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1、CDMA技術(shù)與現(xiàn)代蜂窩移動(dòng)通信 目前的數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)的主要多址方式是TDMA、TDMA系統(tǒng)(GSM,DAMPS)在頻譜效率上約是模擬系統(tǒng)的3倍,容量有限;在話音質(zhì)量上13kbit/s編碼也很難達(dá)到有線電話水平;TDMA系統(tǒng)的業(yè)務(wù)綜合能力較高,能進(jìn)行數(shù)據(jù)和話音的綜合,但終端接入速率有限(最高9.6kbit/s);TDMA系統(tǒng)無軟切換功能,因而容易掉話,影響服務(wù)質(zhì)量;TDMA系統(tǒng)的國(guó)際漫游協(xié)議還有待進(jìn)一步的完善和開發(fā)。因而TDMA并不是現(xiàn)代蜂窩移動(dòng)通信的最佳無線接人,而CDMA多址技術(shù)完全適合現(xiàn)代移動(dòng)通信網(wǎng)所要求的大容量
2、、高質(zhì)量、綜合業(yè)務(wù)、軟切換、國(guó)際漫游等?! DMA多址技術(shù)的原理是基于擴(kuò)頻技術(shù),即將需傳送的具有一定信號(hào)帶寬信息數(shù)據(jù),用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制,使原數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬被擴(kuò)展,再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去。接收端由使用完全相同的偽隨機(jī)碼,與接收的帶寬信號(hào)作相關(guān)處理,把寬帶信號(hào)換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號(hào)即解擴(kuò),以實(shí)現(xiàn)信息通信。一、CDMA蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)的特點(diǎn) 與FDMA和TDMA相比,CDMA具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),其中一部分是擴(kuò)頻通信系統(tǒng)所固有的,另一部分則是由軟切換和功率控制等技術(shù)所帶來的。CDMA移動(dòng)通信網(wǎng)
3、是由擴(kuò)頻、多址接入、蜂窩組網(wǎng)和頻率再用等幾種技術(shù)結(jié)合而成,含有頻域、時(shí)域和碼域三維信號(hào)處理的一種協(xié)作,因此它具有抗干擾性好,抗多徑衰落,保密安全性高,同頻率可在多個(gè)小區(qū)內(nèi)重復(fù)使用,所要求的載干比(C/I)小于l,容量和質(zhì)量之間可做權(quán)衡取舍等屬性。這些屬性使CDMA比其它系統(tǒng)有非常重要的優(yōu)勢(shì)。1.系統(tǒng)容量大理論上CDMA移動(dòng)網(wǎng)比模擬網(wǎng)大20倍。2.系統(tǒng)容量的靈活配置在CDMA系統(tǒng)中,用戶數(shù)的增加相當(dāng)于背景噪聲的增加,造成話音質(zhì)量的下降。但對(duì)用戶數(shù)并無限制,操作者可在容量和話音質(zhì)量之間折衷考慮。另外,多小區(qū)之間可根據(jù)話務(wù)量
4、和干擾情況自動(dòng)均衡。3.系統(tǒng)性能質(zhì)量更佳這里指的是CDMA系統(tǒng)具有較高的話音質(zhì)量,聲碼器可以動(dòng)態(tài)地調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸速率,并根據(jù)適當(dāng)?shù)拈T限值選擇不同的電平級(jí)發(fā)射。同時(shí)門限值根據(jù)背景噪聲的改變而變,這樣即使在背景噪聲較大的情況下,也可以得到較好的通話質(zhì)量。CDMA系統(tǒng)采用軟切換技術(shù),這樣完全克服了硬切換容易掉話的缺點(diǎn)。4.頻率規(guī)劃簡(jiǎn)單用戶按不同的序列碼區(qū)分,所以不相同CDMA載波可在相鄰的小區(qū)內(nèi)使用,網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃靈活,擴(kuò)展簡(jiǎn)單。5.延長(zhǎng)手機(jī)電池壽命采用功率控制和可變速率聲碼器,手機(jī)電池使用壽命延長(zhǎng)。6.建網(wǎng)成本下降。二、CDMA移
5、動(dòng)通信網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)1.功率控制技術(shù) 功率控制技術(shù)是CDMA系統(tǒng)的核心技術(shù)。CDMA系統(tǒng)是一個(gè)自擾系統(tǒng),所有移動(dòng)用戶都占用相同帶寬和頻率,互相干擾問題特別突出。CDMA功率控制的目的就是克服干擾,使系統(tǒng)既能維護(hù)高質(zhì)量通信,又不對(duì)其他用戶產(chǎn)生干擾。功率控制分為前向功率控制和反向功率控制,反向功率控制又可分為僅由移動(dòng)臺(tái)參與的開環(huán)功率控制和移動(dòng)臺(tái)、基站同時(shí)參與的閉環(huán)功率控制。(l)反向開環(huán)功率控制。它是移動(dòng)臺(tái)根據(jù)在小區(qū)中接受功率的變化,調(diào)節(jié)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率以達(dá)到所有移動(dòng)臺(tái)發(fā)出的信號(hào)在基站時(shí)都有相同的功率。它主要是為了補(bǔ)償陰影、
6、拐彎等效應(yīng),所以它有一個(gè)很大的動(dòng)態(tài)范圍,根據(jù)IS-95標(biāo)準(zhǔn),它至少應(yīng)該達(dá)到正負(fù)32dB的動(dòng)態(tài)范圍。(2)反向閉環(huán)功率控制。閉環(huán)功率控制的設(shè)計(jì)目標(biāo)是使基站對(duì)移動(dòng)臺(tái)的開環(huán)功率估計(jì)迅速做出糾正,以使移動(dòng)臺(tái)保持最理想的發(fā)射功率。(3)前向功率控制。在前向功率控制中,基站根據(jù)測(cè)量結(jié)果調(diào)整每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率,其目的是對(duì)路徑衰落小的移動(dòng)臺(tái)分派較小的前向鏈路功率,而對(duì)那些遠(yuǎn)離基站的和誤碼率高的移動(dòng)臺(tái)分派較大的前向鏈路功率。2.PN碼技術(shù) PN碼的選擇直接影響到CDMA系統(tǒng)的容量、抗干擾能力、接入和切換速度等性能。CDMA信道的區(qū)分
7、是靠PN碼來進(jìn)行的,因而要求PN碼自相關(guān)性要好,互相關(guān)性要弱,實(shí)現(xiàn)和編碼方案簡(jiǎn)單等。目前的CDMA系統(tǒng)就是采用一種基本的PN序列--m序列作為地址碼,利用它的不同相位來區(qū)分不同用戶。3.RAKE接收技術(shù) 移動(dòng)通信信道是一種多徑衰落信道,RAKE接收技術(shù)就是分別接收每一路的信號(hào)進(jìn)行解調(diào),然后疊加輸出達(dá)到增強(qiáng)接收效果的目的,這里多徑信號(hào)不僅不是一個(gè)不利因素,而且在CDMA系統(tǒng)變成一個(gè)可供利用的有利因素。4.軟切換技術(shù) 先連接,再斷開稱之為軟切換。CDMA系統(tǒng)工作在相同的頻率和帶寬上,因而軟切換技術(shù)實(shí)現(xiàn)起來比TDMA系統(tǒng)
8、要方便容易得多;5.話音編碼技術(shù) 目前CDMA系統(tǒng)的話音編碼主要有兩種,即碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼(CELP)8kbit/s和13bit/s。8kbit/s的話音編碼達(dá)到GSM系統(tǒng)的13bit/s的話音水平甚至更好。13bit/s的話音編碼已達(dá)到有線長(zhǎng)途話音水平。CELP采用與脈沖激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼相同的原理,只是將脈沖位置和幅度用一個(gè)