CDMA 基本原理解析
CDMA原理
1、CDMA原理图2、编码技术2-1信源编码2-1-1信源编码的目的是通过压缩编码来去掉信号源中的冗余成分，以达到压缩码率和带宽，实现信号的有效传输；2-1-2最常用的信源编码是PCM，它采用A律波形编码。
分为取样、量化和编码三步；一路语音信号编码后的速率为64Kb/s;2-1-3移动通信中如果采用PCM编码技术，则传一路话音信号需要64K带宽，传8路话音需要512K带宽。
对于1个频点只有200KHZ带宽的GSM系统来说，会造成频率资源的浪费，因此GSM系统中采用GMSK编码技术，编码后的速率为13Kb/s；2-1-4第三代移动通信系统中，不仅要支持语音通信，还要支持多媒体数据业务，因此必须采用更加先进的编码技术。
在WCDMA中，采用了自适应多速率语音编码（AMR）技术。
它支持8种编码速率：12.2、10.2、7.95、7.4、6.7、5.9、5.15和4.75Kb/s.3、AMR控制AMR:允许系统根据无线接口资源动态调整语音的编码速率负荷重时，降低AMR的语音速率，这样既减轻负载，又增加系统容量。
采用4.75K时相对12.2K容量提高约40%负载轻时，增加AMR语音速率，尽量提高QOS，增加满意度对于上行覆盖受限的情况，降低AMR的语音速率可以有效扩大上行的覆盖范围4、信道编码目的使接收机能够检测和纠正由于传输媒介带来的信号误差。
同时在原数据流中加入冗余信息，提高数据传输速率。
5、信道编码的特点5-1信道编码技术是通过给原数据添加冗余信息，从而获得纠错能力5-2目前使用较多的是卷积编码和Turbo编码（1/2，1/3）5-3使用编码增加了无效负荷和传输时间5-4适合纠正非连续的少量错误6、交织编码技术6-1优点交织技术是改变数据流的传输顺序，将突发的错误随机化。
提高纠错编码的有效性。
6-2缺点：由于改变了数据流的传输顺序，必须要等整个数据块接收后才能纠错加大了处理延时，因此交织深度应根据不同的业务要求选择。
cdma原理
cdma原理
CDMA技术是一种无线通信技术。
它的全称是Code Division Multiple Access，意为码分多址。
这种技术是用来区分并处理在同一频率下的多个通信信号。
相比于其他通信技术，CDMA有着许多优势。
CDMA的原理是通过为每个用户分配唯一的码序列来实现信号分离。
在发送数据之前，数据会被翻转和编码，然后和码序列相乘。
这样操作后，每个用户的数据都会成为一个特定的序列。
在接收端，接收机会使用相同的码序列进行解码，来提取出第一步所编码的数据。
由于CDMA技术采用了码序列的不同，不同用户之间的通信信号是完全重叠的。
但是，通过使用不同的码序列，接收机可以分离出正确的信号。
这使得CDMA在信号干扰和隐私保护方面有着很好的优势。
另外，CDMA还具有自适应功率控制的能力。
这意味着在通信时，发送和接收端会动态地调整功率水平来提高传输质量，并减少对其他用户的干扰。
这种功率控制策略可以使CDMA 系统具备更好的频谱利用率。
CDMA技术广泛应用于移动通信中，特别是在第三代（3G）和第四代（4G）移动通信中得到了广泛采用。
通过CDMA技术，多个用户可以在同一频段上进行通信，大大提高了通信效率和容量。
此外，CDMA技术还支持高速数据传输，使得用户能够享受到更快的网络连接速度。
总之，CDMA技术通过码分多址的原理，实现了多个用户在同一频率下的同时通信。
其优势包括信号分离、抗干扰能力强和频谱利用率高等。
在移动通信领域，CDMA技术发挥了重要的作用，为用户提供了更高效和可靠的通信服务。
cdma技术原理
cdma技术原理CDMA技术原理CDMA是一种基于扩频技术的数字通信技术，它利用码分复用技术将多个用户的信息同时传输到一个频带上，从而提高了频谱利用率。
它具有抗多径干扰、抗窃听和抗干扰的特点。
CDMA技术的原理是通过将数字信息转换为数字码，并使用扩频技术，在传输过程中将码分离，然后再将其合并在一起。
在发射端，码被与一个伪码相乘，使信号的频谱宽度扩展到一个宽带。
接收端通过将接收到的信号与相同的伪码相乘，将其还原为原始信息信号，从而实现了码分复用。
CDMA技术使用伪随机码将每个用户的信息分离并重组在一起。
每个用户都有一个唯一的伪随机码，这个码可以在传输过程中与其他用户的码区分开来。
这种码的长度足够长，使得能够为大量用户提供独一无二的码。
因此，CDMA技术可以同时处理多个用户的信息，而不会发生信号冲突。
在CDMA系统中，每个用户的信息被编码为数字码，并与伪随机码相乘。
这样，用户的信息就被扩展到了一个带宽，这个带宽远远大于用户信息的带宽。
这种扩展的带宽使得CDMA系统具有高度的抗多径干扰和抗窃听能力。
多径干扰是由信号在传输过程中反射和折射产生的，这种干扰会导致信号的失真和弱化。
CDMA技术可以通过使用扩频技术将信号扩展到一个宽带来抵消多径干扰。
抗窃听的能力是由于CDMA技术使用伪随机码对信号进行编码，这使得信号非常难以被窃听者解码。
CDMA技术的另一个重要特征是抗干扰能力。
当多个用户同时使用同一个频段时，会产生互相干扰的现象。
CDMA技术通过使用伪随机码和信道编码技术来抵消这种干扰。
伪随机码使得每个用户的信号都不同，而信道编码技术则可以检测和恢复错误的信息。
CDMA技术是一种基于扩频技术的数字通信技术，具有抗多径干扰、抗窃听和抗干扰的特点。
它通过使用伪随机码将多个用户的信息同时传输到一个频带上，从而提高了频谱利用率，同时也提高了通信的可靠性和安全性。
CDMA通信原理知识介绍
CDMA（码分多址）是一种多址接入技术，允许多个用户在同一频段上同时进行通信。 它通过给每个用户分配一组独特的扩频码（也称为伪随机码或扩频序列），来区分不同 的用户信号。CDMA技术的核心在于扩频，即将信息数据与扩频码进行调制，扩展信
号带宽，使信号在传输过程中具有更强的抗干扰能力。
CDMA技术的发展历程和应用领域
05 CDMA通信的优势与局限 性
CDMA通信的优势
抗干扰能力强
CDMA采用扩频技术，能够有效抑制干扰信 号，降低误码率。
保密性好
CDMA中的扩频编码具有很好的保密性，能 够实现安全的无线通信。
频谱利用率高
CDMA允许用户在相同的频段上共享频率资 源，提高了频谱利用率。
软切换和软容量
CDMA支持软切换技术，提高了通信的稳定 性和覆盖范围。
04 CDMA通信的关键技术
功率控制技术
总结词
功率控制技术是CDMA通信中的重要技术之一，用于平衡不同用户之间的干扰和信号强度，确保通信质量。
详细描述
在CDMA通信系统中，多个用户共享相同的频谱资源，因此需要有效地控制各个用户的发射功率，以减小相互之 间的干扰。功率控制技术通过动态调整用户的发射功率，保证接收端能够可靠地接收信号，同时降低对其他用户 的干扰。
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CDMA与其他通信技术的融合与比较
CDMA与OFDMA的融合
将CDMA的扩频技术与OFDMA的高效频谱利用技术 相结合，实现更高速的数据传输。
CDMA与MIMO的融合
利用MIMO技术提高CDMA系统的空间分集增益和 容量。
CDMA与毫米波通信的融合
探索在毫米波频段应用CDMA技术，以实现超高速 无线通信。
软切换技术
cdma 原理
cdma 原理
CDMA (Code Division Multiple Access) 是一种无线通信技术，它的原理是利用编码和解码技术对信号进行分割和复用，使多个用户在同一频率带宽内同时进行通信。
CDMA技术的主要原理如下：
1. 扩频：CDMA技术中，每个用户的信号都会被编码成一串较长的扩频码。
扩频码是一种伪随机序列，其比特频率远远高于传输信号的比特频率。
通过扩频码，原始信号被扩展到更宽的频带上。
2. 复用：CDMA技术使用了碎片化复用的原理。
每个用户的扩频码都是不同的，并且彼此相互正交，使得多个用户的信号可以重叠在同一频率上而不会相互干扰。
接收端利用正交性可以将目标用户的信号从其他用户的信号中分离出来。
3. 解码：在接收端，接收到的复用的信号会经过一个与发送端相同的扩频码进行解码。
解码后的信号可以恢复为原始信号。
CDMA技术的优点在于其频谱利用效率较高，可以支持更多的用户数目，而且在信道干扰和多路径衰落等复杂环境下仍能保持通信质量。
此外，CDMA还具有抗干扰和保密性好的特点，使其成为许多移动通信系统的重要技术。
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。
CDMA基本原理
码ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ多址
CDMA网络的中心频点计算方法： 下行——870+0.03*N ； （N是载频号，例如283） 上行——833+0.03*N； 码分多址的理解： 一个房间（频段1.23Mhz）中有多人（手机MS）在交谈，每组 人之间使用不同的语言（码分），因此相互之间交谈不受影响。 基于这个模型，可以推测到CDMA的几个特点： 自干扰：如果有人说话声音过大，势必影响其他人的交流 码分：不同组之间使用不同的语言保证互不干扰，或者，使用同 样语言的两组人之间间隔足够远
扩频通信的理论基础
在扩频通信中采用宽频带的信号来传送信息，主要是为了通信的安全可靠， 这可用信息论和抗干扰理论的基本观点来解释。
信息论中的仙农（Shannon）公式描述如下： 仙农（Shannon） 仙农 其中 C------信道容量（比特/秒） N-----噪声功率 W----信道带宽（赫兹） S---------信号功率
PN短码 PN短码 区分不同扇区或小区 伪随机序列 215 = 32,768 unit (period 26.67ms)，PN码的生成 取得是相位偏置。每64位生成一个PN，共有512个可 用PN。不同PN之间相位不同，属于近似正交。 用于前向及反向物理信道扩频
PN长码 PN长码 用于反向逻辑信道区分不同用户 伪随机序列 2^42-1 unit 在前向链路上对业务及寻呼信道进行扰码
频分多址
频分，有时也称之为信道化，就是把整个可分配的频谱划分成许 多单个无线电信道（发射和接收载频对），每个信道可以传输一 路话音或控制信息。在系统的控制下，任何一个用户都可以接入 这些信道中的任何一个。 模拟蜂窝系统是FDMA结构的一个典型例子，数字蜂窝系统中也 同样可以采用FDMA，比如GSM和CDMA系统也采用了FDMA。
CDMA知识要点1（CDMA基本原理）
CDMA知识要点1（CDMA基本原理）CDMA知识要点⼀、⽆线传播理论： (2)1. UHF（ultra high frequence）超⾼频300~3000MHZ (2)2. 慢衰落与快衰落的概念 (2)3. 对抗衰落，基站采取的措施是采⽤时间分集、空间分集（极化分集）和频率分集的办法(2)4. 绕射损耗和穿透损耗 (2)5.常见的⼏种传播模型： (2)6.CW测试的概念： (2)⼆、天线理论： (2)1.天线分类 (2)2.天线的性能指标 (3)3.dBd 和 dBi的区别，以及dBm的概念 (3)4. 波束宽度 (3)5.天线选型 (3)6. 天线下倾⾓与覆盖距离的计算公式 (3)三、CDMA基本原理： (5)1. CDMA （code division multiply access）码分多址接⼊。
(5)2.扩频通信的原理 (5)3.CDMA采⽤直序扩频频 (Direct Sequence Spread Spectrum) (5)4.⼏个常见概念 (5)5.系统框图 (6)6.三种码（短码、长码、WALSH码）： (7)四、CDMA信道： (7)1. IS-95中的前向信道和反向信道 (7)五、CDMA关键技术： (10)1. 功率控制技术 (10)2. Rake接收 (11)3.软切换/更软切换的概念 (11)六移动台⾏为 (12)1. 移动台初始化 (12)2.移动台空闲态 (12)3. 接⼊过程 (13)4. 掉话 (16)七、基站硬件 (17)1.系列基站 (17)⼋、切换算法： (18)1. CDMA切换的分类 (18)2. 导频集 (18)3. CDMA切换的主要参数 (18)4. 搜索窗⼝参数 (19)5. 切换算法可以分为以下的类型： (21)6 软切换动态门限 (21)7. 软切换过程 (22)⼋功率控制 (23)1. Radio Configuration简称为RC (23)2. 功控分类 (23)3. 反向功控 (24)4. 前向功控 (24)九负荷控制 (26)1. 前向负荷计算 (26)2. 反向负荷控制之准⼊算法描述 (28)⼗、系统消息 (29)1. 在CDMA系统中，⼏乎所有的呼叫流程由消息驱动 (29)2. 常见的消息 (29)3. 6种必选消息 (31)⼀、⽆线传播理论：1. UHF（ultra high frequence）超⾼频300~3000MHZ2. 慢衰落与快衰落的概念慢衰落：由障碍物阻挡造成阴影效应，接收信号强度下降，但该场强中值随地理改变变化缓慢，故称慢衰落。
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CDMA 多址方式
t t t 码
f
f
f
FDMA
TDMA
CDMA
CDMA多址方式的特征
不同的高速扩频码作为不同用户的地址码序列 地址码相互正交 CDMA信号在频率、时间和空间上重叠
CDMA基本原理—基本概念
CDMA (码分多址)
Code Division Multiple Access 利用不同的编码序列识别不同用户，即使用不同的 信号波形区分不同的用户
CDMA的基础
扩频通信技术 多址技术
CDMA基本原理—扩频通信
扩频通信技术
扩频通信的基本概念 扩频通信的理论基础 数字信号扩频原理 扩频的实现方法
的形状与单矩形脉冲完全一样; 第1零点处的频率正好为该周期性脉冲的传输速率1/Tb
数字信号扩频原理
扩展周期性脉冲的频谱方法
将频谱的1/Tb第1零点向无限远推，即增大1/Tb的值； 减小数字脉冲的持续时间，缩小Tb的值。 减小Tb值等价于提高数字信号的传输速率1/Tb，扩展 了信号的频谱。
该窄脉冲序列称为扩频信号，即扩频码序列；
接收端相关解调解扩
接收端则用与发送端完全相同的扩频码序列与收到的扩频信号进
行相关解扩,恢复所传信息。
扩频通信理论基础
问题的提出：
在传统的通信系统中, 我们总是想方设法使信号所占频谱尽 量窄，以充分提高十分宝贵的频率资源的利用率。那么为什 么还要用宽频带信号来传输窄带信息呢?
扩频增益
扩频系统的抗干扰性能 Bw / Bs 定义：GP=Bw / Bs • 扩频系统的处理增益，反映了扩频系统信噪比的改善 程度。
抗干扰容限
M = Gp – [L + (S / N0)o] • 物理意义：正常通信条件下，系统能承受的干扰高出 信号的分贝数； • CDMA数字蜂窝移动通信系统正常工作的最低信噪比 要求为7 dB。
问题的回答：
为了通信的安全可靠，提高抗干扰能力和系统容量。扩频 通信的理论基础为信息论和抗干扰理论； 利用扩频实现码分多址方式。在传统的TDMA和FDMA之 外又提供了一种新的多址方式。
扩频通信理论基础
扩频通信是以信息论的仙农(Shanon)公式理论发展起来 的一种通信方式；
仙农公式： C = B log2 (1+ S/N) • C为信道容量, 单位为b/s；B为传输的信号频带宽度，单位为Hz； S为信号平均功率, N为噪声平均功率；
Tb di (t)
扩频调制 （乘法器）
y(t)
扩频解调 （乘法器）
di (t)
TC
Ci (t)
TC
Ci (t)
数字信号扩频原理
接收的信号为：
yr（t）= di（t）·C i（t）
解扩输出信号
dr（t）= yr（t）· C i（t） = di（t）·C i（t）·C i（t） = di（t）
S N S Bw P / f e f E / n0 f Bs Bw N Bs
信号的传输差错概率是输入信号的信噪比和信号带宽与信息带 宽之比二者乘积的函数 再次说明看出信噪比和带宽是可以互换的。 同样说明了通过增加带宽可换取信噪比的好处。
宽带扩频信号
解扩信号
扩频通信定义的三个概念
发送信息的频谱被展宽
发送的信息通过扩频，将信号能量扩展到很宽的频带上，使扩频 通信的信号带宽与信息带宽之比则高达l00~1000, 属于宽带通信；
扩频方法：扩频码序列调制
数字脉冲信号宽度越窄,其频谱就越宽。如果很窄的脉冲序列被所 传信息调制, 则可产生很宽频带的信号；
扩频的实现方法
DS-SS：直接序列扩频
发端直接用高速码序列去扩展输入信息的带宽
FH：跳频
用扩频码序列去进行频移键控调制,使载波频率不断地跳变；
发端信息码序列与扩频码序列组合构造的不同码字控制频率合成器，
使其输出频率根据码字的改变而改变,形成了频率的跳变。
TH：跳时
用一定码序列进行选择的多时片时移键控； 时间轴分为多个时片，哪个时片发射信号由扩频码序列进行控制。 由于发送信号采用的时片很窄，也就展宽了信号的频谱。
数字信号扩频原理
数字信号的波形与频谱
幅度为+1，持续时间为Tb的数字矩形脉冲R(t) 经Fourier变换后 的频谱为是sinx/x类型的函数
第1零点位于1/Tb，表示该信号的能量集中在第1零点内。它 所占的频带宽度与Tb的大小相关，当脉冲越宽，其频谱带
宽越窄。
数字信号扩频原理
幅度为+1和-1，持续时间为Tb的周期性脉冲R(t)，其频谱包络
扩频抗干扰原理
扩频解调器利用本地地址码的相关性作解扩处理,有用信号频谱被恢复为窄带谱; 窄带干扰信号则在解扩过程中被扩展成为宽带谱。解调后有用信号为窄带谱,无 用信号和干扰为宽带谱,可以借助于解调后滤波器去除带外的无用信号,带内的 信噪比就可以大大提高,起到了抑制干扰和无用信号的目的。
扩频增益与抗干扰容限
仙农公式反映的重要结论：
• 频带B和信噪比可以互换； • 增加信号的频带宽度, 可在较低的信噪比的条件下以任意小的差错 概率来传输信息； • 采用扩频信号进行通信的优越性在于用扩展频谱的方法可以换取 信噪比上的好处。
扩频通信理论基础
信息传输差错概率的公式
Pe f（E / n0） Pe是信号能量E与噪声功率谱密度n0之比的函数
扩频通信的基本概念
扩频通信
SS: Spread Spectrum，指扩展频谱的通信
扩频通信定义
扩频通信技术是一种信息传输方式；
发端采用扩频码调制,使信号所占的频带宽度远大于所传信息必 须的带宽 收端采用与发端相同的扩频码进行相关解调和解扩，恢复所传信 息数据。
窄带信号 扩频调制 已调扩频信号 扩频解调 窄带信号
字码序C（t）对用户低速信息数据调制 • 低速信息数据的脉冲持续时间为Tb，其时间长度 是TC的N倍。 Tb = N ·TC • 高速码序C（t）乘上信息数据d（t），最后得到 的信号y（t）频谱与高速码序的频谱相同，起到 频谱扩展的作用。y（t）= di（t）Ci（t）