CDMA原理课件

CDMA原理了解CDMA-IS95系统1x系统发展历史、一般特点掌握码在CDMA系统中的应用理解CDMA信道分类以及各信道功能掌握CDMA关键技术原理CDMA原理CDMA原理模块单元－CDMA概述单元二CDMA基本原理单元三CDMA信道结构与调制单元四CDMA关键技术CDMA原理之单元一移动通信技术的发展概况CDMA技术发展概况CDMA技术的特点及优势CDMA的频率分配主要内容移动通信技术的发展概况AMPSTACSNMT其它第一代80年代模拟模拟技术GSMCDMAIS95TDMAIS-136PDC第二代90年代数字需求驱动数字技术语音业务第三代IMT-2000UMTSWCDMACDMA2000需求驱动宽带业务TD-SCDMA（一）CDMA发展历史和现状（国际）90年代初，Qualcomm公司首次将CDMA技术引入民用通信领域；1993年，第一个CDMA标准IS95发布；1996年，CDMA标准IS95A发布；2000年，CDMA2000-1X标准IS-2000Release0、ReleaseA出台；2000年，1XEV-DO、1XEV-DV等宽带CDMA技术纷纷出台，部分提案已经被3GPP2采纳；CDMA技术发展概况(国际)（二）CDMA发展历史和现状（国内）1997年，中国的北京、西安、上海、广州建有CDMA实验网（中国长城网，133网）1997年开始，国内设备制造商相继开始投巨资开发CDMA产品1999年2月，联通与QUALCOMM签署知识产权框架协议1999年11月中兴、大唐、华为等厂家相继开发出MSC产品2000年5月，国内8家企业与QUALCOMM签订R&D协议2000年7月，中兴推出国内首家独立开发的BSS产品和手机产品CDMA技术发展概况(国内)64kbps153.6/307.2kbps19961999200020019.6kbpsIS95AIS95Bcdma20001xcdma20001xEV-DOcdma20001xEV-DV2.4Mbps4-6MbpsCDMA2000空中接口演进1XEV-DO/DV技术对比1XEV-DO：利用单独的载频实现高速数据传输；优点：多个接入终端（AT）实际上时分复用所有载频资源进行数据传递，控制简单，成本较低缺点：由于话音和数据呼叫的呼叫模型不同，可能会导致频率资源浪费1XEV-DV：同一窄频内既可以传送话音，又可以传送高速数据；优点：使频率资源得到了有效地利用缺点：控制复杂，成本较高目前全球约有91个国家209家运营商正在使用CDMA网络，其中204个CDMA20001X商用网络、65个CDMA20001XEV-DORev.0商用网络和7个CDMA20001XEV-DORev.A商用网络。CDMA作为主要移动通信网络的包括美国、韩国、日本、澳大利亚等国家以及南美洲的一些地区，目前CDMA用户已达3.25亿,其中DO用户达6504万（2007-3）。CDMA商用网络统计第一个IS-95商用网络第一个1X商用网络第一个EV-DORev.A试验网络1995年9月28日2000年10月1日2002年1月28日2006.7CDMA2000商用化进程香港和记韩国SKT韩国SKT第一个EV-DORev.0商用网络美国USCC快速发展期稳定增长期市场培育期截止到2007年5月全球共有3.87亿CDMA用户，其中有3.51亿CDMA2000用户。自2001年以来，平均年增长率达到27%。•从2001年3月到2007年3月CDMA2000用户增长统计•Source:CDG1XCDG最新统计显示，截止到2007年6月20日，全球有219个1X商用网络33个1X网络正在部属中CDMA2000市场规模和增长CDMA20001xEV-DO市场规模和增长截止到2007年3月全球共有6504万CDMA20001xEV-DO用户，自2003年以来，平均年增长率达到60%以上。•Source:CDG•从2002年3月到2007年3月1xEV-DO用户增长统计EV-DOCDG最新统计显示，截止到2007年6月20日，全球有74个EV-DORev.0商用网络，9个EV-DORev.A商用网络54个EV-DORev.0网络，28个EV-DORev.A网络正在部属中CDMA20001xEV-DO市场规模和增长截止到2006年7月全球共有3850CDMA20001xEV-DO用户，自2003年以来，平均年增长率达到60%以上。无线网络规划简单，频率复用系数高，工程设计简单，扩容方便AMPS,D-AMPS,N-AMPSCDMA303010kHz200kHz1250kHz131Users8Users20Users1111111111111112344325617TypicalFrequencyReuseN=7TypicalFrequencyReuseN=4TypicalFrequencyReuseN=1Vulnerability:C/I@17dBVulnerability:C/I@12-14dBVulnerability:Eb/No@6--7dBGSMCDMA技术的特点和优势(1)覆盖范围大，是标准GSM的2倍左右，相同覆盖范围所用的基站少，节省投资;举例:覆盖1000km2：GSM需要200个基站，CDMA只需50个基站。(注意:严格论证,需通过链路预算)CDMA技术的特点和优势(2)频谱利用率高，相同频谱情况下容量是模拟系统的8~10倍;是GSM的4--6倍；PowerPowerPowerFDMATDMACDMA采用调频的多址技术.业务信道在不同频段分配给不同的用户。TACS、AMPS采用时分的多址技术。业务信道在不同的时间分配给不同的用户GSM、DAMPSCDMA是采用扩频的码分多址技术。所有用户在同一时间、同一频段上、根据不同的编码获得业务信道CDMA技术的特点和优势(3)隐蔽性好，保密性好,很难被盗打伪随机序列信源信号TX解调信号RX伪随机序列扩频信号每个用户都深深淹没在噪声里CDMA技术的特点和优势(4)CDMA：小区/扇区切换采用软/更软切换切换是先接续再中断服务质量高,有效减低掉话其他无线系统：小区/扇区切换采用硬切换切换是先中断再接续容易产生掉话采用独特的软切换技术，降低了掉率CDMA技术的特点和优势(5)话音质量高，采用8K、8KEVRC、13K语音编码技术，良好的背景噪声抑制功能；话音质量(MOS得分)64kPCM13kGSM8kCDMA13kCDMA8kEVRCCDMACDMA技术的特点和优势(6)采用完善的功率控制、话音激活技术，降低了手机发射功率，增加了系统容量，延长了电池使用时间，对人体健康的影响最小,绿色手机技术体制平均发射功率最大发射功率GSM125mW2WCDMA2mW200mW发射功率小：功率控制，语音激活.CDMA技术的特点和优势(7)95A95B软件升级更换手机以获取新业务几乎零费用95B1X增加1X信道板软件升级更换手机以获取新业务取决于新业务需求量1X1XEV增加1XEV信板软件升级更换手机以获取新业务取决于新业务需求量技术方案：全高速分组结构：方便向3G的平滑过渡经济方案：平滑过度到3G,运营商损失最小!利润最大!CDMA技术的特点和优势(8)CDMA蜂窝移动通信体制频率的范围为50M（上行和下行各25M），中国联通和中国长城共有30M频率（上行和下行各15M）可供使用。800M、900M频率分配表频率820830840850860870880890900910920930940950960运营单位技术体制频率范围(MHz)频宽GSM890-915935-96025MCDMA824-849869-89425M中国联通CDMA825-835870-88010M长城CDMA835-840880-8855M中国联通GSM909-915954-9606M西北五省AMPS835-845880-89010METACS880-890925-93510MTACS890-903935-94813M中国移动GSM903-909948-9546MCDMA的频率分配800MHz频谱分配13346679911023333666715799716ChannelNumbersABandBBandA’A”B’10193778119160201242283384425466507548589630691777CDMAA-BandCarriersCDMAB-BandCarriers876543211234567998*****Requiresfrequencycoordinationwithnon-cellularinterferers**RequiresfrequencycoordinationwithA-bandcarrierABandPrimaryChannel283ABandSecondaryChannel691BBandPrimaryChannel384BBandSecondaryChannel777736基站收（上行）:825.00+0.03N基站发（下行）:870.00+0.03N编号的来历?中心频率CDMA原理之单元二CDMA含义和实现扩频通信定义、特点及分类CDMA中使用的扩频码主要内容自从电话技术和无线电技术问世以来，人们就在试图通过单条电路传送尽可能多的业务。•传输介质类型举例：•双绞线•同轴电缆•光缆•空中接口(无线电信号)•采用多址技术的好处•增加系统的容量，为更多的用户提供服务•因为所需传输媒介减少，降低了系统成本•降低单用户的费用传输介质每对用户各自通过传输介质使用一专用电路通信而彼此并不知道其他用户的存在。多址技术：多个独立用户同时使用传输介质而互不影响。多址技术的概念物理传输介质是一种可以根据所采用的不同技术进一步划分为单个信道的资源。几种流行的多址技术：•FDMA频分多址•每个用户使用不同的频率•一个信道对应一个频率•TDMA时分多址•每个用户使用不同的时隙•一个信道就是特定频率的特定时隙•CDMA码分多址•一个信道对应一种独特的码序列。•每个用户使用相同的频率，但采用不同的码序列。PowerPowerPowerFDMATDMACDMA信道：通过传输媒介为一个用户传送信息的专用通路。信道的含义CDMA是码分多址45or80MHzCDMA频点与信道CDMA反向信道1.25MHzCDMA前向信道1.25MHz码分信道频率CodeDivisionMultipleAccessCDMA含义和实现扩频通信定义、特点及分类CDMA中使用的扩频码声码器（VOCODER）的作用和类型主要内容扩展频谱（SS:SpreadSpectrum)通信简称扩频通信。扩频通信技术:在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，在收端采用相同的扩频码进行相关解调来解扩以恢复所传信息数据。扩频通信的定义CDMA扩频原理•发端数据流与一扩频序列结合到一起•在终接端，只要具备正确的定时和扩频序列，合成信号可以被压缩并恢复出原始数据•压缩频谱后，恢复出的原始数据流仍然保持完整。发端终接端扩频序列扩频序列输入数据(基带)恢复出的数据(基带)扩频后的数据流(基带信号+扩频序列)理论基础Shanon公式C=B*log2(1+S/N)C：信道容量，单位b/sB：信号频带宽度，单位HzS：信号平均功率，单位WN：噪声平均功率，单位W结论：在信道容量C不变的情况下，信号频带宽度B与信噪比S/N完全可以互相交换，即可以通过增大传输系统的带宽以在较低信噪比的条件下获得比较满意的传输质量扩频通信的理论基础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直接序列扩展频谱DSSSCDMA采用的是直接序列扩频，即将需要传送的信号与速率远大于信息速率的伪随机序列编码（扩频码）直接混合，这样调制信号的频谱宽度远大于原来信息的频谱宽度。调频FH跳时T