA技术是二维空间,而CDMA技术是三维空间。
图2.1二.码分多址技术基本原理1. 基本原理在码分多址通信系统中,利用自相关性强而互相关为0或很小周期码序列为地址码,与用户信息数据相乘(或模2加),经过相应的信道传输后,在接收端以本地产生的已知地址码为参考,根据相关性的差异,对收到的所有信号进行鉴别(相关检测),从中将地址码与本地地址码一致的信号选出,把不一致的信号除掉。
2. CDMA 通信系统原理fFDMAft TDMAfCDMAA CodetCDMA通信系统原理图详下图2.2图2.2 CDMA通信系统原理图CDMA实现的步骤:2.1 首先进行扩频、调频实现信息宽带化图2.2中:Mi(t)是消息,i=1,2,3,…NPi(t)是扩频函数C(t)载频Gp=(Tm/Tp)=一般103左右NY T(t)=∑y i(t)i=1N=∑M i(t).Pi(t).C(t)i=12.2 通过相关器,进行相关检测,取出相关信号∫0T Y T (t ).Pi(t)dt= M i (t) .C(t) 2.3 通过MODEM ,去掉载频,恢复窄带信号 3.通过实例说明码分多址技术的基本原理例如:地址码 :W 1={1,1,1,1}; W 2={1,-1,1,-1} W 3={1,1,-1,-1}; W 4={1,-1,-1,1} 信息码: d 1={1}; d 2={-1}; d 3={1}; d 4={-1}; 码分多址收发系统如图2.3所示。
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CDMA2000网络向全IP网络演进过程采用分阶段步骤实施,演进技术体制遵循3GPP2标准。3GPP2不同于3GPP,在无线侧与核心网的标准制定方面具有相对独立性,这使得网络运营商在网络部署或者演进时有更多方案可选,也使演进平滑,节省成本。
CDMA2000核心网从传统域至全IP网络的演进大致分四个阶段,简述如下:
CDMA2000与CDMA的关系
CDMA是码分多址(Code-Division Multiple Access)技术的缩写,是近年来在数字移动通信进程中出现的一种先进的无线扩频通信技术,它能够满足市场对移动通信容 量和品质的高要求,具有频谱利用率高、话音质量好、保密性强、掉话率低、电磁辐射小、容量大、覆盖广等特点,可以大量减少投资和降低运营成本。 CDMA最早由美国高通公司推出,与GSM相同,CDMA也有2代、2.5代和3代技术。中国联通推出的CDMA属于2.5代技术。CDMA被认为是第3代移动通信技术的首选,目前的标准有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。CDMA2000是在CDMA框架下的一个技术标准。
1xEV-DO已经开始商业化运营。欧洲市场稍微早于美国市场。 2004年夏捷克移动运营商 Eurotel开始运营sinceCDMA2000 1xEV-DO网络,他们提供的上行速率大约1Mbps。这项服务每月大约花费30欧元无流量限制。如果使用这项服务,你需要购买一个大约300欧元的 Gtran GPC-6420调制解调器。
CDMA2000 1xEV第二阶段, CDMA2000 1xEV-DV (Evolution-Data and Voice发展-数据和语音), 支持下行 (向前链路 数据速率最高3.1 Mbps and 上行(反相链路)速率最高1.8 Mbps。1xEV-DV还能支持1x语音用户, 1xRTT数据用户和高速1xEV-DV 数据用户使用同一无线信道并行操作。
(1)阶段0
核心网电路域基于IS41D协议。分组业务通过业务类型“33”来体现。分组数据网络(核心网分组域)的结构由P.R0001来定义,使用简单IP和移动IP作为分组数据业务的接入方式,并使用RADIUS(AAA服务器)。分组域的协议通过P.S0001来定义。
(2)阶段1
网络结构与阶段0相比没有变化,在IS41D的基础上增加了IS880协议,以支持与分组数据相关的功能,如切换、用户属性信息、分组数据业务选项等。分组域的协议通过P.S0001-B来定义 1xRTT (RTT-无线电传输技术) 是CDMA2000一个基础层,支持最高144kbps数据速率.尽管获得3G技术的官方资格,但是通常被认为是2.5G或者 2.75G技术,因为它的速率只是其他3G技术几分之一。另外它拥有双倍的语音容量较之之前的CDMA网络。
CDMA2000有多个不同的类型。下面按照复杂度排列:
CDMA2000 1x
CDMA2000 1x 就是众所周知的3G 1X 或者1xRTT, 它是3G CDMA2000技术的核心。标志 1x习惯上指使用一对1.25MHz无线电信道的CDMA2000无线技术。
日本运行商KDDI的CDMA2000 1xEV-DO网络使用商标 "CDMA 1X WIN",不过这只是用于市场促销罢了。
CDMA2000 1xEV
CDMA2000 1xEV (Evolution-发展)是CDMA2000 1x附加了高数据速率 (HDR) 能力。1xEV一般分成2个阶段:
CDMA2000 1xEV第一阶段, CDMA2000 1xEV-DO (Evolution-Data Only-发展-只是数据)在一个无线信道传送高速数据报文数据的情况下,支持下行(向前链路)数据速率最高3.1Mbps,上行(反向链路) 速率最高到1.8 Mbps。
图1 LMSD构架示意图
(4)阶段3-MMD(Multimedia Domain)
阶段3将实现全网基于IP传输[3],该阶段以实现基于IP的空中接口为标志,核心网结构由X.S0013系列标准定义,目前还在不断完善。
2009年起,CDMA2000标准将由中国电信运营! 2009年起,CDMA2000标准将由中国电信运营! 2009年起,CDMA2000标准将由中国电信运营! 2009年起,CDMA2000标准将由中国电信运营!
(3)阶段2-LMSD(Legacy MS Domain)
阶段2是向ALL-IP网络发展的第一步,被称为LMSD(Legacy MS Domain)。LMSD分N个步骤不断演进。目前3GPP2标准组织明确了步骤1和步骤2:
步骤1(Step 1):3GPP2标准X.S0012-v2.0(2004/04)定义了LMSD阶段步骤1的网络结构和接口要求,相对于阶段1,核心网主要变化是将MSC分离成MSCe和MGW-MRFP,实现控制与承载的分离;新增接口xx、yy、zz和39接口[1]。
另外,wcdma还采用了自适应天线和微小区技术,大大地提高了系统的容量。
cdma2000(code division multiple access2000):cdma2000是由美国高通(qualcomm)公司提出。它采用多载波(ds)方式,载波带宽为1.25mhz。cdma2000共分为两个阶段:第一阶段将提供每秒144kbit/s的数据传送率,而当数据速度加快到每秒2mbit/s传送时,便是第二阶段。到时,和wcdma一样支持移动多媒体服务,是cdma发展3g的最终目标。cdma2000和wcdma在原理上没有本质的区别,都起源于cdma(is-95)系统技术。但cdma2000做到了对cdma(is-95)系统的完全兼容,为技术的延续性带来了明显的好处:成熟性和可靠性比较有保障,同时也使cdma2000成为从第二代向第三代移动通信过渡最平滑的选择。但是cdma2000的多载传输方式比起wcdma的直扩模式相比,对频率资源有极大的浪费,而且它所处的频段与imt-2000规定的频段也产生了矛盾。
TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000的区别
td-scdma(time-division synchronous code division multiple access):td-scdma是由我国信息产业部电信科学技术研究院提出,与德国西门子公司联合开发。主要技术特点:同步码分多址技术,智能天线技术和软件无线技术。它采用tdd双工模式,载波带宽为1.6mhz。tdd是一种优越的双工模式,因为在第三代移动通信中,需要大约400mhz的频谱资源,在3ghz以下是很难实现的。而tdd则能使用各种频率资源,不需要成对的频率,能节省未来紧张的频率资源,而且设备成本相对比较低,比fdd系统低20%--50%,特别对上下行不对称,不同传输速率的数据业务来说tdd更能显示出其优越性。也许这也是它能成为三种标准之一的重要原因。另外,td-scdma独特的智能天线技术,能大大提高系统的容量,特别对cdma系统的容量能增加50%,而且降低了基站的发射功率,减少了干扰。td-scdma软件无线技术能利用软件修改硬件,在设计、测试方面非常方便,不同系统间的兼容性也易与实现。当然td-scdma也存在一些缺陷,它在技术的成熟性方面比另外两种技术要欠缺一等。因此,信息产业部也广纳合作伙伴一起完善它。另外它在抗快衰落和终端用户的移动速度方面也有一定缺陷。
1、CDMA2000发展情况
目前,在3G技术领域,WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA呈现三足鼎立之势。根据CDG统计,截至2007年5月,全球已有91个国家209个运营商部署CDMA2000网络——现有1X商用网络205个,EV-DO商用网络70个,EV-DO Rev.A版本商用网络7个。而截至2006年末的统计显示,CDMA2000用户已达3.25亿,DO用户约5500万。
CDMA2000 是一个3G移动通讯标准,国际电信联盟ITU的IMT-2000标准认可的无线电接口,也是2G CDMA标准(IS-95, 标志 CDMA1X)的延伸。 根本的信令标准是IS-2000。 CDMA2000与另一个主要的3G标准W-CDMA不兼容。
CDMA2000是美国通讯行业协会 (TIA-USA) 的注册商标, 并不是一个象CDMA一样的通用术语。TIA也注册了他们的2G CDMA标准(AKA IS-95)对应CDMA1X。
当前部署情况
2004年1月, 北美Verizon Wireless宣布计划在全国范围部署1xEV-DO。
尽管有些运营商已经完成测试或者有线的试用,但是到2004年7月还没有一个商业化运营的1xEV-DV。 美国运营商 Sprint PCS已经宣布计划在他们已有的CDMA网络基础上部署1xEV-DV网络 。
步骤2(Step 2,):3GPP2标准X.S0025-v1.0(2006/03)定义了LMSD阶段步骤2的网络结构和接口要求,相对于LMSD阶段步骤1,确定了A1p和A2p接口定义,实现了无线接入网信令和承载基于IP传输,并支持TrFO和RTO功能[2]。LMSD构架示意图如图1所示:
<IMG height=212 alt=CDMA2000核心网演进组网策略探讨 src=" /tele/info/images/200807/one_20080701160517797.jpg" width=400>
wcdma(wideband code division multiple access ):wcdma源于欧洲和日本几种技术的融合。wcdma采用直扩(mc)模式,载波带宽为5mhz,数据传送可达到每秒2mbit(室内)及384kbps(移动空间)。它采用mc fdd双工模式,与gsm网络有良好的兼容性和互操作性。作为一项新技术,它在技术成熟性方面不及cdma2000,但其优势在于gsm的广泛采用能为其升级带来方便。因此,近段时间也倍受各大厂商的青睐。wcdma采用最新的异步传输模式(atm)微信元传输协议,能够允许在一条线路上传送更多的语音呼叫,呼叫数由现在的30个提高到300个,在人口密集的地区线路将不在容易堵塞。