《CDMA基本原理》PPT课件
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CDMA基本原理-38页PPT精品文档
码分多址技术
FDMA 码字
时间 频率
TDMA
时间
时间 CDMA
义乌分公司运行建设部
混合扩频技术（HSST）
• 混合FDMA/CDMA（FCDMA），优点是无需连续 带宽，如MC－CDMA在cdma2000中采用
• 混合直扩/跳频多址（DS/FHMA），避免远近效应， 不适用软切换（Bluetooth采用）
• FDMA信道每次只能传递一个电话如果一个FDMA信道没有 使用，并且处于空闲状态，它不能被其他用户使用以增加 共享容量
• 在分配成语音信道后，基站和移动台就会同时地连续不断 地发射
• FDMA通常是窄带系统 • 符号时间比平均时延扩展大很多，故平均时延扩展造成的
符号间干扰低，无需均衡 • FDMA比TDMA简单，同步和组帧比特少，系统开销小 • FDMA需要精确的RF滤波器，需要双工器（单天线） • 非线性效应：许多信道共享一个天线，功率放大器的非线
输 • 频谱效率高，优于以往的AMPS和GSM，频率复用系数
WCDMA为1，GSM为1～18。 • 支持软切换和更软切换 • 支持新技术的应用，如多用户检测 • WCDMA有下行发射分集，而GSM没有
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无线传输技术和CDMA原理
无线传输环境 无线传输技术和多址技术 CDMA原理和RAKE接收技术 分集技术 智能天线技术 多用户检测技术
义乌分公司运行建设部
•上行软切换在RNC中进行多 径合并； •上行更软切换在NodeB中进 行多径合并； •下行的软切换都在UE中合并
各自小区的接收能量
软切换
移动台合并功率 义乌分公司运行建设部
软切换/更软切换
C
C
CDMA通信原理 ppt课件
ppt课件
7
CDMA网络结构
M2000
接入网
BTS BTS
BSC BTS
ppt课件
ANAAA
AAA 分组域
PDSN
HA
Internet
VLR
HLR
电路域
MSC
PLMN/PSTN 8
第一章 CDMA概述 第二章 CDMA通信原理 第三章 CDMA关键技术 第四章 CDMA编号计划
ppt课件
CDMA通信原理
ppt课件
1
学习目标
通过本课程学习,您可以: 掌握CDMA基本通信原理及相关技术. 了解CDMA关键技术. 了解CDMA编号计划.
ppt课件
2
第一章 CDMA概述 第二章 CDMA通信原理 第三章 CDMA关键技术 第四章 CDMA编号计划
ppt课件
3
CDMA2000标准进展情况 2000年6月，公布IS-2000 Release A标准
功率控制
功率控制的必要性: 解决远近效应问题. 补偿衰落,提高通信质量. 增加系统的容量.
ppt课件
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功率控制
无线通信系统中的远近效应
无功率控制
从A接收到功率
A
P()
P()
从B接收到功率
Total receive
A的发射功率
P()
解扩
ppt课件
成功恢复用户A
的信号
B
P()
ppt课件
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软切换
BTS1
软切换
BTS2
软切换分支在 BSC进行合并.
ppt课件
19
更软切换
更软切换
更软切换分支在 BTS进行合并.
CDMA基本原理-PPT课件
CDMA原理
义乌分公司运行建设部
CDMA原理
无线传输技术和CDMA原理 CDMA无线资源管理原理
不同体制的3G技术
3G无线接入网络形态
义乌分公司运行建设部
无线传输技术和CDMA原理
无线传输环境 无线传输技术和多址技术
CDMA原理和RAKE接收技术
分集技术
智能天线技术
无线通信中的几个概念和区别
• 多址技术
– 时分多址，频分多址和码分多址
• 双工技术
– 时分双工与频分双工
• 窄带系统与宽带系统
– 单个信道的带宽与所期望信道的相干带宽一致 – 一个信道的发射带宽大于这个信道的相干带宽 – 宽带系统通常能够带来频率分集的优势
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频分多址（ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱDMA）
义乌分公司运行建设部
无线传输技术和CDMA原理
无线传输环境 无线传输技术和多址技术
CDMA原理和RAKE接收技术
分集技术
智能天线技术
多用户检测技术
义乌分公司运行建设部
智能天线
智能天线技术提高系统覆盖范围，降低发射功率
义乌分公司运行建设部
智能天线的小区配置
全向小区
三扇区小区
• 测试信道的方法
– 衰落的概率分布 – 电平通过率－衰落快慢，信道衰落的深度 – 衰落持续时间（交织深度）
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无线传输技术和CDMA原理
无线传输环境 无线传输技术和多址技术
CDMA原理和RAKE接收技术
分集技术
智能天线技术
多用户检测技术
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• 跳时码分多址（TH－CDMA）
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CDMA原理
无线传输技术和CDMA原理 CDMA无线资源管理原理
不同体制的3G技术
3G无线接入网络形态
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无线传输技术和CDMA原理
无线传输环境 无线传输技术和多址技术
CDMA原理和RAKE接收技术
分集技术
智能天线技术
无线通信中的几个概念和区别
• 多址技术
– 时分多址，频分多址和码分多址
• 双工技术
– 时分双工与频分双工
• 窄带系统与宽带系统
– 单个信道的带宽与所期望信道的相干带宽一致 – 一个信道的发射带宽大于这个信道的相干带宽 – 宽带系统通常能够带来频率分集的优势
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频分多址（ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱDMA）
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无线传输技术和CDMA原理
无线传输环境 无线传输技术和多址技术
CDMA原理和RAKE接收技术
分集技术
智能天线技术
多用户检测技术
义乌分公司运行建设部
智能天线
智能天线技术提高系统覆盖范围，降低发射功率
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智能天线的小区配置
全向小区
三扇区小区
• 测试信道的方法
– 衰落的概率分布 – 电平通过率－衰落快慢，信道衰落的深度 – 衰落持续时间（交织深度）
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无线传输技术和CDMA原理
无线传输环境 无线传输技术和多址技术
CDMA原理和RAKE接收技术
分集技术
智能天线技术
多用户检测技术
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• 跳时码分多址（TH－CDMA）
《DSCDMA基本原理》课件
信号传输方式：采用直接序列扩频技术，将信号扩展到很宽的频带上 抗干扰能力：具有较强的抗干扰能力，能够在复杂环境中稳定传输 信号接收：通过相关接收机对信号进行解扩频，还原出原始信号 传输距离：传输距离较远，适用于大规模组网应用
DSCDMA信号调制解调原理
调制方式：采用扩频通信技术，将 信息数据调制到副载波上
SCDMA商用， 成为全球首个 TD-SCDMA商
用国家
2013年，中国 启动TD-LTE商
用，TDSCDMA开始向
TD-LTE演进
2016年，中国 完成TD-
SCDMA向TDLTE的演进，
TD-SCDMA退 出历史舞台
DSCDMA应用场景
无线宽带接入：DSCDMA可以作为无线宽带接入技术，提供高速数据传输服务。 物联网应用：DSCDMA的可靠性和低功耗特性使其成为物联网应用的理想选择。 工业自动化：DSCDMA可以用于工业控制和自动化系统中，实现设备间的可靠通信。 智能交通系统：DSCDMA可以应用于智能交通系统中，如智能车辆通信、交通信号控制等。
DSCDMA系统抗干扰性能分析
干扰抑制能力：DSCDMA系统采用多种干扰抑制技术，有效降低外部干扰对通信质 量的影响。
抗多径干扰能力：DSCDMA系统采用特定算法对抗多径干扰，确保信号传输的稳定 性和可靠性。
抗阻塞干扰能力：DSCDMA系统的抗阻塞干扰能力强，即使在复杂环境下也能保持 较高的通信质量。
覆盖范围：DSCDMA 系统具有较大的覆盖 范围，能够满足不同 场景下的通信需求。
系统容量：DSCDMA 通过采用智能天线技 术和复用技术，显著 提高了系统容量和通 信效率。
抗干扰能力： DSCDMA具备强大的 抗干扰能力，能够在 复杂的环境中实现稳 定可靠的通信。
DSCDMA信号调制解调原理
调制方式：采用扩频通信技术，将 信息数据调制到副载波上
SCDMA商用， 成为全球首个 TD-SCDMA商
用国家
2013年，中国 启动TD-LTE商
用，TDSCDMA开始向
TD-LTE演进
2016年，中国 完成TD-
SCDMA向TDLTE的演进，
TD-SCDMA退 出历史舞台
DSCDMA应用场景
无线宽带接入：DSCDMA可以作为无线宽带接入技术，提供高速数据传输服务。 物联网应用：DSCDMA的可靠性和低功耗特性使其成为物联网应用的理想选择。 工业自动化：DSCDMA可以用于工业控制和自动化系统中，实现设备间的可靠通信。 智能交通系统：DSCDMA可以应用于智能交通系统中，如智能车辆通信、交通信号控制等。
DSCDMA系统抗干扰性能分析
干扰抑制能力：DSCDMA系统采用多种干扰抑制技术，有效降低外部干扰对通信质 量的影响。
抗多径干扰能力：DSCDMA系统采用特定算法对抗多径干扰，确保信号传输的稳定 性和可靠性。
抗阻塞干扰能力：DSCDMA系统的抗阻塞干扰能力强，即使在复杂环境下也能保持 较高的通信质量。
覆盖范围：DSCDMA 系统具有较大的覆盖 范围，能够满足不同 场景下的通信需求。
系统容量：DSCDMA 通过采用智能天线技 术和复用技术，显著 提高了系统容量和通 信效率。
抗干扰能力： DSCDMA具备强大的 抗干扰能力，能够在 复杂的环境中实现稳 定可靠的通信。
《CDMA理论基础知识》PPT课件
传播模型 传播模型的意义
➢ 传播模型用于预期地形和人为环境对无线传播理 论中路径损耗的影响 ➢ 传播模型是覆盖规划的基础，好的模型可以保证 规划的精确度 ➢ 无线传播模型受系统工作频率的影响，不同的传 播模型有不同的工作频率范围；而且有室内传播模 型和室外传播模型之分 ➢ 运用传播模型时，要注意各项参数的单位取值
Designation
ELF
VF VLF LF MF HF VHF UHF SHF EHF
不同频段内的频率具有不同的传播特性
传播途径
直射波及地面反射波 （最一般的传播形式）
对流层反射波 （传播具有很大的随机性）
山体绕射波 （阴影区域信号来源）
电离层反射波 （超视距通讯途径）
传播途径
①建筑物反射波 ②绕射波 ③直射波 ④地面反射波
适用于400-2000MHz 宏蜂窝预测
经典模型是科学家通过CW测试数据逐步拟合出来的
传播模型 Okumura-Hata模型 频率范围为150MHZ到1500MHZ
Lp 69.55 26.16 log f 13.82 log hb (44.9 6.55 log hb )log d Ahm
WdBm XdBm
d w1 D w2
E2
ε 0μ 0 ε μ ε 0μ 0
θ
θ E1
穿透损耗=X-W=B dB
电磁波穿透墙体的反射和折射
传播中的损耗
常用穿透损耗（800M）
隔墙阻挡：5～20dB •楼层阻挡：＞20dB •室内损耗值是楼层高度的函数，-1.9dB/层 •家具和其它障碍物的阻挡： 2～15dB •厚玻璃： 6～10dB •火车车厢的穿透损耗为：15～30dB •梯的穿透损耗： 30dB左右 •茂密树叶损耗：10dB
CDMA基本原理
1.2288 M 信号合并
扩频码
噪声+宽带信号
P(t)
t
❖ CDMA以一个窄带信号开始，采用扩频技术扩展到1.23MHz的宽带信号 ❖ 接收时，从宽带信号中恢复信号 ❖ CDMA系统干扰主要来自相邻小区和同小区其他用户
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CDMA与FDMA和TDMA相比，CDMA具 有许多独特的优点，其中一部分是扩频通信 系统所固有的，另一部分则是由软切换和功 率控制等技术所带来的。CDMA移动通信网 是由扩频、多址接入、蜂窝组网和频率再用 等几种技术结合而成，含有频域、时域和码 域三维信号处理的一种协作通信方式。
• 第二代为数字移动通信，出现于80年代中期，它使用数字调制和时 分多址(TDMA)/频分多址(FDMA)技术，或码分多址(CDMA)/频分 多址技术，采用数字信令，可提供广域话音业务和低速数据业务， 频率利用率较高，在一定条件下用户具有全球范围的移动性。但是 第二代的数字移动通信没有统一的国际标准。全世界存在三种标准， 一是北美标准; 二是西欧16个国家共同制定的GSM（Global System For MobileCommunications） ，三是日本标准。以GSM应用最为广泛，我国 目前采用的也是GSM标准。
3
第三代移动通信系统 1999年3月19日，历时两周的ITU(国际电话联合会)-RTG8/1会议在
巴西结束，确定了第三代移动通信技术大格局。ITU提出了第三代移 动通信系统IMT-2000标准。
其主要特点为：全球漫游，接口开放，能同不同的网络互联；终 端多样化以及能从第二代平稳过渡等。ITU描绘的第三代移动通信的 目标是：第三代除了能提供窄带业务(如话音业务)外，还能提供最高 速率达2Mbps的多媒体业务和多种用户速率通信、VOD(视频点播)带 宽的能力以及根据不同业务对质量要求提供不同服务等级的能力。
《CDMA原理介绍》PPT课件
5678
Sub-packet 2
精选ppt
9
1 0
1 1
1 2
Sub-packet 3
26
反向链路信道结构
Reverse Channel Structure
Access
Traffic
Pilot
Data
Primary Pilot
✓ Auxiliary Pilot
Medium Access Control
• 前向业务信道通过前缀使用不同的walsh码来区分
精选ppt
24
反向帧结构
• 反向物理帧＝26.67 msec ，包含 4个子帧/子分组包 （Sub-Frames/Sub Packets） – 每个反向分组最多4个子分组（4个子帧）
• Sub-Frame子帧 – 每个子帧4个时隙, i.e. 1.67 X 4 = 6.67 msec – 是最小的确认单元 – 6.67 msBiblioteka c是最小的发送周期精选ppt
21
MACIndex分配表
精选ppt
22
物理层分组格式与速率对应关系
精选ppt
23
前向信道之间的区分
• 前向MAC信道之间使用MACIndex区分
－RPC和DRCLock子信道是时分的 －RPC/DRCLock和RA是码分的 －RA子信道使用固定的MACIndex 4
• 控制信道利用控制信道包封装的AT标识来区分不同用户的 控制信道消息
IP/Ethernet
Backhaul Network
Router
RNC
PDSN Internet
EV-DO session (UATI) EV-DO connection
CDMA原理及概述PPT课件
• CDMA：以传输信号的不同码型来区分信道建立多址 接入的方式；CDMA系统为每个用户分配了各自特定 的地址码，利用公共信道来传输信息，在频率、时间 和空间上都可以重叠。
课程内容
✓ 扩频通信原理 ✓ PN码及其应用 ✓ Walsh码及其应用
• 伪随机序列 • m序列 • 正交、自相关、互相关 • 相位和掩码的概念 • PN码在CDMA的应用
20M
1850
1900
频率
1950
2000
Cellular
MSS
DCS1800
DECT
CDMA PCS1900
DCS1800
CDMA PCS1900
CDMA
TDD
CDMA
2050
MSS"
2100
2150
Cellular MSS" MSS
可能分配方案(见注释)
CDMA TDD
2000
WCDMA CDMA MSS
• 传输速率可达 2Mb/s
• RF带宽为1X,3X
• 分组和电路模式 的数据业务
• 性能和容量都得 到提高
IS-95 • 主要是语音业务 • 二种速率（9.6kb/s
14.4kb/s） • 1.25M RF带宽 • 电路模式的数据业务
800M、900M频率分配表
运营 单位
技术体制
频率 范围
(MHz)
800MHz频谱分配情况
基本信道
辅助信道
A段
B段
A’ B’ 段
825MHz
835MHz
840MHz
845MHz
849MHz
846.5MHz
N= 37 78 119 160 201 242 283 384 425 466 507 548 589 630 691 736 777
课程内容
✓ 扩频通信原理 ✓ PN码及其应用 ✓ Walsh码及其应用
• 伪随机序列 • m序列 • 正交、自相关、互相关 • 相位和掩码的概念 • PN码在CDMA的应用
20M
1850
1900
频率
1950
2000
Cellular
MSS
DCS1800
DECT
CDMA PCS1900
DCS1800
CDMA PCS1900
CDMA
TDD
CDMA
2050
MSS"
2100
2150
Cellular MSS" MSS
可能分配方案(见注释)
CDMA TDD
2000
WCDMA CDMA MSS
• 传输速率可达 2Mb/s
• RF带宽为1X,3X
• 分组和电路模式 的数据业务
• 性能和容量都得 到提高
IS-95 • 主要是语音业务 • 二种速率（9.6kb/s
14.4kb/s） • 1.25M RF带宽 • 电路模式的数据业务
800M、900M频率分配表
运营 单位
技术体制
频率 范围
(MHz)
800MHz频谱分配情况
基本信道
辅助信道
A段
B段
A’ B’ 段
825MHz
835MHz
840MHz
845MHz
849MHz
846.5MHz
N= 37 78 119 160 201 242 283 384 425 466 507 548 589 630 691 736 777
CDMA技术基础.ppt
宽度可传输一路话音信息
相邻信道无明显的干扰
双工通信，收发使用不同的频率（称之为 频分双工）（4对频道）。
必须经基站中转。
收发频率之间要有一定的频率间隔， 多信道共用问题。
图2-2为频分多址系统的工作示意图。 移动台在通信时所占用的信道并不是固定指配的，通常是 在通信建立阶段由系统控制中心临时分配的，通信结束的 移动台将退出占用的信道，这些信道又可以重新分配给其 他移动用户使用。
图2-10 码分多址收发系统原理图
例子： 4个用户信息：d1={1} d2={-1} d3={1} d4={-1} 4个地址码：
w1={1,1,1,1} w2={1,-1,1,-1} w3={1,1,-1,-1} w4={1,-1,-1, 1} 发端：Sk=dk*Wk。 收端：Rk=Sk
Rk*WK ∫积分 rk=dk就可恢复
实际上，码分多址移动通信系统并不是这样简单，
第一，要达到多路多用户的目的就要有足够多的地 址码，而这些地址码又要有良好的自相关特性和互
第二，在码分多址通信系统中的各接收端，必须产 生本地地址码（简称本地码），该本地码不但在码 型结构与对端发来的地址码一致，而且在相位上也 要完全同步。 第三，码分系统必须与扩展频谱（简称扩频）技术 相结合，使在信道传输的信号所占频带极大地展宽 （一般达百倍以上），为接收端分离信号完成实际 性的准备。 功控
１．直接序列扩频
直接序列扩频（Direct Sequence Spread Spectrum）通信系统是以直接扩 频方式构成的扩展频谱通信系统，通常简称直扩（DS）系统，又称伪噪声 （PN： Pseudo Noise）扩频系统。 图2-15为直扩系统各点波形和频谱图。
图2-15 直扩系统各点波形和频谱图
相邻信道无明显的干扰
双工通信，收发使用不同的频率（称之为 频分双工）（4对频道）。
必须经基站中转。
收发频率之间要有一定的频率间隔， 多信道共用问题。
图2-2为频分多址系统的工作示意图。 移动台在通信时所占用的信道并不是固定指配的，通常是 在通信建立阶段由系统控制中心临时分配的，通信结束的 移动台将退出占用的信道，这些信道又可以重新分配给其 他移动用户使用。
图2-10 码分多址收发系统原理图
例子： 4个用户信息：d1={1} d2={-1} d3={1} d4={-1} 4个地址码：
w1={1,1,1,1} w2={1,-1,1,-1} w3={1,1,-1,-1} w4={1,-1,-1, 1} 发端：Sk=dk*Wk。 收端：Rk=Sk
Rk*WK ∫积分 rk=dk就可恢复
实际上，码分多址移动通信系统并不是这样简单，
第一，要达到多路多用户的目的就要有足够多的地 址码，而这些地址码又要有良好的自相关特性和互
第二，在码分多址通信系统中的各接收端，必须产 生本地地址码（简称本地码），该本地码不但在码 型结构与对端发来的地址码一致，而且在相位上也 要完全同步。 第三，码分系统必须与扩展频谱（简称扩频）技术 相结合，使在信道传输的信号所占频带极大地展宽 （一般达百倍以上），为接收端分离信号完成实际 性的准备。 功控
１．直接序列扩频
直接序列扩频（Direct Sequence Spread Spectrum）通信系统是以直接扩 频方式构成的扩展频谱通信系统，通常简称直扩（DS）系统，又称伪噪声 （PN： Pseudo Noise）扩频系统。 图2-15为直扩系统各点波形和频谱图。
图2-15 直扩系统各点波形和频谱图
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时分跳频（TDFH），在一个新的TDMA帧开始时跳到一个新的频率，GSM
各种多址的不同接收方式
频分多址，符号持续时间长，无符号间干扰，直接判决 时分多址，有符号间干扰，无法区分多径，用滤波器进行符号间均衡
自适应均衡器，系数可以调整 每个时隙有导频用以训练系数 直扩码分多址 宽带系统，可以区分多径 多径接收机（RAKE），多径分集
MS
AMR Speech Codec
AMR编解码协商
Node-B
RNC
AMR 模式控制
CN
AMR Speech Codec
Uu
Iub
Iu
下行AMR模式命令
符合AMR模式的下行语音数据
上行AMR模式命令
符合AMR模式的上行语音数据
切换类型
WCDMA系统支持 多种切换技术
软切换： 不同基站NodeB间切换 不同RNC间切换
扩频多址（SSMA）
跳频码分多址（FH－CDMA）
使用窄带FM或FSK，使用能量效率高的恒包络调制，用廉价的接收 机实现FHMA的非相干检测
具有安全性；使用纠错编码和多径技术来防止碰撞的影响
直接扩频码分多址（DS－CDMA）
多用户共享同一频率 CDMA是软容量限制，当用户数目增加时，对所有用户而言，系统
移动信道的表征
时延表征
平均时延（均值） 时延拓展（标准差），信道相关带宽＝1/时延拓展
频谱
多普勒扩展，运动引起信道变化（快、慢衰落），信道相干时间＝ 1/多普勒频率
多径特性（信道带宽），平坦衰落和频率选择性衰落 宽带码分多址是频率选择性慢衰落信道
测试信道的方法
衰落的概率分布 电平通过率－衰落快慢，信道衰落的深度 衰落持续时间（交织深度）
充分满足用户动态调整带宽需求
核心网
Iu 源RNS Iur 目标RNS
RNS迁移
源RNS
核心网 Iu
目标RNS
RNS 无线网络子系统
RNS迁移能够：
有效减少Iur接口的流量 增强系统的适应能力
信道分配
3G业务速率变化大，传统信道分配方式利用率低 3G采用统计复用的信道分配方式
分配的信道带宽总与实际需求接近 节约系统资源，提高系统容量
CDMA原理
➢ 无线传输技术和CDMA原理 ➢ CDMA无线资源管理原理 ➢ 不同体制的3G技术 ➢ 3G无线接入网络形态
无线资源管理目的
CDMA是自干扰系统，提高单个用户的发射功率能改善其 服务质量，但对其他用户的干扰也相应增加!
如何才能优化网络，为最多的 用户提供所需的服务质量?
只有采用先进的
性会产生交调频率（IM），产生额外的RF辐射
时分多址（TDMA）
多个用户共享一个载波频率，分享不同时隙 TDMA系统的数据传递是不连续的，是分组发射，可以关闭 不连续发送，可以利用空闲时隙监听其他基站，实现切换
处理 即使使用FDD也无需双工器 需要自适应均衡；需要保护时隙 分组发射需要额外的系统开销，如保护数据同步 按照不同的用户提供不同的带宽 TDMA的效率是指发射的数据中信息所占的百分比 功率控制频率为2Hz或更低 质量控制通过频率规划来实现
无线资源管理
才能发挥CDMA系统的卓越性能!
无线资源管理策略的主要内容
功率控制 负载控制 AMR控制
小区切换 信道分配
Power f
远近效应
Power f
每个用户对于其他用户都 相当于干扰，远近效应严 重影响系统容量
采用功控技术减少了用 户间的相互干扰，提高 了系统整体容量
前向功率控制
支持软切换和更软切换
支持新技术的应用，如多用户检测
WCDMA有下行发射分集，而GSM没有
无线传输技术和CDMA原理
➢ 无线传输环境 ➢ 无线传输技术和多址技术 ➢ CDMA原理和RAKE接收技术 ➢ 分集技术 ➢ 智能天线技术 ➢ 多用户检测技术
智能天线
智能天线技术提高系统覆盖范围，降低发射功率
性能下降；相应当用户数目减少时，系统性能提高 CDMA中信道数据速率小于信道的时延扩展，故可以使用RAKE接收
技术 利用宏空间分集，多个基站同时监听，实现软切换，不切换频率；
自干扰系统－多址干扰；远近效应
跳时码分多址（TH－CDMA）
多址技术图示
传统多址技术
频率
频率
码分多址技术
FDMA
时间 频率
智能天线的小区配置
全向小区
三扇区小区
智能天线小区
智能天线的优点
高速率用户带来很大的干扰，动态调整的智能天线阵列的波 束跟踪高速率用户，起到空间隔离、消除干扰的作用；动态 调整的智能天线阵列的性能优于固定的多波束天线
增加系统容量 增加覆盖范围，改善建筑物中和高速运动时的信号接收质量 提高信号接收质量，降低掉话率，提高语音质量 减少发射功率，延长移动台电池寿命 提高系统设计时的灵活性
更软切换： 同基站不同扇区间切换
硬切换： 异频切换 不同系统间切换
切换过程和效果
当邻近小区的强度超过本小区信号强度一个给定的门限时，移动台执行 切换，－硬切换（FDMA、TDMA）
CDMA系统小区的频率一致，软切换时，移动台同时与多个基站相连接 软切换是为了降低对其他小区的干扰，并通过宏分集来改善性能 当邻近小区的信号强度超过一个门限，但仍然低于当前小区基站的强度
无线传输技术和CDMA原理
➢ 无线传输环境 ➢ 无线传输技术和多址技术 ➢ CDMA原理和RAKE接收技术 ➢ 分集技术 ➢ 智能天线技术 ➢ 多用户检测技术
无线通信中的几个概念和区别
多址技术 时分多址，频分多址和码分多址
双工技术 时分双工与频分双工
窄带系统与宽带系统 单个信道的带宽与所期望信道的相干带宽一致 一个信道的发射带宽大于这个信道的相干带宽 宽带系统通常能够带来频率分集的优势
TDMAA
混合扩频技术（HSST）
混合FDMA/CDMA（FCDMA），优点是无需连续带宽，如MC－CDMA在 cdma2000中采用
混合直扩/跳频多址（DS/FHMA），避免远近效应，不适用软切换（Bluetooth 采用）
时分CDMA（TCDMA），在每一小区内仅分配给一个用户一个特定的时隙，避 免远近效应
时，则进入软切换状态 在上行链路，二个或多个基站可以接收同样的信号，在下行链路移动台
可以相干地合并来自不同基站的信号，即宏分集 由于新基站发射额外的信号给移动台，而由于RAKE的Finger数目有限，
移动台不能合并所有的能量。在下行链路， 软切换增加了对系统的干扰 软切换的增益决定于宏分集增益和由于增加的干扰引起的性能损失
系统容量 传统信道配置
业务源速率 动态信道配置
多径环境
接收信号 强度
时间
衰落
发射数据
接收数据
0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40
dB
移动信道的多径特征
电磁传播－反射、散射和绕射 无线环境中的信号衰减分成三部分：
幅度衰减较大的路径损耗 伴随中等幅度衰减的具有对数正态分布特性的慢变化成分－大尺度变化 衰减幅度较小的快变化成分－小尺度衰落 两类典型小尺度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）
开环：从信道中测量干扰条件，并调整发射功率，以达到期望的误帧率 （误块率）
闭环： 测量信噪比，并向移动台发送指令调整它的发射功率 外环：测量误帧率（误块率），调整目标信噪比
负载控制
小区呼吸是负载控制 的主要手段
负载控制的主要目的是将某些“热点小区”的负载分担到 周围负载较轻的小区中，提高系统容量的利用率
频分多址（FDMA）
FDMA信道每次只能传递一个电话如果一个FDMA信道没有 使用，并且处于空闲状态，它不能被其他用户使用以增加 共享容量
在分配成语音信道后，基站和移动台就会同时地连续不断 地发射
FDMA通常是窄带系统 符号时间比平均时延扩展大很多，故平均时延扩展造成的
符号间干扰低，无需均衡 FDMA比TDMA简单，同步和组帧比特少，系统开销小 FDMA需要精确的RF滤波器，需要双工器（单天线） 非线性效应：许多信道共享一个天线，功率放大器的非线
软切换
上行软切换在RNC中进行多径 合并； 上行更软切换在NodeB中进行 多径合并； 下行的软切换都在UE中合并
各自小区的接收能量
移动台合并功率
软切换/更软切换
C
C
A
A
B
B
C
C
A
A
B
B
C
C
A
A
B
B
改善话音质量；控制手机干扰 降低掉话率；提高容量与覆盖范围
直接重试
容量充裕小区
容量非饱和小区
减少呼损，合理分布用户负载 充分利用网络资源
AMR控制
通过动态调整AMR语音的速率，保证了在相同 系统容量情况下，尽可能的保证UE的通话质量
AMR语音的变化范围： 4.75Kbps ～ 12.2Kbps (12.2Kbps兼容GSM语音编码)
AMR语音编解码
64Kbpsμ律PCM语音编码转化为AMR编码 降低UE功耗，减少干扰 TrFO（Transcoder Free Operation）,提高网络传输效率和语音质量
CDMA原理
CDMA原理
➢ 无线传输技术和CDMA原理 ➢ CDMA无线资源管理原理 ➢ 不同体制的3G技术 ➢ 3G无线接入网络形态
无线传输技术和CDMA原理
➢ 无线传输环境 ➢ 无线传输技术和多址技术 ➢ CDMA原理和RAKE接收技术 ➢ 分集技术 ➢ 智能天线技术 ➢ 多用户检测技术
发射信号
小区发射功率
功率控制
反向功率控制
手机发射信号
上报功率控制比特
克服远近效应和多径衰落 减小多址干扰，保证网络容量 延长电池使用时间
各种多址的不同接收方式
频分多址，符号持续时间长，无符号间干扰，直接判决 时分多址，有符号间干扰，无法区分多径，用滤波器进行符号间均衡
自适应均衡器，系数可以调整 每个时隙有导频用以训练系数 直扩码分多址 宽带系统，可以区分多径 多径接收机（RAKE），多径分集
MS
AMR Speech Codec
AMR编解码协商
Node-B
RNC
AMR 模式控制
CN
AMR Speech Codec
Uu
Iub
Iu
下行AMR模式命令
符合AMR模式的下行语音数据
上行AMR模式命令
符合AMR模式的上行语音数据
切换类型
WCDMA系统支持 多种切换技术
软切换： 不同基站NodeB间切换 不同RNC间切换
扩频多址（SSMA）
跳频码分多址（FH－CDMA）
使用窄带FM或FSK，使用能量效率高的恒包络调制，用廉价的接收 机实现FHMA的非相干检测
具有安全性；使用纠错编码和多径技术来防止碰撞的影响
直接扩频码分多址（DS－CDMA）
多用户共享同一频率 CDMA是软容量限制，当用户数目增加时，对所有用户而言，系统
移动信道的表征
时延表征
平均时延（均值） 时延拓展（标准差），信道相关带宽＝1/时延拓展
频谱
多普勒扩展，运动引起信道变化（快、慢衰落），信道相干时间＝ 1/多普勒频率
多径特性（信道带宽），平坦衰落和频率选择性衰落 宽带码分多址是频率选择性慢衰落信道
测试信道的方法
衰落的概率分布 电平通过率－衰落快慢，信道衰落的深度 衰落持续时间（交织深度）
充分满足用户动态调整带宽需求
核心网
Iu 源RNS Iur 目标RNS
RNS迁移
源RNS
核心网 Iu
目标RNS
RNS 无线网络子系统
RNS迁移能够：
有效减少Iur接口的流量 增强系统的适应能力
信道分配
3G业务速率变化大，传统信道分配方式利用率低 3G采用统计复用的信道分配方式
分配的信道带宽总与实际需求接近 节约系统资源，提高系统容量
CDMA原理
➢ 无线传输技术和CDMA原理 ➢ CDMA无线资源管理原理 ➢ 不同体制的3G技术 ➢ 3G无线接入网络形态
无线资源管理目的
CDMA是自干扰系统，提高单个用户的发射功率能改善其 服务质量，但对其他用户的干扰也相应增加!
如何才能优化网络，为最多的 用户提供所需的服务质量?
只有采用先进的
性会产生交调频率（IM），产生额外的RF辐射
时分多址（TDMA）
多个用户共享一个载波频率，分享不同时隙 TDMA系统的数据传递是不连续的，是分组发射，可以关闭 不连续发送，可以利用空闲时隙监听其他基站，实现切换
处理 即使使用FDD也无需双工器 需要自适应均衡；需要保护时隙 分组发射需要额外的系统开销，如保护数据同步 按照不同的用户提供不同的带宽 TDMA的效率是指发射的数据中信息所占的百分比 功率控制频率为2Hz或更低 质量控制通过频率规划来实现
无线资源管理
才能发挥CDMA系统的卓越性能!
无线资源管理策略的主要内容
功率控制 负载控制 AMR控制
小区切换 信道分配
Power f
远近效应
Power f
每个用户对于其他用户都 相当于干扰，远近效应严 重影响系统容量
采用功控技术减少了用 户间的相互干扰，提高 了系统整体容量
前向功率控制
支持软切换和更软切换
支持新技术的应用，如多用户检测
WCDMA有下行发射分集，而GSM没有
无线传输技术和CDMA原理
➢ 无线传输环境 ➢ 无线传输技术和多址技术 ➢ CDMA原理和RAKE接收技术 ➢ 分集技术 ➢ 智能天线技术 ➢ 多用户检测技术
智能天线
智能天线技术提高系统覆盖范围，降低发射功率
性能下降；相应当用户数目减少时，系统性能提高 CDMA中信道数据速率小于信道的时延扩展，故可以使用RAKE接收
技术 利用宏空间分集，多个基站同时监听，实现软切换，不切换频率；
自干扰系统－多址干扰；远近效应
跳时码分多址（TH－CDMA）
多址技术图示
传统多址技术
频率
频率
码分多址技术
FDMA
时间 频率
智能天线的小区配置
全向小区
三扇区小区
智能天线小区
智能天线的优点
高速率用户带来很大的干扰，动态调整的智能天线阵列的波 束跟踪高速率用户，起到空间隔离、消除干扰的作用；动态 调整的智能天线阵列的性能优于固定的多波束天线
增加系统容量 增加覆盖范围，改善建筑物中和高速运动时的信号接收质量 提高信号接收质量，降低掉话率，提高语音质量 减少发射功率，延长移动台电池寿命 提高系统设计时的灵活性
更软切换： 同基站不同扇区间切换
硬切换： 异频切换 不同系统间切换
切换过程和效果
当邻近小区的强度超过本小区信号强度一个给定的门限时，移动台执行 切换，－硬切换（FDMA、TDMA）
CDMA系统小区的频率一致，软切换时，移动台同时与多个基站相连接 软切换是为了降低对其他小区的干扰，并通过宏分集来改善性能 当邻近小区的信号强度超过一个门限，但仍然低于当前小区基站的强度
无线传输技术和CDMA原理
➢ 无线传输环境 ➢ 无线传输技术和多址技术 ➢ CDMA原理和RAKE接收技术 ➢ 分集技术 ➢ 智能天线技术 ➢ 多用户检测技术
无线通信中的几个概念和区别
多址技术 时分多址，频分多址和码分多址
双工技术 时分双工与频分双工
窄带系统与宽带系统 单个信道的带宽与所期望信道的相干带宽一致 一个信道的发射带宽大于这个信道的相干带宽 宽带系统通常能够带来频率分集的优势
TDMAA
混合扩频技术（HSST）
混合FDMA/CDMA（FCDMA），优点是无需连续带宽，如MC－CDMA在 cdma2000中采用
混合直扩/跳频多址（DS/FHMA），避免远近效应，不适用软切换（Bluetooth 采用）
时分CDMA（TCDMA），在每一小区内仅分配给一个用户一个特定的时隙，避 免远近效应
时，则进入软切换状态 在上行链路，二个或多个基站可以接收同样的信号，在下行链路移动台
可以相干地合并来自不同基站的信号，即宏分集 由于新基站发射额外的信号给移动台，而由于RAKE的Finger数目有限，
移动台不能合并所有的能量。在下行链路， 软切换增加了对系统的干扰 软切换的增益决定于宏分集增益和由于增加的干扰引起的性能损失
系统容量 传统信道配置
业务源速率 动态信道配置
多径环境
接收信号 强度
时间
衰落
发射数据
接收数据
0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40
dB
移动信道的多径特征
电磁传播－反射、散射和绕射 无线环境中的信号衰减分成三部分：
幅度衰减较大的路径损耗 伴随中等幅度衰减的具有对数正态分布特性的慢变化成分－大尺度变化 衰减幅度较小的快变化成分－小尺度衰落 两类典型小尺度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）
开环：从信道中测量干扰条件，并调整发射功率，以达到期望的误帧率 （误块率）
闭环： 测量信噪比，并向移动台发送指令调整它的发射功率 外环：测量误帧率（误块率），调整目标信噪比
负载控制
小区呼吸是负载控制 的主要手段
负载控制的主要目的是将某些“热点小区”的负载分担到 周围负载较轻的小区中，提高系统容量的利用率
频分多址（FDMA）
FDMA信道每次只能传递一个电话如果一个FDMA信道没有 使用，并且处于空闲状态，它不能被其他用户使用以增加 共享容量
在分配成语音信道后，基站和移动台就会同时地连续不断 地发射
FDMA通常是窄带系统 符号时间比平均时延扩展大很多，故平均时延扩展造成的
符号间干扰低，无需均衡 FDMA比TDMA简单，同步和组帧比特少，系统开销小 FDMA需要精确的RF滤波器，需要双工器（单天线） 非线性效应：许多信道共享一个天线，功率放大器的非线
软切换
上行软切换在RNC中进行多径 合并； 上行更软切换在NodeB中进行 多径合并； 下行的软切换都在UE中合并
各自小区的接收能量
移动台合并功率
软切换/更软切换
C
C
A
A
B
B
C
C
A
A
B
B
C
C
A
A
B
B
改善话音质量；控制手机干扰 降低掉话率；提高容量与覆盖范围
直接重试
容量充裕小区
容量非饱和小区
减少呼损，合理分布用户负载 充分利用网络资源
AMR控制
通过动态调整AMR语音的速率，保证了在相同 系统容量情况下，尽可能的保证UE的通话质量
AMR语音的变化范围： 4.75Kbps ～ 12.2Kbps (12.2Kbps兼容GSM语音编码)
AMR语音编解码
64Kbpsμ律PCM语音编码转化为AMR编码 降低UE功耗，减少干扰 TrFO（Transcoder Free Operation）,提高网络传输效率和语音质量
CDMA原理
CDMA原理
➢ 无线传输技术和CDMA原理 ➢ CDMA无线资源管理原理 ➢ 不同体制的3G技术 ➢ 3G无线接入网络形态
无线传输技术和CDMA原理
➢ 无线传输环境 ➢ 无线传输技术和多址技术 ➢ CDMA原理和RAKE接收技术 ➢ 分集技术 ➢ 智能天线技术 ➢ 多用户检测技术
发射信号
小区发射功率
功率控制
反向功率控制
手机发射信号
上报功率控制比特
克服远近效应和多径衰落 减小多址干扰，保证网络容量 延长电池使用时间