CDMA移动通信基础.pptVIP

三、CDMA移动通信基础 3.1 一些基本概念 3.2 CDMA工作原理 3.3 功率控制技术 3.4 智能天线技术 3.5 多用户检测 3.6 分集接收技术 3.7 软件无线电 3.8 蜂窝组网技术 3.9 CDMA系统容量 3.10 CDMA中的码函数 3.1 一些基本概念 多址技术 FDMA: Frequency-Division Multiple Access TDMA: Time-Division Multiple Access CDMA: Code-Division Multiple Access SDMA: Space-Division Multiple Access 双工技术 单工通信：通信双方电台交替地进行收信和发信。 双工通信：通信双方可同时进行传输消息的工作方式 ，有频分双工（FDD）和时分双工（TDD） 半双工通信：基站全双工，移动台接收机总是工作的，发射机要按下对讲开关才工作。 3.2 CDMA工作原理 CDMA系统的每一个地址拥有唯一一个扩频码进行扩频调制，所有接入地址共享同样的频谱。码的正交性使用户彼此区分，用户可同时间同频率工作。 CDMA必须通过扩频调制来完成，而扩频调制并不意味着CDMA，这一点必须记住。在民用移动通信中，CDMA主要与DS技术相结合，构成码分多址直接序列扩频通信系统（DS-CDMA）。 3.3 功率控制技术 功率控制的目的是通过控制发射端的发射功率，有效地提高远近效应和边缘问题，同时还要减小小区之间的干扰。 功率控制方法可以从多角度划分，如果从信道角度则分为上行和下行功率控制。如果从控制环路的类型又可分为开环功率控制、闭环功率控制、内环功率控制和外环功率控制。 开环功率控制的基本原理是根据用户接收功率与发射功率之积为常数的原则，先测量接收功率的大小，并由此确定发射功率的大小。开环功率控制用于确定用户的初始发射功率，或用户接收功率发生突变时的发射功率调节。 闭环（内环）功率控制：通过对比接收功率的测量值与信干比门限值，确定功率控制比特信息，然后通过信道把功率控制比特传送到发射端，并据此调节发射功率的大小。 外环功率控制：通过计算接收误帧率来确定闭环功率控制所需的信干比门限。外环功率控制通常需要采用变步长方法，以加快上述信干比门限的调节速度。 3G的3种主流技术系统功率控制指标 3.4 智能天线技术 智能天线优势 智能天线系统 通信中采用天线阵列和先进的信号处理技术在军事上已存在许多年。 昂贵的开销限制了智能天线在民用方面的发展。 功能强大且低价的DSP、通用处理器、ASIC(专用集成电路）、全新的基于软件的信号处理算法的出现使智能天线用于商用窝蜂移动通信成为可能。 何谓“智能天线” 何谓“智能天线” 天线系统是智能的。 天线系统利用天线阵列和先进的信号处理能力，以一种自适应的、对空间方位敏感的方式来发射和接收信号。 天线系统能根据信号通信环境来自动改变辐射方向图。 智能天线系统类型 相关概念：相控天线、SDMA（空分多址）、空域处理、数字波束成形、自适应天线系统等。 智能天线系统：切换波束、自适应阵列 切换波束 自适应天线阵列 智能天线的功能 天线阵列排列 均匀线阵； 随机分步线阵； 十字阵； 圆阵； 面阵 智能天线系统结构 一般情况：基站使用智能天线系统，手持终端使用全向单天线； 基站天线阵列：倾听小区内用户的声音（上行） 向小区内特定用户讲话（下行波束成形） 空间处理接收机：可在基带数字实现 可利用模拟器件在RF或IF频率实现 3.5 多用户检测（MUD） K个用户，直接序列扩频，单径同步信道，则接收信号的基带表示为： 多址干扰 多址干扰：扩频序列不能完全正交，即互相关系数不为零；由于多径信号和来自其他小区的信号与所需信号是不同步的，异步到达的延迟和衰减的多径信号与同步到达的基本信号之间是不正交的。 多址干扰 系统容量受到限制：当系统中用户数较少时，多址干扰因伪随机码良好的互相关性而不会太严重。但随着同时接入系统用户数目的增加，多址干扰的影响也会逐渐严重起来，导致系统误码率的上升，使得系统的容量受到影响。尤其是3G系统中大容量的要求和多天线发射分集的采用，都将导致CDMA系统容量受多址干扰的严重影响。 严重影响了系统的性能：如果干扰用户比目标用户距离基站近得多，即使忽略衰落的影响，信号的路径衰耗亦与用户距基站距离的三次方成正比，这时干扰信号在基站的接收功率会比目标用户信号的接收功率大得多，在传统接收机输出中的多址干扰份量会很重，以至将目标用户的信号淹没，而出现远近效应。 多址干扰的克服 扩频码的设计：设计出一种互相关性尽可能低的工程实用码型，这在现实信道的条件下还是有可能的。 功率控制：功率控制可以有