码分多址移动通信系统的信道容量
CDMA技术介绍
CDMA技术介绍1 CDMA的概念CDMA是码分多址的英文缩写（Code Division Multiple Access）。
在移动通信系统中，由于许多移动台要同时通过一个基站和其它移动台进行通信，因此必须对不同的移动台和基站发出的信号赋予不同的特征，以使基站能从众多的移动台信号中分辨出是哪个移动台发出的信号，同时各个移动台也能识别出基站发出的多个信号中哪一个是属于自己的，解决该问题的办法称为多址方式。
多址方式的基础是信号特征上的差异。
有了差异才能进行识别，能识别了才能进行选择。
一般情况下，信号的这种差异可以体现在某些参数上，如信号的工作频率、信号的出现时间以及信号所具有的特定波形等。
因此就产生了以下几种多址方式：FDMA（频分多址）－不同用户分配在时隙（出现时间）相同、工作频率不同的信道上；TDMA（时分多址）－不同用户分配在时隙不同、频率相同的信道上；CDMA（码分多址）－各个用户分配在时隙和频率均相同的信道上，以伪随机正交码（PN码）序列来区分各用户。
对于移动通信网络而言，由于用户数和通信业务量激增，一个突出的问题是在频率资源有限的条件下，如何提高通信系统的容量。
由于多址方式直接影响到移动通信系统的容量，所以采用何种多址方式，更有利于提高这种通信系统的容量，一直是人们非常关心的问题，也是当前研究和开发移动通信的热门课题。
经过多年的理论和实践证明，三种多址方式中：FDMA方式用户容量最小，TDMA方式次之，而CDMA方式容量最大。
CDMA对每个用户信号实现带宽扩展。
CDMA技术的最早应用是在军事通信领域，而对其在移动通信中应用的重视，始于80年代末期。
理论表明CDMA 系统扩频信号的强抗扰特性，可用来提高系统容量。
此外功率控制、话音激活、无线分区、纠错编码也可用在CDMA系统中以增加系统容量，其容量将比现有的FDMA方式大20倍，比TDMA方式大4倍，进而为CDMA技术在移动通信领域开辟了广阔的应用前景。
1-2第三代移动通信技术的关键技术
学习目标：1、了解移动通信信道2、初步掌握扩频通信系统的技术特点3、了解数字调制技术、信源编码技术、信道编码技术4、了解功率控制技术、发送接收技术、蜂窝组网技术随着社会的不断进步、经济的飞速发展，对信息传输的需求越来越大，信息传输在工作、生活中的作用也越来越重要，“社会需求就是科学与技术发展的动力”，现代移动通信在经历了第一代模拟通信系统和第二代数字通信系统（以GSM和窄带CDMA为代表）之后，为适应市场发展的要求，由国际电信联盟（ITU）主导协调，自1996年开始了第三代（3G）宽带数字通信系统的标准化进程。
3G系统采用了无线宽带传输技术、复杂的编译码技术、调制解调技术、快速功率控制技术、多用户检测技术、智能天线技术、蜂窝组网技术等。
2.1 移动通信信道信道是信号的传输介质，可分为有线信道和无线信道两类。
移动通信中的各种新技术，都是针对无线信道的特点，优化解决移动通信中的有效性、可靠性和安全性。
从移动通信信道中的电波传播来看，可分为以下几种形式：（1 ）直射波（2 ）反射波（3 ）绕射波（4 ）散射波2.1.2 接收信号的4种效应移动通信信道有3个主要特点：信号传播的开放性，接收点地理环境的复杂性和多样性，以及通信用户的随机移动性。
无线电波有3种主要传播形式：直射、反射、绕射，在它们的共同作用下，接收信号具有4种主要效应：阴影效应、远近效应、多径效应和多普勒效应。
（1）阴影效应（2）远近效应（3）多径效应（4）多普勒效应图2-1 多径效应图2-2 多普勒效应2.1.3 接收信号的3类损耗在移动通信信道的3个主要特点和无线电波传播的3种主要形式的共同作用下，接收信号又具有3类不同层次的损耗：路径传播损耗、大尺度衰落损耗和小尺度衰落损耗。
（1）路径传播损耗（2）大尺度衰落损耗（3）小尺度衰落损耗图2-3 大尺度衰落和小尺度衰落2.1.4 移动通信中的噪声和干扰在移动通信中，严重影响移动通信系统性能的主要噪声和干扰可分为四类：加性白高斯噪声（Additional White Gauss Noise，AWGN）、符号间干扰（Intersymbol Interference，ISI）、多址干扰（Multiple Access Interference，MAI）和相邻小区（扇区）干扰（Adjacent Cell (Sector) Interference，AC(S)I）。
三种主流3G标准概述
三种主流3G标准概述与前两代系统相比，第三代移动通信系统的主要特征是可提供丰富多彩的移动多媒体业务，其传输速率在高速移动环境中支持144kb/s，步行慢速移动环境中支持384kb/s，静止状态下支持2Mb/s。
其设计目标是为了提供比第二代系统更大的系统容量、更好的通信质量，而且要能在全球范围内更好地实现无缝漫游及为用户提供包括话音、数据及多媒体等在内的多种业务，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。
目前国际电联接受的3G标准主要有以下三种：WCDMA、CDMA2000与TD-SCDMA。
CDMA是Code Division Multiple Access（码分多址）的缩写，是第三代移动通信系统的技术基础。
第一代移动通信系统采用频分多址（FDMA）的模拟调制方式，这种系统的主要缺点是频谱利用率低，信令干扰话音业务。
第二代移动通信系统主要采用时分多址（TDMA）的数字调制方式，提高了系统容量，并采用独立信道传送信令，使系统性能大为改善，但TDMA的系统容量仍然有限，越区切换性能仍不完善。
CDMA系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显示出巨大的发展潜力。
1.1 WCDMA概述全称为Wideband CDMA，中文译名为“宽带分码多工存取”，这是基于GSM网发展出来的3G技术规范，是欧洲提出的宽带CDMA技术，它与日本提出的宽带CDMA技术基本相同，目前正在进一步融合。
该标准提出了GSM（2G）—GPRS—EDGE—WCDMA（3G）的演进策略。
GPRS是General Packet Radio Service（通用分组无线业务）的简称，EDGE是Enhanced Data rate for GSM Evolution（增强数据速率的GSM演进）的简称，这两种技术被称为2.5代移动通信技术。
目前中国移动正在采用这一方案向3G过渡，并已将原有的GSM网络升级为GPRS网络。
tdma和fdma,cdma,sdma的信道容量
TDMA（时分多址）、FDMA（频分多址）、CDMA（码分多址）和SDMA（空分多址）是无线通信中常用的多址技术。
这些技术在分配资源和管理信道上各有特点，通过对比分析它们的信道容量，可以帮助我们更好地理解和应用这些多址技术。
本文将从信道容量的角度出发，分别对TDMA、FDMA、CDMA和SDMA进行分析，并在最后对比它们的优缺点。
一、TDMA的信道容量1. TDMA（时分多址）是一种基于时间的多址技术，它将时间分割成若干个时隙，每个用户在不同的时隙进行通信。
这样可以有效地避免用户之间的干扰，提高信道的利用率。
2. TDMA的信道容量受到两个主要因素的影响：时隙数量和用户数。
在理想情况下，如果时隙数量足够多，用户数相对较少，TDMA的信道容量可以达到很高。
3. 在实际应用中，TDMA系统通常会根据用户数量动态地分配时隙，以适应不同用户的通信需求。
这种动态的时隙分配能有效提高系统的容量和效率。
二、FDMA的信道容量1. FDMA（频分多址）是一种基于频率的多址技术，它将频谱分割成若干个子频带，不同用户在不同的子频带上进行通信。
这样可以避免用户之间的频谱重叠，提高信道的利用率。
2. FDMA的信道容量受到两个主要因素的影响：子频带的数量和用户数。
在理想情况下，如果子频带数量足够多，用户数相对较少，FDMA的信道容量可以达到很高。
3. 与TDMA类似，FDMA系统通常也会根据用户数量动态地分配子频带，以适应不同用户的通信需求。
这种动态的频谱分配能有效提高系统的容量和效率。
三、CDMA的信道容量1. CDMA（码分多址）是一种基于码型的多址技术，它通过在发送端用不同的扩频码来区分不同用户的信号，从而实现多用户同时并行通信。
2. CDMA的信道容量与扩频码的性能和用户数有关。
在CDMA系统中，如果扩频码的性能足够优秀，用户数相对较少，那么系统的信道容量可以达到很高。
3. CDMA系统在实际应用中通常会采用功率控制、扩频码动态分配等技术来提高系统的容量和效率。
移动通信系统CDMA技术
引言20 世纪70 年代末第一代移动通信系统面世以来，移动通信产业一直以惊人的速度迅猛发展。
其中码分多址移动通信以其容量大、频谱利用率高等诸多优点，显示出强大的生命力，引起人们的广泛关注，成为第三代移动通信的核心技术。
CDMA 是当今通信界关注的大热点。
CDMA 是当前公认的一种国际标准技术。
它具有频谱利用率极高和通信质量好等一系列显著优点。
CDMA 为解决频率资源非常紧缺这一当前移动通信技术发展中最关键的问题提供了理想途径，为移动通信提供了质量最高,成本效益最好的方案，成为最受设备制造商青睐的一种通信方式。
CDMA 适用于各种移动通信，已被公认为是移动通信的发展方向。
CDMA 不仅是当今最先进和最具市场潜力的通信技术，而且是一种跨世纪的技术。
第一章绪论1.1移动通信的发展史移动通信的发展相继起步于海、路、空的研究领域，大体经历了三个阶段。
从初期的军事移动通信阶段，发展到民用专业移动通信阶段，19 世纪70 年代末国际上出现的蜂窝汽车电话标志着公众移动通信新阶段的到来，历经10 年才日益成熟起来。
从此，移动通信的制造业和运营业进入了空前发展的阶段。
80年代，随着各种蜂窝系统在各国的应用，制式也五花八门，不能兼容互通，适应不了欧洲共同体的发展需求，于是开发了GSM 数字蜂窝系统。
美国从扩容和兼容的观点开发了可采用TDMA 技术的D-AMPS数字蜂窝系统。
为进一步扩大容量，采用CDMA 技术的数字蜂窝系统得以问世。
1.2移动通信的发展现状近20 年来，移动通信在微电子技术基础上与计算机技术密切结合，正在产生革命性飞跃，各种新技术层出不穷，一代又一代的新系统不断涌现，短短20 年间，第一代移动通信已经得到广泛应用，第二代移动通信系统正日益普及，并且已经第一代模拟系统，第三代移动通信系统（IMT-2000 ）即将进入大规模商用化阶段。
总之，移动通信技术正在以前所未有的速度向前迈进，预计到2010 年，在所有通信设备中移动通信设备将居于首位[1]。
移动通信的演变过程
移动通信的演变过程移动通信的演变过程1.介绍移动通信是指利用移动设备进行语音、数据和多媒体传输的通信方式。
这种通信方式已经经历了多次演变，从最初的1G模式发展到现在的5G模式。
本文将详细介绍移动通信的演变过程。
2.第一代移动通信（1G）第一代移动通信是指使用模拟信号进行通信的时代，其代表是AMPS（Advanced Mobile Phone System）。
1G时代的移动通信主要面向语音通信，具有较低的通信质量和容量限制。
2.1 AMPS系统AMPS是北美地区最早的1G移动通信系统，它使用了频分多址技术（FDMA）将频段划分为多个通话通道，每个通信通道只能支持一个用户进行通信。
2.2 法律名词及注释FDMA（频分多址）：一种通信技术，通过将频段划分为不同的通话通道，使每个通信通道只能支持一个用户进行通信。
3.第二代移动通信（2G）第二代移动通信的代表是数字蜂窝系统，其中最著名的是GSM （Global System for Mobile Communications）。
2G时代的移动通信开始支持数据传输，并且通信质量和容量有了显著的提升。
3.1 GSM系统GSM是一种全球通用的2G移动通信标准，它采用了时分多址技术（TDMA），将时间划分为多个时隙，并使得每个时隙可以支持多个用户进行通信。
3.2 法律名词及注释TDMA（时分多址）：一种通信技术，通过将时间划分为多个时隙，使得每个时隙可以支持多个用户进行通信。
4.第三代移动通信（3G）第三代移动通信引入了宽带数据传输和多媒体服务，代表技术是CDMA2023和WCDMA。
3G时代的移动通信支持高速的数据传输和更丰富的多媒体功能。
4.1 CDMA2023系统CDMA2023是一种采用CDMA技术的3G移动通信系统，它提供了更高的传输速率和更好的语音质量。
4.2 WCDMA系统WCDMA是一种基于CDMA技术的宽带无线通信技术，它支持更高的数据传输速率和更好的信道容量。
现代通信原理考题题解-浙江大学
参考样卷1（一） 填空题 (每空5分)1．根据仙农信道容量公式，信道频带宽度可以和信噪比 互换，无限增加信道带宽，能否增大信道容量否2．目前我国移动通信中有下列三种多址方式，频分多址FDMA ，时分多址TDMA ，码分多址CDMA 。
模拟移动通信采用FDMA 多址方式，全球通GMS 采用TDMA 多址方式。
3．已知下列两个码组，C1=（10110），C2-（01000）C2 码组的重量W （C2）=1，C1，C2两码组之间的距离（码距）为W （C1，C2）=4。
4．调频信号鉴频解调器输出噪音功率谱的形状是和频率有抛物线形状关系 ，改善调频系统信噪比的简单方法是预加重和去加重 。
5．数字复接中，帧同步码的作用是 接收端识别出帧同步码后，即可建立正确的路序。
；二次群准同步复接中，塞入码的作用是 调整码速 。
6．在语音信号脉冲编码调制中，采用非均匀量化的目的是降低信息速率，压缩传输频带。
（P129）我国的脉冲编码调制系统，采用哪种对数压缩特性A 率对数压缩特性。
7，设语音信号的最高频率为, 则双边带调幅信号带宽为，调频指数为10的调频信号的带宽为KHz f m FM 8.74)1(2=+β。
8. 计算机局域网（以太网）中采用的数字基带信号的码型为曼切斯特码（数字双相码），与AMI 码相比，HDB3码的主要优点是便于定时恢复。
9．在数字调制性能评价时，常用到Eb/N0，其含义是比特平均能量噪音单边功率密度比，BPSK 与QPSK 调制在相同Eb/N0时误比特率相同，这是否意味相同信息速率时两者信噪比相同不同。
10．多进制数字调制中，基带信号常采用格雷码，其目的是减少解调误码率，设QPSK 信号的0相位对应的格雷码为00，分别给出90，180，270 相位对应的格雷码。
01，11，10。
（二）问答题1． （10分）数据通信开放系统互联模型的七层协议是什么内容调制解调器属于哪一层 答：数据通信开放系统互联模型的七层协议是物理层，链路层、网络层、运输层——低层会晤层、表示层、应用层——高层, 调制解调器属于物理层。
CDMA技术原理及主要特点
CDMA技术原理及主要特点CDMA是Code Division Multiple Access的英文缩写，中文翻译为码分多址。
CDMA是用于数字蜂窝移动通信的一种先进的无线扩频通信技术，它能满足近年来运营者对大容量、廉价、高质量的移动通信系统的需求。
CDMA中的多址可以被理解为一个滤波问题，多个用户同时使用同一频谱，然后采用不同的滤波器和处理技术，将不同用户的信号互不干扰地接收和解调出来。
移动通信一般采用三种多址方式：FDMA（频分多址）、TDMA（时分多址）和CDMA（码分多址）。
FDMA就是信号功率被集中在频域中一个相对的窄带中传输，不同信号被分配到不同频率的信道里，发往和来自邻近信道的干扰用带通滤波器限制，这样在规定的窄带里只能通过有用信号的能量，而任何其他频率的信号被排斥在外。
模拟的FM蜂窝系统采用的就是FDMA方式。
TDMA就是一个信道由一连串周期性的时隙构成，不同信号的能量被分配到不同的时隙里，利用定时选通来限制邻道的干扰，从而只让在规定时隙中有用的信号能量通过。
现在使用的TDMA蜂窝系统实际上都是FDMA和TDMA的组合。
CDMA 就是每一个信号被分配一个伪随机二进制序列进行扩频，不同信号的能量被分配到不同的伪随机序列里。
在接收机里，信号用相关器加以分离，相关器只接收选定的二进制序列并压缩其频谱，将有用信号的信息识别和提取出来。
CDMA技术作为一种抗干扰的通信手段，很早就在军事通信中得到了应用，但是将CDMA技术应用于民用的数字蜂窝移动通信系统，还是80年代末才由美国Qualcomm公司实现的。
QCDMA系统中采用了许多先进的技术从而保证了系统性能的优势，其标准称为IS-95系列，包含多个标准。
多径衰落是移动通信系统需要克服的主要问题，CDMA系统采用了多种形式的分集，从而很好地解决了这一问题。
CDMA系统采用符合交织、检错和纠错编码等方法实现了时间分集；CDMA系统的信号带宽是1.25MHz，起到了频率分集的作用；基站使用多付接收天线，基站和移动台都使用了Rake 接收机技术，软切换时，移动台和基站同时联系，从中选取最好的信号送给交换机，从而起到了空间分集的作用。
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码分多址移动通信系统的信道容量
随着移动通信技术的飞速发展，数字通信系统逐渐成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。
在数字通信系统中，码分多址（Code Division Multiple Access，简称CDMA）移动通信系统因为其良好的性能和大容量的优点，逐渐成为了现代移动通信系统的主要技术之一。
本文将会从CDMA移动通信系统的信道容量这一角度，对其原理、特点、业界应用以及未来发展进行详细探讨。
1. CDMA移动通信系统的原理
CDMA移动通信系统采用的是码分多址技术，通过使用独立的扩频码对数据进行编码，并使用相同的频段来传输多个用户的信号，从而实现了多用户同时传输的能力。
由此可见，CDMA移动通信系统的原理非常简单，通过将不同用户的信号加以编码后，使用同一频段来进行传输，从而避免了经典模拟通信系统中的频带分割，并且能够充分利用频率资源。
2. CDMA移动通信系统的特点
CDMA移动通信系统的最大特点是其大容量和高效率。
由于采用了码分多址技术，CDMA移动通信系统可以将多个用户的信号同时传输，从而使得系统的容量大增。
此外，
CDMA移动通信系统中采用的是低功率传输方式，因此在保证通信质量的前提下，可以充分节省系统能耗。
另外，CDMA移动通信系统还具有防干扰能力强、语音质量好且拥有较高的密钥传输安全性等优点。
由于CDMA移动通信系统的调制方式与GPS卫星定位系统相同，因此在室内等信号底噪较强的环境中，CDMA移动通信系统的性能表现也非常突出。
3. CDMA移动通信系统的业界应用
CDMA移动通信系统在业界的应用非常广泛。
曾经，CDMA移动通信系统是美国移动通信市场的主流技术，并且在亚太地区、欧洲和非洲等地区也广泛应用。
目前，在全球范围内，CDMA移动通信系统已经成为了主流的移动通信技术之一，其中，由中国移动推出的3G CDMA2000 WCDMA （Wideband Code Division Multiple Access，宽带CDMA）网络，是世界上使用最为广泛的3G移动通信技术之一。
4. CDMA移动通信系统的未来发展
随着移动通信市场的不断发展和竞争加剧，CDMA移动通信系统也在不断发展和完善。
从应用中。
CDMA移动通信系统仍将继续发挥其独特的优势，为用户提供更加优秀的网络服务质量和更高的网络使用效率。
未来，随着5G时代的到来，CDMA技术也将逐渐趋于成熟和完善。
CDMA 2000将进一步升级为4G技术，以提供更高的网络速率和更大的传输容量，为5G时代的到来做好充分准备。
结合先进的通信技术，如天线阵列、多路径利用等，并采用更优化的网络架构，CDMA移动通信系统的容量和性能将逐渐逼近理论极限，为全球移动通信用户提供更高效、更可靠和更安全的移动通信服务。
综上所述，CDMA移动通信系统以其大容量、高效率、防干扰和安全性强等优点在移动通信领域中表现突出，并且未来在5G时代的到来中也将持续发挥其重要作用。
从理论上讲，CDMA移动通信系统具有无限制的容量和实时性，将会在移动通信技术的发展历程中扮演着举足轻重的角色。