CDMA移动通信系统的基本原理
CDMA
CDMA系简化框图 CDMA系统移动台简化框图
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CDMA系统原理 CDMA系统原理
图6-10 CDMA系统基站简化框图 CDMA系统基站简化框图
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CDMA系统原理 CDMA系统原理 CDMA系统的通信过程如下： CDMA系统的通信过程如下： （1）建立 链路 （2）通话
无线传输技术 开关多波束智能天线：结构较简单，整个区域 由数目确定的多个并行波束覆盖，每个波束的 指向和宽度是固定的，用户在小区内移动，基 站选择某个波束使接收信号最强。 自适应阵天线：采用多天线阵元结构形成全向 天线，系统采用数字信号处理技术识别用户信 号的到达方向，并在此方向形成天线主波束。 返回
CDMA系统原理 CDMA系统原理 技术关键：在码分多址通信系统中，各 收端必须传输本地地址码，该本地码的 码型结构与对端发码一致，且相位完全 同步。用本地码对所收全部信号进行相 关检测，从而选出所需的信号。
码分多址传输技术
例如：共有四个站进行码分复用通信，4个站的 码片序列为 A (-1 A：(-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1) B：(-1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1) C：(-1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 -1) D：(-1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 -1) 现收到码片序列S为(-1 +1 -3 +1 -1 -3 +1 +1)，判 断为那个站发的，发送的信号是什么。
通用分组无线业务
在GSM系统中，若采用电路交换，每条GSM信道 GSM系统中，若采用电路交换，每条GSM信道 只能提供9.6 kbit/s或14.4kbit/s的传输速率。若多 只能提供9.6 kbit/s或14.4kbit/s的传输速率。若多 条信道组合在一起（最多8 条信道组合在一起（最多8个时隙），虽可提供更 高速率，但只能被单一用户独占。 采用分组交换的GPRS可灵活运用无线信道，使其 采用分组交换的GPRS可灵活运用无线信道，使其 为多个GPRS数据用户所共用，提高了无线资源的 为多个GPRS数据用户所共用，提高了无线资源的 利用率。GPRS 最多可将8 利用率。GPRS 最多可将8个时隙组合在一起，可 提供高达171.2 kbit/s的带宽，可供多个用户同时 提供高达171.2 kbit/s的带宽，可供多个用户同时 共享。
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。
第八章CDMA移动通信系统 一
第八章CDMA移动通信系统一在当今通信技术飞速发展的时代，CDMA 移动通信系统作为其中的重要一员，具有独特的优势和特点。
CDMA，即码分多址（Code Division Multiple Access），是一种扩频通信技术。
与传统的频分多址（FDMA）和时分多址（TDMA）技术不同，CDMA 允许所有用户在同一时间、同一频段上进行通信，通过为每个用户分配特定的编码序列来区分不同的用户信号。
CDMA 移动通信系统的核心原理在于扩频技术。
扩频通信将待传输的信息信号扩展到一个很宽的频带上，使得信号的功率谱密度降低，从而提高了通信的保密性和抗干扰能力。
在接收端，通过与发送端相同的编码序列进行相关解调，恢复出原始信号。
CDMA 系统具有诸多优点。
首先是抗干扰能力强。
由于采用了扩频技术，CDMA 信号在传输过程中能够有效地抵抗各种干扰，包括自然干扰和人为干扰。
即使在信号较弱的情况下，也能保持较好的通信质量。
其次，CDMA 系统具有较高的频谱利用率。
多个用户可以共享同一频段，大大提高了频谱资源的利用效率。
再者，CDMA 系统的保密性好。
每个用户的编码序列都是唯一的，且具有随机性，使得窃听者难以获取有用信息。
CDMA 移动通信系统的网络结构主要包括移动台（MS）、基站子系统（BSS）和网络子系统（NSS）。
移动台是用户终端设备，如手机等。
基站子系统负责与移动台进行无线通信，包括基站收发信机（BTS）和基站控制器（BSC）。
网络子系统则负责整个网络的管理和控制，包括移动交换中心（MSC）、归属位置寄存器（HLR）、拜访位置寄存器（VLR）等。
在 CDMA 系统中，功率控制是一项关键技术。
由于所有用户共享同一频段，如果某个用户的发射功率过大，会对其他用户造成干扰；反之，如果发射功率过小，又会影响自身的通信质量。
因此，需要进行精确的功率控制，使得每个用户的发射功率既能满足通信需求，又不会对其他用户造成过多干扰。
功率控制分为前向功率控制和反向功率控制。
CDMA基本原理
移动通信发展概述
❖ 第二代GSM，TDMA、CDMA(IS95)技术，20世纪 90年代。
1. 采用时分多址TDMA 或窄带码分多址CDMA 数字系统 2. 代表系统美国的IS 95A CDMA 欧洲的GSM TDMA 日本的JDC 3. 对第一代移动通信系统缺点的改善
������ 频谱利用率提高提高了2倍GSM 或10倍CDMA ������ 业务种类增加提供了较丰富的电信业务 ������ 窄带数据业务提供了低速数据业务最大64Kbit/s ������ 保密性较好具有良好的保密性能 ������ 减小了设备成本设备尤其是终端设备成本大大降低体积重量也
移动通信发展概述-特点
波传播特点： ❖ 直射波 ❖ 反射波 ❖ 绕射波 ❖ 其它如漫反射等
移动通信发展概述-特点
三种损耗： ❖ 路径传播损耗，空间传播产生。 ❖ 慢衰落损耗，信号阻挡产生。 ❖ 快衰落损耗，接受电平起伏变化。
空间选择性快衰落 频率选择性快衰落 时间选择性快衰落
移动通信发展概述-特点
CDMA功率控制
❖ 上行链路(手机至基站)功率控制：一方面通过手机 对其发射功率的开环估计(手机估计从基站到手机的 路径损耗以及根据收到的基站功率发送第一个功率 试验值)，另一方面通过基站辅助闭环控制 (基站检 测从手机来的信噪比，并与系统设置的信噪比进行 比较产生功率校正命令发送给手机)，来保证所有手 机信号到达基站时具有相同功率
关键技术－分集
❖ 时间分集 CDMA利用交织编码、纠错和检错编码
等技术在不同时隙发送信号，利用衰落的时 间选择性来进行时间分集
关键技术-Rake
同时CDMA采用RAKE接受机(基站采用4 finger 接受机，手机采用3 finger接受机)分别 接收时延较大的不同路径强信号然后合并， 采用数字判别恢复信号
CDMA移动通信系统基本原理
二、多址通信方式
码分多址（CDMA）
C1
c1
MS1
C2
c2
MS2
.
Ck
BS
ck
. .
MSk
在CDMA通信系统中，不同用户传输信息所用的信号不是靠频率不同或时隙不同来 区分，而是用各自不同的编码序列来区分，或者说，靠信号的不同波形来区分。
三、CDMA基站子系统
微蜂窝基站支持菊花链 菊花链最大支持3个微基站/E1
Microcell 1
40CH
(23ch)
Microcell 2
40CH
(23ch)
Microcell 3
40CH
(23ch)
From BTS 2Mb/s
三、CDMA基站子系统
模块化基站（宏蜂窝基站）
• 每机架可支持3扇面3载频(3/3/3),或最大全向9载频配置. • 能与现有的基站共存协调发展 • 小型化减少机架占地面积 • 全向、3扇面、6扇面配置(1*1,1*3,1*6) • 每个载频/扇面最大支持40信道单元(工程为20信道单元） • 每架最大支持6个E1 • 最少的天线配置—2或3付天线/每扇面。 • 可同时支持宽带CDMA
微蜂窝基站配置 适合联通网络解决大商场，体育馆等热点区域，可 不占用机房，减少设站费用，微基站共址安装（最大3 个）共享 —T1/E1 —GPS天线 —电源柜 —分散的微基站至GPS天线最大距离为150m 搬运方便，节省时间
三、CDMA基站子系统 微蜂窝基站配置
• 全向配置，3扇面配置 • 标准输出功率2W，特殊情况可提供10W—20W功率输 出，特别适合在农村、山区等低话务区全向配置，安装 简便，迅速开通，方便灵活。
cdma原理
cdma原理
CDMA（Code Division Multiple Access）是一种无线通信技术，它允许多个用
户共享同一频段，并且在同一时间进行通信。
CDMA技术的原理是通过编码和扩
频技术，使得不同用户的信号在频域上互不干扰，从而实现多用户的同时通信。
CDMA的原理可以简单地理解为通过对用户数据进行编码，并使用扩频序列进行调制，将信号的带宽扩大到原来的几十倍甚至上百倍，然后再在接收端利用相同的扩频序列进行解调和解码，从而实现多用户同时通信的目的。
在CDMA系统中，每个用户都被分配一个唯一的扩频码，这个扩频码是由伪
随机序列生成的，因此每个用户的扩频码都是不同的。
当用户发送数据时，数据会被乘以扩频码，然后再发送出去。
在接收端，接收到的信号会再次与扩频码相乘，然后再进行解码，最终得到原始的用户数据。
CDMA的优势之一是抗干扰能力强，因为不同用户的信号在频域上互不干扰，所以即使在同一频段上进行通信，也不会相互影响。
此外，CDMA还具有较高的
隐私性，因为每个用户的扩频码都是唯一的，所以其他用户无法解码并窃听到其通信内容。
另外，CDMA还具有较高的频谱利用率，因为多个用户可以共享同一频段进行通信，而不会相互干扰。
这使得CDMA在无线通信系统中得到了广泛的应用，尤
其是在3G和4G移动通信系统中。
总的来说，CDMA技术是一种先进的无线通信技术，它通过编码和扩频技术实现了多用户同时通信的目的，具有抗干扰能力强、隐私性好、频谱利用率高等优点，因此在移动通信领域得到了广泛的应用。
随着5G技术的发展，CDMA技术可能会逐渐被新的技术取代，但其在无线通信领域的重要性和贡献是不可忽视的。
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三、CDMA基站子系统
接口内容： ● Um接口：BTS——MS之间，开放式Is-95A； ● Abis接口：BTS——BSC之间厂商内部接口不开放， 每个E1（2Mb/s）可传120路话； ● A接口：BSC——MSC之间，开放式，每个E1 (2Mb/s）可传30路话。
CDMA移动通信系统的基本原理
2009年3月
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CDMA移动通信系统的基本原理
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目录
CDMA网络结构 多址通信方式 CDMA基站子系统 CDMA 无线规划
CDMA 移动通信技术
CDMA移动通信系统的基本原理
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CBSC 集中基站控制器 MSC 移动交换中心 PLMN 公共陆地移动网 SSP 智能业务交换点 VLR 拜访位置寄存器 INMS 网管系统 SMSC 短消息业务中心
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CDMA移动通信系统的基本原理
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二、多址通信方式
● FDMA —— 频分多址 ● TDMA —— 时分多址 ● CDMA —— 码分多址
T2
T3
T5
T8
T1
SCP
SCP
SSP
E
Um
MS
BS
Ai/ Di
A
Ai/ Di
MSC
ISDN
C
B
H
D
Q
AC
HLR
VLR
N
SME
SME
MC
MC
M
M
M
PSTN Ai/ Di
OMC
至各相关实体
O
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一、CDMA网络结构
COMBA
一、CDMA网络结构
● CDMA数字蜂窝移动通信网网络参考模型 ● CDMA系统结构 ● CDMA网络结构实例
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一、CDMA网络结构
中国联通CDMA网络参数模型
T9
HLR
IP
MSC
各逻辑功能实体的定义
MS 移动台 MSC 移动交换中心 VLR 拜访位置寄存器 MC 消息中心 OMC 操作维护中心 SCP 业务控制点
BS 基站子系统 HLR 归属位置寄存器 AC(AUC) 鉴权中心 SME 短消息实体 IP 智能外设 SSP 业务交换点
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CDMA移动通信系统的基本原理
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四、CDMA无线规划
• 频率配置 • 导频PN码相位偏置规划 • 导频搜索窗口参数 • 导频污染问题与解决方法 • CDMA切换 • CDMA分集
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t
c) CDMA
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Ci t
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二、多址通信方式
频分多址（FDMA）
F1
f1
MS1
F2
f2
MS2
.
Fk
BS
fk
. .
MSk
在频分多址系统中，把可以使用的总频段划分为若干占用
较小带宽的频道，这些频道在频域上互不重叠，每个频道就是 一个通信信道，分配给一个用户。
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三、CDMA基站子系统
采用模块化基站的优势
• 适合联通网络为提高容量向3G过渡配置应用 • 高稳定性，高有效性，易扩容 • 支持IS-95话音和数据 • 支持3G-1X容量加倍，应用高速数据64KbPs业务（最高可 达144Kbps） • 向3G业务无缝演进 • 具有支持宽带CDMA的能力 • 不需另增额外机架
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三、CDMA基站子系统
微蜂窝基站支持菊花链 菊花链最大支持3个微基站/E1
Microcell 1
40CH
(23ch)
Microcell 2
40CH
(23ch)
Microcell 3
40CH
(23ch)
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二、多址通信方式
时分多址（TDMA）
MS1
. .
MS2
.
.
.
BS
.
帧
时隙
MSk
在时分多址系统中，把时间分成周期性的帧，每一帧再分割成
若干时隙（无论帧或时隙都是互不重叠的），每一个时隙就是一个 通信信道，分配给一个用户。
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三、CDMA基站子系统 模块化基站（宏蜂窝基站）
多载频放大器MCA
f1
ULAM
f2
3:1
1:3
ULAM
f3
ULAM
3:1
f1+f2+f3
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三、CDMA基站子系统 GPS接收机
GPS的作用是通过控制本地时钟,由本地时钟输出同步信号供给BTS， 使全网BTS同步。在大多数BTS系统中,GPS接收机都是其他公司提供的。 这些GPS接收机一般向BTS提供三个信号。
GPS接收机
19.6608MHz UTC 偶秒
其中19.6608MHz是CDMA进行解调的基本频率。UTC用于计算长 码的相位。偶秒用于同步短码和超帧。某些公司的接收机还向BTS提 供某些内部使用的特殊基准频率。
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三、CDMA基站子系统 模块化基站（宏蜂窝基站）
• 24/-48V DC电源 — 可选的外接电源和电池 — 室外基站可应用交流电 • 射频功率 — 1900Mhz：16W/每载频 — 800Mhz： 20W/每载频 • 每载频每扇面支持20或40信道单元具有三方软切功能 • 信道共享
从频域或时域来观察多个CDMA信号是互相重叠的。接收机用相关器可以在多个 CDMA信号中选出使用预定码型的信号。其他使用不同码型的信号因为和接收机本地产 生的码型不同而不能被解调。它们的存在类似于在信道中引入了噪声或干扰，通常称之 为多址干扰。
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三、CDMA基站子系统 模块化基站（宏蜂窝基站） • 多载频放大器（MCA）单元： — 5MHz带宽放大器 — 支持连续3载频 — 每载频20W功率输出 • 利用超线性放大器（ULAM） — 支持3G应用 — 增加功放可靠性
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二、多址通信方式
三种多址技术频域、时域比较
时间
25KHz
频率
·单个用户/频道
时间
200 KHz
频率
·8个用户/较宽频带
时间
1.23 MHz
频率
·多个用户/宽带频道
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三、CDMA基站子系统
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三、CDMA基站子系统 微蜂窝基站配置
• 全向配置，3扇面配置 • 标准输出功率2W，特殊情况可提供10W—20W功率输 出，特别适合在农村、山区等低话务区全向配置，安装 简便，迅速开通，方便灵活。
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二、多址通信方式
码分多址（CDMA）
C1
c1
MS1
C2
c2
MS2
.
Ck
BS
ck
. .
MSk
在CDMA通信系统中，不同用户传输信息所用的信号不是靠频率不同或时隙不同来 区分，而是用各自不同的编码序列来区分，或者说，靠信号的不同波形来区分。
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一、CDMA网络结构
CDMA系统结构
Um口
A口
其他网络接口
Abis口
M
BTS
BSC
S
BTS BSC
Bபைடு நூலகம்S M S
OMC-R