第8章 1码分多址(CDMA)移动通信系统(一)
CDMA
CDMA系简化框图 CDMA系统移动台简化框图
返回
CDMA系统原理 CDMA系统原理
图6-10 CDMA系统基站简化框图 CDMA系统基站简化框图
返回
CDMA系统原理 CDMA系统原理 CDMA系统的通信过程如下： CDMA系统的通信过程如下： （1）建立 链路 （2）通话
无线传输技术 开关多波束智能天线：结构较简单，整个区域 由数目确定的多个并行波束覆盖，每个波束的 指向和宽度是固定的，用户在小区内移动，基 站选择某个波束使接收信号最强。 自适应阵天线：采用多天线阵元结构形成全向 天线，系统采用数字信号处理技术识别用户信 号的到达方向，并在此方向形成天线主波束。 返回
CDMA系统原理 CDMA系统原理 技术关键：在码分多址通信系统中，各 收端必须传输本地地址码，该本地码的 码型结构与对端发码一致，且相位完全 同步。用本地码对所收全部信号进行相 关检测，从而选出所需的信号。
码分多址传输技术
例如：共有四个站进行码分复用通信，4个站的 码片序列为 A (-1 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) 现收到码片序列S为(-1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1)，判 断为那个站发的，发送的信号是什么。
通用分组无线业务
在GSM系统中，若采用电路交换，每条GSM信道 GSM系统中，若采用电路交换，每条GSM信道 只能提供9.6 kbit/s或14.4kbit/s的传输速率。若多 只能提供9.6 kbit/s或14.4kbit/s的传输速率。若多 条信道组合在一起（最多8 条信道组合在一起（最多8个时隙），虽可提供更 高速率，但只能被单一用户独占。 采用分组交换的GPRS可灵活运用无线信道，使其 采用分组交换的GPRS可灵活运用无线信道，使其 为多个GPRS数据用户所共用，提高了无线资源的 为多个GPRS数据用户所共用，提高了无线资源的 利用率。GPRS 最多可将8 利用率。GPRS 最多可将8个时隙组合在一起，可 提供高达171.2 kbit/s的带宽，可供多个用户同时 提供高达171.2 kbit/s的带宽，可供多个用户同时 共享。
通信原理-第8章-多路复用技术
后的线性叠加码片序列的和。将其与某一发送站 码片序列进行归一化内积运算，则可恢复出该站 发送的数据。 设接收站接收到的码片序列和为S，接收站要听 码片序列为C的站发出的数据，并设站A发送1，站 B发送0，站C发送1，则接收站计算C站发出的数 据为：
S C (A B C) C A C B C C C 0 0 1 1
DWDM 传输（常用在干线上传输）
8 2.5 Gb/s 1310 nm 0 1 2 3 4 5 6 7 1550 nm 1551 nm 1552 nm 1553 nm 复 1554 nm 用 1555 nm 器 1556 nm 1557 nm
1550 nm 1551 nm 1552 nm 分 1553 nm 用 1554 nm 器 1555 nm 1556 nm 1557 nm 0 1 2 3 4 5 6 7
推 论
由
1 m ST SiTi 0 m i 1
可推知：
1 m ST Si T i 0 m i 1 1 m 1 m SS Si Si 1 S S m Si S i 1 m i 1 i 1
CDMA 接收
CDMA接收时，接收站从空中收到多站发送信号
波分多路复用 (续)
波分多路复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM） 是光的频分复用。不同的信源使用不同波长的光波来传输 数据，各路光波经过一个棱镜（或衍射光栅）合成一个光 束在光纤干道上传输，在接收端利用相同的设备将各路光 波分开。这样复用后，可以使光纤的传输能力成几倍几十 倍的提高。
波分多路复用 (续)
密集波分复用 Density Wave Division Multiplexing，DWDM：
第八章 CDMA移动通信系统(一)
功率控制的原则是：当信道的传播条件突然改善时， 功率控制的原则 功率控制应作出快速反应(例如在几微秒时间内)，以防 止信号突然增强而对其它用户产生附加干扰；相反，当 传播条件突然变坏时，功率调整的速度可以相对慢一些。 也就是说，宁愿单个用户的信号质量短时间恶化，也要 宁愿单个用户的信号质量短时间恶化， 宁愿单个用户的信号质量短时间恶化 防止许多用户都增大背景干扰。 防止许多用户都增大背景干扰。
(2) 正向功率控制。 正向功率控制也称下行链路功 率控制。其要求是调整基站向移动台发射的功率，使 任一移动台无论处于小区中的任何位置上， 任一移动台无论处于小区中的任何位置上， 收到基站 的信号电平都刚刚达到信干比所要求的门限值。 的信号电平都刚刚达到信干比所要求的门限值。 作到 这一点，可以避免基站向距离近的移动台辐射过大的 信号功率，也可以防止或减少由于移动台进入传播条 件恶劣或背景干扰过强的地区而发生误码率增大或通 信质量下降的现象。
(a)
(b)
图 8-1 CDMA蜂窝系统的多址干扰
2. CDMA蜂窝通信系统的功率控制 蜂窝通信系统的功率控制
功率控制技术是CDMA系统的核心技术。CDMA系统是 一个自扰系统，所有移动用户都占用相同的带宽和频率 占用相同的带宽和频率，在 占用相同的带宽和频率 CDMA系统中，不同用户发射的信号由于距基站的距离不同， 到达时的功率也不同。距离近的信号功率大，距离远的功率 小，相互形成干扰，这种现象称为“远近效应” 。CDMA系 “远近效应” 统要求所有用户到达基站接收机信号的平均功率要相等才能 正常解扩，功率控制就是为解决这一问题。它调整各个用户 发射机的功率，使其到达基站接收机的平均功率相等。功率 控制分为前向功率控制和反向功率控制，功率控制的原理有 两种类型：开环控制与闭环控制。
移动通信-第3讲-移动信道1
图3.1 小尺度和大尺度衰减
10 0 -10 -20 -30
20 Wavelengths
Received Signal level (RSL)
Transmitter receiver Antennae distance
第11页
2020/4/9
3.1.1 概 述
(2) 传播模型的研究
从图中看出：随着接收机的移动，信号衰落很快；但随距离 的变化很慢。
小尺度衰减模型：描述短距离（几个波长），或短时间（秒 级）内的接收场强快速波动的传播模型，称为小尺度衰减模 型。频段从1GHz～2GHz的蜂窝系统和PCS，相应的测量在 1m ～ 10m范围。
第9页
2020/4/9
3.1.1 概 述
(2) 传播模型的研究
小尺度衰减模型产生机理：原因是接收信号由不同方向信号 合成，并且由于相位变化的随机性，其信号变化范围很大， 当接收机移动距离与波长相等时，接收场强可以产生4个数量 级（30dB或40dB）的变化。
大尺度和小尺度衰减例子：当移动台远离发射机时，当地平 均接收场强逐渐减弱，该平均场强由大尺度传播模型预测。 图3.1给出一个室内无线通信系统的小尺度衰减和大尺度变化 的情况。
第10页
2020/4/9
3.1.1 概 述
(2) 传播模型的研究
Flat Terrain Median Signal Slow Fading (lognormal Shadowing) Fast Fading
模型只是在一定频率和环境下建立，适用性如何有待检验。 传统上集中于给定范围内平均场强预测，和特定位置附近场
强的变化。 传播模型分类
大尺度传播模型 小尺度传播模型
第8页
2020/4/9
第八章CDMA移动通信系统 一
第八章CDMA移动通信系统一在当今通信技术飞速发展的时代，CDMA 移动通信系统作为其中的重要一员，具有独特的优势和特点。
CDMA，即码分多址（Code Division Multiple Access），是一种扩频通信技术。
与传统的频分多址（FDMA）和时分多址（TDMA）技术不同，CDMA 允许所有用户在同一时间、同一频段上进行通信，通过为每个用户分配特定的编码序列来区分不同的用户信号。
CDMA 移动通信系统的核心原理在于扩频技术。
扩频通信将待传输的信息信号扩展到一个很宽的频带上，使得信号的功率谱密度降低，从而提高了通信的保密性和抗干扰能力。
在接收端，通过与发送端相同的编码序列进行相关解调，恢复出原始信号。
CDMA 系统具有诸多优点。
首先是抗干扰能力强。
由于采用了扩频技术，CDMA 信号在传输过程中能够有效地抵抗各种干扰，包括自然干扰和人为干扰。
即使在信号较弱的情况下，也能保持较好的通信质量。
其次，CDMA 系统具有较高的频谱利用率。
多个用户可以共享同一频段，大大提高了频谱资源的利用效率。
再者，CDMA 系统的保密性好。
每个用户的编码序列都是唯一的，且具有随机性，使得窃听者难以获取有用信息。
CDMA 移动通信系统的网络结构主要包括移动台（MS）、基站子系统（BSS）和网络子系统（NSS）。
移动台是用户终端设备，如手机等。
基站子系统负责与移动台进行无线通信，包括基站收发信机（BTS）和基站控制器（BSC）。
网络子系统则负责整个网络的管理和控制，包括移动交换中心（MSC）、归属位置寄存器（HLR）、拜访位置寄存器（VLR）等。
在 CDMA 系统中，功率控制是一项关键技术。
由于所有用户共享同一频段，如果某个用户的发射功率过大，会对其他用户造成干扰；反之，如果发射功率过小，又会影响自身的通信质量。
因此，需要进行精确的功率控制，使得每个用户的发射功率既能满足通信需求，又不会对其他用户造成过多干扰。
功率控制分为前向功率控制和反向功率控制。
移动通信系统CDMA技术
引言20 世纪70 年代末第一代移动通信系统面世以来，移动通信产业一直以惊人的速度迅猛发展。
其中码分多址移动通信以其容量大、频谱利用率高等诸多优点，显示出强大的生命力，引起人们的广泛关注，成为第三代移动通信的核心技术。
CDMA 是当今通信界关注的大热点。
CDMA 是当前公认的一种国际标准技术。
它具有频谱利用率极高和通信质量好等一系列显著优点。
CDMA 为解决频率资源非常紧缺这一当前移动通信技术发展中最关键的问题提供了理想途径，为移动通信提供了质量最高,成本效益最好的方案，成为最受设备制造商青睐的一种通信方式。
CDMA 适用于各种移动通信，已被公认为是移动通信的发展方向。
CDMA 不仅是当今最先进和最具市场潜力的通信技术，而且是一种跨世纪的技术。
第一章绪论1.1移动通信的发展史移动通信的发展相继起步于海、路、空的研究领域，大体经历了三个阶段。
从初期的军事移动通信阶段，发展到民用专业移动通信阶段，19 世纪70 年代末国际上出现的蜂窝汽车电话标志着公众移动通信新阶段的到来，历经10 年才日益成熟起来。
从此，移动通信的制造业和运营业进入了空前发展的阶段。
80年代，随着各种蜂窝系统在各国的应用，制式也五花八门，不能兼容互通，适应不了欧洲共同体的发展需求，于是开发了GSM 数字蜂窝系统。
美国从扩容和兼容的观点开发了可采用TDMA 技术的D-AMPS数字蜂窝系统。
为进一步扩大容量，采用CDMA 技术的数字蜂窝系统得以问世。
1.2移动通信的发展现状近20 年来，移动通信在微电子技术基础上与计算机技术密切结合，正在产生革命性飞跃，各种新技术层出不穷，一代又一代的新系统不断涌现，短短20 年间，第一代移动通信已经得到广泛应用，第二代移动通信系统正日益普及，并且已经第一代模拟系统，第三代移动通信系统（IMT-2000 ）即将进入大规模商用化阶段。
总之，移动通信技术正在以前所未有的速度向前迈进，预计到2010 年，在所有通信设备中移动通信设备将居于首位[1]。
移动通信PPT课件
移动台所受到的噪声影响主要来自于城市噪声、各 种车辆发动机点火噪声、微波炉干扰噪声等；
(1) 互调干扰 (2) 邻道干扰 (3) 同频干扰
3. 通信系统复杂
移动台的移动需要频率、功率控制，地址登记，越区切换，漫游跟 踪等技术，入网、计费管理
4. 对移动台的要求高
移动通信中建立一个呼叫是由BSS和SS共同完成的； BSS提供并管理MS和SS之间的无线传输通道，SS负责呼 叫控制功能，所有的呼叫都是经由SS建立连接的；OMS 负责管理控制整个移动网。
MS也是一个子系统。它实际上是由移动终端设备和用户 数据两部分组成的，移动终端设备称为移动设备；用户数 据存放在一个与移动设备可分离的数据模块中，此数据模 块称为用户识别卡（SIM）。
多普勒频移产生调制噪声
由于移动台的不断运动，当达到一 定速度时，如超音速飞机，固定点 接收到的载波频率将随运动速度v 的不同，产生不同的频移，即产生 多普勒效应，使接收点的信号场强 振幅、相位随时间、地点而不断地 变化
fd
v
cos
2021/7/1
图1.3 多普勒效应
10
1.1.1 移动通信的特点
③ 微小区：小区半径r＝0.1～1km ④ 微微小区：小区半径r<0.1km，适于办公室、家庭等移动应用
环境。
2021/7/1
12
1.1.2 移动通信的组网理论
2. 频率覆盖
蜂窝系统的基站工作频率，由于传播损耗提供足够的隔离度， 在相隔一定距离的另一个基站可以重复使用同一组工作频率，称 为频率复用。.1.1 移动通信的特点
1.移动通信利用无线电波进行信息传输 传播环境复杂：直射波与随时间变化的绕 射波、反射波、散射波的叠加 多普勒效应：移动台的高速运动
移动通信课后题
2012-2013学年09级《移动通信》复习题及参考答案第一章 概论1、什么叫移动通信移动通信有哪些特点【答】移动通信是指通信双方至少有一方在移动中（或者临时停留在某一非预定的位置上）进行信息传输和交换，这包括移动体（车辆、船舶、飞机或者行人）和移动体之间的通信，移动体和固定点（固定无线电台或有线用户）之间的通信。
特点：1、移动通信必须利用无线电波进行信息传输；2、移动通信是在复杂的干扰环境中运行的；3、移动通信可以利用的频谱资源非常有限，而移动通信业务量的需求却与日俱增；4、移动通信系统的网络结构多种多样，网络管理和控制必须有效；5、移动通信设备(主要是移动台)必须适于在移动环境中使用。
2、单工通信与双工通信有何区别各有何优缺点【答】所谓单工通信，是指通信双方电台交替地进行收信和发信。
此工作方式设备简单，功耗小，但操作不便，通话时易产生断断续续的现象。
它一般应用于用户少的专用调度系统。
所谓双工通信，是指通信双方可同时进行传输消息的工作方式，有时亦称全双工通信。
这种方式操作方便，但电能消耗大。
模拟或数字式的蜂窝电话系统都采用双工制。
第二章 调制解调1、移动通信中对调制解调技术的要求是什么（请总结3G ，LTE 等高速数据传输对调制解调技术的要求）【答】已调信号的频谱窄和带外衰减快（即所占频带窄，或者说频谱利用率高）；易于采用相干或非相干解调；抗噪声和抗干扰的能力强；以及适宜在衰落信道中传输。
已调信号所占的带宽要窄：频谱主瓣窄；已调信号频谱副瓣的幅度要低，辐射到相邻频道的功率就小；经调制解调后的输出信噪比（S/N ）较大或误码率较低。
1、所有的技术必须在规定频带内提供高的传输效率2、要使信号深衰落引起的误差数降至最小3、应使用高效率的放大器4、在衰落条件下获得所需要的误码率2、已调信号的带宽是如何定义的FM 信号的带宽如何计算【答】已调信号的带宽是指已调信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围。
第八章 码分多址(CDMA)移动通信系统
1
学习重点与要求
本章主要介绍以IS95CDMA为代表的2G移 动通信系统，重点介绍其物理层协议，如 蜂窝结构、前向与反向链路、扩频与调制 方法、信道功能、数据帧结构、功率控制 和切换等
2
要求
掌握IS95CDMA的蜂窝结构、扩频调制方 案、信道组成、功率控制方案等。
双工方式： FDD 收发间隔 ≥45MHz 多址方式： CDMA 扩频码速率： 1.2288Mc/s 调制方式： 前向QPSK，反向OQPSK 语音编码方式： 变速率QCELP码 信道编码方式： 卷积码k=9， 正向 Rb=1/2，反向Rb=1/3 数据帧长： 20ms
13
8.1 IS-95概述——IS-95 CDMA主要技
20
特点4——软切换
在CDMA系统中，其相邻小区工作频率采用同一 频率，只是扩频地址码不一样。这样用户越区切 换不需改变频率，而只改变地址码，这使切换方 便容易，这种切换称为软切换。在CDMA系统中， 当移动台越区时，能够同时连接到两个或多个小 区；在老的连接中断之前，新的连接已经建立， 这就减少了呼叫中断的概率，改善了切换时的话 音质量。 “硬切换”呼叫常在切换过程中断，软 切换明显优于TDMA、FDMA系统在切换时需变 换工作频率的“硬切换”。
21
特点5——软容量
由于FDMA、TDMA的容量是由频率和时 隙所决定的，因此容量是固定值，当同时 工作的用户数超过系统容量时，必会出现 阻塞。而CDMA虽然在一定的信干比下也 有一个对应的容量限值，但由于CDMA是 受干扰限制的系统，如果用户数超过了容 量，只会使系统性能下降，而不会出现阻 塞。这样，CDMA系统中某一局部区域的 短期过载对性能影响不大，增加了系统运 行的灵活性。
移动通信(第四版)第8章 多址技术
第8章 多址技术
第8章 多址技术
FDMA
原理： 原理：为每个用户指定特定频率的 信道， 信道，这些信道按要求分配给请求 服务的用户，在呼叫的整个过程中， 服务的用户，在呼叫的整个过程中， 其他用户不能共享这一频段. 其他用户不能共享这一频段
第8章 多址技术
8.3 时分多址 时分多址(TDMA)
FDMA是最经典的多址技术之一，在第一代移动通信 是最经典的多址技术之一， 是最经典的多址技术之一 中使用了频分多址。 网(如TACS、AMPS等)中使用了频分多址。这种方式 如 、 等 中使用了频分多址 的特点是技术成熟，对信号功率的要求不严格。 的特点是技术成熟，对信号功率的要求不严格。但是 在系统设计中需要周密的频率规划， 在系统设计中需要周密的频率规划，基站需要多部不 同载波频率的发射机同时工作，设备多且容易产生信 同载波频率的发射机同时工作， 道间的互调干扰，同时，由于没有进行信道复用， 道间的互调干扰，同时，由于没有进行信道复用，信 道效率很低。 道效率很低。因此现在国际上蜂窝移动通信网已不再 单独使用FDMA，而是和其他多址技术结合使用。 ，而是和其他多址技术结合使用。 单独使用
第8章 多址技术
多址技术的含义： 多址技术的含义：就是要使众多的客户共用公共通
信信道所采用的一种技术。 信信道所采用的一种技术。
⑴ 多信道的构成 FD: 按频率划分信道 TD: 按时隙划分信道 CD: 按正交码划分信道 SD: 按空间划分信道 ⑵ 多用户共用多信道接入系统的方式 ①. 呼叫及通话信道的设置方式 通话信道的分配（选取） ②. 通话信道的分配（选取）方式
第8章 多址技术
多信道共用方式： 种 多信道共用方式：2种
专用呼叫信道（信令信道） 专用呼叫信道（信令信道）方式 循环定位 标明空闲信道方8章 多址技术
移动通信作业题
移动通信作业题习题第⼀章概述1、移动通信有哪些特点？（8条）因何产⽣？2、模拟通信系统能采⽤TDD ⽅式吗？为什么？3、⼤区制与⼩区制的根本区别？(1~2句话)第⼆章移动信道中的电波传播1、试⽐较10dBW 、10W 和10dB 有⽆差别？2、某⼀移动信道，传播路径如下图所⽰，假定d1=10Km,d2=5Km,⼯作频率为450MHz,︱x ︱= 82m,求电波传播损耗L .(L=130.22dB)3、某⼀移动体，在接收850MHz 的移动⽆线电传输中，观测到多普勒频移为20～60Hz 。
移动⽆线天线的波束宽度?是多少？ms 的移动速度v 是多少？ (o 141?=,21.2/v m s = )4、若载波频率f 0=800MHz ，移动台以速率V=50Km/h 沿电波传播⽅向⾏驶，求接收信号的平均衰落率A 。
(A=74)5、简述时延扩展和相关带宽的概念及物理意义？6、移动信道中，信号的衰落有哪两种？分别由何原因引起？各⾃服从什么分布？(写出表达式)7、已知某⼀移动通信系统，⼯作频率 f =150MHz ，基站天线⾼度为100⽶，天线增益为6dB ，移动台天线⾼度为3⽶，没有增益，通信距离为10Km ，市区、中等起伏地。
求（1）路径损耗 [LA]。
（2）若BS 发射功率PT=10W ，求MS 接收信号的功率中值[PPC]。
（[LA]= 126.96 dB ，[PPC] = -110.96 dBw ）o 1040, 1.5,20,20,90,15,COST 231/Walfish/Ikegami Hata m b roof f MHz h m h m h m w m ?======8、假定平顶建筑试⽐较－模型和模型的预测结果。
9、在考虑天线⽅向性时,信道模型需考虑哪些因素？10、某⼀蜂窝系统，位处市区中等起伏地。
基站h =100m 、G b=6dB P =10w ，采⽤中⼼激励⽅式，设其中⼀⼩区有A、B两移动台，设备相同、并同时⼯作，参数有：功率为10w、B i=16kHz、?f TR=2kHz、Fm=3kHz、?f=5kHz、h m=3m、Gm=0。
移动通信复习题(汇总)
北京化工大学2011——2012学年第一学期《移动通信》期末考试试卷标准答案课程代码 E E E 4 2 3 0 3 T班级：姓名：学号：分数：题号一二三四总分得分一、判断题（本题请在第4页的方框内作答）1、数字移动通信系统要求调制技术使已调信号的频谱越宽越好，以便更好地抗衰落×2、π／4-DQPSK是恒包络的调制技术，其优点是可采用成本低廉的非线性功放×3、欧洲数字集群标准TETRA采用的调制技术是π／4-DQPSK √4、RAKE接收可以很好地克服移动通信中的多普勒频移×5、多波束天线的采用可以减少蜂窝网络中的共道干扰√6、GSM通信系统中，为减少邻道干扰而使用干扰抵消和多用户信号检测器技术×7、FSK的解调由于其恒包络的特点不能采用包络检波×8、MSK信号既可采用鉴频器解调，也可采用相干解调√9、MSK是相位连续且满足最小频差的调制指数为1的一种特殊形式的FSK ×10、QPSK解调只能采用相干解调，而π/4-DQPSK既可采用相干解调也可采用非相干解调√11、多载波系统由于一个深衰落可影响到多个子载波，其抗衰落能力逊于单载波系统×12、OFDM的系统带宽比一般的FDMA系统的带宽可以节省三分之一×13、采用非线性功放可以一定程度上解决OFDM系统PAR较大的问题×14、MS移动到同一MSC的不同LA中，不需要进行位置登记×15、CDMA系统中，只要邻站和本站处于同频工作状态，则此时均为软切换×16、对于多载波系统，载波频率的偏移会导致子信道相互间产生干扰√17、自适应均衡器通过动态调整特性参数跟踪信道的变化，补偿信道传输特性，从而使整个系统能满足无码间串扰的传输条件√18、TDMA系统中，为便于克服码间干扰，在时隙中要插入自适应均衡器所需的训练序列√19、GSM系统中，每一个用户在入网时分配公用的密钥Ki和唯一的IMSI ×20、在IS-95蜂窝移动通信系统中，前向是指手机发往基站的方向×21、CDMA系统的频率复用系数可以为1，而GSM系统的频率复用系数不可能为1 √22、EDGE采用8PSK调制技术，从而将传输速率提高为GMSK调制的3倍√23、GSM网络中，BCCH信道和CCCH信道是不参与跳频的信道√24、处于通话状态中的MS从同一MSC下的某一BSC范围移动到另一BSC范围时，系统不必参与切换过程×25、蜂窝移动通信系统的最小区群的N值越大，其频率利用率将随之提高×26、采用顶点激励方式的基站天线采用全向天线模式×27、MS发，BS收的传输链路称为下行链路×28、GSM900网络的双工间隔为50MHz ×29、GSM帧长为4.62ms，每帧8个时隙√30、移动通信网的信道一般分为控制信道和业务信道两大类√31、信号强度排列如下：直射波、反射波、绕射波、散射波√32、GSM中，BCCH既是上行信道，又是下行信道×33、GSM中，MS与BS之间被定义为A接口，MSC与MSC之间被定义为Um接口×34、WCDMA系统的空中接口带宽为5MHz，其码片速率为3.84Mc/s√35、DTX技术的采用可以使移动台具有更长的待机和通话时间√36、WCDMA系统是干扰受限系统√37、IMEI是用于国际唯一区分移动用户的号码×38、GSM中鉴权和加密是两个独立的处理过程，两者间没有任何的关联×39、GSM网采用主从同步方式，BSC的同步基准从MSC来的数据流中提取，也可单独设置同步链路×40、扩频系统提高了系统的保密性、提升了系统的信噪比√41、IS-95蜂窝移动通信系统每个信道1.2288MHz，含有64个码道√42、TCH复帧由26个TDMA帧构成，而用于映射BCH和CCCH的复帧有51 个TDMA 帧√43、TDD称为时分双工，收发信号在时间上分开互不干扰，广泛地用于IS-95系统×44、一个BSC可以连接到多个MSC上，一个MSC也可以连接到多个BSC ×45、多径效应造成的衰落会随移动台运动速度的加快而加快√46、CDMA为干扰受限系统，当系统中增加一个通话用户时，所有用户的信噪比会下降√47、GSM通信系统中，SCH（同步信道）的作用包括帧同步和时隙同步√48、PCH为寻呼信道，当移动台申请开始一次通话时，利用它向基站发送请求×49、主叫用户到本侧交换机的信令为用户线信令，被叫用户到对端交换机信令为局间信令×50、TD-SCDMA的载频宽度是1.6MHz，其码片速率为1.28Mc/s √二、单选题（本题请在第4页的方框内作答）1、美国的IEEE 802.11a/g和欧洲ETSI的HiperLAN／2中，均采用了（B）技术A．GMSK B．OFDM C．64QAM D．MIMO2、处于空闲模式下的手机所需的大量网络信息来自（B）信道2A．CBCH B．BCCH C．RACH D．SDCCH3、一个用户在忙时一小时内先后进行了1分钟和5分钟的通话，此用户产生的话务量是（C ）A．33毫爱尔兰B．66毫爱尔兰C．100毫爱尔兰D．10毫爱尔兰4、模拟移动通信系统采用的多址方式是（A），GSM移动通信系统采用的多址方式为（）A．FDMA TDMA B．CDMA FDMA C．TDMA CDMA D．TDMA FDMA 5、GSM网常采用的切换方式是（B ）A．移动台控制B．移动台辅助的网络控制C．网络控制D．基站控制6、我国目前有三大运营商获得了3G牌照，其中，WCDMA是由（B ）在运营A．中国移动B．中国联通C．中国电信D．中国铁通7、（C）的作用是存储用户密钥，保证系统能可靠识别用户的标志，并能对业务通道进行加密。
CDMA移动通信系统
6.1.3 CDMA系统的基本特性 系统的基本特性 1．工作频段
（1）800 MHz频段 ） 频段
下行链路： ～ ● 下行链路：869～894 MHz（基站发射，移动台接 （基站发射， 收）； 上行链路： ～ ● 上行链路：824～849 MHz（移动台发射，基站接 （移动台发射， 收）。
（2）1 800 MHz频段 ） 频段
如果我们用W代表系统占用带宽或信 如果我们用 代表系统占用带宽或信 号带宽， 代表信息带宽 则一般认为： 代表信息带宽， 号带宽，B代表信息带宽，则一般认为： ● W/B=1～2 窄带通信 ～ ● W/B≥50 宽带通信 ● W/B≥100 扩频通信
图6-1 扩频通信系统基本组成框图
图6-2 扩频通信系统频谱变换图
基站（BS）
1≤N≤777 1 013≤N≤1 023
表6-2信道分配和1 800MHz频段的发送中心频率
CDMA信道编号 发 射 机
CDMA信道中心频 率/MHz
移动台（MS）
1≤N≤1 199 1≤N≤1 199
0.050N+1 850.00 0.050N+1 930.00
基站（BS）
3．调制方式
6.1.1 扩频通信的基本概念 1．基本概念
扩频通信技术是一种信息传输方式， 扩频通信技术是一种信息传输方式，是码分 多址的基础， 多址的基础，是数字移动通信中的一种多址接入 方式。特别是在第三代移动通信中， 方式。特别是在第三代移动通信中，它已成为最 主要的多址接入方式。 主要的多址接入方式。 扩频通信是扩展频谱（ 扩频通信是扩展频谱（Spread Spectrum， ， SS）通信的简称。 ）通信的简称。 传输任何信息都需要一定的频带， 传输任何信息都需要一定的频带，称为信息 带宽或基带信号频带宽度。 带宽或基带信号频带宽度。 由信号理论知道，在时间上有限的信号， 由信号理论知道，在时间上有限的信号，其 频谱是无限的。 频谱是无限的。
移动通信 第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统
2.
3.
2
码分多址(CDMA)移动通信系统
8.1 概 述
一、 扩频通信
1. 扩频：把信息的频谱扩展到宽带中进行传输的技术；扩频
通信系统具有抗干扰、抗多径、隐蔽、保密和多址能力。 CDMA蜂窝通信系统的扩频技术是直接序列扩频(DS) 。 2. 扩频信号的产生：包括调制和扩频两个方面：(1)先用要传 送的信息比特对载波进行调制，再用伪随机序列(PN序列)扩
蜂窝通信系统无论是采用何种多址方式都会存在各种各
样的外部干扰和系统本身产生的特定内部干扰。FDMA
与TDMA蜂窝系统的共道干扰和CDMA蜂窝系统的多址 干扰都是系统本身存在的内部干扰。对蜂窝系统的容量 起主要制约作用的是系统本身存在的内部干扰。
9
码分多址(CDMA)移动通信系统
(a)
(b)
图 8-2 CDMA蜂窝系统的多址干扰
个无线频道时，如果利用话音激活技术，用户有话音才 发射信号，没有话音就停止发射信号，那么任一用户在
话音发生停顿时，所有其他通信中的用户都会因为背景
干扰减小而受益。话音停顿可以使背景干扰减小65%， 能提高系统容量到 1/0.35=2.86 倍。令话音的占空比为d, 则式(8-4)变成：
W / Rb 1 n Eb / I 0 d
13
码分多址(CDMA)移动通信系统
(3) 正向(下行)链路功率控制： 要求：调整基站向移动台发射的功率，使任一移动台
无论处于小区中的任何位置，收到基站的信号电平都
刚刚达到信干比所要求的门限值。 好处：避免基站向距离近的移动台辐射过大的信号功 率；防止(减少)移动台进入传播条件恶劣(背景干扰过 强)的地区而发生误码率增大(通信质量下降)的现象。
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统(一) 数字移动通信课件
(a)
(b)
图 8 - 1 CDMA蜂通信系统（一）
2. CDMA蜂窝通信系统的功率控制 • 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。
来自共道小区的共道干扰， 从而减小共道再用距离， 以提高
系统容量， 但是达不到像CDMA蜂窝系统那样， 分成三个扇 区系统容量就会增大 3 倍的效果。
W / Rb G n Eb / I 0 d
G为扇区数
(8- 6)
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
3. 邻近小区的干扰
(1) 正向传输。 • • 在一个小区内部， 同一基站不断地向所有通信中的移 动台发送信号。 任一移动台在接收有用信号时， 基站发给所有其他用
户的信号都要对这个移动台形成干扰。
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
Ⅲ Ⅲ 本 小 区 Ⅱ Ⅰ Ⅲ Ⅲ Ⅱ x Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅲ
图 8- 2 CDMA系统中移动台受干扰的情况
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
• 假设各小区的基站都同时向n个用户发送功率相等的信号
• 在三个小区的交界处(图中x处)
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
(1) 反向功率控制。
– 也称上行链路功率控制。 – 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 比要求的门限。
(2) 正向功率控制。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
成话音样点。
实际中语音编码采用DSP实现。
下张内容-----几种低数据比特率语音编码性能比较
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
几种低数据比特率语音编码性能比较
数据比特率 （Kbps） 脉冲编码调 64 复杂度 （MIPS） 0.01 0 时延（ms） 质量 （MOS） 4.3
制PCM
多脉冲线性 8 10 35 3.5
一定程度， 它们就可以使用相同的频道而不产生明显的相互干扰。 1、话音激活期的影响 2、扇区的作用 3、邻近小区的干扰
W / Rb GF n Eb / I 0 d
W：总频段宽度 Eb：信息的1比特能量 Rb：信息的比特率 Io：干扰的功率谱密度 G：扇区数 F：信道再用效率 d：话音的占空比
下张内容-----几种蜂窝通信系统的通信容量的比较
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
8.1.4 IS-95 CDMA蜂窝通信系统的时间基准
在数字蜂窝通信系统中， 全网必须具有统一的时 间标准， 这种统一而精确的时间基准对CDMA蜂窝系 统来说尤为重要。 CDMA蜂窝系统利用“全球定位系统”(GPS)的时
标， GPS的时间和“世界协调时间”(UTC)是同步的，
下张内容-----码分多址蜂窝通信系统的特征如下：
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
码分多址蜂窝通信系统的特征如下：
(1) 根据理论分析， CDMA蜂窝系统与模拟蜂窝系统或 TDMA数字蜂窝系统相比具有更大的通信容量。 (2) CDMA蜂窝系统的全部用户共享一个无线信道， 用户信号的区分只靠所用码型的不同， 因此当蜂窝系统的负
8.1.5 IS-95 CDMA蜂窝系统的话音编码
IS-95 CDMA蜂窝系统开发的声码器采用码激励线 性预测(CELP)编码算法， 也称为QCELP算法。 其基 本速率是 8 kb/s， 但是可随输入话音消息的特征而动 态地分为四种， 即 8, 4, 2, 1 kb/s， 可以 9.6, 4.8, 2.4, 1.2 kb/s的信道速率分别传输。 发送端的编码器对输入 的话音取样， 产生编码的话音分组(Packet)传输到接收 端。 接收端的解码器把收到的话音分组解码， 再恢复
(9)多种形式的分集 分集是对付多径衰落很好的办法， 有三种主要分集方式： 时间分集 、 频率分集 和空间 分集 。CDMA系统综合采用了上述几种分集方式，使性 能大为改善。
(RAKE) (移动台) (基站)
(10)不需均衡器，而需相关器。
下张内容-----（11）
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
(11)高质量话音和数据传输。利用先进的无线接 口和话音编码技术，可以更好的抑制背景噪声。可用 高冗余度纠错技术，保证话音和数据的高质量、无误 性。 缺点：（1）占用信号频带宽（2）系统实现复杂（3）在 衰落时变信道中，实现同步、实现信道估值困难（4） 寻求性能好数量多的码分多址方面仍存在问题（5） 存 在自干扰（6）存在―远近效应‖----近端对远端的干扰。
二者之差是秒的整倍数。 CDMA 蜂 窝 系 统 各 基 站 都 配 有 GPS （ Global
Position System）接收机，保持系统中各基站有统一的
时间基准， 称为CDMA系统的公共时间基准。
下张内容-----8.1.5 IS-95 CDMA蜂窝系统的话音编码
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
站的传输频段是 824～849 MHz，基站向移动台的传输频 段是 869～894 MHz。 中国电信（老联通）CDMA的移动
台向基站的传输频段是825 ～ 835MHz，基站向移动台的
传输频段是 870～880MHz。工作的多址方式是 FDMA/CDMA/FDD
下张内容----- 8.1.4 IS-95 CDMA蜂窝通信系统的时间基准
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
要想变得强大就需要学习得更多。
学习时的痛苦是暂时的，未学到的痛苦是 终生的。 学习是为提高批判性思维能力和想象力， 学会发现和鉴别事实真相，坚持对事物进行严 谨的分析，能够理性、历史地认识现实问题和
道德问题。
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
本章要解决的问题
1、码分多址的特征：(1)~ (8)
2、CDMA蜂窝通信系统的多址干扰 3、CDMA蜂窝通信系统的功率控制：“远近效应”，也称近端对远 端的干扰。 4、IS-95 CDMA蜂窝系统的工作频率 5、IS-95 CDMA蜂窝通信系统的时间基准 6、IS-95 CDMA蜂窝系统的话音编码 7、IS-95 CDMA蜂窝系统的无线传输 信道组成 8、IS-95 CDMA蜂窝系统的控制功能 登记注册、切换 软切换的呼叫过程：
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
(4) CDMA蜂窝系统可以利用话音激活技术，扇区分 割技术，可变速率声码器，宽带CDMA技术提高系统的 通信容量。
(5) CDMA蜂窝系统以扩频技术为基础， 因而它具有 扩频通信系统所固有的优点， 如抗干扰、 抗多径衰落和 具有保密性等。
(6) 频率规划简单 用户按不同的序列码区分，所以 不同的CDMA载波可在相邻的小区内使用，网络规划灵 活， 扩展简单。 (7) 无 需 防 护 间 隔 ， 只 需 扩 频 码 满 足 正 交 性 ； 而 FDMA、TDMA为防护频率重叠、时间重叠，需设置防 护间隔。 下张内容----- (8) (9)
荷满载时， 另外增加少数用户只会引起话音质量的轻微下降
(或者说信干比稍微降低)， 而不会出现阻塞现象。 (3) CDMA蜂窝系统具有“软切换”功能。 即在过区
切换的起始阶段， 由原小区的基站与新小区的基站同时为过
区的移动台服务， 直到该移动台与新基站之间建立起可靠的 通信链路后， 原基站才中断它和该移动台的联系。 下张内容-----(4) (5) (6)(7)
P170）
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一） 几种蜂窝通信系统的通信容量的比较如下：
1、 模拟FDMA系统 总频段宽度： 1.25 MHz
(AMPS) 频道间隔： 30 kHz 信道数目： 1.25×106/(30×103)=41.7
每区群小区数： 7
通信容量： 41.7/7=6 2、TDMA系统 总频段宽度： 1.25 MHz
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
(8) “绿色手机” 普通的手机（GSM和模拟手机） 功率一般能控制在600毫瓦以下， CDMA系统发射功率最 高只有200毫瓦， 普通通话功率可控制在零点几毫瓦，其 辐射作用可以忽略不计， 对人体健康没有不良影响。低功 耗，对减小移动台及电池体积均有利。
下张内容-----图 8 - 1 CDMA蜂窝系统的多址干扰
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
(a)
(b)
图 8 - 1 CDMA蜂窝系统的多址干扰
下张内容-----2. CDMA蜂窝通信系统的功率控制
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
2. CDMA蜂窝通信系统的功率控制
各种各样的外部干扰和系统本身产生的特定干扰。
FDMA与TDMA蜂窝系统的共道干扰和CDMA蜂窝 系统的多址干扰都是系统本身存在的内部干扰。
下张内容-----CDMA蜂窝系统的多址干扰分两种情况：
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
CDMA蜂窝系统的多址干扰分两种情况： 一是基站 在接收某一移动台的信号时， 会受到本小区和邻近小区 其他移动台所发信号的干扰； 二是移动台在接收所属基 站发来的信号时， 会受到所属基站和邻近基站向其他移 动台所发信号的干扰。 图 8 - 1 是两种多址干扰的示意 图。 其中， 图(a) 是基站对移动台产生的正向多址干扰； 图(b) 是移动台对基站产生的反向多址干扰。
电平都刚刚达到信干比所要求的门限值。
下张内容-----8.1.3 IS-95 CDMA蜂窝系统的工作频率