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）
(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。 CDMA蜂窝系统的软切换功能既可以 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
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(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 衰落和具有保密性等。
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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)。
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(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 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， 收到基站 的信号电平都刚刚达到信干比所要求的门限值。
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8.1.3 IS-95 CDMA蜂窝系统的工作频率 双模CDMA蜂窝系统使用美国联邦通信委员会
(FCC)分配给蜂窝通信系统使用的频段。 移动台向基 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。
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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。
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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。
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(a)
(b)
图 8 - 1 CDMA蜂窝系统的多址干扰
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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。
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。
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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 统的多址干扰都是系统本身存在的内部干扰。
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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 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。
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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 8.6 cdma2000空中接口 思考题与习题
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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。