CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信

《CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、第7章CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信7.1CDMA系統(tǒng)的基本原理7.1.1擴(kuò)頻通信原理7.1.2擴(kuò)頻通信主要特點(diǎn)7.1.3CDMA碼序列7.1.4CDMA的基本原理7.2CDMA通信系統(tǒng)的傳輸方式7.2.1邏輯信道7.2.2CDMA正向傳輸信道的構(gòu)成7.2.3CDMA反向傳輸信道的構(gòu)成7.2.4正向傳輸信道和反向傳輸信道的比較7.1CDMA系統(tǒng)的基本原理CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)與傳統(tǒng)的FDMA和TDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)相比，具有抗干擾性好、抗多徑衰落性好、保密性高、容量大、頻率資源利用率高等特點(diǎn)。基于擴(kuò)頻技術(shù)的碼分多址接入是CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)，它可以通過給不同的用戶分配各自特

2、定的地址碼序列，將處于相同時(shí)隙和頻率的用戶信號(hào)分離開來，采用共享信道方式傳輸信息。在接收端，系統(tǒng)利用與發(fā)送端完全一致的本地地址碼對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)，提取需要的用戶信號(hào)，而將其他適用不同碼型的信號(hào)視為帶寬干擾而從中剔除掉。在存在著各種干擾和多徑衰落的無線信道環(huán)境中，擴(kuò)頻信號(hào)的寬帶特性使得系統(tǒng)的性能得到明顯的改善。7.1.1擴(kuò)頻通信原理1.背景擴(kuò)頻通信是近年發(fā)展非常迅速的一種技術(shù),它與光纖通信、衛(wèi)星通信,一同被譽(yù)為進(jìn)入信息時(shí)代的三大高技術(shù)通信傳輸方式。它不僅在軍事通信中發(fā)揮出了不可取代的優(yōu)勢(shì),而且廣泛地滲透到了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域,如通信、遙測(cè)、監(jiān)控、報(bào)警和導(dǎo)航等。2.定義所謂

3、擴(kuò)頻通信,即擴(kuò)展頻譜通信(SpreadSpectrumCommunication),是一種把信息的頻譜展寬之后再進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)。頻譜的展寬是通過使待傳送的信息數(shù)據(jù)被數(shù)據(jù)傳輸速率高許多倍的偽隨機(jī)碼序列(也稱擴(kuò)頻序列)的調(diào)制來實(shí)現(xiàn)的,與所傳信息數(shù)據(jù)無關(guān)。在接收端則采用相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)同步接收、解擴(kuò),將寬帶信號(hào)恢復(fù)成原來的窄帶信號(hào),從而獲得原有數(shù)據(jù)信息。擴(kuò)頻通信與CDMA的關(guān)系是:CDMA只能由擴(kuò)頻技術(shù)來實(shí)現(xiàn),而擴(kuò)頻通信并不意味著CDMA。定義包含三方面的含義:信號(hào)的頻譜被展寬了2)采用擴(kuò)頻碼序列調(diào)制的方式來展寬信號(hào)頻譜3)在接收端用相關(guān)解調(diào)來解擴(kuò)3.實(shí)現(xiàn)條件由上述定義

4、可知,擴(kuò)頻技術(shù)必須滿足兩個(gè)基本要求:(1)所傳信號(hào)的帶寬必須遠(yuǎn)大于原有信息所需的最小帶寬;(2)所產(chǎn)生的射頻信號(hào)的帶寬與原有信息無關(guān)。4.工作原理擴(kuò)頻通信的一般工作原理如圖3-2所示。圖中,在發(fā)送端輸入的信息先經(jīng)過信息調(diào)制形成數(shù)字信號(hào),然后由擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號(hào)以展寬信號(hào)的頻譜。展寬后的信號(hào)再經(jīng)過射頻調(diào)制,調(diào)制到較高頻率上再發(fā)送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號(hào)經(jīng)過射頻解調(diào),恢復(fù)到中頻,然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴(kuò)頻碼序列去相關(guān)解擴(kuò)。再經(jīng)信息解調(diào),即恢復(fù)出原始信息。由此可見,—般的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)都要進(jìn)行三次調(diào)制和相應(yīng)的解調(diào)。一次調(diào)制為信息調(diào)制,二

5、次調(diào)制為擴(kuò)頻調(diào)制,三次調(diào)制為射頻調(diào)制,以及相應(yīng)的信息解調(diào)、解擴(kuò)和射頻解調(diào)。與一般通信系統(tǒng)比較,擴(kuò)頻通信多了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)兩個(gè)部分。擴(kuò)頻通信工作原理6.特點(diǎn)隱蔽性好,對(duì)各種窄帶通信系統(tǒng)的干擾很小2)頻譜利用率高,易于重復(fù)使用頻率3)抗干擾性強(qiáng),誤碼率低4)可以實(shí)現(xiàn)碼分多址5)易于數(shù)字化,能夠開展多種通信業(yè)務(wù)3.3.3擴(kuò)頻通信的性能指標(biāo)處理增益和抗干擾容限是擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的兩個(gè)重要的性能指標(biāo)。1.處理增益處理增益Gp,也稱擴(kuò)頻增益(SpreadingGain),指的是頻帶擴(kuò)展后的信號(hào)帶寬W與頻譜擴(kuò)展前的信息帶寬ΔF之比,即在擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中,接收端要進(jìn)行擴(kuò)頻解調(diào),其實(shí)質(zhì)只是提

6、取出被偽隨機(jī)編碼相關(guān)處理后的帶寬為ΔF的原始信息,而排除掉了寬頻帶W中的外部干擾、噪音和其他用戶的通信影響。因此,處理增益Gp與抗干擾性能密切相關(guān),它反映了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)信噪比的改善程度。工程上常以分貝(dB)表示,即Gp＝10lg(W／ΔF)除了系統(tǒng)信噪比改善程度之外,擴(kuò)頻系統(tǒng)的其他一些性能也大都與Gp有關(guān)。因此,處理增益是擴(kuò)頻系統(tǒng)的一個(gè)重要性能指標(biāo)。一般來講,處理增益值越大,系統(tǒng)性能越好。2.抗干擾容限抗干擾容限是指擴(kuò)頻通信系統(tǒng)在正常工作條件下可以接收的最小信噪比,即它反映的是系統(tǒng)對(duì)于噪聲的容忍情況,其定義為Mj=Gp-［(S/N)out+Ls］其中,Mj為抗干擾容限

7、;Gp為處理增益；(S/N)out為信息數(shù)據(jù)被正確解調(diào)而要求的最小輸出信噪比；Ls為接收系統(tǒng)的工作損耗。例如,一個(gè)擴(kuò)頻系統(tǒng)的處理增益為35dB。要求誤碼率小于10-5的信息數(shù)據(jù)解調(diào)的最小的輸出信噪比(S/N)out＜10dB,系統(tǒng)工作損耗Ls為3dB,則干擾容限Mj＝35-(10+3)＝22dB這說明,該系統(tǒng)能夠在干擾輸入功率電平比擴(kuò)頻信號(hào)功率電平高22dB的范圍內(nèi)正常工作,也就是說,該系統(tǒng)能夠在負(fù)信噪聲比(-22dB)的條件下,把信號(hào)從噪聲的淹沒中提取出來。由此可見,擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的抗干擾能力有多強(qiáng)。1.直接