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CDMA系统综述,魏晓燕 内部交流资料,1,CDMA发展,ITU对第三代陆地移动通信系统的基本要求是：在室内、手持机及移动三种环境下，支持话音和各种多媒体数据业务（速率达2 Mb／s），实现高质量、高频谱利用率、低成本的无线传输技术以及全球兼容的核心网络第三代的主要特征是可提供移动多媒体业务，其中高速移动环境 支持144kb/s，步行慢速移动环境支持384kb/s，是室内支持2Mb/s的数据传输下面简要介绍现在的主要CDMA制式：IS 95 CDMAW-CDMACDMA2000TD-SCDMA,2,WCDMA（UTRA FDD）,主要由欧洲ETSI和日本ARIB提出，系统的核心网基于GSM-MAP ；支持宽带业务，可有效支持电路交换业务（如PSTN、ISDN网）、分组交换业务（如IP网） 采用DS-CDMA多址方式，码片速率是3.84Mcps，载波带宽为5MHz系统不采用GPS精确定时 ；WCDMA采用精确的功率控制，包括基于SIR的快速闭环、开环和外环三种方式3,CDMA2000,由美国TIA TR45.5向ITU提出的RTT方案，其核心是由Lucent、Motorola、Nortel和Qualcomm联合提出的Wideband cdmaOne技术 ；cdma2000的一个主要特点是与现有的TIA/EIA-95-B 标准向后兼容 ，可实现在从IS-95B系统的基础上平滑地过渡 ；cdma-2000采用MC-CDMA（多载波CDMA）多址方式，可支持话音、分组数据等业务 ；cdma2000采用的功率控制有开环、闭环和外环三种方式 。

4,SD-SCDMA,目前实际上包括了低码片速率TD-SCDMA和高码片速率UTRA TDD(TD-CDMA)两个技术 ，码片速率3.84Mcps和1.28Mcps(3.84Mcps的1/3)；与WCDMA和CDMA2000不同，SD-SCDMA采用TDD 双工方式；能使用各种频率资源，不需要成对的频率 ；适用于不对称的上下行数据传输速率，特别适用于IP型的数据业务 5,三种多址方式及其优缺点,FDMATDMACDMA (Code Division Multiple Access),6,三种多址方式及其优缺点（续）,TDMA和FDMA的缺点无论是FDMA还是TDMA都是在有限的时间隙或频点上通信，容量受限，频谱利用率低，相同频率在相邻小区不能使用7,三种多址方式及其优缺点（续）,CDMA的优点频谱利用率高，频率复用系数为1宽带扩频通信，所传信号带宽远大于所传信息带宽，具有抗干扰、保密性好的特点是一个自扰系统，软容量，可以通过降低通话质量来加大容量采用了一系列新技术，如软切换、可变速率语音编码器、先进的功率控制、RAKE接收机等与模拟兼容,8,我国CDMA系统所占的频率,目前中国联通使用的上行频率是825-835MHz，中心频点是833.49MHz，下行是870-880MHz，中心频点是878.49MHz。

前向和反向的频率相差45MHz 在IS95中，CDMA载波频带中心频率用AMPS的信道表联通网共有7个可用CDMA频道CDMA基本频道为AMPS的283号频道(833.49MHz)，第二CDMA频道为242号(832.26MHz)扩展CDMA频道依次为201号(831.03MHz)、160号(829.80MHz)、119号(828.57MHz)、78号(827.34MHz)和37号(826.11MHz)9,CDMA的特点,1.25M宽带信号通过伪随机噪声扩频载波进行扩频通信，将信号能量在宽频带里实现，限制了频率的选择性衰落10,CDMA的特点（续）,高冗余度的纠错编码技术，实现时间分集,11,CDMA的特点（续）,BTS的两副接收天线和MS、BTS的RAKE接收机技术，实现空中分集BTS可实现解调四个多径信号（最多可12个解调器同时解调同一反向信道），进行矢量合并，再采用数字判决恢复信号；MS可实现三个多径信号进行矢量合并，再采用数字判决恢复信号；在处于三方切换区时，前向采用解调从不同基站来的信号，获得不同基站的功率控制比特，使自身发射功率总处于最低状态，减少系统的干扰12,CDMA的特点（续）,WALSH函数64阶的正交矩阵，分为WALSH0至WALSH63，被用于区别不同的前向信道类型。

PN短码由15位移位寄存器长生的M序列，长度为215 -1，共有512个相位应用： 前向被用来正交调制，用不同相位来区别不同的基站或扇区反向被用来正交调制，因反向不必识别基站，所以所有移动台使用相位偏置为0的M序列13,CDMA的特点（续）,PN长码是由42位的移位寄存器长生，长度为242 -1应用：反向进行直接扩频，区别每一个用户，每个用户被分配一个M序列的相位，重复周期为41天格式：接入信道：M41~M33 ---- 110001111M32~M28 ---- 所选的接入信道号M27~M25 ---- 移动台所属的寻呼信道的寻呼信道号M24~M9 ---- 基站的识别码M8~MO ---- 当前CDMA信道的Pilot_PN值业务信道：公用长码掩码：1100011000+ESN重新排列专用长码掩码：属于保密算法,14,CDMA的特点（续）,高速、精确的功率控制：前向功率控制基站根据移动台提供的测量结果，调整对每个移动台的发射功率反向开环功率控制仅由移动台参与的，根据小区中所接收功率的变化迅速调节发射功率；目的是试图使所有移动台发出的信号在到达基站时有相同的标称功率。

调整范围为+ -32dB反向闭环功率控制由移动台和基站同时参与的，目的是使基站对移动台的开环功率估计迅速作出纠正，解决前向和反向链路间的增益容许度和传输损耗不一样的问题调整范围为+-24dB15,CDMA的特点（续）,软切换技术当移动台需要和新的基站通信时，并不先中断与原基站的联系只发生在相同频率CDMA信道间的切换其主要优点有：无缝切换，保持通话的连续性；减少了掉话的可能性；处于切换区的移动台发射功率降低，有利于增加反向容量；其缺点有：导致信道卡的增加；降低了前向容量；但由于CDMA前向容量大于反向容量，所以不会导致整个系统的容量降低；,16,CDMA的空中信道,物理信道和逻辑信道前向信道导频信道；以Walsh(0)为地址码发送全“0”信号，其中包含引导PN序列相位偏移量和频率基准信息由此，在CDMA系统中，频率分配转变为导频PN序列偏置规划问题同步信道：以Walsh(32)作为地址码，以1200bit/s速率进行发射信道发送的信息包含系统时间、导频偏置、寻呼信道速率(9600 bit/s，4800bit/s) 寻呼信道：寻呼信道以Walsh(1—7)作为地址码，分为若干寻呼信道时隙。

前向业务信道：用除Walsh(0—7、32)外的Walsh码为地址码，以(9.6kbit/s、4.8kbit/s、2.4kbit/s、1.2kbit/s)可变速率传送经用户独有的长伪随机码变换的语音、数据信息17,CDMA的空中信道（续）,反向信道：反向信道是指移动台到基站的无线信道它利用具有不同相位偏移量的长PN序列码作为地址，而此偏移量由代表信道或用户特征的掩码决定，因此CDMA系统允许多用户共享频道在一个CDMA频道中，接入信道最多32个，最少0个；反向业务信道最多64个，最少32个接入信道：由不同的接入信道长码相位偏移量识别接入信道以4800bit/s 的固定速率发送信息每个接入信道对应正向信道中的一个寻呼信道，但每个寻呼信道可以对应多个接入信道反向业务信道：以用户的特征(串号)来确定不同用户的长码相位偏移量，以此来区分不同用户的业务信道移动台在反向业务信道上以(9.6kbit/s、4.8kbit/s、2.4kbit/s、1.2kbit/s)可变速率传递数据信息,18,。