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。
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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。
目前，获ITU通过的标准主要有欧洲的WCDMA、美国的 CDMA2000以及中国的TD-SCDMA
在IMT-2000标准中，CDMA技术是其中的重要部分，是实现第
三代移动通信的关键。
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项目 制式
传输 速率
1G
2G
2.5G
3G
TACS AMPS
9.6Kbps
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
GSM CDMA95
GPRS CDMA1X
• 1长： 手机待机时间长；省电
• 1高： 频谱资源利用率高，系统容量大，是GSM的4~5倍。
• 1广： 每基站的覆盖范围广，为GSM的1.5倍
• 向第三代平滑过渡，提供更多的多媒体数据业务。
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CDMA市场的发展
• CDMA系统最初被应用于军事领域，美国高通公司费10年时间将 其商业化。CDMA虽然是出世较迟的后来者，但其所具有的诸多优 势使其投入商用后显现出强劲的发展势头。尤其在移动通信由2G 迈向3G的进程中，越来越多运营商和制造商将目光转向CDMA。
• 在亚太和北美地区，CDMA技术商用化趋势体现得最为明显。 1995年底，全球第一个基于IS－95标准的CDMA系统在香港投入商 用。之后，韩国、日本、澳大利亚、泰国、印度、新西兰等许多国 家和地区纷纷建立了CDMA网。在美国，十大蜂窝移动公司中有七 家选用CDMA。在GSM占统治地位的欧洲，CDMA也开始受到运 营商的普遍关注。到去年四月底，CDMA网络已在全球35个国家和 地区投入运营，用户总数达到9000万户。
CDMA是通过码字来区分用户 的一种扩频通信技术。
CDMA — Code division multiple access
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CDMA的码字
❖ PN（Pseudo Noise）码和Walsh码
CDMA个人通信系统的扩频编码采用3层结构，如图所示。
CDMA系统中采用两种PN码：长码（即用户码）为长度为242-1（44亿 个）的m序列，短码（基站码）为长度215 -1（512个）的m序列。长码： 前向用作扰码加密、反向作为移动台标识，用作直接扩频序列，每个 用户占用PN长码的一个相位；短码：前向用于基站标识，不同的短码 相位对应不同的基站；反向则均为0偏移用于正交调制。
WCDMA CDMA2000 TD-SCDMA
9.6Kbps 14.4Kbps
25~50Kbps 2M 以上 153.6Kbps
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CDMA的优势
• 2低： 手机电磁辐射小，其发射功率低最大200mw，为原GSM的
1/10，一般通话时保持在10mw左右。 掉话率低；
• 2好： 通话质量好，接近有线话质； 保密性好，抗干扰能力强；
CDMA 技术讲座
中国联通丽水分公司
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cdma 技术讲座内容
➢现代数字移动通信的发展 ➢CDMA原理及关键技术 ➢IS-95A/B及cdma 1x技术特点 ➢CDMA的网络结构和无线规划 ➢cdma 未来技术的发展
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现代移动通信技术的发展
• 第一代为模拟移动通信，它使用模拟调制和频分多址技术，采用模 拟信令，可提供区域性话音业务，其业务种类单一、频谱利用率低、 用户移动范围有限。我国1987年开始引入模移动通信。目前，在我 国已经被淘汰。
Walsh码（即正交码）具有 理想的同步正交性能。在前向 用1.2288Mbit/s的64阶Walsh码 做扩频函数，保持各业务信道 间相互正交 。
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CDMA的信号调制扩频过程
P(t)
t
窄带信号
9.6 K
扩频码 P(t)
宽带信号 t
1.2288 M
P(t)
t
噪声
9.6 K
信号与噪声分离
P(t)
t
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多址技术
CDMA
时间
码
用户3
用户2
FDMA
时间
TDMA
时间
用户3 用户2 用户1
用户1
频率
业务信道在不同
所有用户在同 一时间、同一 频段上、根据 编码获得业务 信道
频率
时间分配给不同用户 如：GSM
用户1 用户2 用户3
业务信道在不同 频段分配给不同用户 频率 如：TACS系统
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CDMA的基本定义
• 中国联通将投入500亿元，建设全球最大最好的CDMA网。
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二、CDMA原理及关键技术
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蜂窝概念
• 在使用移动电话时，为了解决移动 电话发射功率小而要求传输距离远 的矛盾，人们采用了接力传输的方 式。把通话覆盖的区域划为许多单 元，每一单元设一基地局。移动电 话机先同所在单元的基地局连接， 再由该基地局向周围基地局一站一 站地传下去，直到找到对方所在的 单元，把通话双方连接上为止。这 样，由许多单元构成的结构，像蜂 窝一样，所以这样的移动电话需把 要传输的信息(话音)和控制用的信 息(信令)，调制到频率很高的载波 上进行无线传输。