電信集團網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)A+級培訓—2-CDMA_基本原理-27匯編

1、CPO_T02_C2 CDMA 基本原理 中興通訊學院(xuyun)CDMA_BSS課程團隊共二十八頁主要(zhyo)內(nèi)容 CDMA含義和實現(xiàn) 擴頻通信定義、特點及分類 CDMA中使用(shyng)的擴頻碼 聲碼器（VOCODER）的作用和類型共二十八頁傳輸介質每對用戶各自(gz)通過傳輸介質使用一專用電路通信而彼此并不知道其他用戶的存在。多址技術：多個獨立用戶同時(tngsh)使用傳輸介質而互不影響。多址技術的概念 自從電話技術和無線電技術問世以來，人們就在試圖通過單條電路傳送盡可能多的業(yè)務。傳輸介質類型舉例：雙絞線同軸電纜光纜空中接口(無線電信號)采用多址技術的好處增加系統(tǒng)的容量，為更多的

2、用戶提供服務因為所需傳輸媒介減少，降低了系統(tǒng)成本降低單用戶的費用CDMA含義和實現(xiàn)共二十八頁FrequencyTimePowerFrequencyTimePowerFrequencyTimePowerFDMATDMACDMA信道： 通過傳輸媒介為一個(y )用戶傳送信息的專用通路。信道(xn do)的含義物理傳輸介質是一種可以根據(jù)所采用的不同技術進一步劃分為單個信道的資源。幾種流行的多址技術： FDMA 頻分多址每個用戶使用不同的頻率一個信道對應一個頻率TDMA 時分多址每個用戶使用不同的時隙一個信道就是特定頻率的特定時隙CDMA 碼分多址一個信道對應一種獨特的碼序列。每個用戶使用相同的頻率，

3、但采用不同的碼序列。CDMA含義和實現(xiàn)共二十八頁CDMA是碼分多址10,45 or 80 MHzCDMA頻點與信道(xn do)CDMA反向(fn xin)信道 1.25 MHzCDMA前向信道 1.25 MHz碼分信道頻率Code Division Multiple AccessCDMA含義和實現(xiàn)共二十八頁主要(zhyo)內(nèi)容 CDMA含義(hny)和實現(xiàn) 擴頻通信定義、特點及分類 CDMA中使用的擴頻碼 聲碼器（VOCODER）的作用和類型共二十八頁擴頻通信的定義(dngy) 擴展頻譜（SS:Spread Spectrum)通信簡稱擴頻通信。 擴頻通信技術:在發(fā)端采用擴頻碼調制(tiozh

4、)，使信號所占的頻帶寬度遠大于所傳信息必須的帶寬，在收端采用相同的擴頻碼進行相關解調來解擴以恢復所傳信息數(shù)據(jù)。擴頻通信定義、特點及分類共二十八頁CDMA擴頻原理(yunl)發(fā)端數(shù)據(jù)流與一擴頻序列結合到一起在終接端，只要具備正確的定時和擴頻序列，合成信號可以被壓縮(y su)并恢復出原始數(shù)據(jù)壓縮頻譜后，恢復出的原始數(shù)據(jù)流仍然保持完整。發(fā)端終接端擴頻序列擴頻序列輸入數(shù)據(jù)(基帶)恢復出的數(shù)據(jù)(基帶)擴頻后的數(shù)據(jù)流 (基帶信號 + 擴頻序列)擴頻通信定義、特點及分類共二十八頁不同(b tn)用戶使用不同(b tn)的擴頻碼擴頻通信定義、特點(tdin)及分類共二十八頁理論基礎Shanon公式 C=B*

5、log2(1+S/N)C：信道容量，單位b/s B：信號頻帶寬度，單位HzS：信號平均功率，單位WN：噪聲平均功率，單位W結論：在信道容量C不變的情況下，信號頻帶寬度B與信噪比S/N完全可以互相交換，即可以通過增大傳輸系統(tǒng)的帶寬以在較低信噪比的條件下獲得(hud)比較滿意的傳輸質量擴頻通信的理論(lln)基礎擴頻通信定義、特點及分類共二十八頁 直接(zhji)序列擴展頻譜DSSSCDMA采用的是直接序列擴頻，即將需要傳送的信號與速率遠大于信息速率的偽隨機序列編碼（擴頻碼）直接混合，這樣調制信號的頻譜寬度遠大于原來信息的頻譜寬度。 跳頻FH 跳時TH 線性調頻擴頻通信的特點(tdin)和分類隱蔽

6、性和保密性好多個用戶可以同時占用相同頻帶,實現(xiàn)多址抗衰落、抗多徑干擾抗干擾能力強擴頻通信定義、特點及分類共二十八頁主要(zhyo)內(nèi)容 CDMA含義和實現(xiàn) 擴頻通信定義、特點及分類 CDMA中使用的擴頻碼 聲碼器（VOCODER）的作用(zuyng)和類型共二十八頁CDMA擴頻碼的選擇(xunz)擴頻碼速率(sl)：1.2288Mcps；擴頻碼：前向為Walsh碼和PN短碼，反向為PN長碼。擴頻碼的使用是擴頻通信的關鍵點CDMA中使用的擴頻碼共二十八頁Walsh碼的定義(dngy):Walsh碼的定義(dngy) Walsh函數(shù)是一種非正弦波的完備正交函數(shù)系統(tǒng)，可用哈達瑪矩陣H通過遞推關系構成

7、。由于它僅有可能的取值是1和1（或0和1），比較適合于用來表達和處理數(shù)字信號。 Walsh函數(shù)具有理想的互相關特性。在Walsh函數(shù)中，兩兩之間的互相關函數(shù)為“0”，亦即它們之間是正交的。CDMA中使用的擴頻碼共二十八頁WALSH CODES # - 64-Chip Sequence - 0 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 1 0101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101 2 0011001100110011001

8、100110011001100110011001100110011001100110011 3 0110011001100110011001100110011001100110011001100110011001100110 4 0000111100001111000011110000111100001111000011110000111100001111 5 0101101001011010010110100101101001011010010110100101101001011010 6 001111000011110000111100001111000011110000111100001

9、1110000111100 7 0110100101101001011010010110100101101001011010010110100101101001 8 0000000011111111000000001111111100000000111111110000000011111111 9 010101011010101001010101101010100101010110101010010101011010101010 001100111100110000110011110011000011001111001100001100111100110011 0110011010011001

10、01100110100110010110011010011001011001101001100112 000011111111000000001111111100000000111111110000000011111111000013 010110101010010101011010101001010101101010100101010110101010010114 001111001100001100111100110000110011110011000011001111001100001115 011010011001011001101001100101100110100110010110

11、011010011001011016 000000000000000011111111111111110000000000000000111111111111111117 010101010101010110101010101010100101010101010101101010101010101018 001100110011001111001100110011000011001100110011110011001100110019 011001100110011010011001100110010110011001100110100110011001100120 0000111100001

12、11111110000111100000000111100001111111100001111000021 010110100101101010100101101001010101101001011010101001011010010122 001111000011110011000011110000110011110000111100110000111100001123 011010010110100110010110100101100110100101101001100101101001011024 000000001111111111111111000000000000000011111

13、111111111110000000025 010101011010101010101010010101010101010110101010101010100101010126 001100111100110011001100001100110011001111001100110011000011001127 011001101001100110011001011001100110011010011001100110010110011028 000011111111000011110000000011110000111111110000111100000000111129 0101101010

14、10010110100101010110100101101010100101101001010101101030 001111001100001111000011001111000011110011000011110000110011110031 011010011001011010010110011010010110100110010110100101100110100132 000000000000000000000000000000001111111111111111111111111111111133 010101010101010101010101010101011010101010

15、101010101010101010101034 001100110011001100110011001100111100110011001100110011001100110035 011001100110011001100110011001101001100110011001100110011001100136 000011110000111100001111000011111111000011110000111100001111000037 010110100101101001011010010110101010010110100101101001011010010138 0011110

16、00011110000111100001111001100001111000011110000111100001139 011010010110100101101001011010011001011010010110100101101001011040 000000001111111100000000111111111111111100000000111111110000000041 010101011010101001010101101010101010101001010101101010100101010142 001100111100110000110011110011001100110

17、000110011110011000011001143 011001101001100101100110100110011001100101100110100110010110011044 000011111111000000001111111100001111000000001111111100000000111145 010110101010010101011010101001011010010101011010101001010101101046 001111001100001100111100110000111100001100111100110000110011110047 0110

18、10011001011001101001100101101001011001101001100101100110100148 000000000000000011111111111111111111111111111111000000000000000049 010101010101010110101010101010101010101010101010010101010101010150 001100110011001111001100110011001100110011001100001100110011001151 011001100110011010011001100110011001

19、100110011001011001100110011052 000011110000111111110000111100001111000011110000000011110000111153 010110100101101010100101101001011010010110100101010110100101101054 001111000011110011000011110000111100001111000011001111000011110055 011010010110100110010110100101101001011010010110011010010110100156 0

20、00000001111111111111111000000001111111100000000000000001111111157 010101011010101010101010010101011010101001010101010101011010101058 001100111100110011001100001100111100110000110011001100111100110059 011001101001100110011001011001101001100101100110011001101001100160 000011111111000011110000000011111

21、111000000001111000011111111000061 010110101010010110100101010110101010010101011010010110101010010162 001111001100001111000011001111001100001100111100001111001100001163 0110100110010110100101100110100110010110011010010110100110010110舉例說明:第23號 Walsh 碼和第59號 Walsh 碼的相關特性#23 01101001011010011001011010010

22、11001101001011010011001011010010110#59 0110011010011001100110010110011010011001011001100110011010011001Sum 0000111111110000000011111111000011110000000011111111000000001111 獨特的性質:相互正交Walsh碼CDMA中使用(shyng)的擴頻碼共二十八頁 Code #23 0110100101101001100101101001011001101001011010011001011010010110(Code #23) 1001

23、011010010110011010010110100110010110100101100110100101101001 Code #59 0110011010011001100110010110011010011001011001100110011010011001PARALLELXOR: all 0s相關性: 100%(100% match)ORTHOGONALXOR: half 0s, half 1s相關性: 0%(50% match, 50% no-match)ANTI-PARALLELXOR: all 1s相關性: 100%(100% no-match)#23#23(#23)#23#

24、23#59正交與相關性CDMA中使用(shyng)的擴頻碼共二十八頁Walsh碼在CDMA中的應用(yngyng)CDMA中:用64階Walsh函數(shù)進行(jnxng)前向擴頻，區(qū)分扇區(qū)內(nèi)前向碼分信道,反向做正交調制。CDMA中使用的擴頻碼共二十八頁PN短碼序列(xli)短碼序列(xli)I和Q均為32,768chip，短碼序列可以看作具有I和Q兩種不同成分序列的二維二進制矢量，每一個的長度為32,768chip每一個短碼序列均與它自身完全相關，即與時間偏置為零的短碼序列完全相關。一個零偏置短碼序列與它自身的任何非零偏置的短碼序列正交。實際中以64chips偏移做為一個偏移序號(PN_OFFSE

25、T_INDEX), 即可用的PN碼是0-511IQ32,768 chips long26 2/3 ms.(75 repetitions in 2 sec.)IQIQ100%相關：所有比特 = 0Short PN Sequence vs. Itself 0 OffsetIQIQ正交: 16,384個1 + 16,384個0Short PN Sequence vs. Itself Any Offset特性:CDMA中使用的擴頻碼短碼序列I和Q均為32,768chip，短碼序列可以看作具有I和Q兩種不同成分序列的二維二進制矢量，每一個的長度為32,768chip每一個短碼序列均與它自身完全相關，即與

26、時間偏置為零的短碼序列完全相關。一個零偏置短碼序列與它自身的任何非零偏置的短碼序列正交。實際中以64chips偏移做為一個偏移序號(PN_OFFSET_INDEX), 即可用的PN 碼是0-511共二十八頁PN長碼序列(xli) 每個移動臺使用一個唯一的用戶長碼序列，該序列是根據(jù)(gnj)42位長碼寄存器的內(nèi)容、32位的ESN及掩碼生成的，長碼寄存器在移動臺初始化期間與CDMA系統(tǒng)建立同步速率1.2288Mcps，周期為41天10小時12分鐘19.4秒通話期間，雖然不同移動臺產(chǎn)生的用戶長碼不是嚴格正交的，但彼此非常不同，在反向鏈路上足以對其可靠解碼長碼寄存器 ( 1.2288 MCPS)公共長

27、碼掩碼 (靜態(tài))用戶長碼序列(1.2288 MCPS) 1100011000PERMUTEDESNAND=SUM模2加CDMA中使用的擴頻碼共二十八頁PN碼在CDMA中的應用(yngyng)CDMA系統(tǒng)中有兩個(lin )序列的PN碼： PN長碼：242 1 (n = 42) PN短碼：215 (n = 15)不同的用途 前向信道 長碼擾碼，短碼正交擴頻（標識基站） 反向信道 長碼擴頻（標識用戶），短碼正交調制CDMA中使用的擴頻碼共二十八頁三種擴頻碼特征(tzhng)和功能總結Cell每種擴頻序列在前向鏈路和反向鏈路上具有不同的用途但這些序列在兩個方向上均用于生成用戶的碼分信道沃氏碼短碼序列長碼序列序列類型互相正交除0偏置外正交近似正交特性6421數(shù)量64 chips1/19,200 sec.32,768 chips26-2/3 ms75x in 2 sec.242 chips41 days長度正交調制 四相擴頻(0偏置) 區(qū)分用戶反向鏈路 功能前向信道識別區(qū)分扇區(qū)數(shù)據(jù)擾碼前向鏈路功能IQ32,768 chips long26-2/3 ms.(75 repetitions in 2 sec.)64codes64 chips long AND=SUMModulo-2 AdditionC