CDMA基本原理-多址、扩频、功控.ppt

第一章CDMA基本原理-1多址、扩频、功控技术第一章CDMA基本原理CDMA基本原理CDMA定义多址方式多址方式扩频通信定义扩频通信的基本原理如图所示：

在发端输入的信息先经过信息调制形成数字信号符号率（symbol），然后由扩频发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱(码片率chip)。展宽以后的信号调制到射频发送出去。在收端接收到的宽带射频信号，变频至中频，然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去解扩。最后经信息解调，恢复成原始信息输出。由此可见，一般的扩频通信系统都要进行三次调制和相应的解调。一次调制为信息调制，二次调制为扩频调制，三次调制为射频调制，以及相应的信息解调，解扩，和射频解调。按照扩展频谱的方式不同，现有的扩频通信系统可分为：直接序列（DS）扩频，跳频（FH）,跳时（TH）,以及上述几种方式的组合。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。

信息论中的香农（Shannon）公式描述如下：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

香农公式的解释
当S/N很小时（≤0.1）得到：
此公式原意是说：在给定信号功率S和白噪声功率N的情况下，只要采用某种编码系统，我们就能以任意小的差错概率，以接近于C的传输信息的速率来传送信息。但同时此公式也指出，在保持信息传输速率C不变的条件下，我们可以用不同频带宽度W和信噪功率比S/N来传输信息。换句话说，频带W和信噪比S/N是可以互换的。如果增加频带宽度，就可以在较低的信噪比的情况下用相同的信息率以任意小的差错概率来传输信息。甚至在信号被噪声湮没的情况下，只要响应的增加信号带宽，也能保持可靠的通信。此公式指明了采用扩展频谱信号进行通信的优越性，即用扩展频谱的方法以换取信噪比上的好处。信息扩频的过程由此，我们可以看出，扩频通信具备以下优点：
隐蔽性和保密性好;
多个用户可以同时占用相同频带，实现多址;
抗衰落、抗多径干扰;
抗干扰能力强。CDMA蜂窝移动通信网的特点1．系统容量大：实际要比模拟网大10倍，比GSM要大4-5倍。
2．系统容量灵活配置：CDMA是一个自干扰系统，所有移动用户都占用相同带宽和频率，如果能控制用户的信号强度,在保持高质量通话的同时,我们就可以容纳更多的用户
3．通话质量好：CDMA系统话音质量很高，声码器可以动态地调整数据传输速率，并根据适当的门限值选择不同的电平级发射。同时门限值根据背景噪声的改变而改变，这样即使在背景噪声较大的情况下，也可以得到较好的通话质量。
4．另外，CDMA系统采用软切换技术，在越区切换时，“先连接再断开”，这样完全克服了硬切换容易掉话的缺点。
5、频率规划简单，用户按不同的序列码区分，所以相同CDMA载波可在相邻的小区内使用，网络规划灵活，扩展简单。
6、因为采用功率控制和可变速率声码器，耗电量较低，手机电池使用时间得到了延长。功率控制功控目的功率控制的原则功控分类无线配置和移动台协议版本定义标准功率控制算法的应用反向功控概述反向开环功控原理-1反向开环功控的基础是前向链路损耗和反向链路损耗相近的假设。
根据这个假设，移动台根据接收到的总功率估计前向链路损耗，然后再估计移动台接入所需的功率。
开环估计指MS仅仅根据接受到的BS的信号质量来粗略估计信道传播环境，并相应调整自己的反向发射功率，是单方面的调整。
例如当MS检测到所接收的前向功率过高时，通常表明它离BS较近，传播环境较好，因此MS可以降低其平均发射功率。当然，这样就忽略了前向信道830M频率和反向信道875M频率并不相关（因为载频相差45MHz）的事实，会导致在某段时间内出现较大误差，并且由于无线信息的快速衰落特性，因此开环功率控制还需要更快速精确的校正，这由闭环校正完成。
反向开环功控原理-3反向开环功控缺点移动台接入过程的功率控制划分反向闭环功控定义和分类反向闭环功控原理反向内环外环功控框架目的：弥补开环功控中没有消除的、与前向链路相独立的损耗，实现精确功控。
控制机制：基站检测来自手机的信噪比Eb/Nt，与门限值Eb/N0比较，产生对移动台的功率控制比特，0表示提升功率，1表示降低功率。
每秒发射800次（即每1.25ms更新一次）；
每条指令要求移动台增加或减少发射功率1dB；反向闭环内环功控速度内环功控比特的嵌入反向外环功率控制外环功控算法原理反向外环调整步长外环高速步长的实现外环功控目标移动台收到反向功控比特后的行为：
移动台根据功控比特来调整发射功率。
当存在多个软切换分支时，每个基站分支都是根据自己接收的反向链路Eb/Nt确定功率控制比特，因此各个分支的功率控制比特可能不一致。
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