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CDMA概述第一课:CDMA理论简介第一课:CDMA理论简介目的和要求•采用多址技术的好处•信道(Channel)的通用定义•标识CDMA信道的两个基本参数•扩频(SpreadSpectrum)调制的基本原理•扩频信号的基本特征•使得CDMA系统具有较大用户容量的一些基本因素•扩频序列与伪随机(Pseudorandom)序列•扩频信号的码片速率(ChipRate)•处理增益(ProcessingGain)的概念•明确CDMA前向信道和反向信道(ForwardandReverseChannel)•掌握正交(Orthogonal)的概念•前向信道与沃氏函数(WalshFunction)的关系•明确PN码的作用及PN偏置(PNOffset)的作用多址技术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•更易于管理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。信道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：下面介绍几种最流行的多址技术：•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。基本概念45(800M)or80(1900M)MHzCDMA信道CDMA反向信道1.25MHzCDMA前向信道1.25MHz扩频原理Spread频谱传统通信系统发送的低速信息TX恢复出的低速信息RX窄带信号扩频系统快速扩频序列发送的低速信息TX恢复出的低速信息RX快速扩频序列宽带信号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)CDMA扩频原理多次连续扩频•可以采用连续多个扩频序列进行扩频，然后以相反的顺序进行频谱压缩，恢复出原始数据•这些扩频序列可以具有所需的不同特征•发端所用的扩频序列必须与终接端所用序列保持同步。扩频序列A扩频序列B扩频序列C扩频序列C扩频序列B扩频序列A输入数据X恢复数据XX+AX+A+BX+A+B+CX+A+BX+A扩频码片流发端终接端前向码分信道的区分•移动台调谐到一个特定的CDMA频率,从基站的一个扇区接收前向CDMA信道。•前向CDMA信道传送合成信号，该合成信号最多可由64个前向码分信道组成•在这些码分信道中，一些是业务信道，而另外一些则是CDMA系统正常工作所需的开销信道。•区分这64个前向码分信道需要64个数码，这64个数码序列的集合称为Walsh码，所有这些码序列都称为Walsh码。同步导频前向业务(用户#1)寻呼前向业务(用户#2)前向业务(用户#3)不同基站的区分•移动台处于多个基站环绕之中，所有基站都以相同的频率发射。•每个基站的每个扇区所发射的前向CDMA信道中，可包含64个不同的前向码分信道。•移动台必须能够鉴别不同基站的不同扇区。•为了识别不同基站的扇区，定义了两种二进制数字序列，即I和Q短PN序列(或称短码)。•在CDMA系统中，这些短PN序列可以有512种不同偏置。每一种对应一数码序列，可用于识别特定基站的特定扇区。AB最多64个码分信道最多64个码分信道反向码分信道的区分•CDMA系统必须能够唯一地识别每一个试图与基站建立通信的移动台。•移动台的数量非常大。•为了唯一地识别每一个可能的反向码分信道，定义了一个二进制数码序列称为长PN序列(或长码)。•该序列非常长，可以有上万亿种表现形式。每一种表现形式对应一数码，用于识别每个特定用户（称为用户长码）或特定接入信道。反向业务fromM.S.#1837732008反向业务fromM.S.#8764349209反向业务fromM.S.#223663748系统接入AttemptbyM.S.#4348769902(接入信道#1)沃氏码•64个序列,每个序列长64位码片（chip）.•码片（chip）就是一个二进制数(0或1)•每个沃氏码与其它所有沃氏码均正交•这意味着可以从一多个沃氏码混合的信号中识别并筛选出特定的沃氏码。•正交定义：如果两个长度相同的二进制数列异或的结果具有相同数量的0和1，则它们是正交的。（异或：相同为零，不同为一）沃氏码#----------------------------------64-码片序列------------------------------------------000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010120011001100110011001100110011001100110011001100110011001100110011301100110011001100110011001100110011001100110011001100110011001104000011110000111100001111000011110000111100001111000011110000111150101101001011010010110100101101001011010010110100101101001011010600111100001111000011110000111100001111000011110000111100001111007011010010110100101101001011010010110100101101001011010010110100180000000011111111000000001111111100000000111111110000000011111111901010101101010100101010110101010010101011010101001010101101010101000110011110011000011001111001100001100111100110000110011110011001101100110100110010110011010011001011001101001100101100110100110011200001111111100000000111111110000000011111111000000001111111100001301011010101001010101101010100101010110101010010101011010101001011400111100110000110011110011000011001111001100001100111100110000111501101001100101100110100110010110011010011001011001101001100101101600000000000000001111111111111111000000000000000011111111111111111701010101010101011010101010101010010101010101010110101010101010101800110011001100111100110011001100001100110011001111001100110011001901100110011001101001100110011001011001100110011010011001100110012000001111000011111111000011110000000011110000111111110000111100002101011010010110101010010110100101010110100101101010100101101001012200111100001111001100001111000011001111000011110011000011110000112301101001011010011001011010010110011010010110100110010110100101102400000000111111111111111100000000000000001111111111111111000000002501010101101010101010101001010101010101011010101010101010010101012600110011110011001100110000110011001100111100110011001100001100112701100110100110011001100101100110011001101001100110011001011001102800001111111100001111000000001111000011111111000011110000000011112901011010101001011010010101011010010110101010010110100101010110103000111100110000111100001100111100001111001100001111000011001111003101101001100101101001011001101001011010011001011010010110011010013200000000000000000000000000000000111111111111111111111111111111113301010101010101010101010101010101101010101010101010101010101010103400110011001100110011001100110011110011001100110011001100110011003501100110011001100110011001100110100110011001100110011001100110013600001111000011110000111100001111111100001111000011110000111100003701011010010110100101101001011010101001011010010110100101101001013800111100001111000011110000111100110000111100001111000011110000113901101001011010010110100101101001100101101001011010010110100101104000000000111111110000000011111111111111110000000011111111000000004101010101101010100101010110101010101010100101010110101010010101014200110011110011000011001111001100110011000011001111001100001100114301100110100110010110011010011001100