第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统(一).ppt
合集下载
【学习课件】第八章码分多址(CDMA)移动通信系统
ppt课件
17
特点2——严格的功率控制
为了实现大容量、高质量和其它优点，CDMA采用了严格的 功率控制。
反向（移动台至基站方向）功率控制的目的，是使小区内工 作的每个移动台发射机在基站接收机产生额定的接收信号功 率，不管移动台的位置及传播损耗如何，每个移动台的信号 在小区基站均以相同电平被接收，使得每个移动台仅以“刚 刚足够”的功率发射信号。
ppt课件
13
8.1 IS-95概述——IS-95 CDMA主要技
术指标（3）
扩频解调门限： 7dB（Pe=10-4）
基站逻辑信道数： 大于30/每载波
小区结构：
1200三扇区构成
功率控制范围： 正向：6dB
反向：80dB
功率控制精度： 正向：0.5dB
反向：1dB
分集接收：
基站4路RAKE接收
82123982821前向信道822反向信道4082821前向信道822反向信道418221428221反向cdma信道基站接收的123mhz信道进行编址与寻呼信道有关的接入信道业务信道业务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4382821前向信道822反向信道448222业务信道结构822246cdma82无线链路83is95cdma系统的同步与定时84cdma系统的功率控制85cdma的软切换技术及其漫游86系统接口和信令协议4783is95cdma4883is95cdma任何数字通信系统都是离散信号的传输要求收发两端信号在频率上相同和相位上一致才能正确地解调出信息
现为仅次于GSM发展最快的系统，全球现己近一亿用 户，二十多个国家采用。
南韩最早引进CDMA技术与系统（1996年）。
中国在九十年代中期开始研究CDMA技术
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。
码分多址移动通信系统
码分多址移动通信系统在当今信息高速传递的时代，移动通信成为了人们生活中不可或缺的一部分。
而码分多址（Code Division Multiple Access，简称 CDMA）移动通信系统则是其中一项关键技术，为我们的通信带来了巨大的便利和变革。
要理解码分多址移动通信系统，首先得知道什么是多址技术。
简单来说，多址技术就是要解决多个用户如何在同一通信信道中实现同时通信且互不干扰的问题。
就好像在一个大会议室里，许多人同时发言，但每个人的声音都能被清晰地听到，不会相互混淆。
传统的多址技术主要有频分多址（FDMA）和时分多址（TDMA）。
频分多址是将通信信道按照频率划分给不同的用户，就像不同的电台在不同的频率上广播；时分多址则是把时间分割成时隙，每个用户在规定的时隙内进行通信。
而码分多址则有着独特的工作原理。
它不是依靠频率或时间来区分用户，而是通过不同的编码序列。
每个用户都被分配了一个独特的编码序列，就像是每个人都有一个专属的“密码”。
当用户发送信息时，会用自己的编码序列对信息进行调制。
在接收端，只有知道对应的编码序列，才能正确地解调出有用的信息。
这种独特的方式带来了许多优势。
首先，它具有良好的抗干扰能力。
因为不同用户的编码序列相互正交，即使在同一频段同时传输，也能有效地减少相互干扰。
这就好比在一个嘈杂的市场里，即使周围有很多声音，但只要你能听懂特定的“语言”，就能获取到你想要的信息。
其次，码分多址系统的容量较大。
相比于频分多址和时分多址，它能够在相同的频段内支持更多的用户同时通信。
这是因为它的频谱利用率更高，不是简单地划分频段或时隙，而是通过编码序列的巧妙运用，充分挖掘了频谱资源的潜力。
再者，码分多址还具有软容量的特点。
在其他多址技术中，系统的容量是固定的，一旦达到上限，新用户就无法接入。
但在码分多址系统中，增加新用户只会导致系统的噪声略有上升，只要噪声在可接受的范围内，就可以继续接入新用户。
这使得系统能够更灵活地适应用户数量的变化。
Ch8(码分多址移动通信系统)
7
8.1.1 码分多址的特征
软容量 软容量
在模拟频分和数字时分的移动通信中, 每个小区的信道数是固 定的.当没有空闲信道时, 移动用户既不能再呼叫也不能接收 其他用户的呼叫. 在码分多址CDMA系统中,多用户是靠码型来区分的, 只要接收 机在允许最小信噪比条件下, 增加一个用户或几个用户只使信 噪比有所下降, 不会因没有信道而不能通话.这种小区信道数 可扩容的现象称软容量. 系统软容量的另一种形式是小区呼吸功能:指各个小区的覆盖
2
多址技术 频分多址(FDMA)技术 频分多址(FDMA)
含义:每个用户占用一个频率 含义 用户识别:频道号 用户识别 特点: 特点 以频率复用为基础,以频带划分各种小区 对功控的要求不严 是频率受限和干扰受限系统 基站由多部不同载波频率的发射机同时工作 应用: 应用:第一代模拟/第二代数字蜂窝移动通信系统
18
8.1.5 IS-95 IS-
CDMA蜂窝通信系统的时间基准 CDMA蜂窝通信系统的时间基准
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, 二者之差是秒的整倍数. 各基站都配有GPS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.移 动台通常利用最先到达并用于解调的多径信号分量建 立基准.
反向链路上的"远近效应"
- 基站远处的用户的信号会被近处用户的信号淹没 移动台位于相邻小区交界处时,收到服务基站的有用信号很 低,还会收到相邻小区基站的较强干扰. 无线信道的衰落
– 慢衰落
地形起伏,大型建筑物以及树林等的阻挡 多径传播以及多普勒频移的存在
12
– 快衰落
码分多址(CDMA)移动通信系统(一).ppt
本章介绍的内容是IS – 95A CDMA系统。
下张内容-----8.1.1 码分多址的特征
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
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。
(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)
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）
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 25MHz，一个基站最多可以有64个同时传输的信道。几 种TDMA蜂窝系统与CDMA蜂窝系统， 其运行环境、 业 务要求和控制功能基本上都是相同的。差异在于无线信 道的构成，以及与之有关的无线接口和无线设备。
(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 、 (RAKE) 频率分集(移动台)和空间 分集(基站)。CDMA系统综合采用了上述几种分集方式，使性 能大为改善。
下张内容-----8.1.1 码分多址的特征
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
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。
(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)
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）
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 25MHz，一个基站最多可以有64个同时传输的信道。几 种TDMA蜂窝系统与CDMA蜂窝系统， 其运行环境、 业 务要求和控制功能基本上都是相同的。差异在于无线信 道的构成，以及与之有关的无线接口和无线设备。
(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 、 (RAKE) 频率分集(移动台)和空间 分集(基站)。CDMA系统综合采用了上述几种分集方式，使性 能大为改善。
CDMA移动通信系统知识点课件完整ppt
1-5-14 CDMA移动通信系统
5.3 CDMA移动通信系统
CDMA是“Code Divison Multiple Access”的缩 写，译为“码分多址”，CDMA移动通信 系统（以下简称为CDMA系统）是一种以 扩频通信为基础，载波调制和码分多址 技术相结合的移动通信系统。
码分多址的基础是要有足够的周期性码序列 作为地址码，各码片必须不同，该序列码应 具有很强的自相关性和互相关性。
由于码分多址通信系统中的各个用户，同时工作 于同一载波，占用相同的带宽，这样各用户之间 必然相互干扰。为了把干扰降到最低限度，码分 多址必须与扩频技术结合起来使用。
码分多址与直接序列扩频技术相结合，构成码分 多址直接序列扩频通信系统。
1. 系统容量高 2. 越区软切换，切换的成功率高 3. CDMA的保密性好 4. CDMA 符合环保的要求 5. 覆盖范围大 6. CDMA的话音音质好 7. 可提供数据业务 8. CDMA系统可以实现向第三代移动通信系统平 滑过渡
谢谢观看
码分多址与直接序列扩频技术相结合，构成码分多址直接序列扩频通信系统。
原始信号带宽（或信息比特速率）且与原始信号 1-5-14 CDMA移动通信系统
码分多址与直接序列扩频技术相结合，构成码分多址直接序列扩频通信系统。
带宽（或信息比特速率）无关。 其系统占用的频带宽度远远大于要传输的原始信号带宽（或信息比特速率）且与原始信号带宽（或信息比特速率）无关。
设W代表系统占用带宽，B代表信息带宽，则一般认为：W与B的比值1～2为窄带通信，100以上为扩频通信。 越区软切换，切换的成功率高
在发送端，频带的展宽是通过编码及调制（扩频） 其系统占用的频带宽度远远大于要传输的原始信号带宽（或信息比特速率）且与原始信号带宽（或信息比特速率）无关。
5.3 CDMA移动通信系统
CDMA是“Code Divison Multiple Access”的缩 写，译为“码分多址”，CDMA移动通信 系统（以下简称为CDMA系统）是一种以 扩频通信为基础，载波调制和码分多址 技术相结合的移动通信系统。
码分多址的基础是要有足够的周期性码序列 作为地址码，各码片必须不同，该序列码应 具有很强的自相关性和互相关性。
由于码分多址通信系统中的各个用户，同时工作 于同一载波，占用相同的带宽，这样各用户之间 必然相互干扰。为了把干扰降到最低限度，码分 多址必须与扩频技术结合起来使用。
码分多址与直接序列扩频技术相结合，构成码分 多址直接序列扩频通信系统。
1. 系统容量高 2. 越区软切换，切换的成功率高 3. CDMA的保密性好 4. CDMA 符合环保的要求 5. 覆盖范围大 6. CDMA的话音音质好 7. 可提供数据业务 8. CDMA系统可以实现向第三代移动通信系统平 滑过渡
谢谢观看
码分多址与直接序列扩频技术相结合，构成码分多址直接序列扩频通信系统。
原始信号带宽（或信息比特速率）且与原始信号 1-5-14 CDMA移动通信系统
码分多址与直接序列扩频技术相结合，构成码分多址直接序列扩频通信系统。
带宽（或信息比特速率）无关。 其系统占用的频带宽度远远大于要传输的原始信号带宽（或信息比特速率）且与原始信号带宽（或信息比特速率）无关。
设W代表系统占用带宽，B代表信息带宽，则一般认为：W与B的比值1～2为窄带通信，100以上为扩频通信。 越区软切换，切换的成功率高
在发送端，频带的展宽是通过编码及调制（扩频） 其系统占用的频带宽度远远大于要传输的原始信号带宽（或信息比特速率）且与原始信号带宽（或信息比特速率）无关。
码分多址CDMA基本原理
3N 21r
假如传播损耗与传播距离的4次方成比例，接收到 的信号功率与第i个共道小区的干扰功率可分别为： C=Ar-4 Ii=ADi-4 A为比例常数
1 FDMA蜂窝系统的通信容量
接收信号的载波与干扰功率之比为:
C I C
I
i 1
6
i
n0
C=Ar-4 忽略背景噪声功率n0,
r 4
这些表征方法从不同的角度对系统的容量进行衡量，它们之间 是有联系的，在一定的条件下可以互相转换。 一般用每小区可用信道数（ch/cell）或每小区每兆赫兹可用信 道数（ch/cell/MHz）对蜂窝移动通信系统的容量进行度量。
蜂窝系统的通信容量
通信容量的设计依据是：
为保证规定的话音质量，系统接收端的信号功率与
1 y1(t) -1 1 y2(t) -1 1 y3(t) -1
3
1 -1 -3
y (t)
CDMA通信的基本原理
移动台接收信号
由于移动台A、B、C处于不同的地方，因此基站发送的 合路信号到达不同移动台的传输损耗和传输时间都是不 同的。 对于某个移动台而言，其接收机输入端是
3 zi (t ) Ai c j (t ti )b j (t ti ) cos(ct i ) j 1 式中包含了所需的信号和其它用户的信号。
c1(t),c2(t),c3(t)为同一个m序列（P=15），但起始位置 不同
1
c1(t) -1 1 c2(t) -1 1 c3(t) -1
CDMA通信的基本原理
c1(t),c2(t),c3(t)为同一个m序列（P=15），但起始位置 不同
1
CDMA移动通信系统ppt课件
64：1抽取器：变换1.2288Mcps成19.2 ksps，为业务信道产生一个与 本机相关的扰码，为通信保密。
24：1抽取器：变换19.2 ksps成800sps，为业务信道产生一个800HZ 的频率，用于控制加入功率控制比特的时钟。
功率控制比特800bps：用于插入功率控制比特的节奏，最快功率控制 速率可达800HZ，也可比800HZ低。
精选版课件ppt
模块三 第二代移动通信系统——CDMA IS-95系统 单元10 CDMA IS-95系统信道结构及作用
1 CDMA IS-95系统信道概述 2 CDMA IS-95系统前向信道 3 CDMA IS-95系统反向信道
精选版课件ppt
CDMA IS-95系统信道概述
IS-95 CDMA系统中，把信道分为前向信道和反向信道 ➢ 前向是指从基站到移动台方向； ➢ 反向是指从移动台到基站方向。 采用频分双工（FDD）来实现双工通信 ➢ 双工间隔45MHZ ➢ 频道带宽为1.23 MHZ， ➢ 频段范围：前向信道870-890MHZ，反向信道825-845 MHZ。
精选版课件ppt
14
3.寻呼信道
2）寻呼信道的结构 长码发生器：产生寻呼信道长码掩码，扰码的作用。 64:1抽取器：变换1.2288Mcps成19.2 ksps，为寻呼信道 产生一个与本机相关的扰码，为通信保密。
符号（symbol）
寻呼信道
卷积编码
Ｒ＝１／２
Ｋ＝９
19.2ksps
9.6ksps
符号重复
1）同步信道的功能:用于移动台与系统之间的同步 系统识别号（SID）/网络识别号（NID），来区分不同的网络； 导频短码偏移量（短码偏置），区分不同的基站/扇区； 长码状态，告诉用户现在的长码状态以便于同步； 系统时间，用于校准移动台的时间，以便CDMA系统全网的移动台时 间相同； 寻呼信道数据速率（4.8kbps或9.6kbps）,通知移动台寻呼信道的 数据速率为多少。
码分多址的基本原理课件.
2.码分多址的基本原理
CDMA 基本原理：信号的频带宽度与其脉冲宽度近似成反比。所以
很窄的脉冲序列被所传的信息调制，可产生很宽频带的信号。
2.码分多址的基本原理
CDMA技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有移一定信号
带宽远大于信号带宽的高速伪随机码调制。
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，
把带宽信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。
——通信类专业教学资源库
谢谢
石家庄邮电职业技术学院
——通信类专业教学资源库
《移动通信基础》
目 录
01 码分多址的基本概念
02 码分多址的产生与发展
03 码分多址的基本原理
2.码分多址的产生与发展
CDMA全称是码分多址，是近年来被应用于商业的一种数字接入技 术，CDMA技术早已在军用抗干扰通信研究中得到广泛应用。 1989年 11 月，高通公司在美国的现场试验证明 CDMA 用于蜂窝移 动通信的容量大。 并经理论推导其为AMPS（美国模拟系统）容量的20倍，实际可达 10倍以上。
2.码分多址的产生与发展
CDMA技术的标准化经历了几个阶段：
IS-95是 CDMA One系列标准中最先发布的标准，真正在全球得到广泛
应用的第一个CDMA标准是IS-95A，这一标准支持8kbit/s 编码话音服 务。 其后又分别出版了 13kbit/s 话音编码器的 TSB74 标准，支持 1.9GHz 的 CDMA PCS系统的STD-008标准，其中13kbit/s 编码话音服务质量已 非常接近有线电话的话音质量。
2.码分多址的产生与发展
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。
- 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)。
W / Rb G n Eb / I 0 d
(8 - 5)
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
2. 扇区的作用 在CDMA蜂窝系统中， 采用有向天线进行分区能 明显地提高系统容量。 比如， 用 120°的定向天线把
小区分成三个扇区， 可以把背景干扰减小到原值的
1/3, 因而可以提高容量 3倍。 FDMA蜂窝系统和TDMA 蜂窝系统利用扇形分区同样可以减小来自共道小区的
保证过区切换的可靠性(防止切换错误时反复要求切换)，
又可以使通信中的用户不易察觉。 无线通信系统
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
(4) CDMA蜂窝系统可以充分利用人类对话的不连 续特性来实现话音激活技术， 以提高系统的通信容量。 这个问题在下面还要介绍。 (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
成话音样点。
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
8.2 CDMA蜂窝通信系统的通信容量
蜂窝通信系统能提高其频谱利用效率的根本原因 是利用电波的传播损耗实现了频率再用技术。 只要两 个小区之间的距离大到一定程度， 它们就可以使用相 同的频道而不产生明显的相互干扰。
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。
这个问题将在下面介绍。 (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。
二者之差是秒的整倍数。
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
各基站都配有GPS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。 移动台通常利用最先到达并用于解调的多径信号分量 建立时间基准。 如果另一条多径分量变成了最先到达 并用于解调的多径分量， 则移动台的时间基准要跟踪 到这个新的多径分量。
统的多址干扰都是系统本身存在的内部干扰。
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。
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。 允许CDMA蜂窝系统占用的
频段如表 8 – 1（ 略）所示。
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
在数字传输模式工作时， 移动台可以按照预定的或 要求的网络标志来安排其频率配置。 如果移动台预定的
比d)通常只有35%左右。 当许多用户共享一个无线频
道时， 如果利用话音激活技术， 使通信中的用户有话 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。
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
这就是说， 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。 FDMA和TDMA两种系 统都能利用这种话音特性， 实现信道的动态分配， 以 获得不同程度的容量提高。 不过要做到这一点， 二者 都必须增加额外的控制开销， 而且要实现信道的动态 分配， 还必然会带来时间延迟， 而CDMA蜂窝系统获 得这种好处是非常容易的。 令话音的占空比为d, 则式(8 - 4)变成
8.6 cdma2000空中接口
思考题与习题
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
8.1 概 述
IS - 54 是遵循上述要求制定的， 考虑到实现技术 存在的困难， IS - 54 需要分阶段达到CTIA提出的标准， 即全速率传输(每载波 3 个信道)和半速率传输(每载波 6 个信道)两个阶段。 Qualcomm公司开发的CDMA系统 也是遵循上述要求进行的， 几次局部的现场测试说明 这种蜂窝系统已能全面满足CTIA提出的标准。 其后， 有关单位讨论并通过了Qualcomm公司提交的标准文本， 形成了TIA/EIA暂行标准IS - 95。
或要求的网络标志没有被认出， 它就开始向一个频率指
配在“基本CDMA频道”上的基站进行捕获和同步。 基 本CDMA频道号码在系统A是 283， 在系统B是 384。
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
如果基本 CDMA 频道的频率指配未起作用而没有
选出预定的网络标志， 移动台要试图捕获并同步到 “辅助CDMA频道”的频率上， 其频道号码在系统A 是 691， 在系统B是 777。 规定的频率容差是： 基站发送的载波频率要保持 在指配频率的±5×10-8之内， 移动台发送的载波频率 要保持比基站发送的频率低 45 MHz±300 Hz。
首先考虑一般扩频通信系统 (即暂不考虑蜂窝网络 的特点)的通信容量。 载干比可以表示为
C Rb Eb Eb / I 0 I I 0W W / Rb
(8- 1)
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
n 个用户共用一个无线频道， 每一用户的信号都 受到其他n-1 个用户的信号干扰。 若到达一接收机的 信号强度和各个干扰强度都一样， 则载干比为
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
(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。
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。
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要求的门限。 (2) 正向功率控制。 正向功率控制也称下行链路功
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
从IS - 95 的名称“双模宽带扩频蜂窝系统的移动 台-基站兼容标准”来看， 标准涉及的内容是关于蜂窝 系统的“公共空中接口”(CAI)问题。 实际上， 无论 是上面所说的几种TDMA蜂窝系统， 还是本书所介绍 的CDMA蜂窝系统， 其运行环境、 业务要求和控制功
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
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。 为了实现双工通信， 正向传输和反向传输可以使用不同的频率， 即通常所 谓的频分双工(FDD)； 也可以使用不同的时帧， 即通 常所谓的时分双工(TDD)。
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）
视频会议系统
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
8.1 概述
8.2 CDMA蜂窝通信系统的通信容量 8.3 IS-95CDMA蜂窝系统的无线传输 8.4 IS-95CDMA蜂窝系统的消息格式和信道结构 8.5 IS-95CDMA蜂窝系统的控制功能
基站的干扰信号功率为a(n-1)r-4； 来自紧邻 2 个基站(图中
的Ⅰ)的干扰信号功率为 2anr-4; 来自较远 3 个基站(图中的 Ⅱ)的干扰信号功率为3an(2r)-4; 来自更远 6 个基站(图中的
能基本上都是相同的， 因此它们的网络结构形式也是
大同小异的。
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
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。
衰落和具有保密性等。
第8章 码分多址(CDMA)移动通信系统（一）
8.1.2 CDMA蜂窝通信系统的多址干扰和功率控制
1. CDMA蜂窝通信系统的多址干扰 蜂窝通信系统无论采用何种多址方式， 都会存在 各种各样的外部干扰和系统本身产生的特定干扰。 FDMA 与 TDMA 蜂窝系统的共道干扰和 CDMA 蜂窝系
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，
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)， 来自本基站的有 用信号功率为ar-4(a为比例常数， r为小区半径)； 来自本