cdma物理层
cdma扩频通讯工作原理
cdma扩频通讯工作原理CDMA（Code Division Multiple Access）是一种扩频通信技术，它的工作原理如下：1. 物理层码分多址：CDMA通过将每一个用户的信息进行编码，使其在物理层上以不同的码片序列来传输。
码片序列是一种短且快速变化的比特序列，不同用户的码片序列之间使用不同的编码方式。
这样，在同一时间、频率和空间上，多个用户可以同时传输和接收数据，各用户的信号通过码片序列进行区分。
在接收端，利用相关法则可以将自己的码片序列与接收到的信号进行匹配解码，得到用户的信息。
2. 扩频：CDMA通信中的扩频技术是指将用户的宽带信息信号转换为具有较大带宽的扩频信号，然后与码片序列进行乘积运算，实现用户信号的扩展。
扩频可以提高信号在频域上的带宽，从而增强信号的抗干扰能力。
同时，通过乘积运算可以将用户信号与其他用户信号进行隔离，实现多用户同时传输和接收的能力。
3. 功率控制：CDMA系统需要对每个用户的传输功率进行控制，以保证系统中所有用户的信号在接收端能够以相同的强度到达。
功率控制是为了解决多用户之间的干扰问题，使得不同用户在干扰环境下的接收性能得到保证。
4. 应用层调度和碰撞避免：CDMA系统中的应用层调度算法和碰撞避免机制用于确定哪个用户在特定时间和频率上进行传输。
调度算法根据用户的需求和系统资源等因素，合理地分配时间和频率资源，以优化系统性能。
碰撞避免机制用于避免不同用户在相同时间和频率上进行传输时的碰撞问题，从而避免数据丢失和信号质量下降。
总之，CDMA通过物理层码分多址、扩频、功率控制和应用层调度等技术，实现了多用户同时传输和接收的能力，提供了更高的频谱利用效率和抗干扰能力，是一种高效可靠的通信技术。
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第6章 cdma2000无线系统6.3.4 cdma2000 1x物理层基本技术cdma2000物理层标准为了实现和2G系统的兼容以及从2G到3G演进的平滑过渡，在信道调制参数和应用的无线链路技术上兼容了IS-95标准的规定，同时为了实现cdma2000所规定的高速无线数据等功能和业务，与IS-95标准相比，又增加了一些新的参数并采用了新的技术。
1．码字在cdma2000 1x中的应用在cdma2000 1x系统中应用了两种码：PN码和正交码。
其中，PN码中的短码（Short PN Code）用于区分不同的小区，长码（Long PN Code）用于区分不同的移动台。
Walsh码和准正交函数（QOF）作为正交码则用于区分不同的前向信道与反向信道。
（1）短码在CDMA系统中，使用一个15位长的移位寄存器产生的伪随机序列来区分小区，这个序列被称为短码。
15级移位寄存器的周期为215−1，人为地插入一个全“0”的状态后，所形成的序列周期为215，使码的“0”、“1”个数相等，随机性能更好。
短PN码周期为215个码片，速率为1.2288Mchip/s，用于QPSK的I、Q支路直接序列扩频，I、Q支路的直接序列特征多项式分别为P I(x)=x15+x13+x9+x8+x7+x5+1P Q(x)=x15+x12+x11+x10+x6+x5+x4+x3+1短码码长为215=32 768，因此也有215=32 768个不同的时延，但由于空间传播的时延以及多径效应，CDMA系统并不使用全部的32 768个不同的时延，而是每64chip为一初始相位，称之为短码偏置（Short PN offset），故共有32 768/64=512个短码偏置，可分配给512个基站。
不同的小区使用不同的初始相位，但所有小区的零参考点是相同的。
（2）长码在CDMA系统中，利用另一个42位长的移位寄存器来构建伪随机序列，这个序列称为长码。
cdma2000系统利用长码来区分不同的移动台。
物理层-无线信道的特征
物理层-⽆线信道的特征RSRP、SNR、BLER、MCS、CSI、CQI、SI、PMI来⾃：⽬录0. ⽆线信道的特点1. 信号的功率Power2. 功率谱密度3. 接收信号强度指⽰RSSI4. 信噪⽐SNR/SINR5. 参考信号功率RSRP6. 参考信号质量RSRQ7. 信道⽐特误码率BER8. 块误码率BLER9. 信道质量指⽰CQI（Channel Quality Indicator ）10. RI和PMI11. 调制与编码策略MCS12. 信道状态信息CSI13. 信道评估0. ⽆线信道的特点（1）电磁波在⽆线信道传输存在衰减。
（2）电磁波在⽆线信道传输存在同频率⼲扰（3）电磁波在⽆线信道传输存在多径⼲扰（4）⽆线信道是开放信道，是不可控的。
（5）同是时刻，不同频率的电磁波，在相同的三维物理空间受到衰减特性是不相同的。
（6）同是时刻，不同频率的电磁波，在相同的三维物理空间受到⼲扰特性是不相同的。
1. 信号的功率Power功率是指物体在单位时间内所做的功的多少，即功率是描述做功快慢的物理量。
功的数量⼀定，时间越短，功率值就越⼤电功率是指电流在单位时间内做的功叫做电功率。
是⽤来表⽰消耗电能的快慢的物理量，⽤P表⽰，它的单位是⽡特（Watt），简称"⽡"，符号是W。
因此，这⾥的功率，是指“电功率”的简称。
在电阻⼀定的情况下，平均功率与直流电压的关系如下：在电阻⼀定的情况下，平均功率与交流电压的关系如下：3. 接收信号强度指⽰RSSIRSSI( Received Signal Strength Indicator)在3GPP的协议中，接收信号强度指⽰（RSSI）定义为：接收宽带的总功率，包括在接收机脉冲成形滤波器定义的带宽内的热噪声和接收机产⽣的噪声。
测量的参考点为UE(⽤户设备)的天线端⼝。
即RSSI（Received Signal Strength Indicator）是在这个接收到Symbol内的所有信号（包括导频信号和数据信号，邻区⼲扰信号，噪⾳信号等）功率的平均值。
CDMA移动通信基础
CDMA移动通信基础1. 介绍CDMA（ Division Multiple Access，码分多址）是一种数字移动通信技术，广泛应用于第二代（2G）和第三代（3G）移动通信系统中。
CDMA技术采用了先进的信号处理和调制技术，能够提高信号传输效率和容量，实现更可靠的通信。
2. CDMA原理CDMA技术基于扩频技术，通过将用户信号加上特定的扩频码再进行调制发送，不同用户的扩频码相互正交，可以实现多用户传输而不干扰。
CDMA还采用了软切换和功率控制等技术，使得信号传输更加可靠和高效。
3. CDMA系统结构CDMA系统主要由以下几个组成部分构成：基站（Base Station）：负责与用户终端进行通信，进行信号的调制解调和多用户间的分配和管理。
用户终端（Mobile Station）：包括方式和数据终端等，与基站进行通信，传输用户的语音、数据等信息。
控制器（Controller）：负责对基站和用户终端进行管理和控制，实现系统的整体协调和优化。
移动交换中心（Mobile Switching Center）：负责处理跨网络的通信和连接，实现用户的呼叫转移等功能。
4. CDMA优势CDMA技术相比其他移动通信技术具有以下优势：多用户接入：CDMA技术能够实现多用户接入而不干扰，提高了系统的容量和效率。
抗干扰能力强：CDMA技术采用了扩频技术，能够有效抵抗多径传播和其他干扰。
隐私保护性能好：CDMA技术采用了特定的扩频码对用户信号进行加密，保护用户通信的隐私。
调度灵活性高：CDMA技术能够灵活地对用户进行分配和调度，优化系统资源的利用。
5. CDMA在移动通信中的应用CDMA技术在移动通信中得到了广泛的应用：第二代（2G）CDMA系统：以IS-95标准为代表，提供了CDMA2000 1X、CDMA2000 1xEV-DO等多种技术，实现了语音和数据的传输。
第三代（3G）CDMA系统：以CDMA2000 3X标准为代表，提供了更高的数据传输速率、更丰富的业务和更好的系统性能。
移动通信理论与实战第3章 移动通信的物理层处理技术
分集技术
概念
多路不相关的衰落路径传送相同的信号并合并
目标：
降低多径衰落的影响，改善传输的可靠性
技术的关键问题：
如何得到（产生）多路信号? 如何合并多路信号?
本质：
对同一信号在不同时间、频率、空间、极化方向的过采样
分集原理
各独立信号传播路径同时经历深度衰落的概率很低
所谓分集接收，是指接收端对它收到的多个衰落特性互相独 立(携带同一信息)的信号进行特定的处理，以降低信号电平 起伏的办法。
OQPSK
I信道和Q信道的两个数据流，每次只有其中一个可能发生极性 转换。输出的OQPSK信号的相位只有±π跳变，而没有π的相位跳变， 则经滤波及硬限幅后的功率谱旁瓣较小。
QAM
MQAM正交振幅调制
一种幅度和相位联合键控的调制方式
sMQAM
Amcosct B m sinct
Am Bm
空空山山不不见见人人 但但闻闻人人语语声声 返返景景入入深深林林 复复照照青青苔苔上上
？？？？
传输
空但返复空但返复 山闻景照山闻景照 不人入青不人入青 见语深苔见语深苔 人声林上人声林上
突发错误
解码
空空山？？不见见人？ 但但闻？？人语语声？ 返返景？？入深深林？ 复复照？？青苔苔上？
去交织
空但返复空但返复 山闻景照？？？？ ？？？？不人入青 见语深苔见语深苔 人声林上？？？？
信道编码
作用：
增加符号间的相关性，以便在受到干扰的情况下恢复信号
差错控制方式
检错重发（ARQ）：只检不纠，错则重传 需要反馈信道，译码设备简单，对突发错误和信道干扰较严重时有 效，但实时性差，主要应用在计算机数据通信中。
前向纠错（FEC）：自动纠错，能力有限 单向传输，实时性好，传输效率高，但译码设备较复杂。这种纠错 方式广泛应用于移动通信设备中
CDMA原理介绍
1xEV-DO FL
Time
* e.g. for MUP or BCMCS
前向帧结构
• Forward physical layer channel 前向物理层信道 – Identical to IS-95/1X – Code spread at 1.2288 Mcps
• Only one Physical channel 仅有一个物理信道 • Physical channel is divided into frames of 26.6 msec duration
9.6kbit/s的速率传送接入信道物理层数据分组。
接入信道发送方式
• 接入过程由单个或多个接入探针构成，接入探针由接入信道前缀和多 个接入信道数据分组组成，在前缀部分只发送导频信道，在数据部分 同时发送导频信道和数据信道。发送前缀时的导频功率高于发送数据 时的导频功率。AT利用接入信道向基站发送请求或响应消息。
Platinum Multicast
(OFDM)
2006
2007
1xEV-DO – B (1.25 – 20 MHz)
DL: 3.1 - 73 Mbps UL: 1.8 - 27 Mbps2
1xEV-DO –C (1.25 – 20 MHz)
DL: 70 - 200 Mbps UL: 30 – 45 Mbps4
M A C信道
• MAC信道由三个子信道组成：RA信道、DRCLock信道、 RPC信道。其中DRCLock信道与RPC信道时分复用后， 与RA信道再码分复用。
M A C信道： RA信道
• 传送系统的反向负载指示 • RA信道发送RAB比特（Reverse Activity Bit) • RAB为“1”表明扇区反向链路忙 • RAB为“0”表明扇区反向链路闲 • AT通过监视RA信道可以动态调整自己的反向发送速率
CDMA协议概述
CDMA协议概述1.主要概念：扩频：将信息的频谱展宽后进行传输的技术。
●理论基础：C =B log2(1+S/N)SHANNONC-信道容量B-信道带宽S-信号平均功率N-噪声平均功率即：S/N不变的情况下，提高B，可以增大C。
●扩频通信的优点：抗干扰具有减小多径干扰的能力多个用户同时占用相同频带隐蔽性和保密性好2.CDMA协议空中接口标准的发展IS-95-A：语音；9.6kbit/sIS-95-B：语音；115.2kbit/scdma20001x：高语音容量；153kbit/s分组数据；后向兼容1xEV-DO：2.4Mbit/s分组数据；独立载波1xEV-DV：高语音和数据容量；后向兼容cdma2000 3xMC：（将3个1.25MHz载波捆绑在一起使用）高容量话音；384＋kbit/s分组数据；后向兼容●IS95系列：IS95A，TSB74北美第二代移动通信系统标准之一主要支持语音业务使用8K/13K/EVRC话音编码器在蜂窝系统中，容量一般约22－25用户/载频/扇区各国使用频率不完全相同IS95B支持语音和分组数据业务将多个普通业务信道捆绑在一起，提供较高的数据速率改善信道接入、切换等部分，以提高接通率，减少掉话●IS2000系列：cdma2000 Release0，cdma2000 ReleaseA，B，C由3GPP2标准化反向导频，反向相干解调前向快速功率控制，传输发射分集Turbo码对话音业务容量提高约一倍，45用户/载频/扇区支持数据业务，速率可以达到：144kbps～307kbps从cdmaOne系统平滑过渡cdma2000系统一个载波的带宽为1.25MHz。
如果系统分别独立使用每个载波，则被叫做1x 系统；如果系统将3个载波捆绑使用，则叫做3x系统。
注：cdma2000的Release通常仅指空中接口和A接口，而核心网和重要功能实体（如短消息、智能网等）都是独立的。
所以cdma2000标准的演进与这些独立的模块无关，可以平滑演进。
WCDMA的信道结构
DPDCH DPCCH CCPCH SCH AICH CPICH
物理信道
上行物理信道
下行物理信道
上行专用物理信道: DPDCH DPCCH
上行公用物理信道: PRACH PCPCH
下行专用物理信道: 下行公用物理信道:
DPDCH
CCPCH
DPCCH
SCH
PDSCH
PICH
AICH
频率的载波工作的双工模式。 TDD：上行和下行链路采用两个不同
时隙来区分、在相同的频段上工作的双 工模式，即上、下行链路的信息是交替 发送的。
2.1 信道分类
从不同协议层次上看，信道分三类：
逻辑信道 传输信道 物理信道
WCDMA传输信道
公共信道 包括:广播信道BCH、 前向接入信道 FACH、 寻呼信道PCH、随机接入信道RACH、下行 共享信道DSCH、公用分组信道CPCH。
CPICH
W-CDMA 的物理信道分类
专用信道 仅有一种：DCH，用来给特定的UE传送数 据或控制信息
公共传输信道分类
广播信道
广播小区信息
BCH 前向接入信道 系统知道 UE 所处小区时，给 UE 传
FACH 送控制信息，可以用波束传输
寻呼信道 PCH 系统不知 UE 所处何处，在整个小区
中发送给 UE 控制信息。
随机接入信道 传送来自用户的控制信息，有可能发
RACH 生碰撞。
公共分组信道 上行传输数据量较小的分组
CPCH 下行共享信道 几个 UE 共享的下行信道，只有数据，
DSCH 无控制信息。必须Байду номын сангаас DCH 相关联。
物理信道(上行)
上行信道
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标题：CDMA物理层的关键技术：无线通信中的频分多址接入
CDMA（码分多址）是一种无线通信技术，广泛应用于蜂窝网络中。
在CDMA物理层，频分多址接入（FDMA）是一种重要的技术，它允许多个用户在同一频带内同时通信。
FDMA的基本原理是将整个频带分成若干个小的频带，每个用户分配一个特定的频带进行通信。
由于CDMA信号在发送前已经被编码和调制，因此每个用户可以在分配的频带内独立发送自己的信号，而不影响其他用户的信号。
这使得CDMA系统能够有效地利用有限的频带资源。
在CDMA物理层中，另一个关键技术是扩频通信。
扩频通信是将传输信号的带宽扩展到远大于信息所需要的数据传输速率。
这种技术有助于增加系统的抗干扰性，减少信号干扰，并提供更好的安全性。
在CDMA系统中，扩频技术使得每个用户信号在发送前被扩展到一个很宽的频带上，这有助于增加系统的容量和可靠性。
此外，CDMA物理层还包括调制和解调技术。
调制技术用于将用户数据转换为适合在无线信道上传输的形式，而解调技术则用于从接收到的信号中恢复出原始数据。
在CDMA系统中，常用的调制技术包括QPSK（四相相移键控）和QAM（正交幅度调制），这些技术能够提供更高的数据传输速率和更好的性能。
总的来说，CDMA物理层的关键技术包括频分多址接入、扩频通信、调制和解调技术等。
这些技术共同确保了CDMA系统的可靠性和性能，使其成为无线通信领域的重要技术之一。