第一节 cdma基本原理及概述。
一、引言。cdma:code division multiple access
原理：将需传送的具有一定信号带宽的信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原始数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送。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，把宽带信号转换成原信息数据的窄带信号，即解扩，以实现信息通信。
多址方式。采用的多址方式主要有三种：
频分多址（fdma）
时分多址（tdma）
码分多址（cdma）
fdma（ frequency division multiplex access )
-每个用户占用一个频点。
-一个信道就是一个频点。
tdma（ time division multiplex access )
-每个用户占用一个时隙。
-一个信道就是某个频点上的某个时隙。
cdma（ code division multiplex access )
-每个用户占用相同的频点，但使用。
不同的码型。
-一个信道就是一个码型。
二、移动通信系统的接入方式：
1、接入方式的不同。
cdma采用码分多址方式，而gsm采用时分多址方式。
2、频率带宽的不同。
cdma的带宽为1.25mhz
gsm的带宽为200khz
3、切换技术的不同。
cdma具有软切换技术和硬切换技术，而 gsm只有硬切换。
4、用户占用频率的不同。
cdma所有用户使用相同频率，gsm用户占用不同频率。
三、码分多址技术基本原理：
在码分多址通信系统中，利用自相关性很强而互相关性为0或很小的周期性码序列作为地址码，与用户信息数据相乘，经过信道传输后，在接收端以本地产生的已知地址码为参考，根据相关性的差异对收到的所有信号进行鉴别，从中将地址码与本地地址码一致的信号选出，把不一致的信号除掉（相关检测）。
在实际码分多址系统需要具备的三个条件。
第。一、需要足够多的地址码，并且有良好的自相关特性和互相关特性。
第。二、在系统的接收端，必须产生本地码。此本地码必须在码型和相位上与对端的地址码一致。
第。三、码分系统必须与扩频技术相结合。因为在码分多址通信系统中，接收机的输入信号干扰比将远小于1，这是传统的调制解调方式无能为力的。
四、cdma系统中的walsh码。
walsh码。
cdma中的重要地址码。
特点：1、每个walsh码有64个chip
每个chip为0或1
2、每个walsh码与其他码。
都是正交的。
五、扩频通信：
扩展频谱通信技术（spread spectrum communication） 是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽；频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成，用编码及调制的方法来实现的，与所传信息数据无关；在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据。
1、信号的频谱被展宽了。
我们知道，传输任何信息都需要一定的带宽，称为信息带宽。
例如人类的语音的信息带宽为300hz --3400hz，电视图像信息带宽为数mhz。为了充分利用频率资源，通常都是尽量采用大体相当的带宽的信号来传输信息。在无线电通信中射频信号的带宽与所传信息的带宽是相比拟的。
如用调幅信号来传送语音信息，其带宽为语音信息带宽的两倍；电视广播射频信号带宽也只是其**信号带宽的一倍多。这些都属于窄带通信。
一般的调频信号，或脉冲编码调制信号，它们的带宽与信息带宽之比也只有几到十几。扩展频谱通信信号带宽与信息带宽之比则高达100 --1000，属于宽带通信。
为什么要用这样宽的频带的信号来传输信息呢？ 这样岂不太浪费宝贵的频率资源了吗？
2、采用扩频码序列调制的方式来展宽信号频谱。
我们知道，在时间上有限的信号，其频谱是无限的。例如很窄的脉冲信号，其频谱则很宽。信号的频带宽度与其持续时间近似成反比。
1微秒的脉冲的带宽约为1mhz。因此，如果用限窄的脉冲序列被所传信息调制，则可产生很宽频带的信号。
如下面介绍的直接序列扩频系统就是采用这种方法获得扩频信号。这种很窄的脉冲码序列，其码速率是很高的，称为扩频码序列。这里需要说明的一点是所采用的扩频码序列与所传信息数据是无关的，也就是说它与一般的正弦载波信号一样，丝毫不影响信息传输的透明性。
扩频码序列仅仅起扩展信号频谱的作用。
3、在接收端用相关解调来解扩。
正如在一般的窄带通信中，已调信号在接收端都要进行解调来恢复所传的信息。在扩频通信中接收端则用与发送端相同的扩频码序列与收到的扩频信号进行相关解调，恢复所传的信息。换句话说，这种相关解调起到解扩的作用。
即把扩展以后的信号又恢复成原来所传的信息。这种在发端把窄带信息扩展成宽带信号，而在收端又将其解扩成窄带信息的处理过程，会带来一系列好处。弄清楚扩频和解扩处理过程的机制，是理解扩频通信本质的关键所在。
处理增益：扩频信号带宽w与信息带宽b之比称为处理增义gp。
gp＝w/b
在扩频通信系统中．接收机作扩频解调后，只提取伪随机编码相关处理后的带宽为f 的信息，而排除掉宽频带w中的外部干扰、噪音和其地用户的通信影响。因此，处理增益g反映了扩频通信系统信噪比改善的程度。
cdma的处理增益。
干扰容限：扩频系统的一个重要特征是它的抗干扰能力。对外部干扰抑制能力的大小通常以干扰容限来表征。
mj（db）=gp-（ls+(s/n)out)
ls:系统损耗。
s/n：接收机输出信噪比 ,信息数据被正确解调而要求的最小输出信噪比。
例如， 一个扩频系统的处理增益为35db．要求误码率小于l0－5的信息数据解调的最小的输出信噪比(s/n)out ＜10 db，系统损耗ls＝3db，则干扰容限mj ＝35 － 10 +3) ＝22db
这说明，该系统能在干扰输入功率电平比扩频信号功率电平高22db的范围内正常工作，也就是该系统能够在接收输入信噪比大于或等于－22db的环境下正常工作。
第二节 cdma移动通信系统。
一、概述：1、cdma系统的优点：
1.1大容量
根据理论计算及现场试验表明，cdma系统的信道容量是模拟系统的10~20倍，是tdma系统的4倍。cdma系统的高容量很大一部分因素是因为它的频率复用系数远远超过其它制式的蜂窝系统，同时cdma使用了话音激活和扇区化，快速功率控制等。
1） 话音激活期的影响。
在典型的全双工通话中，每次通话中话音存在时间一般为40%。如果在话音停顿时停止信号发射，对cdma系统而言，减少了对其它用户的干扰，使系统的容量提高到原来的1/0.35=2.
86倍。虽然fdma和tdma两种系统都可以利用这种停顿，使容量获得一定程度的提高，但是要做到这一点，必须增加额外的控制开销，而且要实现信道的动态分配必然会带来时间上的延迟，而cdma系统可以很容易地实现。
2）扇区化
cdma小区扇区化有很好的容量扩充作用，其效果好于扇区化对fdma和tdma系统的影响。小区一般划分为三个扇区，天线波束宽度一般小于120度，因为天线方向幅度宽而且经常出现传播异常，这些天线覆盖区域有很大的重叠，扇区之间的隔离并不可靠。因此，窄带系统在小区扇区化时小区频率复用并无改善。
而对于cdma系统来说，扇区化之后（采用方向性天线），干扰可以看成近似减少为原来的三分之一，因此网络容量增加为原来的三倍。
3）频率再用。
在cdma系统中，若干小区的基站都工作在同一频率上，这些小区内的移动台也工作在同一频率上。因此，任一小区的移动台都会受到相邻小区基站的干扰，任一小区的基站也都会受到相邻小区移动台的干扰。这些干扰的存在必然会影响系统的容量。
因此必须采取措施限制来自临近小区的干扰，才能提高系统的频率再用效率。
4）低的eb/no
eb/no是数字调制和编码技术藉以比较的标准。由于cdma系统采用很宽的信道带宽，可以采用高冗余的强纠错编码技术，而窄带数字系统由于信道带宽限制，只能采用低冗余的纠错编码，纠错能力也较低。因此，cdma系统要求的eb/no比窄带系统要低，降低干扰，扩大了容量。
1.2 软容量
在fdma、tdma系统中，当小区服务的用户数达到最大信道数，已满载的系统再无法增添一个信号，此时若有新的呼叫，该用户只能听到忙音。而在cdma系统中，用户数目和服务质量之间可以相互折中，灵活确定。体现软容量的另外一种形式是小区呼吸功能。
1.3软切换
所谓软切换是指移动台需要切换时，先与新的基站连通再与原基站切断联系，而不是先切断与原基站的联系再与新的基站连通。软切换只能在同一频率的信道间进行，因此，模拟系统、tdma系统不具有这种功能。软切换可以有效地提高切换的可靠性，大大减少切换造成的掉话，因为据统计，模拟系统、tdma系统无线信道上的掉话90%发生在切换中。
同时，软切换还提供分集，在软切换中，由于各个小区采用同一频带，因而移动台可同时与小区a和邻近小区b同时进行通信。在反向信道，两基站分别接收来自移动台的有用信号，以帧为单位译码分别传给移动交换中心，移动交换中心内的声码器/选择器。
vocoder/selector）也以帧为单位，通过对每一帧数据后面的crc校验码来分别校验这两帧的好坏，如果只有一帧为好帧，则声码器就选择这一好帧进行声码变换；如果两帧都为好帧，则声码器就任选一帧进行声码变换；如果两帧都为坏帧，则声码器放弃当前帧，取出前面的一个好帧进行声码变换。这样就保证了基站最佳的接收结果。在前向信道，两个小区的基站同时向移动台发射有用信号，移动台把其中一个基站来的有用信号实际作为多径信号进行分集接收。
这样在软切换中，由于采用了空间分集技术，大大提高了移动台在小区边缘的通信质量，增加了系统的容量。从反向链路来说，移动台根据传播状况好的基站情况来调整发射功率，减少了反向链路的干扰，从而增加了反向链路的容量。
1.4 采用多种分集技术
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