计算机网络课程作业_CDMA基本原理

SoutheastUniversity1.1CDMA基本原理09012403姚珮09012405施书静09012435刘继军计算机网络概论之SoutheastUniversity1.2基本概念什么是CDMA？码分多址(CDMA)是在数字技术的分支--扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。CDMA技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，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，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。SoutheastUniversity1.3基本原理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，而是用各自不同的编码序列来区分，或者说，靠信号的不同波形来区分。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。其它使用不同码型的信号因为和接收机本地产生的码型不同而不能被解调。它们的存在类似于在信道中引入了噪声和干扰，通常称之为多址干扰。SoutheastUniversity1.4基本原理在CDMA蜂窝通信系统中，用户之间的信息传输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各使用一个频率，即通常所谓的频分双工。无论正向传输或反向传输，除去传输业务信息外，还必须传送相应的控制信息。为了传送不同的信息，需要设置相应的信道。但是，CDMA通信系统既不分频道又不分时隙，无论传送何种信息的信道都靠采用不同的码型来区分。类似的信道属于逻辑信道，这些逻辑信道无论从频域或者时域来看都是相互重叠的，或者说它们均占用相同的频段和时间。SoutheastUniversity1.5基本原理SoutheastUniversity1.6基本原理SoutheastUniversity1.7CDMA的码码序列长度应用位置应用目的码速率m序列(最大期线性移位寄存器，也就是长码)242–1反向接入信道反向业务信道直序列扩频标识移动台1.2288M前向寻呼信道前向业务信道用于数据扰码19.2KM序列（最长非线性移位寄存器，也就是短码）215所有反向信道正交扩频利于调制1.2288M所有正向信道标识基站Walsh函数64所有反向信道正交调制307.2K所有正向信道正交扩频，标识各前向信道1.2288MSoutheastUniversity1.8SoutheastUniversity1.9长码为一周期为242-1的m-序列移位相加特性：输出序列Ck和Ck+t(Ck时移t)的相加后的序列仍然是序列Ck的一个时移序列自相关特性：不同相位的m-序列的相关值为-1长码的作用：长码在前向用作扰码加密长码在反向用作区分不同手机短码：包含两个PN序列I和Q，每个长度都是32,768(2^15)个码片。不同的短码用于区分不同的基站信号每秒有1228800/32768＝37.5个短码，每2秒（CDMA最小循环周期）有75个短码，每个短码是26-2/3ms.SoutheastUniversity1.10短码为周期215的M-序列在M-序列中增加了一个全0状态每个扇区在短码中指配一个时间偏置系统利用PN短码的时间偏置来区别扇区•可允许所有Walsh码在各扇区复用•系统规定PN码最小偏移值为64chips，可以有512个时间偏置来作扇区识别(215/64=512)同一扇区内所有CDMA信道的短码相同不同扇区内的CDMA信道的短码不同SoutheastUniversity1.11CDMA信道前向信道（FORWARDCHANNELS）:F-Pilot（WalshCode0）：前向导频信道，功能等同于IS-95A中的前向导频信道，用于使移动台进行同步相干解调，基站在此信道发送导频信号供移动台识别基站并引导移动台入网；F-Sync(WalshCode32)：前向同步信道，功能等同于IS-95A中的前向同步信道，用于为移动台提供系统时间和帧同步信息,基站在此信道发送同步信息提供移动台建立与系统的定时和同步；PAGING(WalshCode1～WalshCode7)：前向寻呼信道，功能与IS-95A中的前向寻呼信道相同，基站在此信道向移动台发送有关寻呼、指令以及业务信道指配信息SoutheastUniversity1.12CDMA信道前向信道：F-CCCH：前向公共控制信道，用于当移动台还没有建立业务信道时，基站和移动台之间传递一些控制消息和突发的短数据；F-FCH：前向基本信道，属于业务信道的一种，用于当移动台进入到业务信道状态后，承载信令、话音、低速的分组数据业务、电路数据业务或辅助业务；F-DCCH：前向专用控制信道，属于业务信道的一种，只能工作在RC3以上，当移动台处于业务信道状态时，用于传递一些消息或低速的分组数据业务、电路数据业务；F-SCH：前向补充信道，属于业务信道的一种，只能工作在RC3以上，用于当移动台进入到业务信道状态后，承载高速的分组数据业务（14.4kbps及以上）。SoutheastUniversity1.13CDMA信道反向信道（REVERSECHANNELS）：R-Pilot：反向导频信道，只能工作在RC3以上，用于辅助基站检测移动台所发射的数据；R-ACH：反向接入信道，功能与IS-95A中的反向接入信道相同；R-EACH：反向增强接入信道，只能工作在RC3以上，当移动台还未建立业务信道时，可以通过该信道发送控制消息到基站，提高了移动台的接入能力；R-CCCH：反向公共控制信道，用于当移动台还没有建立业务信道时，基站和移动台之间传递一些控制消息和突发的短数据；R-FCH：反向基本信道，属于业务信道的一种，用于当移动台进入到业务信道状态后，承载信令、话音、低速的分组数据业务、电路数据业务或辅助业务；SoutheastUniversity1.14CDMA信道反向信道（REVERSECHANNELS）R-DCCH：反向专用控制信道，属于业务信道的一种，只能工作在RC3以上，当移动台处于业务信道状态时，用于传递一些消息或低速的分组数据业务、电路数据业务；R-SCH：反向补充信道，属于业务信道的一种，只能工作在RC3以上，用于当移动台进入到业务信道状态后，承载高速的分组数据业务（14.4kbps及以上）。SoutheastUniversity1.15CDMA信道前向CDMA信道(基站发送的1.23MHz信道)…导频信道同步信道寻呼信道1寻呼信道7业务信道1业务信道25业务信道55……W0W32W2W7W8W31W0业务信道24W33移动台功率控制子信道业务数据W：编码信道SoutheastUniversity1.16CDMA信道反向CDMA信道(基站接收的1.23MHz信道)以长码进行编址与寻呼信道有关的接入信道业务信道1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SoutheastUniversity1.17技术指标1.分配频段（电信使用频段）•上行：825MHz—835MHz•下行：870MHz—880MHz2.信道数：64（码分信道）/每个载频3.调制方式：•前向：QPSK•反向：OQPSK4.语音编码：8K、13K及8KbpsEVRC5.码片速率：1.2288Mchip/sSoutheastUniversity1.18语音编码目前CDMA系统的话音编码主要有两种，即码激励线性预测编码(CELP)8kbit/s和13bit/s。8kbit/s的话音编码达到GSM系统的13bit/s的话音水平甚至更好。13bit/s的话音编码已达到有线长途话音水平。CELP采用与脉冲激励线性预测编码相同的原理，只是将脉冲位置和幅度用一个矢量码表代替。SoutheastUniversity1.19功率控制CDMA系统是自干扰系统，限制CDMA系统容量的因素是“干扰”；CDMA功率控制的目标：克服反向链路的远近效应；基站从各个移动台接收到的功率相同；保证接收机的解调性能情况下，尽量降低发射功率，减小对其他用户的干扰。当达到以下条件，系统容量最大当在可接受的信号质量下，功率最小基站从各个移动台接收到的功率相同在CDMA系统中，功率控制是关键技术SoutheastUniversity1.20技术特点1很强的抗干扰能力2可进行多址通信3安全保密4抗多径干扰SoutheastUniversity1.21TheEnd，thanks！