cdma通信原理培訓new

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1、CDMA通信原理培訓工程部:鄧小丁2008-8-26CDMA的含義CDMA：CodeDivisionMultipleAccess即碼分多址接入。它是以擴頻通信技術(shù)為基礎的。WCDMA即寬帶碼分多址接入也是以擴頻通信技術(shù)為基礎的。CDMA基本原理1321TimeTime30kHz30kHzFrequencyFrequencyFDMATDMA(3時隙)?1個用戶/窄帶信道?3個用戶/窄帶信道?C/I在中頻濾波前為負，濾波后為正?C/I在中頻濾波前為負，濾波后為正Time1.23MHzFrequencyCDMADS-CDMAWalshCode?N用戶/寬

2、帶信道?C/I在中頻濾波后也為負，但在解擴后為正?可以認為解擴是最后一次濾波一、碼分多址技術(shù)基礎?擴展頻譜通信的含義擴頻通信技術(shù)是一種信息傳輸方式，在發(fā)端采用擴頻碼調(diào)制，使信號所占的頻帶寬度遠大于所傳信息必需的帶寬，在收端采用相同的擴頻碼進行相關(guān)解擴以恢復所傳信息數(shù)據(jù)。a、信號頻譜被擴寬了。但容量卻提高了。b、采用擴頻碼序列調(diào)制的方式來展寬信號頻譜。采用大約0.814us脈沖（帶寬為1.2288MHz)來直接序列擴頻。擴頻碼只是起到擴展信號頻譜的作用，并不影響所傳數(shù)據(jù)的透明性。c、在接收端用相關(guān)解調(diào)來解擴。在接收端用與發(fā)送端完全相同的擴頻碼序列進行

3、相關(guān)解擴。一、碼分多址技術(shù)基礎?擴展頻譜通信的主要特點1、抗干擾能力強。擴頻系統(tǒng)擴展的頻譜越寬，處理增益越高，抗干擾能力越強。因其信號頻帶展寬了，干擾方也必須在更寬的頻帶上去干擾，就必須提高干擾功率。如果頻帶變寬100倍，則干擾功率必須提高100倍！2、隱蔽性好。擴頻系統(tǒng)擴展了頻譜，所以其功率密度很低，甚至湮沒于噪聲中，所以別人很難發(fā)現(xiàn)有信號存在，而且對其他窄帶系統(tǒng)干擾很小?？稍谠姓瓗У念l段內(nèi)進行擴頻通信，提高頻譜利用率。3、可以實現(xiàn)碼分多址。擴頻通信提高抗干擾性能，但占用了頻帶寬的代價。但是，如果讓許多用戶共用這一寬頻帶，則可極大提高頻帶的利用

4、率。在擴頻碼序列中利用正交或準正交的擴頻碼序列之間的相關(guān)特性，給不同用戶分配不同的擴頻碼，可一、碼分多址技術(shù)基礎以區(qū)分不同用戶。這樣在一寬頻帶上許多用戶可以同時通信而互不造成嚴重干擾。雖然碼分多址占用較寬頻帶，但平均到每個用戶占用帶寬來計算，則頻帶利用率高。在FDMA的AMPS系統(tǒng)、TDMA的GSM系統(tǒng)和CDMA的蜂窩系統(tǒng)中，CDMA系統(tǒng)容量最大，為FDMA的20倍，TDMA的4倍。4、抗衰落、抗多徑干擾無線道信不可避免會出現(xiàn)慢衰落、快衰落等現(xiàn)象。在頻域上看，快衰落會產(chǎn)生頻率選擇性衰落。擴頻系統(tǒng)具有潛在的抗頻率選擇性衰落的能力，這是因為擴頻頻譜已經(jīng)

5、很寬，頻譜密度很低，如在傳輸中小部分頻譜衰落時，不會造成信號嚴重畸變。還可以采取把多個路徑來的同一碼序的波形相加合成，從而能有效克服多徑效應。信息論?香農(nóng)公式前面提到擴頻將信號帶寬擴寬了，但頻譜資源卻是寶貴的，為什么還要用寬頻信號傳輸窄帶信號呢？目的就是為了安全可靠。香農(nóng)公式表示了帶寬與信噪比互換關(guān)系：C=Blog2(1+S/N)。C為信道容量，單位為b/s;B為信號頻帶寬度，單位為Hz；S為信號平均功率，單位為W；N為噪聲平均功率，單位為W。公式表明：在給定信號功率和白噪聲功率N的情況下，只要采用某種編碼系統(tǒng)，就能以任意小的差錯概率，以接近于C的

6、傳輸速率來傳送信息。反過來，在保持信息傳輸速率C不變的條件下，可以用不同頻帶寬度B和信噪功率比（信噪比）來傳輸信息。即如果增加信號頻帶寬度，就可以在較低的信噪比的條件下以任意小的差錯概率來傳輸信息。所以擴頻能夠以大的帶寬來換取低的信噪比?？垢蓴_性理論?柯捷爾尼可夫公式信息傳輸差錯概率公式：Pe≈f(E/n0)(1-1)。公式表明，差錯概率Pe是信號能量E與噪聲功率譜密度n0之比的函數(shù)。設信息持續(xù)時間為T，或數(shù)字信息的碼元寬度為T，則信息帶寬為Bm=1/T（1-2）。信號功率則為S=E/T(1-3)。設擴頻信號的帶寬為B，則噪聲功率為N=n0B(1-

7、4)。將式（1-2）~（1-4）代入到(1-1)中，可得:Pe≈f(STB/N)=f(S/N*B/Bm)。上式表明差錯概率Pe是信噪比（S/N）和信號帶寬與信息帶寬之比（B/Bm）二者乘積的函數(shù)。同樣，可以增加信號帶寬的方法來換取低信噪比。由信息論和抗干擾理論中的兩個公式可以看出，將信息帶寬擴展100倍或更多，來傳輸信息，就是為了提高通信的抗干擾能力。即在強干擾條件保證可靠安全地通信。這就是擴頻通信的基本思想和理論依據(jù)。處理增益和抗干擾容限?處理增益我們可以用系統(tǒng)輸出信噪比與輸入信噪比二者之比來表征擴頻系統(tǒng)的抗干擾能力。各種擴頻系統(tǒng)的抗干擾能力大體

8、上都與擴頻信號帶寬B與信息帶寬Bm之比成正比。即Gp=10lg(B/Bm)。Gp稱為擴頻系統(tǒng)的處理增益，它表示了擴頻系統(tǒng)信